De los extremofilos a los extraterrestres

  El 5 de febrero de 1999 se anunció públicamente la creación del Centro de Astrobiología (CAB), asociado a la NASA y al INTA, con sede en Torrejón de Ardoz (Madrid). Este nuevo instituto científico, que está dirigido por el Dr. Juan Pérez Mercader, cuenta con ocho laboratorios en los que  participan 80 eminentes especialistas de distintas disciplinas  -como la física, la química, la geología y la biología- que trabajan conjuntamente en proyectos tales como la búsqueda de vida extraterrestre, la aparición de la vida en la Tierra, el origen del Universo, el análisis del ADN, etc. El CAB se puso en marcha en septiembre de 2000 . Gracias a los esfuerzos del astrofísico Juan Pérez Mercader, artífice de esta gran iniciativa, España se convierte así en un país pionero en la exploración astrobiológica. Todo un logro para nuestra Ciencia...

EL ENIGMA DE LA VIDA

   Una de las prioridades del Centro de Astrobiología es estudiar profundamente el fenómeno de la vida y  la posibilidad de que se haya desarrollado, al igual que en la Tierra, en otros puntos del Universo. Una posibilidad muy alta, según me confesó el propio Dr. Mercader en una interesante entrevista: “Los procesos que dan lugar a la vida son extraordinariamente sencillos, por lo tanto, la mayoría de los físicos y biólogos pensamos que la vida es un fenómeno que tiene que ocurrir en muchos sitios del Universo. Es la consecuencia ineludible de las propias leyes de la naturaleza. La vida es algo mucho más común de lo que hasta ahora pensábamos...”

   No es fácil definir qué es la vida. Tampoco se sabe muy bien cómo ha surgido –cómo se da ese paso de la materia inanimada a la materia animada-. Incluso sigue siendo una incógnita cómo pudo originarse sobre la faz de la Tierra (¿caldo primigenio? ¿panspermia espontánea? ¿panspermia dirigida?...) Lo que sí se sabe es que la vida es un proceso relativamente fácil y que no necesita demasiado tiempo para evolucionar  (los primeros compuestos orgánicos surgieron tan solo 300 millones de años después de que la Tierra se solidificara, hace unos 3.800 millones de años). También sabemos que en un sistema vivo están presentes funciones como el metabolismo, la reproducción, la selección y la evolución. Y otra particularidad importante de la vida es que puede desarrollarse en cualquier medio, por muy extremas que sean las condiciones. A este respecto, el químico y exobiólogo François Raulin afirma que “no hay ni un solo lugar en la superficie de nuestro planeta en el que la vida no haya logrado implantarse, desarrollarse y adaptarse”.  De hecho, en los tiempos primigenios de la vida, la atmósfera terrestre carecía de oxígeno (recordemos que éste proviene de la fotosíntesis biológica). Por tanto, las primeras bacterias realizaron sus procesos vitales sin necesidad de aire (organismos anaeróbicos) y además en un ambiente infernal, entre erupciones volcánicas y caidas de meteoritos.

   Hemos dicho que la vida es un proceso razonablemente sencillo. Todo apunta además a que la vida es una consecuencia inevitable cuando las condiciones físico-químicas son las adecuadas (fruto de la necesidad y no del azar). Aún así,  ningún científico -por el momento- ha sido capaz de reproducir en laboratorio una célula viva. Sin embargo, en 1953, el bioquímico Stanley L. Miller, de la Universidad de Chicago, logró al menos sintetizar algunos de los constituyentes fundamentales de la vida. En un recipiente esférico de cristal mezcló vapor de agua, metano, amoníaco e hidrógeno, reproduciendo así la denominada “sopa primordial”. Sometiendo esta mezcla gaseosa a contínuas descargas eléctricas, simulando así las frecuentes tormentas de aquella atmósfera terrestre primitiva, consiguió tras una semana de experimentación que de dicha mezcla surgieran aminoácidos, concretamente alanina y glicina. Este experimento –que resucitó en cierto modo la trasnochada teoría de la “generación espontánea”- sirvió como modelo para futuras investigaciones sobre la química prebiótica y demostró que un simple sistema químico, sometido a una fuente energética, puede desencadenar compuestos prebiológicos en un breve período de tiempo. En la actualidad, ya se han podido sintetizar 17 de los 20 aminoácidos de las proteinas, además de ácido acético, azucares, hidrocarburos, bases nitrogenadas (púricas y pirimídicas) y otros componentes básicos de la vida. “Ya sólo queda llevar a cabo la unificación de esos ladrillos (los monómeros biológicos) entre sí para obtener la síntesis prebiótica de las macromoléculas biológicas”, sostiene el ya mencionado François Raulin en su obra “La Aparición de la Vida”.

