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jueves, 29 de octubre de 2015

Cine y Bichos: Marte (The Martian)

Origen del póster: Wikipedia


AVISO SPOILERS: Voy a contar partes del argumento




Cuando supe de esta producción lo primero que pensé es que iba a ser una especie de "Naufrago" (más bien es un Robinson Crusoe) pero situada en Marte. Tras su estreno, poco a poco en las redes sociales se comenzaron a acumular los comentarios positivos y laudatorios, sobre todo en los aspectos científicos de la historia. A estas alturas creo que casi todo el mundo sabe que es una adaptación de una novela escrita en el 2011 por Andy Weir y que fue publicada en internet. Weir intentó que su relato fuera lo más creíble posible desde el punto de vista científico. Afortunadamente Ridley Scott ha mantenido dicha pretensión en la adaptación a la pantalla y no ha hecho una "Prometheus" con tripulación de científicos-del-todo-a-100 explorando el primer rastro de vida alienígena encontrado por la humanidad.

Al final de la entrada encontrarás unas pocas de las numerosas páginas webs que han diseccionado la ciencia de esta obra. En general los comentarios son muy positivos, así que hay que reconocer a la NASA su estupenda campaña de relaciones públicas que parece continuar por buen camino después de "Interstellar". La mayor parte de las críticas se centran en la imposibilidad de que exista una tormenta como la que se muestra en el film debido a la tenue atmósfera marciana. La otra gran crítica es el problema de la falta de protección frente a la radiación. Y finalmente nos queda el tema de la hidracina y el agua. Ahora sabemos que en el subsuelo marciano es probable que haya agua, así que habría sido más fácil para Matt Damon calentar un terruño marciano que descomponer hidracina, pero cuando Weir escribió su novela se pensaba que Marte era un lugar muy seco.



De todas formas no vamos a dejar el tema de la hidracina, porque tiene que ver bastante con la Microbiología. La hidracina es un compuesto que se usa como combustible de cohetes, pero tiene un pequeño inconveniente: es super-tóxica. De hecho hubiera sido recomendable que Matt Damon tuviera puesta la escafandra y los guantes para manejarla. La hidracina es líquida, pero en la película se representa como una especie de cristalitos (¿quizás es algún tipo de material adsorbente al estilo de lo que es la dinamita a la nitroglicerina?). El caso es que la hace reaccionar para conseguir hidrógeno gaseoso que luego hacer reaccionar con el oxígeno y así obtener agua para poder crecer las patatas. Un poco rebuscado pero válido.

Carga de hidracina para la sonda espacial Messenger. . El operario lleva un traje de alta seguridad química (fuente de la imagen: Wikipedia)


Pues bien, un compuesto tan tóxico como la hidracina puede ser sintetizado por un tipo de microorganismos. Son los conocidos como "anammoxidadores" porque son capaces de realizar la oxidación anaeróbica del amonio. Básicamente llevan a cabo la siguiente reacción:

NH4+ + NO2- → N2 + 2 H2O + Energía


Puede parecer muy simple pero cuando algún microbiólogo ambiental proponía que en la Naturaleza debía haber algún tipo de microorganismo que realizara la oxidacióna anaeróbica del amonio lo mínimo que le podía pasar es que se rieran en su cara. Sin embargo en 1990 el laboratorio holandés de Gijs Kuenen presentó datos concluyentes de que dicha reacción existía y en 1999 se pudo aislar al primer microorganismo capaz de realizarla: la bacteria Brocadia anammoxidans. Pero las sorpresas no habían hecho nada más que empezar. Cuando B. anammoxidans fue observada al microscopio los investigadores se encontraron con una morfología totalmente inusual ya que la bacteria contenía un orgánulo membranoso en su interior. Al analizarlo encontraron que la membrana era una bicapa lipídica, pero el lípido era un laderano (el término ladder significa "escalón" en inglés). Al analizar su bioquímica descubrieron que la reacción anammox se producía precisamente en el interior de dicho orgánulo, por eso se le denomina anammoxosoma. Pero la traca final fue encontrar que uno de los intermediarios de la reacción era la hidracina. Como suele pasar esa última pieza resolvió todo el puzzle. Como hemos dicho antes la hidracina es muy tóxica, así que si se produce hay que tenerla muy controlada. La bicapa de laderano es una bicapa casi totalmente impermeable, así que la hidracina nunca sale de su interior. Es en la membrana de dicha donde se sitúan las enzimas que realizan la reacción anammox. Estas enzimas forman un complejo multimérico y recientemente se ha determinado su estructura tridimensional. Así que quizás en un futuro y con ayuda de la ingeniería genética quizás tengamos hidrazina 100% de origen biológico.

