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Minerales y el misterio del Origen de la Vida
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 25 Sep 2016 04:46    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Javier Rodriguez escribió:
Buenas noches, un hilo muy interesante César, conocerás los experimentos de Miller y Urey sobre la teoría del caldo primigenio.

Me consta que con posterioridad se repitieron llegándose a formar moléculas complejas incluso algunos componentes simples de los ácidos nucleicos.


Sí, entre otros, en mis propios experimentos, tanto publicados como cosas por publicar :)

Javier Rodriguez escribió:
Supongo que en la actualidad se han realizado experimentos similares todavía mas complejos, me preguntaba si se ha llegado a explicar de donde sale la urea, tan importante en el proceso que comentas .

Un saludo.
Javier Rodriguez


Sí claro, la urea es un componente muy abundante. Uno de los discípulos de Miller me contaba cómo en su experimento original se formaba urea en abundancia. En mis propios experimentos la urea ha estado siempre presente y es un componente común en material extraterrestre (partículas de hielo, cometas...). Se forma por hidrólisis del ácido cianhídrico principalmente, aunque hay alguna otra vía. La urea siempre se ha dejado un poco de lado y yo he sido el primer investigador del tema en tomarla realmente en serio, como precursor e impulsor de lo que se llama Evolución Química. Y sus propiedades, tanto químicas como fisicoquímicas son sorprendentes. Nuestra propuesta es un modelo completo basado en la urea, en la que es precursor de componentes de los ácidos nucleicos e impulsor de ése paso tan importante que es la incorporación del fosfato desde minerales como apatito o struvita. Así que estamos actualizando, entre otros, el trabajo que comenzó el científico español Joan Oró, uno de los pioneros de la Astrobiología y del estudio científico del Origen de la Vida.

De todos modos, los experimentos tienden no a ser más complejos, sino ¡más simples!. Se trata de reproducir condiciones ambientales y geoquímicas plausibles. Un experimento demasiado complejo no es útil, porque la Naturaleza no tiene matraces. Incluso el experimento original de Miller era bastante complejo para mi. Nosotros hacemos experimentos en un simple tubito de ensayo, viales de vidrio o en una cavidad de una placa de cerámica. Los experimentos son tan sencillos que a veces los he hecho en el transcurso de una charla de divulgación.

Lo que se ha vuelto complejo son las técnicas de separación y análisis, de cuya finura depende el entender los resultados. Nuestro laboratorio, realmente, es un labo de Química Analítica.

Muchas gracias por preguntar, no hay nada mejor que una pregunta. Debo decir con satisfacción que este tema en el foro español ha suscitado muchísimo mas interés y preguntas que en el foro inglés, con sus luminarias... Hablar de ciencia en español es posible!



2015-11-13 20.40.14.jpg
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Un ejemplo de la sencillez de algunos experimentos, en el que a partir de urea se forman precursores de ácidos nucleicos en condiciones de la Tierra primitiva.
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 25 Sep 2016 11:33    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

yowanni escribió:
Mirad qué artículo aparece hoy en El País:
http://elpais.com/elpais/2016/09/22/ciencia/1474561007_954730.html

Enhorabuena César!


Gracias! no he podido leer el artículo hasta hoy. Está muy bien el texto, pero el titular no me parece muy afortunado, aunque si quitamos lo escatológico, no deja de resultarme poético que la vida se pudiera haber originado a partir de lo que ahora son los desechos de ella.

Hoy me ha escrito contento el periodista que me llamó diciéndome que ha sido lo mas visto de El País en twitter o algo así (no uso twitter, así que no entiendo bien el tema, pero parece algo bueno). Me encantaría poder enseñárselo a los políticos y burócratas que nos dijeron literalmente que no podía trabajar porque estas cosas "no son del interés de la sociedad española".



Captura de pantalla 2016-09-25 05.47.03.jpg
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Nacho Garcia Alonso




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MensajePublicado: 25 Sep 2016 11:42    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Estimado César,
En primer lugar enhorabuena por el artículo. Yo solo he conseguido publicar una vez en Angewandte y sé lo complicado que resulta. He estado siguiendo los comentarios en el Foro y me siento tan orgulloso como los demás.
Tu último comentario me da pie a esta contestación. Tu laboratorio es un labo de Química Analítica. Yo, como químico analítico he seguido la evolución de esta ciencia en los últimos 35 años (desde que empecé a investigar en 1981) y no puedo estar más de acuerdo contigo. Lo que podemos medir ahora con el equipamiento actual era ciencia ficción hace unos pocos años. Me alegro que los avances en Química Analítica hayan propiciado el desarrollo de otras disciplinas científicas.
Un abrazo,
Nacho

_________________
Nacho García Alonso
Universidad de Oviedo
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 25 Sep 2016 11:56    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Miguel Calvo escribió:
Y si queréis ver "canela fina" podéis ir a los comentarios del artículo de El País, donde un creacionista profesional se está peleando el solito contra científicos y público en general, con argumentos como que un avión no se construye solo, o que una piedra no crea la vida.

