En búsqueda de marcianos microbianos

Por David Tenenbaum #3# Hace más de 30 años, cuando los dos aterrizadores Viking de la NASA buscaban señales de vida en Marte, los resultados fueron ambiguos. Aunque desde entonces no ha aparecido ninguna prueba conclusiva de vida en Marte, el planeta parece mucho más hospitalario ahora que parecía antes—especialmente desde diciembre pasado cuando se anunció que había fluido agua en estado líquido sobre su superficie en los últimos años. Aunque será la ESA, con su misión ExoMars, la que lanzará el primer equipo científico de detección de vida completo a la superficie marciana desde la misión Viking. Como Viking, ExoMars constará de un orbitador y de un aterrizador aunque éste último incluirá un vehículo capaz de recorrer varios kilómetros. El lanzamiento de la astronave está programado para el año 2013. Uno de los instrumentos críticos del aterrizador ExoMars será el Detector de Orgánicos y Oxidantes Marcianos Urey, financiado por la NASA. Urey buscará las firmas moleculares de proteínas, ADN y RNA en el regolito marciano. El proyecto seguirá los pasos de los aterrizadores Viking, comenta Jeffrey Bada, director de desarrollo de Urey. Bada es profesor de química marina en el Instituto de Investigación Scripps en la Jolla (California), y director del Centro Especializado en Investigación y Formación en Exobiología de la NASA. ExoMars dispondrá de un sistema de taladro capaz de extraer muestras a dos metros de profundidad por debajo de la superficie. La sonda enviará muestras de suelo y roca al instrumento Urey, llamado así en honor al químico a quien se le confirió el Premio Nóbel: Harold Urey, participante del famoso experimento Miller-Urey de 1953, el cual demostró que se podían formar moléculas orgánicas en las condiciones de la Tierra primigenia. Los compuestos orgánicos extraídos de las muestras serán expuestos a un tinte fluorescente que se une a moléculas que contienen un grupo de aminas (NH2). Esta estructura biológica común forma parte de los aminoácidos y de algunas de las bases ácido-nucleicas en el ARN y el ADN. El tinte, llamado fluorescamina “es un reactivo altamente específico”, explica Bada. #4# Un láser dentro del instrumento iluminará la muestra, haciendo que los compuestos que contengan aminas teñidos con fluorescamina, aparezcan en un detector aun si sólo se presentan cantidades ínfimas, explica Bada. “Este instrumento será el dispositivo más sensible que alguna vez haya aterrizado en Marte, un millón de veces más sensible que Viking. Si hay aminoácidos allí, tenemos muchas probabilidades de encontrarlos”. Pero la detección de aminoácidos es sólo el primer paso. Cualquier aminoácido puede aparecer en dos formas reflejas—las llamadas formas dextrógiras y levógiras. A esta cualidad se le llama quiralidad. Los aminoácidos en algunas clases de meteoritos contienen una mezcla casi al parejo tanto de aminoácidos levógiros y como de dextrógiros. Urey determinará la quiralidad de los aminoácidos con un “instrumento de electroforesis capilar microfabricado”. Este dispositivo, desarrollado en la Universidad de California en Berkeley, es una versión miniaturizada de un instrumento estándar de laboratorio de biología que puede determinar composiciones de muestras. También se utilizará un instrumento avanzado para detectar la quiralidad de los aminoácidos. “La quiralidad es la clave”, comenta Richard Matheis, químico de la Universidad de California en Berkeley, quien desarrolló el instrumento de electroforesis. “Si se tiene vida basada en carbono, se tiene quiralidad”. Si Urey detecta un predominio de aminoácidos levógiros, esto podría significar que la muestra fue contaminada con vida proveniente de la Tierra, o que la vida detectada está relacionada con la vida de la Tierra. Descubrir un predominio de moléculas dextrógiras, sería como sacarnos el premio gordo, afirma Bada. Tanto él como Matheis considerarían la quiralidad dextrógira casi una prueba incontrovertible de la existencia de una nueva forma de vida en Marte. #5# Pero aun si Urey descubre una mezcla al 50-50 de compuestos orgánicos dextrógiros y levógiros, sería interesante si esto sucediera a menos de un metro por debajo de la superficie—debajo del nivel de una posible contaminación por depósitos