NeoFronteras

Extremófilos y vida en Titán

Área: Biología — miércoles, 21 de abril de 2010

Encuentran nuevos extremófilos en un lago de hidrocarburos y especulan sobre la hipotética vida que pudiera haber en Titán.

Foto
Lago Pitch. Fuente: Dirk Schulze-Makuch y colaboradores.

El hallazgo de microorganismos en toda clase de sitios extremos nos recuerda que la vida siempre se abre paso, que una vez está presente es muy difícil de erradicar, sobre todo en su versión bacteriana. Últimamente se están descubriendo muchos lugares en donde hay extremófilos: sitios con alta acidez, o con alta salinidad, o alta temperatura y presión. Se han descubierto microorganismos incluso en el interior de la corteza terrestre a miles de metros de profundidad. Hace escasos días saltaba a los medios el descubrimiento de nuevas chimeneas hidrotermales en el fondo oceánico del Pacífico. En este caso se trataba de las más profundas encontradas hasta ahora, en concreto a 5000 metros de profundidad. En este tipo de sitios suele haber todo un microcosmos de vida exótica.
Muchos de estos esfuerzos de investigación se han realizados paradójicamente por diversas instituciones especializadas en Exobiología, pues se cree (de una manera muy optimista) que estos seres pueden dar pistas acerca de cómo puede ser la vida en otros planetas.
El último ejemplo en ser difundido en los medios científicos es un lago de hidrocarburos situado en la isla de Trinidad y Tobago. Pitch Lake está relleno de asfalto caliente en donde burbujea dióxido de carbono y gases tóxicos. El agua es muy escasa y está muy por debajo de los niveles que normalmente se consideran necesarios para la vida.
Estas condiciones hacen de este lago un lugar interesante para astrobiólogos. Incluso alguno ha sugerido que es lo más parecido que hay en la Tierra a los lagos de hidrocarburos de Titán.
Dirk Schulze-Makuch, de Washington State University, y sus colaboradores han estudiado la posible vida en Pitch Lake. Según ellos en cada gramo de este lago hay 10 millones de microbios en promedio. El análisis genético de estos microorganismos dice que son bacterias y arqueas. Viven en ambientes anóxicos sin oxígeno y poco agua, alimentándose de hidrocarburos y respirando metales.
Aunque este lago parece un lugar muy singular, no es la primera vez que se halla algo similar. Nos podemos encontrar con algo parecido en los pozos petrolíferos. Precisamente, lo más importante de estos seres puede que sea que ofrecen la oportunidad de estudiar el proceso de degradación y procesado que los microorganismos puedan realizar en las reservas petrolíferas, proceso mal conocido hasta ahora.
Aunque lo más excitante es pensar en las implicaciones de este descubrimiento para la posible vida en Titán. Como ya hemos visto en NeoFronteras, la misión Huygens-Cassini ha confirmado la presencia de lagos de hidrocarburos a muy baja temperatura en Titán. Allí hay moléculas orgánicas en abundancia, desequilibrio termodinámico y un medio fluido, aunque no hay agua en estado líquido.
Según estos investigadores los hipotéticos microorganismos de Titán podrían fabricar su propia agua a partir de los hidrocarburos.
Aunque todavía no está muy claro el agua que necesitan los microbios de Pitch Lake. Puede que prosperen en regiones del lago con mayor cantidad de agua, así que se necesitan más estudios de campo.

Pero el asunto de la (remotamente posible) vida en Titán da juego para muchas especulaciones. En un trabajo diferente, el astrobiólogo William Bains especula sobre cómo podría haber evolucionado la vida en Titán y propone abandonar los modelos terrestres para una hipotética vida en esta luna. Expuso su estudio en el congreso de Astronomía de Glasgow recientemente.
El problema de Titán es que a 180 grados bajo cero el agua que hay allí es sólido como la roca y no puede ser utilizado como disolvente de moléculas orgánicas. Por tanto no sirve para formar el citoplasma celular o incluso para dar origen a la propia vida. Los lagos de Titán son de metano y etano líquidos, no de agua.
Podríamos pensar que en lugar de agua se pueden utilizar precisamente esos hidrocarburos líquidos a modo de disolventes, pero sus cualidades no son tan buenas como las del agua. El agua es una molécula polar que permite disolver muy bien toda clase de moléculas, el metano líquido no.
Es aquí donde el pensamiento tradicional deja de ir más allá y cuando Bains empieza a especular. Según este investigador la bioquímica basada en el metano como disolvente sería muy distinta a la conocida. Los bloques moleculares a usar serían diferentes, con una mayor variedad de elementos químicos en uso y quizás moléculas más pequeñas y reactivas.
La solubilidad de productos químicos en metano líquido es muy limitada y depende fuertemente del peso molecular. Las moléculas con más de 6 átomos pesados (que no sean hidrógeno) son esencialmente insolubles. Así que un hipotético metabolismo basado en este disolvente tendría que usar moléculas más pequeñas que el terrestre, que usa una media de unos 10 átomos pesados en cada molecular. Con esta limitación sólo se pueden obtener unas 3400 posibles moléculas si usamos principalmente carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo como en la Tierra. Pero en la Tierra sólo se usan unas 700 moléculas de un gran conjunto de todas las posibles. En Titán puede que se usen más elementos químicos en la carta y que así se obtenga una variedad suficiente de moléculas para una posible bioquímica exótica. Este investigador propone que incluso se pueda usar silicio en las recetas.
Otro problema es la energía. Con escasísima luz solar, algo parecido a la fotosíntesis es muy difícil que exista. Quizás la única fuente de energía sea la energía química contenida en el tolín que se forma en la atmósfera. Con tan escaso aporte de energía la vida no puede estar muy animada y los posibles organismos serían de crecimiento muy lento. Quizás pueda existir algo así como líquenes pero no velociraptores.

