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September 21 AstrobiologíaAún a riesgo de que no entendáis ni pajolera idea de lo que escribo, que será lo más probable, me sumo a mi iniciativa (ya sabéis que padezco desdoblamiento de personalidad) de extender mi mano científica para que os toque aunque sea un poquito vuestras ganas por aprender (Telecinco, doce meses, doce causas, por la ciencia y la investigación…). Aquí ni me molesto en etiquetar a pesar de que el formato de lo que voy a exponer es bastante interesante, pero en fin…. También he decidido, para que entendáis el tecnicismo usado, poner un glosario para niños mayores de 3meses...... Un beso y a disfrutar del reportaje, si tenéis dudas ya sabéis, consultádmelas.
ASTROBIOLOGÍA O EXOBIOLOGÍAà Estudio de vida en otros planetas, aunque sea microscópica (o bien de moléculas que puedan dar lugar a la vida) ÁCIDOS NUCLEICOS (ADN y ARN)à Moléculas que guardan la información necesaria para poder producir proteínas de gran importancia para los procesos biológicos. Del ADN derivan los diferentes tipos ARN. SELECCIÓN NATURALà Una de las principales hipótesis de la teoría darwiniana, basándose fundamentalmente en que los organismos compiten entre ellos o con el ambiente para poder subsistir (en lenguaje más o menos llano claro) Este tipo de competencia puede producirse a nivel molecular….ya sabéis, quien no arriesga no gana…. TERMODINÁMICAà No os voy a joder hablando de los tres axiomas fundamentales de la termodinámica, pero sí del tercero, la Entropía, pues dice que el universo tiende a un máximo de entropía, a un máximos de desorden (la definición es más complicada que esto, pero para que lo entendáis). Los seres vivos tratan de anteponerse a ese desorden con un consecuente gasto energético. RADIACIÓN ULTRAVIOLETAà Eso que os pone tan morenitos….: P ATMÓSFERA REDUCTORAà Una atmósfera reductora es una atmósfera primitiva de hace unos 4000 millones de años. Cuando nuestra corteza terrestre empezó a solidificarse, se desgasificó el magma del cual estaba compuesta, y esos gases, ricos en CO2, N2, H2S, NH3, CH4... originaron lo que se conoce como Atmósfera Primitiva, que era anóxica (=reductora) es decir, sin oxigeno... POLÍMEROà Unión de varias moléculas de manera individual, como una cadena. PROTEÍNASà lo que está codificado por el ADN, con capacidad para llevar reacciones químicas, también forman parte de la estructuración de nuestro organismo, etc. AMINOÁCIDOà Unidad fundamental de la proteína. DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOSà Unidad fundamental del ADN. Los RIBONUCLEÓTIDOS lo son del ARN.
ARN RIBOSOMALà Subtipo de ARN que forma parte de la estructura de los ribosomas. RIBOSOMASà Complejos supramoleculares necesarios para que se pueda llevar a cabo la formación del ARN mensajero que a su vez se ha producido a través del ADN. Una vez en el citoplasma ese mRNA sufrirá un proceso de corte y empalme, ya que hay gran cantidad de partes que no llevan información genética (intrones) y se eliminan mediante el susodicho proceso de corte y empalme, más conocido por splicing. HIDRÓLISISà Rotura de un enlace con la participación de una molécula de agua. ISÓMEROS ÓPTICOSà Formas que pueden adquirir una molécula y cuya conformaciones geométricas no son superponibles. La presencia a partes iguales, de ambas variantes, aunque tengan la misma formula química, no tienen la misma disposición geométrica, produce una mezcla racémica que hace que la actividad sea nula. EXTREMOFILIAà Capacidad para vivir en condiciones extremas, muy típico en organismos microscópicos. ISÓTOPOà Los átomos están compuestos fundamentalmente, según la teoría atómica de Bohr por un núcleo de protones y neutrones y girando a su alrededor están los electrones ( no hablaré ni de la visión de mecánica cuántica ni de la presencia de quark, etc. Porque seria liaros) Pues bien, por regla general, la carga negativa neta de la nube de electrones compensa a la positiva neta de los protones en el núcleo, cuando en el núcleo presenta más neutrones de lo normal para que se produzca dicha estabilidad, el isótopo lo libera y se produce energía en dicho proceso (partículas alfa, positrones, etc.) DIOGENITAà Meteoritos ígneos. Muchos de los asteroides que vienen a la Tierra podrían proceder del asteroide Vesta. TERMÓFILOSà Organismo que se desarrollan en ambientes de altas temperaturas, de hasta 121 ºC. HALÓFILOSà Capaces de desarrollarse en ambientes donde la concentración de sales es enorme, y por tanto la presión osmótica también. pHà Medida de la acidez o alcalinidad de una solución. CROCANTEà Superficie viscosa. PROYECTO SETIà Proyecto de la NASA enfocado a la observación radiotelescópica del firmamento con la finalidad de obtener información de otras civilizaciones extraterrestres. Dicho proyecto fue auspiciado por el gran Carl Sagan, Jill Tarter o Frank Drake, entre otros. RADIOTELESCOPIOà Elemento parecido a una antena parabólica que es usado para intentar detectar una señal extraterrestre. El sistema registra en la frecuencia del hidrógeno por ser el elemento más abundante del universo. Lo curioso es que este presenta un patrón determinado, como los demás elementos, a la hora de emitir las radioondas que no dejan de ser otro tipo más de radiación electromagnética de mayor longitud de onda y por ende, menos energética. La mayoría de las estrellas del firmamento, cuando éste es escudriñado, emiten un patrón determinado. SISTEMA BINARIO (y no hablo de sistemas estelares)à mucho mas sencillo que la escala decimal al usar sólo el 1 y el 0 para el envió de la señal. Fue el sistema usado para enviar una señal al espacio que en teoría tardará en llegar 25mil años, si pensamos que la civilización que lo reciba usa también las matemáticas como herramienta fundamental, se dará cuenta de que dicho mensaje esta compuesto por una matriz de dos dimensiones de 23columnas por 73 flas (23bits o caracteres), ambos números primos. Enviado todo ello al cúmulo M13 y cuya información se ve en la diapositiva. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() January 25 Enfermedad de Alzheimer (I)A tenor de la petición de algún compañero, procedo a hablar de una manera didáctica y legible para el lector aficionado al campo de la ciencia (para los que haría falta tener ciertas nociones sobre determinada terminología, pero ya sabéis que siempre os quedará Google), y de una forma breve pero no por ello falta de detalles, sobre los receptores de estrógenos que median en multitud de funciones del organismo, atendiendo no solamente a aquellos que median a nivel nuclear (nER) implicados en la llamada vía clásica o genómica, sino también, y quizás con mayor profundidad, a los receptores de estrógenos de membrana (mER) relacionados con la respuesta rápida de acción. En las siguientes líneas se hará mención, por un lado, a nivel de que órganos está relacionada la respuesta mediada por los ERs, como también qué tipos de receptores podemos encontrarnos en los mismos (centrando nuestra atención en el sistema nervioso) sin profundizar en demasía en las rutas de señalización o de activación para llevar a cabo su dinámica (puesto que no se pedía en la elaboración de este informe).
Receptores de estrógenos, descripción genérica y subtipos.
Los receptores de estrógenos son proteínas que presentan, en función del subtipo del que hablemos, una secuencia aminoacídica que va desde los 540a los 595 residuos, que a su vez conforman dominios con diferente función dentro de la propia molécula proteica. Así, encontramos en el extremo N-terminal y C-terminal, dos dominios transactivadores, y en el interior de la misma, yendo desde el extremo amino hasta el carboxilo y de manera ordinaria, el dominio de unión al DNA, el de la región bisagra y el de unión al estrógeno antes de llegar al ya mencionado conjunto de aminoácidos relacionados con la transactivación en el extremo COOH. La parte que sufre mayor variación proteica es la relacionada con la región de unión a la hormona y es ahí donde estriban las diferencias entre los distintos tipos de receptores más estudiados, los α y los β, que no sólo muestran diferencias a nivel estructural, sino que al parecer también presentan contrastes en cuanto a su funcionalidad se refiere, puesto que ante la presencia de moléculas que simulan el mismo efecto del estradiol o de moléculas que hacen totalmente lo contrario, presentan un comportamiento diferente, aparte de que su afinidad por los estrógenos es sustancialmente distinta, siendo mayor en los α que en los β. Diferentes estudios postulan que el receptor α está relacionado con la protección celular, mientras que los β intervienen en el desarrollo del sistema nervioso. Desde hace varias décadas era conocida la existencia de ambas proteínas en las membranas nucleares de diversos tipos de células como pueden ser las que conforman el folículo en hembras premenopáusica, etc. Al tratarse de moléculas lipofílicas, son capaces de atravesar la bicapa lipídica para unirse a su receptor interno que a su vez dimeriza para ulteriormente translocar al núcleo y una vez allí ejercer su efecto como factor de transcripción, uniéndose a determinadas secuencias genómicas que facilitan el anclaje de otras proteínas para que se lleve a cabo el mecanismo de trascripción (también se hipotetiza que pueden dimerizar entre ellos, pero no es algo que se haya confirmado todavía). Hasta ahora hemos hablado de lo sucedido a nivel genómico, pero se ha comprobado que también pueden existir ERs a nivel de membrana para llevar a cabo lo que se denomina procesos alternativos o no clásicos y que median la respuesta rápida que al contrario que los procesos genómicos, son mucho más rápidos. Este hecho se pudo corroborar con el uso de inhibidores genómicos que no afectaban a dicha ruta confirmándose hace varias décadas en células endometriales. Estos receptores de membrana están relacionados con la activación de rutas en cascada como la de las MAPKs o la de las PI3K, efectos ya vistos a nivel neuronal, pero en función del tipo de órgano y de célula, ejercen efectos diferentes; estimulación de las señales relacionadas con el incremento de calcio como mensajero, activación de AMPc o formación de IP3 a partir de PIP2, entre otros. Además del tejido nervioso y el endometrial, se ha encontrado estos mER en los procesos de liberación de la insulina de células pancreáticas, pero a través de un receptor que presenta ciertas diferencias con los ya conocidos α y β, el receptor γ. Hoy por hoy hay muchas líneas de investigación que pretenden clarificar que mecanismos relacionados con los estrógenos y sus receptores están involucrados en la protección celular en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Aunque igualmente se trata de elucidar dicho efecto en otras anomalías nerviosas tales como trastornos circadianos o enfermedad de Parkinson. Sabemos que la enfermedad de Alzheimer se produce por la formación de agregados derivados de la proteína precursora del amiloide (PPA), que construyen las denominadas placas seniles impidiendo una buena acción sinaptogénica y la perdida significativa de neuronas en regiones cerebrales relacionadas con procesos nemotécnicos. Estas proteínas que derivan de la PPA son las denominadas β-amiloide que son producidas por la acción de secretasas que tienen como sustrato dicho precursor, provocando una toxicidad relacionada con la producción de proteínas apoptóticas, la falta de producción de proteínas redox que puedan mediar en los fenómenos de peroxidación lipídica, etc. Dentro de esto último, se sabe que dicha hormona no sólo tiene esa capacidad de activación de rutas fosforilativas, sino que su estructura química presenta grupos –OH en determinadas regiones de los anillos esteroideos que la conforman, que le otorgan un papel antioxidante en una medida considerable. Otro caso particular del que se hizo mención en el “fallido” informe anterior, fue el concerniente a los procesos de isquemia cerebral. Estudios llevados a cabo en ratas ovarioectomizadas a las que se le aplica una dosis fisiológica de estradiol antes de que se produzca la