Aunque usted tiene solo una posibilidad en un millón de ser impactado por un rayo según la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos, y estos pueden llegar a ser mortales. De hecho, la Organización Meteorológica Mundial indica que, al año, se presentan hasta 24.000 muertes por descargas a partir de las 44 mil tormentas diarias que generan ocho millones de rayos y la mayoría se pueden evitar.
Al mismo tiempo, estas descargas electromagnéticas pudieron ser claves para la aparición de la vida en la Tierra hace miles de millones de años, según una nueva investigación. Esto indicaría que algo que podría matarlo hoy pudo ayudar a crear, en los inicios, las formas más primitivas de vida.
El estudio, publicado por Nature Communications y liderado por el investigador del departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Yale, Benjamin Hess, postula que aunque los meteoritos trajeron consigo cantidades altas de los compuestos requeridos para crear vida, estos no fueron los únicos protagonistas sino que, de hecho, los millones de rayos ocurridos durante largos periodos de tiempo fueron clave. Se trató de las mismas descargas que se presentan hoy, pero aquellas tuvieron mayor intensidad y duración debido a que la actividad de la Tierra primitiva era superior.
Según Cristian Arango Chacón, meteorólogo del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, Ideam, estos rayos son descargas que se dan por la diferencia de carga de dos regiones y pueden ser tipo nube-tierra y nube-nube, siendo las primeras las más peligrosas, “ya que descargan una gran cantidad de energía en la superficie y pueden afectar árboles, personas y demás”.
Dice, además, que ayudan a regular la energía en la Tierra y la atmósfera, siendo más comunes en zonas tropicales, como Colombia.
Pablo Cuartas Restrepo, profesor de Ciencias Planetarias de Astronomía de la Universidad de Antioquia, explica que la hipótesis no indica que los rayos crearon organismos o células, sino que a partir de la actividad volcánica y las grandes cantidades de agua, estos cayeron al suelo y, con esa energía y del choque eléctrico, formaron un mineral clave: la schreibersita. Esta traía fósforo soluble en agua que permitió complejizar procesos creando moléculas orgánicas que, posteriormente, evolucionaron.
“Los rayos, iguales a los que tenemos hoy en día, formaron tormentas, solo que en mayor cantidad y por mucho más tiempo porque teníamos una atmósfera más activa, y esos facilitaron que hubiese fósforo disponible para la química prebiótica”, cuenta.
Aunque las teorías indican que los meteoritos también trajeron schreibersita, los tiempos no concuerdan, explica Andrés Mauricio Ruiz Acosta, biólogo de la Universidad de Antioquia y coordinador del grupo de Biología y Astrobiología Ameba del Parque Explora.
Se cree que la vida comenzó entre hace 3.500 y 4.500 años, pero justo para esas fechas, entre 3.800 y 4.100 millones de años, el bombardeo tardío estaba cesando, así que las constantes colisiones de meteoritos contra la Tierra eran menores y, tal vez, no alcanzaron a traer las cantidades necesarias de meteoritos con el compuesto schreibersita que pudieran generar suficientes organismos.
Por esto, algunos mantienen que los meteoritos y los rayos se complementaron y otros, por su parte, dicen que la clave está en los rayos.
La postura del estudio del investigador Hess es que estos últimos fueron “una fuente importante de fósforo reactivo prebiótico que se habría concentrado en las masas de tierra de las regiones tropicales” y que este flujo pudo ser “independiente al de los meteoritos”.
La investigación, así, elaboró un modelo por ordenador que simuló entre 1.000 y 5.000 millones de relámpagos y determinó que entre 100 y 1.000 millones habrían golpeado el suelo cada año. Estos hubieran causado hasta 10.000 kilogramos anuales de este compuesto con fósforo soluble en agua que posteriormente formaría biomoléculas.
Esta investigación responde a esa necesidad humana no solo de saber cómo fue que se creó el fenómeno natural más complejo en estructura, la vida, en la Tierra, sino en conocer si esa condición se puede repetir en otros lugares, como lunas o exoplanetas, agrega Ruiz.
