Experimento radical revela cómo la química de la vida podría haber comenzado en el espacio profundo


Asumiendo que la vida en la Tierra evolucionó de una abundante sopa primordial condimentada con polvo espacial orgánico, es justo preguntarse cómo surgieron tales moléculas generadoras de vida en primer lugar. Ahora tenemos una idea mucho mejor, gracias a un nuevo experimento.

Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de EE. UU. Han demostrado cómo dos moléculas de carbono relativamente simples podrían combinarse alrededor de las estrellas para formar compuestos anillados llamados hidrocarburos aromáticos policíclicos, o HAP.

Son estas pequeñas estructuras en forma de panal las que dan el salto de cadenas simples de hidrocarburos a bloques de construcción más complejos que podríamos asociar con ácidos nucleicos y proteínas.

Ya sabemos que el espacio está espolvoreado con las cosas. De hecho, tanto como el 20 por ciento de todo el carbono en la Vía Láctea podría estar encerrado dentro de los HAP.

También tiene todos los componentes necesarios para construir materiales orgánicos más grandes, incluidas las estructuras esféricas 3D. como buckyballs.

Ya sea la biología realmente comenzó con tales moléculas todavía es un tema de debate. Al igual que las preguntas sobre cómo se pueden formar estos pequeños bloques de construcción intrigantes.

Afortunadamente, los químicos tienen muchas ideas. Algunas hipótesis hacen un trabajo adecuado al explicar ciertas variedades de HAP, pero luchan por explicar otras, a la vez que son demasiado lentas para explicar la gran masa de material que vemos en el medio interestelar.

Una hipótesis sugiere que algunas especies de carbono de vida corta con electrones no apareados, moléculas conocidas como radicales libres, podrían colisionar en las condiciones adecuadas para construir los tipos correctos de estructuras anilladas a una velocidad significativa.

Es una buena idea, pero encontrar pruebas sólidas de este camino teórico no ha estado exento de desafíos.

"Esto es algo que la gente ha intentado medir experimentalmente a altas temperaturas, pero no lo ha hecho antes". dijo Musahid Ahmed, químico en la División de Ciencias Químicas de Berkeley Lab.

Para probar la idea, los investigadores introdujeron el radical de carbono de anillo único 1-indenilo en un radical metilo. Esto tuvo lugar en un ambiente calentado a aproximadamente 1.150 grados Celsius (aproximadamente 2.105 grados Fahrenheit).

Un dispositivo conocido como espectrómetro de masas de tiempo de vuelo reflectron midió el chorro que salía del reactor a alta velocidad, detectando una forma básica de HAP con solo 10 átomos de carbono unidos como un par de anillos conocidos como naftalina

.

Para la mayoría de nosotros, es lo que le da mal olor a las bolas de polilla. Para los químicos, es un posible punto de partida para una química interestelar genial.

"Durante varias décadas, se ha especulado que las reacciones radicales a radicales forman estructuras aromáticas en las llamas de combustión y en el espacio profundo, pero no ha habido mucha evidencia para apoyar esta hipótesis". dijo el químico Ralf I. Kaiser de la Universidad de Hawai.

Demostrar una prueba de concepto como esta es un paso significativo para trazar una línea desde la física fundamental de la formación de carbono hasta el surgimiento de la química viva.

Es importante destacar que no necesariamente refuta otros modelos que podrían explicar la formación de HAP. El mismo equipo de investigación ha identificado previamente una serie de vías que justifican una mayor investigación.

"Podría ser todo lo anterior, de modo que no sea solo uno". dijo Ahmed. "Creo que eso es lo que hace que esto sea interesante".

Si bien podemos ser perdonados por los orígenes estelares de la vida que mantienen nuestro interés, la formación de pequeños anillos de carbono también tiene implicaciones para nuestra salud aquí en la Tierra.

Desde quemar combustibles y lubricantes de hidrocarburos en motores de automóviles hasta chisporroteo de tocino En la barbacoa familiar, los HAP también se generan en cantidades en nuestro entorno inmediato.

Desafortunadamente para los amantes de las carnes a la brasa, estas moléculas también son bastante malas para nosotros, causando una variedad de condiciones de salud graves, incluyendo cáncer.

Aprender más sobre cómo se generan podría darnos suficiente información para encontrar formas de limitar su producción.

Esta investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.

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