obstrucción arterial en las inmediaciones cerebrales, pero no durante el proceso isquémico, presentan reducción considerable de la isquemia acompañada de un aumento notorio en la expresión del mRNA del receptor de estrógenos α. Volviendo al modo de acción a nivel génico, sabemos que dicha protección en neuronas es debido a la producción de proteínas de la familia Bcl-2 con capacidad antiapoptótica y presumiblemente a la producción de proteínas redox. Dentro de dicha enfermedad, También se ha observado un decremento en la producción de las enzimas relacionadas con la producción de acetilcolina y cuya disminución se ha observado en individuos que padecen dicha patología y que tras un tratamiento con estradiol, aumentan significativamente la producción del neurotransmisor. Los experimentos llevados a cabo in vitro parecen indicar que el tratamiento con 17β-estradiol durante 24 horas en células SN52 obtenidas del septum aumentaban la supervivencia celular al unirse a un único subtipo de proteína receptora, la αER, ya que mediante técnicas genéticas confirmaban la no presencia de mRNA del receptor β (fenómeno bloqueado con antagonistas como el ICI182.780) Lo que sí se ha podido observar es que la existencia de ambos receptores se encuentra más abundantemente en determinadas regiones nerviosas como el septum, la amígdala, el hipocampo, el hipotálamo y la corteza (mediante técnicas de inmunohistoquímica), hecho contrastado en líneas celulares procedentes del septum (SN52) e hipocampo (HT22). Dentro de la vía rápida activada por los estrógenos está la que corresponde con la PI3K (una proteína quinasa relacionada con la activación de rutas de protección, entre otras funciones). En diferentes modelos animales se ha observado que el αER interacciona con la subunidad p85 de dicha quinasa junto con otra serie de proteínas formando un complejo que permite la acción neuroprotectora mediante la activación de la proteína Akt. Otra ruta relacionada de manera inversa con la de las PI3K es la de la proteína GSK3, que inhibe en condiciones normales a la vía PI3K, pero que en presencia de αER se ve inhibida su acción (la de la GSK3). La acción de dicho receptor se pudo aclarar haciendo uso de inhibidores y anticuerpos, como la adición de anticuerpos MC20 que van dirigidos contra epítopos del mismo y de inhibidores de las rutas MAPKs que ponen de manifiesto el efecto rápido de esta hormona en el sistema nervioso. Se sabe, como se ha visto en otros artículos revisados, que el receptor nuclear α presenta un tamaño próximo a los 67Kda, como también ocurre en la membrana, pero se ha observado que en la membrana plasmática de otras células nerviosas en regiones dispares, que existe un receptor de estrógenos que es incapaz de unirse a estrógenos sintéticos como los que se pudieran unir a las isoformas α y β, además de no presentar inmunorreacción contra los anticuerpos típicos que se utilizaban para la detección de los ya conocidos. El caso es que si presentaba reacción inmunógena contra una proteína muy frecuente en el cerebro que es la calcineurina, a la par de presentar un tamaño considerable, de unos 81-84Kda. aproximadamente. Éste es uno de los múltiples casos que se han encontrado en células del tejido nervioso. Con ello queremos decir que existen multitud de fenómenos no genómicos mediados a nivel de receptores estrogénicos que difieren de los ya comentados, pero que tiene esa acción rápida en cuanto a respuesta se refiere. Siguiendo con los receptores de membrana, en la línea SN56 se hizo uso de un anticuerpo que reconoce la región C-terminal del receptor estrogénico de un tamaño de 67Kda, igual a la forma α que se encuentra en el núcleo, y el de otra forma mayor de 80, el tratamiento con ICI182.780 o el anticuerpo MC20 inhibían su acción por lo que se intuía que esos nuevos receptores encontrados presentaban homologías con el receptor clásico, lo que sugería un posible origen común entre ambas formas, la clásica y la alternativa. Una serie de experimentos que apoyan esta hipótesis del origen común es la introducción de segmentos de ADN que codifica para las proteínas nucleares, generan tanto formas nucleares como de membrana las cuales también tienen que formar una dimerización para la señal rápida de respuesta celular. Se observó que nER no presenta ese dominio transmembrana hidrofóbico que pueda insertarse en la bicapa. Hoy por hoy se piensa que la existencia de un residuo cisteico en la región LBD (ligand binding domain) del α puede ser susceptible a un proceso conocido como palmitoilación, que no es más que la adición de el ácido palmítico (ácido graso saturado) que se une a través de un grupo sulfato que explicaría la asociación del receptor a la membrana plasmática. Las hipótesis que se postularon sobre la existencia de esas dos bandas relacionadas con los receptores estrogénicos tenían que ver con la posible glucosilación de la de mayor peso, cosa que se pudo descartar al hacer ensayos con enzimas capaces de eliminar restos N y O-glicosídicos, dando un resultado negativo. Otra opción era la posible sumoilación, que son es llevada a cabo por proteínas de carácter ubiquitinzante llamadas SUMO y que tienen un peso aproximado de 20Kda. Pero a pesar de los intentos solo se observaban bandas de mayor peso molecular de entre 95 y 115Kda. que podrían explicar la sumoilación de la de 80Kda. pero para nada explicaría el origen de la misma. Una de las hipótesis que coge más fuerza es la relacionada con los la duplicación exónica que al traducirse correspondería con una duplicidad en el extremo C- terminal de la proteína receptora en cuestión (estudios observados en células cancerosas que expresan dicha molécula) Enfermedad de Alzheimer (II) Localización de los receptores
Todos estos receptores de membrana parecen encontrarse distribuidos por toda la membrana, pero sobre todo se ha observado en abundancia en regiones especializadas de la membrana plasmática llamadas Lipid Raft (balsas lipídicas) o caveolas y cuyos componentes podrían estar involucrados en el procesamiento de la señal.
Las balsas lipídicas presentan características diferentes al resto de la membrana en cuanto a la composición, sobre todo en la relacionada con la presencia de colesterol y esfingolípidos glicosilados.
Existen dos tipos, los caveolares que son invaginaciones de membrana y que se encuentran recubiertos de una proteína llamada caveolina (1, 2 y 3), que son moléculas de anclaje que no sólo se expresan en neuronas, sino también en células endoteliales o adipocitos, entre otras muchas. Los otros tipos de Lipid Raft o caveolas son los lineales.
Siguiendo con las caveolares, se han distinguido otra familia de proteínas denominadas flotilinas, implicadas en la estructuración de las regiones caveolares.
Ciertas caveolinas presentan uniones a ácido palmítico en diferentes residuos cisteicos en zonas próximas a la región C-terminal, permitiendo de esa manera su asociación a la membrana plasmática. En la región N-terminal hay dos dominios, uno que precede a la región transmembrana y otro donde se produce la glicosilación.
A su vez, se vio que las caveolinas podían asociarse con moléculas de señalización a través de regiones determinadas. Así, se ha visto que existen uniones con las subunidades α de las proteínas G, que es una tirosin-quinasa perteneciente al grupo de las Src, receptor del factor de crecimiento, etc.
Otras de las proteínas y de interés crucial en nuestro estudio, es la asociación con elementos involucrados en la ruta de las PI3K y la vía de las MAPKs. También se ha observado en otros trabajos, la existencia de canales iónicos de sodio funcionales en dichas invaginaciones pero que no son exclusivas de esas zonas cóncavas. Uno de los canales más interesantes en nuestro menester científico es uno dependiente de voltaje llamado VDAC y se piensa que cualquier anomalía en los mismos pueden ser también causantes de numerosas patologías tanto a nivel neuronal como a otro nivel somático. Pero quizá lo más interesante es que se ha encontrado mRE en zonas caveolares en zonas musculares o adiposas.
En otros tejidos parece que esos receptores de membrana activan la vía de las MAPKs, como es el caso de líneas celulares hepáticas gracias a la asociación de una Src al receptor que se encuentra en la caveola, siendo el elemento de unión entre los receptores y la ruta de las MAPKs, una proteína llamada MNAR, que es una tirosin quinasa de la familia Src que fosforila, por lo que hoy sabemos, a unos de los elementos que forma parte de todos los elementos de las MAPKs. El efecto ejercido por la interacción entre la caveolina y el receptor puede detener o activar el camino de las MAP kinasas en función del tipo celular del que se hable (casos del endotelio y musculatura)
En el caso del tejido nervioso, los dos subtipos de caveolinas que más se dan son el uno y el dos.
Otra de las proteínas de interés y que se encuentran en abundancia en las caveolas, e VDAC, que hasta hace cierto tiempo se pensó que era únicamente una porina mitocondrial de unos 35Kda. formando parte de un complejo proteico mitocondrial. Existen tres isoformas, la uno, la dos y la tres.
Normalmente se le atribuye un papel crucial en el transporte de metabolitos procedentes del ciclo de Krebs y un papel muy importante en los procesos de apoptosis celular en respuesta a señales extracelulares o de daño al ADN, tales como cambios en el potencial redox, el desacoplamiento de la cadena respiratoria, etc., permitiendo la salida al citoplasma del citocromo C que se une a otros componentes como la proteína Apaf-1 y a la caspasa 9 para formar un complejo conocido como apoptosoma implicado en la muerte celular programada.
Debido a los cambios del potencial redox sabemos que este canal es objeto de esas proteínas de la familia Bcl-2, como son Bax y Bid, ambas con capacidad apoptótica, que interaccionan con dicho canal y lo mantienen abierto, mientras que Bcl-2 y otras lo mantienen cerrado. El uso de anticuerpos antiVDAC demostró su participación en estos procesos.
Actualmente se ha visto que no sólo se expresa a nivel mitocondrial, sino también a nivel de membrana, como en linfocitos B, glóbulos rojos, hepatocitos, etc. Y que se encuentra asociada a esos microdominios de membrana de los que hablamos anteriormente, que entre otras muchas localizaciones tisulares, una que es de nuestro interés está en el tejido nervioso.
Se piensa que está implicado en la alta conductancia de iones cloro y se ha visto en animales de experimentación que las proteínas β-amiloide activan los canales, concretamente en astrocitos de ratón.
En otras líneas celulares, se observó que el uso de 17β-estradiol favorecía su represión mediante una fosforilación previa (uso de SERMs de activación de fosfatasas de serina y treonina que desfosforilan VDAC)
Los SERMs son moduladores selectivos de los receptores estrogénicos que se unen al receptor y modulan la trascripción genética mediada por el mismo.
Y con esto y un bizcocho, hasta mañana a las ocho. Creo que han quedado muchas cosas claras tras este estudio exhaustivo no sólo de los artículos, sino también por mi interés mostrado en aclarar ideas buscando en todo tipo de literatura científica relacionada con el tema en cuestión. Espero que sea más decente que el anterior.
January 24 Primigenia XIV: conclusiónCONCLUSIÓN
Como colofón a esta serie, creo que es conveniente hacer una reflexión sobre toda esta vorágine que supone el estudio de la posibilidad de vida en el Cosmos.
Esta claro, como se ha dejado patente en el transcurso de este trabajo, que pensamos que no estamos solos en este universo. Nos parece una visión narcisista a la par que ególatra la de aquellos que crean que la vida no es más que un acontecimiento tan sumamente improbable que es imposible que se dé en otro lado de nuestro vasto universo ( acusado como un accidente químico.....la de gilipolleces que pueden llegar a decir). Quizá la vida tal y como la conocemos sea en esencia un acontecimiento químico bastante improbable, pero teniendo en cuenta las dimensiones del mismo, por muy pequeña que sea esa probabilidad, ya es bastante.
