Un lago poco profundo en Canadá podría indicar el origen de la vida en la Tierra

(CNN) -- Imagínate un mundo completamente estéril. Ante ti hay un paisaje volcánico, desprovisto de flora y fauna. Esparcidas por esta extensión gris y negra hay cuerpos de agua poco profundos. En cada una de estas piscinas naturales se elabora una combinación precisa de sustancias químicas y condiciones físicas que podrían servir como fuente de vida en nuestro planeta.

Algunos científicos han teorizado que la escena podría haberse parecido mucho a ésta, en lugar de un escenario oceánico, cuando la vida surgió por primera vez en la Tierra hace aproximadamente 4.000 millones de años, y un estudio centrado en un lago actual en la provincia canadiense de Columbia Británica ofrece nuevas apoyo a esa idea.

• El mundo se ha enfrentado con éxito a un peligroso contaminante. Pero ¿calentó accidentalmente al planeta en el proceso?

La masa de agua salada y poco profunda situada sobre roca volcánica, conocida como lago Last Chance, contiene pistas de que los lagos ricos en carbonatos en la antigua Tierra podrían haber sido una "cuna de vida", según el coautor del estudio David Catling, profesor de geociencias de la Universidad de Washington. El hallazgo, publicado en la revista Nature el 9 de enero, podría avanzar en la comprensión científica de cómo comenzó la vida.

"Pudimos buscar las condiciones específicas que la gente utiliza para sintetizar los componentes básicos de la vida en la naturaleza", dijo Catling. "Creemos que tenemos un lugar muy prometedor para el origen de la vida".

Catling y sus colegas se dieron cuenta por primera vez del lago como un lugar para centrar su investigación después de que una revisión bibliográfica desenterró una tesis de maestría inédita de la década de 1990 que había registrado niveles inusualmente altos de fosfato allí. Pero los investigadores tuvieron que verlo por sí mismos.

Lago de la última oportunidad

El lago Last Chance no tiene más de 30 centímetros de profundidad. Ubicado en una meseta volcánica en la Columbia Británica a más de 1.000 metros (3.280 pies) sobre el nivel del mar, contiene los niveles más altos concentrados de fosfato jamás registrados en cualquier cuerpo de agua natural de la Tierra.

Un componente crítico de las moléculas biológicas, el fosfato es un compuesto químico que contiene fósforo, el elemento que sustenta la vida. Se encuentra en moléculas como el ARN y el ADN, así como en el ATP, una molécula necesaria para la producción de energía en todas las formas de vida. La abundancia de fosfato en Last Chance Lake es más de 1.000 veces mayor que la típica de los océanos o lagos, según Sebastian Haas, investigador postdoctoral que estudia la microbiología y la química de los ambientes acuáticos en la Universidad de Washington, quien dirigió el artículo.

Entre 2021 y 2022, el equipo de investigadores visitó Last Chance Lake para recolectar y analizar muestras de agua y sedimentos.

Fue entonces cuando descubrieron que Last Chance Lake no es solo un semillero de fosfato, sino también del mineral dolomita, que permite que el fósforo se acumule en este ambiente y se formó en respuesta a una reacción en el lago entre calcio, magnesio y carbonato. Los procesos químicos compuestos, influenciados por los minerales de la roca volcánica sobre la que se formó el lago, así como por un clima árido, produjeron efectivamente concentraciones únicas de fosfato, un conjunto de condiciones que los investigadores creen que alguna vez pudieron haber conducido al surgimiento de vida en la Tierra, según Haas.

"Estamos añadiendo credibilidad a la idea de que este tipo de ambiente sería favorable al origen de la vida, y es plausible", afirmó.

El lago Last Chance no tiene 4.000 millones de años, de hecho, se estima que tiene menos de 10.000 años. El sitio es simplemente una analogía moderna, o una instantánea natural del pasado que, en última instancia, ofrece a los científicos la oportunidad de comprender mejor cómo pudo haber sido la Tierra primordial fuera de un laboratorio.

"Hay muchas razones para creer que habrían existido lagos similares en la primera tierra hace unos 4.000 millones de años, porque las rocas volcánicas sobre las que se asienta el lago Last Chance son básicamente un requisito previo para la formación de lagos de soda", dijo Haas. "Y lo que estamos mostrando parcialmente aquí es que la química del agua del lago de soda es el requisito previo para estos altos niveles de fosfato".

