La vida solo existe de este lado del espejo

Bas¨¢ndose en la observaci¨®n de 124 besos que tuvieron como escenario lugares p¨²blicos como parques y estaciones de tren en EE UU, Alemania y Turqu¨ªa, el neurocient¨ªfico Onur G¨¹nt¨¹rk¨¹n determin¨® en 2003 que los humanos besamos girando la cabeza hacia la derecha. Este tipo de comportamiento se denomina asimetr¨ªa conductual y se observa ya en las ¨²ltimas semanas de gestaci¨®n humana. La naturaleza, el mundo microsc¨®pico y la f¨ªsica est¨¢n plagados de ejemplos que muestran este tipo de predilecciones. Una de las m¨¢s fascinantes es la preferencia que tienen las mol¨¦culas de la vida por un tipo de mol¨¦culas llamadas quirales y en particular por aquellas que tienen una cierta simetr¨ªa.

Aunque no seamos conscientes tratamos con la quiralidad a escala macrosc¨®pica cada d¨ªa al ponernos los zapatos. Es una propiedad que tienen por ejemplo nuestras manos. Fij¨¦monos en ellas por un momento, son iguales vistas desde arriba, ambas tienen cinco dedos (los mismos componentes) pero no podemos meter la mano derecha en un guante izquierdo. Tampoco podemos colocar una mano encima de la otra, solo enfrentadas son iguales, aunque tienen im¨¢genes id¨¦nticas frente a un espejo no podemos superponerlas. Esta propiedad es la que se conoce como quiralidad y est¨¢ presente desde la f¨ªsica de las part¨ªculas elementales a la qu¨ªmica de la vida.

La vida tal y como la conocemos aqu¨ª en la Tierra es un sistema qu¨ªmico capaz de evolucionar y autorreplicarse con ingredientes b¨¢sicos que son las mol¨¦culas org¨¢nicas

La vida tal y como la conocemos aqu¨ª en la Tierra es un sistema qu¨ªmico capaz de evolucionar y autorreplicarse con ingredientes b¨¢sicos que son las mol¨¦culas org¨¢nicas. Estas mol¨¦culas son a menudo quirales, como las orejas o los pies, y aunque tengan id¨¦ntica composici¨®n qu¨ªmica son diferentes en propiedades de simetr¨ªa, son diestras (D o dextr¨®giras) y zurdas (L o lev¨®giras). En ausencia de vida, las reacciones qu¨ªmicas que producen amino¨¢cidos (esas mol¨¦culas org¨¢nicas que participan pr¨¢cticamente en todos los procesos biol¨®gicos) generan un n¨²mero id¨¦ntico de ambas formas (digamos manos derechas y manos izquierdas, el mismo ejemplo sirve con las orejas). Las prote¨ªnas se construyen a partir de 20 amino¨¢cidos, 19 de ellos son quirales (la glicina es la excepci¨®n). Pues bien, lo fascinante es que la vida en la Tierra solo utiliza la forma zurda ¡ªL¡ª de los amino¨¢cidos para producir prote¨ªnas. La vida se comporta como un zapato, no le vale cualquier pie.

Podr¨ªamos pensar que esta preferencia de la vida es pura casualidad, pero cuando se analiza la composici¨®n qu¨ªmica de objetos extraterrestres, hablamos, por supuesto, de meteoritos ricos en material org¨¢nico como el meteorito de Murchinson, se encuentra que son mucho m¨¢s abundantes en amino¨¢cidos-L. Si tenemos en cuenta que pensamos que gran parte del material org¨¢nico necesario para la vida tuvo que llegar a la Tierra en forma de impactos de cometas y meteoritos desde las zonas m¨¢s externas del Sistema Solar, entonces tiene sentido que la vida utilice la forma m¨¢s abundante para construirse. Pero de momento solo hemos trasladado la pregunta desde la Tierra al espacio exterior, ?por qu¨¦ es m¨¢s abundante en el espacio una forma que la otra?

Esa parte no la tenemos clara. Una posibilidad es que tenga que ver con la producci¨®n de material org¨¢nico en el medio interestelar all¨ª donde se forman las estrellas. Otra explicaci¨®n involucra el crecimiento de mol¨¦culas en la superficie de ciertos minerales como la magnetita. Las regiones de formaci¨®n de estrellas (y planetas, porque se construyen a la vez), a menudo est¨¢n ba?adas por cantidades ingentes de luz ultravioleta; el ejemplo m¨¢s cercano lo tenemos en el cintur¨®n de Ori¨®n. El modo que esta luz es absorbida por la materia provoca que se destruyan m¨¢s f¨¢cilmente una forma de amino¨¢cidos que el otro. De este modo tendr¨ªamos que la luz en las regiones donde nacen las estrellas estar¨ªa generando un exceso de unas mol¨¦culas frente a otras. La vida entonces, a partir de ah¨ª, utilizar¨ªa lo que es m¨¢s abundante para construirse.

La quiralidad permea muchas ¨¢reas de la ciencia moderna y es especialmente importante en la f¨ªsica de part¨ªculas fundamentales y el proceso que se conoce como violaci¨®n de paridad

Pero este tipo de preferencia por determinado tipo de simetr¨ªa no se restringe a los besos y los amino¨¢cidos. La quiralidad permea muchas ¨¢reas de la ciencia moderna y es especialmente importante en la f¨ªsica de part¨ªculas fundamentales y el proceso que se conoce como violaci¨®n de paridad. La paridad en un sistema de part¨ªculas que interact¨²an significa reemplazar ese sistema con su imagen especular. Es una operaci¨®n de inversi¨®n espacial que tiene el efecto de cambiar part¨ªculas zurdas a diestras y viceversa. El decaimiento beta en los n¨²cleos at¨®micos (fuerza nuclear d¨¦bil) no sigue, se dice que viola el principio de paridad, en contraste con otras fuerzas f¨ªsicas fundamentales como son la gravedad y el electromagnetismo. Este proceso no ocurre con la misma probabilidad que su imagen en el espejo. Como consecuencia de ello se observa que las part¨ªculas beta emitidas por n¨²cleos radiactivos son intr¨ªnsecamente asim¨¦tricas: los electrones zurdos se forman preferentemente en relaci¨®n con los electrones ¡°diestros¡±. La quiralidad existe en el ¨¢mbito de part¨ªculas elementales.

En ingenier¨ªa se adopta casi universalmente que todos los tornillos se enrosquen en la misma direcci¨®n. Al menos en la Tierra, la vida se comporta del mismo modo con sus mol¨¦culas, su sine qua non parece ser su predilecci¨®n por las mol¨¦culas de este lado del espejo.

Eva Villaver es investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de 1 ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa; Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.

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