Como se comentaba al principio del trabajo, a lo largo de la historia de la humanidad hemos ido descartando teorías ridículas que gracias al avance de la ciencia han podido ser desmontadas, es el caso de la postura geocentrista o por ejemplo el desconocimiento hasta no hace muchos años, de la existencia de planetas extrasolares. Lo que sí tenemos claro es que al igual que la formación de estrellas a partir de nubes de polvo y gas o la formación de planetas a partir de nebulosas formando parte de un proceso de evolución del cosmos, la vida también podría ser interpretada como un paso más dentro de la evolución de nuestro universo.
Como diría la doctora Arroway en “Contact”, esa magnífica obra de ciencia ficción escrita por Carl Sagan, “hay más de mil millones de estrellas en la Vía Láctea, existen más de mil millones de galaxias…Si sólo estuviéramos nosotros, cuanto espacio desaprovechado”.
Esperamos con ansias que algún día no muy lejano podamos dar con el que sin duda será uno de los descubrimientos más importantes en la historia de la humanidad. Confiemos en que no estamos solos, en que en algún recóndito lugar también existan seres que en este preciso momento puedan plantearse la existencia de nuestra propia vida.
December 08 Primigenia (XIII): Búsqueda de vida extraterrestreBÚSQUEDA DE VIDA EXTRATERRESTRE.Los científicos buscan vida extraterrestre principalmente de tres maneras:
B BÚSQUEDA DIRECTA.
Debido a que los únicos cuerpos celestes que el ser humano puede en la práctica visitar son los de nuestro Sistema Solar, la búsqueda directa de vida extraterrestre se ha limitado a dicho sistema: buscando en el planeta Marte y en meteoritos que han caído en la Tierra, así como en una misión a Europa, una de las lunas de Júpiter, la cual tiene un núcleo de agua en estado líquido, que podría ser fuente de vida. Hay fuertes controversias sobre evidencias de existencia de vida microbial en Marte. Un experimento de la Viking Mars Lander informó de emisiones de gas desde el caliente suelo marciano que algunos arguyen son coherentes con la presencia de microbios. Sin embargo, la carencia de la evidencia de la corroboración de otros experimentos en la Viking Mars Lander indican que una reacción no biológica es la hipótesis más acertada. Independientemente, en 1966, fueron descubiertas estructuras que asemejan bacterias en un meteorito que se sabe que se formó a partir de una roca arrojada desde Marte. Hay un vigoroso debate científico acerca de la corrección de este análisis. De todo ello se hablara con más detalle en próximas páginas.
B BÚSQUEDA INDIRECTA.Debido a la recientemente adquirida capacidad de detectar indirectamente planetas extrasolares o exoplanetas, alrededor de otras estrellas que el Sol, se ha generado un fuerte interés en la comunidad astronómica en descubrir mundos comparables en tamaño y propiedades a la Tierra, los cuales no han sido todavía detectados. También hay un fuerte interés en la posibilidad de realmente observar tales mundos usando telescopios mucho más perfeccionados que los actualmente disponibles. Actualmente solamente hay un solo posible ejemplo, todavía por confirmar, de observación directa de un planeta extrasolar, pero no es todavía posible detectar, y menos observar un planeta de talla similar a la de la Tierra alrededor de otra estrella, debido a que los instrumentos disponibles no son lo suficientemente potentes, como para separar el inconmensurable más fuerte brillo de la estrella del de sus planetas. Eso puede cambiar en un futuro cercano, cuando telescopios como el Terrestrial Planet Finder de la NASA o el proyecto Darwin de la ESA entren en operaciones. Entre las funciones de tales dispositivos, está la de detectar propiedades fundamentales de los planetas como su temperatura, y la presencia o ausencia de atmósfera así como su composición (por espectroscopía).
Existen quienes creen que tales métodos permitirían detectar mundos donde existan procesos biológicos comparables a los presentes en la Tierra. Idea respaldada por el hecho de que la luz que refleja nuestro planeta lleva consigo "marcas" que revelan la presencia de la vida, por ejemplo, la presencia de un alto nivel de oxígeno y ciertas variaciones del espectro infrarrojo, que revelan la presencia de vegetación. Desde luego, tales métodos de detección asumen que la vida en la tierra es un caso mediocre, y que las características de la luz reflejada por la Tierra son compartidas por todos los casos. Primigenia (IX): SETISETI es el acrónimo del inglés Search for ExtraTerrestrial Intelligence, o Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre. Existen numerosos proyectos SETI, que tratan de encontrar vida extraterrestre inteligente, ya sea por medio del análisis de señales electromagnéticas capturadas en distintos radiotelescopios, o bien enviando mensajes de distintas naturalezas al espacio con la esperanza de que alguno de ellos sea contestado.
Los primeros proyectos SETI surgieron bajo el patrocinio de la NASA durante los años 1970. Uno de los proyectos más famosos, SETI@Home, está siendo apoyado por miles de personas de todo el mundo mediante el uso de sus ordenadores personales, que procesan la información capturada por el radiotelescopio de Arecibo.
S SETI@HOME.
El sistema de búsqueda de vida extraterrestre sigue el proceso que se describe a continuación: Una antena parabólica gigantesca de radiotelescopio, situada en Arecibo (Puerto Rico), capta señales de radio en la frecuencia del hidrógeno, que es el elemento mas abundante del universo, particularmente la del hidrógeno neutro (la de 21 cm.). Esta frecuencia (que cae en el rango de radio) atraviesa sin problemas nubes de gas, de polvo, atmósferas y galaxias, por lo que encontrar un patrón regular en esta frecuencia sería un síntoma claro de que alguien está enviando información intencionadamente. Estas señales procedentes del espacio son procesadas en la Universidad de Berkeley y distribuidos a continuación en pequeños paquetes de dos minutos de grabación a colaboradores voluntarios de todo el mundo que emplean sus ordenadores personales para analizar las señales en cuestión a fin de determinar su en alguna de ellas se encuentra una secuencia que pueda ser el producto de un ser inteligente.(En realidad cada paquete consta de 107,4 segundos originales, más un solape de unos 15 segundos de la unidad anterior, para evitar que no se encuentre una señal, por quedar cortada entre dos tramos, así la señal de existir queda registrada en una unidad o en la siguiente. Son 15 segundos de solape y no otros, debido a que esa es la mayor distancia del rango de frecuencias a la que analiza), entre usuarios que utilizan un programa totalmente gratis y absolutamente voluntario, que se descarga a través de Internet, y que tiene 2 versiones, por un lado una versión consiste en un salvapantallas que analiza las señales en los tiempos que el procesador no utiliza recursos y por otro lado otra versión mucho más rápida y nada vistosa que el usuario ejecuta cuando lo desea (concebida para usuarios que deciden implicarse más a fondo en ese proyecto, y que además cuentan con un sinfín de programas adicionales que otros usuarios han ido desarrollando para mantenerles informados sobre el proceso de análisis de las señales), y que tras terminar de analizar los paquetes (conocidos por WUs entre sus usuarios, acrónimo de Work Units), el usuario lo devuelve a la universidad de Berkeley, donde estudian los resultados del análisis y catalogan de acuerdo a la importancia que pueda tener. El objetivo del análisis es encontrar patrones que no obedezcan a la aleatoriedad, hallando la media de la fuerza de la señal, se buscan picos cuya fuerza se aleja de la media, y la equidistancia entre 3 o más de estos (tripletas). La señal es analizada bajo todo un rango de frecuencias a base de acelerarla o disminuirla con funciones Doppler. También es analizada la curva de la fuerza descrita en función del giro del foco propiciado por la rotación terrestre y que para el radiotelescopio de Arecibo, hace que cada 12 segundos exactamente, se salga el objetivo fuera del foco (gausiana). De encontrarse señales candidatas, estas luego deben ceñirse a otros análisis más rigurosos, para descartar procedencias conocidas (por ejemplo interferencias de satélites). Aún después de esto, si alguna señal prevalece, debe confirmarse a través de la observación desde otros radiotelescopios.
La antena es la mayor del mundo (en tamaño físico, hasta el momento), con sus 305 metros de diámetro, esto le permite recoger señales más débiles que cualquier otro radiotelescopio. Sólo registra el hemisferio norte celeste debido a la orientación y situación propia del radiotelescopio. Las señales son enviadas a la Universidad de Berkeley, donde se empaquetan y se distribuyen entre los usuarios. Se trata de una técnica de computación distribuida, de manera que se junta la potencia de muchas máquinas a lo largo de todo el planeta para analizar agilizando el proceso (hay alrededor de 4 millones de usuarios con el programa SETI instalado en sus computadores). El proyecto fue concebido gracias a Frank Drake, el cual creó una fórmula (llamada Fórmula de Drake), para determinar el número de civilizaciones tecnológicas que podían existir en nuestra galaxia. En 1974, Frank Drake emitió desde el radio telescopio de Arecibo, un mensaje de 2 minutos en dirección al cúmulo de estrellas M13. Este mensaje no fue más que un acto simbólico, pues M13 está situado a 25.000 años luz, por lo que no esperamos respuesta hasta dentro de 50.000 años, pero al enviar un mensaje con una potencia de varios billones de vatios, se abría el camino de los mensajes interestelares.
MENSAJE DE ARECIBO.El mensaje de Arecibo es un mensaje de radio enviado desde el radiotelescopio de Arecibo en 1974. El mensaje tenía una longitud de 1679 bits y fue enviado en la dirección del cúmulo de estrellas de M13. Contiene información sobre la situación del Sistema Solar, de nuestro planeta y del humano. El mensaje fue diseñado por Frank Drake, Carl Sagan y otros.
El número 1679 fue elegido porque es el producto de dos números primos y por lo tanto sólo se puede descomponer en 23 filas y 73 columnas ó 23 columnas y 73 filas. Sin embargo, esto asume que quien lo lea decida organizar los datos en forma de cuadrilátero. La información organizada de la primera manera no genera ningún tipo de información coherente, pero de la segunda manera contiene información sobre la Tierra y la especie humana. Leído de izquierda a derecha, presenta los números del uno al diez, los números atómicos del hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno y fósforo; las fórmulas de los azúcares y bases en los nucleótidos del ADN; el número de nucleótidos en el ADN y su estructura helicoidal doble; la figura de un ser humano y su altura; la población de la tierra; nuestro Sistema Solar; y una imagen del radiotelescopio de Arecibo con su diámetro. Debido a que al mensaje le tomará 25 milenios para llegar a su destino (y la respuesta otros 25), el mensaje de Arecibo fue más una demostración de los logros tecnológicos humanos que un intento real de establecer conversación con extraterrestres.
