Las nanopartículas en algunas de las rocas más antiguas del mundo esconden pistas sobre el origen de la vida: ScienceAlert

Encerrados dentro de algunas de las rocas más antiguas de la Tierra se encuentran nanocristales que hasta ahora se habían pasado por alto y que cuentan la historia de cómo pudo haber surgido la vida.

Los científicos de la Universidad de Australia Occidental y la Universidad de Cambridge dicen que sus hallazgos podrían explicar por qué el fósforo se convirtió en un componente importante de la vida y cómo las moléculas se ensamblaron por primera vez para formar el ARN primitivo en los respiraderos hidrotermales del fondo marino.

Examinaron rocas de 3.500 millones de años de la región de Pilbara, en Australia Occidental, bajo un microscopio electrónico de transmisión y descubrieron minerales inesperados.

La Pilbara es renombrado por su preservación intacta de la corteza terrestre durante el era arcaica cuando la vida apenas comenzaba. Las rocas de esta zona proporcionan una cápsula del tiempo que contiene información sobre la química prebiótica.

Desde la distancia, un ojo entrenado podría identificar tLa roca roja rayada de Pilbara es una mezcla de cuarzo muy fino (que contiene silicio y oxígeno) y hematites (compuesto de hierro y oxígeno), combinación conocida como jaspilita.

Una inspección más cercana revela algo sorprendente; Nanocristales ocultos con propiedades interesantes. Esparcidas por los lechos de jaspe hay finas partículas de verdealitaun mineral que contiene hierro, silicio y oxígeno, que se cree que fue expulsado de un respiradero hidrotermal cercano y precipitado en el fondo marino hace miles de millones de años.

«Encontramos, escondidas entre los óxidos de hierro más visibles (que dan a la roca su color rojo brillante), arcillas de hierro mucho más abundantes», dijo Birger Rasmussen, geólogo de la Universidad de Australia Occidental. Alerta científica.

«Es sorprendente poder ver nanopartículas en rocas tan antiguas, y parte de la razón es que están encerradas en estos materiales químicamente relativamente inertes».

A nanoescala, la estructura de la greenalita es inusual. Los bordes de las partículas son ondulados debido a una desalineación de su estructura cristalina entre las partículas ricas en hierro. capas octaédricas y capas tetraédricas ricas en sílice.

“Produce una serie de surcos paralelos en los bordes que tienen el tamaño perfecto para cosas como el ARN y el ADN”, dice Rasmussen, explicando que esto convierte a las nanopartículas de arcilla en la herramienta catalítica perfecta para alinear los componentes de estas biomoléculas para que puedan encajar fácilmente. juntos. .

Hace miles de millones de años, los respiraderos hidrotermales habrían producido miles de millones de partículas microscópicas de arcilla con ranuras que actuaban como líneas de montaje, concentrando ARN o pre-ARN.

Considerados durante mucho tiempo como un lugar adecuado para que surja la vida, los respiraderos hidrotermales proporcionan el lugar ideal para que se produzca este proceso. Agitan constantemente agua de mar a través de cámaras de magma y liberan columnas de humo calientes llenas de nutrientes al océano.

«Es un lugar ideal para reacciones químicas… porque son áreas de gradientes extremos», dice Rasmussen.

Las rocas de Pilbara, de 3.500 millones de años de antigüedad, también contenían nanopartículas de fluorapatita (un mineral compuesto de oxígeno, calcio, flúor y fósforo).

Los científicos se preguntan por qué el fósforo se encuentra en tantas estructuras biológicas (incluido el ADN, las membranas y los lípidos) a pesar de las concentraciones tan bajas del elemento en el océano.

Pero la presencia de fluorapatita, un mineral que contiene fósforo, en rocas de mil millones de años de antigüedad proporciona una posible explicación: los respiraderos hidrotermales pueden haber sido una de las primeras fuentes de fósforo accesible.

El modelo de los investigadores sugiere que hace 3.500 millones de años, la concentración de fósforo en las aguas profundas del mar era probablemente de 10 a 100 veces mayor que la actual.

«¿Por qué la vida ha seleccionado el fósforo para tantos procesos bioquímicos esenciales, incluida la producción de material genético, cuando hoy en día es tan raro en el océano? La respuesta puede ser que «el fósforo era mucho más abundante en el origen y la evolución temprana de la vida». «, dice Rasmussen.

Este artículo fue publicado en Los científicos progresan.