06 EXOBIOLOGÍA O ASTROBIOLOGÍA
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LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. LA EXOBIOLOGÍA O ASTROBIOLOGÍA es el estudio de la posible presencia de vida en otros planetas. En él participan científicos de diversas disciplinas: geólogos, químicos, oceanógrafos, astrofísicos, biólogos moleculares, zoólogos y paleontólogos, entre otros. Cómo la vida apareció y sobrevivió en la Tierra, si existe la posibilidad de que haya vida en otros lugares y de qué modo esta se podría encontrar y reconocer son las tres preguntas claves en astrobiología. En 1998, la NASA creó el Astrobiology Institute, que ha sido determinante en la consolidación de esta nueva ciencia. Pero, por desgracia, la búsqueda de vida extraterrestre ha sido banalizada con tanta frecuencia que la gente suele oscilar entre un completo escepticismo y la credulidad más absoluta. Probablemente, de conocer que las condiciones que requiere la vida no son, en absoluto, frecuentes en el espacio y que la vida que mejor puede adaptarse a un medio inhóspito no es, precisamente, el ser humano u otros seres análogos a él, sino los organismos más sencillos, la visión que se tendría de los posibles seres extraterrestres divergiría, y mucho, de la actual. Cometa LINEAR LA POSIBLE EXISTENCIA DE VIDA INTELIGENTE en otros planetas ha sido un tema recurrente en periódicos y revistas desde principios de siglo. Por desgracia, casi siempre enfocado por su vertiente menos rigurosa y fidedigna con los indicios que se tenían realmente. La tendencia del hombre al antropocentrismo también propició que en el imaginario colectivo cuajara una vida extraterrestre a nuestra imagen y semejanza, poseedora de una inteligencia que le permitiera comunicarse y darse a conocer. Allí está el origen de programas de búsqueda de señales extraterrestres como el SETI, que buscan ondas de radio, incluso señales de televisión. Pero este tipo de iniciativas asumen que en otros lugares se ha dado el mismo proceso evolutivo que en la Tierra, donde, desde el origen de la vida, hace unos 3.900 millones de años, esta ha ido ganando en complejidad dando como resultado la aparición de seres que son capaces de preguntarse por aquello que les rodea y que se consideran a sí mismos inteligentes. Son los seres humanos. Pero la vida se originó en la Tierra mucho antes de que aparecieran los ancestros humanos hace 4 millones de años y, probablemente, continúe mucho después de su extinción. ¿Qué es la vida? Saturno aviso © LA VIDA ES intangible, difícil de definir; sin embargo, está allí y somos capaces de reconocerla cuando la vemos, salvo en el límite entre la vida y la no-vida, que suscita multitud de opiniones y una fuerte controversia. UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales. LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. La mejora del conocimiento de la Tierra y de los seres vivos que la habitan ha deparado muchas sorpresas: la vida no aparece siempre en la forma en que la conocemos. Existen organismos cuya capacidad de adaptación al medio les convierte casi en extraterrestres en el sentido de que, en condiciones extremas, de carencia de oxígeno, por ejemplo, o de mucha acidez, que son, en principio, letales, consiguen sobrevivir y reproducirse. Son los extremófilos, organismos simples que se adaptan a condiciones límites para la vida. El río Tinto, en Huelva, es un caso paradigmático: en él sobreviven bacterias que obtienen su energía de las reacciones de oxidación del hierro contenido en el río, abundante en metales pesados nocivos para los seres vivos normales. La existencia de extremófilos en la Tierra que viven a altas temperaturas, en el fondo del mar, bajo nieves perpetuas, en condiciones de acidez, etc. ha ensanchado el marco para el cual la vida puede existir. Ello no implica que este tipo de organismos no existiera antes, en absoluto, tan solo que no se conocían y que, debido a ello, se consideraba que en ciertos lugares no podía haber vida. Ahora, en cambio, se utiliza este conocimiento para intentar encontrar vida en otros planetas. Si existen bacterias en el polo norte, por qué no en Marte donde posiblemente podrían sobrevivir a pesar de su frío clima. Además, el reciente descubrimiento de que quizás exista agua bajo la superficie de este planeta aumenta la probabilidad de encontrar vida en él. El porqué de esta conclusión viene determinado por las condiciones requeridas para la vida. Júpiter aviso © LA EXISTENCIA DE VIDA TIENE UNA SERIE DE CONDICIONANTES que se consideran universales. Se parte de la premisa de que la vida fuera de la Tierra seguirá las mismas pautas que ha seguido en ella y necesitará de los mismos elementos. Es decir, un líquido en el que puedan tener