Los pequeños y cálidos estanques de Darwin

Los “lagos de soda”, como el lago Last Chance, son cuerpos de agua poco profundos plagados de sodio y carbonato disueltos, muy parecido al bicarbonato de sodio, que generalmente provienen de interacciones entre el agua y las rocas volcánicas. Se pueden encontrar en todo el mundo, pero son mucho menos comunes que otros cuerpos de agua salinos.

"Este tipo de lagos tienen los niveles más altos de fosfato que coinciden con lo que la gente usa en el laboratorio para producir (moléculas genéticas)", dijo Catling.

Cuando los científicos intentaron en un laboratorio replicar las reacciones químicas que hacen que las biomoléculas se crean claves para el origen de la vida, las concentraciones de fosfato necesarias son hasta un millón de veces mayores que las que normalmente se encuentran en los cuerpos de agua naturales del mundo.

"Si tuvieras este tipo de lagos en la antigua Tierra, tendrían un contenido muy alto de fosfato, al igual que el lago Last Chance", añadió Catling.

Masas de agua como éstas han estado durante mucho tiempo en el radar de los científicos como fuentes potenciales de vida primordial. En el siglo XIX, Charles Darwin escribió por primera vez sobre su teoría del “pequeño estanque cálido”, que proponía que los lagos cálidos, poco profundos y ricos en fosfatos podrían haber sido el lugar donde se formaron las primeras moléculas de vida.

"Parte de lo que (Darwin) imagina son estos estanques burbujeantes... como Yellowstone", dijo Matthew Pasek, profesor de la Universidad del Sur de Florida que estudia la química del fósforo y el origen de las ciencias biológicas.

Pero esta no es la única teoría popular sobre cómo apareció la vida por primera vez en la Tierra hace miles de millones de años. Otra es que la vida comenzó en fuentes hidrotermales en las profundidades del mar.

El nuevo estudio se suma al conjunto de evidencia que respalda la hipótesis del pequeño estanque cálido, según Pasek, que no participó en la investigación.

"El punto principal, que se pueden tener concentraciones tan altas de fosfato en estos estanques, definitivamente se ve reforzado por este hallazgo", dijo. "Y muestra: 'Así es como eso puede suceder'".
Aún así, el fosfato en abundancia masiva no es la única sustancia necesaria para el origen de la vida. Esa lista de requisitos previos también incluye fuentes de carbono y nitrógeno, así como los elementos químicos y físicos adecuados (incluidos fenómenos conocidos como ciclos húmedo-seco) que permiten la formación de los compuestos y reacciones químicos necesarios.

Pero los autores dijeron que no están argumentando que el lago Last Chance actual tenga todos los componentes necesarios para los componentes básicos de la vida, solo que contiene algunas piezas esenciales.

"El actual lago Last Chance no contiene varias sustancias químicas que ahora creemos que probablemente sean cruciales para el origen de la vida", dijo Haas, citando el cianuro como ejemplo. Estudios anteriores sugieren que una versión primordial del lago de soda bien podría haber incluido la sustancia.

Si bien este trabajo “no resuelve de manera única la cuestión de dónde se originó la vida”, según Woodward Fischer, geobiólogo del Instituto de Tecnología de California que no participó en el estudio, “destaca entornos actuales en la superficie de la Tierra que los científicos pueden estudiar con mayor detalle para comprender mejor los mecanismos responsables del establecimiento de vida en nuestro planeta y potencialmente en otros lugares”.

El origen de la vida en la Tierra y más allá

Si la vida realmente surgió en los lagos de soda en la tierra, en lugar de en el fondo del océano, ese conocimiento podría, en teoría, ayudar a la búsqueda de evidencia de vida más allá de la Tierra.

"Si pensabas que la vida se originó en el fondo del océano, podrías observar más de cerca el océano subglacial en las lunas de Saturno y Júpiter", dijo Haas. "Pero si se piensa que la vida se originó en la superficie terrestre de la Tierra, planetas como Marte podrían ser mucho más importantes".

El mismo tipo de formación rocosa que produce lagos de soda se puede encontrar en gran parte de la superficie de planetas rocosos como Marte, lo que sugiere que la vida puede haberse formado de manera similar en otras partes del universo.

"Comprender cómo se originó la vida en la Tierra tiene esta importancia para nuestra búsqueda de vida fuera de la Tierra", dijo Haas a CNN. "Comprender mejor cómo se originó la vida en la Tierra nos permite buscar vida en otros planetas, o lunas de otros planetas, en el sistema solar".

Ayurella Horn-Muller ha informado para Axios y Climate Central. Su libro, “Devorado: La extraordinaria historia de Kudzu, la vid que se comió el sur”, saldrá en primavera.