Les condrites, meteorits constituïts per roques que es van formar molt abans que existís la Terra, podrien tenir un paper fonamental en l’origen de la vida a l’univers, i apunten la seva ubiqüitat, inclús en altres cossos planetaris del nostre sistema solar.
L’excepcionalitat d’aquests viatgers espacials inalterats que van impactar la Terra, els converteix en un objecte de minuciós estudi en múltiples laboratoris del món, entre ells, la Sala Blanca de Meteorítica i Mostres Retornades de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE - CSIC). Els nostres estudis a l’ICE-CSIC, conjuntament amb els experiments realitzats als treballs col·laboratius amb la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) i la Universitat de Tuscia a Itàlia, han demostrat que les condrites sintetitzen compostos orgànics complexos. Recentment, amb l’objectiu d’investigar l’especificitat dels minerals continguts en aquests meteorits, vam comprovar que sintetitzen hidrocarburs i alcohols i que les reaccions produeixen una gran quantitat de diòxid de carboni.
Aquestes noves troballes pugen l’aposta a favor de la possibilitat que l’arribada d’aquests materials catalítics a planetes en formació faciliti el sorgiment de la vida extraterrestre a altres mons.
Aquesta vegada són hidrocarburs, metanol i diòxid de carboni
Els nostres últims experiments, portats a terme per la jove astrofísica Victoria Cabedo, indiquen que aquests meteorits, coneguts com a condrites, posseeixen fases minerals reactives capaces de produir la síntesi d’hidrocarburs (metà, età i etilè), així com alcohols (metanol i etanol) i també altres oxigenats compostos, com el formaldehid i l’acetona, inclús en condicions de reacció sense oxigen.
Les reaccions també produeixen una gran quantitat de diòxid de carboni. Hem pogut demostrar que la producció d’aquells compostos sorgeix de reaccions que ocorren a les superfícies dels meteorits, i no com a procés de desorció dels continguts orgànics ja presents en aquests materials primigenis.
L’activitat s’associa principalment a les fases metàl·liques, ja que mostren una productivitat major que altres fases minerals que formen els meteorits.
Aquests experiments van ser precedits d’altres que van revelar que les condrites carbonàcies posseeixen propietats catalitzadores sorprenents i desconegudes en qualsevol altra roca: són capaces de sintetitzar, en dissolució aquosa i en presència de compostos de nitrogen –nosaltres utilitzem formamida–, compostos orgànics claus en la química prebiòtica. Això significa que, en les condicions adequades d'aigua líquida, calor i una atmosfera rica en nitrogen, l’arribada massiva d’aquests materials a un planeta consolidat podrien proporcionar els ingredients necessaris per «cuinar» la vida tal com la coneixem, i només a la Terra.
Roques desenes de milions d’anys més antigues que la Terra
Les condrites carbonàcies són un apilat dels materials que formaven el disc protoplanetari. El disc protoplanetari era el conjunt de materials sòlids reunits al voltant del Sol en forma toroidal, a partir del qual es van formar els primers objectes sòlids del sistema solar, entre ells, la Terra.
I el més excepcional és que aquests meteorits acostumen a contenir un petit percentatge en massa de carboni (entre un 1% i un 4%). El carboni és la base de la vida perquè es troba present a les estructures biològiques de tots els éssers vius.
El seu contingut orgànic va fascinar en el seu moment a químics del nivell del suec Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) que va estudiar la condrita Alais, un meteorit que va impactar a la zona de Llenguadoc-Rosselló, a França, o l’alemany Friedrich Wöhler (1800-1882) que va estudiar el meteorit Kaba.
No és contaminació terrestre
Inicialment, la presència de matèria orgànica a les condrites va ser molt controvertida: molts van pensar que era el resultat de la contaminació terrestre. La demostració del seu origen extraterrestre va arribar a conseqüència de la carrera espacial. L’any 1969, la NASA va crear sales blanques per estudiar roques lunars i això va permetre estudiar condrites que acabaven de caure, específicament de dos dels meteorits més famosos: el meteorit Allende, que va caure a la ciutat de Mèxic que li dona el seu nom; i el meteorit Murchison, que va caure a Austràlia.
Aquestes caigudes van ser estudiades per un dels meus mentors i, possiblement, un dels bioquímics espanyols més il·lustres: Joan Oró (1923-2004). El seu estudi de la condrita carbonàcia Murchison, recuperada d’una caiguda que va tenir lloc a Austràlia el 1969, va incentivar la seva fascinació pels compostos orgànics continguts en aquests meteorits i va demostrar el seu interès astrobiològic.
