SÍNTESIS DEL PROYECTO La Evolución Química es la química de la formación y organización de compuestos bio-orgánicos en condiciones geológica y astronómicamente primitivas (Negrón-Mendoza y Albarrán 1993). En este contexto, los procesos de evolución química no fueron privativos de la Tierra. Las mismas reacciones, que originaron a los compuestos biológicamente importantes en nuestro planeta, pudieron ocurrir en otros lugares del Sistema Solar, otros planetas o sus satélites, particularmente en los planetas terrestres._x000D_ La evolución de la Tierra ha representado un cambio a través del tiempo, pasando de materiales inorgánicos a productos orgánicos. Las condiciones y caminos en los que se dio tal cambio son desconocidos, sin embargo mediante la experimentación se ha intentado proponer mecanismos de reacción que expliquen dicha evolución. Así, se ha definido a la evolución química como la secuencia de procesos físicos y químicos que, en el caso de la Tierra Primitiva, llevaron a los compuestos inorgánicos simples a la formación de moléculas más complejas, que siguieron cambiando hasta que eventualmente apareció la materia viva._x000D_ Las reacciones químicas de compuestos orgánicos ocurrieron principalmente porque diferentes fuentes de energía promovieron reacciones químicas. Presumiblemente la atmósfera primitiva, la hidrosfera y las interfaces fueran los principales escenarios de dichas reacciones. Es decir, fue en estos sitios donde los compuestos estuvieron sujetos constantemente a diferentes fuentes de energía desde la radiación solar hasta la radiación nuclear, y con esta influencia dieron lugar a una gran variedad de reacciones que condujeron a la formación de compuestos orgánicos más complejos._x000D_ Aunque son muchas las fuentes plausibles para generar compuestos orgánicos, uno de los más conspicuos en la Tierra es la energía térmica, que se encuentra distribuida en muchos ambientes. El descubrimiento de las ventilas hidrotermales llevó a investigadores a pensar que la vida podría haberse originado en las fumarolas hidrotermales profundas. Estas chimeneas, emiten gases calientes, que provienen directamente del manto de la Tierra, a temperaturas superiores a 300ºC. Se sugirió entonces que los sistemas hidrotermales podrían haber sido sitios donde se sintetizaron compuestos orgánicos por procesos no biológicos a través de reacciones tipo Fischer-Tropsch (FTT), que involucran reacciones con gases a altas presiones y temperaturas y la presencia de minerales, como la siderita, los carbonatos u óxidos de hierro y algunos silicatos. _x000D_ Teniendo en cuenta la amplia distribución de las ventilas hidrotermales y la posibilidad de que estos ambientes hubieran sido nichos donde se sintetizaron compuestos químicos, nuestra propuesta, está enfocada a estudiar la estabilidad de moléculas orgánicas de importancia biológica en condiciones que simulen una ventila hidrotermal y las regiones que circundan a estas fuentes. Para ello, se propone estudiar la cinética de descomposición de compuestos prototipo variando las condiciones de temperatura y presión. Estos experimentos tenderán a simular los diferentes ambientes alrededor de las ventilas. Se propone hacer experimentos con temperaturas altas, cercanas a 350°C (simulando posiciones muy cercanas a la ventila) y otros en los que la temperatura sea menor. Los resultados que se obtengan nos darán una pauta para re-valorar el papel de estas ventilas como posibles nichos de síntesis y protección de moléculas orgáni

Desde su formación, la Tierra ha experimentado muchos cambios que continuan hasta la actualidad. El Precámbrico constituye una de las etapas más importantes en la historia del planeta, se inicia desde la formación de la Tierra y concluye hasta hace unos 550 millones de años; incluye al Hadeano, el Arqueano y el Proterozoico. Durante esta etapa ocurrieron muchos de los eventos más importantes del planeta, tales como el paso de un planeta estéril a un mundo lleno de vida. Otros eventos incluyen la formación de la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera, además de un enriquecimiento molecular enorme al interaccionar la materia y la energía disponible (Negrón-Mendoza y Ramos, 2000). En este marco, el origen de la vida, debió haber ocurrido antes de 3500 millones de años (en este periodo se han encontrado los fósiles más antiguos). Este evento tuvo como preámbulo un periodo llamado de evolución química, durante el cual pudieron haberse llevado a cabo las reacciones químicas con componentes presentes en el océano, la litosfera y la atmósfera primitiva. La vida posiblemente emergió como resultado de una secuencia de procesos químicos, con un notable incremento de complejidad d (Morowitz, 2002). Múltiples ejemplos de los sistemas en donde pudo originarse la vida lo constituyen los océanos y lagos, ambientes en las orillas de éstos, que ocasionalmente se secaron y se volvieron a hidratar por mareas altas, en aguas someras, etc. Estos ambientes serían en primera instancia un lugar ideal para la síntesis de monómeros y polímeros y posteriormente un nicho para la aparición de los primeros seres vivos. _x000D_ Hay varias hipótesis que tratan de explicar cómo los seres vivos pudieron emerger, como resultado de las interacciones fisicoquímicas entre las moléculas que existían en ese tiempo. Así, la evidencia experimental de síntesis químicas en condiciones que posiblemente existieron en la Tierra primitiva sirve de apoyo para la hipótesis sobre evolución química. La forma precisa en la que se llevó a cabo la metamorfosis de los compuestos orgánicos a las entidades biológicas simples es aún un problema abierto._x000D_ A lo largo de los últimos 20 años, los científicos han propuesto la idea de que la mayor parte de la vida de nuestro planeta habita no sobre la superficie, sino debajo del suelo. Esta hipótesis ha impulsado nuevas propuestas