CIENTÍFICOS, A LA CAZA DE TÉCNICAS USADAS EN EL ORIGEN DE ESQUELETOS

Fuente: Andalucía Investiga-Tamara Velázquez

Una de las muchas incógnitas por resolver dentro del ámbito científico es cómo los organismos vivos son capaces de fabricar sus propios esqueletos. El profesor de investigación del Laboratorio de Estudios Cristalográficos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (LEC-CSIC), Juan Manuel García Ruiz, ha conseguido arrojar luz a esta cuestión en su estudio Morfogénesis de materiales nanocristalinos autoensamblados de carbonato de bario y sílice, que publica hoy la prestigiosa revista científica Science.

Los tejidos óseos y los caparazones “se componen de miles de pequeños cristalitos que generan estructuras con superficies curvas y suaves –explica García Ruiz–, formas que siempre se habían asociado a la vida”, pero aún no se conoce mediante qué mecanismo se desarrollan. El investigador del LEC compara este proceso con la fabricación de figuras de Swarovsky “en las que si se quieren conseguir formas curvas sólo hay que poner un molde con forma de coche o de cuerpo humano, por ejemplo, y pegar sobre él miles de cristales”. El resultado es el mismo que el de un biomineral, pero los organismos no tienen plantillas, autoensamblan los cristales y generan sus propias formas sin elementos artificiales.

El trabajo de García Ruiz propone una teoría sobre cómo se convierte un cristal en un agregado de nanocristales, como los que conforman los esqueletos biológicos, aunque aplicada a unos materiales cristalinos inorgánicos denominados biomorfos de sílice, que se componen de los mismos materiales que los biominerales.

Esta alternativa parte de un mecanismo ya conocido que apunta a que cuando un cristal crece en presencia de impurezas, las atrapa y se rompe formando una especie de ramas aunque, al ser atrapadas, se acaban y su proceso de crecimiento se detiene. “Nuestra propuesta es que si el contenido de impurezas se mantiene o crece durante este proceso, el cristal se fracciona dando lugar a millones de nanocristales que terminan cubiertos por polímeros, sílice en este caso, originando estructuras sinuosas”, argumenta. En la creación de esqueletos sucedería lo mismo aunque sustituyendo el sílice por polímeros biológicos como las proteínas, aunque esta hipótesis está aún por demostrar.

Esta investigación presenta una segunda parte en la que expone un mecanismo morfogenético que explica, a partir de una lámina, cómo su crecimiento crea todo tipo de curvas que dan lugar, en un momento dado, a un rizo en su perímetro y éste al aumentar, produce el efecto de una ola. Cuando dos de esas olas crecen en direcciones opuestas, dan lugar a morfologías tridimensionales de varios tipos: hojiformes, de anchura constante, de anchura decreciente, de trenza o de gusano. “La belleza de estas formas es tal, no sólo por su geometría sino por la simpleza y el poder del mecanismo que las genera”, manifiesta García Ruiz. Este descubrimiento se ha logrado gracias al uso de películas de videomicroscopia.

Una teoría desbancada

La idea inculcada desde la época de los clásicos griegos que subrayaba una diferencia radical entre la simetría del mundo inorgánico -plana, bien definida, con ángulos precisos y rotaciones prohibidas- y la simetría del mundo de la vida -más compleja, de formas onduladas y espirales-, ha quedado desbancada totalmente por este trabajo en el que se insiste en negar la distancia establecida entre ambas. Por tanto, la morfología queda descartada como criterio de biogenicidad, al igual que hizo este mismo científico en 2003, con la composición química de los restos primitivos cuando publicó, también en Science, un estudio basado en la plausibilidad geoquímica de los biomorfos de sílice y carbonato, su posible formación en las aguas de la Tierra primitiva, y las implicaciones en la detección de la vida primitiva.

Dicho trabajo “creó una controversia muy fuerte porque para detectar vida en la tierra se buscaban restos fósiles de bacterias y organismos muy primitivos que se detectaban por su morfología y, al descubrir que este factor no era un criterio de biogenicidad y que las reacciones químicas que se provocaban eran muy similares a las que se sucedieron en aquélla época, se puso en entredicho el timing, el inicio de la vida en el planeta”.

Actualmente se sigue profundizando en el tema, pues “no hay patrones por los que guiarse para descubrir cuándo comenzó la vida en la Tierra o si hay vida en Marte, por ejemplo, ya que ni la forma de los restos ni su composición, que antes eran indicadores indiscutibles de vida, son válidos”.

Hace 25 años que el investigador se dedica a indagar en este ámbito, desde que hiciera su tesis, y pretende continuar profundizando en ello. El próximo mes de abril irá, junto a otros expertos del LEC y algunos colegas del Centro Astrobiológico y del Instituto Geológico de Australia a Warrawona, en la región este del país, para analizar las rocas de sílex más antiguas del planeta.

Más información

Juan Manuel García Ruiz
Investigador del Laboratorio de Estudios Cristalográficos
Telf.: 958 75 05 96