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El «chispazo» que provocó la vida en la Tierra

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El «chispazo» que provocó la vida en la Tierra

Mensaje por Jansef el Dom Mar 16, 2014 10:36 am

El «chispazo» que provocó la vida en la Tierra

ABC.es - 15/03/2014

Investigadores reducen con un nuevo método la misteriosa brecha entre los procesos geológicos y el surgimiento de los seres biológicos en nuestro planeta



Hace miles de millones de años, la Tierra era un lugar inhóspito y tóxico donde, a pesar de todo, surgió la vida. Los científicos han simulado las condiciones de ese planeta primitivo en tubos de ensayo y han dado forma a algunos de los ingredientes básicos para el comienzo, pero cómo esos componentes se unieron para formar una célula viviente todavía es un misterio. Tampoco estamos seguros de si esos fundamentos vitales llegaron del espacio, a bordo de cometas o asteroides, o si se crearon aquí mismo. Investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) creen que la clave para resolver el enigma se encuentra en las llamadas células o pilas de combustible, un dispositivo electroquímico que produce electricidad a partir de una fuente externa de combustible.

Las pilas de combustible se encuentran en los coches especializados, aviones y naves espaciales de la NASA. Son similares a las baterías en la generación de electricidad y energía, pero requieren de combustible, como el gas de hidrógeno. En este nuevo estudio, las células de combustible se utilizan para probar las reacciones químicas que se cree que han dado lugar al desarrollo de la vida.

«Algo sobre la Tierra provocó el 'chispazo' que llevó a la vida, y creemos que un factor importante fue que el planeta proporciona energía eléctrica en el fondo del mar», ha señalado Laurie Barge, autora principal del trabajo, publicado en la revista Astrobiology. «Gracias a las pilas de combustible el equipo ha podido probar diferentes materiales y ambientes que podrían haber ayudado al surgimiento de la vida, puede que no directamente en la Tierra, pero posiblemente en Marte, (la luna) Europa y otros lugares del Sistema Solar», ha añadido la investigadora.

Una de las funciones básicas de la vida tal y como la conocemos es la capacidad de almacenar y utilizar energía. En las células, es una forma de metabolismo y consiste en la transferencia de electrones de una molécula a otra. El proceso es igual al que se produce en el propio cuerpo humano y que aporta energía al hombre.

Así, los expertos detallan que las pilas de combustible son similares a las células biológicas, donde los electrones también se transfieren hacia y desde las moléculas. En ambos casos, esto da como resultado electricidad y energía.

Para que una célula de combustible trabaje necesita combustible, así como gas de hidrógeno, junto con electrodos y catalizadores, que ayudan a la transferencia de los electrones. Los electrones se transfieren desde un donante de electrones (hidrógeno) a un aceptador de electrones (oxígeno), lo que resulta en una corriente. En sus células, las enzimas que contienen metales -los catalizadores biológicos- transfieren electrones y generan energía para la vida.
Con el material primitivo

En los experimentos del equipo, los electrodos de la célula de combustible y los catalizadores están hechos del material geológico primitivo que se cree que ha existido en la Tierra en sus comienzos. Si este material puede ayudar a transferir electrones, los investigadores observarán una corriente eléctrica.

Al probar diferentes tipos de materiales, estos experimentos en células de combustible permiten que los caminos se estrechen en la química que podría haber tenido lugar cuando la vida surgió por primera vez en la Tierra. «Lo que estamos proponiendo es simular procesos energéticos, lo que podría reducir la brecha entre los procesos geológicos de la Tierra primitiva y el surgimiento de la vida biológica en el planeta», ha apuntado otro de los científicos, Terry Kee.

«Vamos a volver atrás en el tiempo para probar los minerales específicos, tales como los que contienen hierro y níquel, y que habrían sido comunes en la Tierra primitiva y podrían haber dado lugar a un metabolismo biológico», ha añadido Barge.

En el JPL, las pilas de combustible no sirven únicamente para el estudio de la vida, sino que también se están desarrollando trabajos para mejorar a largo plazo los viajes espaciales tripulados. Por ejemplo, las pilas de combustible de hidrógeno puede producir agua, que se pueden reciclar y se utiliza como combustible de nuevo.

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Re: El «chispazo» que provocó la vida en la Tierra

Mensaje por Jansef el Dom Mar 16, 2014 10:38 am

Una pila de combustible podría explicar cómo surgió la vida en la Tierra

Publicado: 15 mar 2014 /RT


© RIA Novosti Bob Strong

Pilas de combustible inspiraron a los científicos a crear una teoría sobre cómo la vida biológica podría haber surgido del reino mineral hace 3.000 millones de años.
Las células de combustible generan energía eléctrica mediante la reacción de combustibles y oxidantes: una molécula pierde electrones (se oxida) y otra los gana (se reduce). Ello se llama reacción de reducción-oxidación o reacción redox.

La energía en objetos biológicos se genera de la misma manera: la fotosíntesis de las plantas consiste en la generación de energía eléctrica a partir de la reducción de dióxido de carbono en azúcares y la oxidación del agua en oxígeno molecular. En el cuerpo humano la respiración de las células es la oxidación de los azúcares en dióxido de carbono y la reducción del oxígeno en el agua, durante lo cual se produce energía eléctrica.

Los científicos supusieron que ciertos ambientes geológicos, como las fuentes hidrotermales, podrían haber funcionado como 'células de combustible del medio ambiente', ya que la energía eléctrica puede generarse en las reacciones redox entre los combustibles y oxidantes hidrotermales del agua marina.

"Algo sobre la Tierra provocó el 'chispazo' que creó la vida, y creemos que un factor importante fue que el planeta proporciona energía eléctrica en el fondo del mar", ha señalado Laura Barge, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y autora principal del trabajo, publicado en la revista 'Astrobiology'.

"Ciertos minerales podrían haber impulsado las reacciones redox geológicas, lo que dio lugar después a un metabolismo biológico. Estamos sobre todo interesados en los minerales conductores de electricidad que contienen hierro y níquel, porque eran los minerales más comunes en la Tierra antigua", dijo la investigadora.

Elemento clave

El equipo de Barge sustituyó los tradicionales catalizadores de platino de las células de combustible por compuestos de minerales geológicos. Aunque el hierro y el níquel no son tan activos como el platino, la pequeña pero significativa energía que se produjo demostró con éxito que estos elementos pueden generar electricidad en células de combustible y, por lo tanto, catalizar las reacciones redox en las fuentes hidrotermales de la Tierra primitiva, o en cualquier otro mundo donde haya agua líquida, como Marte o Europa, un satélite jupiteriano.

"Con estas técnicas podríamos determinar si cualquier sistema hidrotermal podría generar suficiente energía para dar comienzo a la vida, o incluso proporcionar hábitats energéticos donde la vida podría existir y ser detectada por misiones futuras", sostuvo Barge.

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