Los antiguos impactos de asteroides crearon los ingredientes de la vida en la Tierra y Marte.

Representación artística de meteoros en camino de impacto.
Crédito: Department of Earth Science, Tohoku University.

Un nuevo estudio revela que los sitios de impacto de asteroides en el océano pueden poseer un vínculo crucial para explicar la formación de las moléculas esenciales para la vida. El estudio descubrió la aparición de aminoácidos que sirven como bloques de construcción para las proteínas, lo que demuestra el papel de los meteoritos en llevar las moléculas de la vida a la Tierra y, potencialmente, a Marte.

Hay dos explicaciones para los orígenes de las moléculas de construcción de la vida: el suministro extraterrestre, como a través de meteoritos; y la formación endógena. La presencia de aminoácidos y otras biomoléculas en meteoritos apunta a la primera.

Investigadores de la Universidad de Tohoku, el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS), el Centro de Investigación Avanzada de Ciencia y Tecnología de Alta Presión (HPSTAR) y la Universidad de Osaka simularon las reacciones involucradas cuando un meteorito se estrella en el océano.

 Para hacer esto, investigaron las reacciones entre dióxido de carbono, nitrógeno, agua y hierro en una instalación de impacto de laboratorio utilizando una pistola de propulsión de una sola etapa.

Su simulación reveló la formación de aminoácidos como la glicina y la alanina. Estos aminoácidos son componentes directos de las proteínas, que catalizan muchas reacciones biológicas.

Pistola propulsora de una etapa utilizada para la simulación de reacciones inducidas por impacto en NIMS.
 Crédito imagenYoshihiro Furukawa.

El equipo utilizó dióxido de carbono y nitrógeno como fuentes de carbono y nitrógeno porque estos gases son considerados como los dos componentes principales de la atmósfera en la Tierra Hadeana, que existió hace más de 4 mil millones de años.

El autor correspondiente, de la Universidad de Tohoku, Yoshihiro Furukawa, explica: «Hacer que las moléculas orgánicas formen compuestos reducidos como el metano y el amoníaco no es difícil, pero se consideran componentes menores de la atmósfera en ese momento». Y agrega: «El hallazgo de la formación de aminoácidos a partir del dióxido de carbono y el nitrógeno molecular demuestra la importancia de crear los componentes básicos de la vida a partir de estos compuestos ubicuos».

La hipótesis de que alguna vez existió un océano en Marte también plantea vías interesantes para la exploración. Es probable que el dióxido de carbono y el nitrógeno hayan sido los principales gases constituyentes de la atmósfera marciana cuando existió el océano. Por lo tanto, la formación de aminoácidos inducida por el impacto también proporciona una posible fuente de ingredientes de la vida en el antiguo Marte.

Furukawa dice que «más investigaciones revelarán más sobre el papel que desempeñaron los meteoritos en traer biomoléculas más complejas a la Tierra y Marte».

Detalles de la publicación:

Title: Impact-induced amino acid formation on Hadean Earth and Noachian Mars.
Authors: Yuto Takeuchi, Yoshihiro Furukawa*, Takamichi Kobayashi, Toshimori Sekine, Naoki Terada, Takeshi Kakegawa
Journal: Scientific Reports
DOI:https://www.nature.com/articles/s41598-020-66112-8.

Fuente: Department of Earth Science, Graduate School of Science, Tohoku University.

Artículo original: «Ancient Asteroid Impacts Created the Ingredients of Life on Earth and Mars«. Junio 8, 2020.

Material relacionado:

Representación artística de la formación de nucleobases por impacto de meteoritos en la tierra.
Crédito: University of Tohoku.

En 2009, este mismo equipo, informó la formación del aminoácido más simple, la glicina, al simular los impactos de meteoritos . Esta vez, reemplazaron la fuente de carbono con bicarbonato y realizaron experimentos de impacto de hipervelocidad a 1 km / s usando la misma pistola propulsora de una sola etapa.

Encontraron la formación de una variedad mucho mayor de componentes básicos de la vida, incluidos dos tipos de nucleobases y nueve tipos de aminoácidos proteinogénicos. Los resultados sugieren una nueva ruta de cómo las moléculas genéticas pueden haberse formado por primera vez en la Tierra:

Representación artística de un cometa en trayectoria de impacto con la Tierra.
Crédito: Imperial College, London.

Los científicos han descubierto una ‘fábrica cósmica’ para producir los componentes básicos de la vida, los aminoácidos.

