La EXOBIOLOGÍA o ASTROBIOLOGÍA es el estudio de la posible presencia de vida en otros planetas. En él participan científicos de diversas disciplinas: geólogos, químicos, oceanógrafos, astrofísicos, biólogos moleculares, zoólogos y paleontólogos, entre otros. Cómo la vida apareció y sobrevivió en la Tierra, si existe la posibilidad de que haya vida en otros lugares y de qué modo esta se podría encontrar y reconocer son las tres preguntas claves en astrobiología. En 1998, la NASA creó el Astrobiology Institute, que ha sido determinante en la consolidación de esta nueva ciencia. Pero, por desgracia, la búsqueda de vida extraterrestre ha sido banalizada con tanta frecuencia que la gente suele oscilar entre un completo escepticismo y la credulidad más absoluta. Probablemente, de conocer que las condiciones que requiere la vida no son, en absoluto, frecuentes en el espacio y que la vida que mejor puede adaptarse a un medio inhóspito no es, precisamente, el ser humano u otros seres análogos a él, sino los organismos más sencillos, la visión que se tendría de los posibles seres extraterrestres divergiría, y mucho, de la actual.
La posible existencia de vida inteligente en otros planetas ha sido un tema recurrente en periódicos y revistas desde principios de siglo. Por desgracia, casi siempre enfocado por su vertiente menos rigurosa y fidedigna con los indicios que se tenían realmente. La tendencia del hombre al antropocentrismo también propició que en el imaginario colectivo cuajara una vida extraterrestre a nuestra imagen y semejanza, poseedora de una inteligencia que le permitiera comunicarse y darse a conocer. Allí está el origen de programas de búsqueda de señales extraterrestres como el SETI, que buscan ondas de radio, incluso señales de televisión. Pero este tipo de iniciativas asumen que en otros lugares se ha dado el mismo proceso evolutivo que en la Tierra, donde, desde el origen de la vida, hace unos 3.900 millones de años, esta ha ido ganando en complejidad dando como resultado la aparición de seres que son capaces de preguntarse por aquello que les rodea y que se consideran a sí mismos inteligentes. Son los seres humanos. Pero la vida se originó en la Tierra mucho antes de que aparecieran los ancestros humanos hace 4 millones de años y, probablemente, continúe mucho después de su extinción. ¿Qué es la vida?
La vida es intangible, difícil de definir; sin embargo, está allí y somos capaces de reconocerla cuando la vemos, salvo en el límite entre la vida y la no-vida, que suscita multitud de opiniones y una fuerte controversia.
Los Organismos Extremófilos
La mejora del conocimiento de la Tierra y de los seres vivos que la habitan ha deparado muchas sorpresas: la vida no aparece siempre en la forma en que la conocemos. Existen organismos cuya capacidad de adaptación al medio les convierte casi en extraterrestres en el sentido de que, en condiciones extremas, de carencia de oxígeno, por ejemplo, o de mucha acidez, que son, en principio, letales, consiguen sobrevivir y reproducirse. Son los extremófilos, organismos simples que se adaptan a condiciones límites para la vida. El río Tinto, en Huelva, es un caso paradigmático: en él sobreviven bacterias que obtienen su energía de las reacciones de oxidación del hierro contenido en el río, abundante en metales pesados nocivos para los seres vivos normales.
La existencia de extremófilos en la Tierra que viven a altas temperaturas, en el fondo del mar, bajo nieves perpetuas, en condiciones de acidez, etc. ha ensanchado el marco para el cual la vida puede existir. Ello no implica que este tipo de organismos no existiera antes, en absoluto, tan solo que no se conocían y que, debido a ello, se consideraba que en ciertos lugares no podía haber vida. Ahora, en cambio, se utiliza este conocimiento para intentar encontrar vida en otros planetas. Si existen bacterias en el polo norte, por qué no en Marte donde posiblemente podrían sobrevivir a pesar de su frío clima. Además, el reciente descubrimiento de que quizás exista agua bajo la superficie de este planeta aumenta la probabilidad de encontrar vida en él. El porqué de esta conclusión viene determinado por las condiciones requeridas para la vida.
La mayor parte de los extremófilos son microrganismos, hay archaeas (arqueobacterias), procariotas y eucariotas. Su pequeño tamaño y el hecho de que su metabolismo es muy adaptable ha permitido que colonicen ambientes que son mortales para seres pluricelulares. Aunque hay que señalar que también hay organismos pluricelulares, sobre todo entre los barófilos.
