El universo parece estar repleto de biomoléculas

Los ingredientes básicos para la vida parecen estar repartidos por los lugares más insospechados del universo, pero ¿cómo se forman exactamente?

Cuando pensamos en el universo, lo imaginamos como un lugar inhóspito, incapaz de albergar vida o una química mínimamente compleja. Si bien es cierto que no se ha detectado presencia de vida (ni presente ni pasada), sí hemos detectado una cantidad tremenda de biomoléculas repartidas por muchos rincones del universo. Estas biomoléculas las hemos encontrado en las atmósferas de los planetas o lunas del Sistema Solar, en las nubes de gas y polvo que pueblan nuestra galaxia e incluso en meteoritos caídos a la Tierra provenientes de los confines del Sistema Solar.

Las biomoléculas son básicamente el conjunto de moléculas utilizadas por los seres vivos para llevar a cabo sus diferentes funciones. Estas pueden ir desde moléculas tan simples como el agua que bebemos (H2O), el oxígeno que inhalamos (O2) y el dióxido de carbono que exhalamos (CO2) hasta los cientos de proteínas diferentes que rigen el mecanismo interno de nuestras células o las moléculas que forman nuestro ADN

La molécula más abundante en cualquier ser vivo terrestre es el agua, llegando a suponer en torno al 65% de la masa de un ser humano. Esta molécula también es muy común en el universo. Tan solo en nuestro Sistema Solar se ha detectado en varios cuerpos. Sabemos que Marte tiene hielo de agua en sus casquetes polares y agua en forma de barros bajo su superficie y se ha detectado vapor de agua siendo lanzado al espacio por los géiseres del polo sur de la luna Encélado, por ejemplo. Con todo, creemos que en el Sistema Solar podría haber unas 25 veces más agua líquida que en la Tierra. No la vemos fluir por la superficie de ningún planeta o luna porque la mayoría se encuentra bajo capas kilométricas de hielo.

Otro lugar donde se han encontrado gran cantidad de moléculas orgánicas es en las nubes de gas y polvo que podemos encontrar repartidas por galaxias como la nuestra. Estas enormes nubes, de varios años luz de tamaño, formarán la semilla a partir de la cual se creará una nueva estrella en el futuro. Por tanto, a raíz del material presente en ellas (que consiste en más de un 90% en hidrógeno y helio, pero contiene otros cientos de tipos de moléculas diferentes) se formarán también los planetas, asteroides y cometas que acaben orbitando a dicha estrella. 

En este medio interestelar se han detectado unas 130 moléculas orgánicas diferentes. Algunas de ellas, como el amoníaco o formaldehído se cree que fueron muy importantes en los inicios de la vida en la Tierra. Sin embargo el tipo de molécula orgánica más común en estas nubes son los conocidos como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Estas moléculas son relativamente simples y consisten en cadenas de átomos de carbono dispuestas en diferentes configuraciones. La más grande de estas moléculas detectada contenía hasta 13 átomos de carbono. Aunque los HAP no sean utilizados por los seres vivos directamente, a partir de ellos se pueden crear multitud de moléculas que sí resultan muy útiles para la vida. La clorofila y la hemoglobina, que son vitales en la transformación de la luz del sol en energía y transportan el oxígeno en la sangre respectivamente, contienen derivados de estas moléculas.

Sin embargo, los compuestos verdaderamente complejos no han sido detectados en estas nubes, sino en cometas como el meteorito Murchison, que cayó sobre Australia en 1969. Creemo que esto puede deberse a dos factores. Por un lado, puede que las biomoléculas más complejas existan en el medio interestelar, pero sean increíblemente raras y estén en las partes más “profundas”, donde están protegidas de la radiación UV, que las destruiría. Por otro puede que sea necesaria una mínima superficie sobre la que diferentes moléculas más simples puedan posarse y reaccionar. Esta superficie podríamos encontrarla sobre cometas o asteroides con la composición adecuada.

En este meteorito Murchison, que es un meteorito de los conocidos como condritas carbonáceas, se detectó una gran cantidad de compuestos orgánicos: se detectaron cadenas de lípidos bastante grandes que sumergidas en agua pueden formar envolturas celulares rudimentarias,también se observaron los cinco nucleótidos que forman las moléculas de ADN y ARN de todos los seres vivos aquí en la Tierra y hasta 70 aminoácidos diferentes. Los aminoácidos son la base de las proteínas y juegan un papel importante en muchos procesos biológicos diferentes. De entre estos 70 aminoácidos detectados, sólo 6 forman parte de nuestra bioquímica. Además, estas moléculas tenían una proporción similar de ambos enantiómeros (estas moléculas pueden presentar dos configuraciones similares pero opuestas, siendo una el reflejo especular de la otra), mientras que los procesos biológicos suelen favorecer la formación de uno u otro enantiómero, pero no de ambos, por lo que se descartó cualquier contaminación.

Todas estas moléculas, que se forman de manera espontánea en el espacio interplanetario e interestelar, pudieron llegar a la Tierra durante su formación a bordo de meteoritos. Además, si pudieron formarse en un medio tan hostil, en principio también pudieron formarse en nuestros mares y sobre nuestras rocas. De la misma manera, esperamos que estos compuestos sean relativamente comunes en otros planetas, de nuestro sistema solar, pero también de otros lejanos. Si el salto de estos compuestos a algo que pueda considerarse como vivo es fácil o difícil nos lo dirán los descubrimientos de las últimas décadas. Ojalá sea lo primero.

Referencias:

S. B. Charnley et al. 2002. Biomolecules in the Interstellar Medium and Comets. Advances in Space Research, 30 (6). DOI: 10.1016/S0273-1177(02)00499-4

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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