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¿Cómo comenzó la vida en la Tierra? La respuesta está en los asteroides

Según un investigador de la NASA, su papel como cápsulas del tiempo serviría para mostrar qué moléculas existieron originalmente en el sistema solar

E.PRESS. MADRID  | 19.02.2018 
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En la cultura popular, los asteroides desempeñan el papel de amenaza apocalíptica, son culpados por aniquilar a los dinosaurios y ofrecen una fuente extraterrestre para la minería de minerales. Pero para el investigador Nicholas Hud, director del Centro de NSF-NASA para la Evolución Química en el Instituto de Tecnología de Georgia, Estados Unidos, los asteroides desempeñan un papel completamente diferente: el de cápsulas de tiempo que muestran qué moléculas existieron originalmente en nuestro sistema solar. Tener esa información brinda a los científicos el punto de partida que necesitan para reconstruir el complejo camino que inició la vida en la Tierra.

Hud dice que encontrar moléculas en los asteroides proporciona la evidencia más sólida de que tales compuestos estuvieron presentes en la Tierra antes de que se formara la vida. Saber qué moléculas había entonces ayuda a establecer las condiciones iniciales que llevaron a la formación de aminoácidos y compuestos relacionados que, a su vez, se unieron para formar péptidos, pequeñas moléculas similares a proteínas que pueden haber iniciado la vida en este planeta.

"Podemos mirar a los asteroides para ayudarnos a entender qué química es posible en el universo --señala Hud--. Es importante para nosotros estudiar materiales de los asteroides y los meteoritos, las versiones más pequeñas de los asteroides que caen a la Tierra, para probar la validez de nuestros modelos sobre cómo las moléculas en ellos podrían haber ayudado a generar vida. También necesitamos catalogar las moléculas de asteroides y meteoritos porque podría haber compuestos allí que ni siquiera habíamos considerado importantes para comenzar la vida".

Hud presenta su trabajo "Asteroides para investigación, descubrimiento y comercio" en una rueda de prensa que se celebra este sábado en el marco de la reunión anual de 2018 de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS, por sus siglas en inglés), que tiene lugar en Austin, Texas, Estados Unidos. También formará parte de una sesión que se celebra el domingo sobre el tema "Buscando la identidad y los orígenes de los primeros polímeros de la vida".

Científicos de la NASA han estado analizando compuestos encontrados en asteroides y meteoritos durante décadas y su trabajo proporciona una comprensión sólida de qué podría haber estado presente cuando se formó la Tierra misma, dice Hud. "Si modelas una reacción química prebiótica en el laboratorio, los científicos pueden discutir si tienes o no los materiales de partida correctos --señala Hud--. La detección de una molécula en un asteroide o un meteorito es la única evidencia que todos aceptarán para que esa molécula sea prebiótica. Es algo en lo que realmente podemos apoyarnos".

El experimento Miller-Urey, realizado en 1952 para simular condiciones que se cree que existieron en la Tierra primitiva, produjo más de 20 aminoácidos diferentes, compuestos orgánicos que son los componentes básicos de los péptidos. El experimento fue iniciado mediante chispas dentro de un matraz que contenía agua, metano, amoniaco e hidrógeno, todos materiales que se cree que existieron en la atmósfera cuando la Tierra era muy joven.

Desde el experimento de Miller-Urey, los científicos han demostrado la viabilidad de otras vías químicas para aminoácidos y compuestos necesarios para la vida. En el laboratorio de Hud, por ejemplo, los investigadores utilizaron ciclos de condiciones alternas húmedas y secas para crear moléculas orgánicas complejas a lo largo del tiempo. Bajo esas condiciones, los aminoácidos e hidroxiácidos, compuestos que difieren químicamente por un solo átomo, podrían haber formado péptidos cortos que llevaron a la formación de moléculas más grandes y complejas, que finalmente exhiben propiedades que ahora asociamos con moléculas biológicas.

ISLAS QUE SOBRESALÍAN DEL OCÉANO, PAISAJE DE LA TIERRA ANTIGUA
"Ahora, tenemos una forma realmente buena de sintetizar péptidos con aminoácidos e hidroxiácidos trabajando juntos que podrían haber sido comunes en la Tierra primitiva --apunta--. Incluso hoy en día, los hidroxiácidos se encuentran con aminoácidos en organismos vivos, y en algunas muestras de meteoritos que se han examinado".

Hud cree que hay muchas formas posibles en que las moléculas de la vida podrían haberse formado. La vida podría haberse iniciado con moléculas que son menos sofisticadas y menos eficientes que las que vemos hoy. Al igual que la vida misma, estas moléculas podrían haber evolucionado con el tiempo.

"Lo que encontramos es que estos compuestos pueden formar moléculas que se parecen mucho a los péptidos modernos, excepto en la columna vertebral que mantiene unidas a las unidades --señala Hud--. La estructura general puede ser muy similar y más fácil de hacer, aunque no tiene la capacidad de plegarse en estructuras tan complejas como las proteínas modernas. Existe una compensación entre la simplicidad de la formación de estas moléculas y cómo de cerca están estas moléculas a las que se encuentran en la vida contemporánea".

Los geólogos creen que la Tierra fue muy diferente hace miles de millones de años. En lugar de continentes, había islas que sobresalían de los océanos. Incluso, el sol era diferente, producía menos luz, pero más rayos cósmicos, lo que podría haber ayudado a alimentar las reacciones químicas que forman proteínas. "Las islas podrían haber sido incubadoras potenciales de por vida, con moléculas que caían de la atmósfera", dice Hud.

"Creemos que el proceso clave que habría permitido que estas moléculas pasen a la siguiente etapa es un ciclo húmedo-seco como lo que estamos haciendo en el laboratorio. Eso hubiera sido perfecto para una isla en el océano", agrega este investigador. Más que una sola chispa de vida, las moléculas podrían haber evolucionado lentamente a lo largo del tiempo en una progresión gradual que puede haber tenido lugar a ritmos diferentes en lugares distintos, tal vez simultáneamente.

Diferentes componentes de las células, por ejemplo, pueden haberse desarrollado por separado cuando las condiciones los favorecieron antes de que finalmente se unieran. "Hay algo muy especial sobre los péptidos, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos y su capacidad para trabajar juntos para hacer algo que no podrían hacerlo por separado --destaca--. Y podría haber habido cualquier cantidad de procesos químicos en la Tierra primitiva que nunca llevaron a la vida".

Por lo tanto, saber cómo eran las condiciones en la Tierra primitiva proporciona a los científicos una base más sólida para formular hipótesis sobre qué podría haber sucedido y podría ofrecer pistas sobre otros caminos que pueden no haberse considerado todavía. "Probablemente hay muchas más pistas en los asteroides sobre qué moléculas realmente estaban allí --explica Hud--. Es posible que ni siquiera sepamos qué deberíamos estar buscando en estos asteroides, pero mirando las moléculas que encontramos, podemos hacer preguntas diferentes y más sobre cómo podrían haber ayudado a comenzar la vida".