}

Curiosidade pola exobiología

2006/12/01 Rementeria Argote, Nagore - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

Atrás quedan as historias dos hombrecillos verdes. A investigación da vida fóra da Terra, nun universo amplo, non é ciencia ficción, senón que engloba diferentes campos da ciencia, e chámase exobiología. Analizan como xurdiu a vida na Terra paira facilitar a procura noutros planetas. A pregunta que hai detrás de todo isto é de hai tempo: hai vida fóra da Terra?
Curiosidade pola exobiología
01/12/2006 | Rementeria Argote, Nagore | Elhuyar Zientzia Komunikazioa

(Foto: ESA)
A exobiología é una ciencia paira uns, paira outros é una rama da bioloxía. É difícil chegar a un acordo, pero dous datos son suficientes paira dicir que é a exobiología: aúna moitas áreas de coñecemento e todos traballan por detrás da resposta a unha pregunta -Hai vida fóra da Terra?-, nas súas respectivas áreas.

A pregunta non é a tose de media noite da cabra. A resposta, por suposto, non a saben, e está por ver si saberano nunca. Pero o esforzo merece a pena, a procura da resposta é tan enriquecedora.

Paira empezar, terán que saber onde e que buscar exactamente paira atopar a vida. Investigan, entre outras cousas, como xurdiu a vida na Terra. E é que hai un único modelo de procura de vida fóra da Terra: Terrestre. Por iso, é imprescindible coñecer as condicións nas que a vida xurdiu na Terra (supondo que foi así) paira buscar planetas con condicións similares.

A verdade é que pode ser un tipo de vida moi diferente no universo amplo. Pero o máis sinxelo é atopar una vida similar á que coñecemos: baseada no carbono, en estreita relación coa auga, con algunha molécula de almacenamento de información... En definitiva, un sistema similar ao da célula.

Dado que a vida na Terra está composta por moléculas baseadas no carbono, creen que a vida fóra dela terá a mesma base.
De arquivo

No límite da vida

Buscan o primeiro sistema vivo, na fronteira entre a vida e o inanimado. E os investigadores adoptan diferentes camiños paira chegar a esta fronteira. Desde o punto de vista biolóxico, por exemplo, desde os seres vivos actuais cara ao tempo, uno dos obxectivos é analizar a evolución dos xenes e coñecer o xenoma dos primeiros. Desde o punto de vista químico fan o camiño contrario, é dicir, parten dos inanimados paira chegar aos primeiros seres vivos. E combinando bioloxía e química estudan a celularidad, buscando o primeiro sistema que cumpra coa definición de vida.

Una das hipóteses é que este sistema era una única molécula, é dicir, que antes da célula existía un sistema vivo. Paira iso, esta molécula tivo que cumprir dous requisitos: almacenar información (código xenético) e ser capaz de duplicarse. Na actualidade este traballo realízano dous tipos de moléculas: ADN e proteínas encimáticas. Algúns creen que antes de crear o ADN, o ARN cumpriría ambas as funcións. Esta hipótese é coñecida como o mundo do RNA.

Uno dos defensores da hipótese do mundo do RNA é Sydney Altman, premio Nobel de 1989. Descubriu un forte argumento a favor do mundo do ARN: Un catalizador de RNA (que tamén atopou máis). Por tanto, o ARN, ademais de almacenar información, podía ser posible realizar traballos encimáticos e duplicarse.

Uno dos debates exobiológicos é se a vida xurdiu na Terra ou si, pola contra, veu doutro lugar, como un meteorito.
PLATAFORMA
Uno dos seguidores das ideas de Altman é o investigador David Bartel, quen asegura que "nunca poderemos demostrar que foi o mundo do ARN porque non podemos retroceder no tempo, pero podemos analizar as características básicas do ARN e ver se esas características coinciden ou non coa visión do mundo do ARN".

Con todo, a tendencia principal é pensar que o primeiro sistema vivo foi una célula. Algunhas hipóteses consideran fundamental que o primeiro sistema vivo estea separado do medio, separado por unha membrana. A membrana é crítica paira calquera sistema vivo, xa que controla as entradas e saídas de enerxía, polo que estudan as moléculas que a forman e os seus precursores.

