Resumen: Las formas de vida extremas pueden prosperar en las condiciones más duras de salinidad, presión, temperatura y pH, pero todas tienen en común la necesidad de agua líquida. El Dr. Rocco Mancinelli, del Instituto SETI, describe su fascinación por la investigación de cuáles son los límites ambientales para la vida.|





Por Rocco Mancinelli, Investigador Principal del Instituto SETI

'No hay que irse muy lejos para encontrar extremófilos aquí en el norte de California”, dijo una vez Rocco Mancinelli a un grupo de entusiastas de la astronomía en una sala de conferencias del área de la bahía de san Francisco. Se oyeron risitas nerviosas entre el público. Pero Mancinelli no estaba hablando de un tipo de vida extrema o de una moda; estaba hablando sobre microbios. Concretamente, de halófilos (amantes de la sal) que prosperan en el mosaico carmesí de las charcas de evaporación –los estanques de extracción de sal que se encuentran a lo largo de la zona sur de la bahía de San Francisco. Las pequeñas criaturas que prosperan en condiciones muy duras en la Tierra producen una gran fascinación a los astrobiólogos. Mancinelli describe su área de conocimiento:

Síntesis de la vida extrema • Más calor: (113º C) Pyrolobus fumarii (Isla Vulcano, Italia) • Más frío: (-15º C) Cryptoendoliths (Antártida) • Radiación más alta: (5 MRad, o 5000 veces la radiación letal para los humanos) Deinococcus radiodurans • Mayor profundidad: 3.2 km bajo el suelo • Mayor acidez: pH 0.0 (La mayoría de la vida está a un factor al menos 100,000 veces menos ácido) • Mayor basicidad: pH 12.8 (La mayoría de la vida está a un factor al menos 1000 veces menos básico) • Mayor duración en el espacio: (6 años) Bacillus subtilis (en un satélite de la NASA ) • Mayor presión: (1200 veces la atmosférica) • Mayor salinidad: (30% sal, o 9 veces la salinidad de la sangre humana). Haloarcula • Menor tamaño: (<0.1 micras o 500 veces menor que el grosor de un cabello humano (picoplancton) Crédito: USGS

La Astrobiología es un enorme campo con objetivos ambiciosos. Busca entender el origen y evolución de la vida en la Tierra para determinar si la vida puede existir en cualquier otro sitio, y para predecir el futuro de la vida en nuestro planeta y en el resto del universo. Mi propio trabajo en este campo es también interdisciplinario, y toca varios elementos de este gran cuadro.

Para entender cómo la vida empezó en la Tierra, yo estudio el origen de los componentes químicos que constituyen los organismos vivos, y qué tipo de química y geología son necesarias para crear un ambiente capaz de soportar a la vida.

Mis intereses de investigación abarcan ecología, fisiología, biogeoquímica y geoquímica. Las habilidades y técnicas de todos estos campos me ayudan a entender mejor cómo un ambiente puede dar forma, sostener y conducir el origen y evolución de la vida.

Yo examino en la actualidad cuatro sistemas vivientes. Estudio:
• halófilos (microbios amantes de la sal) en las costras evaporíticas de sal que se forman en las zonas intermareales costeras;
• capas microbianas que habitan diversos ambientes (por ejemplo, el área intermareal de la costa de Baja California, las fuentes termales alcalinas y ácidas del Parque Yellowstone, los lagos hipersalinos y los lagos cubiertos de hielo de forma perenne en los valles secos de la Antártida);
• áreas (desérticas) donde las rocas tapizan el suelo; y
• el espacio en la órbita terrestre.

Examino los organismos de estos ambientes únicos y desafiantes, estudio los mecanismos por los que ellos sobreviven y florecen en sus actuales ambientes y los llevo a rigores más intensos para probar los límites de sus mecanismos de supervivencia.

Las lateritas son capas de suelo coloreadas de rojo por las altas concentraciones de hierro. Este ejemplo es de Brasil, e ilustra los remanentes geológicos de la antigua acción microbiana. Crédito: Univ. de Colorado/Joe Smyth.

Los resultados de estos experimentos me permiten elaborar un modelo de las interacciones de estos microbios con otros microbios y con sus ambientes, y el papel del nitrógeno en estos sistemas vivos. Estos modelos nos ayudan a formular hipótesis acerca de la evolución del ciclo del nitrógeno y del papel de las fuentes exógenas de nitrógeno fijado en la fisiología del metabolismo del nitrógeno y en la biogeoquímica y la estructura de la comunidad microbiana.

También usamos estos modelos para extrapolar, a partir de lo que conocemos acerca del ambiente (biogeoquímica y climatológicamente) del Marte primitivo, en un intento de determinar el potencial para que la vida evolucione en ese planeta. El nitrógeno parece el elemento clave por dos razones: 1) (El nitrógeno fijado) es un importante nutriente limitante en muchos sistemas terrestres; y 2) parece que el nitrógeno habría sido uno de los nutrientes limitantes más importantes también en Marte.

Un hilo común une a todos mis proyectos de investigación; estoy buscando los límites ambientales definitivos en los cuales la vida puede surgir y evolucionar en los planetas. Buscar estos límites lleva a mi investigación a examinar el potencial para que la vida surja en cualquier sitio del sistema solar, por ejemplo, Marte. Como Marte comparte muchos atributos en común con la Tierra, (esto es particularmente cierto en lo que concierne a su historia planetaria), es el único otro planeta en el sistema solar que tuvo ese potencial. Esto hace a Marte un banco de pruebas particularmente apropiado para evaluar la probabilidad y los parámetros ambientales necesarios para el origen de la vida y la evolución inicial.

Sabemos que los bioelementos primarios y secundarios existen en Marte, y que sus niveles de temperaturas, presiones y radiación no habrían impedido el origen y la evolución de la vida. El factor primario para determinar si la vida podría haber surgido en Marte se encuentra en establecer si el agua líquida existió sobre su superficie durante el tiempo suficiente. La historia del agua se encuentra en la mineralogía de las rocas.

Mi investigación con análogos del suelo de Marte (usando análisis termales diferenciales acoplados a cromatografía de gas) me permitirán interpretar los datos que se obtengan del conjunto de futuras misiones a Marte y ayudarán a responder la cuestión de si Marte tuvo alguna vez suficiente líquido para que evolucionara la vida. Esto, a su vez, puede aclarar y definir los límites para el origen y la evolución temprana de la vida en la Tierra.

¿Y el futuro? A este astrobiólogo que estudia muestras salinas de los estanques rojos de evaporación cerca de San Francisco le gustaría un día examinar una muestra de suelo del planeta rojo. Para Mancinelli, todo se resume en encontrar los límites.