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ZAPPING 0184, 31-jul-2003

Exobiología

¿Qué es la vida y cómo hacemos para buscarla?

Dos de las preguntas más importantes de la ciencia son: ¿Cómo comenzó la vida en la Tierra? y ¿Los organismos vivos son una regla o son excepción? En la actualidad se puede agregar una más: ¿la química compleja que se detecta en el espacio, sirve como prueba de que allí hay vida? Esta última —igual que las otras dos— no es una pregunta fácil de contestar y por eso —como las otras — aún no tiene respuesta.


Química orgánica en el espacio

El astrónomo Fred Hoyle, que fue escritor de CF también, dijo alguna vez que si surgiera una célula viva de una sopa química inanimada sería algo parecido a que se montara un jet Boeing 747 al pasar un tornado por un depósito de chatarra. En su opinión, el planeta fue "sembrado" por microorganismos vivos que llegaron del espacio. No me queda duda de que la posición de este hombre es extrema y es muy posible que haya sido sacada de contexto. En principio, ninguna teoría dice que en el caldo primordial se haya formado una célula a partir de materiales básicos; sólo que se formaron las primeras bases químicas. Por otra parte, creo que, aunque la "siembra" desde el espacio hubiera ocurrido, de todos modos la llegada de la vida desde el espacio no responde los interrogantes que más importan, sólo los trasladan un paso más hacia atrás: si lo que vino desde afuera fue una célula... ¿cómo se formó la célula en el espacio?

Otros creen que lo que llegó desde el espacio fueron los ingredientes de la vida, en lugar de la vida misma. También hay quienes creen que no ocurrió ninguna de las dos cosas, y que todo fue "horneado" en casa.

Un obstáculo para resolver el problema es que los científicos aún no se han puesto de acuerdo sobre qué es "la vida". Los aminoácidos son moléculas orgánicas complejas que están presentes en todos los organismos vivos conocidos. Ellos son los que producen las proteínas, atrayéndose entre sí de acuerdo a las órdenes del código genético de cada organismo: la famosa molécula de ADN.

Pero los aminoácidos por sí solos no son vida, y no está claro aún si son esenciales para ésta. Su existencia sólo demuestra que hay química orgánica compleja trabajando. "Orgánica" significa que está presente el elemento carbono. En principio, un sistema vivo al menos debería ser capaz de replicarse y consumir energía, pero ¿qué pasa con los virus y aquellos microorganismos que pueden estarse quietos, inactivos, aparentemente muertos por muy largo tiempo?

Si los científicos no pueden definir la vida de una manera precisa, ¿cómo pueden estar seguros de que no tenemos vecinos, aquí en la Tierra, que no se nos han presentado aún? La respuesta es —aunque parezca sorprendente— que no están seguros. Además, ¿qué pasa con la búsqueda de vida en otros lugares que no sea la Tierra? ¿Cómo pueden buscar los astrónomos algo que no está claramente definido? Bueno, es un trabajo difícil.

Los científicos que trabajan en las misiones a Marte, por ejemplo, dicen que ellos no podrán saber con certeza si el planeta rojo está habitado hasta que alguien vaya allí y haga un estudio muy detallado. En el caso de los planetas de afuera del Sistema Solar será aún más difícil, obviamente, probar o descartar la presencia de vida.


Proyecto Darwin

La futura misión Darwin de la ESA (European Space Agency - Agencia Espacial Europea), que sería lanzada en el 2014, será un importante intento. El proyecto Darwin buscará planetas similares a la Tierra, sólidos, ya que es probable que la vida necesite una superficie sólida para desarrollarse. Buscará también las "huellas digitales" de la vida en la luz que llega de esos planetas. El metabolismo de los organismos vivos produce cambios en la atmósfera de los planetas. Es muy probable que un planeta con oxígeno y metano en su atmósfera posea vida. En nuestro sistema sólo la Tierra tiene una atmósfera rica en oxígeno.

Sin embargo, aunque sin duda la presencia de esos elementos en la atmósfera de un planeta de otra estrella sorprendería a muchos científicos, no sería una prueba suficiente de vida extraterrestre.

Vida en el espacio

La vida que conocemos se inicia al combinarse algunos elementos clave: hidrógeno, carbono, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo. El elemento que permite la formación de los compuestos orgánicos que son base de las moléculas complejas, como los ácidos nucleicos que componen el ADN o el ARN, es el carbono. Como sabemos, el ADN es la clave de nuestra existencia porque es el mecanismo que transmite la información genética que, al fin y al cabo, es la que determina a los organismos vivos.

¿Esta solución de doble hélice que presenta nuestro ADN existirá en otras partes del universo?

Se trata del problema principal de la astrobiología, una ciencia interdisciplinaria muy nueva que busca respuestas para preguntas como: ¿Existe vida, de cualquier tipo que sea, en otros sitios fuera de la Tierra? Y si existe... ¿cómo comenzó?

