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miércoles, 15 de marzo de 2017

En el principio... no había fosfato

La portada de Cell nos recuerda que las cerillas inicialmente usaban azufre en lugar de fósforo. Algo similar pudo haber sucedido con el origen de la vida.


En el campo de la evolución prebiótica una de las principales discusiones es decidir qué fue primero: el metabolismo o la autorreplicación. Es la típica situación del huevo y la gallina: necesitamos un metabolismo para replicar la información que codifica los componentes capaces de realizar ese metabolismo. Por simplificar, a los del metabolismo se les conoce como los defensores del Mundo Hierro/Azufre y a los de la autorreplicación como los defensores del Mundo RNA.

¿Qué fue primero? ¿La autorreplicación o el metabolismo? En la hipótesis del mundo RNA la capacidad de autorreplicación precede a la aparición de las enzimas y la aparición de las redes metabólicas. En la hipótesis metabólica, primero aparecen dichas redes y posteriormente las moléculas con capacidad replicativa (origen de la imagen: Phys.Org)


La hipótesis de "primero el mundo RNA" es muy atractiva porque en una misma molécula tenemos ambas funciones: replicativa y catalítica. Pero lo cierto es que cada vez se están acumulando más indicios que apuntan a que el metabolismo fue previo a la autorreplicación. El último es un artículo publicado en Cell por Joshua E. Goldford, Hyman Hartman, Temple F. Smith y Daniel Segrè y su título lo dice todo: Remnants of an Ancient Metabolism without Phosphate. Esta claro que si no hay fosfato no puede haber RNA, así que el metabolismo precedió al mundo RNA.

¿Fosfato? No, gracias. En la figura tenemos a cuatro de los compuestos semilla utilizados en el algoritmo para identificar las reacciones metabólicas primordiales. Los otros cuatro usados fueron el agua, el dióxido de carbono, el carbonato y el nitrógeno (fuente: Goldford et al. 2017)


La verdad es que el concepto de que el fosfato no sea necesario para el origen de la vida es muy atrevido. Desde pequeñitos nos enseñan que los bioelementos principales son seis: C,H,O, N, P y S. Y si atendemos a sus proporciones un mol de vida estaría compuesto por C1H1,8O0,5N0,2P0,03S0,02. Es decir, en un ser vivo, por cada dos átomos de azufre hay tres de fósforo. Para rematar, cuando estudiamos el metabolismo nos dicen que el ATP es la moneda biológica de energía gracias a sus enlaces fosfoester. Entonces ¿por qué han pensado estos investigadores que el fosfato no es necesario para el metabolismo primigenio?

Por una cuestión de química geológica básica. La accesibilidad geoquímica al fósforo es mucho menor que la del azufre. Así que con ese dato en mente se pusieron a mirar las rutas metabólicas en las que el f´sforo no hace falta. Pero no se centraron en las rutas de un puñado de organismos modelo. Lo que hecho es mirar en todas las rutas metabólicas conocidas en todos los seres vivos, lo que denominan un metabolismo a nivel "biosfera". También han tenido en cuenta que las reacciones de hoy, tan específicas y eficientes, debieron de evolucionar a partir de reacciones mucho menos específicas y con moléculas mucho más simples que las presentes. Utilizando herramientas computacionales de biología sintética usaron ocho moléculas simples que podrían estar presentes en la Tierra primigenia y que podrían reaccionar para formar otros compuestos. Esas ocho moléculas "semilla" eran el agua, el sulfihídrico, el dióxido de carbono, el ácido carbónico, el amoniaco, el nitrógeno, el formato y el acetato. La otra condición es que no debía de necesitarse fosfato. A continuación aplicaron lo que ellos llaman un algoritmo de expansión de red de interacciones (network expansion algorithm) para simular la aparición de una red de interacciones metabólicas a partir de dichos compuestos. Lo que hace el algoritmo es añadir metabolitos y reacciones iterativamente y "preguntarse" en cada iteración si con los productos obtenidos y los sustratos presentes, puede darse una nueva reacción que producirá nuevos productos. Al final se va estableciendo un grupo "nuclear" (core) de rutas metabólicas principales dentro de ese "metabolismo de la biosfera", entre ellas las rutas en las que intervienen los cofactores Hierro/Azufre y algunas rutas de biosíntesis de aminoácidos (en concreto G, A, D, N, E, Q, S, T, C, y H) y de ácidos carboxílicos. Para ellos, estas rutas representan un "fósil metabólico" basado en la bioquímica no-enzimática de los enlaces tioester.

El "núcleo metabólico" que no necesita fosfato. El algoritmo hace reaccionar a los compuestos simples (metabolitos "semilla", marcados en azul al fondo a la izquierda). Los metabolitos que aparecen van interconectándose a través de las reacciones en las cuales o bien son sustratos o bien productos. Los colores indican el tiempo (iteración) en el cual el metabolito aparece. Arriba a la izquierda vemos la escala temporal. Los metabolitos principales (piruvato, glutamato, glicina) se alcanzan al cabo de unas pocas iteraciones a partir de los metabolitos "semilla". (fuente: Goldford et al. 2017)


Pero no se han quedado ahí. Utilizando el mapa del "metabolismo de la biosfera" han eliminado todas las reacciones en las cuales interviene el fosfato e incluso han considerado aquellas reacciones en las que el fosfato no es esencial. Por ejemplo, la coenzima-A lleva fosfato en su composición, pero éste no interviene en su función, la parte importante de dicha molécula es el éster de azufre. De hecho, la coenzima-A puede ser sustituida por la panteteina. Al realizar estos cambios y aplicar el algoritmo la expansión de la red metabólica se incrementa hasta incluir tres veces más metabolitos, entre ellos cinco aminoácidos (K, R, L, V, y P), el uracilo y la ribosa

