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La idea de que los cometas y asteroides sembraron una Tierra primitiva con los materiales para crear vida ha cobrado fuerza desde que, según recientes observaciones, algunos de esos ladrillos flotan por todo el cosmos. Los científicos, explorando una galaxia a 12 millones de años luz con el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, detectaron abundantes cantidades de nitrógeno contenido en hidrocarburos aromáticos policíclicos (polycyclic aromatic hydrocarbons - PANHs), moléculas comunes a todas las formas de vida conocidas.|
Imagen de la galaxia espiral M81 tomada por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, localizada a unos 12 millones de años luz de la Tierra. La radiación infrarroja emitida por las moléculas PANH se muestra en rojo. Crédito: NASA/JPL-CalTech/S. Willner Harvard-Smithsonian CfA
Imagen de la galaxia espiral M81 tomada por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, localizada a unos 12 millones de años luz de la Tierra. La radiación infrarroja emitida por las moléculas PANH se muestra en rojo. Crédito: NASA/JPL-CalTech/S. Willner Harvard-Smithsonian CfA
Los PANHs transportan la información del ADN y ARN y son un componente importante de la hemoglobina, la molécula que transporta el oxígeno a través del cuerpo. También forman la clorofila, la principal molécula responsable de la fotosíntesis en las plantas, y – quizás en mayor medida – son el componente principal de la cafeína y del chocolate.
“Hubo un tiempo en el que la hipótesis fue que el origen de la vida, desde la formación de compuestos simples hasta la vida compleja, tuvo que ocurrir aquí en la Tierra”, dijo Doug Hudgins, director del estudio del Centro de Investigación Ames. “Hemos descubierto que algunas moléculas biológicamente muy interesantes podrían formarse fuera de nuestro ambiente terrenal y esparcirse aquí”.
Dondequiera que haya un planeta...
Aunque se han descubierto compuestos orgánicos en meteoritos que han caído en la Tierra, Esta es la primera evidencia directa de la presencia de compuestos biogénicos complejos, importantes prebióticamente en el espacio. Hasta el momento, las pruebas señalan que los PANHs se formaron en los vientos de estrellas moribundas y se dispersaron por todo el espacio interestelar.
Hidrocarburo policíclico aromático con nitrógeno. Las bolas azules son los átomos de carbono que forman el esqueleto PAH, las amarillas muestran los átomos de hidrógeno, y la roja muestra la posición de un átomo de nitrógeno que encaja perfectamente dentro de la molécula. Crédito: NASA
Hidrocarburo policíclico aromático con nitrógeno. Las bolas azules son los átomos de carbono que forman el esqueleto PAH, las amarillas muestran los átomos de hidrógeno, y la roja muestra la posición de un átomo de nitrógeno que encaja perfectamente dentro de la molécula. Crédito: NASA
“ Este material contiene los ladrillos de la vida, y ahora podemos afirmar que abundan en el espacio”, dijo Hudgins. “Y dondequiera que haya un planeta, sabemos que esas sustancias caerán en él. Eso pasó aquí y pasa en cualquier otro lugar”.
Usando el Telescopio Espacial Spitzer, Hudgins y sus colegas detectaron una firma química familiar de hidrocarburos aromáticos policíclicos regulares (PAHs) en la galaxia espiral M81, una firma similar pero desconocida.
“Hubo algunas anomalías en el espectro que no pudimos explicar”, comentó Hudgins a SPACE. com. Los investigadores compararon sus lecturas con las firmas infrarrojas de moléculas similares, confirmando, finalmente, que el nitrógeno formaba parte de los PANHs porque sus datos mostraron que había nitrógeno en las regiones que estaban investigando.
“Cuando hicimos eso, descubrimos que colocando una pequeña molécula de nitrógeno en esas moléculas explicábamos las moléculas complicadas”, dijo Hudgins. “Este descubrimiento utiliza este conjunto de moléculas que no pensábamos que fuese interesante y lo transforma en algo de interés biológico”.
