Este asteroide está revelando secretos sobre el origen de la vida en la Tierra

El 20 de octubre de 2020, un robot recogió cuidadosamente 121.6 gramos de la tierra más cara del Sistema Solar. Ese robot, una nave espacial de la NASA llamada OSIRIS-REx, había pasado dos años de camino hacia su encuentro con el asteroide cercano a la Tierra Bennu y dos más observándolo.

Su misión, con un costo de 1160 millones de dólares, consistía en recuperar una muestra de la extraña superficie de Bennu, formada por guijarros espaciales poco compactos, y traerla de vuelta a la Tierra. La misión fue un éxito y, el 24 de septiembre de 2023, OSIRIS-REx dejó caer su cápsula con la muestra cuidadosamente empaquetada a través de la atmósfera terrestre, donde la esperaban ansiosos los científicos.

Bennu y un puñado de asteroides especiales como él son objetos antiguos, restos de los primeros momentos de la formación de los planetas en nuestro Sistema Solar. La muestra que trajo OSIRIS-REx contiene minerales que se formaron en el agua y una deslumbrante diversidad de compuestos orgánicos que contienen carbono.

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En nuestro planeta, los compuestos orgánicos son la esencia de la vida. Pero también lo son en el espacio: los astrónomos y los científicos planetarios están encontrando compuestos orgánicos prácticamente en todas partes, desde frías nubes de polvo interestelar hasta lunas heladas y asteroides como Bennu. 

El retorno de muestras ha revelado que Bennu alberga una auténtica variedad de compuestos orgánicos, entre los que se incluyen aminoácidos y otras moléculas simples que se unen en la vida para formar una compleja maquinaria biológica. Y el mes pasado, los científicos descubrieron en Bennu azúcares que desempeñan un papel fundamental en la biología. Algunos científicos creen que estas pistas son un indicio de que las materias primas de la vida en la Tierra pueden haber caído del cielo.

OSIRIS-REx no es la única misión de retorno de muestras de asteroides. Le sigue una iniciativa japonesa, Hayabusa2, que en 2020 trajo 5.4 gramos de roca de otro antiguo asteroide llamado Ryugu. Al recuperar especímenes prístinos de estas cápsulas del tiempo cósmicas, los científicos están revelando nuevos detalles sobre la historia de nuestro propio planeta y sobre dónde y cómo pudo haber surgido la vida en el Sistema Solar.

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Lo que los meteoritos pueden revelar sobre el origen de la vida

Algunas de nuestras mejores pistas sobre los primeros días del Sistema Solar provienen de los meteoritos, o rocas espaciales que cayeron a la Tierra. Menos del 5 % de los meteoritos pertenecen a una clase especial llamada condritas carbonáceas, que son prácticamente tan antiguas como el propio Sistema Solar. Contienen agua ligada a la roca y diversas moléculas orgánicas, desde aminoácidos hasta componentes simples del ADN. Las condritas carbonáceas son como una instantánea de los procesos químicos que tuvieron lugar en los inicios del Sistema Solar y que sentaron las bases para el origen de la vida.

“Por eso hemos utilizado los meteoritos condríticos como clave para comprender la formación del Sistema Solar y de los planetas”, explica el cosmoquímico Shogo Tachibana, de la Universidad de Tokio, que dirigió el análisis de muestras de la misión Hayabusa2. “Pero los meteoritos siempre están sujetos a la contaminación terrestre”.

Antes de llegar a los laboratorios, los meteoritos soportan una caída abrasadora a través de la atmósfera terrestre y, a menudo, permanecen en la superficie durante años o milenios. Están expuestos a los elementos y a nuestro aire químicamente reactivo y rico en oxígeno. Además, la Tierra es húmeda y está llena de vida, por lo que la contaminación es un gran problema, especialmente para los científicos que buscan indicios de agua antigua o moléculas orgánicas.

La devolución de muestras elimina el problema de la contaminación. También es nuestra mejor forma de comprobar los métodos telescópicos que utilizan los científicos para estudiar los millones de asteroides del Sistema Solar que nunca visitaremos con naves espaciales.

