En 2021, la misión espacial Hayabusa 2 consiguió traer de vuelta a la Tierra un trozo del asteroide 162173 Ryugu, cinco gramos de la materia más antigua y sin cambios desde la formación del sistema solar hace 4.500 millones de años. La primavera pasada se supo que la composición química del asteroide incluye diez aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas. El descubrimiento se une a otra evidencia de que los aminoácidos de trozos de asteroides pueden haber sido agregados a la sopa primordial que dio vida a la Tierra.
Pero, ¿de dónde vienen estas conexiones? Los aminoácidos que circulan en los ecosistemas son producto del metabolismo celular, particularmente en las plantas. ¿Qué mecanismo no biológico podría haberlos colocado en meteoritos y asteroides?
Los científicos han considerado varias opciones ea aprender Los japoneses recientes proponen un mecanismo significativo que los crea con rayos gamma. Este descubrimiento da más credibilidad a la posibilidad de que los meteoritos ayudaron a crear vida en la Tierra.
A pesar de su prestigio como parte esencial de la química de la vida, los aminoácidos son moléculas simples que pueden ensamblarse fácilmente a partir de enlaces de carbono, oxígeno y nitrógeno cuando se dispone de suficiente energía. Hace 70 años, los famosos experimentos de Stanley Miller y Harold Urey demostraron que no se necesitaba nada más que una descarga eléctrica en una mezcla gaseosa de metano, amoníaco e hidrógeno (que en ese momento se creía erróneamente que imitaba la atmósfera primitiva de la Tierra). ) para obtener una mezcla de compuestos orgánicos que contenían aminoácidos. Experimentos posteriores sugirieron que estas moléculas también podrían formarse en sedimentos cerca de los respiraderos hidrotermales del fondo marino que, en Artículo confirmó que a veces sucede.
La posibilidad de que los aminoácidos progenitores vinieran del espacio exterior comenzó a ganar importancia después de 1969, cuando dos grandes meteoritos (el meteorito Murchison en el sureste de Australia y el meteorito Allende en México) se recuperaron rápidamente después del impacto. Ambos eran condritas carbonáceas, una clase inusual de meteoritos similares a Ryugu que se cree que se formaron cuando cuerpos de hielo más pequeños se fusionaron después de la formación del sistema solar. Ambos también contenían cantidades pequeñas pero relevantes de aminoácidos, aunque los expertos no pudieron descartar la contaminación o la interferencia de los subproductos.
Sin embargo, los astrónomos sabían que los cuerpos de polvo y hielo en el grupo de las condritas carbonáceas probablemente contenían agua, amoníaco y pequeñas moléculas de carbono como aldehídos y metanol, y por lo tanto contenían los componentes básicos de los aminoácidos. Solo necesitaban una fuente de energía para alimentar la reacción. Los experimentos han sugerido que la radiación ultravioleta de las supernovas puede haber sido lo suficientemente fuerte como para hacer esto. Las colisiones entre los cuerpos de polvo también pueden haberlos calentado lo suficiente como para producir un efecto similar.
«Conocemos muchos métodos no biológicos para producir aminoácidos», dice Scott Sandford, astrofísico del Centro de Investigación Ames de la NASA, «y no hay razón para creer que no haya ninguno».
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Yokohama dirigido por los químicos Yoko Kebukawa y Kensei Kobayashi ha demostrado que los rayos gamma también pueden haber creado los compuestos en las condritas. En el nuevo estudio, encontraron que los rayos gamma de los elementos radiactivos que se encuentran en las condritas, probablemente el aluminio-26, pueden convertir compuestos de carbono, nitrógeno y oxígeno en aminoácidos.
De hecho, los rayos gamma pueden destruir moléculas orgánicas tan fácilmente como las crean. Sin embargo, en los experimentos del grupo japonés, «los radioisótopos aumentaron la producción de aminoácidos más que la degradación», explicó Kebukawa, y por lo tanto los rayos gamma produjeron más de lo que destruyeron. A partir del nivel de producción observado en los experimentos, los investigadores estimaron muy aproximadamente que los rayos gamma podrían haber aumentado la concentración de aminoácidos en una condrita carbonácea a niveles similares a los del meteorito Murchison, o podrían haber absorbido 100.000 de ellos en solo 1.000 años
A diferencia de la luz ultravioleta, los rayos gamma pueden penetrar profundamente en un asteroide o meteorito, por lo que este mecanismo puede ser más importante en el contexto del origen de la vida. «Esto proporciona un nuevo entorno en el que crear aminoácidos», anunció Sandford. Si los meteoritos son lo suficientemente grandes, «el núcleo puede sobrevivir a la entrada en la atmósfera incluso si la parte exterior se desintegra», explicó. «Simplemente no [aminoácidos]pero los haces camino a un planeta.
Un requisito del nuevo mecanismo es que deben estar presentes pequeñas cantidades de agua líquida para que se produzcan las reacciones. Esto puede parecer una limitación significativa, como dijo Kebukawa: «Siento que la gente piensa que casi no hay agua en el entorno espacial». Pero los meteoritos de tipo condrita carbonácea están llenos de minerales como silicatos y carbonatos hidratados, que solo se forman en presencia de agua, argumentó, y se han encontrado pequeñas cantidades de agua atrapada en granos de minerales de condrita.
Estas pruebas mineralógicas confirman que los asteroides jóvenes contenían cantidades significativas de agua líquida, dice Vassilissa Vinogradoff, astroquímica de la Universidad de Aix-Marseille. “La fase de transformación acuosa de estos cuerpos, en la que se pudieron formar los aminoácidos en cuestión, duró alrededor de un millón de años”, explicó, tiempo más que suficiente para producir las cantidades observadas en los meteoritos.
Sandford señala que, en experimentos realizados por él mismo y otros investigadores, la irradiación de muestras con hielo similar a las primeras nubes moleculares interestelares puede causar la aparición de miles de compuestos importantes para la vida, como azúcares y bases nitrogenadas, «y los aminoácidos casi siempre están en la mezcla». , por lo que parece que el universo está programado para producir aminoácidos».
Vinogradoff estuvo de acuerdo y agregó que ahora se conoce una amplia variedad de compuestos orgánicos en los meteoritos. “La pregunta ha cambiado a: ¿Por qué son estas moléculas las que han resultado ser importantes para la vida en la Tierra?”. ¿Por qué, por ejemplo, la vida terrestre utiliza sólo 20 de los aminoácidos disponibles y por qué utiliza las estructuras «diestros» casi exclusivamente de estas moléculas cuando las estructuras reflejas «diestros» son naturalmente igual de abundantes? Serán los misterios que dominarán los futuros estudios químicos sobre los orígenes de la vida.
John Rennie y Allison Parshall/Revista cuántica
Artículo Traducido de Research and Science con permiso de QuantaMagazine.org, una publicación independiente financiada por la Fundación Simons para avanzar en la comprensión de la ciencia.
