Astropoly: El juego del azar y la vida
Crecemos con la loca idea de que existe una "vida extraterrestre", una idea que no deja de ser alimentada por películas o por historias de personas y sus experiencias con "ovnis", y ni hablar de las disparatadas conspiraciones del área 51 y esas ficciones que acaparan del todo nuestra atención.
Muy lejos de explicar la existencia de ET, les vengo a contar un poco de lo que la astrobiología sabe sobre la vida extraterrestre, que si bien no es un alien verde con cabeza de un tamaño desproporcionado, que no condice para nada con el tamaño de su cuerpo, si podría ser un organismo muy complejo y, por qué no, real.
Existen diferentes planetas o satélites en los cuales los científicos han encontrado rastros de vida o ambientes en los cuales ésta pueda prosperar. Si bien la definición de vida es un poco difícil de establecer, ya que depende del enfoque que se le dé, hoy hablaremos de la vida en un sentido biológico. En biología, si bien no hay un concepto único para la vida, podemos definirla como una estructura molecular autoorganizada capaz de intercambiar energía, crecer, reproducirse y morir.
La vida en nuestro querido planeta Tierra se originó hace 4 mil millones de años aproximadamente, en una tierra para nada similar a la actual. En medio de una serie de acontecimientos propios de esta tierra primitiva que abarcaban temperaturas altísimas, actividad volcánica, constantes tormentas eléctricas, gran incidencia de rayos solares, una atmósfera ausente de oxígeno pero abundante en otros gases como ser metano, dióxido de carbono, nitrógeno, vapor de agua, hidrógeno y monóxido de carbono. En esa atmósfera, en donde uno creería que nada podría prosperar. En esa atmósfera, se originó la vida.
En 1924, un biólogo y ornitólogo ruso llamado Aleksandr Oparin con muchos conocimientos en astronomía y geología (que le vinieron al pelo) formuló una teoría de cómo podría haber surgido la vida. Él propuso que todas estas condiciones que presentaba la Tierra resultaron suficientes para que, con un poco de azar y ciencia, se formarán los compuestos orgánicos que hoy en día son parte de nosotros. La suma de calor y rayos provocó una serie de reacciones químicas, produciendo así compuestos nitrogenados o aminoácidos para los amigos, los principales constituyentes de las proteínas,estas macromoléculas realizan funciones primordiales para que la vida ocurra, y son nada más y nada menos que la base de ésta, razón por la cual también se las llama "los ladrillo de la vida".
Oparin concluyó que las lluvias en esa Tierra primigenia depositaban aminoácidos que no necesariamente regresaban a la atmósfera con el vapor de agua, sino que permanecían sobre las rocas calientes combinándose para así formar moléculas denominadas albuminoides, que serían entonces, las primeras proteínas en existir. Gracias a las lluvias, estas proteínas llegaron desde las rocas calientes al océano, el oleaje y dinamismo de éste permitió que las moléculas se combinarán, separarán y volvieran a unirse pudiendo así multiplicarse tanto cuantitativa como cualitativamente. Y, debido a esta ensalada de moléculas orgánicas con una pizca de nitrógeno y fósforo extra se formaron los ácidos nucleicos, y adivinen dónde se encuentran estas moleculitas ¡En el ADN! dándonos así un avant premier de lo que sería posteriormente el origen de la vida. Así es como luego el ADN se encapsularía dentro de membranas lipídicas, junto con diferentes proteínas y glúcidos, trazando así el camino hacia las primeras células, nivel de vida indiscutible.
Ahora bien, entre tanto azar y condiciones ambientales específicas que presentó nuestra querida Tierra ¿podrían otros planetas manejar la misma suerte? Eso es lo que intentan responder hace muuuchos años las personas disfrazadas que flotan en el espacio exterior, así como muchas otras cosas.
Viajando por la galaxia, a unos 1.275.000 000 km de distancia se encuentra Saturno o "el planeta del anillo", el sexto planeta de nuestro sistema solar. Que si bien debe ser re copado con muchas piedritas y esas cosas que le gustan a los astronautas, yo les voy a hablar de uno de sus 82 satélites o lunas, les voy a hablar de Titán, esta luna descubierta en 1655 es el mayor satélite de Saturno y el segundo del sistema solar tras Ganimedes (satélite natural de Júpiter). Está compuesto principalmente de hielo y material rocoso peeeeero lo que hace tan particular a Titán y nos permite que le echemos un ojo es la presencia de lagos de hidrocarburos en sus polos. ¿Qué son los "hidrocarburos"? Pues son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Son una fuente importante de generación de energía para las industrias, como por ejemplo, el gas natural.
