"... somos hijos tanto de la Tierra como del cielo". (Carl Sagan)
Diciembre 30, 2010: En las películas de ciencia ficción, los primeros indicios de vida aparecen usualmente en un espeso charco de cieno primigenio. Sin embargo, nuevas investigaciones sugieren que la acción se inició en los tormentosos cielos, muy por encima de la superficie de la Tierra.
La idea surgió de la investigación dirigida por Sarah Hörst, quien trabaja en la Universidad de Arizona. Su equipo recreó, en el laboratorio, las reacciones químicas que se llevan a cabo en la atmósfera de Titán, la luna más grande de Saturno.
Una fotografía de las lunas de Saturno: Titán (en primer plano) y Tetis (en segundo plano), tomada por la nave espacial Cassini [
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"Estamos descubriendo que el tipo de química que puede ocurrir en una atmósfera tiene intrigantes implicancias para la vida en la Tierra y en cualquier otro lugar del sistema solar", dice Hörst. "Los cielos de Titán podrían producir una química interesante: la fabricación de los bloques de construcción básicos para que exista la vida".
Hörst y sus colegas mezclaron diversas moléculas (monóxido de carbono(1), nitrógeno molecular y metano) halladas en la atmósfera de Titán. Luego, bombardearon dicha mezcla con radiación electromagnética con el fin de simular la radiación solar.
Lo que ocurrió después quizás no hizo que los científicos gritaran "¡vive!", pero fue muy intrigante. Apareció un conjunto de múltiples moléculas complejas, que incluye a los aminoácidos y a los nucleótidos.
"Nuestro experimento es el primero en demostrar que se puede fabricar los precursores de la vida arriba, en una atmósfera, sin la necesidad de contar con agua líquida(2). ¡Esto quiere decir que los componentes básicos de la vida podrían formarse en el aire y luego llover desde el cielo!"
Titán es única en nuestro sistema solar. Está moteada por lagos y dunas, y se encuentra envuelta en una espesa atmósfera de nitrógeno y metano; esta luna es una cápsula del tiempo congelada que alberga las condiciones que existían en la Tierra en sus inicios. A pesar de que el líquido que hay en la superficie de Titán es metano en lugar de agua, esta luna es el único cuerpo en el sistema solar, aparte de la Tierra, que tiene líquido en su superficie.
"Nuestra intención inicial no fue demostrar que se puede crear 'vida' en los cielos de Titán", explica Hörst. "Estábamos tratando de resolver un misterio. La nave espacial Cassini detectó moléculas pesadas(3) en la atmósfera de Titán, y queríamos averiguar qué podrían ser".
En busca de indicios vinculados con las moléculas misteriosas, Hörst empleó códigos de computadora para buscar fórmulas moleculares conocidas en los resultados del laboratorio. Casi por capricho, decidió buscar nucleótidos y aminoácidos.
"Cuando oprimí la tecla 'enter', esperaba recibir un claro: 'no, no hay nada allí'".
Salió un rato y, cuando regresó, recibió una gran sorpresa.
"¡La computadora estaba imprimiendo un listado tan extenso que pensé que había cometido un error!"
Pero no había ningún error.
"Teníamos alrededor de 5.000 moléculas que contenían los componentes adecuados: carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno. Sabíamos que teníamos los elementos de las moléculas orgánicas, pero no podíamos determinar cómo estaban organizados. Es como los 'legos': cuanto más de ellos tengamos, más estructuras se podrán construir. Y pueden ser dispuestos de muchas maneras distintas".
Entre las estructuras que ya han identificado en el experimento de laboratorio hay cinco nucleótidos que se encuentran en el ADN y en el ARN, y dos aminoácidos. Pero ella sospecha que podría haber más aminoácidos en la mezcla.
¿Cómo podría generarlos la atmósfera de Titán?
