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viernes, 3 de abril de 2009

Panspermia



Cada cierto tiempo suele aparecer en los medios de comunicación una noticia sobre la posibilidad de que la vida en este planeta hubiera aparecido gracias a la colonización por parte de microorganismos provenientes del espacio exterior. Es lo que suele conocerse como teoría de la panspermia. En cuanto sale dicha noticia se suele formar un revuelo en las clases de microbiología por las numerosas preguntas de los alumnos.

La más reciente es la de que un grupo indio del ISRO (Indian Space Research Organisation) ha conseguido aislar una serie de microorganismos de las capas superiores de la estratosfera, a unos 40.000 metros sobre el nivel del mar. Para ello dispusieron en un globo estratosférico con una serie de cilindros que se abren y cierran herméticamente a distintas alturas. Posteriormente el contenido es analizado. En las pruebas microbiológicas se aislaron doce especies bacterianas y seis hongos. No es la primera vez que se aíslan microorganismos en dichas zonas de la atmósfera, lo llamativo es la reclamación del grupo investigador de que dichas bacterias puedan tener un origen extraterrestre, aunque reconocen que sus resultados no son conclusivos.




Globo estratosférico del ISRO dispuesto para ser lanzado


Tras analizar el 16S rRNA encontraron que nueve de los aislados tenían un 98% de similitud con especies terrestres ya descritas. Pero había tres especies de bacterias nuevas a las que han bautizado como Janibacter hoylei en honor a Fred Hoyle, el astrónomo defensor de la panespermia, Bacillus isronensis por la contribución del ISRO, y Bacillus aryabhata, en honor al astrónomo indio Aryabhata que vivió en el siglo V. Una de las características más llamativas de dichas especies bacterianas es que son muy resistentes a la radiación UV. Eso es lógico si pensamos que fueron aisladas por encima de la capa de ozono, aunque no es una propiedad rara. Deinococcus radiodurans presenta una resistencia mucho mayor a dicha radiación. Adicionalmente, las especies de Bacillus presentan endosporas y esas dos no son una excepción. En cuanto a Janibacter, es un género de actinobacteria que suele aislarse de sitios con una alta contaminación en residuos industriales.



Los esteroisómeros L y D de los aminoácidos son geométricamente distintos, de manera similar a la mano izquierda y la derecha, aunque la composición sea la misma.




Otro resultado pro-panspermia es la presencia de moléculas orgánicas en el polvo interestelar. Pero una cosa es que se formen moléculas orgánicas en el espacio y otra muy distinta es que se forme vida. Sin embargo algunas veces aparecen resultados muy llamativos como el expuesto en un artículo publicado en la revista PNAS sobre la preferencia de los estereoisómeros levógiros en los aminoácidos que se encuentran en los meteoritos. Muchas moléculas orgánicas vienen en versión "derecha" o "izquierda". Tienen idéntica composición química pero su geometría es distinta, por eso se les conoce como isómeros D y L respectivamente. Es lo que le sucede a nuestras manos: tienen cinco dedos, uñas y palmas, pero son imágenes especulares. Cuando uno sintetiza artificialmente un aminoácido como la leucina en el laboratorio se encuentra con que el 50% de los mismos está en forma L y el otro en forma D. Lo curioso es que la vida en este planeta prefiere a los L-aminoácidos para sus proteínas y no a los D. Con los azúcares parece funcionar al contrario. Se suelen preferir las formas D a las L. El porqué de dicha elección es un misterio, aunque todo parece indicar que fue al azar.


O puede que no. Daniel Glavin y Jason Dworkin, astrobiólogos del NASA's Goddard Space Flight analizaron muestras de seis meteoritos que se suponen que muestran una composición bastante similar a la del Sistema Solar en sus primeros momentos. En tres de ellos encontraron que la proporción de estereoisómeros L y D era similar. Pero en otros tres encontraron que había más formas L que D. En concreto, la proporción contenida en el meteorito Murchinson era de 68'5% y 31'5% para las formas L y D de la isovalina, un aminoácido no presente en las proteínas.

Fragmento del meteorito Murchison


¿Qué indica dicho resultado? Según dichos autores que en nuestro sistema solar parece haber una preferencia por las formas L de los aminoácidos, aunque seguimos sin saber porqué. Glavin y Dworkin proponen que esa preferencia es debido al efecto de la luz polarizada sobre las reacciones que suceden en los asteroides. Dicha luz polarizada establecería un desequilibrio en el reparto y posteriores reacciones aumentarían dicho desequilibrio. Según los defensores de la panspermia, la caída de un meteorito con dicho desequilibrio en estereoisómeros podría haber funcionado como una "semilla" pre-estableciendo la preferencia por las formas L. Pero sin embargo el resultado parece afectar sólo a la isovalina, que recordemos es un aminoácido no proteico. Los veinte aminoácidos proteicos (bueno, los diecinueve porque la glicina no cuenta) no muestran ese desequilibrio en sus estereoisómeros. Así que parece un poco arriesgado afirmar que hay una preferencia por las formas L en base a lo que sucede con un sólo aminoácido.