A continuación se habla con más detalle de la información que portaba el mensaje enviado. NÚMEROS
La primera "línea" del mensaje tiene los números del 1 al 10 escritos en formato binario. Aún conociendo el formato, la codificación de los números es un tanto engañosa. Para leer los seis primeros dígitos, ignorar la fila inferior y leer como tres bits desde abajo hacia arriba. Para los dígitos 8, 9 y 10, la lectura es algo diferente, pues tienen una columna adicional a la derecha de cada uno. COMPONENTES DEL ADNLos números 1, 6, 7, 8 y 15 representan hidrógeno (H), carbono (C), nitrógeno (N), oxígeno (O) y fósforo (P), respectivamente. Estos son los componentes del ADN. NUCLEÓTIDOS
§ Desoxirribosa C5OH7, Adenina C5H4N5, Citosina C5H5N2O2, Desoxirribosa C5OH7 (Tercera línea) § Fosfato PO4, Fosfato PO4 (Cuarta línea) § Desoxirribosa C5OH7, Timina C5H5N3O, Guanina C5H4N5O, Desoxirribosa C5OH7 (Quinta línea) § Fosfato PO4, Fosfato PO4 (sexta línea)
HÉLICE DOBLEHélice doble del ADN (la barra vertical representa el número de nucleótidos). (Séptima línea) HUMANIDADEl elemento del centro representa al humano. El elemento de la izquierda su altura promedio: 1764 mm. Esto corresponde al 14 (escrito de forma horizontal) multiplicado por la longitud de onda del mensaje (126 Mm.). El elemento de la izquierda representa el tamaño de la población humana codificado en 32 bits: 4.292.591.583. (Octava línea). PLANETAS
El Sistema Solar: el Sol, Mercurio, Venus, Tierra, Marte (planeta), Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. La Tierra aparece desalineada para mostrar de dónde vino el mensaje. (Novena línea). TELESCOPIO
La última parte representa al radiotelescopio de Arecibo con su diámetro (2430 multiplicado con la longitud de onda da como resultado 306,18 m). (Décima línea). Primigenia (X): WOW y DrakeSEÑAL WOW.
La Señal conocida en los círculos astronómicos como WOW fue, presuntamente un mensaje de radio de origen extraterrestre.
El 15 de agosto de 1977 a las 23:16 horas, el radio-telescopio Big Ear recibió una señal de radio de origen desconocido durante aproximadamente 72 segundos proveniente de la zona oeste de Sagitario y alcanzando una intensidad 30 veces superior al ruido de fondo. Esta señal no se grabó pero fue registrada por la computadora del observatorio en una sección de papel continuo diseñada para tal efecto. Unos días después, un joven profesor de la universidad del estado de Ohio llamado Jerry Ehman que estaba trabajando como voluntario en el proyecto SETI, revisando los registros de la computadora, descubrió atónito la señal anómala más intensa que se hubiera detectado hasta entonces por un radio-telescopio. La señal fue conocida como WOW debido a la anotación que Jerry Ehman hizo en el papel continuo. La secuencia de dicha señal fue: 6EQUJ5. En la actualidad aún se investiga si esta señal de radio proviene de una civilización extraterrestre inteligente o de algún satélite que se encontrara dentro del campo de observación del radio-telescopio.
Todos los intentos posteriores de obtener una señal de la misma dirección no han encontrado nada inusual. ANCHO DE BANDA Y FRECUENCIA.El ancho de banda de la señal es menor a 10 KHz. Para la frecuencia se han dado 2 valores diferentes 1420.356MHz y 1420.456MHz, en cualquier caso esas frecuencias están próximas a la frecuencia de transición hiperfina del Hidrógeno. Esa frecuencia forma parte del espectro de radio en que esta prohibida la emisión por un tratado internacional. POSIBLES EXPLICACIONES.
Asombrado por la señal, y la variación exacta de la intensidad en una señal localizada, J. R. Ehman redondeo en la hoja impresa del ordenador el código de letras "6EQUJ5" y escribió "wow!" junto a esta. Las intensidades recibidas del espacio se codifican e la siguiente manera:
0 = Intensidad 0 "1"..."9" = Intensidad 1,...Intensidad 9 "a", "b",...= Intensidad 11, Intensidad 12 y asi sucesivamente.
Hay 2 hipótesis, y quizá una tercera:
ü La primera sería que un satélite pasase por esa órbita en ese instante. Pero según las instituciones no pasó ningún objeto terrestre por ahí en ese momento. ü La segunda teoría, que la señal fue causada por un acontecimiento astronómico de enorme potencia. En ese caso tendría que haber algún "residuo" de ese acontecimiento.
ü La tercera, quizá la más demagógica, es que no se descarta que la señal tuviese un origen artificial proveniente de una civilización extraterrestre con un potente transmisor.
Mucho se ha especulado sobre está ultima alegando que de querer comunicarse con otra civilización se debería de usar la frecuencia del hidrógeno. ONDAS VOYAGER Y PIONEERCon respecto al ansia del ser humano por encontrar vida más allá de nuestro planeta e incluso de nuestro Sistema Solar, hace aproximadamente 30 años fueron enviadas al espacio desde Cabo Cañaveral las sondas Voyager 1 y Voyager 2, pasando ambas por los planetas Júpiter y Saturno y siendo la Voyager 2 la única que ha llegado además a Urano y Neptuno. Pero no es su recorrido y sus importantes estudios de las características planetarias lo que nos interesa ahora. Con respecto a lo comentado al principio de este párrafo, ambas sondas llevan consigo un disco de oro con una selección de hora y media de duración de música proveniente de varias partes y culturas del mundo, saludos en 55 idiomas humanos, un saludo del entonces Secretario General de las Naciones Unidas y el ensayo "Sonidos de la Tierra", que es una mezcla de sonidos característicos de nuestro planeta. También contiene 115 imágenes (+1 de calibración) donde se explica en lenguaje científico la localización de nuestro Sistema Solar, nuestras unidades de medida, y características de nuestro planeta, nuestros cuerpos y nuestra sociedad. Este disco fue ideado por un comité científico presidido por el astrónomo Carl Sagan, quien refiriéndose al mensaje, asegura que su objetivo principal no es el ser descifrado, por el hecho de que su simple existencia pone de manifiesto la nuestra, así como nuestros esfuerzos por contactar a otras especies inteligentes que pudiesen existir fuera de nuestro Sistema Solar.
También es destacable el diseño de las placas de las Pioneer cuyas misiones eran explorar los planetas gigantes (Júpiter y Saturno) del Sistema Solar y también establecer contacto con civilizaciones extraterrestres para lo cual se les han instalado unas placas inscritas con un mensaje simbólico informando a una posible civilización extraterrestre, que pudiese interceptar las sondas, sobre el ser humano y su lugar de procedencia, la Tierra: una especie de "mensaje en una botella" interestelar. En ellas aparecen: A la derecha, la imagen de la sonda con el único fin de dar proporción a las dos figuras humanas dibujadas delante, una femenina y otra masculina. A la izquierda, un haz de líneas que parten radialmente de un mismo punto. Ese punto es el planeta Tierra, las líneas indican la dirección de los púlsares más significativos cercanos a nuestro Sistema Solar y en cada uno, en sistema de numeración binario, la secuencia de pulsos de cada uno. Este apartado constituye nuestra "dirección" en el universo. Una civilización técnicamente avanzada, con conocimiento de los púlsares, podría interpretar las placas. En la parte inferior se representa un esquema del Sistema Solar, con los planetas ordenados según su distancia al Sol y con una indicación de la ruta inicial de las Pioneer. Arriba del todo, a la izquierda, se muestra, también con indicaciones en sistema binario, el átomo de H2O (Agua), que sería reconocido dada su importancia para cualquier tipo de vida.
Las placas en sí fueron diseñadas y popularizadas por Carl Sagan y Frank Drake siendo dibujada por Linda Salzman Sagan.
Aquellos que creen en las suposiciones más optimistas usadas en la ecuación de Drake propuesta por el doctor Frank Drake y las incluso más optimistas suposiciones del doctor Carl Sagan, añaden que la vida inteligente es también común en el Universo. Se dice que haciendo suposiciones y argumentos que se creen razonables podemos suponer que si la vida es posible, dado que el universo es tan vasto, no debería ser solo posible, sino casi cierto que hay un gran número de civilizaciones extraterrestres en el Universo. Sin embargo, la gente que se adhiere a la premisa de la paradoja de Fermi cree que, debido a la falta de evidencia de lo contrario, con toda la probabilidad, los humanos (como una especie tecnológicamente avanzada) están efectivamente solos al menos en nuestra parte de la Vía Láctea. Aun más, dicen que dado que no podemos determinar todavía las variables de la ecuación de Drake con seguridad, no podemos determinar el número de civilizaciones extraterrestres basándonos únicamente en esta ecuación. Debemos por lo tanto, dicen, confiar en los datos, que solamente ahora está empezando a ser recopilado de manera significativa. Solo entonces podremos empezar a presumir los valores de cada una de las variables de la ecuación de Drake. December 07 Primigenia (VII): posibilidad de vida en otros planetas.
TITÁN
Titán fue descubierto por Huygens (en la foto inferior). Es el satélite más grande que posee Saturno, tiene un diámetro de 5150Km. lo que le hace ser similar a Mercurio en tamaño. Lo más relevante de Titán es su atmósfera, fue el gran astrónomo barcelonés Comas Solá quien la descubrió por primera vez, ésta es tan densa que impide visualizar la superficie del satélite, de hecho después de Venus es el astro del sistema solar con la atmósfera más densa. Esto provoca que la presión atmosférica en la superficie de Titán sea un 50% más intensa que la de la Tierra. La temperatura en su superficie ronda los 94 K y tiene una densidad media de 1,9 g/cm3 que al compararla con la densidad de la Tierra que es de 5,2 g/cm3 nos da idea de que Titán debe contar en su superficie con algún material más ligero que la roca. Sin embargo, lo más interesante es la presencia de metano (CH4) en la atmósfera de Titán. ¿Cómo es posible que exista metano en la atmósfera de Titán si éste se descompone por la radiación ultravioleta? Solo cabe pensar que el metano se debe estar reponiendo constantemente a partir de la evaporación de metano líquido de la superficie. Se cree que existen mares en la superficie de Titán formados por metano, etano y nitrógeno líquidos. El planeta estaría constituido por un núcleo rocoso, a continuación una capa de amoníaco y agua congelada, más exteriormente existiría un océano subterráneo de amoniaco y agua y en la superficie una mezcla de clatrato de metano hidratado y agua helada.
Una vez detallada la composición química estimada de Titán analizaremos sus posibilidades de contener vida aplicando los requisitos que hemos señalado anteriormente. SIMULACION DE LA VIDA EN TITÁN.
Las temperaturas reinantes en Titán la existencia de agua en estado líquido en la superficie del mismo se hace improbable. Se pensó que la densa atmósfera de Titán podría proporcionar un efecto invernadero que aumentara mucho la temperatura de superficie, pero no es así. Sin embargo es posible la existencia de agua líquida en el interior del planeta. Por el contrario, el disolvente más importante de este planeta sería la mezcla de metano, etano y nitrógeno líquido (en la ilustración se observan ríos de metano y hielo). Estos compuestos serán siempre la fase líquida de aquellos mundos que, poseyéndolos, sean mundos fríos, ya que se mantienen en estado líquido a temperaturas más bajas que el agua. Esto trae como consecuencia que las reacciones químicas en estos disolventes se efectúen de una manera muy lenta por lo que los procesos que conducen a la vida necesitarían mucho más tiempo para desarrollarse que el que necesitó la Tierra. Además el metano, el etano y el amoniaco no se vuelven menos densos con su congelación con lo que se produciría la rápida congelación de éstos océanos a una temperatura determinada. En tercer lugar estos disolventes no son tan reactivos como el agua y no reaccionan con el silicio imposibilitando las arcillas, que podrían haber sido claves como elementos catalíticos en la evolución prebiótica molecular hacia la vida. Por último diremos que son compuestos apolares, al contrario que el agua, lo que provoca que por una parte los procesos de formación de membranas en estos disolventes sea muy diferente a la formación de las membranas de los organismos vivos en el agua ya que estas membranas son apolares y al no disolverse en agua tienden a reunirse y favorecer la individualización de las estructuras que forman la vida. Para que esto ocurriera en etano, se tendrían que añadir grupos polares a las membranas cambiando muchas de las propiedades biológicas de éstas. Por otro lado si surgiera la vida, el plegamiento de las macromoléculas biológicas sería completamente diferente al terrestre imposibilitando la diversidad funcional de proteínas y ácidos nucleicos. EXISTENCIA DE AGUA LÍQUIDA.