Es tranquilizador que las muestras devueltas de Bennu y Ryugu se parezcan mucho a las condritas carbonáceas más primitivas. Pero también han revelado muchas sorpresas que demuestran la importancia de las verdades sobre el terreno.

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Por ejemplo, cada aminoácido tiene una versión “diestra” y otra “zurda”; son imágenes especulares entre sí. La mayoría de los procesos naturales producen una mezcla al 50 % de estas dos versiones. Pero la vida es exclusivamente zurda, por razones que los científicos aún no comprenden.

Estudios anteriores sugerían que los meteoritos primordiales contienen versiones ligeramente más zurdas, por lo que los científicos se preguntaban si la vida podría haber heredado su lateralidad de moléculas que se formaron en el espacio. Pero un análisis cuidadoso de las muestras de Ryugu y Bennu no mostró ningún sesgo hacia los aminoácidos zurdos o diestros, por lo que, incluso si las moléculas orgánicas del espacio desempeñaron un papel en el origen de la vida, la biología probablemente adquirió su “lateralidad” en la Tierra.

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Pistas sobre el origen de los océanos

Los científicos también han detectado minerales en las muestras de Bennu y Ryugu que contienen pistas sobre uno de los misterios más perdurables de la ciencia planetaria.

“¿Por qué nos convertimos en un mundo oceánico con esta atmósfera y el origen de la vida?”, pregunta Dante Lauretta, científico planetario de la Universidad de Arizona e investigador principal de OSIRIS-REx.

Probablemente, el material rocoso que formó nuestro mundo era bastante seco. Los planetas se formaron a partir de un disco de gas y polvo que giraba alrededor del joven Sol, y hacía demasiado calor para que nada más que la roca se solidificara en la región del disco que se convirtió en la Tierra. Pero más lejos, hacía menos calor. Más allá de una “línea de nieve” situada en algún lugar entre las órbitas actuales de Marte y Júpiter, el agua podía congelarse y acumularse en forma de hielo sólido en los planetas nacientes y otros objetos.

Los científicos creen en general que al menos parte del agua de la Tierra tuvo que provenir de más allá de la línea de nieve, de materiales como Bennu y Ryugu. Y las muestras traídas de estos trozos de escombros espaciales pintan un nuevo y sorprendente panorama de lo que eso podría significar: es posible que la Tierra recibiera parte de su agua de trozos de mundos oceánicos muertos.

Tanto Bennu como Ryugu contienen arcillas que incluyen abundante serpentina, un mineral que se forma en el fondo marino y por debajo de él, donde el agua reacciona con las rocas del interior de la Tierra. Estos asteroides son fragmentos de objetos que quedaron reducidos a pedazos por violentas colisiones planetarias en los inicios del Sistema Solar. Es posible que estos objetos fueran simplemente bolas de polvo fangoso atravesadas por grietas llenas de agua. Pero Lauretta cree que el origen original de Bennu y Ryugu podría haber sido más parecido al de Encélado o Europa, lunas heladas de Saturno y Júpiter que tienen océanos de agua salada.

Otras pistas sobre el pasado acuático de los asteroides se encuentran en los frágiles minerales evaporíticos de las muestras, que probablemente se formaron en Bennu y Ryugu cuando el agua muy salada se evaporó hace mucho tiempo. Estos minerales se disuelven fácilmente en el agua, por lo que son muy raros en los meteoritos. Algunos nunca se habían detectado antes en meteoritos, reconoce la científica planetaria Bethany Ehlmann, de la Universidad de Colorado en Boulder.

Además de los hallazgos minerales únicos, la muestra de Bennu también contenía abundante amoníaco, una molécula simple que contiene nitrógeno. Es posible que las moléculas orgánicas de Bennu, especialmente los aminoácidos, se formaran mediante reacciones en un fluido rico en amoníaco. Y se han detectado minerales que contienen amoníaco en la superficie de Ceres, un planeta enano del cinturón de asteroides, detalla Ehlmann. Esto resulta desconcertante, ya que la “línea de nieve” del amoníaco se encuentra aún más lejos que la del agua, más allá de la órbita de Saturno.

