Las reglas básicas del Universo

En la Conferencia sobre Astrobiología del pasado marzo, Astrobiology Magazine organizó un debate sobre vida alienígena. Usando el libro de Peter Ward “Life As We Don’t Know It” (“La vida como no la conocemos”) como plataforma de lanzamiento, los participantes lo debatieron todo desde cómo definir “vida” hasta qué clase de extraños aliens podemos esperar encontrar en nuestras exploraciones. En la cuarta parte de esta serie de debates en siete partes, Pascale Ehrengreund se asoma al corazón del Universo para encontrar pistas de vida más allá.

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Leanlo desde el principio: Lanzando los debates alienígenas Lynn Rothschild: La última conferenciante es Pascale Ehrenfreund, profesora en la Universidad de Leiden en Holanda. Y lo que hace Pascale, en mi opinión, es una de las cosas más alucinantes, y esto viene de alguien que admite haber odiado cada minuto de química en el instituto. Se trata de ayudarnos a darnos cuenta de que la química, para aquellos que nos especializamos en biología y tuvimos dificultades con ella, es realmente el lenguaje del Universo y no sólo el lenguaje de las clases previas a la escuela médica. #3# Pascale Ehrenfreund: Somos el producto del Universo en evolución. Para nosotros es un ejercicio crucial entender la vida como la conocemos o la vida como no la conocemos mediante la observación de los procesos evolutivos del Universo. Tenemos que comprender cómo se forman los elementos, especialmente aquellos que son importantes en la construcción de biomoléculas para la vida en la Tierra o vida más exótica. Tenemos que comprender cómo esas moléculas se vuelven más complejas, y tenemos que comprender las escalas temporales. Debemos integrar la cosmología en la astrobiología en nuestra comprensión de la vida, comprender cuándo se formaron las primeras estrellas y cuándo se formaron los primeros elementos. Este es un requisito previo para cualquier investigación adicional. Hemos ubicado nuestro origen de la vida hace 3500 millones de años, el origen de nuestro planeta Tierra en 5000 millones de años, y debemos situar esto en el contexto del Universo, el cual se formó aproximadamente hace 14000 millones de años. El segundo punto importante yace en comprender las abundancias y distribuciones de elementos y moléculas en el Universo. Cuando se piensa, por ejemplo, en la vida basada en el silicio, se debe tener en cuenta que el silicio está un orden de magnitud en abundancia por debajo del carbono, y no puede formar estructuras complejas. Creo que estas cosas importan, ya que cuando se observan los procesos de formación de estrellas y planetas, estos ocurren de la misma manera a través del Universo. Encontramos una química del carbono muy familiar en el espacio. Algunas moléculas, que han sido detectadas en el medio interestelar o en discos proto-planetarios, en particular por radioastronomía o espectroscopía infrarroja en satélites, incluyendo hidrógeno, cianuro, formol y amoníaco, son cruciales en bioquímica moderna tal y como la conocemos. El otro punto que es importante resaltar es que, aparte del monóxido de carbono, el cual es un gas muy abundante en el espacio, el carbono en sus formas alotrópicas-diamante, fulereno, y grafito-sólo se encuentra presente en cantidades muy pequeñas. También hay poca abundancia de cadenas alifáticas. Y hay una increíble abundancia de moléculas aromáticas. Probablemente el 70 por ciento del carbono cósmico se halla en la forma de alguna clase de carbono macromolecular de naturaleza aromática. Por lo tanto esto demuestra que nuestro Universo, cuando se mira al carbono, es absolutamente aromático. Sólo soy una humilde profesora de universidad europea, pero a estas alturas he escuchado muchas charlas americanas y como ellos dirían, es sorprendente y fascinante que la química del carbono parezca seguir sendas comunes a través del Universo. #4# Los hidrocarburos policíclicos aromáticos son las moléculas libres más abundantes en el Universo. Han sido observados en galaxias, incluso en galaxias elípticas y en galaxias que preceden la creación de nuestro sistema solar. Encontramos cadenas alifáticas en el centro de nuestra galaxia y en muchas otras. Así que la química del carbono sigue sendas comunes a través de todo el Universo. Y esto lo encuentro muy emocionante, incluso como europea. La imagen preferida actual sobre el origen de la vida es que diferentes fuentes abastecen a una sopa prebiótica. Hay sintésis abiótica en la Tierra primigenia y en las moléculas