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Antiguos microorganismos fósiles indican que la vida en el universo es común

Los científicos analizan especímenes con una antigüedad de 3.465 millones de años

Los microorganismos, hallados en Australia Occidental, tienen 3.465 millones de años. Científicos de UCLA y la Universidad de Wisconsin-Madison informan hoy en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences que dos de las especies que estudiaron parecen haber realizado una forma primitiva de fotosíntesis; otra, al parecer, producía gas metano; y otras dos parecen han consumido metano y lo usaron para construir sus paredes celulares.

Este es un microorganismo fósil de 3.465 millones de años de antigüedad de Australia Occidental. Crédito: J. William Schopf / Centro de UCLA para el Estudio de la Evolución y el Origen de la Vida

La evidencia de que un grupo diverso de organismos ya había evolucionado muy temprano en la historia de la Tierra, combinado con el conocimiento de los científicos sobre la gran cantidad de estrellas en el universo y la creciente comprensión de que exiten planetas orbitando a tantas de ellas, fortalece la posibilidad de que exista vida en otras partes del universo porque sería extremadamente improbable que la vida se formara rápidamente en la Tierra, pero no surgiera en ningún otro lado.

«Hace 3.465 millones de años la vida ya era diversa en la Tierra, eso es claro: fotosintetizadores primitivos, productores de metano, usuarios de metano», dijo J. William Schopf, profesor de paleobiología en el UCLA College y autor principal del estudio. «Estos son los primeros datos que muestran los organismos muy diversos en ese momento en la historia de la Tierra, y nuestra investigación previa ha demostrado que también hubo consumidores de azufre hace 3.400 millones de años.

«Esto nos dice que la vida tuvo que haber comenzado mucho antes, y confirma que no fue difícil para la vida primitiva formarse y evolucionar hacia microorganismos más avanzados».




Schopf dijo que los científicos aún no saben cuánto antes pudo haber comenzado la vida. «Pero, si las condiciones son las adecuadas, parece que la vida en el universo debería estar muy extendida», dijo.

El estudio es el más detallado jamás realizado sobre microorganismos preservados en fósiles tan antiguos. Investigadores dirigidos por Schopf describieron por primera vez los fósiles en la revista Science» target=»_blank»>Science en 1993, y luego confirmaron su origen biológico en la revista Nature en 2002. Pero el nuevo estudio es el primero en establecer qué tipo de organismos microbianos biológicos son, y qué tan avanzados o primitivos resultan ser.

Para la nueva investigación, Schopf y sus colegas analizaron los microorganismos con tecnología de vanguardia llamada espectroscopía de masa de iones secundarios, o SIMS, que revela la proporción de isótopos de carbono 12 a carbono 13, información que los científicos pueden usar para determinar cómo vivieron los microorganismos. (Las bacterias fotosintéticas tienen diferentes firmas de carbono que los productores y consumidores de metano, por ejemplo). En 2000, Schopf se convirtió en el primer científico en utilizar SIMS para analizar fósiles microscópicos conservados en rocas; dijo que la tecnología probablemente se utilizará para estudiar muestras traídas de Marte en busca de señales de vida.

Los investigadores de Wisconsin, dirigidos por el profesor de geociencias John Valley, utilizaron un espectrómetro de masa de iones secundario, uno de los pocos en el mundo, para separar el carbono de cada fósil en sus isótopos constituyentes y determinar sus proporciones.

«Las diferencias en las proporciones de isótopos de carbono se correlacionan con sus formas», dijo Valley. «Sus proporciones C-13 a C-12 son características de la biología y la función metabólica».

Los fósiles se formaron en un momento en que había muy poco oxígeno en la atmósfera, dijo Schopf. Él piensa que aún no había evolucionado la fotosíntesis avanzada, y que el oxígeno apareció por primera vez en la Tierra aproximadamente quinientos millones de años más tarde, antes de que su concentración en nuestra atmósfera aumentara rápidamente comenzando hace unos 2 mil millones de años.

El oxígeno habría sido venenoso para estos microorganismos y los habría matado, dijo.

Los fotosintetizadores primitivos son bastante raros hoy en día en la Tierra porque existen solo en lugares donde hay luz pero no oxígeno; normalmente hay abundante oxígeno en cualquier lugar donde haya luz. Y la existencia de las rocas que analizaron los científicos también es bastante notable: el promedio de vida de una roca expuesta en la superficie de la Tierra es de unos 200 millones de años, dijo Schopf, y agregó que cuando comenzó su carrera, no había evidencia fósil de vida que data de hace más de 500 millones de años.

