Hace miles de millones de años, nuestro sistema solar se formó dentro de una nube molecular interestelar, un vivero de polvo y gases que se agruparon para formar estrellas, asteroides, otros planetas y nuestra Tierra. En algún momento de esa línea de tiempo cósmica aparecieron los aminoácidos que precedieron a la vida. Estas moléculas se entrelazan para formar las proteínas responsables de casi todas las funciones biológicas. Pero la procedencia de esos aminoácidos ha sido un misterio permanente. ¿Surgieron estos componentes biológicos de algún modo en las condiciones prebióticas de la Tierra primitiva, o se sembraron en nuestro planeta procedentes de algún otro lugar del universo?
Algunos astrónomos creen que la vida debió comenzar fuera, porque se han descubierto aminoácidos en meteoritos; cápsulas del tiempo celestes compuestas por los mismos materiales primitivos a partir de los cuales se formó nuestro sistema solar. Pero, a pesar de sus esfuerzos, los científicos no pueden determinar con exactitud cómo llegaron allí estas moléculas. Los experimentos de laboratorio no pueden reproducir lo que se encuentra en la naturaleza.
¿De dónde surgen las ‘semillas de la vida’?
Un equipo de investigadores del Cosmic Ice Laboratory de la NASA se propuso investigar esta discrepancia simulando las actividades químicas de nubes moleculares interestelares y asteroides, dos lugares conocidos por la formación de aminoácidos. Aunque no resolvieron el misterio, los resultados que publicaron a principios de enero apuntan a que algo complicado ocurre para producir la distribución de materiales que se encuentra en los meteoritos.
Algo muy relevante es que saber de dónde proceden estos aminoácidos podría indicar algo sobre la posibilidad de vida en otros lugares del cosmos, comenta Danna Qasim, astroquímica del Southwest Research Institute que dirigió el estudio. Si proceden de asteroides de nuestro propio sistema solar, podría significar que estos ingredientes son exclusivos de nuestra región del universo. Pero si se originaron en nuestra nube molecular madre, aclara Qasim, “eso nos habla de que esta tiene básicamente un ‘kit de inicio’ congelado para la vida que se ha distribuido a otros sistemas solares, y potencialmente a otros planetas.”
Los aminoácidos son fáciles de crear. Estudios anteriores demuestran que, en las condiciones adecuadas, surgen cuando los rayos cósmicos iluminan el hielo interestelar y a partir de la química que se libera en el interior de los asteroides. Incluso pueden formarse espontáneamente cadenas cortas de aminoácidos en el polvo de estrellas. Pero otros experimentos revelan que estas moléculas podrían haberse generado alguna vez en nuestro planeta, en antiguas fuentes hidrotermales de las profundidades marinas o cuando un rayo cayó sobre la ‘sopa’ molecular orgánica de la Tierra primitiva.
Sin embargo, estas moléculas por sí solas, e incluso las proteínas que forman, no son vida, igual que una placa de silicio por sí sola no es una computadora, indica Jason Dworkin, coautor del estudio y astrónomo del Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA. "Esa placa es vital si está organizada de una forma determinada, conectada a una fuente de alimentación y codificada con un software que le permita hacer algo", cree. Del mismo modo, las verdaderas ‘semillas de la vida’ deben ser capaces de llevar a cabo funciones características como producir energía, replicarse y transmitir rasgos a la descendencia.
Averiguar el origen de los aminoácidos prebióticos es un primer paso para descubrir los procesos que desencadenan la biología. Aún así, ha sido difícil determinar cuál de estas vías conduce a la vida, ya sea polvo estelar, caldo primigenio, respiraderos submarinos o hielo espacial irradiado. "Obtener aminoácidos es relativamente sencillo", añade Dworkin. "Pero conseguir los que se utilizan en el proceso biológico es un misterio."
Se han observado casi cien tipos diferentes de aminoácidos en meteoritos, pero solo se ha encontrado una docena de los 20 que son esenciales para la vida. Los aminoácidos biológicos también tienen una peculiaridad que los delata: todos tienen una estructura ‘zurda’, mientras que los procesos abióticos crean moléculas zurdas y diestras por igual. Según Dworkin, varios meteoritos descubiertos en la Tierra presentan un exceso de aminoácidos zurdos, el único sistema no biológico en el que se ha detectado este desequilibrio.
Para este experimento, el equipo puso a prueba la teoría de que los aminoácidos se crearon primero dentro de nubes moleculares interestelares y luego viajaron a la Tierra dentro de asteroides. Decidieron recrear las condiciones a las que habrían estado expuestas estas moléculas en cada etapa de su viaje. Si este proceso producía la misma variedad de aminoácidos y en las mismas proporciones que los encontrados en los meteoritos recuperados, ayudaría a validar la hipótesis.
La clave de la vida es una receta secreta
Los investigadores procedieron a crear en una cámara de vacío los hielos moleculares más comunes en las nubes interestelares, con agua, dióxido de carbono, metanol y amoníaco. Después, los bombardearon con un flujo de protones de alta energía, imitando las colisiones con los rayos cósmicos en el espacio profundo. Los hielos se rompieron y volvieron a unirse en moléculas más grandes, formando finalmente un residuo viscoso perceptible a simple vista: trozos de aminoácidos.
