Según un nuevo estudio científico, una variedad de elementos químicos podrían propiciar la vida en distintos planetas. En la Tierra la vida se basa en compuestos orgánicos, estas moléculas están compuestas de carbono y suelen incluir otros elementos como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Sin embargo, la ciencia se preguntó durante décadas si la vida extraterrestre podría evolucionar basándose en una química significativamente diferente y la respuesta es que podría ser posible.
Según publicó el sitio especializado Space, a tal conclusión arribó un grupo de científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison. El informe fue dado a conocer en el Journal of the American Chemical Society.
Por ejemplo, los investigadores especularon durante mucho tiempo que el silicio también podría servir como columna vertebral de la biología. "Es importante explorar estas posibilidades para que tengamos una idea de cómo pueden ser todas las formas de vida, no sólo la vida en la Tierra", afirmó el autor principal del estudio, Betül Kaçar, astrobiólogo, bacteriólogo y biólogo evolutivo de la Universidad de Wisconsin-Madison.
Un tipo de interacción química que es clave para la vida en la Tierra se conoce como autocatálisis. Las reacciones autocatalíticas son autosostenidas: pueden producir moléculas que estimulan que se repita la misma reacción. "Una de las principales razones por las que los investigadores del origen de la vida se preocupan por la autocatálisis es porque la reproducción, una característica clave de la vida, es un ejemplo de autocatálisis", dijo Kaçar.
If we want to understand the universe, first we must bake a few pies. Prebiotic kitchen, right this way!
— Betul Kacar (@betulland) September 20, 2023
Major shoutout to postdoc Zhen Peng for the wonderful work. ✨ And thanks to @UWMadison for featuring our paper as well. https://t.co/oiTNoj5kJV @UWBact @KacarLab
"La vida cataliza la formación de más vida. Una célula produce dos células, que pueden convertirse en cuatro y así sucesivamente. A medida que el número de células se multiplica, el número y la diversidad de posibles interacciones se multiplica en consecuencia", agregó.
En el nuevo estudio, los investigadores buscaron la autocatálisis más allá de los compuestos orgánicos. Razonaron que la autocatálisis podría ayudar a impulsar la abiogénesis, el origen de la vida a partir de la falta de vida.
Los científicos se centraron en los llamados ciclos de comproporción, que pueden generar múltiples copias de una molécula. Estos productos se pueden utilizar como materiales de partida para ayudar a que estos ciclos se repitan, lo que da como resultado la autocatálisis.
"Se podría decir que la compartición es única porque es una reacción única que produce múltiples resultados; se parece mucho a la reproducción", dijo a Space.com el autor principal del estudio, Zhen Peng, biólogo evolutivo de la Universidad de Wisconsin-Madison.
Para encontrar estas reacciones, los científicos analizaron más de dos siglos de documentos científicos digitalizados escritos en muchos idiomas diferentes. "Con herramientas efectivas de búsqueda y traducción de idiomas, pudimos diseñar y realizar esta evaluación, primera en su tipo, de la omnipresencia de los ciclos autocatalíticos", dijo el coautor del estudio Zach Adam, geólogo de la Universidad de Wisconsin-Madison a Space.
Al final, los investigadores descubrieron 270 ciclos diferentes de reacciones autocatalíticas. "La autocatálisis puede no ser tan rara, pero podría ser una característica general de muchos entornos diferentes, incluso aquellos que son realmente diferentes de la Tierra", dijo Kaçar.
La mayoría de los 270 ciclos no emplearon compuestos orgánicos. Algunos se centraron en elementos que están ausentes o son extremadamente raros en la vida en la Tierra , como el mercurio o el metal radiactivo torio. Es probable que algunos ciclos solo ocurran bajo temperaturas o presiones extremadamente altas o bajas.
Los investigadores incluso descubrieron cuatro ciclos autocatalíticos que involucran gases nobles, que rara vez reaccionan químicamente con otros elementos. Si incluso un gas relativamente inerte como el xenón pudiera participar en la autocatálisis, "hay buenas razones para suponer que la autocatálisis ocurre más fácilmente en otros elementos", dijo Peng.
Sólo ocho de estos ciclos eran relativamente complejos y constaban de cuatro o más reacciones. La mayoría de los 270 ciclos eran simples y cada uno constaba de sólo dos reacciones. "Se pensaba que este tipo de reacciones son muy raras", dijo Kaçar en un comunicado . y agregó: "Estamos demostrando que en realidad no es nada raro. Sólo hay que buscar en el lugar correcto".
Los investigadores observaron que es posible combinar varios ciclos, incluso cuando son muy diferentes entre sí. Esto podría conducir a reacciones químicas autosostenidas que generen una amplia gama de moléculas para producir una gran complejidad.
"Con tantas recetas básicas para la autocatálisis disponibles, el enfoque de la investigación ahora puede centrarse en comprender cómo la autocatálisis, a través de la comproporción, puede tener efectos más pronunciados en la configuración de la química de un planeta", dijo Kaçar.
Los científicos esperan que futuras investigaciones puedan probar experimentalmente este nuevo "libro de cocina" que crearon. Aún no se sabe cuán plausibles son estos ciclos, advirtieron los investigadores. "No está garantizado que todos los ejemplos que recopilamos puedan ejecutarse en un laboratorio o encontrarse en otros objetos astronómicos", dijo Peng.
Además de las implicaciones que este trabajo podría tener para la búsqueda de vida en el universo y la comprensión de los orígenes de la vida, esta investigación puede tener aplicaciones prácticas, como "optimizar la síntesis química y hacer un uso eficiente de los recursos y la energía", dijo Adam. "Otro es el uso de compuestos químicos para tareas interesantes como el cálculo químico".
