Boletín UNAM-DGCS-034
Ciudad Universitaria
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final del boletín
INTENTAN UNIVERSITARIOS REPRODUCIR LA ATMÓSFERA DE LA TIERRA PRIMITIVA
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El objetivo es
determinar la presencia de moléculas precursoras de la vida, explicó el pasante
de biología Jesús Octavio Padilla Hernández
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Mencionó que nuestro
planeta se formó hace 4 mil 600 millones de años
· Desde el punto de vista biológico, el ácido cianhídrico sería la clave para el surgimiento de la vida
En el Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la UNAM se realizan experimentos para simular la atmósfera de la Tierra primitiva, así como las de otros planetas o satélites como el Titán de Saturno. El objetivo es identificar la presencia de moléculas precursoras de la vida.
Aunque, como reconoce Jesús Octavio Padilla Hernández, tesista en el Laboratorio de Química de Plasmas y Estudios Planetarios a cargo del doctor Rafael Navarro, lo difícil no es obtener esos compuestos, sino precisar cómo fue el salto para el logro de la primera célula, del primer ser vivo y del código genético.
Recordó que el universo se formó hace 15 mil millones de años y las galaxias comenzaron a crearse hace 7 mil millones de años. Nuestra Vía Láctea, por ejemplo, lo hizo hace 5 mil millones. De la condensación de la materia se produjeron, en el Sistema Solar, los planetas terrestres en el interior y los gaseosos en el exterior.
En la conferencia “El ácido cianhídrico
(HCN) como posible molécula precursora del origen de la vida”, del ciclo Astrobiología
efectuado en la Facultad de Ciencias, mencionó que nuestro planeta se formó
hace 4 mil 600 millones de años. En ese proceso, hubo gran cantidad de impactos
de cometas y asteroides que cesaron hace 3 mil 800 o 3 mil 900 millones de
años.
Los primeros fósiles, los más antiguos, explicó, corresponden a 3 mil 500 millones de años. “La vida debió formarse un poco antes, una vez que terminaron los impactos. Para una evolución biológica, antes debió existir una química".
En el Arqueano, etapa del Precámbrico, cuando se crearon la Tierra y la Luna, existía una enorme cantidad de actividad volcánica; se originaron entonces el océano y una atmósfera primaria.
De esa época, abundó, provienen las rocas más antiguas, la formación de corteza de tipo continental y, al parecer, bacterias anaeróbicas y fotosintéticas, como lo revelan los primeros fósiles.
Jesús Padilla indicó que la idea de la química prebiótica surgió con Oparin, quien se refirió, junto con Haldane un poco después, a ese concepto y al de atmósfera básica. Urey, en 1952, retomó esas ideas y las del origen del universo con sus elementos más importantes –como hidrógeno, helio, amoniaco, metano y agua–.
Fue Stanley Miller, en 1953, quien tomando metano, amoniaco, hidrógeno y agua en un sistema con fases acuosa y gaseosa simulando la atmósfera, y con electrodos para hacer descargas eléctricas, obtuvo compuestos como cianuro de hidrógeno (ácido cianhídrico en fase gaseosa) y aldheídos, aminoácidos, hidroxiácidos, entre otros.
En la Tierra primitiva no existía el oxígeno, ni la capa de ozono. Además, el amoniaco debió ser inestable por la presencia de luz ultravioleta. El hidrógeno, al parecer, se escapaba de la atmósfera, por lo que sus tasas debieron ser escasas.
Menos brillante que el actual, el Sol debió permitir la congelación de los océanos, a menos que un gas invernadero lo evitara; se piensa entonces en el bióxido de carbono (CO2).
En el origen planetario pudo haber una atmósfera secundaria por la acción volcánica y la caída de meteoritos, donde los elementos principales serían el bióxido (CO2) y monóxido de carbono (CO), el agua (H2O) y el nitrógeno (N).
“Si en la tierra primitiva hubo HCN y éste sufrió hidrólisis u oligomerización, se pudieron formar moléculas más complejas para la química prebiótica, importantes para el origen de la vida”, expresó. Pudieron derivarse biomoléculas, como aminoácidos, básicos para la formación de proteínas, así como purinas y primidinas.
Desde el punto de vista biológico esta molécula sería la clave para el surgimiento de la vida, pues debió estar implicada en la formación de aminoácidos y aldheídos. Por ejemplo, la adenina (una purina) es de gran importancia, pues es una de las principales bases de los ácidos nucléicos, la cual se obtiene fácilmente del HCN.
“Se cree que el precursor
inicial de las purinas (adenina y guanina), así como de los aminoácidos, es el
HCN”, abundó Jesús Padilla.
Empero, aclaró, en la Tierra primitiva el principal problema fue la concentración de los reactivos. “La formación de ese ácido es difícil porque se debe romper el triple enlace del nitrógeno diatómico presente en la atmósfera, para lo cual se requieren grandes cantidades de energía”.
Ocurrió, tal vez, que los reactivos fueron absorbidos en superficies sólidas, como las arcillas, y eso les generó la posibilidad de reaccionar y generar compuestos.
Otra posibilidad es que en la atmósfera primitiva hubo fuentes de energía para romper dichos enlaces, como luz ultravioleta o relámpagos, los cuales llevarían a cabo reacciones químicas y formarían formaldehído y ácido cianhídrico.
Fuentes adicionales de energía al alcance eran los plasmas volcánicos, las ondas de choque producto de los impactos de meteoritos, radicación ionizante y el viento solar, precisó.
Así, en los orígenes del planeta, el HCN pudo haber sido sintetizado en plasmas calientes, pues hay evidencias de que éstos tienen una gran eficiencia en la síntesis orgánica.
Se han hecho experimentos con diferentes atmósferas, de metano, monóxido de carbono, y con diferentes descargas, chispas, ondas de choque, bombardeo de electrones y luz ultravioleta, entre otros.
En Ciencias Nucleares se tomó como fuente de energía a los relámpagos que descomponen el nitrógeno, simulados mediante un láser. La atmósfera propuesta por los universitarios es de nitrógeno en cantidad constante –20 por ciento del total–; hidrógeno en 5 por ciento y cantidades variables de dióxido o monóxido de carbono, de lo cual se formó la atmósfera secundaria.
“Obtuvimos más ácido
cianhídrico cuando las concentraciones de CO2 eran más altas y las
de monóxido de carbono más bajas. A pesar de que en la Tierra primitiva no haya
habido precisamente metano o amoniaco, los experimentos prueban que sí se
pudieron formar los precursores para moléculas más complejas”. También se
obtuvieron otros compuestos, como óxido nítrico, importantes para el origen de
la vida, finalizó.
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PIES DE FOTO
Foto 1
A fin de determinar la presencia de moléculas precursoras de la vida, en
el Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM se realizan experimentos para
simular la atmósfera de la Tierra primitiva, las de otros planetas o satélites
como Titán, de Saturno, indicó Jesús Octavio Padilla.
Foto 2
Jesús Octavio Padilla Hernández, del Instituto de Ciencias Nucleares de
la UNAM, ofreció en la Facultad de Ciencias la conferencia “El ácido
cianhídrico como posible molécula precursora del origen de la vida”.