A continuación, simularon el interior de los asteroides, que contienen agua líquida y pueden estar sorprendentemente calientes, entre 50 y 300 grados Celsius. Sumergieron los residuos en agua a 50 y 125 grados Celsius durante diferentes periodos de tiempo. Esto aumentó los niveles de algunos aminoácidos, pero no de otros. La cantidad de glicina y serina, por ejemplo, se duplicó; mientras que el contenido de alanina se mantuvo igual. Pero sus niveles relativos fueron constantes antes y después de zambullir los trozos en la simulación de asteroides. Siempre había más glicina que serina, y más serina que alanina.
Esta tendencia es digna de mención, señala Qasim, porque demuestra que las condiciones dentro de la nube interestelar habrían tenido una fuerte influencia en la composición de los aminoácidos dentro del asteroide. Pero, en última instancia, su experimento tropezó con el mismo problema que otros estudios de laboratorio. La distribución de aminoácidos seguía sin coincidir con la de los meteoritos reales. La diferencia más notable era el exceso de beta-alanina sobre la alfa-alanina en las muestras de laboratorio, ya que en los meteoritos esto suele ocurrir al revés. Así que si existe una receta para crear los precursores de la vida, no la han encontrado.
Esto se debe probablemente a que su receta era demasiado simple, piensa Qasim. “Los próximos experimentos tienen que ser más complejos; debemos añadir más minerales y considerar parámetros y condiciones más relevantes del asteroide.”
Pero hay otra posibilidad. Tal vez estén contaminadas las muestras de meteoritos que han estado utilizando para la comparación. Al estrellarse, pudieron haber sufrido cambios debido, tanto a su interacción con la atmósfera y la biología de la Tierra, como a siglos de actividad geológica que han fundido y reciclado la superficie del planeta.
Una forma de comprobarlo es utilizar una muestra intacta como punto de partida. En septiembre, la misión OSIRIS-REx de la NASA traerá a casa un trozo de unos 200 gramos del asteroide Bennu, que es 40 veces mayor que la última prueba que obtuvimos de una roca espacial inalterada. De este objeto, se analizará una cuarta parte en busca de aminoácidos, lo que ayudará a determinar el origen de las diferencias entre los estudios de laboratorio y los meteoritos. También podría revelar qué otros materiales frágiles están presentes en los asteroides, pero no pueden sobrevivir al viaje hacia nuestro planeta sin la protección de una nave espacial. Esa información ayudaría al equipo de Qasim a perfeccionar su receta.
El resto de la muestra de Bennu, como las de la misión Apolo de hace 50 años, se guardará en contenedores herméticos para dar a los científicos que aún no han nacido la oportunidad de analizar el asteroide con técnicas y tecnologías que aún no se inventan. "Este es el legado que las muestras nos devuelven", declara Dworkin, científico del proyecto OSIRIS-REx. Experimentos de laboratorio como este, que simulan las condiciones del espacio, son fundamentales para interpretar estas pruebas. Una mejor comprensión de la química de los asteroides resultará útil para analizar las rocas espaciales recuperadas y ayudará a los científicos a determinar cuáles de sus teorías se ajustan mejor a la naturaleza.
También hay una tercera forma de plantearse esta cuestión. Quizá estemos buscando demasiado lejos de casa, pues tal vez las condiciones singulares que dan lugar a la vida se dieron aquí, no en el espacio.
Yana Bromberg, bioinformática de la Universidad de Rutgers, en Estados Unidos, piensa que, más que en los datos geológicos, el secreto de la vida se encontrará en los registros biológicos de la Tierra. "Las rocas tienden a triturarse y a sufrir ciclos", sostiene. "Es difícil rastrear la historia de esa manera". En su lugar, Bromberg busca los patrones genéticos para producir energía celular, un proceso que podría haber sido inventado por, y tal vez heredado de, antiguas proteínas creadas a partir del ‘caldo’ inicial de la Tierra. El año pasado publicó un trabajo que mostraba similitudes en los núcleos de las proteínas modernas utilizadas por distintos organismos, lo que sugiere que podrían remontarse a los mismos ancestros.
Pero, aunque se inclina por un origen planetario, Bromberg no considera que solo la Tierra pudiera dar origen a la vida; "mi sospecha es que se pueden fabricar aminoácidos a partir de cualquier caldo primigenio, independientemente del planeta en el que nos encontremos", opina.
"Tal vez exista un entorno especial, único, que solo se dio en un lugar y luego se escupieron cosas. Sería genial saberlo", señala el científico planetario Aaron Burton, que analiza astromateriales en el Centro Espacial Johnson de la NASA para comprender qué procesos químicos podrían haber dado lugar a la vida. Su instinto le dice que surgió en la Tierra, pero ese no es el impulso que mueve su investigación. "Dondequiera que pensemos que empezó, ¿cómo lo hizo? Para mí, esa es la pregunta interesante. Y luego sobre la marcha responderemos 'dónde' ."
Puede que la respuesta a si la vida empezó en la Tierra o en el espacio sea: en ambos sitios. Es posible que, en el caso de la Tierra, "el espacio fuera irrelevante, salvo para el suministro de materias primas", explica Dworkin, y que todo lo importante ocurriera posteriormente aquí. Pero también podría ser que los mismos procesos químicos estuvieran ocurriendo en el espacio profundo, al fin y al cabo utilizan los mismos ingredientes. Eso podría significar que hay muchos entornos rebosantes de potencial para la vida en nuestro universo, tanto en la tierra como en los cielos.
Artículo originalmente publicado en WIRED. Adaptado por Andrei Osornio.
