Los rayos cósmicos y su posible huella en la vida temprana

¿Conexión entre la física fundamental y el origen de la vida?

Antes del desarrollo de la propia vida (animales, bacterias, etcétera) las moléculas autorreplicantes evolucionaban lentamente de la materia simple a la vida bajo una lluvia constante de partículas energéticas desde el espacio.

Pues, en un nuevo artículo, un profesor de Stanford y un ex erudito postdoctoral especulan que esta interacción entre los protoorganismos antiguos y los rayos cósmicos puede ser responsable de una preferencia estructural crucial, llamada quiralidad, en las moléculas biológicas. Si su idea es correcta, sugiere que toda la vida en todo el universo podría compartir la misma preferencia quiral. La quiralidad es la existencia de versiones de moléculas de imagen especular. Como la mano izquierda y derecha, las formas quirales de una sola molécula se reflejan entre sí en forma, pero no se alinean si se apilan. En cada biomolécula principal (aminoácios, ADN, ARN) la vida solo usa una forma de mano molecular. Si la versión espejo de una molécula se sustituye por la versión regular dentro de un sistema biológico, el sistema a menudo fallará, o dejará de funcionar por completo. Por ejemplo, en el caso del ADN, un solo azúcar equivocado interrumpiría la estructura helicoidal estable de la molécula.

Fue Pasteur, en el año 1848, quien descubrió por primera vez esta homoquiralidad biológica, y desde entonces se ha debatido si la manejabilidad de la vida se debió al azar o a alguna influencia determinista desconocida. Y ya Pasteur planteó la hipótesis de que, si la vida es asimétrica, puede deberse a una asimetría en las interacciones fundamentales de la física que existe en todo el cosmos.

Ahora, los científicos aludidos al principio, proponen que la mano biológica que presenciamos en la Tierra se debe a la evolución en medio de la radiación polarizada magnéticamente, donde una pequeña diferencia en la tasa de mutación puede haber promovido la evolución de la vida basada en el ADN, en lugar de su imagen especular, detallando en su artículo su argumento a favor de los rayos cósmicos como el origen de la homoquiralidad, y discutiendo experimentos potenciales para probar su hipótesis.

Los rayos cósmicos que se originan en varias fuentes en todo el universo y que son de alta energía, golpean la atmósfera de la Tierra, degradándose eventualmente en partículas fundamentales que, a nivel del suelo, existen solo como partículas conocidas como muones, que son inestables, existiendo por solo 2 millonésimas de segundo, pero por su velocidad cercana a la de la luz (que alarga relativísticamente el tiempo), se detectan hasta más de 700 metros debajo de la superficie de la Tierra. Al estar polarizados magnéticamente, en promedio, todos los muones comportan la misma orientación magnética y, a su vez, se descomponen produciendo electrones con la misma polarización magnética. Pues, los investigadores creen que la capacidad de penetración del muón y estos electrones hijos afectan potencialmente a las moléculas quirales en la Tierra y en cualquier otro lugar del universo.

En su hipótesis, se sugiere que al comienzo de la vida en la Tierra, esa radiación constante afectaría a la evolución de las dos formas de vida espejo de diferentes formas, ayudando a una sobre la otra, y tales pequeñas diferencias en la tasa de mutación habían sido más significativas cuando la vida comenzaba y las moléculas eran muy simples y más frágiles, así que esa actuación durante miles de millones de generaciones de evolución produjeron la sola mano biológica que vemos hoy.

Esta idea "conecta la física fundamental y el origen de la vida". "Independientemente de si es correcto o no, unir estos campos muy diferentes es emocionante y un experimento exitoso debería ser interesante".

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