Los cables de la vida
Los PAHs son moléculas grandes, con forma de cable y formadas por carbono e hidrógeno, que interesan a los científicos porque la vida en la Tierra está basada en el carbono. Sin embargo, los PAHs no son usados en la bioquímica humana. De hecho, son más conocidos como cancerígenos causantes de tumores y contaminantes ambientales.
Pero cambiando un átomo de carbono por uno de nitrógeno y un PAH se convierte en un PANH, un tipo de molécula esencial para los humanos. Sin nitrógeno, sería imposible formar aminoácidos, proteínas, ADN, ARN, hemoglobina y otras muchas moléculas importantes.
Aquí en la Tierra, el nitrógeno constituye el 78 por ciento de la atmósfera y es un elemento clave de los CHNOPS – carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre – el grupo de sustancias más importantes para formar vida y la materia prima de la química orgánica.
Es también el principal componente del amoníaco, que se usa para fertilizantes y explosivos en la Tierra, pero también se ha detectado en la atmósfera de Júpiter y posiblemente en los lagos helados de Titán.
Los PANHs no son los primeros ladrillos de la vida que se descubrieron en el espacio – los aminoácidos, parte esencial de las proteínas, también se han encontrado en la cola de los cometas. Los meteoritos que han caído en Australia y la Antártica también contienen aminoácidos y PANHs.
“Esto nos dice que estas sustancias que vemos por el espacio pueden sobrevivir en el espacio interestelar y ser esparcidas exitosamente por la superficie de un planeta”, dijo Hudgins.
No significa vida
Algunos científicos incluso piensan que un meteorito Marciano encontrado en la Antártica presenta muestras de una bacteria extraterrestre y que los asteroides carbohidratados podrían haber alimentado la vida temprana en nuestro planeta.
Aunque los PANHs abunden en el espacio interestelar, Hudgins dice que eso no demuestra que la vida terrestre tenga orígenes extraterrestres. Pero, para parafrasear la teoría de la Navaja de Occam, ante dos teorías similares, escoge la más sencilla.
“Esto no es una prueba de que se utilizaran, sino un indicio probable”, dijo Hudgins. “Abundaron en el comienzo de los tiempos y podrían haber sido útiles en la creación de la primera forma de vida”.
Estos descubrimientos están detallados en el Astrophysical Journal del 10 de octubre.
Imagen de la galaxia espiral M81 tomada por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, localizada a unos 12 millones de años luz de la Tierra. La radiación infrarroja emitida por las moléculas PANH se muestra en rojo. Crédito: NASA/JPL-CalTech/S. Willner Harvard-Smithsonian CfA
Imagen de la galaxia espiral M81 tomada por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, localizada a unos 12 millones de años luz de la Tierra. La radiación infrarroja emitida por las moléculas PANH se muestra en rojo. Crédito: NASA/JPL-CalTech/S. Willner Harvard-Smithsonian CfA
Los PANHs transportan la información del ADN y ARN y son un componente importante de la hemoglobina, la molécula que transporta el oxígeno a través del cuerpo. También forman la clorofila, la principal molécula responsable de la fotosíntesis en las plantas, y – quizás en mayor medida – son el componente principal de la cafeína y del chocolate.
“Hubo un tiempo en el que la hipótesis fue que el origen de la vida, desde la formación de compuestos simples hasta la vida compleja, tuvo que ocurrir aquí en la Tierra”, dijo Doug Hudgins, director del estudio del Centro de Investigación Ames. “Hemos descubierto que algunas moléculas biológicamente muy interesantes podrían formarse fuera de nuestro ambiente terrenal y esparcirse aquí”.
Dondequiera que haya un planeta...
Aunque se han descubierto compuestos orgánicos en meteoritos que han caído en la Tierra, Esta es la primera evidencia directa de la presencia de compuestos biogénicos complejos, importantes prebióticamente en el espacio. Hasta el momento, las pruebas señalan que los PANHs se formaron en los vientos de estrellas moribundas y se dispersaron por todo el espacio interestelar.
