La primera detección de azúcares en meteoritos da pistas sobre el origen de la vida.
Meteoritos y el origen de la vida.
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| Esta es una imagen en mosaico del asteroide Bennu, de la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA. El descubrimiento de azúcares en meteoritos respalda la hipótesis de que las reacciones químicas en los asteroides, los cuerpos principales de muchos meteoritos, pueden producir algunos de los ingredientes de la vida. Créditos: NASA / Goddard / Universidad de Arizona |
Un equipo internacional ha encontrado azúcares esenciales para la vida en meteoritos. El nuevo descubrimiento se suma a la creciente lista de compuestos biológicamente importantes que se han encontrado en meteoritos, lo que respalda la hipótesis de que las reacciones químicas en los asteroides, los cuerpos principales de muchos meteoritos, pueden producir algunos de los ingredientes de la vida. Si es correcto, el bombardeo de meteoritos en la antigua Tierra puede haber ayudado al origen de la vida con un suministro de los bloques de construcción de la vida.
El equipo descubrió ribosa y otros azúcares bio-esenciales, incluyendo arabinosa y xilosa en dos meteoritos diferentes que son ricos en carbono, NWA 801 (tipo CR2) y Murchison (tipo CM2). La ribosa es un componente crucial del ARN (ácido ribonucleico). En gran parte de la vida moderna, el ARN sirve como una molécula mensajera, copiando las instrucciones genéticas de la molécula de ADN (ácido desoxirribonucleico) y entregándolas a las fábricas moleculares dentro de la célula llamadas ribosomas que leen el ARN para construir proteínas específicas necesarias para llevar a cabo procesos vitales.
"Otros componentes básicos importantes de la vida se han encontrado anteriormente en meteoritos, incluidos aminoácidos (componentes de proteínas) y nucleobases (componentes de ADN y ARN), pero los azúcares han sido una pieza faltante entre los principales componentes básicos de la vida", dijo Yoshihiro Furukawa, de la Universidad de Tohoku, Japón, autor principal del estudio publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias el 18 de noviembre. "La investigación proporciona la primera evidencia directa de ribosa en el espacio y la entrega del azúcar a la Tierra. El azúcar extraterrestre podría haber contribuido a la formación de ARN en la Tierra prebiótica que posiblemente condujo al origen de la vida ".
"Es notable que se pueda detectar una molécula tan frágil como la ribosa en un material tan antiguo", dijo Jason Dworkin, coautor del estudio en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Estos resultados ayudarán a guiar nuestros análisis de muestras prístinas de los asteroides primitivos Ryugu y Bennu, que serán devueltos por Hayabusa2 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón y la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA".
Un misterio perdurable con respecto al origen de la vida es cómo la biología podría haber surgido de procesos químicos no biológicos. El ADN es la plantilla para la vida, y contiene las instrucciones sobre cómo construir y operar un organismo vivo. Sin embargo, el ARN también transporta información, y muchos investigadores piensan que evolucionó primero y luego fue reemplazado por ADN. Esto se debe a que las moléculas de ARN tienen capacidades de las que carece el ADN. El ARN puede hacer copias de sí mismo sin "ayuda" de otras moléculas, y también puede iniciar o acelerar las reacciones químicas como catalizador. El nuevo trabajo proporciona algunas pruebas para respaldar la posibilidad de que el ARN coordinara la maquinaria de la vida antes que el ADN.
"El azúcar en el ADN (2-desoxirribosa) no se detectó en ninguno de los meteoritos analizados en este estudio", dijo Danny Glavin, coautor del estudio en la NASA Goddard. "Esto es importante ya que podría haber un sesgo de entrega de ribosa extraterrestre a la Tierra primitiva, lo cual es consistente con la hipótesis de que el ARN evolucionó primero".
El equipo descubrió los azúcares mediante el análisis de muestras en polvo de los meteoritos utilizando la espectrometría de masas por cromatografía de gases, que clasifica e identifica las moléculas por su masa y carga eléctrica. Descubrieron que la abundancia de ribosa y otros azúcares oscilaba entre 2,3 y 11 partes por mil millones en NWA 801 y entre 6,7 y 180 partes por mil millones en Murchison.
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| Concepto artístico de meteoros que impactan en la antigua Tierra. Algunos científicos piensan que tales impactos pueden haber entregado agua y otras moléculas útiles para la vida emergente en la Tierra. Créditos: Laboratorio de Imagen Conceptual del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA |
Como la Tierra está inundada de vida, el equipo tuvo que considerar la posibilidad de que los azúcares en los meteoritos simplemente vinieran de la contaminación por vida terrestre. Múltiples líneas de evidencia indican que la contaminación es poco probable, incluido el análisis de isótopos. Los isótopos son versiones de un elemento con diferente masa debido a la cantidad de neutrones en el núcleo atómico. Por ejemplo, la vida en la Tierra prefiere usar la variedad más ligera de carbono (12C) sobre la versión más pesada (13C). Sin embargo, el carbono en los azúcares del meteorito se enriqueció significativamente en el pesado 13C, más allá de la cantidad observada en la biología terrestre, lo que apoya la conclusión de que proviene del espacio.
El equipo planea analizar más meteoritos para tener una mejor idea de la abundancia de azúcares extraterrestres. También planean ver si las moléculas de azúcar extraterrestres tienen un sesgo zurdo o derecho. Algunas moléculas vienen en dos variedades que son imágenes especulares entre sí, como sus manos. En la Tierra, la vida usa aminoácidos zurdos y azúcares diestros. Dado que es posible que lo contrario funcione bien (aminoácidos diestros y azúcares zurdos), los científicos quieren saber de dónde proviene esta preferencia. Si algún proceso en los asteroides favorece la producción de una variedad sobre la otra, entonces tal vez el suministro desde el espacio a través de impactos de meteoritos hizo que esa variedad sea más abundante en la antigua Tierra, lo que hizo más probable que la vida terminara usándola.
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| Este es un modelo de la estructura molecular de la ribosa y una imagen del meteorito Murchison. Se encontraron ribosa y otros azúcares en este meteorito. Créditos: Yoshihiro Furukawa. |
La investigación fue financiada por una Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia KAKENHI (subvención científica), el Centro de Astrobiología de los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales, Japón, el Instituto de Ciencia de Baja Temperatura, la Universidad de Hokkaido, la Fundación Simons y el Instituto de Astrobiología de la NASA, Centro Goddard de Astrobiología. Jason Dworkin y Danny Glavin son miembros del equipo del Centro Goddard para Astrobiología.
Bill Steigerwald / Nancy Jones
Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland
Contactos:
Yoshihiro Furukawa
Universidad de Tohoku, Japón
Última actualización: 20 de noviembre de 2019, enlace publicación.
Editor: Bill Steigerwald