«Las rocas que estudiamos son las más antiguas que hay».

Si bien el estudio sugiere fuertemente la presencia de formas de vida primitivas en todo el universo, Schopf dijo que la presencia de vida más avanzada es muy posible, pero menos segura.

Uno de los coautores del artículo es Anatoliy Kudryavtsev, científico principal del Centro para el Estudio de la Evolución y el Origen de la Vida de UCLA, del cual Schopf es director. La investigación fue financiada por el Instituto de Astrobiología de la NASA.

En mayo de 2017, en un artículo publicado en PNAS por Schopf, la estudiante graduada de la UCLA Amanda García, y sus colegas en Japón, mostraron que la temperatura del océano cercano a la superficie de la Tierra ha disminuido dramáticamente en los últimos 3.500 millones de años. El trabajo se basó en su análisis de un tipo de enzima antigua presente en prácticamente todos los organismos.

En, 2015, Schopf formó parte de un equipo internacional de científicos que describió en PNAS su descubrimiento de la mayor ausencia de evolución jamás reportada, un tipo de microorganismo de aguas profundas que parece no haber evolucionado durante más de 2 mil millones de años.

Referencia de publicación: J. William Schopf, Kouki Kitajima, Michael J. Spicuzza, Anatoliy B. Kudryavtsev, John W. Valley. Los análisis SIMS del conjunto más antiguo conocido de microfósiles documentan sus composiciones de isótopos de carbono correlacionadas con taxones. Actas de la Academia Nacional de Ciencias, 2017; 201718063 DOI: 10.1073/pnas.1718063115

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Un cuello de botella sería responsable de que los extraterrestres estén extintos

El astrobiólogo Adittya Chopra, de la Universidad Nacional Australiana, propone que no hemos contactado con civilizaciones extraterrestres porque están extintos.

En un artículo publicado en la revista Astrobiology, él y su colega Charley Lineweaver aportan una triste hipótesis: que el destino de la vida primitiva es la extinción. Esto explicaría lo que parece una paradoja: que vivamos en un universo repleto de planetas habitables, según se ha detectado ya y se proyecta estadísticamente, y sin embargo no nos hayamos encontrado con otras civilizaciones ni hayamos encontrado ni remotamente sus mensajes de radio.

La explicación más común, en teoría, es la baja probabilidad de aparición de la vida, lo que implica un cuello de botella en el origen debido a las complejidades de la receta molecular, dicen los científicos.

Contrario a eso, ellos proponen algo que llaman el «cuello de botella de Gaia»: Si la vida emerge en un planeta, en raras ocasiones evoluciona lo suficientemente pronto como para regular los gases de efecto invernadero y el albedo, y mantener las temperaturas de la superficie compatibles con la existencia del agua líquida y la habitabilidad. El cuello de botella de Gaia implica que, 1. el destino por defecto de la mayoría de la vida que ha surgido en las superficies de los planetas rocosos húmedos del Universo es la extinción y 2. los planetas rocosos tienen que estar habitados para permanecer siendo habitables.

En el modelo del cuello de botella de Gaia, el mantenimiento de la habitabilidad planetaria es una propiedad más asociada con una evolución inusualmente rápida de la regulación biológica capaz de controlar los compuestos volátiles de la superficie que con la luminosidad y la distancia hasta la estrella anfitriona.

Los autores creen que la fragilidad de la vida primitiva causa que «raramente» evolucione con lo suficientemente rápido como para establecerse.

«Para que se dé un planeta habitable, las formas de vida deben regular los gases de efecto invernadero, como el vapor de agua y el dióxido de carbono, para mantener estables las temperaturas de la superficie», señala Chopra. Dice que hace 4.000 millones de años tanto la Tierra como Marte y Venus pudieron ser mundos habitables, pero que sólo 1.000 millones de años después Venus se convirtió en un infierno y Marte en un mundo helado. Su colega afirma que, si hubo vida microbiana en esos dos planetas, fracasó en estabilizar un ambiente cambiante.







«Es posible que la vida terrestre haya sido clave al momento de estabilizar el clima del planeta», añade.

Ese cuello de botella de Gaia indica, según los investigadores, que se daría una extinción casi generalizada de la vida extraterrestre. «Una intrigante predicción del modelo del cuello de botella de Gaia es que la gran mayoría de los fósiles en el Universo serán de vida microbiana extinta, no de especies multicelulares como dinosaurios o humanoides, que necesitan miles de millones de años para evolucionar», dice Lineweaver.