sobre los orígenes de la vida en la Tierra y dónde buscarla en otros planetas. Así con el descubrimiento de las ventilas hidrotermales en los 70 se pensó que éstas pudieron haber sido un sitio para el origen de la vida. La idea empezó a cobrar importancia cuando Wächtershäuser, planteó la hipótesis de que los primeros organismos serían de tipo termofílico y quimioautótrofos. Tales organismos habrían estado dotados de un metabolismo que se efectuaría en la superficie de partículas sólidas de sulfuros de metales de transición, principalmente sulfuros de hierro, como los que estan presentes en las ventilas (Wächtershäuser, 1988). Sin embargo, esta propeusta sigue siendo muy controversial y hay evidencias que no apoyan que los primeros organismos fueran termófilos._x000D_ _x000D_ Ventilas hidrotermales y evolución química_x000D_ El papel de estos ambientes en los procesos de evolución química no es muy claro, de hecho, es parte de un nutrido debate porque se tienen tanto argumentos a favor, como en contra de su participación en la síntesis de compuestos de importancia biológica. Por ejemplo, Marshall (1994) logró la síntesis de aminoácidos en solución acuosa en simulaciones hidrotermales (T=200ºC). Mientras que Islam et al. (2001) y Alargov et al. (2002) demostraron que cuando el agua se halla en condiciones supercríticas (300-400ºC) algunos aminoácidos pueden sobrevivir por espacio de varios minutos. Incluso, Lemke et al. (2009) sugieren, basados en datos experimentales, que la oligomerización de aminoácidos se ve favorecida sobre la reacción de hidrólisis cuando se simulan condiciones hidrotermales. Por otro lado, Miller et al. (1989) afirmaron que las ventilas hidrotermales no son sitios de síntesis sino de descomposición de la materia orgánica simple y de sus polímeros y de acuerdo con los experimentos de Ito et al. (2006), los aminoácidos no podrían ser sintetizados o incluso sobrevivir a temperaturas superiores a 250˚C. Con este panorama es fácil darse cuenta de que no existe un consenso del papel que tuvieron estos ambientes en las etapas primeras de la evolución de la Tierra y de ser sitios idóneos para la síntesis abiótica de compuestos bio-organicos y posteriormente sitios donde pudo surgir la vida._x000D_ _x000D_ NUESTRA PROPUESTA_x000D_ La potencialidad de las ventilas hidrotermales en procesos de evolución química y posteriormente en el origen de la vida es aún materia de debate. Parte de este dilema es la diversidad de condiciones que se han empleado para la simulación experimental y que han dado origen a resultados contradictorios, otro de los problemas es que no se ha cuidado la pureza de los materiales empleados y esto ha ocasionado discrepancias fuertes en los resultados. Otro punto es que la mayoría de las simulaciones no toman en cuenta aspectos geoquímicos importantes como por ejemplo la salinidad. _x000D_ La mayor parte de estos experimentos de simulación están enfocados a la síntesis de compuestos bio-orgánicos, que es uno de los puntos principales en la hipótesis de Oparin-Haldane. Sin embargo, en este tipo de estudios se debe tener en cuenta la estabilidad en las condiciones ambientales de los compuestos formados, o sea, que además de sintetizar el compuesto, este debe permanecer en el medio hasta que sufra otras reacciones y forme moléculas más complejas de relevancia biológica. Para ello se requiere de alguno de estos factores: 1) que la síntesis de este compuesto sea continua, 2) que sea un compuesto muy estable en las condiciones ambientales, 3) que haya mecanismos de protección para que fuentes externas de energía no destruyan esa molécula. _x000D_ En el caso de las ventilas en el océano profundo, debido a las altas temperaturas, es posible que los compuestos sintetizados no hubieran podido sobrevivir a una escala de tiempo geológica y se descompusieran tan pronto como se hubieran sido sintetizadas. Los partidarios de esta teoría afirman que las moléculas orgánicas en los orificios de ventilación térmicas no se forman a temperaturas 300°C, sino más bien en un gradiente formado entre el agua de respiraderos hidrotérmicos y el agua muy fría, a 4°C, que rodea la abertura en la parte inferior del océano, en estas condiciones las síntesis químicas pueden ocurrir. _x000D_ Nosotros proponemos un modelo que considere un sistema hidrotermal submarino, que incluya el mar adyacente a varios cientos de metros, en donde las temperaturas no son tan altas, seguramente compuesto por rocas basálticas y komatiíticas alteradas, arcillas, sílice, zeolitas y serpentina, un ambiente ligeramente reductor, en el que muy probablemente surgiría una zona habitable, en la que procesos físicos y químicos bajo las condiciones más favorables y largos periodos de tiempo formarían las moléculas. La presencia de minerales como las arcillas permitiría que las moléculas orgánicas pudieran adsorberse y de esta forma, las superficies de los minerales contribuirían a proteger a los compuestos orgánicos de la hidrólisis, y de fuentes externas de energía hasta que aparecieran los sistemas autoreplicantes. En el fondo oceánico, las condiciones favorables para la vida podían extenderse hasta profundidades considerables. De esta manera, se tendría un nicho, cercano a una fuente de energía, en donde se sintetizarían los compuestos orgánicos, este nicho proveería de moléculas que se sintetizarían continuamente. Estos espacios submarinos representarían zonas de mayor estabilidad que las superficies terrestres, en donde los impactos externos, y otros fenómenos perturbarían e incluso aniquilarían a los incipientes organismos._x000D_ Nuestra propuesta, está enfocada en estudiar la estabilidad de moléculas orgánicas de importancia biológica en condiciones que simulen una ventila hidrotermal y los fondos océanicos cercano a la fuente, donde habrá protección por los minerales presentes. Para ello, se estudiarán