Izarrarteko espazioan zabalduak ote daude biokimikaren oinarriak?

Hamaika argi-zipristinez betetako zerua. Izar hauetako zenbatetan egon dira bizia garatu ahal izateko baldintzak?

Ikusia dugunez, astronomoak baikor dira eguzki-sistema berrien aurkikuntzari dagokion arazoan. Baikortasun honek beste galdera bati leku egiten dio: nola erantzun diezaiokegu bizia Unibertsoko beste leku batzuetan existitzen den galderari?

Gure eguzki-sistemaren esparruan ezezko erantzuna nahikoa oinarritua dago. Viking espazialuntziak biziaren arrastoak aurkitzera Martitzerantz zuzendu zituztenean, jakina zen beste planeten giro-baldintzek (tenperatura, eguratsik eza edo eguratsen konposizioa,...) ez zutela guk ezagutzen dugun moduko bizirik garatzen utziko. Martitzen azterketaren emaitzak ere ezezkorrak izan ziren.

Viking ibilgailu espazial biak, 1976.eko udan lurrartu zuten planeta gorrian eta hiru esperimentu egin zituzten bizia aurkitzeko: lehenengo, eguratsaren konposizioaren neurketa, hurrengo, konposatu organikoen kantitatearen neurketa eta azkenik mikroorganismo bizidunak aurkitzeko esperimentu-sail bat. Lehenengo saioan ez zen ur-lurrinaren arrastorik aurkitu eguratsean eta badakigu horrek biziaren iraupenerako zer esan nahi duen. Konposatu organikoen presentzia ere minimoa da; mila milioiko zati bat baino gutxiago. Kantitate hori eroritako meteoritoen ekarpenaren ondorioz egon beharko lukeena baino txikiagoa da.

Beraz, konposatu organikoak suntsitu egin direla adierazten digu horrek; eguzkiaren erradiazio ultramorearen eraginez seguraski. Mikroorganismoen iharduera metabolikoa detektatzeko saio-saila izan da zalantza-izpi batzuk utzi dituena. Esperimentuek zenbait aldaketa kimiko agerian jarri zuten, baina prozesu biokimikoak direla egiazta ezin daitekeenez, ezin daiteke biokimikoak ez direnik ere esan. Dena den, zientzilaritan gehienek, esan dugunez, bizia ez dela existitzen uste dute. Baina, oraingo honetan ere ez dugu sistemaren mugetan gelditu nahi eta beste izar batzuen inguruan bizia aurkitzeko aukeraz mintzatuko gara.

Arazo hau aztertzerakoan, gure galaxian gaur egun existi daitezkeen geurearen antzeko planeta bizidunen kopuruaren probabilitate-kalkulua egitea ohizkoa da; hala nola, honako aldagai hauek erabiliz egin daitekena: N, gure galaxiaren izar-kopurua; P _p , izar batek planetak izateko duen probabilitatea; P _f , sistema bakoitzean bizia garatzeko baldintza fisikoak betetzen dituen planeta bat egoteko probabilitatea; P _b , horietako planeta batean bizia garatzeko probabilitatea; D, biziak planetan iraun dezakeen denbora, eta T, galaxiaren adina. Probabilitate bakoitzak hurrengoa baldintzatzen duenez, kalkulua honako adierazpen honen bidez egingo genuke:

P = N . P _p . P _f . P _b . D/T

Formula erraza eta polita badirudi ere, ez du erabilera handirik magnitude hauetako gehienak oso kalkulagaitzak direlako. Horregatik badira mota honetako formulak oso toki txikian ilunpe handia gordetzen dutela esaten dutenak. Estimazioak egiteko agertzen zaigun arazorik handiena, zera dugu: bizia duen planeta bakar bat bakarrik ezagutzea; Lurra hain zuzen ere. Horregatik ezinezkoa da kalkulu zehatzak eta fidagarriak lortzea. Beraz, ba, beste bide berri batzuk urratu beharra dago. Hori izan da F. Hoyle eta bere laguntzaile den N.C. Wickramasinghe-k egin dutena. Orain komentatuko dugu biziaren sorrerari buruzko beraien teoria.