La Agencia Espacial Europea (ESA) utilizó, desde 1995 hasta 1998, un telescopio llamado ISO (Infrared Space Observatory) para estudiar la presencia de moléculas y compuestos orgánicos en el espacio. Se realizaron casi 30.000 observaciones. Los científicos descubrieron más de cien moléculas orgánicas complejas en el espacio, algunas de ellas prácticamente en todas partes en nuestra galaxia.

"La mayoría", explicó Alberto Salama, científico del proyecto ISO, "se forman cerca de los lugares donde están naciendo estrellas y también en proximidad de viejas estrellas a las que les llega su fin. En esos lugares se producen fenómenos violentos, como vientos de altas velocidades y elevados flujos de energía, lo que produce grandes cambios en la química de los gases y la formación de muchas moléculas. En el espacio interestelar, la potente radiación de las estrellas destruye algunas, pero otras sobreviven y puede ser que queden incorporadas en los granos de polvo".


Proyecto Corot

Ahora bien, la vida que conocemos necesita una molécula inorgánica simple para desarrollarse: el agua. ¿Cuán "húmedo" es el espacio? "Básicamente —explica Salama—, ISO encontró agua en todas partes. Está en nuestro Sistema Solar, incluyendo en la atmósfera de los planetas gigantes y en Titán, luna de Saturno; en regiones alrededor de las estrellas, en el frío medio interestelar y en otras galaxias. En una nube gaseosa interestelar en Orion descubrimos que cada día se genera suficiente agua como para llenar los océanos de la Tierra ¡sesenta veces!".

El agua y las moléculas orgánicas complejas está ahí, pero que se hallen en el espacio no es suficiente para que se desarrolle la vida. Las moléculas de ADN y ARN, por ejemplo, se basan en un mecanismo de replicación muy seguro, que asegura el mantenimiento, estabilidad y diversidad de sus componentes básicos. Esas moléculas tienen distintos componentes en una estructura muy compleja. Es poco probable que a este tipo de moléculas se las pueda encontrar en todas partes. ¿Será entonces poco probable que haya vida en todas partes? Respecto a esto, la mayoría de los astrobiólogos son optimistas.

Jugando con los mismos componentes del ADN y ARN se pueden hacer otras moléculas capaces de guardar información genética, incluso con una estructura diferente. Hay otros tipos de ácidos nucleicos, llamados ácidos péptido-nucleicos (APN; peptide-nucleic acids en inglés, o PNA), que tienen diferentes elementos. No contienen azúcares, ni fosfatos, sólo derivados de aminoácidos. Esto quiere decir que formar compuestos con ácidos nucleicos podría ser más fácil de lo pensado.

De todos modos, algunas bases nucleares, como la adenina y la guanina, se forman con facilidad y son muy estables. Los científicos no descartan que se puedan encontrar estas complejas moléculas en el espacio interestelar. Ya las han hallado en meteoritos de 4.600 millones de años de antigüedad. También aparecieron en meteoritos otros derivados de la azúcar.


Proyecto Eddington

Muchas misiones de la Agencia Espacial Europea tienen una clara orientación astrobiológica. Rosetta, por ejemplo, debía descender sobre un cometa (aunque la misión está momentánemamente suspendida, el satélite se encuentra listo para lanzarse cuando se encuentre el cometa adecuado), y Huygens lo hará en la luna Titán de Saturno. Los análisis que hagan nos ayudarán a comprender mejor los procesos de la llamada "química prebiótica" que se produzcan en esos cuerpos. La Mars Express, lanzada en junio último, será capaz de identificar en Marte señales de agua líquida, sólida o en forma de vapor. Su transporte y módulo de aterrizaje, el Beagle 2, dará una buena mirada a la química y a la morfología del lugar de aterrizaje, observando la presencia de agua en el suelo, en rocas y en la atmósfera marciana. Investigará la presencia de residuos de minerales carbónicos y orgánicos procurando detectar signos de vida presente o pasada.

A partir del 2005, el módulo de investigación europeo en la ISS (International Space Station - Estación Espacial Internacional), llamado Columbus, comenzará a usar una nueva herramienta de biología espacial: EXPOSE. Con este instrumento se examinará en qué medida los meteoritos que caen en la Tierra pueden mantener una vida que haya tenido una larga existencia sobre ellos mientras se encontraban en el espacio.

Los científicos han identificado la estructura interna y básica de la vida terrestre hace muy poco tiempo. Ahora están dando los primeros pasos para encontrar la química de la vida en la profundidad del espacio y estudiarla. La pregunta es inquietante y fascinante al mismo tiempo: ¿qué descubrirán allá afuera?

Mundos acuáticos

Si bien es muy posible que la "semilla" haya llegado del espacio, la vida en nuestro planeta se desarrolló en los océanos y luego colonizó las superficies terrestres, aunque muchas especies se quedaron allí y allí perduran. La variedad de vida que existe en el mar es impresionante, aunque hay que aceptar que las especies más evolucionadas del océano son, justamente, aquellas que pasaron una "temporadita" en tierra y luego regresaron. Hablo de los mamíferos acuáticos como las ballenas y los delfines, animales que poseen un lenguaje, complejas relaciones sociales y cerebros de gran tamaño que les permiten aprender.