Las temperaturas reinantes en Titán la existencia de agua en estado líquido en la superficie del mismo se hace improbable. Se pensó que la densa atmósfera de Titán podría proporcionar un efecto invernadero que aumentara mucho la temperatura de superficie, pero no es así. Sin embargo es posible la existencia de agua líquida en el interior del planeta. Por el contrario, el disolvente más importante de este planeta sería la mezcla de metano, etano y nitrógeno líquido (en la ilustración se observan ríos de metano y hielo). Estos compuestos serán siempre la fase líquida de aquellos mundos que, poseyéndolos, sean mundos fríos, ya que se mantienen en estado líquido a temperaturas más bajas que el agua. Esto trae como consecuencia que las reacciones químicas en estos disolventes se efectúen de una manera muy lenta por lo que los procesos que conducen a la vida necesitarían mucho más tiempo para desarrollarse que el que necesitó la Tierra. Además el metano, el etano y el amoniaco no se vuelven menos densos con su congelación con lo que se produciría la rápida congelación de éstos océanos a una temperatura determinada. En tercer lugar estos disolventes no son tan reactivos como el agua y no reaccionan con el silicio imposibilitando las arcillas, que podrían haber sido claves como elementos catalíticos en la evolución prebiótica molecular hacia la vida. Por último diremos que son compuestos apolares, al contrario que el agua, lo que provoca que por una parte los procesos de formación de membranas en estos disolventes sea muy diferente a la formación de las membranas de los organismos vivos en el agua ya que estas membranas son apolares y al no disolverse en agua tienden a reunirse y favorecer la individualización de las estructuras que forman la vida. Para que esto ocurriera en etano, se tendrían que añadir grupos polares a las membranas cambiando muchas de las propiedades biológicas de éstas. Por otro lado si surgiera la vida, el plegamiento de las macromoléculas biológicas sería completamente diferente al terrestre imposibilitando la diversidad funcional de proteínas y ácidos nucleicos. PRESENCIA DE MATERIA ORGÁNICA.
Éste es el punto fuerte de Titán. En Titán se está produciendo una gran actividad química que guarda relación con la química orgánica prebiótica de la Tierra. La luz ultravioleta del Sol y las partículas de alta energía procedentes de la magnetosfera de Saturno provocan una gran cantidad de reacciones químicas atmosféricas saturando ésta de compuestos orgánicos que se condensan precipitando sobre la superficie, ofreciendo la posibilidad de la existencia de charcas con compuestos muy parecidos a los que Miller introdujo en su matraz en su famoso experimento. FUENTE ENERGÉTICA.
Titán es un planeta muy pequeño como para mantener todavía calor interno que provoque una energía geotérmica aprovechable. La mayor fuente de calor de Titán debe provenir de los impactos de meteoritos capaces de descongelar toda el agua del planeta durante breves períodos de tiempo insuficientes como para provocar una dinámica evolutiva suficiente para la aparición de biomoléculas en disolución acuosa. A mediados de la década de los 90, Carl Sagan y W. Reid Thompson sugirieron que los impactos en la superficie de Titán podrían fundir su corteza de hielo y producir agua líquida. Los investigadores han estado modelizando los impactos sobre Titán para ver cuánta fracción de material podría pasar al estado líquido como consecuencia de un evento de este tipo. Los cálculos realizados muestran que el impacto de un cometa de 1Km. de diámetro puede fundir un 5% del interior de un cráter. Gracias a las simulaciones se ha estimado también que las áreas que contuviesen materia orgánica no serían fuertemente dañadas por el impacto, de tal modo que una fracción de la materia orgánica superviviente acabaría en el cráter en el cual existe agua líquida. Cuando la vida se originó en la Tierra hace unos 4000 millones de años, los grandes impactos eran frecuentes.
También deberían existir áreas que no han sufrido cambios en tiempos geológicamente recientes y en donde los productos de los procesos orgánicos que tuvieron lugar tras los impactos aún estén preservados. Éstos no se podrán estudiar con la sonda Cassini-Huygens, pero sí podrán ser analizados en misiones posteriores. Los científicos son muy optimistas en que existen muchos lugares en Titán en donde la materia orgánica se mezcla con agua líquida, en el fondo de un cráter tras un impacto. Este agua podría estar disponible durante cientos e incluso miles de años. Mil años es un periodo de tiempo muy corto en una escala de tiempo geológica, pero es muy largo en el marco de la química orgánica.
Ningún científico puede realizar estudios o experimentos de mil años y aunque no será posible estudiar reacciones orgánicas en Titán "en acción", sí será posible encontrar los productos de la química orgánica si se estudian los lugares adecuados. Si la sonda Cassini observa que la materia orgánica tiene el mismo aspecto en la superficie en cualquier punto de Titán, posiblemente éstas reacciones no tuvieron lugar. Pero es necesario viajar a Titán y cerciorarse de ello. La probabilidad de que la sonda Huygens aterrice en el sitio adecuado es infinitesimal, pero el orbitador Cassini puede realizar una cartografía de la superficie y saber si los aminoácidos o los péptidos están presentes. Se han estado diseñando equipamientos de laboratorio en miniatura que puedan ser enviado en el futuro a Titán y allí analice las propiedades de las moléculas orgánicas en la superficie. La búsqueda sería, en este caso, de materia orgánica fósil -no vida fósil- que haya sido modificada en el fondo de los cráteres. Por ahora, será la misión Cassini-Huygens la que comience a desvelar los enigmas de este enigmático mundo. Aún así, hay esperanzas de que algún día Titán llegue a ser un cuerpo habitable – dentro de unos 4 ó 5 mil millones de años. Ese es el tiempo en que se espera que se agote la provisión de hidrógeno del Sol y crezca hasta convertirse en una estrella “roja gigante”. Esta estrella gigante roja destruiría la vida de la Tierra pero calentaría a Titán lo suficiente para liberar sus reservas de agua y por lo tanto su oxígeno. Primigenia (VIII): Búsqueda de vida en otros planetasEUROPAPara el geofísico William B. Moore, la cuestión de si la vida existe en Europa, la luna de Júpiter, se reduce a saber si el centro del satélite es masticable o crocante. Muchos científicos dudan que la vida pueda existir en la superficie de Europa a causa del frío extremo, de la carencia de agua líquida, de su tenue atmósfera y del intenso bombardeo que llega de los anillos de radiación de Júpiter. Moore cree que la distante Europa recibe muy poca luz solar como para suministrarle la energía necesaria para que los organismos puedan sobrevivir en su superficie aparentemente de hielo. Otros arguyen que la energía química necesaria para la vida se crea cuando partículas cargadas bombardean a Europa para producir oxidantes. De cualquier manera, la superficie de Europa podría ser un lugar muy dificultoso para ganarse la vida. Si la vida de Europa existe se encontraría más probablemente en el océano debajo del hielo, donde los organismos podrían obtener energía y nutrientes minerales de las erupciones de volcanes del lecho oceánico. Si Europa tiene un centro caliente, “masticable” (esto es, con una viscosidad relativamente baja), podría ser similar al suave, parcialmente fundido interior de la luna de Júpiter Io, que es el cuerpo más espectacularmente volcánico del sistema solar. Así, Moore dice que una Europa “masticable” probablemente tenga volcanes en su lecho oceánico que generen condiciones conducentes a la vida, exactamente como los volcanes submarinos y las ventilas hidrotermales a lo largo de las cordilleras centro-oceánicas de la Tierra. Si Europa tiene un centro frío, “crocante” (con alta viscosidad) sería rígido y volcánicamente muerto como la Luna. Tanto los volcanes submarinos como la vida serían improbables. Moore arguye que Europa debe ser o masticable o crocante (y nada intermedio) porque la forma en que orbita Júpiter e interactúa con Io y con Ganímedes. El objetivo de Moore es conducir simulaciones computacionales de las formas en que Europa y las otras lunas galileanas orbitan Júpiter, para encontrar si las órbitas son consistentes con un centro “masticable” o “crocante” para Europa, y de esa forma si lo son con la posibilidad o no de vida. Junto con Marte y la luna de Saturno Titán, Europa ha sido considerada desde hace tiempo como uno de los más probables lugares para que exista vida en nuestro sistema solar, principalmente por el océano que se piensa existe bajo su capa exterior de hielo. Pero Moore piensa en cambio que la presencia de vulcanismo submarino como fuente de energía y nutrientes es mucho más importante que el agua para determinar si Europa puede albergar vida. Europa, Io y Ganímedes están influenciadas por fuerzas de marea porque sus órbitas alrededor de Júpiter son ligeramente ovaladas o excéntricas, en lugar de perfectamente circulares. Estas lunas orbitan Júpiter en lo que se llama una resonancia de Laplace, lo que significa que cada vez que Ganímedes completa una órbita, Europa completa dos e Io completa cuatro. Las fuerzas de marea de esa resonancia tienden a “bombear” las órbitas de Ganímedes, Europa e Io haciéndolas más ovaladas. Las lunas tienden a retornar a órbitas más circulares balanceándose para disipar internamente la energía que viene de las mareas, lo que produce calor. Las mareas ocurren no solamente en los océanos, sino también en la roca sólida, aún en la Tierra. La eficacia con que la energía de las mareas calienta el interior de Europa depende de la viscosidad del material dentro del satélite. El esfuerzo de Moore de utilizar un modelo de computadora para determinar si Europa es “crocante” y muerta o “masticable” y quizás volcánicamente activa está sujeto a muchas incertidumbres y no es probable que dé una respuesta definitiva. La NASA espera lanzar una misión Orbitador de Europa en 2008 con la meta principal de determinar si realmente hay un océano global sub-superficial. Pero sobre si Europa es “masticable”, volcánica y propicia para la vida, no será capaz de determinar mucho, pues el Orbitador de Europa estará pegado en el exterior mirando hacia adentro. El hielo bloqueará la observación del interior rocoso, y el océano impedirá captar mucho sobre él ya que permite que la capa de hielo y ese interior rocoso se muevan independientemente bajo la fuerza de las mareas. Aunque diferentes investigadores creen, sin embargo, que el radar del Orbitador de Europa debería ser capaz de detectar un eco de radar de un límite hielo-océano si el hielo tuviera solamente unos pocos kilómetros de grueso. Si Europa está volcánicamente muerta, el hielo debería tener decenas de kilómetros de espesor. Otros materiales pueden posiblemente combinarse para crear la vida, pero no tan fácilmente como la combinación de agua líquida y de materiales orgánicos como el carbono. El carbono es abundante a través del universo y, lo que es más importante, puede formar una asombrosa variedad de intrincados compuestos. El agua líquida ayuda a este proceso actuando como un medio estable en el que puedan disolverse las moléculas orgánicas, mientras que al mismo tiempo es lo suficientemente fluida como para que esas moléculas interactúen entre ellas. Ninguna otra combinación de elementos que conozcamos puede superar esta feliz sociedad entre el carbono y el agua líquida para la creación de la vida. No hay pruebas definitivas de que exista agua líquida en Europa. Recientemente, sin embargo, la astronave Galileo descubrió evidencia de que Europa presenta un campo magnético que varía periódicamente. Este descubrimiento tiene como su mejor explicación la presencia de un océano de agua salada debajo de la corteza helada del satélite. Otra indicación para la posibilidad de vida es la presencia de moléculas orgánicas, que han sido detectadas por la sonda Galileo en Europa. Esto no significa que haya vida en Europa. Lo que ahora resulta excitante es la evidencia de que Europa puede tener los tres ingredientes para la vida: calor, agua y materiales orgánicos. Por tanto Europa podría también presentar actividad volcánica. Ya que los procesos volcánicos que se dan en satélites como Io son generados por la fricción interna de las mareas, se supone que la más débil fricción de mareas en Europa podría generar una forma menos intensa de vulcanismo. Esta fricción de mareas es causada por los efectos gravitatorios que empujan y tiran del satélite. Cuanto más cercana a Júpiter está una de sus lunas, mayor es la fricción de mareas.