Se puede hacer la siguiente clasificación de organismos extremófilos:
• Termófilo: Se desarrollan en ambientes a temperaturas superiores a 45ºC, algunos de ellos, los hipertermófilos tienen su temperatura óptima de crecimiento por encima de los 80ºC. Prospera a temperaturas relativamente altas, por encima de los 45ºC.
Ejemplo de este tipo de microorganismos son las bacterias productoras de metano que se desarrollan en estas condiciones. Aquí nos encontramos con organismos que pueden crecer en zonas de elevadas temperaturas, como por ejemplo Pyrolobus fumarii que soporta hasta 120ºC.
• Psicrófilo: Se desarrollan en ambientes de temperatura muy bajas, por debajo de los 5ºC. A veces se los llama criófilos.
Hay dos tipos de psicrófilos:
• Psicrófilos obligados. Su temperatura óptima está en torno a los 15-18 º C, aunque viven perfectamente a cero grados e incluso a temperaturas más bajas; un ejemplo es Flavobacterium. Hay algunos cuya temperatura óptima todavía es más baja, los llamamos psicrófilos extremos, un ejemplo es Polaromonas vacuolata, que vive en las aguas de la Antártida; su temperatura óptima es de 4ºC y la máxima que resiste es de 14º C; a más temperatura se muere de calor.
• Psicrófilos facultativos. Como su nombre indica tienen la facultad de resistir el frío, pero su temperatura óptima es más alta, en torno a los 20-30º.
• Acidófilo: Se desarrollan en ambientes de alta acidez. Es un organismo que se desarrolla preferentemente en un medio ácido. Suele tratarse de bacterias y otros organismos muy simples que son capaces de desarrollarse en condiciones de pH demasiado bajo para la mayoría de formas de vida.
Los organismos acidófilos propiamente dichos son aquellos que viven en medios muy ácidos (pH<2 al="al" de="de" ej.="ej." el="el" en="en" ferrooxidans="ferrooxidans" ib="ib" la="la" leptspirillum="leptspirillum" nsula="nsula" o="o" pen="pen" r="r" rica.="rica." sudoeste="sudoeste" tinto="tinto">
• Alcalófilo: Se desarrollan en ambientes muy alcalinos (básicos).
• Halófilo: Se desarrollan en ambientes hipersalinos, organismos que viven en ambientes con abundantes sales. Los organismos halófilos viven en entornos con mucha sal como zonas litorales, salinas y lagunas salobres.
En organismos normales, la sal hace que mueran por deshidratación debido a la ósmosis. Si el entorno es salino, con mucha concentración de sales, el agua del interior de las células tiende a salir hacia su exterior. Es decir, se desecan y mueren.
Sin embargo en los halófilos esto no ocurre. Viven donde otros organismos morirían. Ello es posible a diversas adaptaciones fisiológicas que les permiten retener agua. Uno de los mecanismos que han desarrollado es albergar en el interior de sus tejidos concentraciones de sales mayores que en el exterior. Así el agua penetra por ósmosis.
Algunos de estos halófilos pertenecen al dominio Archaea. Tenemos como ejemplo el Natronobacterium que se desarrolla en zonas con un pH cercano a 10.
• Barófilo: Se desarrollan en ambientes con presión muy alta.
• Xerófilo: Se desarrollan en ambientes con muy baja humedad.
• Organismo de suelos profundos: Viven a muchos metros bajo el suelo, incluso en medio de rocas.
Habitabilidad planetaria
Comprender la habitabilidad planetaria es, en parte, extrapolar las condiciones terrestres, ya que la Tierra es el único planeta conocido que contiene vida. La habitabilidad planetaria es una medida del potencial que tiene un cuerpo astronómico de sustentar vida. Se puede aplicar tanto a los planetas como a los satélites naturales de los planetas.
La existencia de vida tiene una serie de condicionantes que se consideran universales. Las condiciones necesarias para la emergencia de seres vivos en cualquier parte del Universo observable son:
• Un espacio tridimensional; las biomoléculas son tridimensionales.
• La cuarta dimensión cuántica en donde los procesos térmicos se desarrollen: el tiempo.
• Un superacelerador de partículas que proporcione un flujo continuo, moderado y cuasi-estable de energía; por ejemplo, una estrella.
La materia prima de la vida es abundante en el Universo. El gran problema de la vida como la conocemos parece radicar en su desarrollo en un entorno adecuado. Los elementos necesarios para el desarrollo y la estabilidad de una biosfera son los siguientes:
• Agua líquida: actúa como disolvente para la síntesis molecular e interviene en la caracterización morfológica y en el comportamiento de las biomoléculas.
