La vida podría haber florecido en rocas de hace 3200 millones de años en la Tierra

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Uno de los problemas para entender como fue el origen de la vida, parece ser,  que  en la Tierra primitiva, era bastante difícil las condiciones .El Sol cuando  la Tierra era joven, era un 20% menos brillante que en la actualidad, el Sol poco a poco se va calentado como consecuencia de la  evolución del núcleo, en el núcleo se suceden las reacciones que liberan las energías que permiten que el Sol brille y estas reacciones van cambiando sus características con el paso de millones de años. El sol joven era más tenue que ahora y de las muchas preguntas que hay que hacerse era:

 -¿porque la tierra no era una bola de hielo?

-¿cómo la vida llegó a nacer en nuestro planeta?

 Y hay muchos misterios más. En la Tierra primitiva, aparentemente según la opinión de algunos expertos, muchos elementos químicos cruciales para la vida eran muy escasos, como el fósforo por ejemplo.

   El fósforo que actualmente existe en el ecosistema terrestre, ha sido liberado lentamente por la erosión de rocas continentales, después muchos ciclos de lluvia que van desgastando la piedra y que llevan a los minerales ricos en fósforo al mar, el mar de este modo se ha ido enriquecido con suficiente fósforo  para sostener la vida que ahora conocemos. Como  nació la vida, que depende del fósforo entre otras cosas, cuando la mayor parte de este mineral estaba atrapado en rocas que todavía no habían sido erosionadas, e incluso no se  habían formado todavía. Hay muchas preguntas de este tipo que tienen que ser entendida, para poder decir, que entendemos cómo es que la vida nació en la tierra.

  Una de las preguntas cruciales, tiene que ver con el nitrógeno, si vemos los elementos  químicos fundamentales para la vida encontramos una lista muy larga, los principales por su abundancia serían el carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, los seres vivos están hecho principalmente de estos elementos y aparte necesitamos otros elementos químicos como el  azufre, hierro y molibdeno, entre otros.

Resultado de imagen de molibdeno

La mayoría del proceso de fijación del nitrógeno que ocurre en la actualidad, ocurre gracias al molibdeno,

   El Molibdeno, es un metal más o menos abundante ,que tiene muchas aplicaciones en el mundo moderno, entre ellas es un material que puede permanecer  sólido y rígido  a más de  2500ºC, la mayoría de los metales puros se hacen líquidos a una temperatura mucho menor, por esa cuestión se ha empleado para las aleaciones metálicas, se llegó a utilizar acero con el molibdeno en algunas de las tripulaciones, tripuladas al espacio, porque este metal soporta muy bien el calor producido por la nave cuando ingresa en la atmósfera terrestre, la nave que se mueve a una velocidad casi a 8 Km/sg  , cuando entra en la atmósfera terrestre, comprime el aire  enfrente de ella violentamente, este aire super comprimido que se forma frente a la nave se caliente mucho y este calor se transmite a la nave, si esta nave no tiene un material resistente se quema, como ha ocurrido en alguna ocasión. En algunas de las primeras naves usadas  por los EEUU ya usaron molibdeno, por si llegaba a fallar la coraza térmica, que los astronautas, tuvieran una mejor oportunidad de regresar vivo a la Tierra, porque la nave estaba hecha de un material que soportaba mejor la temperatura.

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Este metal soporta muy bien el calor producido por la nave cuando ingresa en la atmósfera terrestre

   El molibdeno también se utiliza, en contactos eléctricos como interruptores de Alta tensión, en el momento de producirse el contacto y durante el funcionamiento se produce mucha temperatura, estos materiales se hacen con aleaciones de molibdeno.

   El molibdeno para el biólogo también es muy importante, porque la mayoría del proceso de fijación del nitrógeno que ocurre en la actualidad, ocurre gracias al molibdeno, las enzimas son proteínas  y algunas proteínas tienen la capacidad de facilitar reacciones químicas, que de otra manera ocurrirían muy lentamente o no ocurrirían. Este tipo de proteínas que facilitan reacciones químicas se llaman enzimas, las enzimas generalmente  tienen además átomos metálicos en su interior. Los átomos como sabemos están hecho de un núcleo positivo y varias capas de electrones a su alrededor, la última capa de electrones  es la que determina las características químicas de ese material, cuando tenemos un átomo  que tiene en su última capa de electrones, electrones que fácilmente se pueden escapar,  esa última capa fácilmente acepta electrones nuevos y los sueltas, decimos que tenemos un metal, por eso conducen electricidad fácilmente los metales, porque los electrones de la última capa se mueven, hay que recordad que la electricidad está hecha de electrones en movimiento.

