Un equipo de científicos japoneses y estadounidenses ha descubierto ribosa y glucosa, azúcares bioesenciales, en muestras del asteroide Bennu recolectadas por la misión OSIRIS-REx de la NASA. Así como también una sustancia gomosa nunca antes vista en astromateriales y una abundancia inesperadamente alta de polvo producido por explosiones de supernovas.
El asteroide Bennu continúa aportando nuevas pistas a las preguntas más importantes de los científicos sobre la formación del sistema solar primitivo y el origen de la vida.
Se encontraron el azúcar de cinco carbonos, la ribosa, y, por primera vez en una muestra extraterrestre, la glucosa de seis carbonos.
Si bien estos azúcares no constituyen evidencia de vida, su detección, junto con detecciones previas de aminoácidos, nucleobases y ácidos carboxílicos en muestras de Bennu, demuestra que los componentes básicos de las moléculas biológicas estaban ampliamente distribuidos por todo el sistema solar. Para la vida en la Tierra, los azúcares desoxirribosa y ribosa son componentes esenciales del ADN y el ARN, respectivamente.
El ADN es el principal portador de información genética en las células. El ARN desempeña numerosas funciones, y la vida tal como la conocemos no podría existir sin él.
La ribosa del ARN se utiliza en la estructura principal de azúcar-fosfato de la molécula, que conecta una cadena de nucleobases portadoras de información.
“Las cinco nucleobases utilizadas para construir tanto el ADN como el ARN, junto con los fosfatos, ya se han encontrado en las
muestras de Bennu traídas a la Tierra por OSIRIS-REx. El nuevo descubrimiento de la ribosa significa que todos los componentes que forman la molécula de ARN están presentes en Bennu”, afirmó Furukawa.
El descubrimiento de ribosa en muestras de asteroides no es una completa sorpresa. La ribosa ya se había encontrado en dos meteoritos recuperados en la Tierra. Lo importante de las muestras de Bennu es que los investigadores no encontraron desoxirribosa.
Si Bennu sirve de indicio, esto significa que la ribosa podría haber sido más común que la desoxirribosa en entornos del sistema solar primitivo.
Los investigadores creen que la presencia de ribosa y la falta de desoxirribosa respaldan la hipótesis del “mundo del ARN”, según la cual las primeras formas de vida dependían del ARN como molécula principal para almacenar información e impulsar las reacciones químicas necesarias para la supervivencia.
“La vida actual se basa en un sistema complejo organizado principalmente por tres tipos de biopolímeros funcionales: ADN, ARN y proteínas”, explica Furukawa.
“Sin embargo, la vida primitiva podría haber sido más simple. El ARN es el principal candidato para el primer biopolímero funcional, ya que puede almacenar información genética y catalizar numerosas reacciones biológicas”.
Las muestras de Bennu también contenían una de las formas más comunes de “alimento” (o energía) utilizadas por la vida en la Tierra, el azúcar glucosa, lo que constituye la primera evidencia de que una fuente de energía importante para la vida tal como la conocemos también estaba presente en el sistema solar primitivo.
Misterioso y antiguo chicle
Un segundo artículo, publicado en la
revista Nature Astronomy y dirigido por Scott Sandford, del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, y Zack Gainsforth, de la Universidad de California en Berkeley, revela un material gomoso en las muestras de Bennu, nunca antes visto en rocas espaciales, algo que podría haber contribuido a preparar el terreno para el surgimiento de los ingredientes de la vida en la Tierra.
Esta sorprendente sustancia probablemente se formó en los inicios del sistema solar, a medida que el joven asteroide progenitor de Bennu se calentaba.Antiguamente blanda y flexible, pero ahora endurecida, esta antigua "goma espacial" está compuesta de materiales poliméricos extremadamente ricos en nitrógeno y oxígeno.
Lee también:
NASA revela que muestras de Bennu ofrecen pistas sobre la formación del sistema solarEstas moléculas complejas podrían haber proporcionado algunos de los precursores químicos que contribuyeron al inicio de la vida en la Tierra, y su hallazgo en las muestras prístinas de Bennu es importante para los científicos que estudian el origen de la vida y si existe más allá de nuestro planeta.
El asteroide ancestral de Bennu se formó a partir de materiales de la nebulosa solar —la nube giratoria de gas y polvo que dio origen al sistema solar— y contenía diversos minerales y hielos. A medida que el asteroide comenzó a calentarse, debido a la radiación natural, se formó un compuesto llamado carbamato mediante un proceso que involucra amoníaco y dióxido de carbono.
