Concepto artístico de meteoros que impactan la tierra antigua. Algunos científicos piensan que tales impactos pueden haber traído agua y otras moléculas útiles para la vida emergente en la Tierra. Créditos: Laboratorio de Imagen Conceptual del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA.

Los investigadores sugieren que los compuestos encontrados también estaban presentes en los comienzos de la Tierra, antes de que comenzara la vida.

El Cianuro y el monóxido de carbono, ambos son venenos mortales para los humanos, pero los compuestos que contienen hierro, cianuro y monóxido de carbono descubiertos en meteoritos ricos en carbono por un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Boise y la NASA, pueden haber ayudado a impulsar la vida en la Tierra primitiva. Los compuestos extraterrestres encontrados en los meteoritos se asemejan al sitio activo de las hidrogenases, que son enzimas que proporcionan energía a las bacterias y arqueas por descomposición del gas de hidrógeno (H2). Sus resultados sugieren que estos compuestos también estaban presentes en la Tierra primitiva, antes de que comenzara la vida, durante un período en el que la Tierra fue bombardeada constantemente por meteoritos y la atmósfera era probablemente más rica en hidrógeno.

«Cuando la mayoría de las personas piensan en el cianuro, piensan en películas de espías: un tipo que se traga una pastilla arroja espuma por la boca y luego muere, pero el cianuro es probablemente un compuesto esencial para construir moléculas necesarias para la vida», explicó la Dra. Karen Smith, investigadora principal en la Universidad Estatal de Boise, Boise, Idaho. Se cree que el cianuro, un átomo de carbono unido a un átomo de nitrógeno, es crucial para el origen de la vida, ya que está involucrado en la síntesis no biológica de compuestos orgánicos como aminoácidos y nucleobases, que son los bloques de construcción de proteínas y ácidos nucleicos utilizados por todas las formas de vida conocidas.

El investigador Smith es el autor principal de un artículo de esta investigación, publicado recientemente en Nature Communications. Smith, junto con el profesor asistente de Boise State, Mike Callahan, coautor del artículo, desarrollaron nuevos métodos analíticos para extraer y medir rastros antiguos de cianuro en meteoritos. Encontraron que los meteoritos que contienen cianuro pertenecen a un grupo de meteoritos ricos en carbono llamados condritas CM. Otros tipos de meteoritos analizados, incluido un meteorito marciano, no contenían cianuro.

“Datos recolectados por la nave espacial OSIRIS-Rex de la NASA, del asteroide Bennu, indican que está relacionado con las condritas de CM”, dijo el coautor Jason Dworkin del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. La nave “OSIRIS-REx entregará una muestra de Bennu para ser estudiada en la Tierra en el 2023. «Buscaremos estos compuestos para tratar de conectar a Bennu con meteoritos conocidos y comprender el suministro potencial de compuestos prebióticos como el cianuro, que pueden haber ayudado a comenzar la vida en la Tierra primitiva u otros cuerpos en el sistema solar».

El cianuro se ha encontrado antes en meteoritos. Sin embargo, en el nuevo trabajo, Smith y Callahan se sorprendieron al descubrir que el cianuro, junto con el monóxido de carbono (CO), se unieron con hierro para formar compuestos estables en los meteoritos. Identificaron dos complejos diferentes de Ciano-carbonilo de hierro en los meteoritos, utilizando cromatografía líquida de alta resolución-espectrometría de masas. «Una de las observaciones más interesantes de nuestro estudio es que estos complejos de hierro Ciano-carbonilo se parecen a partes de los sitios activos de hidrogenases, que tienen una estructura muy distinta», dijo Callahan.

Los meteoritos contienen compuestos metálicos y orgánicos que se asemejan a porciones de enzimas que se encuentran en bacterias y arqueas. CN es cianuro, CO es monóxido de carbono, Fe es hierro, Ni es níquel.

Las hidrogenases están presentes en casi todas las bacterias y arqueas modernas, y se cree que son de origen antiguo. Las hidrogenases son proteínas grandes, pero el sitio activo, la región donde se producen las reacciones químicas, es un compuesto orgánico-metal mucho más pequeño contenido dentro de la proteína, según Callahan. Este es el compuesto que se parece a los compuestos que contienen cianuro que el equipo descubrió en los meteoritos.

Un misterio permanente sobre el origen de la vida es, cómo podría haber surgido la biología a partir de procesos químicos no biológicos. Las similitudes entre los sitios activos en las enzimas de la hidrogenas y los compuestos de cianuro que el equipo encontró en los meteoritos, sugieren que los procesos no biológicos en los asteroides progenitores de los meteoritos y en la Tierra antigua podrían haber hecho moléculas útiles para la vida emergente.

Créditos: Smith et al. Comunicaciones de la naturaleza, 2019

“El Cianuro y el monóxido de carbono unidos a un metal son inusuales y raros en enzimas. Las hidrogenases son la excepción. Cuando comparas la estructura de estos complejos de hierro Ciano-carbonilo en meteoritos con estos sitios activos en hidrogenases, te preguntas si hubo un vínculo entre los dos”, agregó Smith. “Es posible que los complejos de hierro Ciano-carbonilo hayan sido un precursor de estos sitios activos y luego se hayan incorporado en proteínas hace miles de millones de años. Estos complejos probablemente también actuaron como fuentes de cianuro en la Tierra primitiva”.

La investigación fue financiada por el Instituto de Astrobiología de la NASA.  El equipo incluyó a Smith, Callahan y sus colegas de la Universidad de Penn State, la Universidad de Maryland y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Dante Lauretta es el investigador principal de la misión en la Universidad de Arizona. Lockheed Martin Space Systems en Denver está construyendo la nave espacial. OSIRIS-REx es la tercera misión en el Programa de Nuevas Fronteras de la NASA. De igual manera, la NASA está explorando nuestro Sistema Solar y más allá, descubriendo mundos, estrellas y misterios cósmicos cerca y lejos, con una poderosa flota de misiones espaciales y terrestres.

Fuente: NASA / Bill Steigerwald / Nancy Jones

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