La vida - IES Vega del Turia

Tema 2. Nuestro lugar en el Universo.
El origen de la vida. De la síntesis prebiótica a los primeros organismos:
principales hipótesis.
1.
¿De qué estamos hechos los seres vivos?
LOS BIOELEMENTOS
Son los elementos químicos naturales que entran a formar parte de la materia viva.
De los 92 átomos naturales, nada más que 27 son bioelementos. Estos átomos se
separan en grupos, atendiendo a la proporción en la que se presentan en los seres
vivos.
•
•
•
1.1
Bioelementos
% en la materia viva
Átomos
Primarios
96%
C, H, O, N, P, S
Secundarios
3,9%
Ca, Na, K, Cl, I, Mg, Fe
Oligoelementos
0,1%
Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni, Si.
Bioelementos primarios: Son los elementos más abundantes en los seres vivos. La
mayor parte de las moléculas que componen los seres vivos tienen una base de carbono.
Este elemento presenta una serie de propiedades que hacen que sea el idóneo para
formar estas moléculas.
Bioelementos secundarios: Son elementos que se encuentran en menor proporción en
los seres vivos. Se presentan en forma iónica (con carga positiva o negativa).
Oligoelementos: Los oligoelementos también se denominan elementos traza, puesto
que aparecen en muy baja proporción el la materia viva (trazas). Alguno de estos
elementos no se manifiesta en ciertos seres.
Energía para la vida.
Además de la materia, los seres vivos necesitan energía para realizar sus funciones vitales.
Esta energía se obtiene a partir de reacciones químicas en las que interviene la materia
orgánica, que se obtiene mediante el proceso de la fotosíntesis que realizan los vegetales,
algas y algunas bacterias.
Desde este punto de vista, los seres vivos se pueden clasificar en:
• Autótrofos: que pueden fabricar materia orgánica a partir de inorgánica.
• Heterótrofos: que no pueden obtener materia orgánica por sí mismos y la obtienen de
los seres autótrofos.
2.
¿Qué es la vida?
Es complicado definir la vida, ya que hay algunas opiniones diferentes entre los científicos.
Entre ellas:
1
Actividad: Lee el siguiente texto que aparece en el libro “Cosmos” de Carl Sagan y argumenta
si el fuego es un ser vivo o no.
“Después de la tormenta hubo un chisporroteo y un crujido en el bosque cerca no. Fuimos a ver
qué pasaba. Había una cosa brillante, caliente y movediza amarilla y roja. Nunca habíamos
visto cosa semejante. Ahora le llamamos llama». Tiene un olor especial. En cierto modo es una
cosa viva. Come comida. Si se le deja come plantas y brazos de árboles, incluso árboles enteros.
Es fuerte. Pero no es muy lista. Cuando acaba toda su comida se muere. Es inca paz de andar de
un árbol a otro a un tiro de lanza si no hay comida por el camino. No puede andar sin comer.
Pero allí donde encuentra mucha comide crece y da muchas llamas has.
Uno de nosotros tuvo una idea atrevida y terrible: capturar la llama, darle un poco de comer
y convertirla en amiga nuestra. Encontramos algunas ramas largas de madera dura. La
llama empezó a comérselas, pero lenta mente. Podíamos agarrarlas por la punta que no tenía
llama. Si uno corre deprisa con una llama pequeña, se muere. Sus hijos son débiles. Nosotros ni
corrimos. Fuimos andando, deseándole a gritos que le fuera bien. «No te mueras» decíamos a la
llama. Los cazadores nos miraban con ojos asombrados.
Seguramente conoces la historia del Dr. Frankenstein que viene de una novela escrita por
Mary Shelley en 1818 cuando tenía 18 años. En esta novela recrea el mito de Prometeo y
consigue dar vida a un ser inerte, que poco a poco se transforma en un ser humano, pero por el
rechazo que genera en el resto de humanos, se transforma en un ser malvado.
Actividad: Realizar un breve resumen del mito de Prometeo o de la historia del Dr.
