¿Cuáles son los ingredientes de la vida?
Desde la más poderosa ballena azul hasta el más minúsculo paramecio, la vida, tal y como la conocemos, adopta formas dramáticamente diferentes. Sin embargo, todos los organismos se construyen a partir de los mismos seis ingredientes elementales esenciales: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre (CHNOPS).
¿Por qué esos elementos? Para averiguarlo, Life’s Little Mysteries consultó a Matthew Pasek, biogeoquímico de la Universidad del Sur de Florida.
«En primer lugar, el carbono entra fácilmente en enlaces con otros átomos de carbono. Esto significa que forma vastas cadenas que actúan como un bonito esqueleto para que otros átomos se unan a él», dijo Pasek. En otras palabras, los átomos de carbono son los bloques de construcción perfectos para las grandes moléculas orgánicas. «Esto se presta a la complejidad»
¿Pero qué explica los otros cinco ingredientes químicos de la vida? «Una cosa que hace que el nitrógeno, el hidrógeno y el oxígeno sean buenos es que son abundantes», dijo Pasek. «También presentan efectos ácido-base, lo que les permite unirse con el carbono para hacer aminoácidos, grasas, lípidos y las nucleobases a partir de las cuales se construyen el ADN y el ARN».»
«El azufre proporciona una baraja de electrones», continuó Pasek. «Básicamente, con su exceso de electrones, los sulfuros y los sulfatos ayudan a catalizar las reacciones. Algunos organismos utilizan el selenio en lugar del azufre en sus enzimas, pero no muchos».
Por último, pero no por ello menos importante, el fósforo, que suele encontrarse en la molécula de fosfato, es vital para el metabolismo, porque las moléculas de polifosfato, como el ATP (trifosfato de adenosina), son capaces de almacenar una enorme cantidad de energía en sus enlaces químicos. Al romper el enlace se libera su energía; si se hace esto suficientes veces en, por ejemplo, un grupo de células musculares, se puede mover el brazo.
A finales del año pasado, los científicos de la NASA descubrieron la única excepción conocida al requisito de fósforo en un lago de California rico en arsénico. Encontraron una cepa de microbios capaz de sustituir el fósforo por átomos de arsénico en sus moléculas cuando los suministros de fósforo son escasos. El arsénico es químicamente similar al fósforo, lo que lo hace venenoso para la mayoría de las formas de vida porque interrumpe las vías metabólicas.
En resumen, «con algunas excepciones, lo que se necesita para la vida es CHNOPS, más una pizca de sal y unos cuantos metales», dijo Pasek. «Por supuesto, esos ingredientes tienen que estar en la estructura de enlace correcta, pero esto parece ocurrir de forma natural. Los aminoácidos se producen de forma espontánea, al igual que los azúcares, los lípidos y las nucleobases»
Eso es cierto, al menos, en la Tierra. Para que se formen las estructuras moleculares necesarias, un planeta debe estar a la distancia justa de su sol no puede ser ni demasiado caliente ni demasiado frío para que exista agua líquida. La abundancia de agua también ayuda, porque facilita que los ingredientes se muevan y choquen entre sí para formar compuestos interesantes. La gravedad también debe ser la adecuada. Por último, una pizca de rayo puede proporcionar la energía tan necesaria para catalizar una reacción que, en última instancia, conducirá a la producción de las moléculas complejas -aminoácidos, proteínas, grasas, carbohidratos, ARN y ADN- que se prestan a producir la vida. Al menos tal y como la conocemos.
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