La vida podría ser común en todo el universo, pero no en nuestra región

Los componentes básicos de la vida pueden, y lo hicieron, ensamblarse espontáneamente en las condiciones adecuadas. Eso se llama generación espontánea, o abiogénesis. Por supuesto, muchos de los detalles permanecen ocultos para nosotros y simplemente no sabemos exactamente cómo sucedió todo. O con qué frecuencia podría suceder.

Las religiones del mundo tienen diferentes ideas de cómo apareció la vida, por supuesto, e invocan las manos mágicas de varias deidades sobrenaturales para explicarlo todo. Pero esas explicaciones, a la vez que cuentos coloridos, nos dejan a muchos insatisfechos. ‘¿Cómo surgió la vida?’ es una de las preguntas más convincentes de la vida, y una con la que la ciencia lucha continuamente.

Tomonori Totani es un científico que encuentra esa pregunta convincente. Totani es profesor de Astronomía en la Universidad de Tokio. Ha escrito un nuevo artículo titulado “Emergencia de la vida en un universo inflacionario.” Está publicado en Nature Scientific Reports.

El trabajo del Prof. Totani se basa en gran medida en un par de conceptos. El primero es la gran edad y tamaño del Universo, cómo se infla con el tiempo y la probabilidad de que ocurran los eventos. El segundo es ARN; específicamente, qué tan larga debe ser una cadena de nucleótidos para «esperar una actividad de autorreplicación», como dice el documento.

El trabajo de Totani, como casi todos los trabajos sobre abiogénesis, analiza los componentes básicos de la vida en la Tierra: ARN o ácido ribonucleico. El ADN establece las reglas sobre cómo toman forma las formas de vida individuales, pero el ADN es mucho más complejo que el ARN. El ARN es aún más complejo, en órdenes de magnitud, que los productos químicos y las moléculas en bruto que se encuentran en el espacio o en la superficie de un planeta o una luna. Pero su simplicidad en comparación con el ADN hace que sea más probable que ocurra a través de la abiogénesis.

También hay una teoría en la evolución que dice que aunque el ADN lleva las instrucciones para construir un organismo, es el ARN el que regula la transcripción de las secuencias de ADN. Se llama Evolución basada en ARN, y dice que el ARN está sujeto a la selección natural darwiniana, y también es heredable. Esa es parte de la razón detrás de mirar el ARN frente al ADN.

ARN de doble cadena. Crédito de la imagen: Por Supyyyy – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=69928834

El ARN es una cadena de sustancias químicas conocidas como nucleótidos. Algunas investigaciones muestran que una cadena de nucleótidos debe tener al menos 40 a 100 nucleótidos antes de que pueda existir el comportamiento de autorreplicación llamado vida. Con el tiempo, suficientes nucleótidos pueden formar una cadena para cumplir con ese requisito de longitud. Pero la pregunta es, ¿ha habido suficiente tiempo en la vida del Universo? Bueno, estamos aquí, así que la respuesta debe ser sí, ¿no es así?

Pero espera. Según un comunicado de prensa que anuncia este nuevo artículo, «… las estimaciones actuales sugieren que el número mágico de 40 a 100 nucleótidos no debería haber sido posible en el volumen de espacio que consideramos el universo observable».

La clave aquí es el término ‘universo observable’.

<Click to Enlarge> Mapa logarítmico del universo observable.  De izquierda a derecha, las naves espaciales y los cuerpos celestes están ordenados según su proximidad a la Tierra.  Crédito de la imagen: por Pablo Carlos Budassi – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74584660″ class=»wp-image-145322″ width=»586″ height=»143″  /></a><figcaption><Click to Enlarge> Mapa logarítmico del universo observable.  De izquierda a derecha, las naves espaciales y los cuerpos celestes están ordenados según su proximidad a la Tierra.  Crédito de la imagen: por Pablo Carlos Budassi – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74584660</figcaption></figure>
<p>“Sin embargo, hay más en el universo que lo observable”, dijo Totani.  “En la cosmología contemporánea, se acepta que el universo experimentó un período de rápida inflación que produjo una vasta región de expansión más allá del horizonte de lo que podemos observar directamente.  Factorizar este mayor volumen en modelos de abiogénesis aumenta enormemente las posibilidades de que ocurra la vida”. </p>
<p>Nuestro Universo nació durante el Big Bang, un evento de inflación único.  Según el artículo de Totani, nuestro Universo «probablemente incluye más de 10<sup>100</sup> estrellas similares al Sol”, mientras que el Universo observable solo contiene alrededor de 10 sextillones (10<sup>22</sup>) estrellas.  Sabemos que la vida ha ocurrido al menos una vez, por lo que no está descartado que la abiogénesis haya ocurrido al menos una vez más, incluso si las posibilidades son infinitesimalmente pequeñas. </p>
<figure class=  Diagrama de la evolución de la (parte observable) del universo desde el Big Bang (izquierda), el resplandor crepuscular de referencia CMB, hasta el presente.  Crédito de la imagen: por el equipo científico de NASA/WMAP - Versión original: NASA;  modificado por Cherkash, dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11885244
Diagrama de evolución de la (parte observable) del universo desde el Big Bang (dejado el CMB-referencia al resplandor crepuscular, al presente. Crédito de la imagen: por el equipo científico de NASA/WMAP. Versión original: NASA; modificado por Cherkash, dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11885244