Hasteko, teoriaren garapenaren testuingurua aztertuko dugu pixka bat. Eboluzionismoa biologia modernoaren oinarrian dugu. Baina eboluzionismoa zentzu zabalean hartuko dugu. Ez espezieen eboluzioa –eboluzio darwindarra– kontuan izanez bakarrik; substantzia inorganikoetatik izaki bizidunak sortzera eraman zuen eboluzio prebiotikoak ere kontutan harturik baizik. Lehenengo aldiz J.B.S. Haldane eta A.I. Oparin-ek proposatu zuten eboluzio prebiotiko honen ondorioz dator Hoyle-ren teoria. Bere ustez etapa hau ez zen erabat Lurrean gertatu. Bizia garatzeko beharrezkoa den zenbait konposatu oso ugari omen dago espazioan eta bertatik erori ondoren jarraitu omen zuen eboluzioak Lurrean.

Hau honela izango balitz, biziaren sorrera beste maila bateko fenomeno batzuekin –izarren eta izar arteko hautsaren eboluzioarekin, adibidez– lotu beharko genuke. Gurearen antzeko planeta-sistema gehiagoren existentziaren arazoa, izarren jaiotza eta eboluzioarekin lotuko genituzke. Hipotesi honek ez du kontraesanik sortzen S.L. Miller-en salda primitiboaren antzeko esperimentuekin, hasiera batean pentsa daitekeenez. Salda primitiboaren esperimentuek ez dute Lurrean prozesu horiek gertatu zirela frogatzen; gerta zitezkeela baizik.

Beraz, orain aurkeztu behar dugun aukera berria onargarria balitz, Miller-ek deskribatutako prozesuak beste toki batean gertatu zirela suposatu beharko genuke. Gainera, Hoyle-ren teoria honekin Haldane-Oparin-enari egiten zaion objezio garrantzitsueenetako bat gainditzen dugu: biziaren sorrera-prozesuaren laburtasuna. Lurra uste bezala orain dela 4.500 milioi urte eratu bazen, milioi bat urte bakarrik pasatu zen lehenengo organismo konplexuak sortu arte. Hori oso epe laburra da molekula ezorganiko sinpletatik izaki bizidunetara pausoa emateko.

Aurreko paragrafoan Hoyle-ren teoriaren muina azaldu dugu, baina oraindik ez ditugu aztertu ideia horien atzean dauden datu esperimentalak. Analisi hori egin baino lehen bizia posible egiten duten konposatu garrantzitsuei buruzko informazio txiki bat emango dugu datu haien balorazio zehatzagoa egin ahal izateko.

Nagusiki konposatu organikozko hiru talde ditugu biziaren garapenerako beharrezkoak: aminoazidoak, nitrogenodun baseak eta porfirina. Hauekin batera oso prozesu garrantzitsua aipatu behar dugu: polimerizazioa. Prozesu honen bidez berdinak edo antzekoak diren bi molekula elkartu egiten dira ur-molekula bat galduz. 1. eskeman ikus daitekeenez, aminoazidoen polimeroak proteina deitzen ditugun katea luzeak eratzen dituzte. Proteinak bizidun guztietan agertzen dira eta oso funtzio ugari eta espezializatuak betetzen dituzte.

Adibidez, hemoglobinak oxigenoa hartzen du, gero ehunei emateko. Nitrogenodun baseak fosfato talde batekin (P) eta ribosa edo desoxirribosa izeneko azukreekin elkar daitezke ribonukleotidoak (RN) eta desoxirribonukleotidoak (DN) hurrenez hurren emanez. RN-ren polimerizazioak azido ribonukleikoa (RNA) ematen du; azido honek bizidunek galtzen dituzten bezalako proteinen eraketa posibilitatzen du. DN-en polimerizazioak azido desoxirribonukleikoa (DNA) ematen du eta honek RNA-ren eta bere buruaren berdina den molekulen berreraiketa lortzen du. Beraz, honek bizidunen berezitasunik espezifikoenetako bat ziurtatzen du: ugalketa. (Ikus 1. eskema).

