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El papel de las nubes interestelares en el origen de la vida

Los investigadores replicaron las condiciones de una nube interestelar y un asteroide para obtener una comprensión más profunda de cómo las condritas carbonáceas adquirieron aminoácidos.

Las condritas carbonáceas son un tipo de meteorito pedregoso que es rico en compuestos orgánicos, incluidos los aminoácidos. Estos aminoácidos, que son los componentes básicos de las proteínas, son de gran interés para los científicos, ya que pueden proporcionar pistas sobre el origen de la vida en la Tierra y el potencial de vida en otros planetas. Comprender cómo las condritas carbonáceas adquirieron estos aminoácidos es un paso crucial para desentrañar los misterios de nuestro sistema solar y los orígenes de la vida.

Un estudio reciente dirigido por el Dr. Danna Qasim, científico investigador del Southwest Research Institute, sugiere que las condiciones dentro de las nubes interestelares pueden haber tenido un impacto sustancial en la presencia de bloques de construcción clave de la vida en el sistema solar.

“Las condritas carbonáceas, algunos de los objetos más antiguos del universo, son meteoritos que se cree que han contribuido a los orígenes de la vida. Contienen varias moléculas y sustancias orgánicas diferentes, incluidas aminas y aminoácidos, que son componentes clave de la vida que fueron críticos para crear vida en la Tierra. Estas sustancias son necesarias para crear proteínas y tejido muscular”, dijo Qasim.

La mayoría de los meteoritos son piezas de asteroides que se rompieron en el cinturón de asteroides, situado entre Marte y Júpiter, hace mucho tiempo. Estos fragmentos orbitan alrededor del Sol durante períodos prolongados, potencialmente millones de años, antes de colisionar con la Tierra.

Una de las preguntas que Qasim y otros están tratando de responder es cómo los aminoácidos llegaron a las condritas carbonáceas en primer lugar. Debido a que la mayoría de los meteoritos provienen de asteroides, los científicos han intentado reproducir aminoácidos simulando las condiciones de los asteroides en un entorno de laboratorio, un proceso llamado “alteración acuosa”.

Para determinar en qué medida los aminoácidos se formaron a partir de condiciones de asteroides y en qué medida fueron heredados de la nube molecular interestelar, Qasim y su equipo simularon la formación de aminas y aminoácidos como ocurriría en la nube molecular interestelar, formando un residuo orgánico (en la foto de arriba). Luego procesó el residuo bajo condiciones relevantes para el asteroide, también conocidas como alteración acuosa. Crédito: Southwest Research Institute

“Ese método no ha sido 100% exitoso”, dijo Qasim. “Sin embargo, la composición de los asteroides se originó a partir de la nube molecular interestelar parental, que era rica en compuestos orgánicos. Si bien no hay evidencia directa de aminoácidos en las nubes interestelares, hay evidencia de aminas. La nube molecular podría haber proporcionado los aminoácidos en los asteroides, que los transmitieron a los meteoritos”.

Para determinar en qué medida los aminoácidos se formaron a partir de condiciones de asteroides y en qué medida fueron heredados de la nube molecular interestelar, Qasim simuló la formación de aminas y aminoácidos como ocurriría en la nube molecular interestelar.

“Creé hielos que son muy comunes en la nube y los irradié para simular el impacto de los rayos cósmicos”, explicó Qasim, quien realizó el experimento mientras trabajaba en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, entre 2020 y 2022. “Esto causó que las moléculas se rompieran y se recombinaran en moléculas más grandes, lo que finalmente creó un residuo orgánico”.

Qasim luego procesó el residuo nuevamente recreando las condiciones de los asteroides a través de la alteración acuosa y estudió la sustancia, buscando aminas y aminoácidos.

“No importa qué tipo de procesamiento de asteroides hicimos, la diversidad de aminas y aminoácidos de los experimentos de hielo interestelar se mantuvo constante”, dijo. “Eso nos dice que las condiciones de las nubes interestelares son bastante resistentes al procesamiento de asteroides. Estas condiciones podrían haber influido en la distribución de aminoácidos que encontramos en los meteoritos”.

Sin embargo, las abundancias individuales de aminoácidos se duplicaron, lo que sugiere que el procesamiento de asteroides influye en la cantidad de aminoácidos presentes.

“Esencialmente, tenemos que considerar tanto las condiciones de la nube interestelar como el procesamiento del asteroide para interpretar mejor la distribución”, dijo.

Qasim espera con interés los estudios de muestras de asteroides de misiones como OSIRIS-REx, que actualmente está en camino de regreso a la Tierra para entregar muestras del asteroide Bennu aquí en septiembre, y Hayabusa2, que recientemente regresó del asteroide Ryugu, para comprender mejor el papel que desempeñó la nube interestelar en la distribución de los componentes básicos de la vida.

“Cuando los científicos estudian estas muestras, generalmente están tratando de entender en qué influyen los procesos de los asteroides, pero está claro que ahora debemos abordar cómo la nube interestelar también influye en la distribución de los componentes básicos de la vida”, dijo Qasim.

Referencia: “Meteorite Parent Body Aqueous Alteration Simulations of Interstellar Residue Analogs” por Danna Qasim, Hannah L. McLain, José C. Aponte, Daniel P. Glavin, Jason P. Dworkin y Christopher K. Materese, 9 de enero de 2023, ACS Earth and Space Chemistry. DOI: 10.1021/acsearthspacechem.2c00274

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