Hidrocarburo policíclico aromático con nitrógeno. Las bolas azules son los átomos de carbono que forman el esqueleto PAH, las amarillas muestran los átomos de hidrógeno, y la roja muestra la posición de un átomo de nitrógeno que encaja perfectamente dentro de la molécula. Crédito: NASA
Hidrocarburo policíclico aromático con nitrógeno. Las bolas azules son los átomos de carbono que forman el esqueleto PAH, las amarillas muestran los átomos de hidrógeno, y la roja muestra la posición de un átomo de nitrógeno que encaja perfectamente dentro de la molécula. Crédito: NASA
“ Este material contiene los ladrillos de la vida, y ahora podemos afirmar que abundan en el espacio”, dijo Hudgins. “Y dondequiera que haya un planeta, sabemos que esas sustancias caerán en él. Eso pasó aquí y pasa en cualquier otro lugar”.
Usando el Telescopio Espacial Spitzer, Hudgins y sus colegas detectaron una firma química familiar de hidrocarburos aromáticos policíclicos regulares (PAHs) en la galaxia espiral M81, una firma similar pero desconocida.
“Hubo algunas anomalías en el espectro que no pudimos explicar”, comentó Hudgins a SPACE. com. Los investigadores compararon sus lecturas con las firmas infrarrojas de moléculas similares, confirmando, finalmente, que el nitrógeno formaba parte de los PANHs porque sus datos mostraron que había nitrógeno en las regiones que estaban investigando.
“Cuando hicimos eso, descubrimos que colocando una pequeña molécula de nitrógeno en esas moléculas explicábamos las moléculas complicadas”, dijo Hudgins. “Este descubrimiento utiliza este conjunto de moléculas que no pensábamos que fuese interesante y lo transforma en algo de interés biológico”.
Los cables de la vida
Los PAHs son moléculas grandes, con forma de cable y formadas por carbono e hidrógeno, que interesan a los científicos porque la vida en la Tierra está basada en el carbono. Sin embargo, los PAHs no son usados en la bioquímica humana. De hecho, son más conocidos como cancerígenos causantes de tumores y contaminantes ambientales.
Pero cambiando un átomo de carbono por uno de nitrógeno y un PAH se convierte en un PANH, un tipo de molécula esencial para los humanos. Sin nitrógeno, sería imposible formar aminoácidos, proteínas, ADN, ARN, hemoglobina y otras muchas moléculas importantes.
Aquí en la Tierra, el nitrógeno constituye el 78 por ciento de la atmósfera y es un elemento clave de los CHNOPS – carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre – el grupo de sustancias más importantes para formar vida y la materia prima de la química orgánica.
Es también el principal componente del amoníaco, que se usa para fertilizantes y explosivos en la Tierra, pero también se ha detectado en la atmósfera de Júpiter y posiblemente en los lagos helados de Titán.
Los PANHs no son los primeros ladrillos de la vida que se descubrieron en el espacio – los aminoácidos, parte esencial de las proteínas, también se han encontrado en la cola de los cometas. Los meteoritos que han caído en Australia y la Antártica también contienen aminoácidos y PANHs.
“Esto nos dice que estas sustancias que vemos por el espacio pueden sobrevivir en el espacio interestelar y ser esparcidas exitosamente por la superficie de un planeta”, dijo Hudgins.
No significa vida
Algunos científicos incluso piensan que un meteorito Marciano encontrado en la Antártica presenta muestras de una bacteria extraterrestre y que los asteroides carbohidratados podrían haber alimentado la vida temprana en nuestro planeta.
Aunque los PANHs abunden en el espacio interestelar, Hudgins dice que eso no demuestra que la vida terrestre tenga orígenes extraterrestres. Pero, para parafrasear la teoría de la Navaja de Occam, ante dos teorías similares, escoge la más sencilla.
“Esto no es una prueba de que se utilizaran, sino un indicio probable”, dijo Hudgins. “Abundaron en el comienzo de los tiempos y podrían haber sido útiles en la creación de la primera forma de vida”.
Estos descubrimientos están detallados en el Astrophysical Journal del 10 de octubre.