• Metales: principalmente C, O, H.
• Fuentes de Energía: suficiente masa planetaria para mantener el calor necesario y energía útil para la síntesis molecular.
• Protección contra la radiación: un campo magnético significativo.
El único requisito absoluto para la vida es una fuente de energía. Por este motivo, es interesante determinar la zona de habitabilidad de diferentes estrellas, pero la noción de habitabilidad planetaria implica el cumplimiento de muchos otros criterios geofísicos, geoquímicos y astrofísicos para que un cuerpo astronómico sea capaz de sustentar vida.
La existencia de vida tiene una serie de condicionantes que se consideran universales. Se parte de la premisa de que la vida fuera de la Tierra seguirá las mismas pautas que ha seguido en ella y necesitará de los mismos elementos. Es decir, un líquido en el que puedan tener lugar las reacciones químicas; un elemento con facilidad para formar compuestos y una fuente de energía. En el origen de nuestro planeta, estos elementos fueron, respectivamente, el agua, el carbono y, como procesos energéticos, descargas eléctricas y radiación ultravioleta principalmente. Si no se equipararan los requisitos para la vida fuera de la Tierra con los de la vida en ella, la búsqueda sería imposible. No habría ningún principio al que se pudiera aferrar el ser humano en su búsqueda de vida en otros planetas. Es más, de encontrarla, probablemente no la reconocería, puesto que no cabría en su mente la posibilidad de que "aquello" fuera vida. Por tanto, el hombre se ve impelido a buscar seres semejantes a él, lo que no implica que tengan que tener dos brazos y dos piernas, sino que estén basados en los mismos principios o en otros muy parecidos. Por ejemplo, en vez de agua se han considerado otros líquidos que se mantienen en estado líquido en un amplio abanico de temperaturas y en los que podrían tener lugar reacciones químicas. Entre ellos, está el amoníaco y el alcohol metílico, a pesar de que el primero se mantiene líquido a temperaturas bajo cero, probablemente demasiado frías para la existencia de vida. Como elemento constituyente de vida, en vez de carbono, se ha pensado en el silicio, que también forma compuestos con facilidad, aunque en la Tierra esté restringido al mundo inorgánico.
La Búsqueda de la Vida
La vida podría existir en otros planetas, en otras galaxias con otras estrellas que les suministraran luz y calor. Pero para buscar vida tan lejos todavía no se tienen las herramientas necesarias. Incluso dentro de nuestro Sistema Solar, determinar qué planetas son susceptibles de estar habitados no es fácil. Se debe considerar su posición respecto del Sol y sus particularidades. ¿Qué convierte un planeta en habitable? En principio, debe cumplir los requisitos mencionados anteriormente. Se excluyen todos aquellos que sean tan pequeños que carezcan de atmósfera y de medio líquido y cuya masa sea insuficiente para poder tener una temperatura superior a la del espacio que les rodea. De todos los cuerpos restantes, parece ser que sólo tres -Marte, Titán y Europa- podrían albergar algún tipo de vida por sus condiciones atmosféricas y la presencia de un medio líquido.
La búsqueda de la vida se basa en que las leyes de la naturaleza no cambien según el lugar. Por espectroscopía se delimitan las bandas de absorción de una molécula determinada. Se utiliza esta técnica para intentar determinar qué moléculas se encuentran en el espacio y cuáles no. Esto se puede hacer porque cada molécula tiene un patrón único de frecuencias que la identifican. En el espacio exterior se buscan las mismas moléculas que hay en la Tierra. En los últimos treinta años, se han identificado múltiples compuestos de carbono: la química orgánica, denominada generalmente del carbono, resulta ser común en el cosmos. La finalidad de esta búsqueda es obtener un punto de partida para determinar si hay vida o no allí fuera. La vida en la Tierra apareció a partir de moléculas simples basadas en el carbono que interaccionaron entre ellas dando lugar a moléculas más complejas. De aquí se pasó a organismos unicelulares y, con el tiempo, a seres más complejos. Cuanto más complejas sean las moléculas que se encuentren en el universo, más posible es que se haya dado el salto hacia la vida. De momento, ya se han encontrado moléculas de 100 y 200 átomos de carbono e incluso algún aminoácido, como la glicina. Los aminoácidos son los componentes de las proteínas y, por tanto, los ladrillos del ser vivo. ¿Hasta dónde ha llegado la complejidad fuera de la Tierra?
