una nueva definición de la vida y sus orígenes

La “teoría del montaje”, ¿una nueva definición de la vida? Según un estudio publicado en NaturalezaComunicaciones, la vida es mucho más que un estado binario que define algo como vivo o no vivo. Una teoría reciente llamada “teoría del montaje” redefine la noción misma de vida. Muestra que para comprender las moléculas complejas que componen los seres vivos, es necesario tener en cuenta toda la historia de la creación de estas moléculas.

El problema de buscar vida en otra parte

Sara Imari Walker es astrobióloga en la Universidad Estatal de Arizona. Lee Cronin es químico de la Universidad de Glasgow. Según ellos, la teoría del ensamblaje puede ayudar a los investigadores a encontrar vida en otros planetas.

En biología, un ser vivo se define como una entidad que se reproduce a sí misma, que reacciona a su entorno, que tiene una metabolismo lo que le permite sintetizar y degradar moléculas y consume energía. De acuerdo con este modelo binario, podemos considerar una entidad como viva o no viva.

Si la vida existe en otros mundos, en otras partes del Universo, esta definición puede no coincidir. Nada dice que la biología extraterrestre, si existe, consta de los mismos elementos que la biología que conocemos en la Tierra. Las moléculas de vida, como el ADN y las proteínas, pueden no existir en otros sistemas vivos. También significa que es posible que los astrónomos ya hayan descubierto firmas de estas formas de vida extraterrestre. Por otro lado, no sabían que eran el resultado de una biología que termina por no usar la misma química que la Tierra.

Esta reflexión no es hipotética. En 2027, la NASA planea lanzar la sonda espacial Dragonfly. Su objetivo será sobrevolar la superficie de Titán, una de las lunas de Saturno. El lugar inhóspito es un mundo brumoso. Consiste en una atmósfera rica en carbono y una superficie compuesta por muchos lagos de hidrocarburos. A primera vista, un lugar inadecuado para la vida tal como la conocemos. Pero, ¿quién nos dice que no existe otra forma de vida basada en otra química? ¿Cómo identificar estas moléculas?

>>Lee también: ¿Cuándo apareció la vida en la Tierra?

Un método general para identificar moléculas producidas por seres vivos.

La espectrometría de masas permite identificar moléculas midiendo su masa.
Créditos: S. Singha/Shutterstock

Para responder a estas preguntas, los dos investigadores proponen una teoría. Según este último, las formas de vida pueden existir en otros lugares de otros planetas. Luego producen moléculas cuya complejidad química es similar a la de la vida en la Tierra.

Para usar otros términos, esta teoría, llamada “teoría de ensamblaje”, predice que las moléculas producidas por cualquier sistema biológico deben ser más complejas que las moléculas creadas por procesos no orgánicos.

Esta “teoría del ensamblaje” se basa en la suposición de que los objetos complejos resultan de la combinación de muchos objetos más simples. Según esta teoría, es posible medir la complejidad de una molécula determinando su índice de ensamblaje (AI). Para ello, examinamos el número de pasos necesarios para sintetizarlo a partir de sus elementos iniciales.

Los investigadores utilizaron una base de datos de estructuras químicas. Usando esto, desarrollaron una forma de calcular el número mínimo de pasos necesarios para hacer moléculas complejas. Determinaron que, para moléculas pequeñas, la IA es proporcional a la peso molecular. Sin embargo, esto no funciona para moléculas más grandes. Este es particularmente el caso de cualquier cosa más allá del tamaño de los péptidos.

Para estas moléculas grandes, los científicos usan espectrometría de masas para estimar el índice de ensamblaje. La espectrometría de masas es una técnica analítica. Permite determinar las masas moleculares y, por tanto, la identificación de moléculas, separándolas en iones que se detectan.

>>Lee también: ¿Cómo apareció la vida en nuestro planeta?

Teoría de ensamblaje: el análisis de una serie de compuestos orgánicos e inorgánicos

Los científicos han analizado toda una gama de compuestos orgánicos e inorgánicos de la Tierra, pero también del espacio. Estos compuestos incluyen bacterias Escherichia coli, levadura… También hay orina, agua de mar, medicina, cerveza, whisky y meteoritos. Los científicos los analizaron en un espectrómetro de masas. Buscaron identificar las moléculas que los componen. Para ello, calcularon su índice de ensamblaje molecular (IA). Por lo tanto, determinaron la menor cantidad de pasos necesarios para “reensamblar” estos compuestos a partir de sus componentes moleculares básicos.

Los investigadores obtuvieron los siguientes resultados. Para todos los compuestos biológicos, el índice de ensamblaje fue mayor a 15. Por otro lado, para todos los compuestos inorgánicos o abióticos, este índice de ensamblaje fue menor a 15.

Los compuestos con un índice de ensamblaje superior a 15 podrían ser fácilmente una molécula procedente de una célula o un medicamento elaborado en un laboratorio, pero aún así un compuesto orgánico. Por el contrario, todos los compuestos inorgánicos nunca superan un índice de ensamblaje de 15.

La ventaja de este sistema de detección de vida basado en índices de ensamblaje es que no requiere que los materiales orgánicos que se pueden detectar en otras partes del Universo estén hechos de los mismos materiales basados ​​en carbono que conocemos en la Tierra.

Este enfoque general de la vida también es indiferente a si la vida extraterrestre recién comienza a surgir en algún lugar del Universo o se encuentra en una etapa tecnológica más allá de los seres humanos.

>>Lee también: ¿Por qué la vida se basa en el carbono?