Evolución y cometas

publicado en la revista «nexos»
# 382, octubre de 2009
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La nave Stardust (polvo de estrellas) de la NASA encontró uno de los ladrillos de la vida en la cola de un cometa. Tras dos años de análisis, el equipo anuncia que a su retorno la Stardust trajo glicina, uno de los aminoácidos que forman las proteínas, pegada a dos colectores cubiertos de gel. El descubrimiento es de gran importancia para el origen de la vida.

El próximo mes de noviembre, el día 24, se cumplirán 150 años de que Darwin publicó El origen de las especies y planteó el mecanismo desde el título: por medio de la selección natural. En este siglo y medio hemos encontrado millares de eslabones que nos unen con ancestros comunes a todos los seres vivos, desde humanos y cangrejos hasta hongos, pinos y bacterias somos descendientes de LUCA (Last Universal Common Ancestor), el último ancestro común universal, un ser vivo que existió hace unos tres mil 500 millones de años, posiblemente en medio extremo, como las calderas hirvientes que surgen de los fondos oceánicos. Pero, ¿cómo empezó la vida? ¿Cuál fue el proceso que condujo a LUCA?

LUCA no fue necesariamente el primero ni el único ser vivo: fue el de mayor éxito porque pobló el planeta completo. Lo sabemos por la herencia común entre Galileo, una lombriz de tierra y una amiba: poseemos un código genético común, ADN: una enorme molécula con forma de escalera de albañil enrollada apretadamente en el núcleo de nuestras células. De todas y cada una: asombroso caso de pleonasmo gramatical, de redundancia para confirmar que tendremos dos brazos y dos piernas o seis patas o raíces y cloroplastos que capten la energía solar.

El ADN, nuestro código genético, se expresa con sólo cuatro "letras", cuatro bases químicas: adenina, timina, citosina y guanina: A, T, C, G. Una determinada secuencia, digamos ATGCTAGATC… forma un gen. Así se forma la multitud de las proteínas a partir de aminoácidos, y éstos pueden ser creados por procesos al azar, como probó Stanley Miller en 1953: simuló en un frasco las condiciones de la Tierra primitiva y se formaron aminoácidos. La síntesis de compuestos orgánicos se daba al azar. En cuanto las condiciones químicas inorgánicas eran adecuadas, ocurría la síntesis espontánea de los elementos constitutivos de la vida.

Glicina en un cometa

Uno de estos aminoácidos, la glicina, que nuestras células sintetizan a partir de precursores, fue encontrado por la NASA en el cometa Wild-2. "La glicina es un aminoácido empleado por los organismos vivientes para hacer proteínas, y ésta es la primera vez que un aminoácido ha sido encontrado en un cometa", dice Jamie Elsila, del Centro Goddard de la NASA. "Nuestro descubrimiento apoya la teoría de que algunos ingredientes de la vida se formaron en el espacio y fueron suministrados a la Tierra hace mucho por impactos de meteoritos y cometas".

Carl Pilcher, director del Instituto de Astrobiología de la NASA, añade: "El descubrimiento de glicina en un cometa apoya la idea de que los bloques fundamentales de la vida abundan en el espacio y refuerza el argumento de que la vida en el universo pueda ser común más que escasa".

Así como las 26 letras del alfabeto se pueden arreglar en combinaciones sin límite para hacer palabras, sabemos que la vida emplea 20 diferentes aminoácidos en una enorme variedad de disposiciones para construir millones de diversas proteínas, desde las que hacen cabello, hasta enzimas y complejos neurotransmisores del sistema nervioso.

La nave Stardust llevó el nombre de la hermosa canción de Carmichael y Parish, que hiciera famosa Nat King Cole: "Sometimes I wonder why I spend the lonely night dreaming of a song…". Fue lanzada hacia el cometa Wild-2 en 1999, en dos encuentros recogió muestras del polvo que deja la cabellera o cola de todo cometa, y volvió a la Tierra en 2006. Para recoger las muestras, la nave desplegó dos pantallas en forma de raqueta, impregnada de un gel pegajoso, pasó a través de la densa nube de gas y polvo que rodea el núcleo helado del cometa, y volvió a tierra. Conforme las moléculas de gas pasaron a través del gel, algunas se pegaron y volvieron con la nave.

Nuevo en el barrio

El cometa Wild-2 (pronunciado Vilt-2) adquirió su órbita actual por un acercamiento que tuvo a Júpiter apenas el 10 de septiembre de 1974. En su primer acercamiento a la Tierra, en 1978, fue descubierto por el astrónomo suizo Paul Wild. Como todos los cometas es un cuerpo cargado de información acerca de los primeros días de nuestro sistema solar. Pero siendo nuevo en nuestro vecindario, pues ha dado sólo cinco vueltas alrededor del Sol, tiene una superficie menos afectada por sucesivos calentamientos con pérdida de masa, lo cual lo hace un cuerpo celeste intacto desde la creación. Su núcleo es muy redondo, con un diámetro de cuatro kilómetros. Las fotografías tomadas por la nave Stardust a sólo 240 kilómetros de distancia muestran una superficie rugosa.

"Pasamos dos años probando y desarrollando un equipo lo bastante sensible y exacto para analizar tan increíblemente diminutas muestras", dice Elsila. Los análisis preliminares realizados en los laboratorios Goddard detectaron glicina. Pero el equipo no tuvo certeza de que no se debiera a contaminación con fuentes terrícolas, ya que la glicina es parte de la vida en este planeta. Podía haber ocurrido la contaminación desde la misma producción y manejo de la nave. Para descartar esa posibilidad, el equipo realizó un análisis de isótopos.

Isótopos extraterrestres

Los isótopos de un elemento son versiones del mismo con diferentes pesos o masas. Por ejemplo, el hidrógeno, el más ligero y sencillo de los elementos, viene en tres pesos, y es el único que toma nombres distintos: hidrógeno, sin neutrones, deuterio con uno y un protón, y tritio con dos neutrones; el carbono común, o carbono 12, tiene seis protones y seis neutrones en su núcleo atómico. Pero el isótopo carbono 13 tiene un neutrón más. Fue esta diferencia en el peso atómico en el mismo elemento lo que llevó a predecir la existencia de una partícula neutra, sin carga, y al descubrimiento del neutrón en las primeras y maravillosas décadas del siglo XX que nos dieron el modelo del átomo.

Así que el equipo de la NASA se planteó que si el carbono en la molécula de la glicina terrícola contiene el carbono común en este planeta, carbono 12, encontrar glicina con carbono 13, más pesado, sería la firma de la glicina extraterrestre. Y eso fue lo que el equipo encontró: "Descubrimos que la glicina traída por la nave Stardust tenía la firma del isótopo de carbono extraterrestre, y eso indicaba que se había originado en el cometa".

En fin, ya sabíamos que los elementos pesados de nuestros cuerpos, carbono, hierro, y otros no tan pesados como nitrógeno y oxígeno, se formaron bajo presión extrema en los centros de estrellas que se consumieron y lanzaron sus restos al espacio; que de esas cenizas se formaron nuevos soles y planetas por acción de la gravitación, entre ellos nuestro sistema solar. Así que somos, literalmente, stardust: polvo de estrellas, aunque "polvo enamorado", añade Quevedo.

Ahora tenemos la certeza de que los bloques constituyentes de la vida se encuentran esparcidos por el espacio interestelar y en regiones tan incómodas como las colas de cometas.

Los resultados se presentaron al congreso de la American Chemical Society, en Washington, el pasado mes de agosto.