de meteoritos, explica Matheis. Esto podría servir como marca de los degradados restos de vida, indica. En la Tierra, observa, los aminoácidos derivados biológicamente se descomponen durante millones de años a una mezcla 50-50 de quiralidad levógira y dextrógira. Si alguna vez hubo vida en Marte, quizá hace millones o miles de millones de años y se extinguió posteriormente, pudo haberse dado ahí un proceso similar de degradación que haya dejado cantidades iguales de aminoácidos dextrógiros y levógiros. Un descubrimiento así no sería tan dramático como el hallazgo de pruebas irrefutables de vida marciana, admite Matheis, “pero nos revelaría que en Marte hay moléculas orgánicas, y todavía desconocemos eso”. Una de las tareas de Urey será darle seguimiento a la ambigüedad de los resultados presentados por Viking. La astronave disponía de un espectrómetro de masa y cromatografía de gas (GC-MS), el cual se utiliza comúnmente para detectar y analizar compuestos químicos. El GC-MS no encontró indicios de moléculas orgánicas. #6# Pero Viking también llevaba un dispositivo experimental que liberó un compuesto nutriente que contenía el isótopo radioactivo carbono-14. La hipótesis era que cualquier forma de vida presente en el suelo incorporaría el radiocarbono durante su metabolismo y después liberaría dióxido de carbono radioactivo. De hecho, Viking recogió una señal de carbono-14. Algunos científicos consideraron esto como una señal de vida, pero ya que el GC-MS no detectó moléculas orgánicas, muchos científicos lo consideraron un falso positivo. Sin embargo, experimentos de seguimiento realizados en la Tierra con un equipo idéntico, han demostrado que GC-MS pudo no haber detectado materia orgánica si hubiera estado presente en cantidades ínfimas en las muestras de Viking. La hipótesis principal de los resultados del experimento de nutrientes de Viking, es que el suelo de Marte contiene material altamente oxidado y que el carbono 14 liberado se produjo debido a una reacción química en la que participaron estos oxidantes, más que por procesos biológicos. El detector de oxidantes de Urey será el primer instrumento enviado a Marte capaz de analizar el suelo del planeta rojo en busca de la presencia de oxidantes. Urey tendrá otra ventaja sobre Viking, añade Matheis. “Más que intentar detectar organismos vivientes, estamos intentando detectar biofirmas”. El reto de la exploración de la vida en nuevos mundos, añade, es éste: “¿Qué tan extensamente se puede buscar, mientras todavía se está aprendiendo algo específico? Urey lleva a cabo un trabajo singular de búsqueda con un amplio alcance, al mismo tiempo que es capaz de responder a una cuestión muy específica”. Pero admite que el experimento Urey se basa en el siguiente supuesto: que aunque la vida en Marte tuviera una base química diferente a la de la vida en la Tierra, debería contener aminoácidos que favorecieran ya sea a una o a otra quiralidad. #7# Los prototipos de los instrumentos de Urey han sido probados en el desierto de Atacama en Chile, quizás el lugar más seco de la Tierra y el cual se considera como un buen sustituto de la superficie marciana. Volviendo a la cuestión especulativa, Bada indica que pueden existir aminoácidos en la superficie de Marte. “Meteoritos, asteroides, polvo, toda esa materia se ha estrellado contra el planeta”, como ha sucedido en la Tierra, “y sabemos que una fracción significativa de meteoritos contiene aminoácidos”. Pero tanto la oxidación química como la radiación en la superficie de Marte deberían, casi con certeza, destruir todo compuesto orgánico que se encuentre expuesto en la superficie. “Estos procesos prácticamente achicharrarían todo compuesto orgánico, por lo que resultaría sorprendente encontrar algo hasta un metro por debajo de la superficie, pero debajo de ese nivel, los compuestos orgánicos podrían ser preservados durante toda la vida del planeta”. Todos los aminoácidos presentes en las muestras extraídas a más profundidad podrían tener una fuente no biótica, añade Bada, razón por la cual el detector de quiralidad es tan crítico. “Nuestra filosofía siempre ha sido: no basta con sólo ir a Marte y buscar aminoácidos. Si éstos se encuentran, se debe determinar cuál es su fuente y eso es lo que vamos a hacer”.