Una nueva hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra puede servir para buscarla en el espacio.
Francisco J. Franco del Amo
pacofranco2@gmail.com
En abril de 2010 se cumplió el cincuenta aniversario del inicio del programa de Búsqueda de Inteligencia Extra-Terrestre (Search for Extraterrestial Intelligence, SETI). En 1960, el astrónomo de la Universidad de Cornell Frank Drake utilizó un radio telescopio para explorar las estrellas Tau Ceti y Epsilon Eridani en busca de señales de radio frecuencia que pudieran indicar la existencia de civilizaciones más allá de los límites del sistema solar. Como todo el mundo sabe, el resultado de su experimento fue negativo, al igual que el de todos los demás que se llevaron a cabo después para buscar lo mismo. Han sido cincuenta años de silencio bastante decepcionante, pero los proyectos SETI han servido de pretexto para varios proyectos científicos de astrobiología que ahora comienzan a dar frutos.
La paradoja de Fermi
El proyecto de Drake, que se llamada Ozma en homenaje a la Reina de Oz, el personaje del famoso libro de Frank Baum, estaba inspirado en la paradoja que formulo en 1950 el físico italiano Enrico Fermi y que viene a decir algo así como que si en el universo existieran otras civilizaciones tecnológicamente avanzadas, los seres humanos deberíamos de ser capaces de detectarlas de un modo u otro. Si no lo conseguimos es porque la vida extraterrestre es mucho más escasa de lo que creemos, porque nuestras observaciones aún son incompletas, o porque no estamos buscado en la dirección correcta ni con las herramientas adecuadas. Paul Davies, el famosísimo astro-biólogo y divulgador científico británico autor del best-seller “La mente de Dios”, ha revisado la paradoja de Fermi en su nuevo libro “The Eire Silence” y versiona sus hipótesis diciendo que si todavía no hemos encontrado otras civilizaciones en el infinito y mas allá puede ser (a) porque la vida es tan improbable que la Tierra es el único lugar del universo en que existe; (b) porque la vida es muy común en el universo, pero la inteligencia es tan rara que los humanos somos los únicos seres inteligentes de la galaxia; (c) porque la vida y la inteligencia son comunes en el universo, pero la ciencia es un rasgo único de la Tierra; o (d) porque las señales de vida extra-terrestre están por todas partes, pero los humanos somos incapaces de reconocerlas. Aunque algunas de las hipótesis de Davies parecen fruto del legendario humor británico, lo cierto es que los científicos que estudian estos asuntos comienzan a pensar que la última propuesta es bastante probable y lo que resulta más sorprendente: los datos en que se basan provienen de aquí al lado, y no de una galaxia muy lejana.
Retrato del primer terrícola
Un enfoque que utilizan los astrobiólogos para intentar averiguar que tipo de vida extraterrestre cabría esperar consiste en plantear como serían las primeras formas de vida en la Tierra, aquellas que latieron por primera vez hace 4.000 millones de años, cuando la superficie de nuestro planeta todavía estaba incandescente y la atmósfera no contenía oxígeno. Bill Martin, de la Universidad de Dusseldorf, cree que las primeras pinceladas al retrato de esos seres deben darse utilizando los rasgos biológicos que compartimos todos los seres vivos del planeta. Opina que si una determinada característica es común a todos los grupos de seres vivos es porque ya estaba presente en el antecesor de todos ellos. Algo parecido a cuando intentamos averiguar el parentesco entre varias personas fijándonos en su parecido físico. La lista de rasgos fundamentales incluye: una membrana que protege y separa del exterior, un mecanismo para fabricar energía, ácidos nucleicos, proteínas, código genético y ribosomas, que son los orgánulos celulares capaces de producir proteínas a partir de la información contenida en el ADN. Las bacterias y las arqueas, los dos tipos de seres vivos más sencillos, comparten todos estos rasgos.
