Los componentes básicos de la vida pueden, y lo hicieron, reunirse 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 ideas diferentes sobre cómo apareció la vida, por supuesto, e invocan las manos mágicas de varias deidades sobrenaturales para explicarlo todo. Pero esas explicaciones, aunque 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 "Aparición de la vida en un universo inflacionario". Se publica en Nature Scientific Reports.
El trabajo del profesor Totani se apoya fuertemente en un par de conceptos. El primero es la gran edad y el tamaño del Universo, cómo se infla a lo largo del tiempo y la probabilidad de que ocurran los eventos. El segundo es ARN; específicamente, cuánto tiempo debe ser una cadena de nucleótidos para "esperar una actividad autorreplicante" como dice el artículo.
El trabajo de Totani, como casi todo el trabajo sobre la abiogénesis, analiza los componentes básicos de la vida en la Tierra: el 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, por órdenes de magnitud, que los químicos y moléculas en bruto que se encuentran en el espacio o en la superficie de un planeta o 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 una de las razones detrás de mirar ARN vs ADN.
El ARN es una cadena de productos químicos conocidos como nucleótidos. Algunas investigaciones muestran que una cadena de nucleótidos debe tener al menos 40 a 100 nucleótidos mucho antes de que pueda existir el comportamiento autorreplicante 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?
Pero espera. Según un comunicado de prensa que anuncia este nuevo documento, "... 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".
"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 inflación rápida 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 ".
Nuestro Universo nació durante el Big Bang, un evento de inflación única. Según el artículo de Totani, nuestro Universo "probablemente incluye más de 10100 Estrellas parecidas al sol ", mientras que el Universo observable solo contiene alrededor de 10 sextillones (1022) estrellas. Sabemos que la vida ha ocurrido al menos una vez, por lo que no está fuera de duda que la abiogénesis ocurrió al menos una vez más, incluso si las posibilidades son infinitamente pequeñas.
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 parecidas 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 bajo investigación. "Aquí, se deriva una relación cuantitativa entre la longitud mínima de ARNlmin requiere 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 se descubren organismos extraterrestres de un origen diferente de los de la Tierra en el futuro, 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 parecidas al sol. Para que la probabilidad de creación abiótica de ARN en un planeta similar a la Tierra sea igual a 1, o unidad, entonces la longitud mínima de nucleótidos debe ser inferior a aproximadamente 20 nucleótidos, que es mucho menor que el mínimo inicialmente establecido de 40 nucleótidos.
Pero los científicos no creen que el ARN de solo 20 nucleótidos de largo pueda ser autorreplicante, al menos no desde nuestra perspectiva como observadores de la vida terrestre. Como dice Totani en su artículo, "Por lo tanto, si se descubren en el futuro organismos extraterrestres de un origen diferente al de la Tierra, implicaría un mecanismo desconocido en el trabajo para polimerizar nucleótidos mucho más rápido que procesos estadísticos aleatorios".
¿Cuál sería ese proceso?
Quién sabe, pero es probable que este sea un punto de inflexión en el que las personas de fe puedan intervenir y decir: "Por qué Dios, por supuesto".
El trabajo de Totani de ninguna manera ha proporcionado una respuesta. Pero, como gran parte del trabajo científico, ayuda a refinar la pregunta e invita a otros a estudiarla.
"Como muchos en este campo de investigación, estoy motivado por la curiosidad y las grandes preguntas", dijo Totani. “La combinación de mi investigación reciente sobre la química del ARN con mi larga historia de cosmología me lleva a darme cuenta de que hay una forma plausible de que el universo haya 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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