Pero la teoría de la panspermia tiene otras dificultades. Por un lado necesita explicar como surgió la vida en otro lugar distinto a la Tierra, sea ese lugar otro planeta o el espacio. Si tenemos en cuenta que no sabemos muy bien cómo sucedió aquí, el lugar que mejor conocemos del universo, resulta difícil imaginar como pudo surgir en otro sitio del cual no conocemos casi nada. Luego tiene que explicar como dicha vida pudo viajar, y aguantar, desde donde se originó hasta llegar a nuestro planeta. Y finalmente tiene que explicar como pudo sobrevivir a la entrada a través de la atmósfera.


Historia del seguimiento del impacto del asteroide 2008 TC3. (Fuente bibliográfica: Nature)



Porque si bien es cierto que en los meteoritos pueden encontrarse moléculas orgánicas eso no quiere decir que provengan de un ser vivo. La reciente caída de un asteroide que ha podido ser seguido en tiempo real muestra que un gran pedazo de roca espacial de un tamaño de 5 metros cúbicos, se convierte en una multitud de 280 pequeños meteoritos rocosos en los que se nota que han sido sometidos a una gran temperatura por efecto del rozamiento con la atmósfera. Probablemente la entrada en la atmósfera sea uno de los mejores sistemas de esterilización por calor que conocemos pues se alcanzan temperaturas de 1.700 grados centígrados. Así que la pregunta es: ¿Podría aguantar un ser vivo que se encontrara en el interior de un asteroide la entrada en nuestro planeta?



Cápsula del satelite Foton M3 mostrando su contenido de 400 kg de diversos experimentos científicos.



Es fue una de las cuestiones que intentó resolver el lanzamiento del satélite artificial Fotón-M3. Dicho satélite portaba diverso material para realizar numerosos experimentos pero entre ellos estaba el dispositivo BIOPAN diseñado para exponer los diez experimentos que contenía al rudo entorno del espacio a lo largo de toda la duración de la misión. Adicionalmente se fijó en el escudo térmico del Fotón-M3 los experimentos Stone-6 y Lithopanspermia. Básicamente consistió en exponer trozos de roca de dos centímetros de grosor bañados en un cultivo de la cianobacteria Chroococcidiopsis a las temperaturas y presiones extremas experimentadas en el reingreso a la atmósfera. Una de las rocas era basáltica y la otra sedimentaria y contenía fósiles. De esa forma también se pretendía comprobar si la estructura de los fósiles podía mantenerse.

Dispositivo BIOPAN. Estuvo dispuesto en la zona exterior del satélite. Una vez en el espacio se abrió y expuso el contenido a las condiciones del espacio durante 12 días. Antes de la reentrada se volvió a cerrar para proteger a los experimentos.


La cianobacteria Chroococcidiopsis fue elegida por su resistencia a las condiciones extremas y su habilidad de colonizar medio ambientes considerados hostiles para la vida. Se han aislado especies de dicho género en desiertos, fuentes hidrotermales, lagos hipersalinos, e incluso en la Antartida. Normalmente esta cianobacteria es el colonizador primario de dichos ecosistemas y los transforma de tal forma que permite el crecimiento posterior de otras formas vivas. Si alguna vez sucediera alguna catástrofe planetaria al estilo de los que nos muestran las películas de Hollywood, Chroococcidiopsis sería el candidato de los exobiólogos de la NASA para sobrevivir a dicho desastre.





Tras el regreso se comprobó que los microfósiles presentes en las rocas sedimentarias no habían sufrido alteraciones de importancia, pero no sobrevivió ni una sola de las células de Chroococcidiopsis. Todas habían sido carbonizadas. Evidentemente los defensores de la panespermía ven el vaso medio lleno, porque se comprobó que todos los microorganismos presentes en el dispositivo BIOPAN seguían vivos y eran viables y que unos posibles fósiles extraterrestres podrían ser encontrados en meteoritos. Pero en mi opinión los resultados no demuestran que un ser vivo extraterrestre que esté en un asteroide pueda aguantar un largo viaje espacial y luego la entrada en la atmósfera. Simplemente indica que unos microorganismos terrestres pueden aguantar un par de semanas en el espacio y que luego pueden sobrevivir la reentrada si están protegidos por un buen escudo térmico.



La cápsula del Foton M-3 tras su llegada a la Tierra. A la derecha puede observarse la zona ennegrecida que mayor daño sufrió durante la entrada en la atmósfera. En el polo opuesto puede observarse unas marcas circulares. En dichas marcas estaban dispuestos los experimentos Stone-6 y Lithopanspermia que contenían las células de la cianobacteria Chroococcidiopsis. La marca circular situada en el ecuador y casi pegada al suelo corresponde a la escotilla del dispositivo BIOPAN.


1 comentario:

CdePaz dijo...

Interesantísimo artículo sobre el tema y muy bien conducidos los razonamientos. Altamente didáctico. Muchas gracias