Compuesto químico resistente a bajas temperaturas podría permitir la vida en Titán

Compuesto químico resistente a bajas temperaturas podría permitir la vida en Titán
Simulaciones en computadores revelan que un compuesto hallado en la luna más grande de Saturno sería capaz de formar una membrana flexible y resistente a la congelación que podría encapsular células y organelos.  

Por Diana Crow

Este hallazgo computacional podría tener implicancias duraderas para los científicos que estudian la geoquímica de Titán. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI

Astrobiólogos y científicos planetarios tienen una idea bastante buena de qué compuestos químicos pueden indicar la presencia de vida dependiente de oxígeno para respirar y vinculada al agua; esto en caso de ser como nosotros. Cuando se trata de mundos como Titán, la luna de Saturno, sin embargo, donde las temperaturas son demasiado frías para la bioquímica del agua, es mucho más difícil saber qué sustancias químicas podrían indicar la existencia de la vida a base de hidrocarburos.

Un equipo de la Universidad de Cornell puede haber encontrado un químico plausible de ser objeto de búsqueda por futuras misiones a Titán. El estudio de simulación por computadora, publicado el 27 de febrero en Science Advances, halló que el acrilonitrilo, un hidrocarburo que se sabe que se forma en la atmósfera de Titán, puede organizarse en una estructura que tiene la misma dureza y flexibilidad de las membranas que envuelven a las células en la Tierra y forman las coberturas de organelos como las mitocondrias y el núcleo.

Este hallazgo computacional podría tener implicancias duraderas para los científicos que estudian la geoquímica de Titán. Para muchos expertos planetarios es su luna favorita. Como la Tierra, Titán tiene una atmósfera densa con nubes, y en su superficie tiene montañas, lechos de ríos y mares líquidos. De hecho, Titán sería probablemente el lugar más prometedor, más que Europa, para buscar vida extraterrestre en el Sistema Solar, si no fuera por sus bajas temperaturas.

Titán es demasiado frío para la vida tal como la conocemos. Debido a la temperatura en su superficie (-179 Celsius), los fosfolípidos —compuestos químicos que forman las membranas celulares— y las soluciones a base de agua que rellenan las células serían sólidos congelados. Cualquier tipo de vida que haya evolucionado en la superficie de Titán debería estar compuesta por un conjunto muy diferente de sustancias químicas.

En el modelo de computadora desarrollado por el equipo, los acrilonitrilos formaron bolas huecas (llamadas azotosomas) que se comportan, incluso en el frío, de un modo muy parecido a las bolas huecas terrestres hechas de fosfolípidos (llamadas liposomas) que componen las membranas de nuestras células y organelos. Como los liposomas, los azotosomas pueden doblarse en muchas formas diferentes y podrían actuar como una barrera entre el interior y el exterior de las burbujas que forman, evitando que la mezcla de etano-metano de los mares de Titán penetre en la encapsulación. (Debido a que este estudio es el primero en su tipo, no sabemos mucho acerca de qué hidrocarburos podrían estar dentro de los azotosomas).

El grado de similitud entre los azotosomas hipotéticos y los liposomas de la Tierra fue una sorpresa para los investigadores. “No soy bioquímico, así que realmente no sabía lo que estaba buscando [al principio]”, dice James Stevenson, estudiante de posgrado de ingeniería química que desarrolló las simulaciones por computadora. “Y cuando hice los cálculos —¡qué sorpresa!” Los azotosomas simulados a la temperatura de Titán eran tan elásticos como los liposomas a temperaturas terrestres. Debido a que la flexibilidad y la capacidad de soportar pinchazos y torsiones son cruciales para la evolución de la conducta celular compleja, los azotosomas podrían potencialmente ser una estructura muy útil para la vida alienígena hipotética en mares y lagos de etano-metano como los de Titán.

Este estudio demuestra que, “por lo menos en una simulación por computadora, se pueden construir estructuras de un tamaño y geometría [más o menos] equivalente a los contenedores que estaban en la Tierra cuando comenzó la vida”, dice el físico planetario y coautor del estudio, Jonathan Lunine. “Se puede hacer con materiales que sabemos que están presentes en Titán... así que hemos dado potencialmente un paso hacia la evolución de la vida bajo las condiciones de Titán”.

La ingeniera química y coautora Paulette Clancy compara el hecho de saber cómo podría formarse la vida en Titán en ausencia de agua líquida con “tratar de hacer un omelette sin huevos. De alguna manera redefine cómo piensas en relación con el omelette”, dice ella.

Los científicos no sabrán si el acrilonitrilo sobre la superficie de Titán realmente forma las estructuras de los azotosomas, y menos si esas estructuras son componentes de la vida, salvo que enviemos otra sonda y se investigue la química de los mares de hidrocarburos con más detalle.

“Titán está literalmente inundado de compuestos orgánicos, pero es imposible separarlos de forma remota”, escribió en un correo electrónico Ralph Lorenz, científico de la NASA que diseña y construye sondas de exploración planetaria y que no participó en este estudio. “Es necesario posarse en el terreno, tomar muestras del material y usar instrumentos sofisticados para análisis químicos (como los de Curiosity, el rover en Marte) para ver la complejidad de los compuestos y si pueden ejecutar alguna de las funciones de la vida”.

Lorenz y sus colegas han propuesto algunos diseños para submarinos automatizados o sondas con forma de torpedo que podrían explorar remotamente los mares de Titán, pero esas misiones aún demorarán varias décadas.

Además, incluso si las agencias espaciales comenzaran de inmediato a construir una nave para una misión a Titán sería imposible llegar hasta allí antes de que la rotación estacional de Saturno haga que el hemisferio norte de la luna sea inaccesible para la comunicación directa con la Tierra. Los mares de hidrocarburos se concentran en el hemisferio norte de Titán, y debido a que ese hemisferio no estaría mirando a la Tierra, cualquier misión a Titán durante la década de 2020 requerirá un compañero orbitador que pueda transmitir señales a nuestro planeta. Los orbitadores son caros, así que probablemente no seremos capaces de analizar los mares de hidrocarburos de Titán hasta la década de 2030.

Mientras tanto, los azotosomas de Titán seguirán siendo algo hipotético. Sin embargo, mirándolo del lado positivo, cuando la próxima misión llegue efectivamente a Titán, se tendrá una idea mucho más precisa de los compuestos químicos que se deberán buscar. 


http://www.scientificamerican.com/espanol/noticias/ultracold-resistant-chemical-on-titan-could-allow-it-to-harbor-life/