Frankestein.
3.
Origen de la vida:
1.
A lo largo de la historia, los científicos han dado diferentes explicaciones sobre cómo
nacen los seres vivos (de restos de animales que se pudren, de la suciedad, de un huevo,
del vientre de la madre, de un fruto, de una semilla, de restos de alimentos). Asigna a
cada uno de los siguientes seres vivos una de las anteriores explicaciones: gato, piojo,
naranjo, mosquito, rana, pez, chinche, amapola.
2. ¿Cómo explicas la aparición de setas cuando el suelo se humedece por las lluvias?
2
3. Si humedeces un trozo de pan y lo dejas un tiempo sin secarse, observarás que, al cabo
de unos días, se ha cubierto de moho. ¿De dónde procede ese moho?
4. Lee la siguiente noticia de prensa e intenta dar una explicación al hecho que se relata.
Lluvia de animales Por Alex Fernández Muerza 5 de Enero de 2008, extraído de
http://www.consumer.es
Los vecinos de la localidad alicantina de El Rebolledo recordarán el jueves 25 mayo de
2007 durante mucho tiempo. Tras soportar unos fuertes aguaceros, nadie esperaba como
punto final una "lluvia" de cientos de pequeñas ranas, que mostraron al resto del país. Las
ranas y los peces suelen ser los animales más comunes en estas peculiares precipitaciones,
que pueden o no ir acompañadas de lluvia común. En algunas ocasiones, los animales pueden
incluso sobrevivir al golpe, aunque en otras el fenómeno es tan violento que acaban
destrozados. Los periódicos han recogido los testimonios de personas en países y fechas
muy diversas que apuntaban al mismo suceso.
De esta manera, se habla de lluvia de ratones en la ciudad noruega de Bergen en 1578; de
sapos en la aldea inglesa de Ancle; de peces en Singapur en 1861; de serpientes en
Memphis (Estados Unidos) en 1877; en España también se describe una lluvia de
codornices sobre Valencia en 1880; de cangrejos en Nueva Gales del Sur (Australia) en
1978; etc. Por otra parte, se han relatado también casos de animales que caían totalmente
helados o atrapados en trozos de hielo.
4.
Hipótesis sobre el origen de la vida.
Históricamente se ha buscado el origen de la vida por muchos científicos. Una de las
primeras es que la vida se produce por “generación espontánea”. Esta hipótesis se basaba
en la observación de que, en algunos lugares se observaba el crecimiento de seres vivos
donde sólo había materia inerte.
Esta hipótesis se puso a prueba con el siguiente experimento de Francesco Redi:
Los experimentos de Francesco Redi
El médico italiano Francesco Redi (1626-1698) había venido observando que los gusanos
sólo aparecían en la carne en proceso de putrefacción si las moscas habían tenido la
oportunidad de posarse sobre ella varios días antes. Esto le hizo pensar que los gusanos
procedían de las moscas que ponen huevos en la carne en putrefacción. Para comprobar si lo
que pensaba era cierto, ideó el siguiente experimento:
Colocó trozos de alimentos en varios recipientes, unos los dejó abiertos y otros los tapó
con un trozo de gasa para permitir que
entrara el aire fresco, pero no las
moscas. Al cabo de unos días, observó
que sólo habían aparecido gusanos en
los recipientes abiertos, pero no en los
tapados con gasa. De sus resultados
dedujo que los gusanos que aparecen
en los alimentos en descomposición no
3
se originan espontáneamente, sino que proceden de los huevos que las moscas dejan sobre
ellos.
Cuestiones:
a) ¿Cuáles son los hechos o fenómenos naturales de partida?
b) ¿Cuáles son las observaciones de Redi?
c) ¿Qué pregunta o problema se formula?
d) ¿Cuál es su hipótesis para explicar el problema?
e) El diseño experimental que realizó, ¿confirmó o refutó su hipótesis?
f) ¿Qué nuevas leyes, modelos o teoría extrajo de sus conclusiones?
g) Después de todo lo anterior, ¿crees que Redi aplicó el método científico?
