How life emerged
25-06-2015

El lunes próximo comienza la XIII International School of
Astrobiology «Josep Comas i Solà», este año sobre el tema “The origin of
life. From monomers to cells”. Organizada por la Universidad
Internacional Menéndez Pelayo en colaboración con el Centro de
Astrobiología y el NASA Astrobiology Institute, esta prestigiosa Escuela
se celebra en el Palacio de la Magdalena, en Santander.

¿Panspermia
o sopa primordial con ingredientes terrestres? Ésa es una de las
preguntas que vienen haciéndose los científicos que estudian el origen
de la vida. Básicamente no hay demasiada diferencia entre la propuesta
de ambos modelos pero existe un punto crítico que origina un intenso
debate: ¿las condiciones y los ambientes de la Tierra primitiva fueron
adecuados para sintetizar de manera natural y espontánea los ladrillos
químicos de los que evolucionó y se desarrolló la vida, o éstos se
originaron fuera, en el medio interplanetario, y posteriormente llegaron
a la Tierra transportados por asteroides y cometas?

Sintetizar
aminoácidos (unos de los ladrillos primordiales de la vida) es
relativamente sencillo en condiciones prebióticas (anteriores a la
presencia de la vida) y el experimento de Stanley Miller, realizado en
los años 50 del siglo pasado, demostró que este proceso puede ocurrir de
manera natural a partir de una mezcla de gases y en presencia de una
fuente de energía. Además de los monómeros de las proteínas, Joan Oró
demostró poco después que también los constituyentes de los ácidos
nucleicos pueden sintetizarse mediante reacciones de química prebiótica.
Pero, ¿y después?, ¿qué procesos se sucedieron entre la síntesis de los
monómeros y el origen de las primeras células?

Estas cuestiones
son las que pretende abordar este año la Escuela Internacional de
Astrobiología, que tendrá lugar del 29 de junio al 3 de julio en el
Palacio de la Magdalena, sede en Santander de la Universidad
Internacional Menéndez Pelayo (UIMP). Como cada verano, esta Escuela
reúne a los más prestigiosos científicos del tema en cuestión para
establecer una próspera interacción con las jóvenes generaciones de
estudiantes que comienzan su formación en el campo de la Astrobiología.
La Escuela, que este año cumple su decimotercera edición, está dirigida
por Javier Gómez-Elvira, Director del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), y Victoria Meadows, Investigadora Principal del NASA Astrobiology Institute (NAI).

El origen de la vida. De los monómeros a las células

En
bioquímica, los monómeros son las unidades moleculares que constituyen
los polímeros biológicos. Así, los aminoácidos son los monómeros de las
proteínas, los nucleótidos son los que forman los ácidos nucleicos (ADN y
ARN) y los azúcares simples o monosacáridos son los monómeros de los
polisacáridos. En la investigación sobre el origen de la vida, uno de
los temas más importantes es plantear rutas químicas que pudieron
originar estos monómeros a partir de las moléculas orgánicas sencillas
que existían en la Tierra primitiva. También se investiga activamente en
cómo pudieron producirse sus polimerizaciones, y en la integración de
los biopolímeros en sistemas progresivamente más complejos que darían
lugar a las primeras entidades celulares con capacidad de evolucionar.

La
Escuela proporcionará una revisión interdisciplinar de los procesos
químicos, físicos y geológicos que se requieren para desarrollar la vida
celular, analizando los diferentes parámetros ambientales necesarios
para que ocurran estos procesos. Los temas cubiertos incluirán una
introducción sobre los problemas asociados a la definición y el origen
de la vida, los ambientes planetarios en los que puede darse la
transición entre la química y la biología, la síntesis abiótica de
pequeñas moléculas orgánicas relevantes para la vida, la polimerización
de moléculas con información genética, el mundo del ARN, la evolución
del metabolismo y el desarrollo de protocélulas hasta generar las
primeras células.

El objetivo principal de la Escuela es que los
alumnos comprendan en qué condiciones se pudo originar la vida en la
Tierra y cómo fue su evolución temprana. A lo largo del curso se hablará
de la importancia de los meteoritos y cometas en el origen de la vida,
del relevante papel de la química y de los seis elementos fundamentales
para la vida (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre),
de moléculas auto-replicantes, de la integración
compartimento/metabolismo/replicación, y de LUCA (Last Universal Common
Ancestor): el antepasado más antiguo común a toda la vida en la Tierra.