Debemos señalar que esta hipótesis se contrapone totalmente con la presentada en el artículo Los cúmulos de estrellas podrían albergar civilizaciones tecnológicas de larga vida

Fuente: Adi Life. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Reconociendo inteligencia extraterrestre… «¿No puede haber vida e inteligencia allí afuera en formas que no podemos concebir?»

«Podrían estar mirándonos a la cara y simplemente no reconocerlos. El problema es que estamos buscando algo muy parecido a nosotros, asumiendo que por lo menos tienen algo así como las mismas matemáticas y tecnología»

Esta interesante observación fue hecha por Lord Martin Rees, cosmólogo y astrofísico de avanzada que es el presidente de la Royal Society de Gran Bretaña y astrónomo de la reina de Inglaterra. Rees cree que la existencia de la vida extraterrestre podría estar más allá de la comprensión humana.

«Sospecho que puede haber vida e inteligencia allí afuera en formas que no podemos concebir. Así como un chimpancé no puede entender la teoría cuántica, podría estar allí como aspectos de la realidad que están más allá de la capacidad de nuestros cerebros», dijo Rees.

Un alienígena puede tener cuatro miembros, como nosotros los humanos. O puede lucir 17 tentáculos, en función de las presiones evolutivas. Podemos observar, cuantificar y describir estas cosas. Pero ¿cómo podemos realmente evaluar el funcionamiento de una mente alienígena?

Un nuevo estudio, a publicarse en Acta Astronautica en febrero, y reportado en Astrobiology de la NASA, ofrece un ejercicio preliminar para hacernos pensar fuera de nuestro propio encasillamiento en la evaluación de la inteligencia extraterrestre. El ejercicio se llama COMPLEX (complejo), que significa «COmplexity of Markers for Profiling Life in EXobiology» (complejidad de marcadores para la generación de perfiles de vida en Exobiología). El proyecto compara varias inteligencias no humanas —incluyendo a los animales, microbios y máquinas— entre sí (en lugar de con los seres humanos) y entre varias categorías de conducta y capacidad mental.

«El objetivo de COMPLEX sería prepararnos para evaluar otras especies si encontramos vida en el espacio», dice Denise Herzing, autora del estudio y biólogo de la Universidad Atlantic de Florida.

La investigación podría resultar crítica para la astrobiología, que depende en gran medida de la comprensión terrestre para evaluar lo que es posible en otros planetas. Más allá de la increíble variedad de biota de la Tierra, la «inteligencia» es una cosa muy difícil de definir. Históricamente, a menudo hemos definido la inteligencia en los seres sobre la base de cuánto se parece a la nuestra. Recopilamos patrones de sonido de las ballenas que se pueden calificar como el lenguaje, evaluamos el uso de herramientas rudimentarias por los cuervos y admiramos la complejidad de las sociedades de los elefantes.

Viendo estas inteligencias no humanas a través de una lente humana, sin embargo, puede estar subestimando la capacidad intelectual de estas criaturas. Por otra parte, cuando se aplica a las formas de vida no terrestre, nuestro sesgo hacia las características de la inteligencia humana puede realmente hacer que nos equivoquemos.

La preparación de Herzing la ha preparado bien para un emprendimiento astrobiológico. Ella es la directora de investigación y fundadora del Wild Dolphin Project, una organización que ha estudiado un par de delfines durante casi tres décadas para aprender acerca de los comportamientos de los animales, la estructura social, y más. Muchos científicos creen que los delfines (técnicamente, marsopas, «delfín» es un nombre común que se da a los animales) están entre las criaturas más inteligentes en la Tierra, tal vez a la par con los primates no humanos.

El trabajo de Denise Herzing en el Wild Dolphin Project es el estudio de la comunicación dentro de un entorno de delfines, un proyecto en el que permaneció durante casi 30 años. Crédito: Wild Dolphin Proyecto.

En su mayor parte, el estudio de la inteligencia de los delfines ha socavado los métodos estándar que utilizamos para evaluar la inteligencia de otras especies. Nos centramos en las características físicas, tales como el tamaño del cerebro en relación con la masa corporal. También hemos puesto a prueba especies llevándolas a hacer el tipo de cosas que consideramos características de nuestra propia capacidad intelectual superior, como los rompecabezas y la comprensión de la lengua de signos o auditiva.

«Utilizamos principalmente dos métodos para buscar inteligencia», dijo Herzing. «El primero es una revisión de la infraestructura física de los cerebros: grandes cerebros, sistemas neuronales complejos, etc… La segunda es una evaluación cognitiva que generalmente requiere experimentos y pruebas, diseñadas por el ser humano y basadas en lo que creemos que son habilidades «superiores».

