A etanolamina forma parte dos fosfolípidos das membranas celulares. Agora investigadores do Centro de Astrobioloxía detectárona por primeira vez no espazo interestelar, nunha nube molecular da nosa galaxia, o que pode axudar a entender a evolución da capa protectora das primeiras células. Pola súa banda, outro equipo do CSIC atopou indeno, un hidrocarburo policíclico aromático, na nube de Tauro.
A aparición de membranas celulares representa un fito crucial na orixe e a evolución temperá da vida na Terra, xa que se encargan de manter unhas condicións estables no interior das células, protexendo tanto o material xenético como a maquinaria metabólica, ademais de regular o transporte de substancias. Aínda que esta capa de todas as células está feita de fosfolípidos, aínda hai un gran debate ao redor da súa natureza primixenia e á propia orixe dos fosfolípidos.
Agora un equipo científico internacional de astrofísicos, astroquímicos e bioquímicos, liderado polo investigador Victor M. Rivilla do Centro de Astrobioloxía (CAB, CSIC- INTA), acaba de facer un descubrimento de gran importancia para a astrobiología: a primeira detección no espazo de etanolamina (NH2 CH2 CH2OH), unha molécula que contén catro dos seis elementos químicos fundamentais para a vida. O estudo publícase na revista PNAS.
A etanolamina pode actuar como precursora do aminoácido glicina, e ademais forma parte dos fosfolípidos máis simples (e os segundos máis abundantes) que constitúen as membranas celulares.
O descubrimento desta importante molécula prebiótica produciuse concretamente na nube molecular G+0.693-0.027, situada preto do centro da nosa galaxia, utilizando para iso o radiotelescopio IRAM de 30 metros de diámetro de Pico Catavento (Selecta) e o de 40 metros do Observatorio de Yebes (Guadalaxara).
Como sinala Rivilla, “estes resultados suxiren que a etanolamina sintetízase eficientemente no espazo interestelar en nubes moleculares onde se forman novas estrelas e sistemas planetarios”. Os investigadores atoparon que a abundancia no medio interestelar da etanolamina en relación coa da auga indica que a primeira se formou probablemente no espazo e puido máis tarde ser transferida aos gránulos que forman os asteroides, dos cales proveñen os meteoritos.
“Sabemos que un amplo repertorio de moléculas prebióticas podería chegar á Terra primitiva a través do bombardeo de cometas e meteoritos”, sinala Izaskun Jiménez-Serra, investigadora do CAB e coautora do estudo.
“Estimamos que ao redor de mil billóns de litros de etanolamina poderían ser transferidos á Terra primitiva a través de impactos meteoríticos. Isto equivale ao volume total do lago Vitoria, o máis grande de África por área”, engade Jiménez-Serra.
Simulacións da Terra primitiva
Os experimentos que simulan as condicións químicas na Terra primitiva confirman que a etanolamina podería colaborar na produción dos fosfolípidos máis simples nesas épocas temperás do noso planeta.
Para o coautor Carlos Briones, investigador do CAB en bioquímica e bioloxía molecular, “a dispoñibilidade de etanolamina na Terra primitiva, xunto con glicerol, grupos fosfato e ácidos ou alcois graxos, puido contribuír á evolución das membranas celulares primitivas; e isto ten importantes implicacións non só para o estudo da orixe da vida na Terra, senón tamén noutros planetas e satélites habitables dentro do sistema solar ou en calquera parte do universo”.
O descubrimento da etanolamina vén sumarse ás importantes contribucións que fixo o CAB no campo da química no medio interestelar, incluíndo as primeiras deteccións no espazo doutras moléculas de gran interese astrobiolóxico, como a hidroxilamina ou o ácido tiofórmico.
