Sólo tenemos un ejemplo de formación biológica en el universo: la vida en la Tierra. Pero ¿y si la vida puede formarse de otras maneras? ¿Cómo se busca vida extraterrestre cuando no se sabe cómo podría ser?
Estas preguntas preocupan a los astrobiólogos, que son científicos que buscan vida más allá de la Tierra. Los astrobiólogos han intentado elaborar reglas universales que rijan el surgimiento de sistemas físicos y biológicos complejos tanto en la Tierra como más allá.
Soy un astrónomo que ha escrito extensamente sobre astrobiología. A través de mi investigación, he aprendido que es probable que la forma más abundante de vida extraterrestre sea microbiana, ya que las células individuales pueden formarse más fácilmente que los organismos grandes. Pero, por si acaso hay vida extraterrestre avanzada por ahí, estoy en el consejo asesor internacional del grupo que diseña los mensajes que se enviarán a esas civilizaciones.
Detectando vida más allá de la Tierra
Desde el primer descubrimiento de un exoplaneta en 1995, se han encontrado más de 5.000 exoplanetas, o planetas que orbitan otras estrellas.
Muchos de estos exoplanetas son pequeños y rocosos, como la Tierra, y se encuentran en las zonas habitables de sus estrellas. La zona habitable es el rango de distancias entre la superficie de un planeta y la estrella que orbita que permitiría que el planeta tuviera agua líquida y, por lo tanto, sustentara la vida tal como la conocemos en la Tierra.
La muestra de exoplanetas detectados hasta ahora proyecta 300 millones de experimentos biológicos potenciales en nuestra galaxia, o 300 millones de lugares, incluidos exoplanetas y otros cuerpos como lunas, con condiciones adecuadas para que surja la biología.
La incertidumbre para los investigadores comienza con la definición de vida. Parece que definir la vida debería ser fácil, ya que reconocemos la vida cuando la vemos, ya sea un pájaro volando o un microbio moviéndose en una gota de agua. Pero los científicos no se ponen de acuerdo sobre una definición, y algunos piensan que podría no ser posible una definición integral.
La NASA define la vida como una «reacción química autosostenida capaz de evolución darwiniana». Eso significa organismos con un sistema químico complejo que evolucionan adaptándose a su entorno. La evolución darwiniana dice que la supervivencia de un organismo depende de su adaptación a su entorno.
Los exoplanetas son remotos y cientos de millones de veces más débiles que sus estrellas madre, por lo que estudiarlos es un desafío. Los astrónomos pueden inspeccionar las atmósferas y superficies de exoplanetas similares a la Tierra utilizando un método llamado espectroscopia para buscar firmas químicas de vida.
La espectroscopia podría detectar firmas de oxígeno en la atmósfera de un planeta, que los microbios llamados algas verdeazuladas crearon mediante la fotosíntesis en la Tierra hace varios miles de millones de años, o firmas de clorofila, que indican vida vegetal.
La definición de vida de la NASA conduce a algunas preguntas importantes pero sin respuesta. ¿La evolución darwiniana es universal? ¿Qué reacciones químicas pueden conducir a la biología fuera de la Tierra?
Evolución y complejidad
Toda la vida en la Tierra, desde una espora de hongo hasta una ballena azul, evolucionó a partir de un último ancestro común microbiano hace unos 4 mil millones de años.
Los mismos procesos químicos se observan en todos los organismos vivos de la Tierra, y esos procesos podrían ser universales. También podrían ser radicalmente diferentes en otros lugares.
En octubre de 2024, un grupo diverso de científicos se reunió para pensar de manera innovadora sobre la evolución. Querían dar un paso atrás y explorar qué tipo de procesos crearon orden en el universo (biológicos o no) para averiguar cómo estudiar el surgimiento de la vida, totalmente diferente a la vida en la Tierra.
Dos investigadores presentes argumentaron que los sistemas complejos de sustancias químicas o minerales, cuando se encuentran en entornos que permiten que algunas configuraciones persistan mejor que otras, evolucionan para almacenar mayores cantidades de información. A medida que pasa el tiempo, el sistema se volverá más diverso y complejo, adquiriendo las funciones necesarias para la supervivencia, a través de una especie de selección natural.