Aunque esta, al igual que la de meteoritos, es por ahora una teoría, es importante para la ciencia: “No tenemos la verdad absoluta, pero si se hacen cálculos, ensayos o modelos se puede uno acercar a entender cómo funcionan las cosas. La ciencia va creciendo de acuerdo a lo que dicen pensadores anteriores”.
A esto se adhiere Cuartas, que indica que la complejidad de entender de dónde vino la vida radica en que, “cuando nosotros llegamos al mundo ya esta estaba creada. Lo que podemos hacer, por ahora, es aprender qué materiales se necesitaron y entender de dónde salieron. Ya sabemos que se requiere fósforo y que este surgió con ayuda de rayos”.
Rayos como transporte
Está claro que, para el surgimiento de los primeros organismos, se requirió de un cóctel o una mezcla de ciertos ingredientes. Según Ruiz, son seis elementos químicos los fundamentales y responsables de las formaciones de todas las demás moléculas de cualquier ser vivo en la Tierra y se les conoce como Chonps: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
Todos los chonps, a excepción del hidrógeno, se formaron dentro de las estrellas. Este, en cambio, se formó desde el Bing Bang y fue la materia prima de la que nacieron las estrellas.
El carbono es el primero y más importante, ya que forma gran diversidad de moléculas, como ningún otro elemento, creando ramificaciones, anillos y demás.
El fósforo, entonces, ya existía. El problema era que no estaba disponible para la química prebiótica sino que estaba ligado a minerales y rocas, explica Cuartas. Aquí es donde entran los rayos: el estudio indica que ese schreibersita, mineral de hierro, níquel y fósforo, se formaba con el choque de los rayos al suelo y que ese compuesto sí era soluble en agua, así que el fósforo podía extraerse y quedar disponible para reacciones químicas que formarían las moléculas orgánicas complejas de las que está hecha la vida.
“Cuando esos rayos caen y alcanzan los 3.000 grados kelvin, derriten la roca, liberan el fósforo para que se diluya con agua y surge vida que sigue atrapando fósforo para crear membranas celulares y para tener las moléculas que necesitamos”, dice Ruiz. Así nacen las primeras células “y lo demás fue un proceso evolutivo”.
Fósforo: pieza clave
Foto: Nature-Benjamin Hess
El fósforo no solo era el elemento que era de difícil acceso, sino que es uno muy importante: muchas moléculas están formadas con él. Los fosfolípidos, por ejemplo, son cadenas largas de carbono que al final tienen un grupo molecular con fósforo en el centro que forman las membranas celulares, “convirtiéndose en el límite entre el interior y el exterior de las células. Sin ellos no podríamos tener membranas”, explica Ruiz.
Otra es el ATP o adenosín trifosfato, “la molécula que todos los seres vivos utilizamos como fuente de energía. La usamos para hablar, respirar, pestañear y cualquier otro proceso que hagamos. Tiene tres fósforos”. Otras dos son el ADN y el ARN, que en sus peldaños tienen grupos de fosfato intercalados con azúcares (desoxirribosa) y, sin ellos, “no podríamos guardar información de la vida en los genes”.
Por eso este elemento resulta fundamental, pero no solo su existencia, sino su capacidad de reaccionar químicamente con otros a través del agua, porque “todo lo que está vivo tiene al menos una célula y todas en su interior tienen agua, química acuosa, que permite que funcionen y se intercambien nutrientes”.
Finalmente, los astrobiólogos, biólogos, evolucionistas y demás pensadores, aunque han encontrado los ingredientes y poco a poco entienden cómo se unieron para crear todo lo que hoy se conoce, todavía intentan entender cómo esas moléculas orgánicas primigenias se volvieron más complejas y pudieron crear las moléculas básicas requeridas para toda forma de vida.
10.000
kilogramos de schreibersita con fósforo soluble causaron los rayos: investigación.