SATÉLITES JOVIANOS.
La sonda Galileo también detectó moléculas orgánicas en los satélites jovianos Calixto y Ganímedes. Como Europa, Calixto y Ganímedes están compuestos por un núcleo rocoso y una capa exterior de hielo. Ganímedes muestra algunas indicaciones de actividad tectónica, mientras que Calixto no. Así, zonas de Ganímedes muestras grietas similares a las de Europa. Calixto, cuya superficie permanece impermutable por cualquier actividad interna, está cubierto con antiguos cráteres de impacto producidos por meteoritos. Ganímedes, como Europa, tiene una atmósfera con oxígeno, mientras que Calixto parece haber fijado su oxígeno en el hielo y en las rocas. La atmósfera de Calixto está compuesta principalmente por dióxido de carbono. Evidencia reciente producida por el magnetómetro a bordo del Galileo indica que tanto Ganímedes como Calixto pueden también tener océanos líquidos debajo de sus superficies heladas. La luna de Júpiter Io nos muestra un medioambiente muy diferente de los otros tres satélites gigantes del planeta. Su superficie está liberalmente dotada de volcanes que le dan, en combinación con su riqueza en azufre, una apariencia colorida única. Io es una luna amarillo verdosa moteada con puntos rojos, naranjas, blancos y negros. Los análisis realizados por Galileo determinaron que la lava de los volcanes de Io alcanza temperaturas de 1.430 a 1.730 grados centígrados, muy en exceso de la alcanzada por la lava terrestre, que alcanza solamente los 1.090 grados centígrados. Io parece contar con suficiente calor y energía como para sostener vida, y tiene una delgada atmósfera de dióxido de sulfuro, pero carece de agua. Los volcanes de Io están constantemente recreando la superficie del satélite, y el intenso calor generado por esta actividad hizo probablemente que toda el agua que pudiera estar presente se evaporara hace miles de millones de años. Io es uno de los pocos cuerpos del sistema solar de los que sabemos volcánicamente activos (junto con el satélite de Neptuno Tritón, el planeta Venus y, por supuesto, la Tierra). Los datos de la sonda Galileo sugieren que Ganímedes también experimentó actividad volcánica en el pasado, aunque no se cree que siga volcánicamente activo hoy. ¿Conclusión? Podemos hacer una lista de ocho mundos (incluyendo a la Tierra) en un sistema solar de nueve planetas que son lugares posibles para la vida. No son tantos como creían los griegos – después de todo, ellos asumían que todo lo que podían ver en cielo estaba habitado, incluyendo a las estrellas. Pero nuestro conocimiento tanto de los requerimientos para la vida como las condiciones del sistema solar excede por mucho a Aristóteles y compañía. Y de hecho, nuestro conteo de mundos habitables aún pudiera ser bajo. Por ejemplo, está Tritón, la luna de Neptuno, en cuya superficie la nave espacial Voyager 2 descubrió géiseres. Tal vez Tritón es también una candidata para la vida. Después están los cometas fugaces, que son rutinariamente calentados al pasar cerca del Sol. Ellos, también, pudieran sorprendernos con ambientes habitables. La realidad es que aún no hemos descubierto un solo rasgo de vida extraterrestre. Pero es notorio y alentador de algún modo perverso, que los lugares que merecen la búsqueda exceden en gran medida nuestras capacidades de llevarlas a cabo. Quedan muchas fronteras, incluso por aquí cerca. December 01 Primigenia (V): PanspermiaEn este episodio se habla de la posibilidad de que la vida se haya originado fuera de nuestro planeta, cosa que no explica la cuestion fundamental, que es el origen de la vida, complicándola más aún si cabe, transportando dicho enclave a un sistema que no conocemos y de los que apenas tenemos referencias.PANSPERMIAPanspermia es la hipótesis que sugiere que la esencia de la vida prevalece diseminada por todo el universo y que la vida comenzó en la Tierra gracias a la llegada de tales semillas a nuestro planeta. Estas ideas tienen su origen en algunas de las consideraciones del filósofo griego Anaxágoras. El astrónomo Sir Fred Hoyle también apoyó la idea de la panspermia. Existen evidencias de bacterias capaces de sobrevivir largos períodos de tiempo incluso en el espacio exterior, lo que apoyaría el mecanismo subyacente de este proceso. Estudios recientes en la India apoyan la hipótesis. Otros han hallado bacterias en la atmósfera a altitudes de más de 40 km. Bacterias Streptococcus mitus que fueron llevadas a la Luna por accidente en la Surveyor 3 en 1967, pudieron ser revividas sin dificultad cuando llegaron de vuelta a la Tierra tres años después. Una posible consecuencia de la panspermia sería que la vida en todo el universo poseería una base bioquímica similar, a menos que hubiera más de una fuente original de vida. Una objeción a la panspermia es que las bacterias no sobrevivirían a las altísimas temperaturas y las fuerzas involucradas en un impacto contra la tierra, aunque no se ha llegado aún a posiciones concluyentes en este punto (ni a favor ni en contra), pues se conocen algunas especies de bacterias extremófilas capaces de soportar condiciones de radiación, temperatura y presión extremas que hacen pensar en que la vida pueda adquirir formas insospechadamente resistentes. El análisis del meteorito ALH84001, generalmente considerado como originado en el planeta Marte, sugiere que contiene estructuras que podrían haber sido causadas por formas de vida microscópica. Esta es hasta la fecha la única indicación de vida extraterrestre y aún es muy controvertida. Algunos rebaten con la panspermia a quienes sostienen que el origen de la vida es un hecho ciertamente improbable aduciendo que, allá donde comenzara la vida, su diseminación por el universo la siguió. Estas ideas han sido exploradas en diversas obras de ciencia ficción como en La invasión de los ladrones de cuerpos de Jack Finney (llevada al cine en dos ocasiones, la última de ellas bajo el título de La invasión de los ultracuerpos) y en la serie de novelas de Dragonrider de Anne McCaffrey. En el libro de John Wyndham, El día de los trífidos, el narrador en primera persona que escribe con tono de cronista rechaza la teoría de la panspermia y llega a la conclusión de que las plantas carnívoras son un producto de la biotecnología de la Unión Soviética. Algunas obras de ciencia ficción se apoyan en la idea de la panspermia para explicar las formas humanoides de algunos extraterrestres de ficción.
El ALH84001 o Allan Hills 84001 es un meteorito de origen marciano que creó gran controversia debido al descubrimiento de indicios que sugieren la posible existencia de vida unicelular en el planeta Marte. ALH84001, es una diogenita de color marrón oscuro de 1'931 Kg. de peso, que fue descubierto el 27 de diciembre de 1984 por una expedición del Instituto Smithsoniano estadounidense en la Antártida. Su nombre proviene de Allan Hills, el área antártica donde fue encontrado, y de la fecha. Es uno de los diecisiete meteoritos provenientes de Marte hallados hasta el 2005. Se estima que el ALH84001 se formó en Marte hace 4.500 millones de años y que agua líquida, rica en dióxido de carbono, se filtró en su interior hace unos 3.600 millones de años. Marte recibió el impacto de un meteorito unos 16 millones de años atrás que expulsó al ALH84001 fuera del planeta y, después de vagar por el espacio exterior, llegó a la Tierra hace unos 13.000 años. El meteorito contiene el isótopo nitrógeno-15 en cantidades muy similares a las halladas en la atmósfera de Marte y desconocidas en el resto de lugares del Sistema Solar analizados lo que llevó descartar la teoría de que proviniera del asteroide Vesta como se creía en un principio. Basándose en el estudio de unas formaciones semejantes a las bacterianas en su interior (en la fotografía), el 6 de agosto de 1996 la NASA anunció que una posible primitiva forma de vida microscópica podría haber existido en Marte hace más de 3.000 años pero el 16 de enero de 1998 la revista Science Magazine publicó un artículo en el que se rebatía esta posibilidad con evidencias aportadas por la Institución Oceanográfica Scripps de la Universidad de California: había pruebas claras de contaminación del hielo antártico circundante en el meteorito. Sin embargo, esto no descarta totalmente la primera teoría que, de verificarse, supondría la primera prueba de vida extraterrestre y corroboraría la validez de la hipótesis de la panspermia. La controversia continúa abierta. Existen algunas evidencias a favor como son las que se enumeran a continuación:
El análisis de otros muchos meteoritos hallados en la Antártida no aporta evidencias de fósiles bacterianos, moléculas orgánicas ni otros compuestos de origen biológico como ocurre con el ALH84001. Se hallaron hidrocarburos aromáticos poli cíclicos en el interior del meteorito en niveles mucho mayores de los que nunca antes se han encontrado en la Antártida mientras que la ausencia de los mismos en la corteza del mismo parecen indicar que estos compuestos no se deben a contaminación del hielo circundante. Existirían formas de vida similares a las encontradas, denominadas nanobacterias. Algunas evidencias en contra: Existen aminoácidos en el meteorito en niveles muy bajos pero similares a los del hielo circundante. Los análisis de carbono-14 parecen apuntar a más de un episodio de contaminación. Primigenia (VI): ExtremofiliaORGANISMOS EXTREMÓFILOS
