Las últimas investigaciones de la Universidad Estatal de Pensilvania en Estados Unidos muestran que las muestras de polvo del asteroide "Bennu" están cambiando la comprensión tradicional de la comunidad científica sobre cómo se formaron los componentes básicos de la vida en el universo. El equipo de investigación confirmó la presencia de diversos aminoácidos en la roca asteroide de aproximadamente 4.600 millones de años. Estas muestras fueron recolectadas con éxito y devueltas a la Tierra por la sonda "OSIRIS-REx" de la NASA en 2023, lo que confirma que las materias primas básicas para la vida están, de hecho, ampliamente presentes en los cuerpos extraterrestres. Sin embargo, la vía química a través de la cual estas moléculas nacen en el espacio ha sido una cuestión abierta antes.
Nuevos resultados publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) señalan que algunos de los aminoácidos de la muestra "Bennu" no se forman de la manera que la comunidad científica ha supuesto durante mucho tiempo. Las investigaciones muestran que probablemente nacieron en un ambiente helado radiante y extremadamente frío, en lugar de en un ambiente con agua líquida tibia. Esta conclusión significa que las condiciones para la formación de aminoácidos, los "elementos básicos" de la vida, son mucho más flexibles y diversas de lo que se pensaba anteriormente. Es posible que haya rincones del universo aparentemente más hostiles que todavía tengan el potencial de generar materias primas para la vida.
Allison Baczynski, coprimera autora del artículo y profesora asistente de investigación en el Departamento de Ciencias de la Tierra de Penn State, dijo que este descubrimiento "anula nuestra visión tradicional de cómo se producen los aminoácidos en los asteroides", mostrando que los aminoácidos no se limitan a la formación de ambientes cálidos y acuosos, sino que pueden nacer en una variedad de vías y condiciones diferentes.
Para descubrir los secretos de la composición química del polvo "Bennu", el equipo de investigación sólo utilizó aproximadamente "una cucharadita" de muestras preciosas y se basó en instrumentos especiales para realizar análisis detallados de la composición isotópica. Estos instrumentos miden diferencias mínimas en las masas atómicas de los elementos, proporcionando "huellas dactilares" que pueden rastrear la historia de las reacciones químicas. El análisis se centró en el aminoácido más simple, la glicina, una molécula que consta de sólo dos átomos de carbono y que se considera un marcador importante para rastrear la química de la vida prebiótica.
Los aminoácidos se pueden unir para formar proteínas, y las proteínas participan en casi todas las funciones biológicas, desde la construcción de estructuras celulares hasta la catalización de reacciones químicas. La glicina tiene una estructura simple y diversas vías de producción, por lo que si se encuentra en cometas o asteroides, a menudo reforzará la idea de que algunas de las primeras materias primas químicas para la vida pueden haber sido sintetizadas en el espacio interestelar mucho antes de la formación de planetas y transportadas a la superficie de la joven Tierra a través de meteoritos y polvo.
En el modelo dominante del pasado, los científicos generalmente creían que los aminoácidos se producían principalmente mediante la llamada "síntesis de Strecker": el ácido cianhídrico, el amoníaco y los aldehídos o cetonas reaccionan en un ambiente de agua líquida para formar moléculas de aminoácidos. Sin embargo, la firma isotópica de las muestras de Bennu apunta a un camino completamente diferente. Los investigadores descubrieron que las proporciones de isótopos de estas glicinas no son consistentes con la ruta química clásica en fase acuosa, y son más consistentes con los resultados de reacciones complejas en capas de hielo de baja temperatura y bajo fuerte radiación, lo que sugiere que pueden haberse originado en las regiones heladas del sistema solar exterior en el sistema solar primitivo.
