LAGOS SALINOS ALCALINOS: UNA ALTERNATIVA PARA LA SÍNTESIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS FOSFORILADOS EN LA TIERRA TEMPRANA
Las reacciones de fosforilación en la Tierra primitiva es un tema ampliamente debatido, ya que se desconoce el mecanismo principal en el que pudo haber ocurrido. El fosfato, la principal especie reactiva del fósforo, cuando se disuelve en medio acuoso, precipita en minerales insolubles, como la apatita (Ca5(PO4)3). Estos minerales secuestran fosfato, disminuyendo su disponibilidad en el medio de reacción. Además, las reacciones de fosforilación son endergónicas y liberan agua al condensarse. Este proceso inhibe la reacción en solución acuosa [1]. Con estos problemas en mente, la comunidad científica ha buscado métodos alternativos en los que el fosfato pueda concentrarse y reaccionar sobre la Tierra primitiva. En años recientes, se han propuesto lagos salinos alcalinos como un ambiente geológico en el que el fosfato podría haberse acumulado como un ion libre en el medio acuoso, convirtiéndose así en alternativas viables para que dichas reacciones ocurran [2].
En este estudio, investigamos la reactividad del formaldehído bajo las condiciones físico-químicas simuladas de un lago salino alcalino [3]. Específicamente, seleccionamos el lago Alchichica, ubicado en el centro de México, como análogo de un lago alcalina del Arqueano temprano. Los cálculos sobre el equilibrio químico de las especies iónicas presentes en solución muestran que el fosfato puede acumularse como un ion en solución, mediante la captura de Ca por especies minerales carbonatadas. Las condiciones alcalinas y la presencia de minerales arcillosos catalizan la descomposición del formaldehído en múltiples moléculas similares al azúcar. Además, la alta salinidad del sistema promueve la fosforilación de productos de descomposición similares a azucares. En el sistema en estudio, se formó un compuesto orgánico fosforilado, con características químicas que corresponden a un éster organofosforado. La detección fue corroborada con espectroscopía FTIR, espectroscopía Raman, HPLC y 31P RMN. Estos resultados sugieren que los lagos alcalinos, que podrían haber sido un ambiente ubicuo en la Tierra primitiva, podrían proporcionar las condiciones fisicoquímicas necesarias para reacciones de fosforilación.
Se agradece a DGAPA- PAPIIT- IN113325 por el apoyo recibido.
Referencias
M.A. Pasek, M. Gull, B. Herschy, Phosphorylation on the early earth, Chemical Geology 475 (2017) 149–170. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2017.11.008.
[2] J.D. Toner, D.C. Catling, A carbonate-rich lake solution to the phosphate problem of the origin of life, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 117 (2020) 883–888. https://doi.org/10.1073/pnas.1916109117.
[3] C.A. Fuentes-Carreón, A.L. Meléndez-López, J.A. Cruz-Castañeda, A. Negrón-Mendoza, Alkaline saline lakes: A chemical evolution experiment evaluating the stability of formaldehyde in an aqueous saline environment, Heliyon 10 (2024) e36227. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e36227.