Pois que investigar

Outros puntos de partida paira a investigación. Una das características da vida é que algunhas moléculas, como os aminoácidos, son un determinado isómero (aínda que na natureza ambos isómeros estean na mesma cantidade), polo que algunhas investigacións diríxense á diferenza entre isómeros. A proporción de isótopos é tamén especial nos seres vivos, polo que outros tamén actúan detrás destes isótopos.

A vida apareceu ao pouco tempo de ter as condicións adecuadas paira crear vida na Terra, despois os seres vivos diversificáronse enormemente. E a evolución continúa.
NASA-ARC

Outra cuestión fundamental é cando e como xurdiu a vida. Como dicía Altman, non podemos retroceder no tempo, pero os astrónomos e geólogos tentan achegarse a esta época coas pegadas que teñen na actualidade. Estudan a xénese da Terra e de todo o sistema solar, así como cando e en que condicións naceu a vida. Desta forma poderíanse buscar outros planetas que cumpran estas condicións.

É certo que a Terra tamén vive en condicións moi duras: os extremófilos son un exemplo diso: bacterias que comen ferro, que viven en medios moi acedos como Río Tinton ou en sales... Con todo, os expertos non creen que a vida xurdiu de maneira espontánea nunha contorna como este, senón que xurdiu en condicións suaves e algúns seres vivos evolucionaron paira adaptarse a condicións máis duras.

Con todo, na exobiología tamén se investigan os extremófilos, pero non porque dean a clave sobre a orixe da vida, senón porque poden dar algunha pista sobre onde atopar vida fóra da Terra.

Nos geisers de Yellowston (EEUU) hai condicións extremas, pero hai seres vivos.
(Foto: PLATAFORMA)
O que está claro é que paira crear vida necesítase unha contorna adecuada. Analizando as microfósiles, calcúlase que a vida na Terra produciuse fai uns catro mil millóns de anos (os fósiles máis antigos son fai tres mil cincocentos millóns de anos). Ao parecer, até fai catro mil cincocentos millóns de anos, a Terra estaba chea de meteoritos, polo que non era un lugar propicio paira crear vida nin paira sobrevivir. A continuación, chegou una época máis tranquila, cunhas condicións ideais paira a vida, e pronto xurdiron os primeiros sistemas vivos.

Hipótese hipótese hipótese hipótese

Con todo, hai quen pensa que a vida non xurdiu na Terra, senón que veu doutro lugar (traído por un meteorito). Trátase dunha hipótese chamada exogenia --máis coñecida como panspermia, pero máis limitada que esta -. A vida apareceu nalgún lugar do universo, logo chegou á Terra, e como aquí tiña as condicións adecuadas, multiplicouna e evolucionou.

Simulando as posibles condicións espaciais, a través de diferentes experimentos, descubriron que algunhas moléculas básicas paira a vida poden ser xeradas espontaneamente. O experimento máis clásico sobre a xénese da vida é o de Miller (1953), que provocou descargas eléctricas a unha mestura de metano, amonio, vapor de auga e hidróxeno, dando lugar a varios aminoácidos (algunhas das moléculas básicas da vida). Por este camiño leváronse a cabo outros experimentos paira a obtención de moléculas orgánicas complexas a partir de compostos habituais no espazo ou noutros planetas, como a radiación ultravioleta, que é moi abundante no espazo.

Aínda teñen esperanza de atopar rastros de vida en Marte, actuais ou antigos.
NASA-JPC

Outro dos argumentos utilizados polos partidarios da hipótese de exogenia é o meteorito ALH84001. Foi descuberto na Antártida en 1984 e, segundo algúns exobiólogos da NASA, os nódulos que contén o meteorito son moi similares aos producidos polas bacterias. Por tanto, é posible que esas estruturas sexan creadas por algún ser vivo, pero de momento non o saben.

O meteorito ten un catro mil cincocentos anos e procede de Marte. De feito, dentro da hipótese de exogenia, hai quen pensa que a vida xurdiu en Marte. Os marcianos, máis adecuados que as condicións da Terra, creáronse naquela época. E din que a vida naceu en Marte e logo chegou á Terra. Por iso fixéronse esforzos en atopar pistas de vida en Marte e seguiranse facendo.