Y yo no le daría como ganador, no. Ahora, persistente cual chapapote sí que es.

:-)


Sí, el creacionismo es muy persistente y seguirá siéndolo. En Estados Unidos es mucho mas problemático que en España, donde es mas divertido que otra cosa. En USA el movimiento anti-ciencia, el creacionismo religioso y tal influyen muy negativamente, aunque tal vez detrás de los rabiosos recortes en ciencia del gobierno de España se esconda también algo de eso, no lo sé.

Es curioso cómo el argumento falaz de Fred Hoyle, que fue el que dijo hace ya décadas lo de la probabilidad de que entre un tornado en un hangar lleno de piezas y se forme un 747 es ínfima, sigue perviviendo. Teniendo en cuenta que era un "visionario" que sostenía que la idea de un origen biológico para el petróleo era estúpida, cuando ya estaba bastante claro, y que ambas ideas sigan circulando nos da idea de lo peligroso que es que alguien intelectualmente influyente suelte lo que le viene sin pensar.
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Sergio Pequeño




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MensajePublicado: 25 Sep 2016 16:37    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Buenas tardes,

Simplemente sumarme a las felicitaciones, independientemente dónde, siempre es una alegría que personas como César dispongan de las herramientas para que puedan potenciar al máximo sus capacidades que, como sabemos los que leemos el foro desde hace un tiempo, son muchas.

Como muchos de aquí creo en la importancia de la ciencia y sobretodo creo en la importancia de no cerrarse a investigar campos que muchos consideran pozos sin fondo de recursos que no llevan a ningún beneficio. Seguro que César y otros describirían muchos casos en los que este tipo de estudios acaban beneficiándonos en múltiples facetas de la vida.

En esta línea dejo aquí un comentario relacionado con el campo en el que me muevo por si lo creyese interesante.

Como muchos saben, muchos de los acuíferos se encuentran cada vez más contaminados por nitratos. La razón mayoritariamente es la aplicación de los purines como abono agrícola. El problema de estos reside en que el N y P son rápidamente arrastrados durante los episodios de lluvias o en el riego de los campos.

Actualmente se esta trabajando mucho en cristalizadores de estruvita debido a que convertir el fósforo y nitrógeno de los purines en este mineral significa convertirlo en lo que se denomina un abono de liberación lenta. Estos abonos, como indica su nombre, liberan el N y P de forma mucho mas laxa en el tiempo lo que permite un aprovechamiento mucho más eficaz por parte de las plantas por lo que reduce de forma muy significativa su paso a las aguas freáticas.

Actualmente uno de los factores más limitantes es la necesidad de Magnesio en la reacción.

Es probable que ya conozca esta problemática César pero como nunca se sabe la dejo aquí por si ve que sus investigaciones pudieran ser interesantes en este aspecto.

Un abrazo y mi más sincera enhorabuena!!
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Jordi Fabre
Coordinador general del Forum



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MensajePublicado: 25 Sep 2016 19:43    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Más preguntas tontas. ¿Se sabe de modo más o menos preciso en qué periodo surge la vida en el planeta tierra?
Lo pregunto porqué si la vida hubiese surgido en periodos geológicos en los que las condiciones de temperatura-presión fuesen muy distintas de las actuales ¿no podría suceder que no hubiese condiciones adecuadas para la formación de un mineral hidratado como la Struvita?
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Carles
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MensajePublicado: 25 Sep 2016 20:14    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Los primeros microorganismos datan de 3800 Ma en época Precámbrica dentro del período Arcaico.

Anteriormente la actividad volcánica en la Tierra expulsó vapor de agua y dióxido de carbono a una atmósfera primitiva (que estaba compuesta por gases como el amoníaco). El vapor de agua permaneció en la atmósfera hasta que la temperatura terrestre descendió por debajo de los 100 ºC.

