Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han hecho una nueva contribución a la búsqueda continua de la posibilidad de vida en Titán, la luna más grande de Saturno. Utilizando cálculos de mecánica cuántica, han demostrado que los azotosomas, una alternativa propuesta a las membranas celulares,no se pudo formar bajo las condiciones allí. Su investigación se publica en la revista Avances científicos .
Titán, la luna más grande de Saturno, tiene una superficie dinámica, con lluvias estacionales, y lagos y mares en sus regiones polares, así como una densa atmósfera rica en nitrógeno. Estas similitudes con la Tierra han llevado a muchos a considerar la posibilidad de vidaallí. Sin embargo, los líquidos en Titán no son agua, sino mares de metano y etano, y la temperatura de la superficie es de alrededor de -180 C. Las membranas lipídicas, del tipo común a la vida en la Tierra, no podrían funcionar en tales condiciones.investigadores que buscan signos de vida en Titán para contemplar formas alternativas de membrana celular que puedan tolerar estos extremos. Una de esas formas alternativas, sugerida por un equipo de la Universidad de Cornell, se llama 'azotosoma'.
La idea de los azotosomas ha ganado fuerza en el campo de la astrobiología, y se ha demostrado computacionalmente que tales estructuras sobrevivirían a las condiciones en Titán. Se propuso que el azotosoma se formara a partir del compuesto orgánico acrilonitrilo, que luego se confirmó queexistir en Titán
"Titán es un lugar fascinante para probar nuestra comprensión de los límites de la química prebiótica, la química que precede a la vida. ¿Qué estructuras químicas, o posiblemente biológicas, podrían formarse, dado el tiempo suficiente bajo condiciones tan diferentes? La sugerencia de los azotosomas fueuna propuesta realmente interesante para una alternativa a las membranas celulares tal como las entendemos ", dice Martin Rahm, profesor asistente del Departamento de Química e Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Chalmers.
"Pero nuestro nuevo trabajo de investigación muestra que, desafortunadamente, aunque la estructura podría tolerar los extremos de Titán, no se formaría en primer lugar", explica.
Utilizando cálculos mecánicos cuánticos avanzados, los investigadores compararon la energía de la membrana azotosómica propuesta incrustada en metano con la de la forma de cristal molecular del acrilonitrilo, su hielo molecular. Descubrieron que cada bloque de construcción agregado al azotosoma aumentó su energía significativamente, haciendo que su formación sea progresivamente menos probable termodinámicamente. Llegan a la conclusión de que, si bien los azotosomas podrían sobrevivir en Titán, no se autoensamblarían en tales condiciones. En cambio, el acrilonitrilo se cristalizaría en su hielo molecular.
A pesar de los resultados 'negativos' de su trabajo, Martin Rahm considera que el estudio, que se realizó junto con la estudiante de doctorado Hilda Sandström, proporciona información muy valiosa para la investigación en curso en astrobiología.
"Con este trabajo esperamos contribuir a la discusión en curso sobre los límites de la química y la biología en extremos ambientales. Aunque hemos demostrado que el acrilonitrilo no es un componente viable para las membranas celulares viables en Titán, ahora tenemos una mejor comprensiónde los límites ambientales para las membranas celulares. Titan es un entorno muy interesante y único con muchas preguntas sin responder y posibilidades por explorar ", explica.
Su trabajo también es un paso importante para demostrar el potencial de la astrobiología computacional, que ofrece la oportunidad de evaluar, antes de los experimentos o el muestreo, si una estructura o proceso en particular podría ser una firma biológica, un marcador de biología potencial.
El interés en la astrobiología en Titán es muy alto en la comunidad científica, tanto es así que en 2026, la NASA lanzará la nave espacial Dragonfly de mil millones de dólares, que hará el viaje de 8 años a Titán para investigar su superficie.pasar alrededor de 3 años volando a diferentes lugares alrededor de la luna, evaluando las condiciones de habitabilidad, química prebiótica y buscando signos de vida pasada y presente.
La probabilidad de vida en Titán y otros mundos similares
Si bien enfatizan que la vida en las condiciones extremas que se encuentran en Titán y en otros mundos similares es muy poco probable, los investigadores, sin embargo, consideran otra posibilidad. Ellos plantean la hipótesis de que tal vez las membranas celulares no son una necesidad para la vida en todas partes, como vemos que sonen nuestra tierra.
Una función crucial de las membranas celulares en la Tierra es proteger el contenido de una célula para que no se diluya y se destruya en grandes cuerpos de agua líquida. Sin embargo, en la superficie de Titán, cualquier biomolécula hipotética con vida existiría en estado sólido, debido a la baja temperatura, y nunca arriesgarse a tal destrucción por disolución.
Debido a que las biomoléculas hipotéticas en Titán serían inmóviles, tendrían que depender de la difusión de pequeñas moléculas energéticas, como el gas de hidrógeno o el acetileno, para alcanzarlas antes de que pudieran crecer o replicarse. Estas moléculas tendrían que transportarse a través deatmósfera circundante o mediante hidrocarburos líquidos, y una membrana, en este caso, dificultaría la difusión deseada. Una membrana probablemente sería un obstáculo similar en la dirección opuesta, para la eliminación necesaria de productos de desecho del metabolismo de la biomolécula.
"¿Se puede preguntar cuál sería el beneficio de tener membranas celulares en condiciones tan diferentes?", Explica Martin Rahm.
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Chalmers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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