Aunque a Bains y a Schulze-Makuch se les olvida un factor limitante de peso. A 180 grados bajo cero las reacciones químicas son muy lentas. La posible aparición de vida tardaría mucho tiempo, necesitándose un tiempo quizás superior a la edad del Sistema Solar. Y si la vida finalmente apareciera en Titán, entonces los posibles organismos tendrían un metabolismo muy lento y evolucionaría aún más lentamente. Puede que al final las lunas Europa o Encelado sean mejores lugares para la vida.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3101

Fuentes y referencias:
Artículo en ArXiv.
Noticia en Alpha Galileo.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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7 Comentarios

  1. Jose:

    Aun no entiendo como es posible que tantas personas se crean tan soberbiamente unicas en el universo …

    Yo…

  2. Diego Tentor:

    Lo mas inquietante sobre el asunto de la vida es que no comprendemos cabalmente porque existe, cual es su razón para aparecer en este convulsionado universo, entonces solo podemos buscar paralelos con nuestra propia y (mas o menos) conocida forma de vida.
    La vida asemeja el extraordinario caso de arrojar barro al suelo y que aparezca un jarron, no debería… pero sucede.

  3. JAvier:

    El problema de entender el origen de la vida es que sencillamente no vimos como comenzó.

    Es como si tratáramos de entender como se inventaron las espadas viendo únicamente una katana japonesa. Es lo suficientemente corta como para desenvainar rápido pero no tanto como para hacerla ineficaz, tiene la curvatura justa para dar cortes poderosos pero no tanto como para que no se puedan hacer estocadas, incluso al filo se le hace un tratamiento diferente al resto de la espada para que sea más duro mientras que el resto sea blando y amortigüe los golpes. Sin duda la espada más compleja y eficaz que la humanidad halla creado. Si uno la ve difícilmente imagine que todo empezó usando palos, ni hablar de las “lineas diferentes” que terminaron en la espada europea o en la cimitarra que surgieron de adaptarse a otras situaciones e ideas como la disponibilidad y conocimiento de diferentes materiales (Ej: la espada de madera azteca con sus incrustaciones de obsidiana) su disponibilidad o la demanda de armas (tengo entendido que a un herrero experto le llevaba cerca de un año fabricar una katana), armaduras usadas por los enemigos, etc.

    Después de todo ningún japonés tuvo que enfrentarse a un caballero medieval con sus valla uno a saber cuantos kilos de metal encima.

    Saludos.

  4. tomás:

    A Jose: Creo muy posible, diría que segura, alguna forma de vida, incluso compleja, fuera de la Tierra. Y posiblemente más compleja que la más compleja que exista en nuestro planeta, incluso más de lo que pudiéramos imaginar. Quién sabe si hasta algún sistema global en algo similar a lo que Lovelock postula para Gea o hasta más aún. También inteligencias, cuyas características me es imposible concebir. Sencillamente, no lo sé.
    Pero, observando la Tierra, medito que cada ser y cada grupo en que los dividimos, han precisado una historia desde los comienzos del posible Big Bang, tan exacta, que por ser única sin discusión posible, y que -recordando el efecto Mariposa- la mínima variación habría hecho que su vida quizá no se hubiese dado, o él no fuera él, sino otro u otra cosa.
    Sospecho en ti, al escribir como lo haces, un hombre modesto en sus pensamientos. Yo también me considero así y fíjate cómo diferimos en nuestra concepción del Universo.
    Ni siquiera estamos seguros de que nuestras leyes físicas sean absolutamente universales. Conocemos unas pocas tan solo. Es infinita la ignorancia que nos rodea.
    Me asombran los delfines, pero no tienen manos; también los pulpos con sus ocho brazos, pero no han topado con la tecnología. Los bonobos, quizá en estos momentos están siguiendo un camino bastante similar al que, en algún momento, otra especie, acabó en nosotros, pero están en peligro de extinción. O quizá sobrevivan haciéndose menos inteligentes y con un metabolismo que los haga lentos como perezosos.
    Sinceramente pienso que la posibilidad de una especie como la nuestra y con la suficiente simultaneidad para que podamos comunicarnos es, prácticamente, imposible. Menos tener noticia de ella. Pero respeto, ¿como no? tu punto de vista.
    Un cordial saludo, sobre todo por esos enigmáticos puntos suspensivos que prodigas. Dan mucho misterio…

