Teoría del mundo de hierro-azufre

La teoría del mundo de hierro-azufre es una hipótesis acerca del origen de la vida, enunciada entre 1988 y 1992 por Günter Wächtershäuser (fue conocido también por diferentes experimentos realizados hacia los efectos de los aminoácidos en el ADN de las ratas.),^[1]​^[2]​^[3]​^[4]​^[5]​ un químico y abogado especialista en patentes; en las que intervienen especies químicas y compuestos de hierro y azufre.^[6]​

Fumarolas negras. En algunas teorías se afirma que la vida surgió en las proximidades de algún tipo de fuente hidrotermal submarina.

Wächtershäuser propone que una modalidad primitiva de metabolismo precedió a la genética.

En su trabajo se entiende por metabolismo un ciclo de reacciones químicas que genera energía aprovechable por otros procesos. La hipótesis consiste en que, una vez establecido un ciclo metabólico primitivo, este comienza a producir compuestos cada vez más complejos.

La idea clave de la teoría es que la química primitiva de la vida no ocurrió en una disolución en masa en los océanos, sino en la superficie de minerales, por ejemplo pirita, próximos a fuentes hidrotermales. Se trataba de un ambiente anaeróbico y de altas presiones y temperaturas: 100 °C.

Las primeras «células» habrían sido burbujas lipídicas en las superficies de minerales. Wächtershäuser elaboró la hipótesis de que el ácido acético, una combinación sencilla de carbono, hidrógeno y oxígeno, que se puede encontrar en el vinagre, desempeñó una función esencial. Este ácido orgánico forma parte del ciclo del ácido cítrico, que es fundamental para el metabolismo celular.

Algunas de las ideas fundamentales de la teoría del mundo hierro-azufre se pueden resumir en la siguiente receta breve para crear vida:

• Hervir agua.
• Agitarla en sulfuros de hierro y níquel.
• Burbujear gas de monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno (ácido sulfhídrico).
• Esperar a que se generen péptidos.

En términos más técnicos, Wächtershäuser planteó los siguientes pasos para aparición de proteínas:

1. Producción de ácido acético mediante catálisis por iones metálicos.
2. Añadir carbono a la molécula de ácido acético, para generar ácido pirúvico (se produce un compuesto de tres carbonos).
3. Agregar amonio, para obtener aminoácidos.
4. Se generan péptidos y, más tarde, proteínas.

Tanto el ácido acético como el pirúvico son sustratos claves del ciclo del ácido cítrico.

En 1997, Wächtershäuser y Claudia Huber mezclaron monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y partículas de sulfuro de níquel a 100 °C y demostraron que se podían generar aminoácidos.^[7]​ Al año siguiente, utilizando los mismos ingredientes, fueron capaces de producir péptidos.^[8]​

Evidencia más antigua del origen de la vida en ambientes sulfurosos

En 2016 Matthew Dodd y colaboradores realizaron un estudio titulado Evidencia de vida primitiva en las fuentes hidrotermales más antiguas de la Tierra,^[9]​ enfocado en los depósitos relacionados con fuentes hidrotermales del Cinturón de Nuvvuagittuq en Quebec, Canadá. En dicho estudio proponen que los depósitos estudiados contienen restos de organismos microscópicos. Los investigadores interpretaron que las estructuras de hematita encontradas en el Cinturón de Nuvvuagittuq fueron producto de la mineralización llevada a cabo por bacterias y filamentos extra celulares, que posteriormente fueron depositadas y recubiertas por hierro o sílice. Este cinturón está compuesto por rocas basálticas y algunas de las unidades sedimentarias más antiguas que incluyen hierro y jaspe. En la corteza oceánica actual se encuentran estructuras filamentosas y tubulares compuestas de óxido férrico (hematita). Los autores establecen una relación entre fuentes hidrotermales modernas, que albergan comunidades de bacterias capaces de oxidar hierro para producir su energía, con las fuentes más primitivas. Las bacterias actuales producen estructuras tubulares distintivas, similares a los ejemplos fósiles.

De ser así, estas fuentes pudieron proveer un hábitat para las formas de vida más primitivas de la Tierra, lo que ubicaría el origen de los seres vivos hace unos 4250 millones de años a 4440 millones de años aproximadamente.

Véase también

• Origen de la vida
• Teoría de la generación espontánea
• Experimento de Miller y Urey
• Hipótesis del mundo de ARN
• Hipótesis del mundo de HAP
• Panspermia
• Protobionte

Referencias

1. Wächtershäuser, Günter (1 de diciembre de 1988). «Before enzymes and templates: theory of surface metabolism». Microbiol. Mol. Biol. Rev. 52 (4): 452-84. PMC 373159. PMID 3070320. Consultado el 2 de mayo de 2009. 
2. Wächtershäuser, G (enero de 1990). «Evolution of the first metabolic cycles». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 87 (1): 200-4. Bibcode:1990PNAS...87..200W. PMC 53229. PMID 2296579. doi:10.1073/pnas.87.1.200. Consultado el 2 de mayo de 2009. 
3. Günter Wächtershäuser, G (1992). «Groundworks for an evolutionary biochemistry: The iron-sulphur world». Progress in Biophysics and Molecular Biology 58 (2): 85-201. PMID 1509092. doi:10.1016/0079-6107(92)90022-X. Consultado el 2 de mayo de 2009. 
4. Günter Wächtershäuser, G (2006). «From volcanic origins of chemoautotrophic life to Bacteria, Archaea and Eukarya». Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 361 (1474): 1787-806; discussion 1806-8. PMC 1664677. PMID 17008219. doi:10.1098/rstb.2006.1904. 
5. Wächtershäuser, Günter (2007). «On the Chemistry and Evolution of the Pioneer Organism». Chemistry & Biodiversity 4 (4): 584-602. PMID 17443873. doi:10.1002/cbdv.200790052. 
6. Russell MJ, Daniel RM, Hall AJ, Sherringham JA (1994). «A Hydrothermally Precipitated Catalytic Iron Sulphide Membrane as a First Step Toward Life». J Mol Evol 39: 231-243. 
7. Huber, C. and Wächterhäuser, G. (julio de 1998). «Peptides by activation of amino acids with CO on (Ni, Fe)S surfaces: implications for the origin of life». Science 281: 670-672. doi:10.1126/science.281.5377.670. 
8. Günter Wächtershäuser (agosto de 2000). «ORIGIN OF LIFE: Life as We Don't Know It». Science 289: 1307-1308. doi:10.1126/science.289.5483.1307. 
9. Dodd, Matthew S.; Papineau, Dominic; Grenne, Tor; Slack, John F.; Rittner, Martin; Pirajno, Franco; O’Neil, Jonathan; Little, Crispin T. S. (2 de marzo de 2017). «Evidence for early life in Earth’s oldest hydrothermal vent precipitates». Nature (en inglés) 543 (7643): 60-64. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/nature21377. Consultado el 13 de junio de 2017. 

•   Datos: Q2327934