Aipa ditzagun porfirinak azkenik. Hauetako bat klorofilako molekularen oinarrizko osagaia da, eta horretan datza bere garrantzia, zeren klorofila ezinbestekoa bait da biziaren existentziarako. Izan ere glukosako molekulen eraketan parte hartzen du, landaretan gertatzen den 1. eskemako hirugarren erreakzioaren arabera. Gero glukosako molekulak polisakaridoen familiako katea luzeak eratzen dituzte (almidoia eta zelulosa), nondik beraien aktibitatea burutzeko bizidunek energia lortzen bait dute. Horregatik dira hain garrantzitsuak.

Goazen bada, lehen aipatzen genituen froga esperimentalak aztertzera. Teoriak biziaren oinarriak espaziotik etorriak direla dioenez, bertara jo beharko dugu oinarrizko konposatuen bila. Konkretuki, izarrarteko materian eta meteoritotan aurkituko ditugu.

Izarrarteko hodeiak gasez (%97) eta hautsez (%3) osaturik daude. Osagairik ugariena hidrogenoa da, noski, eta gas egoeran aurkitzen da, hiru era hauetakoren batean: hidrogeno atomiko neutro, hidrogeno ionizatu ala hidrogeno molekular egoeran. Baina hidrogenoaz gain beste substantzia asko ere aurkitu da gas egoeran, izarrarteko hodeien igorpena espektruaren banda guztietan aztertuz.

1. eskema.

Beren artean konposatu ezorganiko eta organiko sinple asko dago; baina horiez gain gure gaiarekin loturik egon daitezkeen eta nahikoa konplikatuak diren beste zenbait ere bai. Adibidez, azido zianhidrikoa (HCN), formaldehidoa (H ₂ CO), etanola (C ₂ H ₅ OH), metil amina (CH ₃ CH ₂ H), azido isozianikoa (HNCO), zianamida (H2NCN), azetaldehidoa (HCOCH ₃ ), binil zianuroa (H ₂ C=CHCN) eta abar. Eta formaldehidoak eta metil aminak glizina –oinarrizko aminoazidoetako bat– emateko erreakziona dezakete.

Hautsaren konposizioari dagokionean, Hoyle eta bere laguntzaileen ustez konposatu organikoek garrantzi handia dute. Konposizioaren ereduak oso baldintza konkretuei erantzun behar diete. Alde batetik hauts horrek nahikoa albedo handia du argi ikuskorrarentzat. Bestalde, hautsak zurgatzen duen erradiazio-kantitatea uhin-luzeraren alderantzizkoarekin handiagotzen da, baina zurgapenaren txikiagotze bat (minimo erlatibo bat) aurkezten du 2200 Å-eko luzerarentzat, eta azkenik, argia polarizatzen du.

Hasiera batean grafito, zenbait izotz ezorganiko, polimero organiko eta silikatoz osaturiko nahasteaz pentsatu zen, baina horrek ez zien aztertutako igorpen- eta absortzio-espektruei erantzuten. Substantzia berriekin saiatu beharrak, zelulosa ikertzera eraman zuen eta inork uste ez bazuen ere, polisakarido hau izan zen espektruari ondoen egokitu zitzaiona. Honek zera esan nahi du: hautsaren portzentaia haundi bat polisakaridoz osaturik dagoela. Horretaz gain zenbait izarren absortzio-espektrua karbono eta nitrogenoz eraturiko eraztunez osoturiko konposatuen existentziaren bidez azal daitekeela frogatu da. Horien artean zenbait porfirina egon zitekeen.

Ikus dezagun orain meteoritoen ikerketaren ekarpena zein izan den. Meteoritoen artean karbonodun kondrita izeneko taldekoak dira gehien interesatzen zaizkigunak. Hauek haitzez osaturik daude batez ere, eta horietako batzuetan zenbait aminoazidoren presentzia egiaztatu da; batzuk bizitzarako beharrezkoak direnetakoak eta beste zenbait Lurrean existitzen ez zirenak.

Guzti hau kontuan izanik, zail gertatzen da biziaren oinarriak Lurrean ezik espazioan garatu direla ez onartzea. Hori horrela bada, logikoa da konpostu horiek eguzki-sistemaren eraketaren azken faseetan, gero bertan eboluzionatzeko Lurrera erori zirela pentsatzea. Eta ondorioz, beste planeta-sistema batzuen eraketan ere gauza bera gerta zitekeela onartu egin behar dugu. Horrek gainera, hasieran aipatutako formulako P _b probabilitatearen estimazioan eragina du.