lugar las reacciones químicas; un elemento con facilidad para formar compuestos y una fuente de energía. En el origen de nuestro planeta, estos elementos fueron, respectivamente, el agua, el carbono y, como procesos energéticos, descargas eléctricas y radiación ultravioleta principalmente. Si no se equipararan los requisitos para la vida fuera de la Tierra con los de la vida en ella, la búsqueda sería imposible. No habría ningún principio al que se pudiera aferrar el ser humano en su búsqueda de vida en otros planetas. Es más, de encontrarla, probablemente no la reconocería, puesto que no cabría en su mente la posibilidad de que "aquello" fuera vida. Por tanto, el hombre se ve impelido a buscar seres semejantes a él, lo que no implica que tengan que tener dos brazos y dos piernas, sino que estén basados en los mismos principios o en otros muy parecidos. Por ejemplo, en vez de agua se han considerado otros líquidos que se mantienen en estado líquido en un amplio abanico de temperaturas y en los que podrían tener lugar reacciones UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales. LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. químicas. Entre ellos, está el amoníaco y el alcohol metílico, a pesar de que el primero se mantiene líquido a temperaturas bajo cero, probablemente demasiado frías para la existencia de vida. Como elemento constituyente de vida, en vez de carbono, se ha pensado en el silicio, que también forma compuestos con facilidad, aunque en la Tierra esté restringido al mundo inorgánico. LA VIDA PODRÍA EXISTIR en otros planetas, en otras galaxias con otras estrellas que les suministraran luz y calor. Pero para buscar vida tan lejos todavía no se tienen las herramientas necesarias. Incluso dentro de nuestro Sistema Solar, determinar qué planetas son susceptibles de estar habitados no es fácil. Se debe considerar su posición respecto del Sol y sus particularidades. ¿Qué convierte un planeta en habitable? En principio, debe cumplir los requisitos mencionados anteriormente. Se excluyen todos aquellos que sean tan pequeños que carezcan de atmósfera y de medio líquido y cuya masa sea insuficiente para poder tener una temperatura superior a la del espacio que les rodea. De todos los cuerpos restantes, parece ser que sólo tres -Marte, Titán y Europa- podrían albergar algún tipo de vida por sus condiciones atmosféricas y la presencia de un medio líquido. Marte tiene una atmósfera mucho menos densa que la terrestre, compuesta mayoritariamente por anhídrido carbónico, con un 2,5 % de nitrógeno y un 1,5 % de argón. También contiene vapor de agua y oxígeno en cantidades residuales. Se cree que en el pasado pudo haber tenido una atmósfera más densa, con agua en su superficie. Hace poco la NASA ha encontrado indicios de la probable presencia de agua subterránea. Respecto a su temperatura, Marte nunca está por encima de los 30 º C bajo cero. Sus condiciones no parecen ser favorables para la vida. A pesar de ello, recibe mucha radiación ultravioleta procedente del Sol y contiene volcanes, antes activos, lo que implica una gran cantidad de energía que hubiera favorecido la aparición de vida de haber habido agua en estado líquido; una vida de microorganismos podría haberse adaptado progresivamente a los cambios meteorológicos y sobrevivir todavía en las condiciones actuales. Titán, el mayor satélite de Saturno, probablemente formado sobre todo por hielo, tiene una atmósfera de nitrógeno y metano que es más densa que la terrestre y que también contiene compuestos de carbono. Su temperatura superficial es muy baja, de unos 180 º C bajo cero, lo que podría implicar que el metano existiera en estado líquido. De existir vida, esta estaría basada en un líquido que no es el agua. Como la temperatura del planeta es muy baja y la energía solar que recibe es menor que la de la tierra, a priori las reacciones químicas tendrían lugar mucho más UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales. LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. lentamente y la evolución de los organismos también. Por tanto, la vida, de ser, sólo sería a escala microscópica. Europa, uno de los satélites de Júpiter, parece tener un núcleo de silicatos cubierto por hielo. Casi no tiene atmósfera; aunque se han detectado pequeñas cantidades de oxígeno, no se piensa que tenga un origen biológico. En su superficie, se han descubierto grandes cantidades de ácido sulfúrico, que, al ser oxidante, supondría una buena fuente de energía. Aparte del sulfúrico, las fuentes de energía serían las mareas producidas sobre Europa por Júpiter, los electrones procedentes de la magnetosfera de este planeta, así como la radioactividad y la radiación solar. A pesar de sus condiciones, aparentemente