Ademais de Marte, a vida podería estar presente noutros planetas e satélites (ou podería ser, os tempos e o tempo tamén deben terse en conta e na exobiología). Xunto a Marte, o podio está composto por dous satélites: Europa de Júpiter e Titáns de Saturno. Iso no noso sistema solar, pero en xeral mírase aos planetas afastados. Na última década atopáronse infinidade de exoplanetas, por iso creen que o noso sistema solar é bastante normal no universo e que pode haber moitos máis planetas como a Terra.

Por ese camiño, investigan a habitabilidade dos planetas: se un planeta cumpre ou cumpriu nunca as condicións paira desenvolver a súa vida. Hai que ter en conta que á hora de investigar os planetas afastados, teñen una gran limitación tecnolóxica. E, por iso, determinan o tamaño dun planeta, a atmosfera, a distancia ao Sol, etc., á que debe axustarse paira poder atopar a vida nas mellores condicións. Así, hai uns 50 planetas que poden ter vida e de cando en vez son noticias deste tipo.

Meteorito achado na Antártida (á esquerda) con restos dalgún presunto ser vivo (á dereita visto ao microscopio).
(Foto: NASA-JPC)

Xogo de probabilidades

Pero a medida que se avanza a tecnoloxía, o número de planetas que poden ter vida cambia. A probabilidade de que no Universo haxa outras vidas diferentes á da Terra mídese matematicamente, pero loxicamente é necesario utilizar os datos que proporciona a tecnoloxía paira utilizar ferramentas matemáticas. E seguen sen coñecer esa probabilidade. Por exemplo, o resultado da ecuación de Drake non se pode determinar.

O astrofísico Frank Drake propuxo una ecuación paira calcular o número de civilizacións tecnolóxicas posibles no universo. Esta cantidade depende de sete factores: O número de estrelas que se crean anualmente na Vía Láctea, a porcentaxe de estrelas que rodean os planetas, a órbita adecuada á vida dun cantos deses planetas, entre eles o número de veces que se produciu a vida, o número de veces que se desenvolveu a vida intelixente nos que se produciu a vida e cantos deles desenvolveron a tecnoloxía (e as ganas de comunicar). Ademais deste seis, existe un factor corrector que ten en conta o tempo: a duración desta civilización intelixente e tecnolóxica.

Na imaxe central atópase o noso sistema solar, e en ambos se ve como a distancia entre un planeta e a estrela --en función do tamaño da estrela- cambia para que o planeta sexa habitable.
ESA

Como se ve, todos estes factores varían cos descubrimentos. E esta ecuación non ten resultado. Iso si, parece que os factores astronómicos dan una imaxe moito máis optimista que a que achega a bioloxía, polo que a bioloxía é a maior limitación paira desenvolver una vida intelixente.

Con todo, a pesar das incertezas existentes, hai un gran proxecto en marcha desde hai tempo na procura de civilizacións tecnolóxicas: SETI. Como dixo o seu director Jill Tarter na Asemblea Xeral de Astrónomos 2006: "aínda que haxa moitas civilizacións, non é de estrañar que aínda non se detectase ningunha". De feito, exploran o ceo en busca de radiofrecuencias, dirixidas en cada momento a un punto concreto, e en cada un deses puntos traballan con nove dimensións: as tres correspondentes ao espazo, o tempo, a frecuencia, a sensibilidade...

Jill Tarter é director de SETI. Baseouse nesta muller paira dar forma ao protagonista da novela Carl Sagan Contact.
Instituto SETI
Non será fácil acertar de pleno. Segundo o paradoxo de Fermi, como na Terra hai vida, en calquera outro recuncho do universo a vida será un acontecemento normal e una vida intelixente. E se a vida intelixente é normal, entón as súas pegadas deberían ser visibles. É por iso que SETI espera que aparezan estas pistas.

