Buscando amantes de la sal en el espacio profundo

Buscando amantes de la sal en el espacio profundo

Por :Sara Benedicta Oyola

Cada reciente reporte de agua líquida existente en otro lugar en el sistema solar –ya sea como hielo en cometas, océanos en Europa, o agua en Marte- ha resonado a través de la prensa internacional y excitado la imaginación de la humanidad.

¿Por qué? Porque en las pocas últimas décadas nos hemos dado cuenta de que donde hay agua líquida en la Tierra, prácticamente sin importar las condiciones físicas, no importa en qué lugar, hay vida. Las que previamente habíamos pensado eran barreras físicas y químicas insuperables para la vida, tales como extremos en la temperatura, pH, y radiación, ahora se ven incluso como un nicho más abrigando a los así llamados 'extremófilos'. Esta comprensión, asociada con los nuevos datos sobre la supervivencia de microbios en el medio ambiente espacial, así como también el modelo del potencial de transferencia de la vida entre planetas, sugiere que la vida podría ser más común de lo que se pensaba.

Esto plantea varias cuestiones profundas, una de las cuales es, si se encontrara vida más allá de la Tierra, ¿sería esta el resultado de un origen independiente, o simplemente un pariente distante?

Hay varios nichos potenciales para la vida en otros lugares del universo, así como nichos terrestres que nosotros consideramos extremos, que pueden no ser del todo extremos desde un punto de vista evolutivo o aún psicológico. La tolerancia a la radiación ultravioleta, los acidófilos (amantes del ácido), alcalófilos (amantes de las bases alcalinas), termófilos (amantes del calor), halófilos (amantes de la sal) y anaerobios (que odian el oxígeno) pueden ser todos casos puntuales. Aquí me concentro en los extremos geoquímicas de la salinidad y la desecación. Si bien no son idénticos, ambos están relacionados.

Amor por la Sal
Los organismos viven dentro de un rango de salinidades, esencialmente desde el agua destilada hasta soluciones saturadas de sal. La halofilia se refiere a los requerimientos iónicos de la vida en altas concentraciones de sal. La osmofilia se refiere a los aspectos osmóticos de la vida en altas concentraciones de sal, especialmente la presión de turgor, la deshidratación celular, y la desecación. Aunque estos fenómenos son fisiológicamente distintos, están ambientalmente vinculados. De esta manera, un halófilo debe lidiar con la presión osmótica.

En la Tierra, los halófilos están donde quiera que haya sal. Ellos representan un grupo de organismos filogenética, fisiológica, evolucionaria y ecológicamente diverso. La halofilia ocurre en los tres dominios de la vida, archaea, bacteria y eukarya. Muchos de los halófilos se encuentran entremezclados con los no halófilos en el árbol filogenético. Ellos pueden ser heterótrofos o autótrofos, y algunos tienen recolección de pigmentos, ya sea por fotosíntesis o por la producción de energía vía rodopsina.

Viven en ambientes fríos o calientes, húmedos (por ejemplo lagos y charcas), secos (suelos y cortezas de sal), y alcalinos, así como también en ambientes neutros. Pueden ser aerobios, anaerobios, o anaerobios facultativos. Algunos poseen verdaderos muros celulares (bacteria y muchos eukarya) y otros no, tales como la mayoría de las archaea. Incluso difieren con respecto a sus modos de adaptación osmótica. La única característica que tienen en común los halófilos es su habilidad para vivir en ambientes hipersalinos.

La adaptación a la vida en altas concentraciones de sal puede llevarse a cabo de maneras diferentes. La estrategia más común involucra la acumulación de soluciones osmóticas orgánicas sin la necesidad de una adaptación especializada de las proteínas intracelulares a la elevada cantidad de sal. Este mecanismo ocurre en los tres dominios de la vida.

La segunda estrategia es la acumulación intracelular de altas concentraciones de K +. Esta estrategia, a diferencia del uso de soluciones orgánicas, requiere una adaptación extensiva de la maquinaria enzimática intracelular para ser funcional en presencia de altas concentraciones iónicas. La gran diversidad de estrategias utilizadas por los halófilos para arreglárselas con la alta salinidad en su entorno, asociada con el hecho de que la halofilia tiene lugar por todo el árbol de la vida en los tres dominios, sugiere que la adaptación a la vida en altas concentraciones de sal es fácil de desarrollar, y probablemente emergió varias veces durante la evolución de la vida.

