Cómo los estudios de la vida en condiciones extremas nos ayudan a comprender qué formas de organismos vivos encontraremos en el espacio y en otros planetas.
Una noche de noviembre de 1938, la transmisión regular de noticias en la radio estadounidense fue interrumpida por un "mensaje de emergencia": se encontraron extraterrestres en Nueva Jersey. Las voces de pánico de los testigos presenciales hablaron de invasores agresivos. Los disparos sonaron de fondo, indicando que todo iba muy grave. La noticia, por desgracia, resultó ser falsa: era solo un programa de radio "La guerra de los mundos" de H. G. Wells. Pero no todos los oyentes entendieron esto.
Incluso décadas después, la reacción del público a este "mensaje especial" sigue siendo motivo de controversia. Algunos afirmaron que miles de personas huyeron a las calles presas del pánico. Otros dijeron que no notaron el intenso malestar social y el malestar. Sea como fuere, quedó claro para todos: si algún día se descubren realmente los extraterrestres, la gente difícilmente estará feliz con este evento.
Pero, ¿y si los primeros alienígenas no estuvieran armados hasta los dientes, criaturas inteligentes y despiadadas, sino diminutos microorganismos, cuya semejanza podemos encontrar en nuestro planeta? ¿Qué nos traerá este descubrimiento y cómo puede cambiar nuestra comprensión de la vida?
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Las probabilidades de encontrar colonias microbianas fuera de la Tierra son mucho mayores que las probabilidades de encontrar a los marcianos en la fantasía de Wells. De hecho, los científicos pueden hacer el primer descubrimiento de vida extraterrestre en 20 años; este es el período al que ahora llaman los representantes de la NASA. Será un evento histórico en la larga historia de la exploración espacial humana. Pero solo unos pocos realmente le prestarán atención. Y en unas pocas décadas, esas noticias pueden convertirse en una rutina, al igual que las noticias sobre el descubrimiento de nuevos exoplanetas a principios de nuestro siglo se han convertido en una rutina.
Michael Varnum, psicólogo de la Universidad de Arizona, realizó varios estudios para averiguar cómo reaccionaría la gente ante la noticia del descubrimiento de microbios desconocidos fuera de la Tierra. Resultó que la gente es aún más positiva acerca de los microbios alienígenas que los organismos artificiales creados por humanos en laboratorios científicos. En 2017, el astrofísico Rene Heller realizó su propio experimento y pidió a los voluntarios que lo ayudaran a decodificar una señal alienígena falsa. Cientos de personas respondieron a su mensaje. Como Heller se dio cuenta felizmente, hoy en día tales descubrimientos generan más interés que horror en las personas.
Por el momento, todavía no hemos descubierto nada que viva en otros planetas: la astrobiología sigue siendo una ciencia sin objeto. Pero el estudio de varios organismos en la vieja Tierra hoy ya puede decirnos mucho sobre qué esperar de la vida que encontraremos en el espacio. Durante los últimos cien años, los descubrimientos de los biólogos han cambiado significativamente nuestra comprensión del concepto de seres vivos. Ahora sabemos que la vida es mucho más compleja y diversa de lo que nos parecía antes.
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Esto no es Marte, esto es el Desierto de Atacama en Chile, cuyas condiciones son muy similares a las de Marte.
Desiertos, espacio, océano
Demócrito expresó la idea de que la vida puede existir en otros planetas. Su siguiente apologista fue el mago y reformador italiano Giordano Bruno. Esta idea estaba realmente arraigada en la Era de las Luces y desde entonces ha experimentado solo un breve período de declive. A principios del siglo XX, muchos estaban convencidos de que había una civilización avanzada en Marte que había construido una gigantesca red de canales para regar los campos. Los canales eran claramente visibles a través de un telescopio y fueron vistos por personas completamente diferentes de diferentes partes del planeta. En realidad, el "riego marciano" resultó ser una ilusión óptica. A pesar de esto, la hipótesis de la existencia de vida en Marte y otros planetas del sistema solar parece hoy aún más plausible que antes.
En 2015, biólogos de las universidades técnicas de Arizona y Berlín examinaron muestras de suelo del desierto de Atacama chileno, uno de los lugares más secos del planeta. En muchos sentidos, se parece a la superficie de Marte. Resultó que incluso en un clima tan inhóspito, varios tipos de bacterias pueden sobrevivir y reproducirse. Durante una larga sequía, caen en animación suspendida y luego, al estar cerca del agua, inmediatamente cobran vida. En hibernación, estas bacterias pueden sobrevivir durante cientos o incluso miles de años. Los océanos abandonaron la superficie de Marte hace unos 2,5 millones de años. Pero en las entrañas del planeta, todavía puede haber colonias de bacterias que esperarán a sus investigadores.