Con todo, máis dun preguntarase por que non se puxeron en contacto se hai vida intelixente. Os expertos abordan a pregunta con bo humor e máis dun respondeu en bromas, como Stephen Hawking: "Vendo a humanidade, como queren ter relación connosco?"

Como se ve, na exobiología non falta humor. E como está cheo de suposicións e hipóteses, e non obteñen resultados claros, tamén hai quen pensa que a ciencia real non é. Neste campo o límite do coñecemento márcao a tecnoloxía, a imaxinación non ten límites.

Sobre unha reflexión intensa
Non se pode negar, o tema ten un lado filosófico. En consecuencia, os filósofos tamén teñen algo que dicir neste tema, e tampouco é de estrañar que os científicos descubran a filosofía. Desde a base, a exobiología busca vida fóra da Terra. Pero que é a vida?
Non hai ningún problema na vida cotiá paira distinguir o vivo do inanimado. Pero os exobiólogos traballan na fronteira entre ambos e necesitan una definición precisa da vida. Con todo, non existe una definición universal. A definición inclúe conceptos como metabolismo, crecemento, reprodución... Na NASA, por exemplo, utilizan a seguinte definición de traballo: "a vida é un sistema químico que soporta e mantén una evolución vorágica".
Felix Olasagasti: "Non é posible saber exactamente como naceu a vida"
Este mozo lasartearra traballa no campo da exobiología na Universidade de California. E ensinounos outra visión da investigación.
Utilízanse dous termos: exobiología e astrobiología. Son equivalentes?
De feito si. Con todo, non existe una definición precisa paira diferencialos. Eu creo que a decisión de utilizar una ou outra ten una razón comercial. A astrobiología é un concepto creado pola xente da NASA que pode ter máis en conta a orixe da vida na Terra que a exobiología, pero non necesariamente. Pola súa banda, a ESA utiliza máis o termo exobiología.
Hai moitas preguntas paira responder, por exemplo, como xurdiu a vida?
Non é posible saber exactamente como foi a orixe da vida na Terra, porque a propia vida perdeu as súas pegadas, pero é posible dicir "así podería ser". Podemos achegarnos ao momento en que apareceu o primeiro xenoma, xa que existe un rexistro posterior. Pero a historia anterior está perdida e entón partimos de formulacións químicas.
(Foto: N. Herrería)
Aí hai un salto: da bioloxía abaixo chegamos até un punto e da química a outro, pero queda un oco. Non sabemos todo o que está desde a primeira célula até o primeiro xenoma.
Queres chegar a esa primeira célula na túa investigación?
É un dos propósitos da investigación. Desde o meu punto de vista non hai vida sen células. Á vista das leis da química, poderíase facer un achegamento a esta célula a través dun sistema.
Na miña tese estudei o modelo matemático dun sistema que se mantén. Expuxen un sistema de reacción abstracto, cos compoñentes que require un sistema de mantemento. A membrana, por exemplo, é crítica nun ser vivo e paira manterse necesita una rede de reacción, paira mantela necesítase una fonte de enerxía e superar outros problemas. Por exemplo, nunha membrana as sustancias provocan una presión osmótica debido a que a concentración interna é maior que a externa, e si é moi grande a célula podería explotar. A célula debe solucionalo.
Tendo en conta estes conceptos, expuxen os elementos mínimos que necesita o sistema e una rede de reacción, en abstracto, determinei as ecuacións matemáticas e estudei si é cinéticamente estable.
(Foto: De arquivo)
Por tanto, non tes en conta de que está feita a vida?
Aínda que a vida está ligada á materia, máis que iso é un proceso. Este sistema que permite este proceso é o que dá vida. Obsérvese que na definición que utilizan na NASA non se menciona materia algunha (sistema químico con evolución darwinista).
Crees que atoparán vida fóra da Terra?
Eu teño a esperanza de atopar vida.
E a vida intelixente?
Poida que haxa vida intelixente, pero a probabilidade é moito menor. En calquera caso, non é algo que me preocupe especialmente.
Rementeria Argote, Nagore
Servizos
226
2006
Descrición
030
Bioloxía; Astronomía; Astrofísica; Bioquímica; Química
Artigo
Servizos