Una tercera medida de la inteligencia, la de la señalización y las comunicaciones complejas, ganaron terreno recientemente. Gracias a los avances en el reconocimiento de patrones por las computadoras junto a otro software, ahora tenemos herramientas para recopilar y analizar los datos necesarios para evaluar esta dimensión. Un ejemplo son los largos segmentos de vocalización de los delfines en comparación escuchando elementos repetidos y arreglos sintácticos aparentes en medio de los chasquidos, silbidos y gritos.

A través de estas investigaciones, encontramos profundas ejemplos de inteligencia similar a la humana en no humanos, empujándonos de nuestros altos pedestales, hasta cierto punto.

«Los seres humanos tuvimos que renunciar a una parte de lo que pensábamos que era ‘único’ en nosotros, ya que los animales comenzaron a mostrar sus verdaderas habilidades», dijo Herzing.

Anteojeras humanas

Tan útilmente humillantes son estas revelaciones que fallamos en juzgar la inteligencia de los animales en sus propios términos, por así decirlo.

«Por supuesto, cada especie es inteligente en el sentido de poder sobrevivir en su medio ambiente», dijo Herzing. «Sin embargo, otras especies pueden tener tipos de inteligencia basadas en su estructura y el entorno físico que rivalizan con la inteligencia humana en complejidad, aunque no es exactamente igual a la nuestra. Por ejemplo, las criaturas complejas sin manos probablemente no construyen cosas de la misma manera que los seres humanos.»

Indiscutiblemente, nuestra capacidad de reutilizar los contenidos del mundo físico, de la piedra de cantera de las pirámides al silicio en nuestras computadoras, es una exhibición asombrosa de medios que no posee ningún otro organismo del hábitat terrestre. Pero las maravillas de la ingeniería de un montículo de termita, en el control de temperatura, ventilación, cultivo de jardines de hongos, no deben ser despreciadas, tampoco. Como individuos, las termitas no son muy inteligentes o capaces. Pero como «mente de colmena» colectiva, las criaturas lograr hazañas increíbles.

«Creo que algún día seremos capaces de vernos a nosotros mismos como una de las muchas especies que desarrollaron algunas especialidades, como el lenguaje oral y la manipulación de las cosas, en vez de vernos a nosotros mismos como la única especie que es inteligente, porque creemos que tener lenguaje es inteligente», dijo Herzing.

Para prestarle debida atención a otros aspectos de la inteligencia, Herzing desarrolló COMPLEX. Ella reclutó una pequeña cantidad de científicos, desde astrobiólogos a un científico de la computación, para intervenir en las cinco dimensiones de la inteligencia a través de varias entidades claramente no humanas.

Las dimensiones complejas son: «cociente de encefalización» (un muestreo de la complejidad neural), «señales de comunicación» (complejidad de la codificación de señales), la «complejidad individual» (la presencia de personalidades, en esencia), la «complejidad social» (viviendo como grupo o individualmente) y la «interacción entre las especies» (el caracter de las relaciones externas). Cada categoría fue dividida en otros atributos, más específicos. Para citar un ejemplo de cada uno, respectivamente: las especializaciones neurales, repertorio natural, flexibilidad de roles, alianzas/cooperación, y el altruismo entre especies.

Si algunos de los términos e ideas anteriores no nos suenan cuando se piensa en los indicadores de la inteligencia, éste es el punto.

«Debido a que la mayor parte de los criterios para la inteligencia humana enfatizan el lenguaje, la cognición y la competencia numérica, se utilizaron otras dimensiones de procesamiento de la información a la escala de los organismos en las pruebas», escribió Herzing en su artículo.

Los expertos calificaron cinco fuentes inteligencia concebible para el estudio, tomadas de las categorías creadas por Lori Marino de la Universidad de Emory y Kathyrn Denning de la Universidad de York para el proyecto del Instituto SETI «Inteligencia en Astrobiología». Los ejemplos específicos evaluados son delfines, pulpos, abejas, microbios y máquinas. Cada una de esas entidades, de diferentes maneras se enfrentan y exploran su entorno para sobrevivir (o como se puede decir para una máquina, que funcione como está programada). Entre las instancias de atributos está la compleja comunicación de los delfines, el aprendizaje asociativo en los pulpos, la danza ondulante que usan las abejas para indicarle a sus compañeras la ubicación de los alimentos, el comportamiento grupal de autobeneficio de las colonias microbianas y la potencia de cálculo de las máquinas.