A finales de la década de 1970, se produjo una verdadera revolución en la biología con el descubrimiento de bacterias termófilas, que no necesitan luz solar y pueden habitar las profundidades del océano, creando ecosistemas submarinos completos. Estas bacterias viven cerca de manantiales geotermales, donde el agua está en estrecho contacto con el manto. La temperatura en tales manantiales puede alcanzar los 350 ° C. Las bacterias extremófilas, a diferencia de la mayoría de las otras especies, reciben su energía no del sol, sino de los metales disueltos en el agua. Estas bacterias se alimentan de gusanos y moluscos que, a su vez, son devorados por depredadores más grandes. El descubrimiento sorprendió incluso a los propios científicos.
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Holger Jannasch, oceanólogo, participante de los primeros estudios de bacterias termofílicas:
Nos sorprendió la idea de que la energía solar, que es tan importante para la existencia de vida en nuestro planeta, pudiera ser reemplazada por energía terrestre. […] Este es un concepto completamente nuevo y, en mi opinión, uno de los principales descubrimientos biológicos del siglo XX.
Respiraderos hidrotermales, hogar de especies inusuales de bacterias
Bien podemos encontrar ecosistemas submarinos similares al terrestre en las lunas de Saturno y Júpiter: Europa y Encelado. Allí también hay océanos de agua salada y una importante actividad geotérmica. El agua de Encelado es similar al lago Mono en California. Hay mucha sal y soda en este lago y, por lo tanto, no hay peces, pero en él viven bacterias inusuales, que se han adaptado bien a concentraciones de arsénico que son mortales para otros organismos. Probablemente, bacterias similares viven en Encelado.
En 2015, la estación espacial estadounidense Cassini-Huygens sobrevoló Encelado, directamente a través de columnas de agua que se elevan varios kilómetros por encima de la superficie congelada del satélite. En esta agua, los científicos han logrado encontrar moléculas de hidrógeno. Esto significa que bajo el hielo de Encelado se están produciendo procesos geológicos, como en la Tierra. En consecuencia, los microorganismos de Encelado (si existen) pueden recibir energía del dióxido de carbono disuelto en agua. Esta es la misma reacción que se encuentra en la base de todo el árbol de la vida en la Tierra.
Se planean varios vuelos a Europa y Encelado para la década de 2030. Son estos cuerpos celestes, sin contar a Marte, los que hoy son el principal objetivo de los astrobiólogos. Lo más probable es que aquí sea donde encontramos por primera vez vida extraterrestre. Pero primero, aún necesitas llegar a ella. Todavía no se sabe qué tan gruesas son las capas de hielo de Europa y Encelado, tal vez solo unos pocos kilómetros, o tal vez varias decenas. ¿Podrán las bacterias y los organismos multicelulares sobrevivir en condiciones tan extremas?
A mediados del siglo XX, los científicos soviéticos sugirieron que los vastos lagos de agua dulce podrían estar ocultos bajo el hielo de la Antártida. El hielo en el interior del continente se convierte en agua, en parte debido a la enorme presión de las masas de hielo y en parte debido a la misma actividad geotérmica. La existencia del lago Vostok, que recibió su nombre en honor a la estación soviética, fue confirmada por radar en las décadas de 1960 y 1970. En 2012, investigadores rusos perforaron un pozo a una profundidad de 3.769 metros, llegaron al agua y tomaron muestras para su análisis. En marzo de 2013, los científicos anunciaron el descubrimiento de un nuevo tipo de bacteria en las muestras, cuyo ADN es solo un 86% idéntico a los organismos conocidos por la ciencia. Luego, estos datos fueron refutados, pero aún se encontraron rastros de varias bacterias inusuales en el lago.
La investigación en la Antártida está en curso. Vale la pena esperar un avance real cuando los científicos lleguen a las capas más profundas del lago, a las fuentes de actividad geotérmica, que saturan el agua con minerales y se encuentran a una profundidad de aproximadamente 5 mil metros.
Estación de investigación rusa "Vostok", bajo la cual, a una profundidad de casi 4.000 metros, hay un gran lago con agua dulce.
Si las bacterias pueden vivir en los lagos de la Antártida, bajo una tremenda presión y baja temperatura, sin luz, sin carbono orgánico disuelto en agua, con iones de sustancias básicas muy diluidos, aislamiento a largo plazo de la biota de la superficie durante al menos 14 millones de años y, probablemente, con exceso de oxígeno disuelto”- entonces pueden vivir en otros planetas, que antes considerábamos inadecuados para la vida.
Sin embargo, es muy posible que la vida extraterrestre no se construya sobre modelos terrestres. Los lagos líquidos de Titán pueden albergar metanógenos, organismos que no utilizan agua, sino metano como disolvente. Los planetas con temperaturas atmosféricas más altas pueden habitar organismos construidos sobre una molécula de silicio, en lugar de carbono, como es habitual en la Tierra. Durante muchos años, los científicos han debatido si los virus pueden considerarse organismos vivos. La respuesta correcta depende de la definición de vida que usemos. Si continúa la exploración espacial, este concepto se revisará más de una vez.
Al escribir este artículo, se utilizaron materiales del libro del astrónomo John Willis “Todos estos mundos son tuyos. Búsquedas científicas de vida extraterrestre”, que publica la editorial“Alpina Publisher”en marzo de este año.
Oleg Matfatov