  5. tomás:

    A Diego Tentor: No niego que la aparición de la vida pueda confundirse con un hecho azaroso como el que termina tu comentario. De hecho es el argumento principal de los creacionistas y muchos hombres sabios se han mostrado afines a esa interpretación.
    Pero es que no es así.De hecho, la aparición de la vida, según lo que te asombra, podría resumirse en: ¿Como es posible que juntemos los trozos al azar y nos resulte un perfecto jarrón? Por eso soy tan escrupuloso en el manejo de la palabra azar.
    La vida ha debido aparecer unas pocas veces y, posiblemente, de difentes formas que quizá una selección natural temprana debió simplificar a la más propicia para el medio en que se diera.Centrémonos en una. Tuvo que haber la energía necesaria, lo cual no es ningún problema. También las condiciones, los elementos químicos precisos y aun ciertas moléculas prebióticas, lo que tampoco representa más problema que nuestro desconocimiento de aquello que dio el impulso definitivo.
    Así el problema se centra en la entropía de un sistema abierto. Sabemos que hay una relación entre información y entropía. La cuestión está en que dada una configuración equiprobable, la entropía será máxima, lo que quiere decir que sólo hay una dirección preferente. Dicho de otra forma: si en un dado perfecto con seis posibles resultados la entropía es máxima porque todos tienen la misma posibilidad de salir, pero sólo el uno es vida, tenemos 1/6 de que esta aparezca; pero si todas las caras tienen uno, al tirarlo, el resultado ha de ser uno, porque la entropía sigue siendo la máxima cuando la probabilidad también lo es o, si cada cara es susceptible de una peculiar forma de vida, esta, inevitablemente, se dará.
    Cuando se dio la primera forma de vida que conocemos, la energía precisa existía gracias al Sol, al calor de la Tierra o a ambas cosas, en su margen posible y en algunos ambientes posibles. En esos lugares había un dado con unos en sus seis caras o quizá cada una de ellas llevaba una forma distinta de vida. Estaban todas las moléculas necesarias, que no son muchas y estaba la energía y el ambiente. Sólo faltaba la combinación de todo ello. El dado se lanza gracias a la energía y el resultado ha de ser uno o alguno de los posibles.
    Podrá argüirse: Pero el dado podría tener innumerables caras de las cuales sólo unas pocas se corresponden con formas de vida y el resto serían combinaciones sin porvenir. De acuerdo, pero el dado se lanza también innumerables veces en innumerables lugares y en innumerables condiciones distintas: alguna de ellas dio, sin remedio, origen a la vida. Esto último me lo corrobora el principio antrópico.
    Para mí, no sirve el ejemplo del jarrón. Ese es todo lo contrario de lo que sucedió. Más bien prefiero el de la piedra que lanzo desde una montaña, pues vaya por donde vaya, acabará en el valle. Chocará con esta roca y de ahí saltará a otra en imprevisible trayectoria. Vuelvo a lanzar otra piedra y también acabará en el valle. Pero salvo las excepciones de las que queden atrapadas en algún saliente, casi todas terminarán abajo, porque se da la energía y las condiciones. Observa que las trayectorias también son innumerables.
    La vida, si las condiciones se dan, es inevitable, como lo es la explosión al unir O2 con H2 y una chispa de energía.
    Aun así, comprendo que sólo es mi punto de vista.
    Un cordial saludo y perdona por haberme extendido tanto.

  6. tomás:

    Acabo de oír por radio que se ha logrado crear vida artificial con una bacteria totalmente sintética. Si es cierto, sin que se trate de un mero ensamblaje, es una noticia de extraordinaria importancia científica. Espero impaciente conocer los detalles.
    De todas formas sería un gran avance, aunque no cumpliese todos los requisitos para llamarle “crear vida”.

  7. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    El logro que menciona era esperado, aunque el movimiento mediático parezca indicar que es una sorpresa.
    Lo han realizado los científicos de grupo de Carig Venter, el que ya realizó el primer trasplante de genoma: http://neofronteras.com/?p=917
    En este caso han sintetizado un genoma artificial a partir de las bases y lo han trasplantado a una bacteria sin ADN.
    A ver si el tiempo permite escribir algo al respecto, aunque sea después del boom.

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