NeoFronteras

Un modelo predice qué señales espectrales se esperarían de un planeta habitado por bacterias púrpuras del azufre.

Puede que sobre nuestras cabezas, en un sistema lejano, haya planetas color púrpura que contengan vida. Si es así necesitamos saber sus características para poder reconocerlos.
Durante miles de millones de años en la Tierra sólo hubo vida unicelular y probablemente será el último tipo de vida que quedará en este planeta cuando llegue su final. Podemos intentan apostar a encontrar un planeta como la Tierra en este momento, en el que hay bosques verdes y grandes animales, pero la apuesta más segura es buscar microorganismos.
Una de estas apuestas puede ser buscar algas verdes unicelulares que habiten otros mares. Si hay algo así habrá una huella de clorofila en el infrarrojo y además oxígeno libre que nos servirían de bioindicadores en el espectro. Pero la clorofila o su equivalente no tiene que ser verde necesariamente, sobre todo porque la luz de la estrella en cuestión no tiene que ser igual a la del Sol. Si la estrella es más fría que el Sol esa luz será más rojiza y si es más caliente será más azulada. Puede que otras vidas hayan dado con la forma de aprovechar el infrarrojo o el ultravioleta y sus pigmentos fotosintéticos sean muy distintos a la clorofila.
Pero incluso lo del oxígeno tampoco tiene que ser cierto, pues conocemos fotosíntesis aquí en la Tierra que no producen oxígeno. Se trata de la realizada por las bacterias púrpuras del azufre.
La química orgánica necesita mucho hidrógeno, pero en los plantenas rocosos no hay hidrógeno libre, si hubo se escapó hace tiempo. En su lugar hay compuestos que contienen hidrógeno.
En la fotosíntesis habitual se toma el hidrógeno del agua y se libera oxígeno que a la planta no le sirve de nada. La energía necesaria para ello proviene de la luz solar y el pigmento usado es la clorofila.
Las bacterias púrpuras usan la luz solar para descomponer el sulfuro de hidrógeno (SH₂) y como residuo se obtiene azufre. Producen granos de azufre elemental que puede ser aprovechado por otras bacterias para producir ácido sulfúrico y obtener energía en el proceso. Obsérvese que el azufre y el oxígeno están en la misma columna de la tabla periódica de los elementos, así que tampoco es extraño que tengan papeles similares en la fotosíntesis. Se cree que en la Tierra la primera fotosíntesis fue precisamente la basada en el sulfuro de hidrógeno y luego evolucionó la fotosíntesis del agua, al ser este compuesto más abundante.
Las bacteria púrpuras del azufre están divididas en dos familias: Chromatiaceae y Ectothiorhodospiraceae. Las primeras almacenan granos de azufre en su interior y las segundas producen glóbulos de azufre en el exterior. Además presentan otras diferencias, como las que hacen a sus membranas distintas. Ambas prosperan en zonas anóxicas (sin oxígeno) de charcas y pantanos en los que hay sulfuro de hidrógeno y el agua está estratificada sin mezclarse. Como pigmentos usan bacterioclorofila a o b y carotenos por lo que adquieren colores que van del morado al naranja pasando por el rojo o el marrón.
Si el lector pasea cerca de uno de esos lugares y huele a huevos podridos entonces fíjese, porque quizás pueda ver tapetes púrpuras formados por estas bacterias.
Puede que en otros planetas haya gran cantidad de sulfuro de hidrógeno disponible. Si es así puede que la evolución en esos lugares haya sido perezosa y se haya quedado con una fotosíntesis similar a la que realizan las bacterias púrpuras del azufre aquí en la Tierra.
Un grupo de investigadores del Instituto Astrofísico de Canarias ha realizado un modelo que explora esta posibilidad. De este modo se podrían reconocer los bioindicadores correspondientes en exoplanetas que contengan bacterias equivalentes. Además dotaron a su modelo de continentes, cubierta nubosa, etc.
Descubrieron que si hay bacterias púrpuras forman tapetes sobre los continentes o a lo largo de la costa de ese hipotético exoplaneta, entonces habría una señal distintiva en el espectro. Pero si sólo están en los océanos entonces no habría casi señal.
Quizás se puedan tomar espectros de exoplanetas cercanos cuando el telescopio James Webb esté funcionando. El proyecto ya lleva retraso, pero se espera lanzar el telescopio para 2018.
Aunque en este tipo de estudios se asume una vida extraterrestre que es similar a la terrestre o, al menos, a alguna vida terrestre, como en este caso. Pero otras vidas, aunque estén basadas en el sulfuro de hidrógeno, pueden haber dado con otros pigmentos que, encima, bajo iluminaciones diferentes den lugar a colores y señales espectrales inesperadas.
Puede que haya planetas púrpuras que huelan a huevos podridos en donde haya bacterias moradas, pero lo más probable es que sean de cualquier otro color. Quizás haya entonces planetas fucsias, naranjas o amarillos. O puede que efectivamente sea así, que haya planetas púrpuras, y que la evolución haya dado con un planeta cuya atmósfera no contiene oxígeno en el que hay “árboles” morados que respiran sulfuro de hidrógeno y producen una lluvia polvorienta de azufre elemental sobre los animales del suelo, criaturas que pastan hierbas moradas y cuya respiración fermentativa apenas les da energía para esquivar los charcos de ácido sulfúrico en un movimiento increíblemente lento.
Pero este estudio nos ha servido, al menos, para repasar el siempre interesante mundo de estas bacterias fotosintéticas.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: Universidad del sur de Dinamarca.