El principal quehacer de la astrobiología o por lo menos uno de sus principales cometidos es la búsqueda de bacterias u otros organismos microscópicos. Como no tenemos "muestras" de vida extraterrestre, lo que se hace es estudiar algunos de los organismos más fascinantes y extraños de la tierra que vivan en ambientes extremos. Hasta hace relativamente poco creíamos que la vida sólo era posible en condiciones "normales", es decir en las condiciones en las que nos desarrollamos los animales superiores: pH neutro, temperatura cercana a los 37 ° C, fuerza iónica parecida a la de la sangre, presión atmosférica, en presencia de oxígeno y ausencia de radiación. La obsesión de la humanidad por preservar los alimentos llevó a desarrollar procedimientos de conservación basados en su exposición a condiciones letales o que impedían su desarrollo: esterilización por temperatura y radiación, exposición a elevadas concentraciones de sal o a un pH ácido. Precisamente el descubrimiento de microorganismos capaces de violar este precepto, de crecer en condiciones no permisivas, permitieron acuñar el concepto de extremófilos. Hoy en día no nos sorprende el saber que hay microorganismos que crecen a 115°C (como Pyrodictium una bacteria que vive en el suelo marino, a una temperatura de 105ºC), o que lo pueden hacer en los hielos polares a -35°C (siempre que puedan mantener el agua en estado líquido), en condiciones saturantes de sal (crecen en los cristalizadores de las salinas en donde la sal precipita), a bajo pH (en soluciones concentradas de ácido sulfúrico que a menudo producen) a pH elevado (en lagos alcalinos) o en hábitat expuestos a la radiación ionizante (circuitos de refrigeración de reactores atómicos). Y el más difícil se apura cada día: volcanes submarinos (temperatura y presión), basaltos cristalizados en los fondos submarinos, condiciones lunares, etc. La Astrobiología presta especial atención a la extremófilos ya que los mismos permiten explorar los límites de la vida y abrir así el abanico de posibilidades de encontrar vida fuera del planeta azul. Aquí en la Tierra, se estudia la vida en las ventilas hidrotermales, los estromatolitos que existen en lugares como Australia, o Cuatro Ciénegas, Coah. México. En España, se estudian las bacterias del Río Tinto. Con respecto a este último lugar sería conveniente hablar un poco de la cantidad de proyectos que se están llevando a cabo procedentes de entidades tan importantes como el Centro Nacional de Astrobiología y la NASA, como lo es el Snorkel, proyecto donde un grupo de nueve científicos de la NASA pretende estudiar a fondo el hábitat del río Tinto, ya que los científicos norteamericanos encuentran similitud con la superficie de Marte. Río Tinto se encuentra en la provincia de Huelva. Dicho accidente presenta un cauce de unos 90kilómetros de longitud. A lo largo de su recorrido, el río atraviesa una cuenca minera con piritas como elemento mineral fundamental de su geología, Sus aguas, por efecto de los metales, son rojas, densas, con una importante escasez de oxígeno y debido a estas condiciones extremas, se ha pensado que no es posible la vida. Todo ha cambiado, las últimas investigaciones han demostrado que las aguas del río Tinto, el río rojo, mantienen una importante biodiversidad, organismos microscópicos que viven entre metales pesados y para los que el oxígeno no es un elemento fundamental. Formas de vidas que podrían sobrevivir en lugares como Marte. La similitud perfecta con la vida fuera del planeta Tierra. Los experimentos continúan. En febrero de 2002, las conclusiones son esperanzadoras en cuanto a la posibilidad de la existencia de vida en condiciones extremas. La finalidad última del estudio que comenzó en Huelva a mediados de 2001 consiste en enviar un robot a la superficie del planeta rojo. Snorkel es un proyecto valorado en 1,2 millones de euros y forma parte a la vez de otro presupuestado en unos 12 millones y que ha sido denominado por la NASA como P-Tinto. Los científicos estadounidenses han trabajado con una sonda que estudia el fondo del río, un lugar a oscuras en el que los microorganismos se alimentan de metales pesados desde hace 500.000 años. El proyecto P-Tinto pretende crear un robot autónomo e inteligente que se mueva por Marte con independencia, al tener este planeta para los científicos la dificultad de que las imágenes que llegan de él hasta la tierra tardan unos 20 minutos. Los científicos estadounidenses, entre los que se encuentra la directora del Instituto de Astrobiología de la NASA, Rosalinda Grinr, quieren tener terminado el P-Tinto en el año 2004 como máximo, para enviar entonces a Marte el robot más ambicioso jamás pensado. El río Tinto presenta unas características especiales que le hacen asemejarse bastante al planeta marciano. La elección del río onubense para realizar las pruebas se debe a su alto contenido en hierro, sulfuros polimetálicos y un PH del 2,2, lo que le se asemeja bastante a Marte. Las condiciones especiales de PH del río Tinto -que provoca que los microorganismos que sobreviven en estas condiciones en lugar de oxidar materia orgánica oxiden minerales y sulfatos metálicos para obtener energía- lo hacen casi único en el planeta ya que sólo se dan condiciones semejantes en una montaña en Australia y un río en Canadá.
La NASA probará en estas condiciones casi imposibles para la vida su equipo de robots, cómo reaccionan ante la acidez del agua y su capacidad para analizar todos los factores biológicos y transformarlos en información, con el fin último de saber si alguna vez hubo vida en Marte. Las primeras investigaciones sobre la vida en el río Tinto comenzaron en 1990 a cargo del profesor de microbiología de la comunidad autónoma de Madrid Ricardo Amils (a la izquierda), que estudió las condiciones en las que vivían hongos, algas, protozoos y bacterias junto a metales pesados. Los resultados que se están obteniendo en este proyecto aumentan considerablemente la probabilidad de encontrar vida fuera del planeta Tierra. Lo que nos está contando el río Tinto es que es mucho más fácil adaptarse a las condiciones extremas de lo que pensábamos. Quizá la parte más interesante que se ha encontrado hasta ahora en dicha zona, es que en un ambiente extremo hay una mayor diversidad eucariótica, que procariótica. La importancia de tales estudios se debe al análisis de las condiciones que han permitido la vida de microorganismos en este río. Condiciones tales como la alta concentración de metales pesados, a través de la actividad minera durante siglos, la acidez de sus aguas, en torno al 2,3 por ciento de PH. Por ello se pensaba que era un río muerto sin posibilidad de que existiese vida. Estudios posteriores determinaron que había microorganismos que se alimentaban exclusivamente de minerales y en condiciones anóxicas, sin oxígeno, que asemejaban las condiciones de vida en el Río Tinto a las que se dan en el planeta Marte, aumentando las expectativas de los científicos de encontrar vida en condiciones extremas en otros planetas. Entre los proyectos futuros de los científicos se encuentra la inmersión de un minisubmarino en la denominada Peña de Hierro, un lago artificial de 60metros de profundidad y sin oxígeno para estudiar los microorganismos de su interior. Como ya se dijo anteriormente, uno de los principales intereses de la astrobiología es intentar explicar el origen de la vida, o por lo menos exponer hipótesis que se alejen de la banalidad y traten de contrastar un tema tan apasionante como es el origen de los seres vivos. Cuando hablamos del origen de la vida en la Tierra tratamos de regir de teorías tales como la de la panspermia, de la que se hablara con detalle a continuación antes de centrarnos en el origen de la vida desde el punto de vista molecular. Decir que la vida se origino fuera de la tierra, como trata de exponer la panspermia, es trasladar el mismo problema sobre el origen de la vida en sentido estricto a otro ambiente que además se nos haría más complejo su estudio, pues se daría en lugares de los que apenas tenemos información. November 25 Primigenia (I): Planetas extrasolares
Bueno, como muchos de vosotros sabréis, ya sea porque os lo haya dicho o por los títulos de los libros que tengo puestos en este blog, una de mis pasiones es la ciencia, y antes de continuar con la segunda parte sobre la evolución, creo que sería conveniente hablar de algo más primigenio, todo aquello que converge en una única disciplina, la física, concretamente la astrofísica y centrándome en el concepto de vida y la posibilidad de que exista ésta en otras zonas de nuestra vasta galaxia. Todo ello en varios capítulos. Espero que lo disfrutéis y sobre todo que sepáis valorar las maravillas que la ciencia nos puede aportar a lo largo y ancho de nuestra vida, nunca mejor dicho. INTRODUCCIÓN
No es objetivo de esta entrada sobre exobiología, hablar de abducidos, de platillos volantes, de marcianitos verdes, hombres de cabezas prominentes, individuos de medio metro, de ojos saltones y sucedáneos. En definitiva, nada relacionado con esos temas tan candentes que trata la ufología con fervor y pasión pero que no dejan de ser documentos y experiencias desvirtuadas que para mi gusto tienen más una explicación sociológica, psicológica y física antes que una explicación llena de banalidad cuya mayor misión es aprovecharse de la ignorancia de la gente. La posibilidad de que exista vida más allá de la Tierra, ya sea en nuestro sistemas solar o en cualquier otro rincón del universo no deja de ser una de las principales cuestiones que se hace el ser humano. Cuestión no menos importante que otras de tal relevancia como la existencia de Dios o de la posibilidad de la vida después de la vida, con la salvedad de que en las últimas décadas, la pregunta de existencia de vida en otros lugares del cosmos se ha alejado de la superchería, de prosaicas hipótesis que como ya se dijo anteriormente, trata de dar explicaciones científicas y no pseudocientíficas partiendo de una serie de herramientas como puede ser la que nos aporta el conocimiento de la física planetaria, etc. Antes de comenzar a hablar de los temas que enfoca la astrobiología creo que es necesaria una reflexión a modo de preámbulo sobre como ha ido variando la visión del Universo a lo largo de los siglos. Durante mucho tiempo prevaleció la postura geocéntrica de Tolomeo. Su aportación fundamental fue su modelo del universo: creía que la Tierra estaba inmóvil y ocupaba el centro del universo, y que el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas, giraban a su alrededor. Hasta que un tal Copérnico entró en escena y tras minuciosos estudios y años de trabajo pudo desarrollar el primer modelo matemático heliocéntrico del Sistema Solar (su obra más importante, De Revolutionibus Orbium Coelestium, fue escrita a lo largo de unos veinticinco años de trabajo entre 1507 y 1532 pero fue publicada póstumamente el 1543 por Andreas Osiander). La astronomía moderna puede considerar a Copérnico como su principal fundador al pasar de un universo geocéntrico a un cosmos heliocéntrico y cambiando irreversiblemente la visión del cosmos que había prevalecido hasta entonces. Es preciso centrar el valor real de su obra en el hecho de reimponer teorías ya rechazadas por el sentido común y de darles una estructuración coherente y científica. Aunque también es cierto que la ruptura básica que representaba para la ideología religiosa medieval, la sustitución de un cosmos cerrado y jerarquizado, con el hombre como centro, por un Universo homogéneo e infinito, situado alrededor del Sol, hizo dudar a Copérnico de publicar su obra para evitar problemas más que previsibles con la Iglesia.
