NeoFronteras

Ampliación de la zona de habitabilidad

Área: Biología,Espacio — domingo, 15 de junio de 2014

Un estudio apunta a que si consideramos los extremófilos las condiciones de habitabilidad de los exoplanetas pueden ser extendidas.

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Vivimos tiempos excitantes en algunas ciencias, como en la Astrofísica. Una de sus ramas trata de explorar otros mundos en donde pueda haber vida. Miles de exoplanetas han sido ya descubiertos y algunos de ellos están en la zona de habitabilidad de su estrella.
No se sabe muy bien por qué este tema nos excita el alma y la imaginación. Decía Erich Frömm en “El arte de amar” que el amor no es más que el sentimiento, en cualquier de sus diversas formas, que llena el vacío que crea la soledad con la que nacemos y que nos acompaña toda la vida. Quizás la búsqueda de vida fuera de nuestro planeta no sea más que una suerte de búsqueda de un “amor cósmico” que nos haga sentir menos aislados, menos solos.
El problema es que ni siquiera sabemos cómo puede ser la vida por ahí afuera, quizás adopte formas que todavía ni hemos imaginado. Solemos proyectar el único ejemplo de vida conocida, el nuestro, y esperar que también se haya dado por ahí. Pero, incluso asumiendo la misma bioquímica otros ADNs pueden tener más bases y codificar muchos más aminoácidos, como recientemente se ha demostrado experimentalmente que es posible.
Normalmente buscamos planetas en la zona de habitabilidad de su estrella porque en esa zona el agua permanece en estado líquido y es el mejor disolvente conocido para las biomoléculas conocidas. Sin embargo, algunos astrobiólogos, como Christopher McKay (Ames Research Center del la NASA), creen que quizás sea necesario expandir esas zonas de habitabilidad porque la vida pude adaptarse a condiciones muy duras. Así que este astrobiólogo ha elaborado una lista sobre este asunto de la habitabilidad extendida.
Algunos puntos de la lista se pueden inferir a partir de lo que se sepa del tamaño del planeta, masa, distancia a su Sol, etc. Pero otros necesitarían de una imagen directa del planeta en cuestión y saber la composición atmosférica gracias a la toma de un espectro. Quizás el Starshade usado en conjunción con el telescopio espacial James Webb nos puedan aportar esa información en un futuro próximo.
Quizás en las próximas décadas puede que tengamos ya algunas pistas sobre si la vida existe en algún sitio más además de en la Tierra.
Cuando tengamos esa instrumentación algunas de las cosas que podremos ver pululando en otros mundos puede que sean tan raras como las siguientes que aparecen en la lista de McKay:

Límites de temperatura.

Según McKay no hay que circunscribirse en una zona de habitabilidad estricta en donde el agua está en estado líquido. En 2013 unos investigadores de McGill University encontraron microorganismos en el permafrost ártico que se podían reproducir a 15 grados bajo cero. Mientras que otros microorganismos han podido reproducirse a 122 grados (y alta presión en la que el agua no hierve). Así que un mundo helado puede estar cubierto por algo parecido al alga Chlamydomonas nivalis o “nieve de sandía” debido al color rojizo que proporciona.

Límites de humedad

Puede que un planeta habitado no tenga ni siquiera océanos de agua, sino que sea una especie de desierto global en el que vivan seres como las cianobacterias que prosperan debajo y en el interior de las rocas del desierto de Atacama en Chile. En este caso bastan unos pocos días al año de lluvia o de niebla para poder vivir. No se necesitan océanos. McKay bromea con el parecido que tendría con el planeta de ficción Dune, aunque sin gusanos gigantes.

Límites de luz

No se necesita una gran cantidad de luz para que la fotosíntesis funcione. Así por ejemplo, las macroalgas rojas viven a una profundidad tal que sólo les llega el 1% de la intensidad de luz solar que llega a la superficie terrestre. Igualmente podría haber plantas oscuras que maximizaran la luz absorbida en exoplanetas con poca iluminación superficial o a gran profundidad.

Límites energéticos

La base de la cadena trófica no tiene que estar basada en la fotosíntesis. Las chimeneas hidrotermales nos dicen que la quimiosíntesis puede ser una buena alternativa a la hora de conseguir energía.

Resistencia a la radiación

Toda la radiación ionizante, empezando por los rayos UVA, pueden ser muy perjudiciales para vida, pues provocan mutaciones o incluso la muerte celular. Esto es cierto para seres complejos o para seres unicelulares. Pero unos pocos microorganismos pueden resistir altas dosis de radiación, como Deinococcus radiodurans, que evolucionó para reparar su ADN dañado por la desecación en condicione desérticas. Esta capacidad le permite vivir en lugares con una intensidad de radiación equivalente a la que hay en el interior de un reactor nuclear.

Oxígeno tóxico

Asumimos que el oxigeno asegura la vida gracias al ozono como subproducto y a que permite la vida multicelular gracias a la respiración aeróbica y a la gran cantidad de energía que esto proporciona. Pero algunas bacterias, como el género Actinomyces que viven en los suelos, no pueden vivir cuando el oxígeno está presente. Otras no lo usan pero toleran su presencia. Así que podría haber planetas en donde no hubiera oxígeno, pero que contuvieran vida. Sin embargo, el nitrógeno parece más esencial.

Quizás Titán nos pueda decir algo sobre la bioquímica exótica. En ese cuerpo hay masas de metano líquido a temperaturas muy bajas en los que hay hidrocarburos complejos. Es un recordatorio de que otros mundos habitados pueden ser muy distintos al nuestro. Los recientes planes de la NASA (aún sin aprobar) incluyen el envío de un submarino a los lagos de Titán para 2040, lagos que serían transparentes a las ondas de radio al no ser de agua.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4459

Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: TEM de D. radiodurans tomada en el laboratorio de Michael Daly, Uniformed Services University, Bethesda, MD, USA.