orgánicas provenientes del espacio. Este proceso puede ocurrir en otros planetas y también en otros sistemas solares, el reparto de material extraterrestre por parte de pequeños cuerpos fue un proceso natural durante la formación de nuestro sistema solar. No comprendemos el origen de la vida, y tenemos un montón de preguntas abiertas sobre los pasos hacia una complejidad mayor. ¿Nos encontramos en el camino correcto, utilizando las composiciones de moléculas relevantes? Los experimentos alrededor de química prebiótica en los últimos 50 años aún no han sido capaces de reconstruir una célula tal y como la conocemos en bioquímica moderna. Probablemente debemos reflexionar sobre la posibilidad de que el verdadero material prebiótico estuviese basado en distintos componentes. Y cuando se observa la abundancia y la distribución del carbono en el Universo, las moléculas aromáticas son un objetivo importante. Así que en echando un vistazo a la vida como la conocemos, o como no la conocemos, tenemos que seguir las reglas básicas del Universo. Tenemos que comprender las abundancias y la distribución. El inventario es sorprendentemente familiar en todas partes. Vemos hielos y carbono molecular distribuido por todo el espacio galáctico y extra-galáctico. El material de inicio puede ser similar al de cuando imaginamos este escenario de reparto de carbono extraterrestre, y probablemente el material más abundante en el espacio, las moléculas aromáticas, que serían finalmente un buen candidato para dar comienzo a la vida. #5# Para la vida como la conocemos en la Tierra, no podemos cultivar alrededor del 90 por ciento de procariotas. Por lo tanto es un tipo de vida ‘alien’. La vida ha mostrado un gran nivel de optimización. Nuestro código genético es único. Ha sido comparado a millones de otros códigos, y simplemente opera perfectamente. La vida es persistente en esa forma, se ha adaptado en todas partes y muestra una evolución convergente. Imaginando la vida como no la conocemos creo que introducimos un increíble grado de libertad. Pero nos encontramos muy restringidos en cuanto a la búsqueda de vida como no la conocemos. Aún no hemos detectado ninguna molécula orgánica en nuestro planeta hermano, Marte, ni siquiera C2. Las misiones espaciales son muy costosas. Sólo tenemos una oportunidad en diez años, probablemente en 15 años. Será muy difícil perseguir intentos para buscar vida como no la conocemos en el futuro cercano. Finalmente, quiero dejarles con una afirmación de Simon Conway-Morris. “La vida puede ser un principio universal, pero aún podríamos estar solos”. Lynn Rothschild: Tal y como los biólogos evolutivos aquí, voy a poner las cartas boca arriba y discutir que la vida esté basada en el carbono orgánico. Y el carbono orgánico, tanto como Pascale nos ha mostrado que no hay mucho en el Universo, palidece en comparación con la cantidad de carbono inorgánico. Así que lo primero que cualquier organismo vivo necesita hacer es ser capaz de conseguir un suministro adecuado de carbono orgánico. El organismo inteligente es vago. Esto es lo que cuento a mis alumnos que la vaguería del principio de la vida. Si no tienes que hacer la cena, no la haces. Comes lo que haya. Pero en cierto punto si el carbono orgánico se vuelve limitado, el organismo inteligente deduce cómo hacer su propia cena. Así que se acaba con lo que llamamos autótrofos. Bien, el siguiente dice, “hey, ¿qué pasa si me los como?”, y tiene lo que llamamos herbívoros. El siguiente organismo viene y dice, “¿sabes? Puedo tomarme un herbívoro de cena y ser un predador”, y así obtenemos los carnívoros. Así se observa esta clase de cadena surgiendo una y otra vez. Y va a observar este tipo de cosas en la vida en cualquier sitio, porque todas vuelven al hecho de que estamos basados en carbono orgánico. Por lo tanto, permítanme lanzar la primera pregunta. Si vamos a hablar acerca de la vida como no la conocemos, ¿podemos primero ponernos de acuerdo en alguna clase de definición para la vida como no la conocemos? Pam Conrad: ¿Podríamos primero ponernos de acuerdo en qué demonios es el carbono orgánico? Lynn Rothschild: (se ríe) Claro, por carbono orgánico me refiero a algo que no es dióxido o monóxido de carbono. No vas a sacar vida del CO2. Peter Ward: Las plantas se lo pasan muy bien con el CO2. Lynn Rothschild: No, no puedes hacer un cuerpo del CO2. Peter Ward: Bueno, finalmente se hace. Mi cuerpo no es más que CO2, o aire caliente, uno u otro.

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Continúen con la quinta parte de la trascripción.