Un cometa llamado Juanito Semillas de manzana

Un nuevo experimento sugiere que los impactos con cometas pueden haber sembrado las semillas de la vida en la Tierra, hace miles de millones de años.

NASA
Marshall Space Flight Center

impact!5 de abril, 2001 -- Hace unos cuatro mil millones de años, una lluvia de cometas y asteroides bombardeó la Tierra. Las colisiones destrozaron la superficie de nuestro planeta y lo convirtieron en un lugar inhabitable durante todo un período que los científicos llaman "bombardeo pesado tardío" (Late Heavy Bombardment o LHB).

Parecería que el LHB fue una época terrible para nuestro entonces joven y asediado planeta -- pero tal vez la lluvia fue beneficiosa después de todo, dicen los científicos. Los cometas "kamikazes" pueden haber esparcido importantes moléculas orgánicas en la Tierra, sembrando las semillas de la vida.

El genésis por medio de cometas es una idea polémica, pero acaba de recibir un importante apoyo. Un experimento patrocinado por la NASA revela que unas cuantas moléculas complejas que viajaban a bordo de un cometa podrían haber sobrevivido al impacto con la Tierra.

"Nuestros resultados sugieren que la idea de que existen compuestos orgánicos que provienen del espacio no puede ser descartada debido a la severidad del impacto", dice Jennifer Blank, una geoquímica de la Universidad de California en Berkeley. Para simular la colisión de un cometa, Blank y sus colegas dispararon una bala del tamaño de una lata de cerveza contra una diana metálica que contenía una gota de agua, mezclada con aminoácidos- los cuales son la base sobre la que se construyen las proteínas.

Una buena fracción de los aminoácidos no sólo sobrevivió, sino que muchos también se polimerizaron en cadenas de dos, tres y cuatro aminoácidos, los llamados péptidos. A los péptidos que tienen cadenas más largas se les llama polipéptidos, y a los que las tienen aún más largas, proteínas.

Above: En este diagrama del aparato de Blank y sus colegas, la flecha roja indica el proyectil, disparado desde la brecha con dirección al blanco. Los tres triángulos más pequeños indican la localización de unas terminales de transducción que miden la velocidad de el proyectil conforme éste pasa. "Tras del impacto, el contenedor con la muestra y un conector de metal de tamaño similar son lanzados hacia atrás hacia el area de recuperación , donde son capturados lo más gentilemente posible en una cama hecha con capas de fieltro", añade Blank. Crédito, Jennifer Blank, UC Berkeley.

"Lo mejor fué que obtuvimos cada posible combinación de dipétidos, muchos tripéptidos y algunos tetrapéptidos", dice Blank. "Observamos variaciones en la proporción de péptidos producida según las condiciones de temperatura, presión y duración del impacto. Este es el comienzo de un nuevo campo científico".

Congelar el objetivo para simular un cometa de hielo aumentó la tasa de sobrevivencia de los aminoácidos, añade Blank.

La prueba balística de Blank fue diseñada para simular un tipo de impacto cometario que pudo ser frecuente en la historia temprana de la Tierra, cuando trozos de roca y hielo en nuestro sistema solar se combinaron para formar los planetas. Muchos de éstos planetésimos deben de haber sido parecidos a los cometas que hoy en día vemos - sucias bolas de nieve que se cree eran sobretodo agua fangosa rodeando un centro de roca - y deben de haber estado chocando con la Tierra a velocidades superiores a las 16 millas por segundo (25 km/segundo).

La severidad del impacto del laboratorio es similar a la de una colisión oblicua entre la corteza rocosa de la Tierra y un cometa que cae con un ángulo de menos de 25 grados sobre el horizonte.

see captionRight: En un proyecto relacionado, conducido por miembros del Instituto de Astrobiología de la NASA (NASA's Astrobiology Institute), un grupo de científicos logró crear estructuras orgánicas primitivas con forma de célula. Lo más interesante es que ellos lograron tal resultado ¡duplicando las severas condiciones del frío interestelar! ¿Acaso los cometas trajeron tales protocélulas hasta la tierra? [more information]

Benton Clark, jefe científico de Sistemas de Vuelo (Flight Systems) en la empresa Lockheed Martin Astronautics, propuso en 1988 que si los cometas se desaceleran lo suficiente --por ejemplo atravesando largas distancias dentro de la atmósfera terrestre, efecto que se incrementaría a ángulos de impacto más bajos -- algunos compuestos orgánicos y agua podrían sobrevivir la colisión [sin evaporarse o calcinarse (n. del t.)].

"A ángulos de impacto bajos, podemos pensar que algo del hielo de agua del cometa se mantendría intacto en forma de una mezcla líquida concentrada con moléculas orgánicas", un medio ideal para el desarrollo de la vida, dice Blank. "Este escenario tiene los tres ingredientes necesarios para la vida: agua líquida, material orgánico y energía."

Aunque la cazadora de cometas hunter Eugene Shoemaker estimó que en la historia temprana de la Tierra solamente un pequeño porcentaje de los cometas o asteroides llegaron a la Tierra con ángulos de impacto bajos, el bombardeo fue lo suficientemente frecuente como para repartir en total una cantidad importante de material orgánico intacto y de agua, de acuerdo con las estimaciones de Blank.

