Los sistemas simples pueden reproducirse más rápido que los complejos. Entonces, ¿Cómo puede haber surgido la complejidad de la vida a partir de simples comienzos químicos? Comenzando con un sistema simple de fibras autorreplicantes, Los químicos de la Universidad de Groningen han descubierto que al introducir una molécula que ataca a los replicadores, las estructuras más complejas tienen una ventaja. Este sistema muestra el camino a seguir para dilucidar cómo la vida puede originarse a partir de materia sin vida. Los resultados fueron publicados el 10 de marzo en la revista Angewandte Chemie .

El camino para responder a la pregunta de cómo se originó la vida está protegido por el monstruo de Spiegelman, nombrado en honor al biólogo molecular estadounidense Sol Spiegelman, quien hace unos 55 años describió la tendencia de los replicadores a hacerse más pequeños cuando se les permitió evolucionar. "La complejidad es una desventaja durante la replicación, Entonces, ¿cómo evolucionó la complejidad de la vida? ", preguntó Sijbren Otto, Catedrático de Química de Sistemas en la Universidad de Groningen. Anteriormente desarrolló un sistema de autorreplicación en el que la autorreplicación produce fibras a partir de bloques de construcción simples y, ahora, ha encontrado una manera de vencer al monstruo.

Muerte

"Lograr esto, introdujimos la muerte en nuestro sistema, "Otto explica. Sus fibras están formadas por anillos apilados que se autoensamblan a partir de bloques de construcción individuales. El número de bloques de construcción en un anillo puede variar, pero las pilas siempre contienen anillos del mismo tamaño. Otto y su equipo ajustaron el sistema de tal manera que se crearon anillos de dos tamaños diferentes, que contiene tres o seis bloques de construcción.

Bajo circunstancias normales, las fibras que están formadas por anillos pequeños crecerán más que las fibras con anillos más grandes. "Sin embargo, cuando agregamos un compuesto que rompe los anillos dentro de las fibras, descubrimos que los anillos más grandes eran más resistentes. Esto significa que las fibras más complejas dominarán, a pesar de que los anillos más pequeños se replican más rápido. Las fibras que están hechas de anillos pequeños se "matan" más fácilmente.

Experimentos

Otto reconoce que la diferencia de complejidad entre los dos tipos de fibras es pequeña. "Descubrimos que las fibras de los anillos más grandes eran mejores catalizadores para la reacción retroaldólica de referencia que las fibras más simples que están hechas de anillos con tres bloques de construcción. Pero, de nuevo, esta reacción no beneficia a las fibras ". Sin embargo, la complejidad adicional protege las fibras de la destrucción, probablemente protegiendo los enlaces azufre-azufre que unen los bloques de construcción en anillos.

"Considerándolo todo, ahora hemos demostrado que es posible vencer al monstruo de Spiegelman, "dice Otto." Hicimos esto de una manera particular, introduciendo destrucción química, pero puede haber otras rutas. Para nosotros, el siguiente paso es averiguar cuánta complejidad podemos crear de esta manera ". Su equipo ahora está trabajando en una forma de automatizar la reacción, que depende de un delicado equilibrio entre los procesos de replicación y destrucción. "En este momento, necesita supervisión constante y esto limita el tiempo que podemos ejecutarlo ".

Variantes

El nuevo sistema es el primero de su tipo y abre un camino hacia una evolución química más compleja. "Para lograr una evolución darwiniana real que conduzca a cosas nuevas, necesitaremos sistemas más complejos con más de un componente básico, "dice Otto. El truco será diseñar un sistema que permita la cantidad correcta de variación." Cuando tienes una variación ilimitada, el sistema no irá a ninguna parte, solo producirá pequeñas cantidades de todo tipo de variantes ". Por el contrario, si hay muy poca variación, nada realmente nuevo aparecerá.

Los resultados que se presentaron en el último artículo muestran que, partiendo de simples precursores, la complejidad puede aumentar en el curso de la evolución. "Esto significa que ahora podemos ver un camino a seguir. Pero el camino hacia la producción de vida artificial a través de la evolución química es todavía largo, "dice Otto. Sin embargo, ha vencido al monstruo que guarda el camino hacia su destino.