nulas para la vida, se piensa que bajo el hielo existe un gran lago, donde los científicos esperan encontrar microbios. Para justificar su hipótesis, buscan en la Tierra hábitats con condiciones parecidas que contengan vida. El proyecto más ambicioso es el de explorar el Lago Vostok, que está enterrado bajo cuatro kilómetros de hielo en la Antártida y cuya exploración costaría millones de dólares. En hielo procedente de Alaska, ya se han encontrado bacterias a temperaturas de hasta –20 º C. LA BÚSQUEDA DE VIDA se basa en que las leyes de la naturaleza no cambien según el lugar. Por espectroscopía se delimitan las bandas de absorción de una molécula determinada. Se utiliza esta técnica para intentar determinar qué moléculas se encuentran en el espacio y cuáles no. Esto se puede hacer porque cada molécula tiene un patrón único de frecuencias que la identifican. En el espacio exterior se buscan las mismas moléculas que hay en la Tierra. En los últimos treinta años, se han identificado múltiples compuestos de carbono: la química orgánica, denominada generalmente del carbono, resulta ser común en el cosmos. La finalidad de esta búsqueda es obtener un punto de partida para determinar si hay vida o no allí fuera. La vida en la Tierra apareció a partir de moléculas simples basadas en el carbono que interaccionaron entre ellas dando lugar a moléculas más complejas. De aquí se pasó a organismos unicelulares y, con el tiempo, a seres más complejos. Cuanto más complejas sean las moléculas que se encuentren en el universo, más posible es que se haya dado el salto hacia la vida. De momento, ya se han encontrado moléculas de 100 y 200 átomos de carbono e incluso algún aminoácido, como la glicina. Los aminoácidos son los componentes de las proteínas y, por tanto, los ladrillos del ser vivo. ¿Hasta dónde ha llegado la complejidad fuera de la Tierra? Galaxia espiral barrada NGC 1300. UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales. LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. PANESPERMIA es la palabra que identifica a una teoría que defiende que la vida no se originó en la Tierra, sino que procede de otros sitios y que llegó a la Tierra a través de cometas y meteoritos que chocaron contra nuestro planeta. Esta teoría comporta, necesariamente, la existencia de vida, como mínimo en un pasado lejano, en otros planetas. Independientemente de esta creencia, se acepta generalmente que los cometas y asteroides aportaron agua a la Tierra, sobre todo en sus inicios, cuando los choques eran mucho más frecuentes, e incluso compuestos orgánicos. Especialmente interesantes son las condritas carbonáceas con abundante concentración de material orgánico. En una de ellas, el meteorito Murchison, caído en Australia en 1969, se encontraron más de 90 aminoácidos diferentes de los cuales tan solo 19 se encuentran en la Tierra. Se cree que los cometas, la mayoría de los cuales chocan contra la Tierra a grandes velocidades, transportan un material incluso más rico en carbono que los meteoritos. Hasta hace poco, se creía que las elevadas temperaturas y la presión imposibilitaría que moléculas complejas, como los aminoácidos, llegaran a la Tierra sin ser desnaturalizados, esto es, desorganizados y no funcionales. A pesar de ello, en un experimento que intentaba reproducir las condiciones del impacto de un cometa en la Tierra, se observó que de un 40 a un 70% de los aminoácidos sobrevivían al impacto, incluso algunos se asociaban de dos en dos para producir dipéptidos, el siguiente eslabón para la vida. La llegada de material extraterrestre a la Tierra no es anormal. Cada año, "aterrizan" en ella 40.000 toneladas de material extraterrestre en forma de pequeños meteoritos y partículas de polvo. No resulta descabellado considerar que la vida en su estado más primitivo pudo venir de fuera. Pese a ello, los seres superiores difícilmente hubieran sobrevivido a un viaje de estas características, por lo que las posturas más radicales de la Panespermia son habitualmente rechazadas por los científicos. COMPRENDER LA EVOLUCIÓN en la Tierra es vital para determinar si el mismo proceso podría haber tenido lugar en otros sitios. La evolución es el mecanismo que produce la diversidad de la vida que conocemos actualmente. En su origen, los sistemas de moléculas empezaron a reproducirse obteniendo la energía de reacciones químicas y del Sol. Durante la primera etapa de su vida, la Tierra estuvo sometida a tantos impactos que parece imposible que la vida pudiera sobrevivir a ellos. La Tierra se formó hace 4.500 millones de años y se piensa que el sol producía entonces un 30% menos de calor que actualmente. El hecho de que nuestra estrella no irradiara el mismo calor que ahora provocaba que la Tierra estuviera