Avui dia sabem que bona part dels compostos orgànics complexos, entre ells els més solubles, sorgeixen de la interacció entre els minerals primigenis incorporats en aquests meteorits amb l’aigua calenta que els va xopar durant els primers deu milions d’anys, després de la consolidació d’aquests asteroides hidratats.
Ara coneixem el seu paper essencial en l’origen de la complexitat orgànica
Als nostres estudis hem anat un pas més enllà. Hem demostrat les propietats catalítiques de certs minerals continguts a les condrites carbonàcies. I aquella síntesi de compostos orgànics hauria ocorregut per un tipus de reaccions conegudes com a Fischer-Tropsch.
Els experiments previs que vam realitzar en estreta col·laboració amb l’equip italià de Raffaele Saladino, van revelar que els minerals que formen aquests meteorits sintetitzen, en dissolució aquosa i en presència de formamida, compostos orgànics que són clau en la química prebiòtica. Es tracta de molècules orgàniques que van poder estar presents en la Terra primitiva i donar origen a les primeres formes de vida.
Aquestes propietats catalitzadores no es coneixen en altres roques de la Terra o altres cossos planetaris del sistema solar, cosa que significa que l’arribada d’aquests meteorits a la Terra hauria pogut tenir un paper fonamental en l’increment de la complexitat orgànica a favor de l’origen de la vida.
L’origen del primer organisme
Tot i que l’origen de la vida continua sent un misteri, avui sabem que els minerals que formen les condrites carbonàcies són capaces de sintetitzar àcids carboxílics de complexitat creixent, aminoàcids i totes les bases nitrogenades que conformen l’àcid ribonucleic (ARN), precursor del primer organisme viu: citosina (el bioisòster isocitocina), guanina, adenina i uracil.
El nostre treball també assenyala la importància del cicle de Krebs, amb un paper prebiòtic que ha estat promulgat per explicar la fixació d’òxids de carboni a l’atmosfera primitiva de la Terra.
A més a més, entre els productes orgànics catalitzats destaca l’aparició de glicina, N-formilglicina i alanina. L’evidència suggereix que apareixen en una síntesi a partir de la formamida del tipo Strecker. D’altra banda, a partir de la formilglicina, mitjançant un procés denominat formilació, es generarien la urea i la guanidina observades.
El paper de l’aigua
Aquell estudi va culminar més d’una dècada d’investigació al voltant del paper de l’aigua que va xopar els cossos predecessors de les condrites carbonàcies, estudi que vaig començar al Centre d’Astrobiologia i l’Institut de Geofísica i Física Planetària (IGPP) de la Universitat de Califòrnia (UCLA).
El nostre planeta es va formar a altes temperatures i els seus materials rocosos guarden més similitud amb les condrites d’enstatita i les condrites ordinàries que no compten amb aigua, a causa de l’escalfament que va atorgar la gran mida dels asteroides de què provenen.
No obstant això, les condrites carbonàcies acostumen a representar estadis més primigenis, menys afectats per l’alteració tèrmica que té lloc durant la seva transformació, cosa que afecta més a asteroides de cents de quilòmetres de diàmetre.
Aquesta és la raó per la qual els seus minerals són més reactius en presència de l’aigua, ja que els seus components (silicats, grans metàl·lics i sulfurs) preserven les condicions primordials en què es van condensar al voltant del Sol. Les condrites, en preservar les condicions primigènies al seu interior, ens porten un valuós missatge entorn de processos que podrien haver estat clau en els primers instants després de la formació dels planetes rocosos.
Mart, Europa o Encèlad van poder tenir condicions propícies per a la vida
En el cas de la Terra, la calor interna va produir la desgasificació de l’interior planetari per formar una atmosfera amb aigua i nitrogen, components clau per produir entorns hidrotermals que, en presència d’aquell flux meteorític, van formar un brou orgànic prebiòtic en el qual va poder sorgir la vida.
Però els nostres treballs indiquen que altres cossos planetaris també van poder contenir aquell brou orgànic primigeni, com ara Mart, Europa (lluna de Júpiter) o Encèlad (lluna de Saturn). En el cas de Mart, els dipòsits orgànics al voltant del cràter Gale apunten que aquella classe d’entorns hidrotermals van poder existir durant el Noaic (fa entre 4.100 i 3.400 Ma) i encara avui podrien contenir evidència «fòssil» d’aquella era.
Així, pot ser que estiguem davant del descobriment dels processos químics claus en l’origen de la complexitat de la matèria orgànica a l’univers, processos que han pogut produir-se o poden estar-se produint en altres llocs del cosmos que encara esperen a ser descoberts.
Aquesta notícia és una traducció de l'article publicat originalment en castellà al portal TheConversation.com.