Bachinski señaló que la Universidad Penn State ha modificado especialmente el instrumento analítico para permitirle medir isótopos en materia orgánica de abundancia extremadamente baja; Sin este avance tecnológico, es posible que este descubrimiento no se hubiera logrado en absoluto. Los miembros del equipo involucrados en la investigación incluyen al profesor de Ciencias de la Tierra Christopher House, la "profesora de la Universidad Ivan Pugh" Katherine Freeman, la investigadora postdoctoral Ophélie McIntosh y la estudiante de doctorado en Ciencias de la Tierra Mila Matney.
Para comprender mejor la singularidad de los aminoácidos de Bennu, los investigadores los compararon con los aminoácidos del famoso meteorito del condado de Melbourne, el meteorito Murchison. El meteorito Murchison cayó en Australia en 1969 y ha sido una muestra "de referencia" para el estudio de moléculas orgánicas en meteoritos carbonosos. La comparación muestra que existen marcadas diferencias entre los dos: la firma de isótopos de aminoácidos en el meteorito Murchison muestra que es más probable que se hayan formado en un ambiente con agua líquida y temperaturas relativamente suaves. Estas condiciones pueden existir en el cuerpo progenitor del meteorito y son similares al entorno de la Tierra primitiva.
McIntosh señala que los aminoácidos son cruciales porque la ciencia generalmente coincide en que desempeñaron un papel central en el origen de la vida en la Tierra. Este estudio encontró que los patrones isotópicos de los aminoácidos en la muestra "Bennu" son completamente diferentes de los del meteorito Murchison, lo que indica que sus objetos padres probablemente nacieron en regiones del sistema solar con ambientes químicos muy diferentes. Esto refuerza aún más la idea de que había una variedad de diferentes "nichos ecológicos" químicos dentro del sistema solar primitivo, proporcionando un escenario diverso para la generación de materias primas para la vida.
La investigación también arroja nuevos enigmas. Las moléculas de aminoácidos suelen existir en dos formas "quirales" que son imágenes especulares entre sí, similares a las manos humanas izquierda y derecha. Se pensaba que las dos moléculas en imagen especular mostrarían características isotópicamente similares. Sin embargo, en este análisis, hubo una diferencia significativa en la composición de isótopos de nitrógeno de las formas quirales izquierda y derecha de un aminoácido llamado ácido glutámico en la muestra de "Bennu". ¿Por qué moléculas que son químicamente casi idénticas, imágenes especulares sólo en la configuración espacial, dejan "firmas" isotópicas tan diferentes? Actualmente no hay respuesta a esta pregunta.
Los científicos creen que comprender las razones detrás de esta diferencia puede abrir una nueva ventana para que comprendamos la generación y evolución de los componentes básicos de la vida en todo el sistema solar. Bachinsky admitió que actualmente hay "más preguntas que respuestas" y el equipo planea continuar analizando más muestras de meteoritos de diferentes fuentes para probar si sus aminoácidos muestran diferencias similares a las de Murchison y "Bennu", o si mostrarán vías de formación y ambientes más diversos.
Esta investigación fue financiada por múltiples programas, incluido el Programa Nuevas Fronteras de la NASA (que financió la misión OSIRIS-REx), y fue financiada por proyectos de cooperación en investigación científica relacionados en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y el Programa de Asociación CRESST II. Entre los colaboradores también se incluyen científicos de la División de Exploración del Sistema Solar Goddard de la NASA, así como investigadores de la Universidad Rowan, el Museo Americano de Historia Natural y el Laboratorio Planetario y Lunar de la Universidad de Arizona, incluido el investigador principal de OSIRIS-REx, Dante S. Lauretta.
En general, lo que revelan las muestras de polvo de "Bennu" es un universo más "tolerante" de lo que se imaginaba: en lo profundo del espacio frío y lleno de radiación, lejos de la estrella, también se pueden formar silenciosamente los componentes básicos de la vida. Esta comprensión no sólo amplía la imaginación de la humanidad sobre la posibilidad de vida extraterrestre, sino que también añade una nueva perspectiva a la pregunta fundamental de "¿de dónde venimos?".