Encontrar vida extraterrestre es uno de los mayores retos y uno de los mayores deseos de la ciencia actualmente. Aunque solemos centrar nuestra búsqueda en vida con características químicas similares a las nuestras, ésta no tiene por qué ser así. Puede tener otra composición diferente o utilizar los mismos compuestos de otra forma. Sin embargo, no cualquier elemento valdría. No podría servir como base de la vida un átomo radiactivo o incapaz de compartir electrones con otros átomos. En definitiva, el número de elementos disponibles es limitado y también lo es la forma en la que pueden combinarse. Una nueva investigación ha aprovechado estas limitaciones para escribir un “libro de cocina” de la vida con cientos de recetas químicas con el potencial de dar lugar a la vida. Esta lista puede ayudarnos a la hora de buscar vida más allá de la Tierra diciéndonos cuáles serán las condiciones más probables que permitan hacer funcionar dichas recetas.
Aunque no sabemos cómo empezó la vida, porque las reacciones químicas tan simples no dejan rastro en el registro fósil, podemos hacer experimentos en el laboratorio que nos muestren posibles caminos que ésta pudo tomar para salvar el salto entre la sopa química de la Tierra primigenia hasta el organismo más simple que se nos ocurra. Algo que tenemos claro es que aquellos precursores de la vida debían ser capaces de autoreplicarse, de crear versiones de sí mismos y de ser capaces de cometer errores que permitieran cierta evolución. Para esto no hace consciencia ni voluntad, basta con una molécula o un conjunto de moléculas capaces de catalizar reacciones que creen más de esas moléculas. Esto es lo que se conoce como autocatálisis. La reproducción es por definición una forma de autocatálisis y existen numerosos ejemplos de relaciones de este tipo que sustentan muchos procesos metabólicos, regulados todos ellos por polímeros orgánicos especializados: las proteínas.
En la actualidad se conocen pocos ejemplos de sistemas inorgánicos que muestren autocatálisis y puedan funcionar como un precursor razonable a la vida. La nueva investigación busca ampliar esta lista analizando sistemas que puedan ser autocatalíticos utilizando la propiedad química de la comproporcionación o simplemente conmutación. Esto ocurre cuando dos compuestos que tienen un mismo elemento pero en diferente estado de oxidación (diferente valencia) se combinan para dar lugar a otro compuesto con el mismo elemento en un estado de oxidación intermedio.
Si una reacción de este tipo puede compaginarse con una cadena de reacciones oxidante o reductora (que orben o añadan electrones) capaz de producir un nuevo reactivo, se puede llegar a un proceso capaz de replicarse y de perdurar en el tiempo, como creemos sucedió en los orígenes de la vida. Revisando la literatura de los últimos dos siglos, los investigadores han encontrado 270 combinaciones de elementos y moléculas con precisamente estas propiedades. Estos están repartidos por toda la tabla periódica, por lo que ofrecen una amplísima gama de posibilidades en lo que a composiciones geológicas exoplanetarias se refiere.
Estas propiedades de las reacciones autocatalíticas las hacen interesantes en sí mismas, pero encontrar nuevas reacciones de este tipo ha demostrado ser inherentemente difícil. Se ha intentado incluso utilizar algoritmos para descubrir nuevos procesos, lo cual ha demostrado no ser especialmente útil. Si el algoritmo es incapaz de encontrar un proceso así dada una combinación inicial de diferentes moléculas, resulta muy complicado averiguar si su comportamiento cambiaría de añadir algún elemento nuevo o algún paso intermedio. La importancia de estos procesos en los inicios de la vida aún no se comprende completamente, precisamente por la dificultad de encontrar procesos de este tipo y estudiarlos. Además, algunos de estos procesos requieren que las diferentes moléculas estén agrupadas con cierta separación espacial o que se introduzcan en tiempos diferentes para permitir que se acumule un compuesto mientras se produce otra de las reacciones involucradas.
Por tanto la lista confeccionada por este nuevo estudio debe ser investigada en detalle antes de plantearnos buscar ciertas moléculas en las atmósferas exoplanetarias que observemos. Al haber encontrado reacciones que involucran a una grandísima cantidad de elementos diferentes, esta búsqueda daría siempre falsos positivos y no nos aportaría verdadera información.
Lo que debe hacerse ahora es investigar cual de estas reacciones es capaz de sobrevivir y persistir en los diferentes ambientes que se dan en los distintos exoplanetas. No solo habrá que tener en cuenta las condiciones de temperatura y presión, sino también la composición y disponibilidad de diferentes líquidos donde puedan ocurrir las reacciones. Esto puede ocurrir en agua, pero también amoníaco, metano, formaldehído u otros compuestos. Debe refinarse la lista de 270 reacciones encontradas para delimitar las más plausibles a la hora de acabar formando vida compleja como la que encontramos en nuestro planeta. Una vez se haya conseguido esto, será hora de buscar dichas reacciones en los planetas que pueblan nuestra galaxia.
Referencias:
- Zhen Peng et al, Assessment of Stoichiometric Autocatalysis across Element Groups. Journal of the American Chemical Society, 2023; DOI: 10.1021/jacs.3c07041
Original de muyinteresante.es
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