Ponentes

Los ponentes de este año, aparte de los directores, que se encargarán de inaugurar la Escuela, y de los organizadores (Olga Prieto Ballesteros, Jefa del  Departamento de Planetología y Habitabilidad del CAB, y Luis Cuesta Crespo, Jefe de la Unidad de Cultura Científica del CAB), quienes establecerán las líneas en las que se desarrollará, son:

·    John A. Baross,
Profesor de Oceanografía y del Programa de Astrobiología en la
Universidad de Washington, EE.UU. Es biólogo especializado en los
microorganismos termófilos de ambientes volcánicos, en el origen y la
evolución de la vida en la Tierra y su posible existencia en otros
planetas y lunas, así como en la ecología microbiana del estuario del
río Columbia.

·    Juli Peretó, Profesor Titular de
Bioquímica y Biología Molecular en Universidad de Valencia. Es químico
especializado en el origen y la evolución temprana de la vida, la
evolución del metabolismo, el análisis estequiométrico de redes
metabólicas, las bacterias endosimbiontes de insectos, y la historia de
las ideas sobre el origen natural y la síntesis artificial de la vida.

·    Pierre-Alain M. Monnard,
Investigador del Departamento de Física y Química en la Universidad de
Sur de Dinamarca. Investiga sobre diversos aspectos relacionados con el
origen de la vida, como los sistemas químicos auto-replicantes y
auto-ensamblados incluyendo las protocélulas, la biofísica y química de
las membranas, y la polimerización no enzimática de los ácidos nucleicos
naturales y artificiales.

·    George D. Cody, Director
del Laboratorio de Geofísica del Instituto Carnegie de Washington. Es
geólogo especializado en el análisis químico y estructural de compuestos
orgánicos en fase sólida, y en el examen de la estructura molecular de
los sólidos orgánicos extraterrestres contenidos dentro de meteoritos de
tipo condrita carbonácea y de núcleos de cometas.

·    Carlos Briones Llorente,
Investigador en el Departamento de Evolución Molecular del CAB, es
químico especializado en bioquímica y biología molecular. El grupo que
dirige investiga sobre el origen y la evolución temprana de la vida, la
evolución in vitro de ácidos nucleicos, la genética de los virus de ARN y
el análisis de la biodiversidad microbiana de ambientes extremos. Ha
sido el asesor científico del CAB durante la organización de esta
Escuela.

Actividades paralelas

Como todos los años,
la Escuela organiza para los asistentes una excursión con claro
contenido astrobiológico. Dado el tremendo interés suscitando el año
pasado entre los alumnos, este año se ha decidido repetir la excursión a
Zumaia para ver el flysch y el limite K-T en todo su esplendor, que
tendrá lugar el jueves 2 de julio. La intención de esta excursión
científica es hacer un recorrido geológico guiado por los alrededores de
la zona. El límite K-T es una registro geológico que indica la
transición entre dos periodos (Cretácico y Terciario, hace unos 65
millones de años) marcado por una de las grandes extinciones masivas
ocurridas en la Tierra. Este límite coincide temporalmente con el
impacto de un enorme meteorito de unos 10 km de diámetro que formó el
cráter de impacto de Chicxulub, en Yucatán (México). Zumaia es uno de
los lugares privilegiados del planeta en los que se puede estudiar
claramente este límite.

Además, el jueves 2 a las 19:00 h, tendrá
lugar en la misma sede del Palacio de la Magdalena una conferencia de
divulgación abierta al público, titulada “En busca de los orígenes de la
vida”. Impartida por Carlos Briones, investigador del CAB, esta charla
pretende describir, de una manera amena e interdisciplinar, lo que se
sabe y lo que se ignora sobre cómo surgió la vida en la Tierra. La
conferencia está incluida en el Ciclo “Conocimiento y Valores” de la
UIMP, cuyo objeto es acercar la oferta académica de la Universidad al
público general de Santander durante los meses de verano.

Por otra
parte, el miércoles día 1 de julio, los alumnos de la Escuela tendrán
la oportunidad de participar en un encuentro práctico con los profesores
durante una observación marina en una de las playas cercanas con el
objetivo de estudiar la relación entre la vida y su entorno.

Más información

Figuras


Figura 1: Palacio de la Magdalena, sede de la UIMP en Santander. Créditos: UIMP.


Figura 2: El complicado camino desde el origen del Universo hasta la diversidad biológica de la Tierra. Créditos: CAB.


Figura 3: El experimento de Miller demuestra la viabilidad del modelo de sopa primordial.


Figura 4: La química de las nubes interestelares y los impactos de meteoritos son aliados del modelo de panspermia.

Contacto

Olga Prieto Ballesteros, Jefa del Departamento de Planetología y Habitabilidad, Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)

Luis Cuesta Crespo, Jefe de la Unidad de Cultura Científica, Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)

Unidad de Cultura Científica del CAB

 

Fuente: UCC-CAB

 

Documentación adjunta a la noticia:

Departments and support units

The answer to questions about life and its origin come from the combined efforts of many disciplines

Research areas

The science developed in the CAB is channeled through interdepartmental research lines

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