Especularon que podría haber una ley que describiera la evolución de una amplia variedad de sistemas físicos. La evolución biológica a través de la selección natural sería solo un ejemplo de esta ley más amplia.
En biología, la información se refiere a las instrucciones almacenadas en la secuencia de nucleótidos en una molécula de ADN, que en conjunto forman el genoma de un organismo y dictan cómo se ve y cómo funciona el organismo.
Si se define la complejidad en términos de teoría de la información, la selección natural hará que un genoma se vuelva más complejo a medida que almacene más información sobre su entorno.
La complejidad podría ser útil para medir el límite entre la vida y la no vida.
Sin embargo, es erróneo concluir que los animales son más complejos que los microbios. La información biológica aumenta con el tamaño del genoma, pero la densidad de información evolutiva disminuye. La densidad de información evolutiva es la fracción de genes funcionales dentro del genoma, o la fracción del material genético total que expresa la aptitud para el medio ambiente.
Los organismos que la gente considera primitivos, como las bacterias, tienen genomas con una alta densidad de información y, por lo tanto, parecen mejor diseñados que los genomas de las plantas o los animales.
Una teoría universal de la vida sigue siendo difícil de alcanzar. Dicha teoría incluiría los conceptos de complejidad y almacenamiento de información, pero no estaría vinculada al ADN ni a los tipos particulares de células que encontramos en la biología terrestre.
Implicaciones para la búsqueda de vida extraterrestre
Los investigadores han explorado alternativas a la bioquímica terrestre. Todos los organismos vivos conocidos, desde las bacterias hasta los humanos, contienen agua, y es un disolvente esencial para la vida en la Tierra. Un disolvente es un medio líquido que facilita las reacciones químicas de las que podría surgir la vida. Pero la vida también podría surgir de otros disolventes.
Los astrobiólogos Willam Bains y Sara Seager han explorado miles de moléculas que podrían estar asociadas con la vida. Los disolventes plausibles incluyen ácido sulfúrico, amoníaco, dióxido de carbono líquido e incluso azufre líquido.
La vida extraterrestre podría no basarse en el carbono, que forma la columna vertebral de todas las moléculas esenciales de la vida, al menos aquí en la Tierra. Es posible que ni siquiera necesite un planeta para sobrevivir.
Las formas avanzadas de vida en planetas alienígenas podrían ser tan extrañas que sean irreconocibles. A medida que los astrobiólogos intentan detectar vida fuera de la Tierra, necesitarán ser creativos.
Una estrategia es medir las firmas minerales en las superficies rocosas de los exoplanetas, ya que la diversidad mineral sigue la evolución biológica terrestre. A medida que la vida evolucionó en la Tierra, utilizó y creó minerales para exoesqueletos y hábitats. Los cien minerales presentes cuando se formó la vida por primera vez han aumentado a unos 5.000 en la actualidad.
Por ejemplo, los circones son simples cristales de silicato que datan de la época anterior al inicio de la vida. Un circón encontrado en Australia es el trozo más antiguo conocido de la corteza terrestre. Pero otros minerales, como la apatita, un mineral complejo de fosfato de calcio, son creados por la biología. La apatita es un ingrediente principal en los huesos, los dientes y las escamas de los peces.
Otra estrategia para encontrar vida diferente a la de la Tierra es detectar evidencia de una civilización, como luces artificiales o el contaminante industrial dióxido de nitrógeno en la atmósfera. Estos son ejemplos de trazadores de vida inteligente llamados tecnofirmas.
No está claro cómo y cuándo ocurrirá una primera detección de vida fuera de la Tierra. Podría ser dentro del sistema solar, olfateando atmósferas de exoplanetas, o detectando señales de radio artificiales de una civilización distante.
La búsqueda es un camino tortuoso, no un camino directo. Y eso es para la vida tal como la conocemos; para la vida como no la conocemos, todo está perdido.
Con información de Phys.org
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