PLANETAS EXTRASOLARES
También la visión ególatra del ser humano le hizo creer que solo existía nuestro sistema planetario formado por ocho planetas y demás elementos transneptunianos. Hoy por hoy y gracias al avance de las técnicas de detección se ha logrado vislumbrar la existencia de numerosos planetas extrapolares y de los que hablaremos detalladamente en líneas posteriores. Con toda esta serie de datos pretendemos hacer ver a aquel que lea estas páginas que al igual que ha ido variando la perspectiva de todo aquello que nos rodea gracias al avance tecnológico y científico, principales enemigos de la ignorancia, también es previsible que nuestra visión de la vida y nuestra tendencia a creer que somos únicos en este vasto universo cambie gracias al avance prometedor de la ciencia. Pasamos de una visión geocéntrica del cosmos a una heliocéntrica, pensábamos que nuestros planetas eran los únicos que rondaban por el universo y ya van casi doscientos planetas descubiertos hasta la fecha y es más que probable que dentro de algunos años logremos encontrar vida en el sentido estricto de la expresión (con ello nos referimos a que no necesariamente tiene porque ser modos de vida complejos). Ahora la cuestión es si es la vida un proceso que forma parte de la evolución del universo. El primer planeta extrasolar descubierto orbitando una estrella de la secuencia principal fue 51 Pegasi b, descubierto en 1995 por Michel Mayor y Didier Quelo. La estrella principal era 51 Pegasi. Este planeta tiene una masa comparable a la de Júpiter. Unos meses más tarde el equipo americano de la Universidad de California anunció el descubrimiento de 2 nuevos planetas. Desde entonces más de un centenar de planetas han sido descubiertos por diferentes grupos internacionales. Hasta la fecha de hoy se conocen 180 planetas extrasolares en 149 sistemas planetarios, 18 de los cuáles son múltiples. El más semejante a la Tierra, en masa, es el OGLE-2005-BLG-390L b, descubierto en 2005, y cuya masa vale unas 5,5 veces la masa de la Tierra. El primer sistema extrasolar con más de un planeta fue Upsilon Andromedae. Aunque ninguno de los planetas orbitando estrellas propiamente dichas ha sido observado directamente (debido a la gran diferencia entre el brillo del planeta) se ha informado recientemente (septiembre 2004) del descubrimiento de un planeta gigante orbitando una enana marrón. En este caso el contraste de luz entre ambos objetos es mucho menor, lo que ha permitido obtener la primera imagen de un planeta extrasolar aunque este descubrimiento está bajo proceso de verificación. En la actualidad hay numerosos proyectos de las agencias espaciales NASA y ESA de desarrollo de misiones capaces de detectar y caracterizar la abundancia de planetas así como de detectar planetas de tipo terrestre (el primero descubierto hasta la fecha: Gliese 876 d). La ambiciosa misión Darwin/TPF propuesta para dentro de 20 años sería capaz de analizar las atmósferas de estos planetas terrestres teniendo la capacidad de detectar vida extraterrestre mediante el análisis espectral de estas atmósferas. Estos datos permitirán abordar estadísticamente cuestiones profundas como la abundancia de sistemas planetarios parecidos al nuestro o el tipo de estrellas en los que es más fácil que se formen planetas. Durante los primeros años de descubrimientos de planetas extrasolares la mayoría de éstos eran sistemas peculiares con periodos orbitales pequeños y órbitas excéntricas muy cercanas a la estrella central. El método de las velocidades radiales favorecía el descubrimiento de planetas gigantes muy cercanos a su estrella central, algunos de ellos en órbitas más pequeñas que la órbita de Mercurio. Estos planetas se llaman a veces Júpiters calientes. En los últimos años los astrónomos han podido refinar sus métodos encontrando sistemas planetarios más parecidos al nuestro. Sin embargo, una fracción importante de los sistemas planetarios posee planetas gigantes en órbitas pequeñas, muy diferentes a nuestro Sistema Solar. La detección de planetas tipo terrestre permanece fuera de las capacidades tecnológicas actuales. En todo caso todos los planetas extrasolares detectados hasta la fecha son gigantes gaseosos, sus masas son grandes, comparables a la de Júpiter aunque típicamente más masivos. Recientemente se han descubierto nuevos candidatos planetarios con masas de unas 15 veces la masa terrestre, es decir, comparables a Neptuno. Los objetos más masivos y cercanos a la estrella principal han revolucionado las teorías sobre formación planetaria. Existe un cierto consenso sobre la formación de estos planetas en órbitas más externas y su migración temprana hacia las órbitas interiores. Esta migración está determinada por la interacción gravitatoria con el disco circunestelar de material en el que se forma el planeta. En este apartado parece haber una cierta relación entre la metalicidad de la estrella central y la presencia de planetas. El planeta extrasolar del que se conocen más datos recibe el nombre de HD209458b, provisionalmente llamado Osiris. Se trata de un planeta de tipo Júpiter caliente con la masa de un gigante gaseoso pero orbitando muy cerca de su estrella principal (0,7 veces la masa de Júpiter). El planeta pasa por delante de su estrella periódicamente ofreciendo tránsitos con los que se ha podido obtener una mayor información sobre su órbita, tamaño y atmósfera. El análisis de las medidas disponibles ha puesto en evidencia que la atmósfera de hidrógeno que envuelve a HD 209458b se eleva hasta 200.000 Km. de altura, lo que hace que el astro parezca tres veces mayor que lo previsto. El planeta HD 209458b está muy cerca de su estrella (a menos de 7 millones de kilómetros cuando la Tierra se encuentra a 150 millones de kilómetros del Sol), gira en una órbita cuya revolución dura 3,5 días. Por otra parte, su trayectoria tiene tal orientación que, si se observa desde la Tierra, el planeta corta siempre la línea de mira. El planeta pasa con regularidad, durante unas tres horas, delante del disco brillante de HD 209458. A continuación, se produce una ligera disminución de la cantidad de radiación captada, atenuación que se registró en tres ocasiones –los días 7-8 de septiembre, 14-15 de septiembre y 20 de octubre de 2001- con un espectrógrafo ultravioleta STIS del telescopio espacial Hubble. El resultado es que la sombra del planeta mientras desfila delante de su estrella es francamente gigantesca, lo que demuestra que existe una enorme atmósfera de hidrógeno. El planeta HD 209458b flota literalmente por encima de las llamas del astro que le ha dado vida y por ende, se manifiestan los efectos de la proximidad de la estrella madre... que calienta e irradia. La temperatura a baja altitud alcanza los 1.300 °C. Más arriba, el gas sale de la zona de influencia gravitacional. Los átomos de hidrógeno se escapan a más de 360.000 kilómetros/hora, impulsados hacia el vacío espacial por la radiación de la estrella. La atmósfera del planeta se evapora. La atmósfera extendida es insuflada lentamente por el flujo de radiaciones estelares calientes. Un modelo digital sencillo muestra que el gas adopta una configuración de cola de cometa y que se dispersa en el espacio a una cadencia de unas 10.000 toneladas por segundo. El planeta va perdiendo materia poco a poco. De ser así, HD 209458b terminará su existencia como un objeto desnaturalizado, supuestamente más compacto y caliente, con un peso comparable al de Neptuno. La evolución y la posterior evolución de los planetas a partir de un disco de gas y de polvo cerca de una estrella joven sería entonces más dinámica de lo que se pensaba hasta ahora. Hasta pronto. Primigenia (II): Astrobiología.En este segundo episodio de esta serie que está arrasando.... .....me dispongo a seguir con el proceso gradual sobre el tema que de verdad acontece a estas entradas, la astrobiología. Abarcando temas tan interesantes como la definición de vida que dan diferentes ramas de la ciencia (cuando vuelva con el tema de la selección natural y Darwin, el punto sobre la definición termodinámica es de crucial interés y es donde más se le va a meter caña en el concepto de evolución) Que lo disfrutéis ASTROBIOLOGÍA
La astrobiología, también conocida como exobiología o xenobiología, es un campo científico interdisciplinar que está relacionado con ciencias tales como la astrofísica, la biología, la química, la geología, la informática o la antropología. Su campo de estudio es amplio y se dedica principalmente a investigar el origen de la vida en la Tierra y la posibilidad de que tales procesos se hayan dado en otros mundos. Es la única disciplina seria que trata la búsqueda de vida extraterrestre. Algunas de las cuestiones que trata de responder son las siguientes: Ø ¿Qué es la vida? Ø ¿Cómo surgió la vida en la Tierra? Ø ¿Cómo evoluciona y se desarrolla? Ø ¿Hay vida en otros lugares del Universo? Ø ¿Cuál es el futuro de la vida en la Tierra y en otros lugares? La exobiología esta dejando, poco a poco, de competerle únicamente a la ciencia ficción. Diferentes instituciones científicas y educativas en todo el mundo se dedican seriamente a la búsqueda de vida en otros planetas.
CONCEPTO DE VIDA
Antes de hablar del origen de la vida sería interesante saber que se entiende por vida desde diferentes perspectivas o ramas de la ciencia, que aunque parezca obvio, es una cuestión harto compleja de ser respondida. La vida es un concepto abstracto y por tanto difuso y difícil de definir. Por esto se suele definir en contraposición a la no vida o lo inerte, especialmente aludiendo a las propiedades diferenciadoras. La frontera entre lo vivo y lo no vivo tampoco está clara, ya que hay estructuras como los virus que no comparten todas las propiedades de la materia viva. Como tampoco está clara la frontera entre la vida y la muerte, haciendo difícil determinar cuando acontece exactamente esta última. Todos los seres vivos comparten algunas características comunes:
1. Los seres vivos requieren energía, es decir, se alimentan. 2. Los seres vivos crecen y se desarrollan. 3. Los seres vivos responden a su medio ambiente. 4. Los seres vivos se reproducen por sí mismos. Sin necesitar ayuda externa. Siendo éste un hecho clave.
A pesar de todo, definir así la vida sería una versión suave de la definición fisiológica que se explica más adelante. Ésta es muy simple y permite incluir como seres vivos, por ejemplo, a los cristales minerales los cuales crecen, responden al medio, se reproducen y por supuesto consumen energía al crecer y propagarse. Se hace necesario, pues, buscar otras características propias de la vida más allá de las puramente intuitivas. La definición de vida, en realidad, es algo bastante más complejo y difícil se hace el dar una u otra definición por buena, como veremos. Tal definición ha seguido una evolución paralela a la que ha seguido la ciencia que la define, la biología. DEFINICIÓN FISIOLÓGICA. Un organismo vivo es aquel, compuesto por materia orgánica (C, H, O, N, S, P), capaz de llevar a cabo funciones tales como comer, metabolizar, excretar, respirar, moverse, crecer, reproducirse y responder a estímulos externos. Pero tales funciones no parecen ser del todo determinantes. Un coche las realiza todas y, sin embargo, no es un ser vivo. Por el contrario ciertas bacterias quimiosintéticas anaerobias estrictas no realizan la respiración. Esta definición como vemos no se ajusta correctamente, hoy día, y a pesar de su popularidad inicial, ha sido ya desechada. DEFINICIÓN METABÓLICA. Un sistema vivo es un objeto con una frontera definida que continuamente intercambia sustancias con el medio circundante sin alterarse. También ha sido rechazada por no poder incluir objetos vivos tales como las semillas, las esporas, o bacterias encapsuladas en estado de latencia. Y también por definir como vivos entidades tales como el fuego. DEFINICIÓN BIOQUÍMICA. Todo organismo vivo contiene información hereditaria reproducible codificada en los ácidos nucleicos los cuales controlan el metabolismo celular a través de unas moléculas (proteínas) llamadas enzimas que catalizan o inhiben las diferentes reacciones biológicas. A pesar de ser más precisa y acertada, tampoco se la considera una definición válida ya que excluye la vida fuera de la química que conocemos y, por ejemplo, la imposibilita en el campo cibernético algo, que hasta ahora, no se ha demostrado. DEFINICIÓN GENÉTICA. La vida es todo sistema capaz de evolucionar por selección natural. Una vez más, tal definición no es aceptada por muchos biólogos ya que incluye los virus dentro del grupo de los seres vivos y podría en un futuro introducir algún virus informático polimórfico que incluyera algún tipo de rutina avanzada de evolución darwiniana. Por supuesto nadie diría que tal programa de ordenador fuera un sistema vivo. DEFINICIÓN TERMODINÁMICA. Los sistemas vivos son regiones localizadas donde se produce un continuo incremento de orden sin intervención externa. Esta definición, quizá la mejor y más completa, nace de la nueva y mejor comprensión del Universo que se ha tenido en este último siglo. Se basa en el segundo principio de la termodinámica, el cual dice que la entropía o desorden, del universo siempre aumenta. Esta poderosa ley de la física nos dice que la tendencia natural de todo objeto material es aumentar su entropía, la vida es un sistema que iría en contra de esa tendencia. De hecho, es considerada por muchos científicos como un sistema físico-químico emergente extraordinariamente complejo. El aumento de orden en un sistema vivo no incumpliría el citado principio termodinámico en forma global, ya que ello se hace siempre a expensas de un incremento de entropía en el Universo. Así pues, la vida formaría parte también de los llamados sistemas complejos.
Continuará... Primigenia (III): ¿Por qué el carbono?
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