A partir de ese momento el vapor de agua precipitó en la corteza terrestre.

Saludos.
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 25 Sep 2016 23:35    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Jordi Fabre escribió:

A ver si consigo explicarme bien…

Gracias a Yowanni que nos avisa y a la (excesiva) importancia que tienen hoy en día los media, ahora muchos descubrirán que César es un tesoro y que tenemos este tesoro aquí, para nosotros, y que le gusta hablarnos y compartir con nosotros el milagro de la Ciencia.
Lo único que necesita para activarse es que le apoyemos y que nos rasquemos el cerebro y le planteemos cuestiones que le hagan rascarse el cerebro también a él.

Ya que este país expulsa a sus mejores hijos y les obliga a vivir pobremente o a irse a otro sitio, al menos esforcémonos nosotros para suplir en lo que podamos lo que la ignorancia y miseria moral de nuestros amados dirigentes no hace por gente como César.
Aprovechad el tesoro! Preguntad a César! Pensad para César! Muy pocas veces se puede obtener tanta recompensa con tan poco esfuerzo ;-)

- Para todos vosotros: si tenéis curiosidad por saber cual es la notoriedad real de César, googlead: "César Menor el origen de la vida" o "Cesar Menor origins of life"
- Para César: gracias por todo Mestre


Pues yo creo que te has explicado muy bien, aunque hagas mucho de "mi abuela" :). Gracias a ti, poder charlar aquí cuando hay ocasión siempre es un placer (en especial para mi que soy mas de conversar escribiendo).
Suele haber muy pocas ocasiones y muy poco tiempo para ello, pero cuando lo hay suele ser interesante, porque, como bien dices, en mi opinión no hay mayor incentivo para una persona que se dedica a estudiar la ciencia que poder hablar de ello y que haya preguntas que permitan seguir la conversación y rascarse el cerebro... así que si me das oportunidad corres el riesgo de que el hilo se haga kilométrico, como lo fue en su dia el de la struvita :).

Respecto a preguntas "tontas":

- ¿Se sabe de modo más o menos preciso en qué periodo surge la vida en el planeta Tierra?

Como Carles ha dicho, sabemos casi seguro que había vida hace 3800 millones de años y seguro que la había hace 3500 millones de años. Las ultimas evidencias, obtenidas gracias al estudio de minerales, como los zircones (esas pequeñas cápsulas del tiempo), apuntan a que la vida comenzó su camino evolutivo en algún momento hace entre 4200 y 3900 millones de años, en el Hadeano.

- Lo pregunto porque si la vida hubiese surgido en periodos geológicos en los que las condiciones de temperatura-presión fuesen muy distintas de las actuales ¿no podría suceder que no hubiese condiciones adecuadas para la formación de un mineral hidratado como la Struvita?

Una gran pregunta, cuales eran las condiciones?. Pues parece que hace unos 3900-4000 millones de años las condiciones eran ideales para ello, y no es sorprendente, pues de hecho sabemos que en aquella época ya podría haber vida. Hay evidencias de agua liquida en la superficie del planeta hace unos 4400 millones de años.

Hay evidencias de temperaturas de hasta 70 grados (ideales para formar struvita y newberyita, como comprobamos en nuestros experimentos), de temperaturas acuáticas moderadas (en torno a 20-40 grados, también ideales para struvita) e incluso glaciares y posiblemente casquetes polares con hielo. Así que es posible que las condiciones no fueran tan distintas de las actuales como se pensaba (la composición de la atmósfera era distinta y probablemente la presión era mas alta, pero no tan alta como se pensó en un principio). Era ya, parece, un planeta con variedad de condiciones ambientales y no, como a veces se piensa, una especie de infierno lleno de ríos de lava y lagos hirvientes. Pero las condiciones ambientales en aquella época, igual que la composición atmosférica, siguen siendo objeto de debate. Algún día, cuando haya bases en la Luna y podamos tener minerales lunares en las colecciones, sabremos muchas mas cosas.



