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Los científicos anuncian un gran avance para determinar el origen de la vida en la Tierra y posiblemente en Marte

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Los científicos anuncian un gran avance para determinar el origen de la vida en la Tierra y posiblemente en Marte

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

Científicos de la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada anunciaron hoy que el ácido ribonucleico (ARN), un análogo del ADN que probablemente fue el primer material genético de la vida, se forma espontáneamente en el vidrio de lava basáltica. Este vidrio abundaba en la Tierra hace 4.350 millones de años. Basaltos similares de esta antigüedad sobreviven hoy en Marte.


«Comunidades que estudian el orígenes de la vida han divergido en los últimos años”, señaló Steven Benner, coautor del estudio publicado en línea en la revista Astrobiología.

“Una comunidad revisa preguntas clásicas con esquemas químicos complejos que requieren química difícil realizada por químicos expertos”, explicó Benner. «Su hermosa artesanía aparece en reseñas de marcas como La naturaleza y La cienciaSin embargo, precisamente debido a la complejidad de esta química, no puede explicar cómo se originó realmente la vida en la Tierra.

Por el contrario, el estudio de la Fundación adopta un enfoque más simple. Dirigido por Elisa Biondi, el estudio muestra que las moléculas de ARN largas, de 100 a 200 nucleótidos de largo, se forman cuando los trifosfatos de nucleósidos se filtran a través del vidrio de basalto.

«El vidrio de basalto estaba en todas partes en la Tierra en ese entonces», señaló Stephen Mojzsis, un científico de la Tierra que también participó en el estudio. «Durante varios cientos de millones de años después de la formación de la Luna, los impactos frecuentes junto con abundante vulcanismo en el joven planeta formaron lava basáltica fundida, la fuente del vidrio basáltico. Los impactos también evaporaron el agua para formar tierra seca, proporcionando acuíferos donde el ARN podría han formado.”

Los mismos impactos también produjeron níquel, que según el equipo produce trifosfatos de nucleósidos a partir de nucleósidos y fosfato activado, también presente en el vidrio de lava. El borato (como en el bórax), también de basalto, controla la formación de estos trifosfatos.

Los mismos impactadores que formaron el vidrio también redujeron transitoriamente la atmósfera con sus núcleos metálicos de hierro y níquel. bases de ARN, cuyas secuencias almacenan Información genética, se forman en tales atmósferas. El equipo había demostrado previamente que los nucleósidos se forman mediante una simple reacción entre la ribosa fosfato y las bases de ARN.

«La belleza de este modelo es su simplicidad. Los estudiantes de secundaria pueden probarlo en la clase de química», dijo Jan Špaček, quien no participó en este estudio pero está desarrollando un instrumento para detectar polímeros genéticos extraterrestres en Marte. «Mezcle los ingredientes, espere unos días y detecte el ARN».

Las mismas rocas resuelven las otras paradojas haciendo ARN en un camino que va desde simples moléculas orgánicas hasta el primer ARN. «Por ejemplo, el borato impulsa la formación de ribosa, la ‘R’ en el ARN», agregó Benner. Este camino parte de carbohidratos simples que «no» pudieron formarse en la atmósfera sobre la Tierra primitiva. Estos fueron estabilizados por dióxido de azufre volcánico y luego llovieron hacia la superficie para crear depósitos de minerales orgánicos.

Por lo tanto, este trabajo completa una vía que crea ARN a partir de pequeñas moléculas orgánicas que casi seguramente estaban presentes en la Tierra primitiva. Un patrón geológico único se escala de una a dos moléculas de carbono para producir moléculas de ARN lo suficientemente largas como para apoyar la evolución darwiniana.

“Quedan preguntas importantes”, advierte Benner. «Todavía no sabemos cómo todos los componentes básicos del ARN llegaron a tener la misma forma general, una relación conocida como homoquiralidad». De manera similar, los enlaces entre nucleótidos pueden ser variables en el material sintetizado sobre basalto. vidrio. La importancia de esto no se conoce.

Marte es relevante para este anuncio porque los mismos minerales, vidrios e impactos también estuvieron presentes en Marte desde esta antigüedad. Sin embargo, Marte no sufrió deriva continental y placas tectonicas que enterró la mayor parte de las rocas de la Tierra que datan de hace más de 4 mil millones de años. Por lo tanto, las rocas de la época relevante permanecen en la superficie de Marte. Las misiones recientes a Marte han encontrado todas las rocas necesarias, incluido el borato.