A procura no medio interestelar de moléculas precursoras da química prebiótica continuará nos próximos anos. “Grazas á mellora da sensibilidade dos radiotelescopios actuais e os de próxima xeración, seremos quen de detectar no espazo moléculas cada vez máis complexas e que puideron dar lugar aos tres compoñentes moleculares básicos da vida: os lípidos (que forman as membranas), os ácidos nucleicos ARN e ADN (que conteñen e transmiten a información xenética), e as proteínas (que se encargan da actividade metabólica)”, sinala Rivilla, que conclúe: “Comprender como se forman estas sementes prebióticas no espazo podería ser clave para entender a orixe da vida”.
Detección recente de indeno
Pola súa banda, investigadores do Instituto de Física Fundamental ( IFF) do CSIC tamén confirmaron recentemente e por primeira vez a presenza inequívoca de indeno (c- C9 H8), un hidrocarburo policíclico aromático ( PAH, polas súas siglas en inglés), no medio interestelar. Concretamente nun lugar inesperado: a nube escura e fría de Tauro ou TMC-1.
Os PAH son compostos orgánicos formados por aneis, con moi mala fama na terra porque, no seu maior parte, son froito da combustión de petróleo e carbón e resultan tóxicos para o ser humano. Con todo, no espazo teñen outro papel que, a pesar de necesitar de confirmación, pode estar relacionado mesmo coa orixe da vida.
Nas observacións que se fan do medio interestelar hai unhas bandas infravermellas que, ata o de agora, non se sabía con certeza que podían ser. Barallábase a hipótese (desde hai máis de 40 anos) de que se tratase, precisamente, de hidrocarburos policíclicos aromáticos, pero faltaba a confirmación definitiva.
Nun principio pensábase que os PAH poderían formarse en envolturas circunestelares ao redor de estrelas evolucionadas. Estas estrelas atópanse nas etapas finais da súa vida e expulsan gran parte da súa materia ao medio interestelar. De feito, hai 20 anos detectouse por primeira vez benceno, anel aromático presente en multitude de PAH, nas rexións quentes e iluminadas por luz ultravioleta ao redor dunha estrela evolucionada, o cal facía pensar que a formación destes hidrocarburos require de temperaturas elevadas e de luz ultravioleta.
A presenza de PAH no medio interestelar, por tanto, tería unha orixe exógeno. Isto é, formaríase en ambientes circunestelares e serían posteriormente transportados ao medio interestelar mediante ventos estelares.
Con todo, a primeira detección levouse a cabo nun lugar imprevisto: o núcleo preestelar frío de TMC-1, que está ben protexido da radiación ultravioleta. Nesta contorna, ademais do indeno, detectouse a presenza de etinil ciclopropenilideno (c- C3 HCCH) e de ciclopentadieno ( c- C5 H6). Cabe sinalar que o ciclopentadieno e o indeno, moléculas formadas por aneis de cinco e seis átomos de carbono, son, a pesar do seu gran tamaño, excepcionalmente abundantes.
“Con estas observacións, non só queda demostrado definitivamente a presenza de PAH no medio interestelar, senón que se confirma que se forman in situ e a partir de moléculas menos complexas, é dicir, que non son transportadas desde outras contornas (por exemplo, sobre a superficie dos grans de po), senón que se forman segundo o que se denomina bottom-up, de abaixo cara arriba, a partir de moléculas máis pequenas que se van unindo na fase gasosa”, explica o investigador José Cernicharo, do IFF-CSIC e autor principal do estudo, publicado en Astronomy & Astrophysics.
Relación coa orixe da vida
Aínda que algunhas teorías relacionan aos PAH coa orixe da vida, aínda son necesarios máis estudos para corroborar o papel que puideron xogar na creación das nucleobases, as cales forman parte do ARN. Á espera de obter máis datos que poidan ou non confirmar esta posibilidade, este traballo supón un gran paso nos estudos que buscan explicar os mecanismos de formación de moléculas complexas, que seguen sendo, no seu maior parte, un misterio.
As observacións de TMC-1 tamén se levaron a cabo co radiotelescopio de 40 metros do Observatorio de Yebes, do Instituto Xeográfico Nacional (IGN), e foron posibles grazas a novos receptores construídos no marco dun proxecto europeo.