La respuesta se encuentra en otro descubrimiento de la sonda Cassini: columnas de agua que son eyectadas desde la luna hermana de Titán, Encélado. Los investigadores tienen evidencia sólida de que estos géiseres son la fuente del oxígeno que se requiere para poner en marcha las primeras reacciones en cadena necesarias para la vida.
"El agua que es eyectada en las columnas se descompone en hidrógeno y oxígeno. Y la cantidad de oxígeno que ingresa a la atmósfera de Titán desde afuera es precisamente la necesaria para fabricar la cantidad de monóxido de carbono detectada en esa atmósfera".
Después, tienen lugar otras reacciones químicas(4), las cuales producen las moléculas pesadas que detectó la nave espacial Cassini. Si los resultados de laboratorio son correctos, en esa mezcla hay aminoácidos y nucleótidos.
"Aún no sabemos con certeza cuáles son las moléculas que se encuentran en la atmósfera de Titán", dice Hörst, "pero hay una posibilidad bien definida de que los precursores de la vida estén cayendo en forma de lluvia sobre la superficie de Titán".
Imagínelo: una luna que rocía a otra con agua para generar los bloques de construcción básicos de la vida, los cuales luego caen sobre la superficie de la luna en forma de tormenta de metano.
Después de todo, la vida real podría ser más extraña que la ficción.
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La bruma de Titán podría contener los ingredientes para la vida —Comunicado de prensa de la Universidad de Arizona (en idioma inglés).
Notas finales:
(1) Los investigadores utilizaron monóxido de carbono en la simulación debido a que es la molécula que contiene oxígeno más abundante en la atmósfera de Titán. Se cree que la cantidad de oxígeno que existía en la atmósfera de la Tierra en sus inicios es muy similar a la cantidad que existe actualmente en la atmósfera de Titán, aunque se encontraba bajo la forma de dióxido de carbono, en vez de bajo la forma de monóxido de carbono, como en Titán. Después, la vida en la Tierra introdujo una cantidad significativa de oxígeno a la atmósfera terrestre. Titán tiene todavía muy poco oxígeno, especialmente comparado con la Tierra en la actualidad. Los rayos UV del Sol descomponen el metano y el nitrógeno molecular en la atmósfera de Titán; de modo que ellos usaron radiación electromagnética con el propósito de recrear el proceso y permitir que las moléculas se recombinen libremente para formar nuevos tipos de moléculas.
(2) Las teorías convencionales indican que los aminoácidos y los nucleótidos, que son los componentes básicos y característicos de la vida, surgieron originalmente en la superficie de la Tierra, la cual tenía grandes extensiones de agua. Para reproducir esa química, en el pasado, los investigadores emplearon agua en sus simulaciones. Ellos producían los elementos de la vida en el laboratorio agregando agua al nitrógeno y al metano, los cuales, según se sabe, predominaban en la atmósfera de la Tierra primitiva. El equipo dirigido por Hörst se saltó el paso: "agregue agua y revuelva". (En todas las formas de vida, los aminoácidos forman las proteínas que constituyen los bloques de construcción básicos de la vida. Los nucleótidos forman el ADN que guía la construcción de dichas proteínas.)
(3) La sonda Cassini detectó iones de oxígeno que fluían hacia la parte superior de la atmósfera de Titán. La nave espacial también encontró moléculas pesadas en la bruma, 100 veces más grandes que el metano. Pero los instrumentos ubicados a bordo de la nave Cassini no eran lo suficientemente sensibles como para identificarlas.
(4) El agua se descompone ya sea por las partículas energéticas que existen en torno a Saturno, o bien por la radiación solar. Luego, el campo magnético de Saturno transporta el hidrógeno y el oxígeno hasta Titán, donde reaccionan con el metano, también descompuesto por la radiación solar, para crear monóxido de carbono. La radiación solar descompone el nitrógeno, el metano y el carbono, iniciando de este modo reacciones que producen las moléculas más pesadas que detectó la nave espacial Cassini.
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