star trek origin of life.jpg
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Me encanta esta representación del momento del Origen de la Vida en un capítulo de la serie Star Trek-The Next Generation. El ente Q transporta al capitan Picard a la Tierra primitiva, donde se ve un océano mojando una zona volcánica. Entonces, Q mete la mano en un simple charco donde el agua se ha secado formando un líquido viscoso, contando como ahí está comenzando la evolución. Es posible que hubiera ocurrido mas o menos así.
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 26 Sep 2016 00:07    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Nacho Garcia Alonso escribió:
Estimado César,
En primer lugar enhorabuena por el artículo. Yo solo he conseguido publicar una vez en Angewandte y sé lo complicado que resulta. He estado siguiendo los comentarios en el Foro y me siento tan orgulloso como los demás.
Tu último comentario me da pie a esta contestación. Tu laboratorio es un labo de Química Analítica. Yo, como químico analítico he seguido la evolución de esta ciencia en los últimos 35 años (desde que empecé a investigar en 1981) y no puedo estar más de acuerdo contigo. Lo que podemos medir ahora con el equipamiento actual era ciencia ficción hace unos pocos años. Me alegro que los avances en Química Analítica hayan propiciado el desarrollo de otras disciplinas científicas.
Un abrazo,
Nacho


Muchas gracias, me hace sentir francamente orgulloso que un colega me diga algo así. Eso indica que vamos por buen camino.

La Química Analítica está detrás de todo sin duda. En los experimentos pioneros de Miller o de Joan Oró, hacían los análisis usando cromatografía en papel o en capa fina, métodos rudimentarios a ojos actuales que se han quedado prácticamente para el aula o para la rutina diaria en laboratorios de síntesis orgánica.
La revisión con métodos actuales de muestras que Miller guardó en los años 50 y 60 ha revelado una gran complejidad química que, en aquel momento, pasaba desapercibida. Mejorar nuestras técnicas de análisis lleva a redefinir cosas, como ocurre por ejemplo con minerales, que se describieron en su momento y su estudio con mejores métodos lleva a redefinir las composiciones, desacreditar especies, convertir especies en variedades y viceversa...

Ahora los científicos hacen cosas increíbles, como por ejemplo analizar con precisión tanto en composición como distribución isotópica el gas contenido en una burbujita microscópica encerrada en un cristal de mineral. El avance en geociencias va de la mano de los avances en las técnicas analíticas. Por no hablar de otros campos. Cuando yo empecé a trabajar, sin saberlo porque la palabra aun no se usaba, en metabolómica, no podíamos ni imaginar que se haría lo que ahora se puede hacer como algo normal. Ojala hubiera tenido entonces las herramientas actuales. Asi que hay mucho que agradecer a los técnicos y científicos que trabajan mejorando las tecnologías y aplicaciones de la Química Analítica.
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 26 Sep 2016 23:58    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Sergio Pequeño escribió:
Buenas tardes,

Simplemente sumarme a las felicitaciones, independientemente dónde, siempre es una alegría que personas como César dispongan de las herramientas para que puedan potenciar al máximo sus capacidades que, como sabemos los que leemos el foro desde hace un tiempo, son muchas.

Como muchos de aquí creo en la importancia de la ciencia y sobretodo creo en la importancia de no cerrarse a investigar campos que muchos consideran pozos sin fondo de recursos que no llevan a ningún beneficio. Seguro que César y otros describirían muchos casos en los que este tipo de estudios acaban beneficiándonos en múltiples facetas de la vida.

En esta línea dejo aquí un comentario relacionado con el campo en el que me muevo por si lo creyese interesante.

Como muchos saben, muchos de los acuíferos se encuentran cada vez más contaminados por nitratos. La razón mayoritariamente es la aplicación de los purines como abono agrícola. El problema de estos reside en que el N y P son rápidamente arrastrados durante los episodios de lluvias o en el riego de los campos.

Actualmente se esta trabajando mucho en cristalizadores de estruvita debido a que convertir el fósforo y nitrógeno de los purines en este mineral significa convertirlo en lo que se denomina un abono de liberación lenta. Estos abonos, como indica su nombre, liberan el N y P de forma mucho mas laxa en el tiempo lo que permite un aprovechamiento mucho más eficaz por parte de las plantas por lo que reduce de forma muy significativa su paso a las aguas freáticas.

Actualmente uno de los factores más limitantes es la necesidad de Magnesio en la reacción.

Es probable que ya conozca esta problemática César pero como nunca se sabe la dejo aquí por si ve que sus investigaciones pudieran ser interesantes en este aspecto.

Un abrazo y mi más sincera enhorabuena!!


