El proyecto PROTOS, liderado por el profesor Ikerbasque Juan Manuel García-Ruiz, sitúa al Donostia International Physics Center (DIPC) en la investigación de vanguardia sobre los procesos químicos y físicos que llevaron a la aparición de la vida en la Tierra.

El laboratorio ahora mismo está en Miramon, pero el año que viene se ubicará en el nuevo edificio del DIPC que están construyendo en el Antiguo. PROTOS es una colaboración internacional en la que participan la Universidad de Bremen, el Naturalis Biodiversity Center de Leiden, el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (donde ha trabajado García-Ruiz hasta hace un año) y el laboratorio Génie Chimique del Instituto Nacional Politécnico de Toulouse, entre otros.

El director nos explica que su objetivo principal es desvelar el papel de la sílice, que es un mineral. «Aquí están las tres piedras más importantes del proyecto», indica mostrándonos sus pulseras. «El jade, el cuarzo y el olivino. Este último es un mineral verde que existía mucho en la Tierra primitiva, cuando empezó a condensarse el agua. Entonces se produce una reacción, se libera sílice con un PH muy alto, y sobre todo se crea hidrógeno. Creemos que esa reacción es fundamental».

«Todo lo que se necesitaba para que emergiera la vida estaba ya al principio, hace 4.500 millones de años. Eso puede llevar a la vida como la conocemos, a otro tipo de vida, o a nada»

Hace 4.500 millones de años

En PROTOS estudian cómo era la Tierra primitiva hace 4.500 millones de años, es decir, al principio de todo. «Emulamos esa Tierra primitiva en unos reactores, y lo que está pasando allí se supone que pasó en la Tierra primitiva».

«Es un proyecto sobre el origen de la vida, sobre detección de vida primitiva en este planeta o fuera de la Tierra, y es un proyecto experimental. Hay muy pocos proyectos experimentales sobre el origen de la vida», destaca.

La idea se basa en el célebre experimento que realizó el científico Stanley Miller el mismo año en que nació Juan Manuel García-Ruiz. «Es el experimento que abre las puertas a la investigación científica sobre el origen de la vida. Miller puso gases, agua, lo calentó para que se evaporara y luego se condensara, y puso unos electrodos que simulaban los numerosos rayos que había en la Tierra primitiva. Descubrió que de esa materia inorgánica aparecían aminoácidos, es decir, materia orgánica característica de la vida».

Ese experimento está hecho en un reactor de borosilicato, de vidrio. «Como se utiliza amoniaco en la reacción, el agua que se forma, las lagunas o mares que se formaban en el origen de la vida, son alcalinos. En esas condiciones la sílice se disuelve un poco y se activa. Entonces pensé: ‘Tal vez Miller está provocando la activación de la sílice’. Hicimos el idéntico experimento en un reactor de teflón, que es inerte. Demostramos que si Miller hubiera hecho el experimento con un reactor de teflón no hubiera salido».

Una especie de avecrem

Después han hecho otro experimento para demostrar que realmente la sílice, el cuarzo y todos estos materiales catalizan la formación de la materia orgánica, de lo que se llama sopa prebiótica. «Cuando haces el experimento el reactor es transparente, al día siguiente ya empieza a ser marrón, es una especie de avecrem, y eso solamente ocurre cuando tienes la sílice».

Ese experimento y esa publicación fue muy importante para convencer a la gente de la importancia de la sílice. «No sabemos cómo exactamente pero está jugando un papel fundamental. PROTOS es una investigación alrededor de eso. Tenemos que conocer cómo reacciona esta roca con el agua, porque cuando pasa eso se produce un PH muy alto, se produce hidrógeno molecular, y ese hidrógeno en contacto con el CO2 forma metano. Hemos visto que en esos experimentos se tienen los aminoácidos, pequeños oligopéctidos, y las proteinas, que son una secuencia de aminoácidos, la seña de la vida. Hemos conseguido solo tres proteinas –cuenta riéndose– pero quiere decir que están ahí».

Otros tipos de vida

«También tenemos las nucleobases, fundamentales para los ácidos nucléicos. Además, y lo hemos publicado recientemente, aparecen en ese avecrem estructuras muy similares morfológicamente a las bacterias huecas, que son los microreactores donde pretendemos desarrollar la complejidad que podría llevar a la vida que conocemos, o, no cerramos los ojos a eso, a otro tipo de vida».

El investigador señala que prácticamente todo lo que se necesitaba para que emergiera la vida estaba ya al principio, hace 4.500 millones de años. 

«Eso es una cosa que hace nada se creía que era imposible, se pensaba que la vida había aparecido mucho más tarde. Lo que pasa es que ha debido de ser un proceso muy aleatorio, con reacciones químicas que van compitiendo unas con otras, que van seleccionando los productos, algunos con mayor complejidad. Este es un árbol evolutivo pero con una evolución química en vez de biológica. Eso puede llevar a la vida como la conocemos, a otro tipo de vida, o a nada».