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

  1. Miguel Ángel:

    Me mosquea lo del submarino de Titán. Temo que sirva de excusa a la NASA para abortar otras misiones que deberían ser prioritarias.
    El colmo sería que alegasen que el objetivo principal de esa misión no es encontrar vida…¿qué esperan encontrar entonces?, porque me temo que sea poco original, ¿dorsales y fumarolas?, ¿fondos arenosos?
    Ningún descubrimiento sería tan trascendente como hallar vida y, dado que sólo tenemos un ejemplo de ella, lo lógico es empezar a buscarla en medios acuosos antes que en la sopa de metano y etano de Titán.
    El océano de Europa no está totalmente confirmado y además habría que perforar antes el hielo, pero hay menos distancia y se trataría de un océano de agua. Incluso sin llegar perforar habría posibilidades de encontrar vida en la superficie de Europa: se ha llegado a proponer que las manchas rojas de la superficie del hielo sean´en realidad formas de vida similares a las que podemos encontrar en el hielo terreste.
    Y si la capa de hielo de Europa supone un gran obstáculo, ¿por qué no ir antes a Encélado?, allí sólo habría que coger el agua directamente de los chorros.

  2. Miguel Ángel:

    Querido Neo:

    También se ha comentado que un obstáculo insalvable para que Europa y Encélado tengan vida, sería que no tuviesen el gradiente de energía necesario para que la vida se desarrolle.
    Pero, ¿seguro que no hay gradiente?:
    -Si hay fumarolas en el fondo del océano ya tendríamos gradiente. En Encélado es más improbable, pero no tanto en el caso de Europa.
    -Tenemos algún ejemplo de microorganismos terrestres que viven del decaimiento del uranio.
    -Si no he hecho mal las cuentas calculando el cuadrado de la distancia, la radiación solar en Europa sería unas 27 veces menor que la de la Tierra , pero eso sería más que suficiente para algunas especies de algas, como las que se mencionan en la noticia.
    En el caso de Europa tampoco me queda claro que las diferencias de temperatura provocadas por el Sol sean insuficientes para generar el gradiente necesario.

    Abrazos.

  3. NeoFronteras:

    La NASA está en crisis desde hace décadas porque no recibe los fondos suficientes. Ese no parece ser el problema de los programas de defensa. El costo del programa del caza F-35 va a estar en los 1,5 billones de dólares. Con ese dinero habría para muchas cosas.
    En cuanto a la búsqueda de vida en nuestro sistema solar parece que no se quiere buscar. Incluso cuando se manda un rover a Marte no está la vida entre sus objetivos.
    La exploración superficial de Europa sería una buena misión, pues si hay microorganismos podrían ascender por las grietas. Pero en la superficie hay tal cantidad de radiación que ni los microbios ni la sonda que se enviase sobrevivirían durante mucho tiempo.
    El gradiente de temperatura es imprescindible, pues es una condición termodinámica. El agua líquida per se no garantiza nada. La única posibilidad en Europa es la actividad volcánica inducida por las mareas.
    A veces da la impresión de que en este campo se avanza muy lentamente.

  4. NeoFronteras:

    Sobre Titán.. Pues es muy difícil que haya vida tal y como la conocemos. El disolvente es apolar y no sólo disolverá moléculas apolares, lo que restringe mucho la bioquímica que sería poco interesante. En caso de que la hubiera esa bioquímica sería increiblemente lenta debido a la baja temperatura. La velocidad de cualquier reacción química depende de la temperatura.
    Lo interesante de Titán es que es un buen sitio para estudiar la química prebiótica.

  5. Miguel Ángel:

    Querido Neo:

    Le agradezco enormemente su respuesta, pero se me debe estar escapando algo: sigo sin entender por qué el Sol no basta para generar gradiente en Europa y, en cambio, la actividad volcánica sí.
    He supuesto que en ambos casos el foco frío sigue siendo el mismo, lo único que cambia es el foco caliente o fuente, que en un caso serían los fotones del Sol y en el otro sería el SH2.

    Un millón de abrazos termodinámicos.

  6. tomás:

    Querido amigo Miguel Ángel:
    Quizá Neo me corrija, pero me atrevo a decir que el SH2 es sólo un medio, como los fotones que llegan del Sol. La fuente real es la actividad volcánica provocada por las fuerzas de marea, como te dice en su 3.
    Y mis excusas por inmiscuirme. Mil abrazos para ambos.

  7. NeoFronteras:

    El problema de la luz del Sol en Europa es que en su superficie no hay atmósfera y la radiación es muy intensa. Además la luz solar que llega es tenue. No hay posibilidades de que exista vida tal y como la conocemos.
    La actividad volcánica crea un foco caliente que permite la síntesis de moléculas ricas en energía. El foco frío lo proporcionaría la superficie helada de Europa. Es concebible que existan organismos quimiosintéticos que vivan de esas moléculas.
    En la Tierra el SH2 se usa como fuente de hidrógeno en las bacterias púrpuras del azufre que son fotosintéticas. El SH2 puede ser usado como fuente de hidrógeno, pero no como fuente de energía en una ambiente como el de Europa. Sólo si existen otros tipos de procesos que permitan oxidar esa molécula podría usarse como fuente de energía.
    En la Tierra algunos procesos quimiosintéticos están basados en la oxidación, pero sólo porque hay oxígeno libre generado por la plantas.

  8. Miguel Angel:

    Ahora sí. La verdad es que no quería quedarme con la duda, así que, con algo de retraso por mis vacaciones, muchísimas gracias a Neo y a “tomás”.

    Abrazotes múltiples.

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