La vida es algo muy complejo de definir. Según el Instituto de Astrobiología de la NASA, una entidad viva es un sistema químico automantenido que evoluciona como consecuencia de su interacción con el medio.
Sabemos que para que pueda surgir vida se tienen que dar una serie de condiciones, que son las siguientes:
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La existencia de agua en los 3 estados (sólido, líquido y gaseoso) es algo indispensable, pero sobretodo – el agua líquida: es el elemento vehicular que permite establecer el proceso físico-químico de la vida. El agua líquida es la matriz imprescindible para el intercambio de materia y energía entre los organismos y el medio y es el disolvente universal.
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Nutrientes: debe haber disponibilidad de nutrientes para ser utilizados por la comunidad como fuente de los elementos constitutivos de la materia viva. Son elementos necesarios el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
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Fuente de energía: se necesita energía para que esta sea utilizada para desarrollar complejos moleculares esenciales para el desarrollo celular o biomasa que constituye el crecimiento individual o poblacional.
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La temperatura ha de ser adecuada, ya que las moléculas orgánicas solo soportan una determinada temperatura; también es imprescindible la existencia de superficies sólidas, una protección contra rayos ultravioletas y cósmicos (como puede ser la capa de ozono y el campo magnético terrestre); presencia de materia orgánica, que es el conjunto de compuestos químicos fundamentados en los átomos de carbono.
Nuestro planeta reúne todas estas condiciones y por eso la vida ha podido proliferar desde las formas más primitivas hasta la biodiversidad que encontramos hoy en día, aunque al principio las condiciones no eran las más favorables.
Desde la formación de la Tierra hasta que hace unos 3900 Ma aparecieron las primeras rocas sedimentarias, nuestro planeta estuvo sometido a un intenso bombardeo de meteoritos que producía temperaturas y presiones incompatibles con la existencia de agua líquida. A partir de esta época, la interacción entre la hidrosfera, la litosfera y la atmósfera comenzó a formar una serie de ambientes de diferente composición química y con distintas temperaturas, presiones y radiaciones.
En estos ambientes se dieron una serie de reacciones químicas con una complejidad creciente. De estas reacciones químicas se pasó a la existencia de la vida. La primera etapa de este proceso tuvo que consistir en la generación química del repertorio de moléculas presentes en los seres vivos a partir de sustancias más simples.
Existen microfósiles de bacterias y los estromatolitos que nos indican que transcurridos sus primeros 1000 Ma la Tierra era ya un planeta vivo.
Hoy en día lo que se pretende es ver si en otros planetas puede llegar a surgir vida tal como ocurrió en el nuestro hace mucho tiempo. Una de las principales apuestas de los científicos es Marte y por ello se envían sondas y varias misiones de exploración al planeta rojo para ver si ha podido existir vida en algún momento de su historia, si existe actualmente vida en el o si en un futuro podrá albergar vida.
En la actualidad Marte es frío y seco, sin embargo, las misiones de exploración han revelado que Marte fue en el pasado un planeta templado y húmedo.
En su superficie se pueden observar referencias de un pasado más habitable y signos de muchos de los procesos que abundan en la Tierra. Dichas huellas se encuentran tanto en el paisaje marciano como en las rocas.
La presencia de un fluido, posiblemente agua, se manifiesta en la formación de cauces de ríos, depósitos sedimentarios y extensas cuencas. En el hemisferio norte destaca una gran depresión llana que se ha interpretado como el lecho de un antiguo océano. Las rocas marcianas contienen minerales que debieron formarse en presencia de agua (como las sales hidratadas de magnesio y de hierro, o arcillas de alteración de minerales de rocas volcánicas). Los óxidos y los sulfatos de hierro indican que el agua de donde se originaron debía ser ácida.
Hay indicios de que hubo una tectónica de placas reducida en épocas muy tempranas de la historia del planeta.
Tras el periodo húmedo, Marte debió sufrir un grave cambio climático que le hizo perder la mayor parte del agua superficial. En la actualidad, el agua se encuentra en forma de hielo en el interior de cráteres, entre las capas de los polos, en el permafrost (mezcla de hielo y roca en el subsuelo) o como parte de la estructura de minerales.
Además, las diferentes misiones de exploración a Marte han obtenido resultados que hacen que los científicos sigan creyendo en la posibilidad de vida en Marte.
Algunos ejemplos son:
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El Programa Viking consiguió describir la atmósfera de este planeta: constituida mayoritariamente por dióxido de carbono y con un porcentaje de 6% de nitrógeno y 0,3% de oxígeno. Además las medidas meteorológicas indicaron que la temperatura diurna oscilaba entre los -85º C y los -29ºC, la presión tenía valores alrededor de los 0,2 mbar y la velocidad del viento iba hasta los 8m/s
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La Sonda Phoenix determinó que el suelo marciano es alcalino, con un pH de entre 8 y 9, demostró la existencia de hielo de agua en muestras de suelo y se revelaron rastros de reacciones químicas entre minerales del suelo marciano y agua líquida en el pasado
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El Curiosity a resuelto una de las dudas más importantes planteadas acerca de la vida en Marte: en Marte se dieron las condiciones necesarias para que existieran microorganismos vivos hace mucho tiempo. Se ha llegado a esta conclusión tras analizar una muestra de roca marciana – en ella han encontrado, entre otros componentes, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y carbono, claves para el surgimiento de vida.