«Si la vida surgió en la Tierra a través de este camino simple, entonces probablemente también surgió en Marte», dijo Benner. «Esto hace que sea aún más importante buscar vida en Marte lo antes posible».


Meteorito de Marte muestra evidencia de impacto masivo hace miles de millones de años


Más información:
Craig A. Jerome et al, Síntesis de ácido polirribonucleico catalítico en vidrios de roca prebiótica, Astrobiología (2022). DOI: 10.1089/ast.2022.0027

Hyo-Joong Kim et al, Síntesis prebiótica estereoselectiva de purina y nucleótido de pirimidina no canónica a partir de nucleobases y carbohidratos fosforilados, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (2017). DOI: 10.1073/pnas.1710778114

Hyo-Joong Kim et al, Una síntesis prebiótica de pirimidina canónica y ribonucleótidos de purina, Astrobiología (2019). DOI: 10.1089/ast.2018.1935

Proporcionado por la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada

Cotizar: Los científicos anuncian un gran avance para determinar el origen de la vida en la Tierra, y posiblemente en Marte (3 de junio de 2022) Consultado el 3 de junio de 2022 en https://phys.org/news/2022-06 -scientists-breakthrough-life-earthand-mars . html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Excepto para el uso justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.

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Boeing envía por primera vez astronautas de la NASA a la estación espacial

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Boeing envía por primera vez astronautas de la NASA a la estación espacial

La NASA y Boeing se vieron obligadas a retirarse de un Intento de lanzamiento a la Estación Espacial Internacional. lunes debido a un problema de última hora con una válvula del cohete de la nave espacial.

La cápsula Starliner de Boeing estaba programada para despegar a las 10:34 p.m. ET desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida para su primer vuelo de prueba con tripulación. Los astronautas de la NASA Barry “Butch” Wilmore y Sunita Williams Estaban a bordo de la cápsula y atados a sus asientos cuando se canceló el intento de lanzamiento, aproximadamente dos horas antes del despegue programado.

Aún no se ha anunciado una nueva fecha de lanzamiento.

Los controladores de la misión declararon un lanzamiento «extinguido» después de que se detectara una anomalía en una válvula de oxígeno en el cohete Atlas V de United Launch Alliance, que la cápsula Starliner estaba programada para poner en órbita.

El vuelo tripulado de Starliner, cuando ocurra, será una prueba final crucial antes de que la NASA pueda autorizar a Boeing para vuelos de rutina hacia y desde la estación espacial.

Funcionarios de la NASA y Boeing dijeron que la seguridad era primordial para el primer vuelo de la nave espacial con humanos a bordo.

Este lanzamiento cancelado representa un nuevo revés para Boeing, que ya ha enfrentado años de retrasos y excesos presupuestarios con su programa Starliner. Está muy por detrás de SpaceX, que ha estado realizando misiones tripuladas hacia y desde la estación espacial para la NASA desde 2020.

El cohete Atlas V de United Launch Alliance con la nave espacial CST-100 Starliner de Boeing a bordo iluminado por reflectores en la plataforma de lanzamiento (Joel Kowsky/Nasa vía AFP - Getty Images)

El cohete Atlas V de United Launch Alliance con la nave espacial CST-100 Starliner de Boeing a bordo iluminado por reflectores en la plataforma de lanzamiento (Joel Kowsky/Nasa vía AFP – Getty Images)

La cápsula Crew Dragon de SpaceX y la nave espacial Starliner de Boeing se desarrollaron como parte del programa Commercial Crew de la NASA. La iniciativa comenzó hace más de una década, tras el retiro de los transbordadores espaciales de la agencia, para ayudar a empresas privadas a construir nuevos vehículos espaciales para llevar a los astronautas a la órbita terrestre baja.

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El primer vuelo no tripulado de Starliner en 2019 se vio frustrado por problemas de software, obligar a los controladores de la misión a acortar la prueba antes de que el vehículo pueda intentar encontrar y acoplarse a la ISS. Luego, un segundo intento se retrasó repetidamente debido a problemas en las válvulas de combustible, y no fue hasta 2022 que Boeing pudo lograr un Vuelo exitoso sin tripulación hacia y desde la estación espacial.