Información
A pesar de que Redi asestó un duro golpe a la generación espontánea, la invención del
microscopio y la observación de microorganismos por Leeuwenhoek (1632-1723), llevó a
algunos científicos a admitir la posibilidad de que los microorganismos sí se originasen por
generación espontánea.
Actividad
Lee el siguiente texto y contesta las cuestiones:
Los experimentos de John Needham (1713-1781)
En 1745 Needham explicó a la Real Sociedad Inglesa sus experimentos. Les explicó que
había llenado varias botellas con caldo nutritivo bien caliente, las tapó perfectamente con
corchos, para que ni los microbios ni sus huevos presentes en el aire pudiesen caer dentro
del caldo. Seguidamente, calentó las botellas llenas con el caldo poniéndolas sobre cenizas
calientes. “Seguramente, se decía Needham, esto matará los microbios o sus huevos que
puedan haber quedado en las botellas”. Hecho esto, dejó enfriar las botellas y las guardó
durante varios días. Al cabo de los días, quitó el corcho de las botellas y, ¡maravilla de
maravillas!, cuando examinó al microscopio el contenido, se encontró con que bullía un
verdadero enjambre de microbios. “¡He aquí un descubrimiento trascendental!”, gritó
Needham a la Real Sociedad. “Estos microbios sólo se han podido formar a expensas de las
sustancias contenidas en el caldo. Se trata de un experimento positivo que demuestra que
la vida puede originarse espontáneamente de la materia inerte”.
La Real Sociedad Inglesa y el mundo culto en general se estremecieron ante el
descubrimiento de Needham, por lo que fue nombrado miembro de la Real Sociedad.
Cuestiones:
a) ¿Qué idea preconcebida tenía Needham?
b) ¿Qué pregunta o problema se planteaba?
c) ¿Crees que aplicó el método científico? Razona tu respuesta.
Actividad:
Lee el siguiente texto sobre las reflexiones de Spallanzani respecto a los experimentos de
Needham y contesta las cuestiones:
4
“¿Por qué razón habrán aparecido todos esos microbios en el caldo nutritivo de Needham?,
reflexionaba Spallanzani. Sin duda porque Needham no ha calentado suficientemente las
botellas o quizá porque no las ha cerrado herméticamente”. Entonces hizo su aparición el
investigador que era Spallanzani, se dirigió a su laboratorio y se dispuso a comenzar la
prueba, aun a riesgo de echar por tierra, si era necesario, sus propias hipótesis. “Sin duda
Needham no había calentado el caldo lo suficiente. ¿Quién sabe si algunos de esos
microbios o sus huevos eran capaces de resistir temperaturas más elevadas?”. “Ahora no
me voy a limitar a calentar el caldo durante un rato”, exclamó, “sino que lo voy a tener
hirviendo por lo menos una hora”. “Pero, ¿cómo me las voy a arreglar para cerrar los
matraces? Los corchos pueden no ajustar bien y, en ese caso, dejarán pasar una infinidad
de esos microbios. ¡Ya lo tengo!, fundiré con la llama los cuellos de las botellas y las cerraré
así con el mismo vidrio. Ningún microbio, por pequeño que sea es capaz de filtrase a través
del cristal”. Limpió y preparó tres lotes de botellas y puso en ellas caldo nutritivo:
• Un lote de botellas cerradas con corcho, como las de Needham, y hervidas durante una
hora. Este era un lote control, para asegurarse de que las condiciones a las que sometía
las botellas cerradas según su procedimiento y según el de Needham eran las mismas.
• Otro lote de botellas cerradas herméticamente, lo que consiguió fundiendo el vidrio de
sus cuellos, y hervidas sólo durante unos minutos.
• El tercer lote de botellas cerradas herméticamente fundiendo el vidrio de sus cuellos y
hervidas durante una hora.