Se calcula que el contenido de hidrocarburos líquidos de esta luna (en la forma de mares y lagos) es centenares de veces superior al de todas las reservas de petróleo y de gas natural de la Tierra. Cabe recordar que el petróleo es materia orgánica acumulada en sedimentos de pasados geológicos. No me mal entiendan, no digo que en Titán hayan existido tiranosaurios rex que hoy en día están sepultados transformándose en petróleo, pero la presencia de estos compuestos orgánicos nos da un indicio de que algo pasa ahí. El principal hidrocarburo presente en Titán es el metano, y junto con el nitrógeno conforman en gran parte la atmósfera de este satélite. Tal es la importancia del metano en Titán que su ciclo es visto como una analogía con el ciclo del agua de la Tierra, aunque a una temperatura mucho más baja. La compleja fotoquímica de la atmósfera superior podría convertir el etano en acetileno y etileno, que combinados con el nitrógeno atmosférico podrían formar los bloques básicos para la aparición de aminoácidos; y ¿les suena aminoácidos? Como dije unos renglones más arriba son los principales componentes de las multifacéticas proteínas. Definitivamente algo podría pasar ahí.
Ahora, esta atmósfera rica en metano no es normal, los científicos explican que las incidencias de luz ultravioleta destruyen dicho gas, sin embargo, en esta atmósfera este hidrocarburo persiste, lo que los lleva a suponer que debe existir una fuente en Titán para mantener el nivel del mismo. Como mencioné anteriormente, en la Tierra, el metano se produce por la descomposición de materia orgánica o por la digestión de alimento de herbívoros, si bien es un gas de efecto invernadero su origen proviene de organismos vivos, o no tanto, más bien ex-vivos, ustedes entienden. Una vez destruido el metano se produce hidrógeno y acetileno, por lo que lleva a suponer que el hidrógeno debería estar distribuido equitativamente a través de las distintas capas de la atmósfera. Sin embargo, hay una disparidad entre la densidad de hidrógeno observada y la esperada, pues parece que el hidrógeno desaparece en la superficie del satélite por culpa de algún mecanismo desconocido. La rareza de esta distribución de hidrógeno desigual y la necesidad de una fuente constante de metano son indicios de la posible existencia de vida.
Y como si esta luna de Saturno no fuera lo suficientemente interesante, un artículo publicado en la revista Nature estudió la formación de tormentas de metano líquido en Titán. El modelo publicado en Nature demuestra que puede haber tormentas y llover en la superficie. De este modo Titán y la Tierra serían los únicos lugares en el Sistema Solar en los que llueve sobre su superficie.
Viajando por nuestro sistema solar hacemos una segunda parada en Europa, no el Europa de la Torre Eiffel ni de la Reina Isabel sino el sexto satélite natural de Júpiter, ligeramente más pequeño que la luna y descubierto en 1610 por Galileo. Si pudieras darle un lametón a la superficie helada de Europa cual chupetín, te darías cuenta que su sabor es a mar, sí, a mar. Europa tiene mar y es salado, como el nuestro. Esa es la conclusión a la que han llegado científicos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) y la NASA, que acaban de encontrar fuertes evidencias de que existe un gran océano de agua líquida bajo la superficie helada de este satélite joviano.
Este mar u océano extraterrestre podría servir de morada para la vida. Esta hipótesis propone que el calor de las fuerzas de marea causa que el océano se mantenga líquido y conduzca la actividad geológica igual que lo harían las placas tectónicas a pesar de poseer la superficie más lisa de cualquier objeto conocido del sistema solar. En 2014, la NASA informó que había encontrado pruebas que apoyaban indicios tempranos de placas tectónicas en la gruesa cubierta helada de Europa, la primera señal de tal actividad geológica en otro mundo distinto de la Tierra. Al fin alguien en este sistema nos entenderá cuando hablamos de terremotos y tsunamis. Que la tierra vibre de vez en cuando nos parece algo tan común que suponemos que podría estar presente en todos los planetas pero, al menos por ahora, la evidencia indica lo contrario.
Y por si los océanos de este planeta no fueran lo suficientemente interesantes, en un reciente estudio se ha estimado que Europa presenta agua líquida y que ésta tiene una elevada concentración de oxígeno, incluso mayor que en nuestros mares. Concentraciones semejantes serían suficientes para mantener no solo microorganismos, sino formas de vida más complejas.