El equipo de investigadores descubrió que cuando los cometas helados chocan contra un planeta, se pueden producir aminoácidos . Estos bloques de construcción esenciales también se producen si un meteorito rocoso  choca contra un planeta con una superficie helada.

Los investigadores sugieren que este proceso proporciona otra pieza al rompecabezas de cómo se inició la vida en la Tierra, después de un período de tiempo entre 4.5 y 3.8 mil millones de años atrás, cuando el planeta había sido bombardeado por cometas y meteoritos:

Esta simulación muestra un cometa golpeando la Tierra joven, generando los aminoácidos necesarios para la vida. 
Imagen cortesía de Matthew Genge / Imperial College London.

La Tierra primitiva era un lugar inhóspito donde el planeta a menudo era bombardeado por cometas y otros grandes cuerpos astrofísicos.

Algunos de esos cometas contenían materiales prebióticos complejos, como aminoácidos y péptidos (cadenas de aminoácidos), que son algunos de los componentes básicos más básicos de la vida en la Tierra.

«La capacidad de supervivencia de estos compuestos en condiciones de impacto es mayormente desconocida La investigación espera responder estas preguntas y dar una indicación de qué tipos de compuestos potencialmente constructores de vida se producirían en estas condiciones:

Un famoso experimento en 1953 mostró que los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas, podrían haberse formado espontáneamente en las condiciones atmosféricas de la Tierra primitiva. Sin embargo, el hecho de que se puedan formar moléculas no significa que el proceso sea probable. Ahora, los investigadores han demostrado que las interacciones energéticamente viables entre solo dos moléculas pequeñas, el cianuro de hidrógeno y el agua, podrían dar lugar a la mayoría de los precursores importantes de ARN y proteínas:

¿Qué moléculas formaron el ARN? y ¿podemos usarlas para identificar dónde se puede formar la vida en el Universo? 
Crédito de la imagen: NASA / Jenny Mottar.

Los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia pueden haber avanzado en ayudar a determinar el origen de la vida al identificar tres moléculas diferentes que se autoensamblan para formar una estructura molecular con características características del ARN moderno:

Esta ilustración muestra un lago de agua que llena parcialmente el cráter Gale de Marte. 
Habría sido llenado por la escorrentía de la nieve derritiéndose en el borde norte del cráter. 
La evidencia de antiguos arroyos, deltas y lagos que el rover Curiosity de la NASA ha encontrado en los patrones de depósitos sedimentarios en Gale sugiere que el cráter sostuvo un lago como este hace más de tres mil millones de años, llenándose y secándose en múltiples ciclos durante decenas de millones de años. Descargar imagen aquí.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS.

A pesar de la tentadora evidencia encontrada hasta el momento, la comprensión de los científicos de la historia marciana aún se está desarrollando, con varias preguntas importantes abiertas a debate. Por un lado, ¿era la antigua atmósfera marciana lo suficientemente gruesa como para mantener el planeta cálido y, por lo tanto, húmedo, durante el tiempo necesario para germinar y nutrir la vida? Y los compuestos orgánicos: ¿son signos de vida o de química que ocurre cuando las rocas marcianas interactúan con el agua y la luz solar?

En un reciente informe de Nature Astronomy sobre un experimento de varios años realizado en el laboratorio de química dentro del «estómago» de Curiosity, llamado Análisis de muestras en Marte (SAM), un equipo de científicos ofrece algunas ideas para ayudar a responder estas preguntas. El equipo descubrió que ciertos minerales en rocas en el cráter Gale pueden haberse formado en un lago cubierto de hielo. Estos minerales pueden haberse formado durante una etapa fría intercalada entre períodos más cálidos, o después de que Marte perdió la mayor parte de su atmósfera y comenzó a enfriarse permanentemente. El siguiente artículo lo presenta:

Curiosidades:

Es posible que los impactos brindaran las condiciones para la vida en Marte.

Los cometas y asteroides que impactaron sobre la superficie de Marte hace mucho tiempo, podrían haber desencadenado intenso calor que quedó en el fondo de los cráteres de impacto y apoyó el desarrollo de vida microbiana. Este relativamente reciente cráter de impacto fotografiado el  año pasado se extiende un poco más de un kilómetro en la región Sirenum Fossae de Marte.
Crédito: NASA / JPL / Universidad de Arizona.

Una investigación sugiere que cuando los cometas y asteroides bombardearon al planeta rojo hace cerca de 4 mil millones de años, el calor de los impactos más grandes transformó los cráteres, que se forjaron en manantiales hidrotermales, que son bien conocidos en nuestro planeta por ser oasis microbianos:

Marcar el enlace permanente.

Comentarios cerrados.