Les substàncies prebiòtiques van arribar a la Terra transportades pels asteroides?

Que els components bàsics de la vida podrien haver arribat a la Terra primitiva transportats per meteorits no és una idea nova. Però ara s’ha fet un altre pas endavant en aquesta teoria gràcies a la detecció d’un dels components bàsics de la vida en un asteroide que no tingut cap interacció amb l’atmosfera terrestre.

Concretament, un equip d’investigadors japonesos ha trobat uracil en mostres de l’asteroide Ryugu, descoberta que han explicat en el seu article "Uracil in the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu", publicat aquest mes de març a Nature Communications.

L’uracil és una de les bases nitrogenades que formen part de l’ARN (àcid ribonucleic). Si en l’ADN les quatre bases que formen la cadena de nucleòtids són adenina (A), citosina (C), guanina (G) i timina (T), en l’ARN aquesta última no hi és i el seu lloc l’ocupa l’uracil (U).

D’uracil ja se n’havia trobat en les anomenades condrites carbonàcies o condrites de tipus C. Les condrites són meteorits procedents d’asteroides i les de tipus C contenen carboni, l’element essencial de la vida, tot i que en percentatges petits. La primera vegada que es va detectar uracil en aquestes condrites va ser el 1979. Els químics holandesos Peter G. Stoks i Alan W. Schwartz van publicar la seva troballa a la revista Nature.

Però la importància d’aquest darrer estudi és que les anàlisis s’han fet a partir dels 5,6 grams de mostres que van ser portades a la Terra per la nau Hayabusa 2, després de recollir les mostres de material a la superfície de l’asteroide Ruygu, el desembre del 2020. Això ha permès analitzar les mostres sense interaccions de l’asteroide amb l’atmosfera ni el sòl terrestres.

Mostres inicials A0106 (total 38,4 mg) i C0107 (total 37,5 mg) de l’asteroide Ryugu (162173) - Foto: Japan Aerospace Exploration Agency

I encara és més important que es tracti de l’uracil, un component de l’ARN, perquè per a molts investigadors de l’origen de la vida hauria estat aquest àcid nucleic i no l’ADN la base sobre la qual es van generar a la Terra les primeres formes capaces d’autoreplicar-se i transmetre la informació genètica.

Entre els problemes que presenta l’estudi de l’origen de la vida a la Terra hi ha la manera com es podien haver format molècules complexes, com a les bases nitrogenades. A més, les bases s’han de combinar amb un sucre (pentosa) i un fosfat per formar els nucleòtids, les baules de les cadenes dels àcids nucleics.

El supòsit que l’uracil arribés des de l’espai no elimina el problema, sinó que el trasllada, i ens porta a preguntar-nos, com es va formar a l’asteroide?

Una possible explicació la van oferir l’any 2016 els equips de Josep M. Trigo, investigador principal del Grup de Meteorits, Cossos Menors i Ciències Planetàries de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC), i Raffaele Saladino, de la Universitat de Tuscia, a Itàlia. En l’article "The key role of meteorites in the formation of relevant prebiotic molecules in a formamide/water environment", publicat a Scientific Reports, demostraven que les condrites carbonàcies poden catalitzar la formació de molècules rellevants de la química prebiòtica, la que es produïa abans de l’aparició de la vida, i proposaven possibles reaccions per produir aquesta síntesi.

En l’article "Nuevo hallazgo en meteoritos condríticos sube la apuesta a favor de la vida extraterrestre", publicat aquest mes de febrer a The Conversation, Trigo ofereix una exposició més àmplia de les recerques del seu equip i del problema de la producció de biomolècules a la Terra primitiva. Un dels estudis més recents el van publicar a Astronomy & Astrophysics el juny del 2021: "Study of Fischer–Tropsch-type reactions on chondritic meteorites". Els resultats dels experiments indicaven que en les condrites es poden produir compostos molt diversos, com hidrocarburs, alcohols i aldehids, fins i tot en absència d’oxigen.

"Ara sabem", afegeix Trigo, "que els minerals que formen les condrites carbonàcies poden sintetitzar molècules complexes, entre les quals les bases nitrogenades de l’ARN. Per això, una possibilitat és que aquestes bases s’originessin en asteroides i arribessin a la Terra. Però també podia ser que no arribessin les bases nitrogenades, sinó els materials que permetessin la seva formació. La Terra tenia aigua i nitrogen i amb els materials aportats pels meteorits es podrien haver sintetitzat. I això suggereix que fins i tot si aquestes bases no varen resistir, dintre de les condrites, les condicions d’entrada a l’atmosfera i l’impacte amb el sòl, sí que podien haver aportat els materials necessaris perquè aquestes reaccions es produïssin a la Terra."

"Però no només a la Terra", conclou Trigo, "sinó que al planeta Mart o als satèl·lits Europa (de Júpiter) i Encèlad (de Saturn), entre altres astres, podria haver passat un procés semblant."

Són estudis que ajuden a elaborar un procés versemblant sobre la química prebiòtica i l’aparició dels primers organismes vius. Però hi ha altres etapes que cal investigar. Un cop apareguda la vida, un altre gran pas va ser l’aparició de l’oxigen, que avui conforma el 21% de l’aire que respirem, però que era molt escàs fa més de 2.500 milions d’anys.

Va ser poc després quan es produí l’esdeveniment anomenat la Gran Oxidació, que va donar lloc a una gran expansió d’aquest gas. Però, d’on provenia l’oxigen?

Una possibilitat és l’origen biològic, a partir de cianobacteris, uns microorganismes capaços de dur a terme la fotosíntesi i, per tant, produir oxigen a partir de la llum solar i de diòxid de carboni. Però també és possible un origen inorgànic. De fet, Mark Thiemens, de la Universitat de Califòrnia, i un equip d’investigadors xinesos acaben de publicar a PNAS l’article "A mineral-based origin of Earth’s initial hydrogen peroxide and molecular oxygen", on descriuen el procés pel qual a partir del quars, reaccionant amb aigua gràcies a grans forces geològiques, com ara terratrèmols, podria haver format l’oxigen.

Tot plegat mostra que l’origen de la vida a la Terra continua sent un gran misteri científic, però que moltes investigacions ajuden a posar-hi llum o, almenys, a elaborar teories solvents sobre la forma com es va produir.

Imatge de capçalera: Kevin Gill/Flickr