   Cuando pegamos átomos de metal a una enzima, las características de electrones de la última  capa de este metal, cambian las características eléctricas de toda la enzima y permite a la enzima el realizar cierto tipos de reacciones químicas, cuando algunos átomos o moléculas se pegan a la enzima, las características eléctricas de esa enzima se vuelvan más reactivos, es más fácil que esos átomos al estar pegados a una  enzimas se unan unos con otros, también si una molécula muy grande se pega a la superficie de una enzima, es más fácil por las característica eléctricas de la enzima, que esa molécula grande se rompa en moléculas más pequeñas.

Rocks collected in Australia

Las muestras más antiguas son las rocas sedimentarias que se formaron hace 3200 millones años en el noroeste de Australia. Contienen evidencia química de nitrógeno fijación por los microbios. R. Buick / UW Lugar de Australia donde se encontraron algunas de las rocas estudiadas. Crédito:University of Washington. http://images.spaceref.com/news/2015/oo86623_web.jpg

    Tres de estos elementos químicos, el carbono, oxígeno e hidrógeno son muy reactivos, no se necesita hacer mucho para convencer a un átomo de carbono que se una a otro átomo que tenga cerca, es un átomo muy gregario y con facilidad se hace amigos con otros 4 átomos cercanos  y se liga a ellos. El oxígeno no digamos, el oxígeno es muy agresivo rápidamente se pone en contacto con otros átomos y forma moléculas, el hidrógeno es menos agresivo, pero también con facilidad pasa a formar parte de una molécula grande. El nitrógeno es un elemento muy receloso, cuesta mucho trabajo para que se una con otros átomos, en parte por eso el 79% de la atmósfera terrestre esta hecho de nitrógeno, hay mucho nitrógeno en la atmósfera que no se mezcla con las rocas de la superficie, por eso hay tanto nitrógeno en el aire y el nitrógeno es crucial para la vida. Como hacen los seres vivos  para poder tomar el nitrógeno, que necesitan para fabricar sus proteínas,  si ese nitrógeno abundante flota en el aire y no quiere juntarse con otras sustancias, para crear compuesto que sean fácilmente comibles por los seres vivos. Los seres vivos no podemos coger el nitrógeno del aire y utilizar esos átomos para fabricar proteínas. Necesitamos que ese nitrógeno se ligue a otros átomos para formar compuesto que sean fáciles de asimilar para una célula viva. Por ejemplo,  es necesario conseguir que el nitrógeno, se una a átomos de oxígeno para formar nitratos, los fertilizantes generalmente son ricos en nitratos ,por esto, la tierra es fácil que se empobrezca en nitrógeno sino existe alguien que tome ese nitrógeno lo convierta en nitratos y lo fije en el suelo.

   Mucho del proceso de fijación del nitrógeno en la Tierra actual lo hacen las bacterias, hay bacterias que viven en el suelo muchas veces asociadas a las raíces de muchas plantas, que son capaces de tomar el nitrógeno del aire que se va colando por la superficie de la tierra y lo convierte en nitratos, ese nitrato lo pueden absorber las plantas fácilmente y pueden crecer bien, las plantas se los comen los animales y el nitrógeno pasa a los animales.

   Cuando comenzó este proceso, se llegó a creer que cuando la Tierra era muy joven, poco tiempo después de aparecer la vida, la vida no sabía cómo fijar nitrógeno y que sólo había dos o tres lugares en la superficie de la tierra que se daban las condiciones para poder llegar a fijar nitrógeno por fuentes naturales, por ejemplo relámpagos, los relámpagos calientan mucho el aire y consigue que los átomos de nitrógeno, se unan con los átomos que estén cercano en la atmósfera y solamente en algunos lugares se llegaba a concentrar suficiente nitratos, producido por relámpagos  y otros fenómenos físicos,  por eso se pensó , durante  mucho tiempo que la vida, en la superficie terrestre ,solo se encontraba en pocos lugares.