Dejó enfriar las botellas y las guardó. Al cabo de unos días observó, gota a gota, al
microscopio los caldos de las distintas botellas preparadas y sólo encontró microbios en
aquellas botellas que habían sido cerradas con corchos y en las que, aún habiendo sido
cerradas herméticamente fundiendo el vidrio, habían sido hervidas sólo durante unos
minutos. En las botellas cerradas herméticamente y hervidas durante una hora no encontró
ningún microbio. “Esto quiere decir que los microbios que Needham observó en sus botellas
procedían del aire”, exclamó. Además, he descubierto un nuevo e importante hecho: existen
seres vivos que pueden resistir el agua hirviendo sin morir, y para matarlos hay que
hervirlos casi una hora”.
Cuestiones:
a) ¿Qué argumentos propuso Spallanzani en contra de los resultados experimentales
de Needham?
b) ¿Qué hipótesis se planteó Spallanzani?
c) Los resultados obtenidos, ¿confirmaron su hipótesis? Razona tu respuesta.
d) Basándote en la actitud científica (cuestionarse lo obvio, necesidad de
comprobación, rigor, apertura a nuevas ideas…), compara y valora las actitudes de
Needham y de Spallanzani, argumentando tu respuesta.
Información
A pesar de los resultados de Spallanzani, la controversia sobre la generación espontánea
permanecía abierta. Muchos científicos no aceptaron los resultados de Spallanzani ya que
pensaban que, al calentar el aire contenido en las botellas cerradas herméticamente, se
destruía la “fuerza vital” que, según ellos, daba origen a los seres vivos.
5
Experimento de Pasteur:
Pasteur introdujo caldo en un recipiente, lo esterilizó y no cerró el recipiente
herméticamente. Los microorganismos contaminaron el cuello, pero no el caldo, siempre que
el recipiente se mantuviera recto verticalmente.
Actividad
Tras revisar los experimentos realizados por Pasteur, ¿qué variación, respecto al
experimento de Spallanzani, introdujo Pasteur para refutar definitivamente la teoría de la
generación espontánea?
Información:
Teoría de Oparin:
Para Oparin, la atmósfera primitiva estaba compuesta por hidrógeno, metano, amoníaco y
vapor de agua. Esta mezcla gaseosa, debido a la acción de los rayos solares, daría lugar a
gran cantidad de moléculas orgánicas, que caerían en los océanos y allí se acumularían
durante largos períodos de tiempo sin riesgo de descomposición, formando un "caldo
nutritivo". Las moléculas se irían asociando entre sí, formando agregados moleculares cada
vez más complejos, con una estructura concreta, a los que llamó coacervados. Los
6
coacervados con capacidad de autosíntesis (productores de su propio alimento),
evolucionarían hacia formas cada vez más estables y complicadas hasta convertirse en
verdaderas estructuras vivientes. Estos organismos primordiales darían lugar, por evolución
durante millones de años, al mundo vegetal y animal de nuestro planeta
Su hipótesis se basa en la posibilidad de que se hubieran producido reacciones químicas
espontáneas entre los componentes de la atmósfera primitiva, de las cuales pudieron
formarse en sustancias orgánicas. Las fuentes para producir estas energías serían:
−
−
−
Descargas eléctricas producidas en las numerosas tormentas que debieron tener
lugar al existir mucho vapor de agua
Las radiaciones del sol serían muy intensas al no existir capa de ozono
La energía geotérmica procedente de la actividad volcánica
Experimento de Miller:
En los años cincuenta, Miller, en la Universidad de Chicago y bajo la dirección de H.C. Urey,
simuló en un balón de vidrio la atmósfera primitiva con la mezcla de gases propuesta por
Oparin y la sometió a descargas eléctricas que simularían a las radiaciones solares que en
esa época incidían sobre la superficie de nuestro planeta.
Al cabo de una semana analizó los productos resultantes de la reacción y comprobó que se
habían sintetizado compuestos orgánicos y, en particular, aminoácidos, a partir de los
cuales se formarían las proteínas, componentes fundamentales de la materia viva: Miller
había conseguido formar compuestos orgánicos en condiciones prebiológicas.