El carbamato es soluble en agua, pero sobrevivió el tiempo suficiente para polimerizarse, reaccionando consigo mismo y con otras moléculas para formar cadenas más grandes y complejas, impermeables al agua.
Esto sugiere que se formó antes de que el cuerpo original se calentara lo suficiente como para convertirse en un entorno acuoso.“Con esta extraña sustancia, posiblemente estamos observando una de las primeras alteraciones materiales ocurridas en esta roca”, dijo Sandford.
“En este asteroide primitivo que se formó en los inicios del sistema solar, estamos observando eventos cercanos al principio del principio”.Utilizando un microscopio infrarrojo, el equipo de Sandford seleccionó granos inusuales, ricos en carbono y con abundante nitrógeno y oxígeno.
Luego, comenzaron lo que Sandford llama "forja a nivel molecular", utilizando la Fundición Molecular del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) en Berkeley, California. Aplicando capas ultrafinas de platino, reforzaron una partícula, soldaron una aguja de tungsteno para levantar el diminuto grano y rasparon el fragmento utilizando un haz enfocado de partículas cargadas.
Cuando la partícula era mil veces más delgada que un cabello humano, analizaron su composición mediante microscopía electrónica en Molecular Foundry y espectroscopía de rayos X en la Fuente de Luz Avanzada del Laboratorio Berkeley. La alta resolución espacial del ALS y la sensibilidad de los rayos X permitieron un análisis químico sin precedentes.
“Sabíamos que teníamos algo extraordinario en el instante en que las imágenes empezaron a aparecer en el monitor”, dijo Gainsforth. “No se parecía a nada que hubiéramos visto antes, y durante meses nos absorbieron los datos y las teorías mientras intentábamos comprender qué era y cómo pudo haber llegado a existir”.
El equipo realizó numerosos experimentos para examinar las características del material. A medida que surgían los detalles, la evidencia sugería que la extraña sustancia se había depositado en capas sobre granos de hielo y minerales presentes en el asteroide.
También era flexible: un material maleable, similar al chicle usado o incluso a un plástico blando. De hecho, durante su trabajo con las muestras, los investigadores observaron que el extraño material se doblaba y formaba hoyuelos al aplicarle presión.
Era translúcido, y la exposición a la radiación lo volvía quebradizo, como una silla de jardín expuesta al sol durante demasiadas temporadas.“Al observar su composición química, observamos los mismos tipos de grupos químicos que se encuentran en el poliuretano en la Tierra”, dijo Sandford, “lo que convierte a este material de Bennu en algo parecido a un 'plástico espacial'”.
Sin embargo, el material del asteroide antiguo no es simplemente poliuretano, que es un polímero ordenado. Este tiene "conexiones más aleatorias y heterogéneas, y una composición de elementos que difiere de una partícula a otra", dijo Sandford.
Pero la comparación subraya la sorprendente naturaleza del material orgánico descubierto en las muestras de asteroides de la NASA, y el equipo de investigación se propone estudiarlo más a fondo.
Al buscar pistas sobre lo que sucedió hace mucho tiempo en las profundidades de un asteroide, los científicos pueden comprender mejor el joven sistema solar, revelando los precursores y los ingredientes de la vida que ya contenía, y hasta qué punto pueden haberse dispersado esas materias primas, gracias a asteroides como Bennu.
Abundante polvo de supernova
Otro artículo en la
revista Nature Astronomy , dirigido por Ann Nguyen del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, analizó granos presolares (polvo de estrellas anteriores a nuestro sistema solar) encontrados en dos tipos de roca diferentes en las muestras de Bennu para aprender más sobre dónde se formó su cuerpo progenitor y cómo fue alterado por procesos geológicos.
Se cree que el polvo presolar estaba generalmente bien mezclado durante la formación de nuestro sistema solar. Las muestras tenían seis veces la cantidad de polvo de supernova que cualquier otro astromaterial estudiado, lo que sugiere que el cuerpo progenitor del asteroide se formó en una región del disco protoplanetario enriquecida con el polvo de estrellas moribundas.
El estudio también revela que, si bien el asteroide progenitor de Bennu sufrió una extensa alteración por fluidos, todavía existen bolsas de materiales menos alterados dentro de las muestras que ofrecen información sobre su origen. “Estos fragmentos retienen una mayor abundancia de materia orgánica y granos de silicato presolares, que se sabe que se destruyen fácilmente por la alteración acuosa en asteroides”, dijo Nguyen.
“Su conservación en las muestras de Bennu fue una sorpresa e ilustra que parte del material no se alteró en el cuerpo original. Nuestro estudio revela la diversidad de materiales presolares que el cuerpo original acrecentó durante su formación”, concluye.
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(FIN) NDP/MFA