«Si en Marte hallamos estructuras muy parecidas a las bacterias, aminoácidos... hace cinco años diríamos: ‘¡Hemos descubierto vida! Pero ahora diremos que no necesariamente»

Una línea cada vez más difusa

Una de las conclusiones es que la línea entre lo vivo y lo no vivo es bastante difusa. Pone como ejemplo el proyecto ExoMars, que enviará el rover Rosalind Franklin a Marte en 2028 y está previsto que llegue en 2030. García-Ruiz es científico interdisciplinar en esa misión y tendrá acceso directo a los datos obtenidos. «Si hallamos estructuras muy parecidas a las bacterias, aminoácidos, nucleobases... hace cinco años diríamos: ‘¡Hemos descubierto restos de vida en otro planeta! Pero ahora diremos que no necesariamente. Puede que encontremos un protomundo, un mundo que tiene las capacidades para llegar a generar vida».

En la cocina del origen de la vida que ha creado en Donostia, García-Ruiz cocina con los investigadores postdoctorales Christian Jenewein y Borja Aparicio, jugando con los componentes: «Aumentamos la temperatura, a ver qué pasa, también la presión, cambiamos los gases...».

Otra cosa muy importante son los minerales. «En cierta medida, Miller se olvidó de los minerales, aunque estaban allí. Ahora lo que estamos haciendo es meter olivino, arcillas. Allí donde vamos a ir con ExoMars hay muchas arcillas».

Los primeros resultados

Los descubrimientos que han hecho hasta ahora son muy interesantes. «Sabemos que no es solo la diversidad de las moléculas características de la vida, también tenemos las protocelulas, los reactores, los compartimentos. Ahora tenemos que ver hasta dónde podemos llegar en complejidad molecular, si podemos hacer cadenas más largas de aminoácidos. Eso sería fantástico».

«Tenemos que sintetizar azúcares para tratar de lograr fosfatos, que son fundamentales. En los lagos de Kenia, que son alcalinos como el agua de los reactores, hay mucho fosfato y sabemos por qué. Es otra parte de la cocina».

Enamorado de la difusión

Es una historia para una película. Seguramente la harán, como hicieron con los cristales gigantes, con imágenes de Kenia. «Este es otro de los deleites del proyecto; vas a sitios, tomas muestras de las aguas y rocas, estás rodeado de jirafas, también de leones, pero bueno...», ríe.

Juan Manuel García-Ruiz es cristalógrafo. «Mi pasión son los cristales y su relación con la vida. Estamos rodeados de cristales, no los de las ventanas, que no son cristales, sino los silicios, el azúcar, la sal, los helados, el chocolate. La calidad de un chocolate depende de la estructura del cacao que cristaliza en la preparación. Los fármacos también hay que cristalizarlos».

«Desde hace 800.000 años los homínidos coleccionaban cristales de cuarzo. A lo largo de toda la historia la idea de los cristales ha impactado muchísimo en el arte y las formas de pensamiento»

«Un cristal es la materia ordenada», define. Por ejemplo, «la vitamina C, la disuelves y cuando se evapora y cambia la temperatura, las moléculas se ordenan en un cristal, se colocan una al lado de otra, a la misma distancia, formando un orden periódico. Jugar al tetris es jugar a cristalizar».

Desde hace 12 años, niñas y niños disfrutan en el Concurso de Cristalización, creado por García-Ruiz y que este enero se ha hecho por primera vez en Kenia.

Arte y pensamiento

Hay mucha gente que cree en las propiedades mágicas y curativas de los cristales. Tenemos fijación por los cristales por su belleza. «Los objetos que coleccionan los homínidos desde hace 800.000 años son cristales de cuarzo. Empezando por allí, a lo largo de toda la historia la idea de los cristales ha impactado mucho en el arte y el pensamiento».

«La arquitectura que tenemos es cristalina, vivimos en edificios perfectamente ordenados. Te lo tienes que imaginar en vez de con pisos con moléculas», dice sonriendo.

En la danza, Vicente Escudero defiende un flamenco cubista, en el que la curva y la sensualidad cambian. «Yo daba una conferencia sobre este tema y Vanesa Aibar, bailarina y coreógrafa, premio Max de 2023, me propuso un diálogo: yo doy la conferencia y ella baila, al son de la guitarra de la cantaora María Marín».

Así nació el espectáculo ‘La cristalización de la danza’. Lo hicieron en el teatro de Barakaldo y este año lo presentarán en el Victoria Eugenia de Donostia. Está muy orgulloso de esta original propuesta que da qué pensar y que trata sobre el debate que tienen Salvador Dalí y Federico García Lorca. Dalí estaba en favor del cristal, de la geometría; y Lorca de la sensualidad, de la rosa.