Actividad
El experimento de Miller demuestra que es posible y sencillo el paso del mundo inorgánico
al mundo orgánico. ¿Explica este hecho la aparición de la vida o crees que falta algún paso?.
Razona la respuesta.
Actividad 6
Consulta los siguientes artículos sobre la teoría de la panspermia y prepárate para
participar en un debate.
Artículo 1: Teoría
de la “Panspermia”
Fue en los siglos XIX y XX cuando científicos como Hermann Von Helmholtz (1879) y
Svante Arrhenius (1903), comenzaron las investigaciones sobre la Panspermia. La Teoría de
la Panspermia afirma que la vida aparecida en la Tierra no surgió aquí, sino en otros lugares
del Universo, y que llego a nuestro planeta utilizando los meteoritos y los asteroides como
forma de desplazarse de un planeta a otro. Dicha teoría parece confirmada en algunos
puntos, si tenemos en cuenta que los componentes que constituyen las formas de vida que
nosotros conocemos (las basadas en la química del carbono) se pueden encontrar en muchos
lugares del Universo, y el hecho de que se han descubierto especies de bacterias que viven
en ambientes extremos y que son capaces de soportar las condiciones del espacio,
conocidas como bacterias extremófilas. Incluso en 1996, la NASA anunció el hallazgo de lo
que parecían bacterias fósiles en un meteorito marciano pero, después de 12 años, esto no
ha sido todavía científicamente confirmado. De todas formas, a pesar de que esta teoría
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sea cada vez más aceptada, tiene todavía planteados muchos interrogantes sin resolver.
Así, por ejemplo:
Para que aparezcan formas de vida basadas en el carbono no solo es necesaria la existencia
de todos los elementos químicos que reaccionan con el carbono, sino que se tienen que dar
unas condiciones de densidad y temperatura necesarias para que se den las reacciones
químicas capaces de generar las biomoléculas.
La enorme catástrofe que tuvo que ocurrir en el planeta del origen como para que el
meteorito pudiera ser arrancado del planeta y pudiera ser lanzado a una velocidad
extraordinaria para alcanzar la Tierra. Tendría que haberse tratado, cuando menos, de la
destrucción total de aquel planeta. ¿Qué era el primer organismo que llegó a la Tierra?
¿Era un hongo, una bacteria o un protobionte o esporas? A pesar de que se ha comprobado
que hay bacterias que son capaces de sobrevivir a condiciones extremas, se sabe con
claridad que el espacio es un entorno muy hostil para la vida, sobre todo las radiaciones
interestelares, que son capaces de producir mutaciones serias que son capaces de poner en
peligro la propia vida de dichos seres. Aunque una o varias bacterias hayan logrado
sobrevivir a un viaje a través del espacio, la entrada del asteroide o meteorito en el que
viajan en la atmósfera terrestre habría logrado que tanto las formas de vida como el
vehículo empleado quedaran destruidos. Es muy complicado demostrar el origen
extraterrestre de la vida, ya que los fósiles más antiguos pertenecen a una época muy
posterior al propio origen de la vida, debido a la destrucción de los estratos geológicos más
antiguos por el mero hecho del movimiento continuo de las placas tectónicas de la Tierra,
haciendo que los restos fósiles enterrados en las mismas queden destruidos tras los
procesos de subducción de unas placas bajo las otras. ¿Por qué hoy en día ya no ocurre esa
"lluvia" de microorganismos extraterrestres? Sería claro y evidente durante las lluvias de
meteoritos. Un único meteorito marciano con pistas de fósiles de microorganismos no es
absolutamente una evidencia para la panspermia. Finalmente, ¿cómo se originó la vida en ese
lejano planeta? definitivamente, la panspermia no aclara esta cuestión.