Según las estadísticas, la cantidad de materia en el Universo observable solo debería ser capaz de producir ARN de 20 nucleótidos de largo, muy por debajo del número de 40 a 100. Pero debido a la rápida inflación, gran parte del Universo es inobservable. Simplemente está demasiado lejos para que la luz emitida desde el Big Bang nos alcance. Cuando los cosmólogos suman el número de estrellas en el Universo observable con el número de estrellas en el Universo no observable, el número resultante es 10100 Estrellas similares al sol. Eso significa que hay mucha más materia en juego, y la creación abiogénica de cadenas de ARN lo suficientemente largas no solo es posible, sino probable o incluso inevitable.

En su artículo, el profesor Totani establece la relación básica que se investiga. “Aquí, se deriva una relación cuantitativa entre la longitud mínima del ARN yomin requerido para ser el primer polímero biológico, y el tamaño del universo necesario para esperar la formación de un ARN tan largo y activo mediante la adición aleatoria de monómeros”.

¿Se está volviendo confuso? Aquí hay un resumen con suerte más manejable.

“Por lo tanto, si en el futuro se descubren organismos extraterrestres de un origen diferente al de la Tierra, implicaría un mecanismo desconocido en el trabajo para polimerizar nucleótidos mucho más rápido que los procesos estadísticos aleatorios”.

Profesor Tomonori Totani, Universidad de Tokio

El Universo es más grande que su porción observable y probablemente contiene 10100 Estrellas similares al sol. Para que la probabilidad de creación abiótica de ARN en un planeta similar a la Tierra sea igual a 1, o la unidad, entonces la longitud mínima de nucleótidos debe ser inferior a unos 20 nucleótidos, que es mucho menor que el mínimo establecido inicialmente de 40 nucleótidos.

Pero los científicos no creen que el ARN de solo 20 nucleótidos de largo pueda autorreplicarse, al menos no desde nuestra perspectiva como observadores de la vida terrestre. Como dice Totani en su artículo: «Por lo tanto, si en el futuro se descubren organismos extraterrestres de un origen diferente al de la Tierra, implicaría un mecanismo desconocido en el trabajo para polimerizar nucleótidos mucho más rápido que los procesos estadísticos aleatorios».

¿Cuál sería ese proceso?

Quién sabe, pero este es probablemente un punto de inflexión en el que las personas de fe pueden intervenir y decir: «Por qué Dios, por supuesto».

  La famosa La creación de Adán en el techo de la Capilla Sixtina, de Miguel Ángel c.  1512. Por Miguel Ángel Buonarroti - [1]dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1326019
El famoso La creación de Adán sobre el Techo de la Capilla Sixtinapor Miguel Ángel C. 1512. Por Miguel Ángel Buonarroti – [1]dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1326019

El trabajo de Totani de ninguna manera ha proporcionado una respuesta. Pero como muchos trabajos científicos, ayuda a refinar la pregunta e invita a otros a estudiarla.

“Como muchos en este campo de investigación, me mueve la curiosidad y las grandes preguntas”, dijo Totani. “Combinar mi investigación reciente sobre la química del ARN con mi larga historia en cosmología me lleva a darme cuenta de que hay una manera plausible en que el universo debe haber pasado de un estado abiótico (sin vida) a uno biótico. Es un pensamiento emocionante y espero que la investigación pueda basarse en esto para descubrir los orígenes de la vida”.

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