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| Una imagen de la luna de Saturno, Encelado, iluminada por el Sol, tomada por la misión Cassini. La cola de color falso muestra chorros de partículas heladas y agua que son esparcidas al espacio desde un océano que se encuentra muy por debajo de la superficie helada de la luna. Las misiones futuras podrían buscar los ingredientes nencesarios para la vida en el océano en una luna helada como Encelado. Image Credit: NASA/JPL |
Científicos han reproducido en el laboratorio cómo los ingredientes para la vida podrían haberse formado en lo profundo del océano hace 4 mil millones de años. Los resultados del nuevo estudio ofrecen pistas sobre cómo comenzó la vida en la Tierra y en qué otro lugar del cosmos podemos encontrarla.
La astrobióloga Laurie Barge y su equipo en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, están trabajando para reconocer la vida en otros planetas estudiando los orígenes de la vida aquí en la Tierra. Su investigación se centra en cómo los bloques de construcción de la vida se forman en las fuentes hidrotermales en el fondo del océano.
Para recrear los respiraderos hidrotermales en el laboratorio, el equipo hizo sus propios fondos marinos en miniatura al llenar los vasos con mezclas que imitan el océano primordial de la Tierra. Estos océanos basados en laboratorio actúan como viveros de aminoácidos, compuestos orgánicos que son esenciales para la vida tal como la conocemos. Como los bloques de Lego, los aminoácidos se construyen unos sobre otros para formar proteínas, que forman a todos los seres vivos.
"Comprender qué tan lejos puede llegar con solo los compuestos orgánicos y minerales antes de tener una célula real es realmente importante para comprender de qué tipo de entornos podría surgir la vida", dijo Barge, investigadora principal y autora del nuevo estudio. "Además, investigar cómo las cosas como la atmósfera, el océano y los minerales en los respiraderos impactan en todo esto, puede ayudar a comprender la probabilidad de que esto haya ocurrido en otro planeta".
Encontradas alrededor de las grietas en el fondo marino, los respiraderos hidrotermales son lugares donde se forman chimeneas naturales, liberando el fluido calentado debajo de la corteza terrestre. Cuando estas chimeneas interactúan con el agua de mar que las rodea, crean un entorno en constante cambio, que es necesario para que la vida evolucione y cambie. Este ambiente oscuro y cálido alimentado por energía química de la Tierra puede ser la clave de cómo podría formarse la vida en los mundos más alejados de nuestro sistema solar, lejos del calor del Sol.
"Si tenemos estos respiraderos hidrotermales aquí en la Tierra, posiblemente ocurran reacciones similares en otros planetas", dijo Erika Flores, coautora del nuevo estudio de JPL.
Barge y Flores usaron ingredientes que se encuentran comúnmente en el océano de la Tierra en sus experimentos. Combinaron el agua, los minerales y las moléculas "precursoras" piruvato y amoníaco, que son necesarias para iniciar la formación de aminoácidos. Probaron su hipótesis calentando la solución a 70 ºC, la misma temperatura encontrada cerca de un respiradero hidrotermal, y ajustando el pH para imitar el ambiente alcalino. También eliminaron el oxígeno de la mezcla porque, a diferencia de hoy, la Tierra primitiva tenía muy poco oxígeno en su océano. El equipo también utilizó el hidróxido de hierro mineral, "óxido verde", que era abundante en la Tierra primitiva.
EL óxido verde reaccionó con pequeñas cantidades de oxígeno que el equipo inyectó en la solución, produciendo el aminoácido alanina y el alfa hidroxiácido ácido láctico. Los alfa hidroxiácidos son subproductos de reacciones de aminoácidos, pero algunos científicos teorizan que también podrían combinarse para formar moléculas orgánicas más complejas que podrían llevar a la vida.
"Hemos demostrado que en condiciones geológicas similares a las de la Tierra primitiva, y quizás a las de otros planetas, podemos formar aminoácidos y alfa hidroxiácidos a partir de una reacción simple en condiciones suaves que habrían existido en el fondo marino", dijo Barge.
La creación de aminoácidos y alfa hidroxiácidos de Barge en el laboratorio es la culminación de nueve años de investigación sobre los orígenes de la vida. Los estudios anteriores analizaron si los ingredientes adecuados para la vida se encuentran en los respiraderos hidrotermales y la cantidad de energía que pueden generar (suficientes para alimentar una bombilla). Pero este nuevo estudio es la primera vez que su equipo ha observado un entorno muy similar al de una ventilación hidrotermal que provoca una reacción orgánica. Barge y su equipo continuarán estudiando estas reacciones antes de encontrar más ingredientes para la vida y crear moléculas más complejas. Paso a paso, está avanzando lentamente por la cadena de la vida.
Esta línea de investigación es importante ya que los científicos estudian mundos en nuestro sistema solar y más allá donde se pueden albergar ambientes habitables. La luna de Júpiter, Europa y la luna de Saturno, Encelado, por ejemplo, podrían tener respiraderos hidrotermales en los océanos bajo sus capas heladas. Comprender cómo podría comenzar la vida en un océano sin luz solar ayudaría a los científicos a diseñar futuras misiones de exploración, así como experimentos que podrían excavar bajo el hielo para buscar evidencias de aminoácidos u otras moléculas biológicas.
Las futuras misiones a Marte podrían devolver muestras de la superficie oxidada del Planeta Rojo, que puede revelar evidencia de aminoácidos formados por minerales de hierro y agua antigua. Los exoplanetas (mundos más allá de nuestro alcance, pero aún dentro del ámbito de nuestros telescopios) pueden tener firmas de vida en sus atmósferas que podrían revelarse en el futuro.
"Todavía no tenemos evidencia concreta de vida en otros lugares", dijo Barge. "Pero comprender las condiciones que se requieren para el origen de la vida puede ayudar a reducir los lugares donde creemos que la vida podría existir".