Este artículo fue publicado originalmente en NBCNews.com

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La ISS puede ser más visible en el cielo nocturno durante todo mayo. He aquí cómo verlo

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La ISS puede ser más visible en el cielo nocturno durante todo mayo.  He aquí cómo verlo

Si el clima está despejado esta noche, lo invitamos a salir y mirar hacia arriba en cualquier momento, una o dos horas después del atardecer.

Si tiene la suerte de estar ubicado lejos de luces brillantes, tome un sillón largo o un sillón y póngase cómodo. Una vez que tus ojos se hayan adaptado completamente a la oscuridad, podrás contar varios cientos de estrellas de distintos grados de brillo.

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Cómo un débil pulso magnético pudo haber reiniciado la evolución hace 600 millones de años

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Cómo un débil pulso magnético pudo haber reiniciado la evolución hace 600 millones de años

La investigación sugiere que el estado inusual del campo magnético de la Tierra durante el período de Ediacara podría haber influido significativamente en el desarrollo de vida compleja al alterar los niveles de oxígeno atmosférico. El estudio revela que este período experimentó el campo magnético más débil jamás registrado, lo que podría haber permitido una mayor oxigenación, sustentando formas de vida más grandes y activas. Esta mejor comprensión de la dinámica geomagnética y evolutiva ofrece una idea del potencial de vida en otros planetas. Crédito: SciTechDaily.com

La evidencia sugiere que un campo magnético débil hace millones de años podría haber impulsado la proliferación de la vida.

El período de Ediacara, que abarca aproximadamente entre 635 y 541 millones de años, fue un período crucial en la historia de la Tierra. Esto marcó una era de transformación en la que surgieron organismos multicelulares complejos, allanando el camino para la explosión de la vida.

Pero, ¿cómo se produjo esta oleada de vida y qué factores en la Tierra pudieron haber contribuido a ella?

Investigadores de la Universidad de Rochester han descubierto pruebas convincentes de que el campo magnético de la Tierra se encontraba en un estado muy inusual cuando los animales macroscópicos del período Ediacara se diversificaban y prosperaban. Su estudio, publicado en Naturaleza Comunicaciones Tierra y medio ambienteplantea la cuestión de si estas fluctuaciones en el antiguo campo magnético de la Tierra condujeron a cambios en los niveles de oxígeno que podrían haber sido cruciales para la proliferación de formas de vida hace millones de años.

Fauna de Ediacara

Investigadores de la Universidad de Rochester estudiaron el campo magnético de la Tierra durante el Período de Transformación de Ediacara, que se extendió hace aproximadamente entre 635 y 541 millones de años. La investigación plantea interrogantes sobre los factores que podrían haber impulsado la aparición de organismos multicelulares complejos, como la fauna de Ediacara, notable por su parecido con los primeros animales. Crédito: Ilustración de la Universidad de Rochester / Michael Osadciw

Según John Tarduno, profesor William Kenan, Jr. en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente, una de las formas de vida más notables del período de Ediacara fue la fauna de Ediacara. Se destacaban por su parecido con los primeros animales: algunos incluso alcanzaban más de un metro (tres pies) y eran móviles, lo que indica que probablemente necesitaban más oxígeno que las formas de vida anteriores.

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«Las ideas anteriores sobre la aparición de la espectacular fauna de Ediacara incluían factores genéticos o ecológicos, pero la proximidad con el campo geomagnético ultradébil nos motivó a revisar las cuestiones medioambientales y, en particular, la oxigenación de la atmósfera y los océanos», explica Tarduno. , quien también es decano de investigación de la Facultad de Artes y Ciencias y de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.

Los misterios magnéticos de la Tierra

Aproximadamente a 1.800 millas debajo de nosotros, el hierro líquido burbujea en el núcleo externo de la Tierra, creando el campo magnético protector del planeta. Aunque invisible, el campo magnético es esencial para la vida en la Tierra porque protege al planeta del viento solar, es decir, del flujo de radiación solar. Pero el campo magnético de la Tierra no siempre ha sido tan poderoso como lo es hoy.