HABITATS ADVERSOS

   Como aclara Ramón Capote, geólogo y miembro del CAB, “la vida no es algo frágil, que requiera unas condiciones excesivamente delicadas, sino que es resistente y puede darse en condiciones muy extremas”. Efectivamente. Se han podido detectar un sinfín de microorganismos que viven en medios realmente hostiles y, aparentemente, estériles. Son los llamados “extremófilos”. Resulta increible que puedan desarrollarse en entornos que alcanzan temperaturas superiores a los 100º (“hipertermófilos”), junto a fumarolas submarinas y géiseres (algunas “arqueobacterias” sobreviven en chimeneas volcánicas con temperaturas de nada menos que ¡250º!). Otros, los “psicrofilos”, evolucionan en medios extremadamente fríos, como en los hielos del océano Antártico, con temperaturas de -20º. Están también los “acidófilos” que viven en ambientes ácidos –por ejemplo, en fuentes hidrotermales y en depósitos mineros-, los “alcalófilos”, en ambientes alcalinos -como el que se da en suelos con  carbonatos y en lagos cársticos- y los “halófilos”, en ambientes muy salinos -en lagos salobres y salinas de evaporación-.  Hay también microorganismos sometidos a presiones extremas –de hasta miles de atmósferas-, que se adaptan a medios radiactivos e incluso que alcanzan periodos de letargo de 20 a 30 millones de años... 

   Las investigaciones que se están llevando a cabo actualmente sobre los “extremófilos” están arrojando nuevas luces sobre el origen de la vida en la Tierra y sobre el desarrollo y evolución de los sistemas vivos primitivos en un ambiente tan infernal como el que existió hace más de 3.000 millones de años. Precisamente, a mediados del pasado año, un equipo de científicos norteamericanos descubrió diversas colonias de microorganismos vivos bajo el desierto helado de McMurdo, en la Antártida. Eran, en su mayoría, bacterias fotosintéticas del género “Phormidium”, cuyos procesos vitales son semejantes a los que sirvieron para enriquecer de oxígeno la primitiva atmósfera terrestre.

DEL RÍO TINTO A MARTE

   Un lugar inhóspito para la vida es, sin duda, el Río Tinto, en la provincia de Huelva. Su elevada acidez  -un pH de 2.2- y su alto contenido en hierro, además de su contaminación, le hacen aparentemente inviable para mantener en su seno un sistema biológico. Sin embargo, alberga una colonia formada por 1300 especies distintas de microorganismos que se alimentan de sulfuros polimetálicos. La importancia de este hallazgo -realizado por el catedrático de Microbiología Ricardo Amils- es tal que la NASA, a través de su Instituto de Astrobiología, ha iniciado un proyecto para analizar exhaustivamente este insólito ecosistema, único en el mundo. De hecho, el propio director de la Agencia Espacial Norteamericana, Daniel Goldin, viajó hasta la Cuenca Minera de Riotinto, en compañía del Dr. Pérez Mercader, para recoger muestras del terreno que serán analizadas en los laboratorios de la NASA. En estos momentos, se está construyendo un pequeño robot cuya misión será estudiar directamente esas formas de vida bacteriana que subsisten en el Tinto. Lo más destacable de este experimento es que permitirá, además de esclarecer algunos puntos sobre los inicios de la vida en la Tierra, desvelar algunas claves sobre la vida en otros planetas, y más concretamente en nuestro vecino planeta rojo. El Dr. Mercader, que estará al frente de esta investigación, asegura que “el Río Tinto es un modelo extraordinariamente interesante y muy accesible para estudiar la vida en Marte desde la Tierra”. Y es que Marte presenta condiciones para la vida muy parecidas a las del Río Tinto. Desde hace mucho, se viene especulando con la posibilidad de que Marte contenga bajo su superficie ciertas formas primitivas de vida. De ser así, es probable que esos microorganismos marcianos sean muy similares a los  existentes en el Río Tinto. Si se confirma, sería un hallazgo verdaderamente extraordinario...

UN UNIVERSO FERTIL                                                

   El estudio de los “extremófilos” ha hecho aumentar considerablemente el convencimiento de los científicos hacia la posibilidad de vida extraterrestre, puesto que, como hemos visto antes, las condiciones extremas no suponen un obstáculo para la actividad biológica. De hecho, los exobiólogos sostienen que el  planeta Marte y las lunas Europa y Titán  -que orbitan en torno a Júpiter y Saturno respectivamente-, son candidatos potenciales para albergar microorganismos en su interior. Hay que tener también en cuenta que el agua, elemento esencial para la vida, se halla presente –en estado líquido o helado- en muchos puntos del Universo, desde planetas y satélites, hasta núcleos cometarios y cúmulos estelares. “Hay toda una serie de argumentos -afirma convencido el astrónomo alemán Hans Elsässer- que hacen presumir que las condiciones en virtud de las cuales se inició la vida en la Tierra, para evolucionar hasta formas biológicas altamente organizadas, existen también en otros lugares del Cosmos”.

