La química de la vida podría comenzar en la fría oscuridad del espacio

Un grupo de científicos de la Universidad de Aarhus realizó experimentos que desafían una creencia arraigada sobre el origen de los componentes esenciales de la vida. Los estudios revelaron que los precursores de proteínas pueden formarse de manera natural en el espacio, lo que aumenta la posibilidad de que la vida exista en otros lugares del universo.

La investigación se llevó a cabo en laboratorios avanzados de la Universidad de Aarhus y en una instalación de investigación europea en Hungría, conocida como HUN-REN Atomki. Los experimentos fueron dirigidos por los investigadores Sergio Ioppolo y Alfred Thomas Hopkinson.

Recreando las condiciones extremas del espacio interestelar

Los científicos diseñaron una cámara especial para simular el entorno hostil que se encuentra en vastas nubes de polvo cósmico, ubicadas a miles de años luz de la Tierra. Estas regiones son consideradas como algunos de los lugares más fríos y vacíos del universo.

Las temperaturas en estas nubes de polvo alcanzan aproximadamente -260 °C, y la presión es tan baja que los investigadores deben eliminar constantemente las partículas de gas para mantener un vacío ultra alto. En estas condiciones controladas, el equipo estudió el comportamiento de las partículas expuestas a la radiación, replicando lo que ocurre en el verdadero espacio interestelar.

"Ya sabemos por experimentos anteriores que aminoácidos simples, como la glicina, se forman en el espacio interestelar. Pero nos interesaba descubrir si moléculas más complejas, como los péptidos, se forman naturalmente en la superficie de los granos de polvo antes de que participen en la formación de estrellas y planetas", explicó Sergio Ioppolo.

De aminoácidos a precursores de proteínas

Los péptidos son cadenas cortas que se forman cuando aminoácidos individuales se enlazan entre sí. Cuando muchos péptidos se unen, forman proteínas, que son esenciales para la vida tal como la conocemos. Identificar dónde y cómo se originan estos precursores de proteínas es un paso clave para entender cómo podría comenzar la vida.

Para probar este proceso, los investigadores colocaron glicina dentro de la cámara y la expusieron a rayos cósmicos simulados utilizando un acelerador de iones en HUN-REN Atomki. Luego, analizaron las reacciones químicas que siguieron.

"Observamos que las moléculas de glicina comenzaron a reaccionar entre sí para formar péptidos y agua. Esto indica que el mismo proceso ocurre en el espacio interestelar", comentó Alfred Thomas Hopkinson. "Este es un paso hacia la creación de proteínas en partículas de polvo, los mismos materiales que más tarde forman planetas rocosos".

Nubes formadoras de estrellas como fábricas químicas

Ioppolo, Hopkinson y sus colegas se enfocaron en gigantescas nubes de polvo entre estrellas, ya que estas regiones son donde nacen nuevos sistemas solares. Durante décadas, los científicos creyeron que solo podían formarse moléculas muy simples en estos entornos.

"Solíamos pensar que solo se podían crear moléculas muy simples en estas nubes. La comprensión era que moléculas más complejas se formaban mucho más tarde, una vez que los gases comenzaban a agruparse en un disco que eventualmente se convierte en una estrella", explicó Sergio Ioppolo. "Pero hemos demostrado que claramente no es así".

Este cambio en la comprensión sugiere que las moléculas clave relacionadas con la vida son mucho más comunes en el universo de lo que se pensaba anteriormente.

Implicaciones para la vida más allá de la Tierra

A medida que las nubes de polvo interestelar colapsan, eventualmente dan lugar a estrellas y planetas. Durante este proceso, pequeños bloques químicos pueden ser entregados a mundos rocosos recién formados.

"Eventualmente, estas nubes de gas colapsan en estrellas y planetas. Poco a poco, estos pequeños bloques de construcción aterrizan en planetas rocosos dentro de un nuevo sistema solar. Si esos planetas se encuentran en la zona habitable, entonces hay una probabilidad real de que la vida pueda surgir", afirmó Sergio Ioppolo.

"Dicho esto, aún no sabemos exactamente cómo comenzó la vida. Pero investigaciones como la nuestra muestran que muchas de las moléculas complejas necesarias para la vida se crean de forma natural en el espacio".

Un proceso químico que funciona en todas partes

A primera vista, la formación de péptidos a partir de aminoácidos simples podría parecer un pequeño paso. Sin embargo, la reacción química que une los aminoácidos sigue las mismas reglas básicas en todas partes, lo que hace que este descubrimiento sea especialmente importante.

"Todos los tipos de aminoácidos se unen en péptidos a través de la misma reacción. Por lo tanto, es muy probable que otros péptidos también se formen de manera natural en el espacio interestelar", afirmó Hopkinson. "Aún no hemos investigado esto, pero es probable que lo hagamos en el futuro".

Buscando otros ingredientes de la vida

Las proteínas son solo parte del panorama. La vida también depende de membranas, nucleobases y nucleótidos. Si estos componentes también pueden formarse de manera natural en el espacio sigue siendo una pregunta abierta.

Investigadores del Centro de Catálisis Interestelar, financiado por la Fundación Nacional de Investigación de Dinamarca, continúan investigando estas posibilidades.

"Estas moléculas son algunos de los bloques de construcción clave de la vida", explicó la coautora Liv Hornekær, líder del centro InterCat. "Podrían participar activamente en la química prebiótica temprana, catalizando reacciones adicionales que conducen hacia la vida".

"Todavía hay mucho por descubrir, pero nuestro equipo de investigación está trabajando para responder tantas de estas preguntas básicas como sea posible", concluyó Sergio Ioppolo. "Ya hemos descubierto que muchos de los bloques de construcción de la vida se forman allá afuera, y es probable que encontremos más en el futuro".

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