http://www.lorem-ipsum.es/blogs/hal9000/?author=5 y
http://biocab.org/Panspermia_esp.html
Artículo 2: ¿Vino
de otro mundo la vida? por David Warmflash y Benjamín Weiss
David Warmflash, astrobiólogo de la Universidad de Houston y del Centro Espacial Johnson
de la NASA, participa en el desarrollo de métodos de análisis moleculares que faciliten la
búsqueda de microorganismos en Marte y en Europa, un satélite de Júpiter. Por otro lado,
Benjamín Weiss es profesor de ciencias planetarias en el Instituto de Tecnología de
Massachussets, y ha estudiado varios meteoritos marcianos. Sabemos que en las primeras
etapas de la historia de nuestro sistema solar habrían existido numerosos mundos con agua
líquida, el ingrediente esencial para la vida tal y como la conocemos. Datos recientes
obtenidos de las exploraciones que la NASA ha realizado en Marte corroboran que el agua
fluyó alguna vez por el planeta rojo y también en Europa, satélite de Júpiter. Por otra
parte, en el curso de los últimos veinte años se ha descubierto, que una treintena larga de
meteoritos hallados en la Tierra proceden de la corteza de Marte. Al propio tiempo, se han
hallado organismos aptos para sobrevivir en el interior de tales meteoritos, al menos
durante un viaje corto. Los expertos estudian ahora con tenacidad el transporte
interplanetario de materiales biológicos para averiguar si el viaje pudo haber ocurrido
alguna vez. Estos trabajos arrojarán nueva luz sobre algunas cuestiones candentes: ¿Dónde
y cómo surgió la vida? ¿Caben otras formas de vida? ¿Hay vida en alguna otro lugar del
universo?
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En la era moderna, Lord Kelvin, Svante Arrhenius y Francis Crick, entre otros, han abogado
por formas diversas de panspermia. En su formulación actual, la hipótesis de la panspermia
se centra en los medios empleados por el material biológico para alcanzar nuestro planeta,
no en el propio origen de la vida. Donde quiera que empezara, la vida surgió de materia
inerte. Esta nueva concepción del origen de la vida ha obligado a replantearse el debate
científico sobre la panspermia. Ya no se discute si los primeros microorganismos surgieron
en la Tierra o llegaron del espacio. Durante los comienzos caóticos del sistema solar,
nuestro planeta estuvo sometido a un intenso bombardeo de meteoritos que contenían
compuestos orgánicos simples. La Tierra joven pudo haber recibido también moléculas de
mayor complejidad con funciones enzimáticas; moléculas que, si bien prebióticas, formaban
parte de un sistema que podía conducir a la vida. Tras aterrizar en un medio adecuado,
éstas habrían continuado evolucionando hasta formar células vivas. Cabe, pues, un escenario
intermedio en el que la vida hundiera sus raíces en la Tierra y en el espacio. Hoy día, los
investigadores se centran en calcular la probabilidad de que los materiales biológicos
realizaran el viaje a la Tierra desde otros planetas y satélites. Para iniciar el viaje
interplanetario, los materiales (rocas y partículas de polvo) habrían sido expulsados de su
planeta de origen tras el impacto de un cometa o un asteroide. Durante el viaje espacial, el
campo gravitatorio de otro planeta o de un satélite los habría capturado. Luego, habrían
decelerado hasta caer hacia la superficie cruzando la atmósfera, si la hubiera.