Ahora, a la vuelta de la esquina (en términos astronómicos) nos encontramos hace poco con Venus, que no es precisamente el Edén. Un planeta con un demoledor efecto invernadero, una presión superficial aplastante y nubes de ácido sulfúrico, nuestro vecino ciertamente no es amigable para la vida tal como la conocemos, y las pocas naves espaciales que la humanidad ha enviado a la superficie de Venus sólo han resistido unos minutos peeeeero a unos 40 a 60 km sobre la superficie, su atmósfera es más parecida a la Tierra que la de cualquier otro lugar del Sistema Solar.
Un gas que huele a ajo y pescado podrido fue lo que encontraron los científicos en la atmósfera venusiana, este gas conocido como fosfina está presente pero es escasa (sólo unas veinte moléculas por cada mil millones), lo cual no quita que los astrobiólogos ya le hayan echado el ojo en el telescopio a Venus.
La fosfina en la Tierra proviene de las bacterias que pueden absorber minerales de fosfato, agregar hidrógeno y, en última instancia, expulsar el gas. Les cuesta energía hacer esto, así que no está claro por qué lo hacen. Podría ser solo un producto de desecho, pero otros científicos han sugerido propósitos como protegerse de las bacterias rivales. También hay otros orígenes propuestos como lo son los ambientes pobres en oxígeno como los pantanos. Además, este gas se relaciona a los insecticidas y es capaz de producirse industrialmente para dicho fin.
En Venus, pantanos no hay, fábricas tampoco, entonces nos queda la opción de ¿microbios? ¿Podrían existir organismos productores de fosfina similares a los terrestres en Venus? En el caso de que la respuesta sea sí, estos bichitos deberían ser capaces de adaptarse a la hiperacidez de estas nubes extraterrestres, ya que si bien tienen temperaturas agradables de hasta 30 grados centígrados, son increíblemente ácidas, alrededor del 90% es ácido sulfúrico, lo que plantea problemas importantes para que los microbios puedan prosperar allí. Sin embargo, nada es un problema demasiado grande para la evolución. Y así es como les presento a los organismos extremófilos, habitantes de nuestra querida Tierra, presentes en ambientes como aguas termales que se aproximan o superan los 100 grados, aguas ácidas con un pH2 o alcalinas de pH10.5, fondos oceánicos que exhalan metano; lugares como estos son el hotel cinco estrellas de los extremófilos. Ambientes en donde cualquier proteína o material genético se desnaturalizaría, ellos le hacen frente y presentan enzimas adaptadas a temperaturas de 120°C y ausencia de oxígeno. Un ejemplo es Desulfurella acetivorans, una bacteria que prospera en pozos a 58°C. Se alimenta de acetato orgánico, y en vez de respirar oxígeno, toma su energía del azufre volcánico
La mayoría de las criaturas vivientes que prosperan en ambientes extremos son bacterias unicelulares o arqueas. Estas son las formas de vida más "simples" de la Tierra, y probablemente las más antiguas, a partir de las cuales organismos más complejos se originaron. Así que quien te dice que estos capos no sean capaces de adaptarse y prosperar en las nubes de ácido sulfúrico de Venus, como lo hicieron en nuestro planeta, porque como dije, nada es un problema muy grande para la evolución, y si de originar la vida se trata,la evolución le va a encontrar la vuelta. Con un poco de azar, suerte y ciencia tal vez el día de mañana encontremos la versión real de ET a la vuelta de la esquina.
Bibliografía:
https://www.ajax.ehu.es/grupo/Nature/NotaPrensa.Titan.html
Toon, O. B., McKay, C. P., Courtin, R., & Ackerman, T. P. (1988). Methane rain on Titan. Icarus, 75(2), 255-284.
Chyba, C. F. (2000). Energy for microbial life on Europa. Nature, 403(6768), 381-382.
https://www.google.com.ar/amp/s/elpais.com/ciencia/2020-09-14/que-es-la-fosfina-y-por-que-puede-ser-un-indicio-de-vida-fuera-de-la-tierra.html%3foutputType=amp
https://publicaciones.eafit.edu.co/index.php/revista-catalejo/article/download/5784/4533/
Aguirre-Ramírez, M. (2019). EXTREMÓFILOS, BIODIVERSIDAD, FISIOLOGÍA, BIOQUÍMICA, BIOLOGÍA MOLECULAR, ECOLOGÍA Y BIOTECNOLOGÍA. Producto de investigación ICB.