La cuestión de cómo ha comenzado la vida ha fascinado a científicos de muchas disciplinas y fue el químico orgánico Graham Cairns-Smith quien propuso la teoría del origen de la vida a partir de arcillas en lugar de polímeros como el ARN.

La fuente de los monómeros como nucleótidos, Los aminoácidos y los ácidos dicarboxílicos fueron relegados por Cairns-Smith a la evolución del metabolismo, que es la síntesis de aminoácidos y nucleótidos del ciclo del ácido cítrico.

Este problema de la evolución del metabolismo ha sido avanzado recientemente por el comportamiento de minerales semiconductores simples como el sulfuro de zinc (ZnS), que son capaces de recolectar la energía de la luz solar y convertir esta energía en la formación de enlaces químicos de ácidos dicarboxílicos a partir del CO ₂ proporcionando así las reacciones centrales del metabolismo universal antes de la existencia de enzimas.

En un artículo publicado por un equipo de científicos de la Universidad de Kentucky y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en los Estados Unidos se ha establecido una conexión entre la fotosíntesis prebiótica de ZnS y la replicación de la arcilla. y la Universidad McGill en Canadá. El documento ha relacionado cómo los metabolitos prebióticos disponibles a partir de reacciones simples promovidas por la luz solar pueden catalizar la síntesis de minerales de arcilla (es decir, una arcilla de zinc llamada sauconita). El trabajo muestra que los metabolitos centrales como el succinato y el malato pueden permitir el proceso de nucleación para la formación de arcilla. Estos metabolitos prebióticos se han generado mediante fotocatálisis con ZnS, y este trabajo demuestra cómo pueden catalizar la síntesis de arcillas.

El estudio publicado en la revista de acceso abierto Informes científicos muestra cómo puede proceder una síntesis de arcilla catalizada por metabolitos prebióticos en solo 20 horas a 90 ° C y 1 atm. La formación de arcilla generalmente requiere tiempos mucho más largos, así como una temperatura y presión más altas. La microscopía electrónica de transmisión criogénica muestra claramente que las nanopartículas de arcilla se pueden observar después de solo 6 horas de síntesis. como se verifica por la incorporación de aluminio en la capa tetraédrica.

El equipo señaló que la síntesis de arcilla puede realizarse a temperaturas aún más bajas, es decir., a solo 70 ° C, con la adición de una sola partícula de semilla. El trabajo presenta un excelente ejemplo del poder reproductivo de los minerales arcillosos y el mecanismo por el cual los metabolitos prebióticos catalizan su formación. Los minerales arcillosos que actúan como esponjas químicas pueden retener agua y moléculas orgánicas polares, y debería haber jugado un papel clave en el origen de la vida; 1) protección contra la radiación ultravioleta, y 2) concentrar y catalizar la polimerización de moléculas orgánicas como el ARN. El resultado de este trabajo tiene implicaciones directas para comprender el origen de la vida en la Tierra primitiva y otros planetas rocosos.