Otra forma de estudiar la posibilidad de vida en otros planetas es analizando los hábitats más extremos que podemos encontrar en nuestro propio planeta. Al estudiar estos ambientes encontramos formas de vida extremas: los extremófilos.
Un extremófilo es un microorganismo que vive en condiciones extremas, entendiéndose por tales aquellas que son muy diferentes a las que viven la mayoría de las formas de vida en la Tierra. Su estudio es muy importante a la hora de buscar vida en otros planetas.
Las enzimas que poseen los organismos extremófilos (apodadas extremoenzimas), son funcionales cuando otras no lo son.
Según el ambiente en que viven pertenecen a un determinado grupo. Los más comunes son los acidófilos (viven en ambientes de alta acidez), los alcalófilos (viven en ambientes alcalinos), los halófilos (en ambientes hipersalinos), los termófilos (se desarrollan en ambientes con elevada temperatura) y los radiófilos (soportan gran cantidad de radiación).
Los ambientes en los que viven los seres extremófilos pueden ser considerados hábitats análogos a Marte, entendiéndose por análogo planetario aquel entorno geológico y atmosférico de la Tierra en el que se dan las condiciones ambientales del planeta en cuestión.
Uno de estos ambientes análogos son todos los hábitats ácidos, con un pH inferior a 3. Aquí tenemos, por ejemplo, el Río Tinto, uno de los lugares más estudiados por la NASA por su similitud con Marte.
Este río contiene una gran diversidad microbiana. Los organismos que existen en el río son fotosintéticos y son acidófilos – seres extremófilos adaptados a los altos niveles de acidez de las aguas de este río. Estos seres se alimentan sólo de minerales y son tanto procariotas como eucariotas, incluyéndose entre los segundos algunas especies de hongos y algas endémicas del río.
A continuación están los hábitats hipersalinos y desérticos, estos se caracterizan por ser zonas lacustres con alta saturación en sales como consecuencia de la gran evaporación que se produce en cuencas cerradas bajo la influencia de un clima desértico.
El ejemplo más destacado es el desierto de Atacama, en Chile.
En este desierto existen rocas tipo ignimbrita que albergan a comunidades endolíticas (que viven en el interior de las rocas, como es el caso de algunas cianobacterias primitivas.
La presencia de microorganismos en el interior de estas sales sugiere que, una vez precipitadas, la actividad microbiológica puede tener lugar por la alta humedad relativa existente en el interior de los minerales
Además están los Valles Secos de Antártida en los cuales el interior de las rocas está colonizado por distintos microorganismos endolíticos tales como bacterias y cianobacterias, hongos, algas y simbiontes formadores de protolíquenes.
También hay ciertas bacterias anaeróbicas cuyo metabolismo se basa en el hierro y azufre y sobreviven así a estas condiciones. Estas se encuentran en las Cataratas de Sangre en el Valle Taylor
Suelos salados, como los de esta región, son capaces de atrapar la humedad de la atmósfera si poseen una combinación adecuada de sales y humedad. Estas condiciones se dan en Marte.
Luego tenemos los hábitats con temperaturas bajas, el ambiente extremo terrestre más explorado.
La perforación de la Tundra de Alaska ha permitido obtener evidencias de organismos que se activan periódicamente o se encuentran en forma latente hace miles de millones de años
El lago Vostok (Antártida) tiene una corteza de hielo de 3,5 km que encierra una masa de agua líquida en ausencia de luz y de oxígeno. El fondo presenta actividad hidrotermal que aporta nutrientes y calor en la base que han permitido el desarrollo de una comunidad de microorganismos única en la Tierra
Modificaciones de proteínas, lípidos de membrana y elementos estructurales en general permiten continuar la actividad metabólica de microorganismos a temperaturas por debajo de la congelación del agua
Por último están los hábitats con temperaturas altas.
Los encontramos en surgimientos hidrotermales, como los del Parque Nacional de Yellowstone, o en chimeneas de los fondos marinos.
También encontramos elevadas temperaturas en zonas sometidas a intensa radiación solar y en zonas hidrotermales con actividad volcánica en las proximidades
La radiación ultravioleta y la sequedad del aire también confieren propiedades oxidantes a los suelos desérticos. La incidencia de esta radiación promueve la producción de radicales oxidantes que atentan contra la presencia de vida provocando estrés oxidativo
También, ciertas longitudes de onda del ultravioleta pueden interactuar directamente con el DNA rompiendo sus cadenas y produciendo errores conocidos como mutaciones
Similares condiciones se dan en la superficie de Marte.
En Marte se produce una acumulación extrema de peróxido de oxígeno asociado a los óxidos de hierro superficiales, que provoca estrés oxidativo. Los seres extremófilos consiguen sobrevivir a estas condiciones a través de la protección y la remediación.
A continuación tenéis un audio con toda esta información en inglés…
Voz de: Nohemy Ruth Garcia
BioMarte 