   Los investigadores, que acaban de publicar el trabajo en Nature, de la universidad de Washington, se pusieron a estudiar las rocas viejas conocidas en la actualidad, en la costa occidental de Australia, hay rocas que no han sido alteradas por la erosión, volcanes u otras fuentes   naturales, son rocas que tienen entre 2700 y 3200 millones de años, son las rocas más antigua que se conocen  de la superficie terrestre. Tomaron 52 muestras, y se pusieron a estudiar el tipo de compuesto químicos  que se habían formado en esas rocas ,esas rocas sabemos que se formaron en la orilla de algún continente que ya han desaparecido, hace más de 3000 millones de años en algunos casos, y lo que encontraron los investigadores en todas esas rocas es que  hay muchos minerales ricos en nitrógenos y esos minerales están empobrecidos en unas de las variedades de nitrógeno, hay que recordad que casi todos los átomos de la tabla periódica viene en distintos modelos o isótopos. El oxígenos por ejemplo viene en tres isótopos comunes, el oxígeno 16,17 y 18 ,si tomamos agua de oxígeno 16 u 18 no nos damos ni cuenta, la única diferencia es que los átomos del oxígeno 16 es un poco más ligero que el 17 y el 17 que el 18. Lo mismo pasa con el nitrógeno, hay distintos isótopos de nitrógeno, si tomamos una muestra de nitrógeno del aire encontraremos una proporción entre los distintos isótopos del nitrógeno, si cogemos una planta que es rica en nitrógeno la machacamos  y sacamos los átomos de nitrógeno que hay en la planta veremos  que la planta va a tener más átomos  de nitrógeno ligero que nitrógeno pesado, las reacciones químicas que hay en el interior de una célula ocurren un poco mejor, cuando los átomos de nitrógeno que están involucrados en esta reacción química son ligeros. Podemos saber cuándo una muestra de nitrógeno  viene de un ser vivo, porque esa muestra nitrógeno está empobrecido en nitrógeno pesado, y están enriquecidas con nitrógeno ligero.

   Lo que han encontrado estos investigadores,  incluso en rocas de 3200 millones de años es que hay muchos minerales que están enriquecidos con nitrógeno ligeros, eso significa que el nitrógeno que sirvió para formar estos minerales, se formó en la orilla de un continente olvidado, estás rocas se formaron en lodos que había muchas bacterias que fijaba bien el nitrógeno. Esto significa que este fenómeno de fijar nitrógeno, ya ocurrió hace 3200 millones de años en todo el mundo, y esto sugiere que el proceso de fijación de nitrógeno apareció con rapidez. No sabemos cuándo nació la vida porque las rocas que podrían tener esa información ya han desaparecido, sabemos que hace 3500 millones de años ya había vida en la tierra porque se han encontrado fósiles que tiene esa edad en Australia, sospechamos que había vida  hace 3800 millones de años por la evidencia química que se han encontrado en algunas rocas, lo que pasa  que estas rocas han sido calentadas y machacadas por el movimiento de los continentes y estás rocas están muy alteradas, no sabemos si la información que nos dicen nos podemos fiar de ellas o no.

   Lo que si es cierto es que hace 3200 millones de años , lo que nos dicen las rocas no alteradas más antiguas conocidas en la tierra, es que ya sabían fijar nitrógeno y existía en todo en el mar, lo más probable es que en todos los océanos de la tierra en aquella época había una gran cantidad de bacterias y esto sugiere que la vida se propaga con gran rapidez, una vez que se dan las condiciones, esto también sugiere que algunos de los planetas que hemos descubierto con la ayuda del telescopio espacial Kepler podría haber  desarrollado el mismo proceso, a lo mejor  ya hemos detectado planetas que  tienen vida pero no lo sabemos.

   La conclusión es que una vez que la vida aparece, rápidamente en un planeta  esta se  propaga y conquista el planeta con gran rapidez y esto parece ser buenas noticias.

Referencias:

Rocas de 3200 millones de años podrían haber florecido la  vida en la Tierra

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4 pensamientos en “La vida podría haber florecido en rocas de hace 3200 millones de años en la Tierra

  1. Pingback: PARTICIPACIONES XI GEOCARNAVAL | Educandonaturaleza

    1. pablocoronado Autor de la entrada

      Últimamente se están haciendo muchas investigaciones sobre el origen de la vida, aunque todavía queda bastante por saber, pero poco a poco y con paso firme vamos descubriendo como empezó todo. He leído hace poco investigaciones nuevas pero más precisas en laboratorio, sobre el experimento que hizo Miller, según parece han sacado conclusiones bastantes interesantes.

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