“Esto es extraño”, reconoce la científica planetaria. “El sistema solar exterior ha lanzado más material hacia la Tierra de lo que pensábamos anteriormente. Hay algo en la dinámica del sistema solar primitivo que estamos viendo en la composición de estos objetos y que no entendemos”.

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Cómo comenzó la vida y cómo podría ser fuera de la Tierra

El agua y otros materiales del sistema solar exterior no son lo único que asteroides como Bennu y Ryugu pueden haber traído a la Tierra y a otros mundos. Ambos cuerpos abundan en moléculas orgánicas simples que también se encuentran en la vida.

“Cada vez hay más pruebas de que la mayoría, si no todos, los componentes básicos de la vida pueden formarse a través de múltiples vías en el espacio y en la superficie de los planetas”, señala el geoquímico orgánico Ángel Mojarro, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, cuyo equipo ha encontrado recientemente triptófano (un aminoácido presente en la vida que nunca antes se había detectado en meteoritos o muestras traídas del espacio) en muestras de Bennu. Con las mismas materias primas disponibles prácticamente en todas partes, añade, “mi hipótesis es que, si hay vida en otros lugares, será muy similar a la vida en la Tierra”.

El análisis de Mojarro encontró 15 de los 20 aminoácidos utilizados para fabricar proteínas y las cinco “letras” moleculares del alfabeto del ADN en Bennu. Y la reciente incorporación de azúcares a la lista de compuestos orgánicos por parte de otro equipo incluyó la ribosa, el único componente azucarado del ARN, primo del ADN.

El ARN es fundamental en una de las principales hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra. “Es posible que la primera forma de vida se organizara únicamente a partir del ARN. Ni ADN, ni proteínas, solo ARN”, afirma Yoshihiro Furukawa, de la Universidad de Tohoku, quien dirigió el estudio sobre los azúcares.

En conjunto, los hallazgos muestran que la geoquímica que se desarrolló en el interior de los antiguos asteroides produjo las materias primas de las proteínas y el ARN. Pero aún estamos muy lejos de remontarnos a un asteroide para encontrar las raíces del árbol de la vida.

Sabemos que la Tierra primitiva fue bombardeada por rocas espaciales, pero ni siquiera lanzar montañas de azúcar puro al océano serviría para endulzarlo. A menos que las moléculas orgánicas que cayeron a la Tierra acabaran concentrándose de alguna manera en algún lugar, no podrían cobrar vida.

El misterio del origen de la vida no es un ingrediente mágico que falta: gracias a los estudios de meteoritos, los experimentos de laboratorio, las observaciones con telescopios y ahora la recolección de muestras, sabemos que las moléculas orgánicas simples se forman fácilmente en todo el cosmos. El verdadero misterio es el proceso por el cual esas moléculas orgánicas se organizan en vida, y el entorno que permite esta transformación.

Aun así, independientemente de si la vida se formó originalmente a partir de bloques de construcción celestiales o de moléculas orgánicas que se formaron en la Tierra, la recolección de muestras de asteroides sigue aportando lecciones a los científicos sobre cómo las rocas dan origen a la biología. Las moléculas orgánicas de Bennu y Ryugu se formaron en entornos similares a las fuentes hidrotermales de las profundidades marinas, que algunos científicos consideran que podrían haber sido la cuna primordial de la vida.

“Lo que tenemos de las muestras de Bennu es un entorno en el que no había biología, en el que solo tenían lugar procesos geológicos. Eso nos da una idea del tipo de química orgánica que probablemente tenía lugar en las antiguas fuentes hidrotermales de la Tierra primitiva”, apunta Lauretta. “Podemos utilizar eso para empezar a poner a prueba hipótesis sobre el origen de la vida”.