Los investigadores han sugerido que un campo magnético inusualmente débil puede haber contribuido al surgimiento de la vida animal. Sin embargo, examinar el vínculo ha sido difícil debido a los datos limitados sobre la intensidad del campo magnético durante este tiempo.

Fauna de Dickinsonia Ediacaran

Huella fósil de Dickinsonia, un ejemplo de la fauna de Ediacara, encontrada en la actual Australia. Crédito: Shuhai Xiao, Virginia Tech

Tarduno y su equipo utilizaron estrategias y técnicas innovadoras para examinar la intensidad del campo magnético estudiando el magnetismo encerrado en antiguos cristales de feldespato y piroxeno de la roca anortosita. Los cristales contienen partículas magnéticas que preservan la magnetización de la formación de minerales. Al datar rocas, los investigadores pueden construir una línea de tiempo del desarrollo del campo magnético de la Tierra.

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Aproveche las herramientas de vanguardia, incluido un CO2 láser y el magnetómetro del Dispositivo de Interferencia Cuántica Superconductora (SQUID) del laboratorio, el equipo analizó con precisión los cristales y el magnetismo encerrados en su interior.

Un campo magnético débil

Sus datos indican que el campo magnético de la Tierra, en ocasiones durante el período de Ediacara, era el campo más débil conocido hasta la fecha (hasta 30 veces más débil que el campo magnético actual) y que la intensidad del campo magnético ultradébil duró al menos 26 millones de años.

Un campo magnético débil facilita que las partículas cargadas del sol eliminen átomos ligeros como el hidrógeno de la atmósfera, provocando que escapen al espacio. Si la pérdida de hidrógeno es significativa, es posible que quede más oxígeno en la atmósfera en lugar de reaccionar con el hidrógeno para formar vapor de agua. Estas reacciones pueden provocar una acumulación de oxígeno con el tiempo.

Fauna Fractofusus Ediacara

Impresión fósil de Fractofusus, un ejemplo de la fauna de Ediacara, encontrada en lo que hoy es Terranova, con un centavo canadiense cerca para escalar. Crédito: Shuhai Xiao, Virginia Tech

La investigación de Tarduno y su equipo sugiere que durante el período Ediacárico, el campo magnético ultradébil provocó una pérdida de hidrógeno durante al menos decenas de millones de años. Esta pérdida puede haber provocado una mayor oxigenación de la atmósfera y la superficie de los océanos, permitiendo el surgimiento de formas de vida más avanzadas.

Tarduno y su equipo de investigación descubrieron previamente que el campo geomagnético se recuperó durante el período Cámbrico posterior, cuando la mayoría de los grupos de animales comenzaron a aparecer en el registro fósil, y que el campo magnético protector se restableció, permitiendo que la vida floreciera.

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«Si el campo extraordinariamente débil hubiera permanecido después del Ediacara, la Tierra podría ser muy diferente del planeta rico en agua que es hoy: la pérdida de agua la habría secado gradualmente», dice Tarduno.

Dinámica básica y evolución.

El trabajo sugiere que comprender el interior de los planetas es crucial para considerar el potencial de vida más allá de la Tierra.

«Es fascinante pensar que los procesos en el núcleo de la Tierra podrían, en última instancia, estar relacionados con la evolución», dice Tarduno. «Mientras pensamos en la posibilidad de que haya vida en otros lugares, también debemos considerar cómo se forman y crecen los interiores de los planetas».

Para obtener más información sobre esta investigación, consulte Cómo el débil campo magnético de la Tierra ayudó al surgimiento de vida compleja.

Referencia: “El casi colapso del campo geomagnético puede haber contribuido a la oxigenación atmosférica y la radiación animal durante el período de Ediacara” por Wentao Huang, John A. Tarduno, Tinghong Zhou, Mauricio Ibañez-Mejia, Laércio Dal Olmo-Barbosa, Edinei Koester, Eric G. Blackman, Aleksey V. Smirnov, Gabriel Ahrendt, Rory D. Cottrell, Kenneth P. Kodama, Richard K. Bono, David G. Sibeck, Yong-Xiang Li, Francis Nimmo, Shuhai Xiao y Michael K. Watkeys, mayo 2, 2024, Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente.
DOI: 10.1038/s43247-024-01360-4

Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.

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