Transferencias de ese tipo ocurren con frecuencia por todo el sistema solar, aunque para el
material expulsado resulta más fácil viajar desde los cuerpos más alejados del Sol hacia los
más cercanos y terminar en un objeto de mayor masa. De hecho, las simulaciones realizadas
por Brett Gladman, de la Universidad de Columbia Británica, sugieren que la masa
transportada de la Tierra a Marte es muy inferior a la transferida de Marte a la Tierra. El
escenario panespérmico más estudiado se basa, pues, en el transporte de microorganismos,
o sus precursores, de Marte a la Tierra. Para Gladman y sus colaboradores, cada pocos
millones de años Marte sufre un impacto de violencia suficiente para eyectar rocas que, con
el tiempo, alcanzarían la Tierra. El viaje interplanetario suele ser bastante largo: gran
parte de la casi tonelada de rocas marcianas que aterrizan en la Tierra anualmente ha
pasado varios millones de años en el espacio. Sólo una diminuta fracción (una de cada 10
millones) habrá permanecido menos de un año en el espacio. A los tres años del impacto, han
completado el viaje Marte-Tierra unas 10 rocas del tamaño de un puño con un peso superior
a los 100 gramos. Guijarros y partículas de polvo tienden a realizar viajes interplanetarios
con mayor rapidez; ¿Sobrevivirían las entidades biológicas a estos viajes?. En el laboratorio
se ha observado que ciertas cadenas de bacterias sobreviven a las aceleraciones y
sacudidas que sufrirían en una típica eyección de altas presiones en Marte. Resulta de vital
importancia, no obstante, que durante el impacto y la expulsión los meteoritos no* se
calienten hasta el punto de destruir el material biológico que portan. En un principio se
creyó que cualquier material expulsado con una velocidad superior a la velocidad de escape
de Marte terminaría, si no convertido en vapor, fundido del todo. A raíz del posterior
descubrimiento de meteoritos totalmente intactos (sin fundir) procedentes de la Luna y de
Marte, se desechó esa idea. Las rocas cercanas a la superficie se expulsan a grandes
velocidades y sin sufrir apenas deformación.
¿Qué decir de la capacidad de los microorganismos de sobrevivir a la entrada en la
atmósfera terrestre? Edward Anders, adscrito por entonces al Instituto Enrico Fermi de
la Universidad de Chicago, demostró que las partículas interplanetarias se frenan en la
atmósfera alta de la Tierra, evitando así el calentamiento. Los meteoritos, en cambio,
sufren una fricción fortísima: su superficie se funde cuando atraviesan la atmósfera. Pero
el pulso térmico tiene tiempo de penetrar unos milímetros meteorito adentro, de forma que
los organismos encerrados en la profundidad de la roca sobrevivirían. En el curso de los
9
últimos cinco años, Weiss ha venido analizando con sus colaboradores varios tipos de
meteoritos marcianos, y halló que algunos apenas se habían calentado unos pocos cientos de
grados No todos, pero sí buena parte de las bacterias terrestres y de los eucariotas
(organismos con núcleos bien definidos) sobrevivirían dentro de ese intervalo de
temperaturas. Este resultado ofreció la primera prueba experimental de que los materiales
viajarían de planeta a planeta sin experimentar esterilización térmica en ningún momento,
desde la eyección hasta el aterrizaje. Con todo, para que la panspermia resulte viable los
microorganismos deben sobrevivir no sólo a la expulsión del planeta de origen y la entrada
en la atmósfera del cuerpo de llegada, sino superar también el viaje interplanetario. Los
meteoritos y las partículas de polvo estarían expuestos al espacio vacío, a temperaturas
extremas y a varios tipos de radiación. La de mayor peligro para la vida por ellos portada
sería la luz solar ultravioleta (UV) de alta energía, que rompe los enlaces que unen los
átomos de carbono de las moléculas orgánicas. Pero no resulta complicado protegerse de
esa radiación: bastan unas micras de material opaco para resguardar a las bacterias. Un
proyecto europeo realizado en las instalaciones que la NASA utiliza para el estudio de
exposiciones de larga duración (”Long Duration Exposure Facility”, o LDEF, un satélite
desplegado por la lanzadera espacial en 1984 y rescatado de su órbita seis años después)
demostró que con una fina capa de aluminio se podía proteger de la radiación UV a esporas
de la bacteria Bacillus subtilis. De las esporas protegidas por el aluminio, aunque expuestas
al vacío y a las temperaturas extremas del espacio, un 80 por ciento sobrevivió (se
reanimaron como células bacterianas activas al final de la misión). En cuanto a las esporas
que no estaban protegidas por el aluminio y, por tanto, quedaban a merced de la radiación
UV directa del Sol, la mayoría se destruyeron, pero una de cada diez mil permaneció viable.
