Editorial NexoScience
En septiembre de 1969, un meteorito se rompió en pedazos sobre la localidad de Murchison, en el sureste de Australia, esparciendo fragmentos de roca que habían viajado a la deriva por el espacio durante millones de años. Entre los compuestos orgánicos que los científicos extrajeron después de esos fragmentos estaba el ácido glicérico, una pequeña molécula de tres carbonos que apenas llama la atención fuera de las clases de bioquímica pero que ocupa un lugar central en cómo las células vivas queman azúcar para obtener energía.
El ácido glicérico alimenta directamente la glucólisis, la vía que casi todas las células del planeta usan para extraer energía del azúcar. También interviene en el ciclo de Calvin que usan las plantas durante la fotosíntesis, y puede convertirse en el aminoácido serina o en ácido láctico, la misma molécula que se acumula en los músculos durante el ejercicio intenso. Encontrarlo dentro de una roca caída del espacio, en concentraciones comparables a las de los aminoácidos, planteó una pregunta obvia: ¿podría una molécula tan central para la química de la vida formarse por sí sola, sin ninguna biología de por medio, en el frío del medio interestelar?
Un equipo de la Universidad de Hawái en Mānoa y de la Universidad de Mississippi, liderado por el químico Ralf I. Kaiser, decidió poner esa idea a prueba directamente en el laboratorio en vez de limitarse a inferirla a partir de lo que traen los meteoritos. Su planteamiento consistió en recrear las condiciones físicas exactas de una nube molecular, esos viveros helados de gas y polvo donde acaban formándose estrellas y planetas.
El equipo depositó una capa de hielo de apenas unos cientos de nanómetros de grosor, hecha de dióxido de carbono y etilenglicol, sobre una superficie de plata enfriada a cinco grados por encima del cero absoluto. Ambos ingredientes son ya conocidos por ser habituales en el espacio entre estrellas, en cometas y en meteoritos. Después bombardearon ese hielo con un haz de electrones de alta energía, que hace las veces de los electrones secundarios que generan los rayos cósmicos galácticos al atravesar hielo interestelar real a lo largo de unos pocos millones de años.
Esa radiación bastó para romper las moléculas y dejar que los fragmentos se recombinaran en algo nuevo. Mientras el hielo volvía a calentarse lentamente dentro de una cámara de vacío, los investigadores usaron una técnica llamada espectrometría de masas por fotoionización, que en esencia pesa las moléculas según cómo se ionizan bajo una luz ultravioleta cuidadosamente ajustada, para comprobar exactamente qué se había formado. Versiones del mismo hielo marcadas con isótopos, con formas más pesadas de carbono, oxígeno e hidrógeno, les permitieron confirmar la fórmula molecular átomo por átomo en vez de adivinarla solo a partir de un número de masa.
El resultado fue ácido glicérico racémico, la misma molécula hallada en el meteorito de Murchison, formándose directamente dentro del hielo irradiado. Según los cálculos del equipo, ocurre a través de una cadena de sucesos bastante sencilla: la radiación rompe el etilenglicol y el dióxido de carbono en fragmentos llamados radicales, y dos de esos fragmentos se unen sin necesitar energía extra para arrancar la reacción, lo que se conoce como una reacción sin barrera que puede darse incluso a temperaturas cercanas al cero absoluto.
Esto es un resultado de laboratorio, no una observación directa en el espacio, y los propios autores son claros con esa distinción. El ácido glicérico en sí nunca se ha detectado realmente en el medio interestelar; solo parientes más simples, como el glicolaldehído, se han captado hasta ahora con radiotelescopios. Lo que muestra el experimento es que la química es plausible bajo las temperaturas y niveles de radiación que de verdad se dan en las nubes moleculares, usando ingredientes que los astrónomos ya saben que están ahí fuera. El siguiente paso, según los propios investigadores, sería una búsqueda dirigida con un instrumento como el Atacama Large Millimeter Array, que podría captar la firma de radio de la molécula directamente dentro de una nube en formación estelar.
Si esa búsqueda llega a tener éxito, las implicaciones van más allá de una simple curiosidad química. Las moléculas que se forman dentro de granos de hielo en estas nubes pueden acabar atrapadas en cometas y asteroides, y parte de ese material puede terminar entregado a planetas jóvenes, incluida la Tierra, a través de impactos. Una molécula central para cómo cada célula del planeta gestiona su energía podría tener parte de su historia escrita en la oscuridad, mucho antes de que hubiera nadie cerca para quemar ese azúcar.
Estudio: Wang J, Marks JH, Fortenberry RC, Kaiser RI. «Interstellar Formation of Glyceric Acid: The Simplest Sugar Acid.» Science Advances, 2024;10(11):eadl3236. DOI: 10.1126/sciadv.adl3236.