Un modelo muy famoso que se usa para estimar los orígenes de la vida en la Tierra supone que la vida terrestre surgió de complejas moléculas como los aminoácidos y azúcares producidos por descargas eléctricas en una atmósfera primitiva repleta de gases como el metano, el hidrógeno, el amoniaco y agua. El célebre experimento Miller-Urey en 1953, conducido por Stanley Miller y Harold Urey de la Universidad de Chicago, demostró que una descarga como la de un rayo en un tubo de ensayo lleno con estas moléculas puede producir aminoácidos.

see captionBelow: El experimento Miller-Urey generó chispas eléctricas -- cuyo fin era modelar rayos -- en una mezcla de gases supuestamente similar a la atmósfera de la Tierra primitiva.  Haga click en la imágen para ver una pequeña animación del experimento. Crédito: AccessExcellence.org

Otro grupo de científicos cree que los bloques de construcción de la vida en la Tierra llegaron del espacio exterior. Los astrónomos han detectado muchos tipos de moléculas orgánicas en el espacio, flotando en nubes de gas o atrapados dentro de partículas de polvo. El tipo de moléculas encontradas varía desde las más simples -agua, amoniaco, metano, cianuro de hidrógeno y alcoholes, incluyendo el alcohol etílico - hasta las más complejas [como los aminoácidos (n. del t.)]

Curiosamente, de los más de 70 amino ácidos encontrados en los meteoritos, solo 8 de ellos coinciden parcialmente con el grupo de 20 que comúnmente se relacionan como componentes estructurales de proteínas encontradas en los humanos y otras formas de vida en la Tierra.

Para comprobar si el agua y los componentes orgánicos pudieron sobrevivir las altas presiones y altas temperaturas de una colisión, Blank y sus colegas trabajaron durante tres años para poder diseñar una cápsula de hierro que no se rompiera cuando fuera golpeada por una bala que viajase a una velocidad de una milla por segundo (1.6 kilómetros por segundo) desde un cañon de 80 mm de calibre. El experimento se realizó primero en la Universidad de Chicago y más tarde en el Laboratorio Nacional de los Los Alamos (Los Alamos National Laboratory). El objetivo que Blank y su equipo desarrollaron -un disco de acero inoxidable de 2 centímetros de diámetro y medio centímetro de grosor - fu´ capaz de soportar alrededor de 200,000 veces la presión atmósferica sin explotar.

Blank y sus colegas llenaron la pequeña cavidad con agua saturada con 5 amino ácidos: tres de la lista de los 20 que comprenden todas las proteínas en los humanos (fenilalanina, prolina and lisina) y dos variedades dectadas en el meteorito Murchison (ácido aminobutírico y norvalina). El proyectil Murchinson cayó en 1969 en Australia y se cree que proviene del centro de un cometa.

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El contenido de los líquidos fué analizado después en Argonne usando cromatografía líquida y espectroscopía de masa para determinar las especies y las concentración de las moléculas presentes.

La sobrevivencia de una gran parte de los amino ácidos y su polimerización durante la colisión nos da una idea de la posibilidad del origen extraterrestre de los compuestos orgánicos, una idea que es un fuerte contendiente de las teorías de Miller-Urey, dice Blank.

"Un solo cometa por año, aterrizando con un ángulo de impacto bajo nos proveerí de una cantidad de compuestos orgánicos equivalente a todos los que se producirían en un año en una atmósfera oxidante en la que se diera el mecanismo de descarga eléctrica de Miller-Urey", estimó Blank. "Otra ventaja es que podemos obtener todos los compuestos juntos en un pocito de agua, lo cual es diferente a tenerlos repartidos en los océanos.

Los próximos pasajeros del proyectil que se planean someter a una prueba de choque son unas esporas bacteriales, que algunos creen llegaron a la Tierra a través de los cometas para iniciar de golpe la evolución.

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Blank y sus colegas Randy Winans y Mike Ahrens de la División de Química del Laboratorio Nacional de Argonne (Chemistry Division of Argonne National Laboratory), así como el ingeniero y matemático Gregory Miller del Grupo de Algoritmos Numéricos Aplicados (Applied Numerical Algorithms Group) del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, reportaron sus hallazgos preliminares el 5 de Abril en el encuentro nacional de la Sociedad Americana de Química (American Chemical Society) en San Diego, California. La conferencia es parte de la sesión del 4 al 5 de abril sobre química orgánica extraterrestre organiza por Blank y su colega Max P. Bernstein, un químico del Laboratorio de Astroquímica (Astrochemistry Laboratory) de el Centro de Investigaciones Ames (Ames Research Center) de la NASA en California. Su trabajo fué patrocinado por la Fundación Nacional para la Ciencia (National Science Foundation), NASA y el Departmento de Energía.

Enlaces en la Red

La vida desde una sucia bola de nievel -- un artículo del Instituto de Astrobiología de la NASA acerca de la posibilidad de que complejas moléculas orgánicas se formen en los cometas

Moléculas orgánicas caen en la Tierra en los meteoros -- artículo sobre el descubrimiento de que ciertas moléculas orgánicas contenidas en los meteoros hayan sobrevivido el calor de la entrada a la atmósfera terrestre.

¿Cómo comienza y se desarrolla la vida? -- Una discusión de las teorías sore el origen de la vida.

Los científicos encuentran pistas que señalan que la vida comenzó en el espacio -- un artículo sobre las investigaciones que produjeron "proto-células" -- burbujas membranosas que contienen compuestos químicos en su interior -- en un ambiente que simula las condiciones del espacio exterior.

Cometas -- más información

El experimento Miller-Urey-- un breve resumen del experimento que produjo amino ácidos por medio de la descarga de chispas eléctricas en una atmósfera simulada de la tierra primitiva.

Reunión Anual de la Sociedad Americana Química -- página principal de la reunión donde Jennifer Blank presentó los resultados de su experimento.


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Para preparar lecciones o actividades educativas relacionadas con nuestras emocionantes noticias cientícias, por favor visite El salón de clases d elos Jueves Fuente: Basado en un comunicado de prensa de la Universidad de California en Berkeley 
Editor de producción: Dr. Tony Phillips
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Oficial responsable en la NASA: Ron Koczor
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