Este estudio de las radiaciones se llevó a cabo en una órbita baja terrestre, dentro de la
protección del campo magnético de nuestro planeta. Por tanto, los resultados nada dicen
sobre los efectos de las partículas interplanetarias dotadas de carga que no atraviesan la
magnetosfera de la Tierra, que constituyen una de las componentes principales de la
radiación cósmica galáctica que bombardea sin cesar el sistema solar. Proteger a los
organismos de radiaciones tan energéticas como los rayos gamma entraña mayor
complejidad, ya que la interacción con el material rocoso produce una auténtica lluvia de
radiación secundaria en el interior del meteorito. Esa lluvia alcanzaría a cualquier
microorganismo del interior de la roca, salvo que ésta midiera dos o más metros de
diámetro. Ahora bien, según hemos avanzado, ese tipo de rocas no suelen emprender viajes
interplanetarios rápidos. En consecuencia, importa sobremanera la resistencia del
microorganismo a todos los componentes de la radiación espacial y la celeridad con la que el
meteorito portador se desplaza de planeta a planeta. Cuanto más corto sea el viaje, menor
será la dosis de radiación y, por tanto, mayor el índice de supervivencia. Algunas bacterias
sobreviven a las dosis de radiación que se aplican para esterilizar los productos alimenticios
y prospera incluso en el interior de los reactores nucleares. Fabrican paredes celulares
extragruesas, que protegen a la célula de la radiación. En teoría, si los organismos con estas
propiedades se hallaran incluidos en un material catapultado desde Marte una fracción de
los mismos permanecería viable tras viajar por el espacio interplanetario durante varios
años, quizá decenios.
Pero no se ha investigado el período de supervivencia de organismos activos, esporas o
moléculas orgánicas complejas más allá de la magnetosfera terrestre. En el futuro, los
experimentos que se basarían en introducir los materiales biológicos en simuladores
meteoríticos sometidos al entorno del espacio interplanetario, instalándolos en la
superficie de la Luna. o se lanzarían en trayectorias interplanetarias durante varios años,
antes de traerlos de vuelta a la Tierra para analizarlos en el laboratorio. El proyecto
MARIE (”Martian Radiation Environment Experiment”) es un estudio a largo plazo de las
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condiciones de radiación en Marte. Lanzado por la NASA en 2001, el dispositivo MARIE
mide la dosis de rayos cósmicos galácticos y de partículas energéticas solares, conforme el
satélite orbita alrededor del planeta rojo. En teoría, la panspermia resulta viable. Algunos
de los aspectos más importantes de la hipótesis han pasado de la validez teórica a la
confirmación experimental. A modo de resumen: la vida terrestre pudo originarse en el
propio planeta, resultar de una semilla biológica procedente del espacio o surgir de una
combinación de ambos procesos. Cualquiera de esas situaciones fue posible. La confirmación
de una panspermia entre Marte y la Tierra sugeriría que la vida, una vez iniciada, se
esparciría con presteza por todo un sistema estelar. Si, por el contrario, se hallaran
organismos marcianos surgidos con independencia de la vida terrestre, ello indicaría que la
abiogénesis ocurre con facilidad por todo el cosmos. Es más, podrían compararse
organismos terrestres con formas de vida alienígena para elaborar una definición más
general de la vida. Por fin, comenzaríamos a entender las leyes de la biología igual que
comprendemos las de la física y la química: como propiedades fundamentales de la
naturaleza.
Extraído del número de Enero de 2006 de la revista Investigación y Ciencia, edición española de
Scientific American.
Debate
Después de leer ambos artículos vamos a realizar un debate. Unos compañeros/as
expondrán argumentos a favor de la panspermia y otro grupo expondrá argumentos en
contra. Por otro lado, también debatiremos las implicaciones que conlleva la teoría de la
panspermia.
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