HIPOTESIS HIDROTERMAL


TEORIA DEL MUNDO HIERRO – SULFURO ( HIPOTESIS HIDROTERMAL)
La teoría del mundo de hierro-sulfuro es una hipótesis sobre el origen de la vida enunciada por Günter Wächtershäuser, un químico alemán y abogado especialista en patentes en las que intervienen especies químicas y compuesto de hierro y azufre. []Wächtershäuser propone que una forma primitiva de metabolismo precedió a la genética. En su trabajo se entiende por metabolismo un ciclo de reacciones químicas que produce energía en una forma que puede ser aprovechada por otros procesos. La idea es que una vez que se establece un ciclo metabólico primitivo, éste 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 (p.ej. pirita) próximas fuentes hidrotermales. Se trataba de un ambiente anaeróbico y de alta temperatura (100ºC) y presión. Las primeras celulas habrían sido burbujas lipidicas en las superficies minerales. Wächtershäuser elaboró la hipótesis de que el acido acético, una combinación sencilla de carbono, hidrogeno y oxigeno que se puede encontrar en el vinagre desempeñó un papel esencial. El ácido acético forma parte del ciclo del acido cítrico que es fundamental para el metabolismo celular.
Algunas de las ideas fundamentales de la teoría del hierro-sulfuro 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. Esperar a que se formen los péptidos.
En términos más técnicos, Wächtershäuser planteó los siguientes pasos para la aparición de la proteína:
  1. Producción de ácido acético mediante catálisis por iones metálicos.
  2. Añadir carbono a la molécula de ácido acético para producir ácido pirúvico (se forma un compuesto de tres carbonos.
  3. Se añade amonio para formar aminoácidos.
  4. Se producen 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 formar aminoácidos.[] Al año siguiente, utilizando los mismos ingredientes fueron capaces de producir péptidos[]


Sistemas protoecológicos
Este modelo localiza al "último antepasado universal común" LUCA en el interior de una fumarola negra en lugar de asumir la existencia de una forma de LUCA de vida libre. El último paso evolutivo sería la síntesis de una membrana lipídica que finalmente permitiría al organismo abandonar el sistema de microcavernas dentro de las chimeneas negras y comenzar su vida independiente. Este postulado de la adquisición tardía de los lípidos es consistente con la presencia de tipos de membrana completamente diferentes en las arqueo bacterias y eubacterias (además de eucariotas con una fisiología celular muy similar en todas las formas de vida y en otros muchos aspectos).
En un mundo abiótico, se asociaría una termoclina de temperaturas y una quimioclina de concentraciones con la síntesis prebiótica de moléculas orgánicas, más calientes en la proximidad de la fumarola rica en compuestos químicos y más fría, pero también con menos riqueza a mayores distancias. La migración de los compuestos sintetizados de áreas de mayor a menor concentración señala una direccionalidad que proporciona tanto una fuente como un sumidero de un estilo autoorganizado, permitiendo procesos protometabólicos en los que la producción de ácido acético como su eventual oxidación se pueden organizar espacialmente.
En este sentido, muchas de las reacciones individuales que se encuentran actualmente en la glucolisis se podrían haber encontrado originalmente fuera de cualquier membrana celular en desarrollo, donde el ecosistema de la fumarola es el equivalente funcional de una sola célula. Las comunidades químicas que tuvieran mayor integridad estructural y resistencia a las condiciones fluctuantes y de cambio violento eran seleccionadas positivamente. Su éxito conduciría a zonas locales de agotamiento de reactivos precursores importantes. La incorporación progresiva de estos componentes precursores a una membrana celular incrementaría gradualmente la complejidad metabólica en el interior de esta membrana celular al tiempo que llevarían a una mayor simplicidad ambiental en el ambiente externo. Se produciría finalmente una reacción en cadena explosiva que conduciría rápidamente al desarrollo de conjuntos catalíticos complejos capaces de auto manutención.
Russell añade un factor significativo a estas ideas destacando que la mackinawita (un mineral de sulfuro de hierro) semipermeable y las membranas de silicatos podrían formarse naturalmente bajo estas condiciones y se podrían separar las reacciones ligadas electroquímicamente en el espacio, si no en el tiempo.[]
A pesar de esto, no está claro si el mecanismo propuesto para la vida abiogénica podría realmente funcionar o si así es como comenzó la vida.[]