Las células responden a la desecación de manera diferente en que responden a la presión osmótica a partir del incremento de la concentración de sal. Esto no es sorprendente ya que cuando una célula se deseca, la sal dentro y alrededor de la célula se vuelve más concentrada. Mientras continúa la desecación, se producen las soluciones orgánicas, o K +. Estas soluciones se acumulan lejos de las proteínas empujando las escasas moléculas de agua próximas a las proteínas y estabilizándolas.

Vida en el espacio
El espacio es una 'nueva' categoría de ambiente extremo en la búsqueda de vida en el universo. La tecnología de vuelo espacial ha permitido estudios biológicos para ser conducidos en el medio ambiente espacial. Esto nos ha permitido comprender el potencial de la vida para sobrevivir en el espacio interplanetario viajando a bordo de una nave, meteoros y cometas.

Desde la perspectiva de un organismo, el medio ambiente espacial no es solamente inhóspito, sino que además es completamente desagradable. Un organismo en el espacio enfrenta frío extremo, está expuesto a la radiación solar no filtrada, viento solar, radiación galáctica, vacío espacial, y gravedad insignificante. Los organismos terrestres que más probablemente pueden sobrevivir a estas condiciones son los microbios, con cometas o meteoritos como medios de transporte.

La microgravedad no es letal. La tolerancia al frío y la anhidrobiosis (desecación por vacío) se pueden sobrevivir. En el frío extremo y la anhidrobiosis los organismos no están metabolizando, entonces las necesidades nutricionales no existirían. Así, nos quedamos con un potencial 'obstáculo': la radiación.

Los dos tipos de radiación que más probablemente causan daño celular son los iones pesados y la radiación ultravioleta. El mayor daño para microbios expuestos al espacio se produce por la radiación ultravioleta, especialmente a corto plazo, a menos que esté protegido enterrado en un meteoro o dentro de una nave. A largo plazo, sin embargo, la radiación ionizante pesada tiene una mayor probabilidad de ser letal sin importar si el organismo está dentro de un meteoro o una nave espacial.

Notablemente, algunos organismos terrestres pueden sobrevivir en este ambiente extremo. Los microbios testeados en el ambiente espacial hasta la fecha incluyen esporas del Bacillus subtilis, el bacteriófago T-1, el Virus del Mosaico del Tabaco, y más recientemente microbios halófilos. Las esporas del Bacillus subtilis sobrevivirán por al menos seis años en el espacio ya sea que estén en dos capas, o mezcladas con glucosa para protegerlas contra el elevado flujo de radiación ultravioleta solar. Pero si son expuestas en una sola capa, son asesinadas en pocos minutos. Por comparación, los virus pierden viabilidad en un orden de días. Los halófilos pueden sobrevivir por al menos dos semanas en el espacio y probablemente mucho más. Los halófilos son la primera demostración de una célula vegetativa sobreviviendo a la exposición en el medio ambiente espacial.

La panespermia, tal como la propusieron Richter, Lord Kelvin y Arrhenius a fines del 1800 y principios del 1900 postula que cuerpos reproductivos de organismos vivientes existen en todo el universo, vagando por el espacio intergaláctico, viviendo y evolucionando donde quiera que el ambiente sea favorable. Esto implica que las condiciones favorables para el desarrollo de la vida prevalecieron en diferentes lugares en el universo y en diferentes momentos.

La principal crítica de esta idea incluye el hecho de que los organismos vivientes sin ayuda no sobrevivirían a la exposición a la radiación durante el largo periodo de tiempo requerido para viajar de sistema solar a otro. Adicionalmente, esta original propuesta elude la cuestión de dónde y cómo comenzó la vida. No obstante, los resultados de los experimentos espaciales de la Instalación de Exposición de Larga Duración y BioPan mostrando que los microbios pueden sobrevivir en el espacio ha conducido a una revisión de la viabilidad de la noción de transferencia interplanetaria de material viviente, particularmente microbios dentro de un sistema solar.

Con eso, la definición propuesta de panespermia puede redefinirse estableciendo que la vida puede originarse en un planeta y ser transportada a otros planetas en el sistema solar. Si el medio ambiente es favorable entonces la vida puede evolucionar en ese planeta. Por tanto, la vida, tal como la conocemos, podría viajar entre otros cuerpos dentro del sistema solar y la Tierra, y es más, la vida que encontramos en la Tierra puede haber estado, o estar, presente en cualquier otro lugar.