En general, con los resultados del ejercicio, COMPLEX mostró cómo se acomodaban una sobre otra los cinco inteligencias no humanas. Cada zona demostrada de potencial alto y bajo, con algunas similitudes y diferencias interesantes saliendo a la luz. Tanto las abejas como las máquinas alcanzaron cifras altas en la comunicación de señales y en las categorías de complejidad social. Los delfines, pulpos y máquinas todos dumaron puntos en gran encefalización (complejidad neural). Los microbios, que fácilmente confundimos los seres humanos con la falta de habilidades sociales, fueron calificados relativamente alto en la categoría de interacción entre las especies.

Los resultados sugieren maneras en que podríamos intentar definir (y re-establecer) el elusivo concepto de las inteligencia de los seres diferentes de nosotros.

«COMPLEX es un ejercicio inicial para ver cómo podemos empezar a comparar los tipos de inteligencia, sin depender de las características humanas solamente», dijo Herzing.

Una extensión natural de estos resultados preliminares es la creación de nuevos criterios y probar otras inteligencias.

«Sería genial tener cientos de especies medidas por los expertos y comparadas», dijo Herzing. «Los cinco ejemplos escogidos han sido sólo cinco de muchas inteligencias posibles.»

Las versiones futuras de COMPLEX también podrían tratar de hacer frente a las simplificaciones de pintar un tipo de criatura con un pincel demasiado grueso. Por ejemplo, «microbios» es un término genérico para plancton (plantas y animales), hongos, bacterias, arqueas y más, cubriendo un continuum de comportamiento y actividad. Por lo tanto, no todos los microbios califican igual. Herzing dice que uno de los objetivos de COMPLEX es determinar estas divisiones.

Uno de los retos de COMPLEX, así como de cualquier intento de evaluar la inteligencia en los demás, es hacer frente a nuestros propios prejuicios inherentes. ¿Cómo no juzgar algo para los estándares humanos, mirando a través de los ojos humanos y calculándolo con un cerebro humano?

«Uno de los hallazgos interesantes del ejercicio es cuán difícil fue para los expertos pensar en comparar cerebros de mamíferos con cuerpos de insectos», dijo Herzing. «¿Se puede comparar la función de estas estructuras y la forma en que contribuyen a la inteligencia, sin dejar nuestra tendencia humana en el camino?»

La máquina es un ejemplo particularmente difícil, después de todo. Ellos son por nosotros, para nosotros.

«¿Debido a que las computadoras y la inteligencia artificial son hechas por el hombre, cómo se miden sus habilidades?», dice Herzing. (Cabe destacar que algunos astrobiólogos piensan que los extraterrestres espaciales tecnológicamente avanzados podrían muy bien ser «post-biológicos», lo que significa robóticos.)

Una última cuestión con el enfoque de COMPLEX es que requiere la colaboración de expertos en las especies en cuestión o en la entidad inteligente. Evaluar inteligencias no-humanas terrestres bien investigadas puede abrir nuevas ventanas conceptuales. Pero puede que no lleve automáticamente a descubrir el código de los posibles inteligencias extraterrestres, particularmente las que sean «vislumbradas» por nuestras sondas robóticas o eventuales astronautas interplanetarios e interestelares.

«El desafío con el enfoque de COMPLEX es que necesitamos datos para hacer evaluaciones, de manera de asumir una cierta cantidad de estudio científico», dijo Herzing. «Va a ser difícil en otros planetas, si tenemos que hacer evaluaciones rápidas, pero creo que, posiblemente, podemos poner a nuestros equipos en la tarea de reconocer los patrones rápidamente, si es necesario.»

Cada fragmento de conocimiento puede resultar útil para estar listos y dispuestos a considerar la posibilidad de inteligencias extraterrestres similares o radicalmente diferentes de nuestra. Después de todo, luchamos para entender exactamente qué es la inteligencia, incluso cuando está delante de nuestras narices.

«No hemos hecho un trabajo muy bueno reconociendo otras formas de vida inteligente, y otras culturas humanas y no humanas en nuestro propio planeta», dijo Herzing. «Si nos ponemos el desafío de preguntas y reflexiones fuera de nuestra zona de confort, creo que algún día podremos ir más allá de nuestros prejuicios humanos y lograr al menos un vistazo alrededor de la esquina.»

La imagen similar a un «alienígena» en la parte superior de la página muestra una pequeña medusa planctónica con tentáculos verdes fluorescentes brillantes. La fluorescencia de color rojo en el medio de la medusa proviene de la clorofila en las algas que ingirió. Imagen cortesía de Mikhail Matz, Islands in the Stream 2002, NOAA-OER.

Fuente: The Daily Galaxy. Aportado por Eduardo J. Carletti

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