Energía contracorriente
Las dos primeros rasgos son el quid de la cuestión. De hecho, cualquier hipótesis sobre el origen de la vida que se precie debe comenzar resolviendo como estaba separado del medio el primer ser vivo, que tenía dentro y como fabricaba energía. Si se consigue resolver estos aspectos, los demás surgen como consecuencia. En lo que se refiere al mecanismo de producción de energía, hasta hace poco prevalecía la hipótesis del origen químico, que plantea que la energía de los alimentos se acumula en el adenosín trifosfato (ATP), una molécula que luego funciona como moneda energética en muchos procesos metabólicos. Sin embargo, ha ido ganando terreno la teoría del origen eléctrico, según la cual la energía que contienen los alimentos se usa para bombear átomos de hidrógeno a través de las membranas de la célula, creando diferencias de concentración a uno lado y el otro. Cuando cesa el esfuerzo, los átomos de hidrógeno emprenden el camino de regreso, liberando energía que se usa para fabricar ATP. Sería un mecanismo parecido al de subir agua a una depósito elevado para luego dejarla caer y aprovechar su bajada para mover una noria.
Esta teoría, que fue formulada por Peter Mitchell, un genio incomprendido, tardó mucho tiempo en ser aceptada por los científicos, que se preguntaban porqué la vida habría de adoptar un sistema tan complicado. Sin embargo, se comprobó que la quimiosíntesis, que así se llama este mecanismo, es ubícua en la naturaleza y es un proceso fundamental en la respiración celular de los animales y la fotosíntesis de los vegetales, los dos procesos metabólicos más importantes. En 1978 Mitchell recibió el premio Nobel por su descubrimiento.
Primeras membranas celulares
Resulta un poco sorprendente, pero actualmente las mejores soluciones al problema de cómo estaba separado del entorno el primer ser vivo provienen de la geoquímica, y no de la biología. En la década de los años 90 del pasado siglo, Mike Rusell, un geoquímico del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, predijo la existencia en el fondo del mar de respiraderos alcalinos, un tipo de estructura que hasta entonces solo se conocía en rocas de gran antigüedad. Los respiraderos se formaron cuando el agua de mar reaccionó con el olivino, un mineral muy abundante en el fondo oceánico. La reacción produjo serpentina y liberó una gran cantidad de hidrógeno, líquidos alcalinos y calor, que manaron a través del fondo oceánico a través de chimeneas. Las predicciones de Rusell se confirmaron en el año 2000, cuando Deborah Kelley y su equipo, de la Universidad de Washington, descubrieron en la dorsal de la mitad de Atlántico la Ciudad Perdida, un inmenso campo de columnas de roca que se formaron al precipitar los carbonatos que contenían los líquidos alcalinos que manaron del fondo. Las columnas estaban acribilladas por miles de poros diminutos, algunos de los cuales no eran mucho mayores que las células actuales. En 2008 se descubrió que los poros contenían hidrógeno, metano y otros hidrocarburos de pequeño tamaño. Además, las sales minerales del fluido alcalino permiten la formación de diferentes tipos de moléculas orgánicas simples.
Si damos crédito a estos descubrimientos e hipótesis, el retrato resultante de juntar todas las piezas es sorprendente: el último antecesor común a todos los seres vivos de la Tierra no fue una célula, sino una roca llena de microporos en los que tuvieron lugar las reacciones bioquímicas primordiales y que producía energía mediante gradientes de hidrógeno. En este reactor natural se sintetizaron las primeras moléculas orgánicas. Luego, algunos fragmentos se libraron originando las primeras células, de las que evolucionarían las bacterias y las arqueas. Por tanto, el antecesor de los primeros seres vivos no es en absoluto reconocible, y no se hubiese encontrado de seguir buscando formas parecidas a lo que hoy conocemos como células. Una lección interesante de la imaginación y creatividad científica que puede servir para buscar vida extraterrestre.