Sería muy interesante saber qué hubiese pasado si el planeta Tierra hubiese tenido mayor cantidad de agua, de tal modo que la altura de los continentes no hubiese alcanzado como para surgir a la superficie. ¿Sería primitiva la vida animal o habría llegado a niveles de sofisticación como los que vemos en muchas especies terrestres y en nosotros mismos?

Queda claro que descubrir mundos enteramente acuáticos en los que se haya desarrollado la vida podría ser una experiencia alucinante.

La ESA (Agencia Espacial Europea) copatrocinó recientemente la organización de la conferencia Towards Other Earths (Hacia otras Tierras), en la que participaron unos doscientos cincuenta de los mejores expertos en la detección de planetas. Se debatió allí la estrategia que debía utilizarse para descubrir mundos similares a la Tierra. Un grupo formado por Alain Léger y sus colegas del Institut d’Astrophysique Spatiale (Instituto de Astrofísica Espacial), de Orsay, Francia, describieron un tipo de planeta que aún queda por descubrir: los mundos totalmente acuáticos.


Un mundo acuático imaginado por un artista (crédito: ESA)

El grupo de Léger pronostica la existencia de mundos de agua que tendrían una esfera del doble de extensión que la de nuestro planeta y una masa seis veces superior a la de la Tierra. Tendrían atmósfera y describirían una órbita alrededor de su estrella principal a una distancia similar a la que hay entre la Tierra y el Sol. Estos mundos estarían cubiertos del todo de agua —obviamente— y tendrían una profundidad promedio de veinticinco veces la media de los océanos terrestres, e incluso más.

Los científicos calcularon que la estructura interna de este tipo de mundo acuático estaría formada por un núcleo metálico, de un radio de unos 4.000 kilómetros; a continuación habría una región formada por una capa rocosa que se alzaría 3.500 kilómetros sobre el núcleo y luego una capa de hielo de 5.000 kilómetros de grosor. Estas capas sólidas estarían cubiertas por un océano de una profundidad de cien kilómetros. Todo ello estaría envuelto por una atmósfera.


Variaciones de la velocidad radial en una estrella

La ESA proyecta la nave Eddington, que se dedicará a buscar planetas de tipo terrestre. Si estos planetas acuáticos tienen el doble de radio que la Tierra, esta nave espacial no tendría inconvenientes para encontrarlos, ya que está diseñada con la sensibilidad suficiente como para detectar planetas incluso de la mitad del tamaño de la Tierra. Los planetas extrasolares se detectan de diversas maneras, sea por variaciones en el desplazamiento orbital de las estrellas, para lo cual es necesario que los planetas sean bastante masivos; al interponerse éstos frente a sus estrellas, lo que produce una disminución minúscula y momentánea de la luz que nos llega desde allí; más otros métodos menos habituales. Como se buscan planetas que orbiten estrellas similares a nuestro Sol, esto significa que serán estrellas de temperaturas más o menos conocidas. En estas estrellas el cruce del planeta produciría una reducción de la intensidad de luz estelar de al menos un uno por mil. Es una variación casi diez veces mayor a la mínima variación que puede detectar la nave espacial Eddington. Es decir que que los mundos acuáticos, en caso de que haya alguno para descubrir, serán detectables por la Eddington sin dificultades. Así lo afirmó Fabio Favata, investigador del proyecto Eddington de la ESA.


Tránsito de un planeta frente a su sol

Antes de la Eddington se lanzará la misión Corot de CNES (Centre National d'Etudes Spatiales, Francia) y ESA, de menor dimensión. Esto será en el año 2005. Es un equipo menos sensible y sólo podrá detectar mundos acuáticos que se encuentren cerca de sus estrellas principales.

Los investigadores se preguntan si estos mundos podrían albergar vida y cómo sería ésta, ya que el agua es el principal elemento constituyente de vida en la Tierra. Dado que estos mundos acuáticos reúnen todas los requisitos para que haya vida en ellos, la gran pregunta que se plantea es si realmente podrían generarla.

Una de las principales teorías sobre el origen de la vida se basa en que se requieren fuentes de calor en el fondo oceánico, procedentes de la actividad volcánica, como las “fumarolas negras” que se encuentran en las profundidades de nuestros océanos. Sin embargo, en un mundo acuático, habría 5.000 kilómetros de hielo que separarían el fondo oceánico de cualquier posible fumarola. Por otra parte, también existe la posibilidad de que, gracias radiaciones llegadas del espacio o por la llegada de "semillas" desde el exterior, se origine vida en la superficie del agua.

Es posible que la única forma de saber si existe vida en un mundo acuático sea estudiar estos mundos mediante la misión Darwin de la ESA, diseñada para buscar planetas habitables. Cuando se lance, alrededor del año 2014, esta flota de naves espaciales buscará signos indicadores de vida en las atmósferas de los planetas, incluidos los mundos acuáticos.

Información adicional en:

(Traducido, adaptado y ampliado por Eduardo J. Carletti del sitio de ESA y otros sitios en Internet.)


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