Estructura interna de Brocadia anammoxidans. El nucleoide es la masa oscura y el anammoxosoma es la zona central de la célula. Fuente: The anammox online resource


Estructura y función del anammoxosoma. La membrana de esta vesícula es una bicapa lipídica compuesta por laderano (molécula representada arriba a la derecha). Embebidas en dicha membrana se encuentran las enzimas responsables del proceso. La hidracina (N2H4) es un intermediario que se acumula en el interior de anammoxosoma. Fuente: Nature  


Pero el papel estelar de los microorganismos en esta película es en el de ser los responsables de que crezcan patatas sanas y hermosas. Matt Damon pone en práctica lo que dijo el microbiólogo Marcus Beijerinck - Todo está en todas partes - ampliado por su colega Lourens Baas Becking - "pero el medioambiente selecciona"- . En principio la materia fecal humana debe de contener micoorganismos capaces de interaccionar con las plantas y colonizar su rizosfera. Además, en 2014 apareció un artículo en el PLoS en el que se simulaba lo que sería plantar diversas plantas en suelo marciano. Se determinó que dichas plantas podrían crecer al menos durante 50 días antes de tener que añadir algún tipo de nutriente. Así que en principio, la idea de usar los excrementos como abono no es en absoluto descabellada, aunque hubiera sido mejor que realizara un pequeño compostaje de esos desechos. Donde sí que tengo que expresar mi crítica es en algo que va a suceder más adelante. En un momento dado hay una brecha en la estructura del invernadero y sufre una descompresión y congelación brusca. En la película se nos dice que eso significa que se ha quedado sin suministro de patatas, no porque no pueda reponer las plantas, sino porque se han congelado los microorganismos del suelo y eso ha provocado su muerte.

Típico congelador de -80ºC para el almacenamiento de cepas microbianas (Fuente: Thermo Scientific)


¿En serio? ¿Microorganismos muertos por congelación brusca? Pues no sé que demonios hacemos en nuestros laboratorios guardando todas nuestras cepas de microorganismos en congeladores de -80ºC. Adicionalmente, va incluso en contra de lo que hemos visto antes en la película. Recordemos que Matt Damon recoge los excrementos deshidratados de bolsas selladas que están almacenadas en el exterior de la base marciana. En este punto creo que los guionistas no han estado muy finos.

De todas formas, creo que es una gran y entretenida película con un buen trasfondo científico.

Otros enlaces de interés:
Astronautas y microbios
How scientifically accurate is The Martian?
Qué es realista y qué no en The Martian
Science fiction: Crusoe on Mars
The science behind "The Martian" and its partnership with NASA
What ‘The Martian’ gets right — and wrong — about life on Mars

Esta entrada participa en el LI carnaval de la Química que se aloja en el blog Scientia y que está dedicada a “La química en la pequeña y gran pantalla”.

2 comentarios:

MiKeL Ortiz de Etxebarria dijo...

En la novela las bacterias sí que resisten la congelación.

small things considered dijo...

Manuel

quisieramso reproducir tu articulo sobre el Martian en nuestro blog. Nos das permiso? Tambien, por favor dame tu direccion email.

Gracias, gracias,

Elio