   Ha de existir, sin duda, infinidad de lugares en el espacio en los que la vida ha hecho acto de presencia. Nuestra galaxia contiene aproximadamente 250 mil millones de estrellas, y se calcula que el Universo puede tener alrededor de 50.000 millones de galaxias. ¿Cuántos planetas habitables y habitados habrá, por tanto, en este infinito Universo?... “Nuestra lógica científica –argumenta el biólogo Joachim Illies- nos obliga a admitir que no estamos solos en el Cosmos. Considerar que la Tierra y sus habitantes son algo único entre los miles de millones de galaxias existentes nos parece hoy casi una osadía”... El hecho de que dos terceras partes de las moléculas detectadas en el Cosmos sean orgánicas y que, desde 1995, se hayan podido localizar 20 planetas extrasolares, algunos con características parecidas a las que tiene nuestro planeta –como el detectado a principios de este año a unos 30.000 años-luz de nosotros-, ha incrementado el optimismo de muchos bioastrónomos hasta el punto de considerar muy cercano el día en que logremos alcanzar el viejo sueño de descubrir vida extraterrestre. Al menos, con nuestros actuales medios tecnológicos ya puede conseguirse dicho objetivo. Es por ello por lo que la NASA ha puesto en marcha para los próximos años diversas misiones englobadas bajo el denominado “Proyecto Origins”, que contará con buscadores de planetas, interferómetros espaciales, telescopios de infrarrojos, sondas exploratorias, etc.     

   Pero ¿siempre hemos de pensar en planetas con características semejantes al nuestro cuando hablamos de vida extraterrestre? ¿Necesariamente la vida en otros planetas ha de estar basada en la química del carbono y depender de los ácidos nucleicos y de las proteinas como ocurre en la Tierra?... La biología extraterrestre puede no estar sustentada obligatoriamente en los mismos principios restrictivos que rigen la vida terrestre. Algunos científicos han especulado, aunque con ciertas reservas, con la posibilidad de que la vida pueda generarse también a partir de diferentes reacciones químicas con otros elementos, como el silicio o el fósforo por ejemplo. E incluso que el amoníaco o el metano puedan sustituir al agua como componente líquido de los seres vivos. “Si existe una vida en cualquier otro lugar del Universo basada en procesos químicos alternativos, entonces podría florecer en los ambientes más extraños y sería dificil considerar que haya planetas donde no floreciera alguna forma de vida”, asegura el físico Paul Davies.

INTELIGENCIAS EXTRATERRESTRES

   Si la vida ha surgido en infinidad de planetas, no es extraño que también haya podido evolucionar hacia la inteligencia (quizás sea ese el fin último que persigue la selección natural, si bien la inteligencia se ha podido manifestar de muchas otras formas en otros planetas). ¿Es factible, por tanto, que existan  civilizaciones extraterrestres tecnológicamente avanzadas? Así lo creen hoy día numerosos astrónomos y exobiólogos que dedican tiempo y esfuerzo tratando de detectar posibles señales de radio extraterrestres a través del célebre Proyecto SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). No olvidemos que, debido a las enormes distancias que nos separan de otros mundos –medidas en centenares y miles de años-luz-, esta técnica resulta mucho más barata, sencilla y probablemente fructífera para lograr un eventual contacto con extraterrestres que realizar viajes interestelares.

   El astrónomo estadounidense Frank Drake, pionero en este tipo de investigaciones, considera que sólo en nuestra galaxia, la Vía Láctea, puede haber entre 10.000 y 100.000 civilizaciones tecnológicas. Además, el Dr. Drake cree que con los sofisticados medios con que cuenta la moderna Radioastronomía, es posible que establezcamos contacto con alguna de esas culturas extraterrestres en los próximos diez años. Su optimismo es compartido por muchos de sus colegas, sobre todo tras ponerse en marcha los proyectos “PHOENIX” -del programa SETI- y “SERENDIP” -de la Universidad de Berkeley-, que tienen la capacidad de analizar ¡250 millones de canales de frecuencias cósmicas cada dos segundos!... Más recientemente, desde el pasado mes de abril, el Proyecto SETI está llevando a cabo una ambiciosa iniciativa en la que participan miles de internautas de todo el mundo con el propósito de procesar y analizar la mayor cantidad posible de señales cósmicas  -recogidas por el potente Radiotelescopio de Arecibo (Puerto Rico) y distribuidas a través de Internet por el servidor SETI@home- en el menor tiempo posible. En solo un mes, 400.000 ordenadores personales ya se han unido para colaborar en la búsqueda de civilizaciones extraterrestres en nuestra galaxia. ¿Obtendremos pronto alguna respuesta?...

   Queremos finalizar recordando al astrónomo Carl Sagan, uno de los principales impulsores del Proyecto SETI, quien señaló en su día que “los resultados de las investigaciones encaminadas a la búsqueda de inteligencia extraterrestre, tanto si son positivos como negativos, tendrán profundas implicaciones en nuestros conocimientos sobre el universo y sobre nosotros mismos”...