Gracias!. Esta muy bien lo que comentas. Para los experimentos tuvimos que estudiar lo que se sabe de la formación de struvita como una forma para acumular fósforo y nitrógeno y ahora una parte en desarrollo del proyecto por otros colegas de mi centro es, precisamente, el estudio de la ingeniería química de la formación de struvita por descomposición de urea y el problema de la disponibilidad de magnesio, la influencia de calcio y otros metales con vistas a su aplicación. Como curiosidad acerca de las derivadas de éstas cosas, un médico que trabaja en investigación nefrológica nos contactó para saber si la comprensión de cómo se forma la struvita puede tener aplicación en el tratamiento o prevención de los cálculos renales formados por este mineral. Y es que a la ciencia el único límite que hay que ponerle es el de la imaginación.



2016-07-13 18-19-41 (C).jpg
 Mineral: Struvita y Newberyita
 Descripción:
Masa de cristales de struvita y newberyita obtenidos en nuestros experimentos. Es posible que los cálculos renales de struvita se formen por un mecanismo similar.
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2016-07-13 18-19-41 (C).jpg


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Frederic Varela




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MensajePublicado: 27 Sep 2016 23:34    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Precisamente la estruvita es el componente mayoritario de los cálculos urinarios en perros y sobretodo en gatos, y en los años 80 con la introducción masiva de los piensos para la alimentación de estos animales, fue un quebradero de cabeza importante para los veterinarios (y sobretodo para los fabricantes) debido al aumento exponencial de esta patología.
La formación de cristales y su crecimiento en el interior de las vías urinarias tanto del hombre como de los animales es un fenómeno complejo, que depende de diversos factores y que aún no ha sido del todo comprendido, y que podemos considerar a caballo entre la mineralogía y la biología. El grado de saturación de la orina para distintos cristaloides puede evolucionar desde una subsaturación o insaturación, que sería el estado fisiológicamente adecuado, hasta una sobresaturación metaestable y finalmente a una sobresaturación inestable o lábil, en la que se darían fenómenos de cristalización y nucleación espontáneos. A ello debe añadirse la presencia en muchos casos de factores que pueden favorecer (bacterias) o inhibir (citrato) la formación de cristales.
Gracias a herramientas matemáticas apoyadas en complejos programas informáticos (Supersat, Equil), hoy en día se dispone de métodos como el cálculo de la sobresaturación relativa urinaria (RSS) o el ratio de los productos de actividad en la orina (APR) que permiten valorar la probabilidad de formación de cálculos y que han contribuído a un mayor conocimiento sobre la génesis y la evolución de un proceso complejo, cambiante en el tiempo y que en algunas ocasiones puede dar lugar a estructuras cristalinas de una fascinante belleza mineral. (Ver Unos "minerales” muy especiales.)
Ambos métodos, RSS y APR, tienen su origen en estudios realizados en la orina humana a finales de la década de 1960 y a principios de la década de 1970. RSS es el método que utilizan en la actualidad la mayoría de los técnicos en el campo de la urolitiasis humana y veterinaria para evaluar la sobresaturación de la orina. Como he indicado anteriormente, existen principalmente dos programas utilizados para calcularla, SUPERSAT y EQUIL. Ambos requieren la determinación de las concentraciones totales de 12 cationes y aniones y el pH de cada muestra de orina. Estos datos se introducen en uno u otro de los programas, diseñados para calcular, por medio de un procedimiento repetitivo, las concentraciones del gran número de complejos interactivos que se forman entre esos iones. Los programas también calculan los coeficientes de actividad para los diversos iones y luego combinan las concentraciones de los iones libres relevantes y los coeficientes de actividad para obtener los productos de actividad para cada sal con potencial para formar cálculos. Los productos de actividad se dividen por los productos de solubilidad termodinámica correspondientes conocidos de las sales específicas para obtener los valores de RSS de dichas sales en la orina.

_________________
Frederic Varela Balcells
Grup Mineralògic Català
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 03 Oct 2016 16:54    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

De nuevo, el trabajo discutido en éste hilo, citado en medios:

http://www.lainformacion.com/ciencia/Cientificos-plantean-teoria-empezo-Tierra_0_958104524.html
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 08 Nov 2016 17:13    Título del mensaje: Re: Minerales y el misterio del Origen de la Vida  

Si a alguien le gustó este hilo, me invitaron a hablar en la radio, concretamente en el Canal Extremadura Radio, sobre esto y mas cosas en relación con el origen de la vida, en el programa de divulgación científica "principio de incertidumbre". Espero que os pueda resultar interesante:

Principio de Incertidumbre: como surgió la vida

Principio de Incertidumbre: como surgió la vida podcast
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