siempre al límite de convertirse en un UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales. LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. planeta envuelto de hielo. A pesar de la dureza del medio, los organismos pioneros no tardaron en surgir. Los primeros fósiles que se pueden reconocer aparecieron hace 3.500 millones de años. La organización de la materia en seres vivos es un proceso complejo que requiere tiempo y unas condiciones determinadas. Se cree que el paso de una célula simple a un organismo pluricelular ocurrió varias veces, pero no se sabe qué lo originó. El oxígeno, producido por los fotosintetizadores, cambió la atmósfera primitiva de CO2 por una oxidante, facilitando la aparición de organismos más complejos, que necesitan mucha energía. Las reacciones con oxígeno (aeróbicas) son mucho más energéticas que las que no ocurren en presencia de oxígeno (anaerobias). Una vez aparecieron los seres vivos, su evolución y la biodiversidad que ha comportado son el resultado de la interacción entre las diferentes especies. LA INTELIGENCIA es la habilidad de adaptarse al mundo que rodea al ser vivo. Si se acepta esta acepción, rompedora con la clásica definición que la equipara a la capacidad humana de pensar, los seres inteligentes empiezan a proliferar por doquier: las bacterias, las tortugas centenarias, los peces, los caracoles... Todos ellos, seres que han estado sometidos a una evolución que, o bien ha mantenido su simplicidad durante años o bien ha aumentado su complejidad, dependiendo de las necesidades del momento. La eficiencia no está determinada por el grado de complejidad. Una ballena, por ejemplo, que es mucho más compleja que una bacteria, al contrario que esta no puede sobrevivir en condiciones anaeróbicas, de carencia de oxígeno, mientras que determinadas bacterias no sólo sobreviven sino que proliferan y hacen del lugar su "hogar". La interacción con el entorno, el intercambio de materia y energía que un ser vivo realiza con el medio, determina su evolución. Por ejemplo, si un animal herbívoro, que se alimenta de hojas verdes, sufre carencia de ellas, con el tiempo posiblemente empiece a comer frutos e incluso insectos y pequeños animales. Sobrevivirán los individuos que puedan utilizar el alimento disponible. Estos pasarán su tipo de dentición a la descendencia y la dentadura de la especie se modificará progresivamente para adaptarse a la nueva alimentación; es un proceso de selección natural. Sin embargo, si una bacteria está perfectamente adaptada a sus condiciones de vida, no sufrirá modificaciones y, por tanto, no aumentará su complejidad. Se trata de organismos simples pero muy eficientes. La inteligencia es un concepto definido, precisamente, con parámetros por el hombre y para el hombre. Seres que se rigen por otras premisas no son considerados inteligentes: el olfato en los UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales. LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. roedores, el campo magnético en los insectos, la luz solar en las plantas... Como ya se ha comentado, si inteligencia es la capacidad de recibir estímulos y de contestar a ellos, es decir, de sobrevivir en un medio, estamos rodeados de seres inteligentes. LA BÚSQUEDA DE OTRA VIDA FUERA DE LA TIERRA ha centrado el interés de muchos durante mucho tiempo. El interés por lo desconocido y, quizás, el miedo han dado envergadura a historias sobre seres extraterrestres, mil veces contadas y crecidas. La imagen de marcianos verdes con antenas que viajan en ovnis ha circulado por radio, cine y televisión, donde han protagonizado, entre otras, historias sangrientas, entrañables- quién no ha visto E.T. – o de pánico colectivo. En 1938, la transmisión radiofónica que hizo Orson Welles de la novela de cienciaficción La Guerra de los Mundos, escrita por Herbert George Wells y publicada en 1898, provocó una explosión de pánico colectivo en los Estados Unidos. La gente, crédula, creyó que la ficción se había convertido en realidad. La existencia de vida extraterrestre, sin embargo, no puede verse limitada por la fijación en un estereotipo con cualidades humanas e, incluso con frecuencia, sobrehumanas. Porque una célula ya es vida. Esta realidad nos permite esperar encontrar vida en muchos sitios del cosmos; más allá de nuestra galaxia hay miles de estrellas con planetas girando a su alrededor que desconocemos. En alguna de ellas podrían haberse dado los factores que requiere la aparición de la vida. Y, si la inteligencia es la capacidad de adaptación al entorno, la conclusión es que los seres inteligentes pueblan la Tierra y, quizás, el espacio. Cometa Hale-Bopp Annia Domènech (IAC) (Agosto 2000). UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales.
