La vida podia haver sorgit en l'espai i no sols en la Terra

Una nova recerca ha comprovat que els aminoàcids poden formar pèptids, que són els components bàsics de la vida, en l'espai, la qual cosa suggereix que la vida tal com la coneixem va poder formar-se originalment en l'espai, i no únicament en el nostre planeta.

Les teories actuals sobre els orígens de la vida estableixen que els aminoàcids van ser transportats mitjançant cometes i meteorits que van sembrar la Terra en els primers moments de la seva formació, i que a continuació aquests àcids es van convertir e pèptids a causa de les condicions propícies que es van donar llavors en el nostre planeta.

La nova recerca desafia aquesta suposició, ja que ha pogut determinar que la conversió d'aminoàcids en pèptids pot ocórrer en l'espai. No és necessari que existeixi un planeta com la Terra perquè la vida pugui germinar en una altra part de l'univers, conclou aquesta recerca.

Misteri sense resoldre

L'origen de la vida continua sent un dels grans misteris de la ciència, més de 4.000 anys després que comencés a formar-se en el nostre planeta.

Segons les teories actuals, en els inicis de la formació del nostre planeta va existir una ‘sopa primordial’ amb substàncies químiques senzilles que produirien aminoàcids. Aquests es van convertir en les proteïnes necessàries per a crear les cèl·lules que, al seu torn, van donar lloc a les plantes i els animals.

El que mai ha pogut determinar-se és com es van assemblar els ‘blocs’ d'aminoàcids en les proteïnes que van formar la maquinaria cel·lular i les primeres formes de vida.

El que aporta la nova recerca, desenvolupada per científics de la Universitat Friedrich Schiller de Jena i l'Institut Max Planck d'Astronomia, totes dues a Alemanya, és que els aminoàcids poden convertir-se en pèptids més complexos, un component clau de la vida, en les dures condicions de l'espai. Els resultats s'han publicat en Nature Communications.

Amb aigua…

Segons expliquen els autors d'aquesta recerca, els aminoàcids, les nucleobases i diversos sucres que es troben en els meteoroides, per exemple, mostren que el seu origen podria ser de naturalesa extraterrestre.

No obstant això, afegeixen, perquè es formi un pèptid a partir de molècules d'aminoàcids individuals, es requereixen condicions molt especials que, se suposava, tenien més probabilitats d'existir únicament en la Terra.

Fins ara, aquestes condicions incloïen la presència d'aigua, principalment perquè cada vegada que un aminoàcid basi es combina amb un altre per a formar una cadena peptídica, s'ha d'eliminar una molècula d'aigua.

“L'aigua juga un paper important en la forma convencional en què es creen els pèptids”, explica Serge Krasnokutski, un els investigadors en un comunicat.

“Els nostres càlculs químic-quàntics han demostrat que l'aminoàcid glicina es pot formar a través d'un precursor químic, anomenat amino ceteno, que es combina amb una molècula d'aigua. En poques paraules: en aquest cas, s'ha d'agregar aigua per al primer pas de reacció i s'ha d'eliminar l'aigua per al segon”.

… i sense aigua

Aquest conjunt de circumstàncies contradictòries va obligar els investigadors a observar l'origen dels pèptids d'una manera completament diferent i directa, eliminant un dels dos passos i l'aigua del procés per complet.

“En lloc de prendre el desviament químic en el qual es formen els aminoàcids, volíem esbrinar si les molècules de aminocetena podien formar-se i combinar-se directament per a formar pèptids”, assenyala Krasnokutski.

“I ho vam fer sota les condicions que prevalen en els núvols moleculars còsmics, és a dir, en les partícules de pols en el buit, on els químics corresponents són presents en abundància: carboni, amoníac i monòxid de carboni”.

Comprovació reeixida

Per a provar aquesta hipòtesi, l'equip va emprar una cambra de buit ultraalto, que els permetria simular l'entorn de l'espai descendint-lo a aproximadament una billonésima part de la pressió d'aire normal i a menys 263 graus centígrads.

Dins de la cambra, van col·locar substrats artificials que van servir com a models de partícules de pols com les que es troben en l'espai interestel·lar.

Quan els investigadors van introduir les molècules de carboni, amoníac i monòxid de carboni en les superfícies de partícules de pols simulades, van presenciar la conversió en un sol pas dels aminoàcids de glicina individuals a la cadena peptídica de poliglicina. I tot sense la introducció d'aigua.

“Les recerques van demostrar que, en aquestes condicions, el pèptid poliglicina es va formar a partir de substàncies químiques simples”, assenyala Krasnokutski. "Aquestes són, per tant, cadenes de l'aminoàcid molt simple glicina".

Un sol pas

“I observem diferents longituds”, agrega Krasnokutski respecte a la complexitat dels pèptids vists en els seus experiments. "Els espècimens més llargs van consistir en onze unitats de l'aminoàcid".

Segons l'equip de recerca, l'èxit d'aquesta conversió d'un sol pas sense aigua es basa principalment en un aminoàcid "extremadament reactiu": amino ceteno.

"El fet que la reacció pugui tenir lloc a temperatures tan baixes es deu al fet que les molècules de aminoceteno són extremadament reactives", va dir Krasnokutski. “Es combinen entre si en una polimerització eficaç. El producte d'això és la poliglicina”.

Factor quàntic

Els investigadors diuen que els va resultar sorprenent que aquesta polimerització de aminoceteno pogués ocórrer en condicions tan extremes, similars a les de l'espai, principalment a causa de la barrera d'energia que aquesta conversió ha de superar.

No obstant això, sospiten que alguna cosa pot estar succeint a molt petita escala, un fenomen conegut com tunelización quàntica, que està ajudant l'aminoàcid a eludir aquesta barrera energètica i formar cadenes peptídiques reals.

“Pot ser que ens ajudi en això un efecte especial de la mecànica quàntica”, explica Krasnokutski referint-se a l'així anomenat efecte túnel, mitjançant el qual una partícula elemental pot travessar de facto una paret.

“En aquest pas de reacció especial, un àtom d'hidrogen canvia de lloc. No obstant això, és tan petit que, com partícula quàntica, no va poder superar la barrera, sinó que simplement va poder creuar-la, per dir-ho així, a través de l'efecte túnel”.

Mirar més enllà

Si es confirmessin els resultats d'aquest estudi més enllà d'un laboratori, significaria que els aminoàcids probablement no necessiten les condicions que es van donar en la Terra primitiva per a combinar-se en molècules complexes.

En canvi, és possible que aquestes condicions ja existeixin dins de l'espai interestel·lar, i que la Terra primitiva simplement va necessitar refredar-se prou com perquè aquests components bàsics de la vida s'afermessin.

Si aquesta suposició és certa, significaria que l'"origen de la vida" no sols continua sent una pregunta sense resposta, sinó que la resposta ja no cal buscar-la únicament en el nostre planeta.

Ara que és clar que no sols es poden crear aminoàcids, sinó també cadenes peptídiques en condicions còsmiques, és possible que hàgim de mirar no sols a la Terra per a arribar al fons de l'origen de vida, conclouen els investigadors.