Metabolismo global sin fosfato. Al eliminar todas la reacciones en las que la intervención del fosfato es esencial (líneas grises) todavía queda una gran red de reacciones metabólicas. Las líneas rojas son las reacciones identificadas como "nucleares" (ver figura anterior). Las reacciones marrones son aquellas que son accesibles desde el "núcleo metabólico". Las azules y púrpuras aquellas que están acopladas a la coenzima-A o a las coenzimas de flavina/nicotinamida respectivamente. (fuente: Goldford et al. 2017)


Los autores reconocen que no pueden descartar otra interpretaciones y que quizás la rutas que usan fosfato pudieron evolucionar gradualmente y de manera paralela o consecutiva. Pero lo que parece claro es que estos resultados nos permiten intuir que el protometabolismo pudo estar basado en reacciones con el enlace tioester como portador de energía y que la diversidad de compuestos que se producen podrían ser los precursores sobre los cuales posteriormente aparecería toda la bioquímica de los ácidos nucleicos como portadores de información. Queda claro que todavía hay muchos huecos que rellenar en esta historia.




Esta entrada participa en la LXIII edición del Carnaval de Química, alojada en el blog ‘Cardescu Web‘ de @CienciaNformas

jueves, 8 de noviembre de 2012

Vida = Nutrición + Relación + Reproducción + Evolución + ... Cooperación

La bacteria Azoarcus tolulyticus. Fuente: Microbezoo


De niños nos suelen enseñar que las funciones básicas de la vida son la nutrición, la relación y la reproducción. Posteriormente aprendemos que además hay que añadir la evolución. Bueno, pues hay un nuevo término en la ecuación: la cooperación.

Cuando en un contexto biológico nos hablan de cooperación inmediatamente pensamos en las simbiosis como la del cangrejo ermitaño y la anémona, o la formada entre hongos y algas en los líquenes. También podemos pensar en términos cooperativos cuando hablamos de la evolución desde los organismos unicelulares a los multicelulares. Estos últimos presentan diversas ventajas adaptativas como por ejemplo la división de tareas: tubo digestivo, neuronas, músculo, gametos, etc. Incluso podemos llegar a pensar en cooperación y reparto de tareas a nivel intracelular. Así, el DNA porta la información genética, las proteínas son las que levan a cabo las reacciones catalíticas, y los lípidos los que forman membranas. Esta claro que la cooperación permite el desarrollo de la complejidad.

Es evidente que un ser vivo "hace" una serie de cosas que lo diferencian de la materia inanimada. Así que es lógico asumir que el primer ser vivo que apareció en este planeta hace unos cuantos miles de millones de años también hacia lo mismo que los actuales. Pues bien, parece ser que también presentaba la capacidad de "cooperación" como una propiedad intrínseca.

Uno de los actuales hipótesis que intentan explicar cómo pudo surgir la vida en este planeta es la conocida como "mundo RNA". La molécula de RNA es capaz de realizar dos funciones vitales al mismo tiempo: puede almacenar información genética y puede realizar funciones catalíticas como ribozimas. Durante un periodo de la historia de este planeta había moléculas de RNA capaces de auto-replicarse y que mutaban evolucionando hacia formas con una mayor eficacia autorreplicativa. Con el tiempo el papel de guardián de la información genética pasó al DNA y las funciones catalíticas a las proteínas. El RNA se quedó como una especie de Caronte conectando a ambos mundos (o de "chico de las fotocopias" si queremos expresarlo de manera más prosaica).

Sic transit gloria mundi a escala molecular. Origen de la imagen: Universidad Berkeley


Evidentemente, aún quedan muchas lagunas por rellenar en esa hipótesis. Se comienza a entender como pudo haber sido la química prebiótica que diera lugar a los nucleótidos, los monómeros del RNA, y como estos podrían haber formado pequeños polímeros. A nivel experimental, la selección del RNA más eficiente en un proceso de replicación fue comprobada gracias a los experimentos con el fago Qb realizados por Manfred Eigen y su grupo. Simplemente ponían en un tubo unas cuantas moléculas de RNA con diferentes secuencias, replicasa del fago y nucleótidos. Según las condiciones de replicación unas veces la secuencia más eficiente era una y otras veces era otra. Era un ejemplo perfecto de Selección Natural bioquímica en un tubo de ensayo. El pequeño RNA viral se comportaba como un auténtico "gen egoista".

El significado evolutivo de los experimentos de Manfred Eigen. Tenemos una población diversa de moléculas de RNA (1). Se seleccionan aquellas capaces de hacer alguna función (2) y se replican (3). Poco a poco se va consiguiendo que toda la población de RNAs tengan la misma secuencia y funcionalidad (4 y 5). Hacer CLICK en la imagen para ampliarla. Origen de la imagen: Universidad Berkeley


En los experimentos de Eigen, el RNA no se auto-replica, necesita una enzima de naturaleza proteica. Y aquí es donde aparece un problema por ahora no resuelto. Un RNA con actividad de ribozima capaz de auto-replicarse requiere una molécula larga y compleja, mucho más de lo que parece posible con los actuales conocimientos de química prebiótica. Además hay otro problema, un RNA auto-replicante debe poseer una tasa de mutación lo suficientemente baja como para no perder la información que porta y al mismo tiempo competir por los recursos contra otros RNAs "parásitos" que se puedan aprovechar de sus habilidades.

Un reciente trabajo publicado en Nature parece haber encontrado una respuesta al problema. En el escenario propuesto, los RNAs auto-replicantes no solo hacen copias de si mismos (egoísmo molecular), sino que también son capaces de actuar sobre otros "RNA replicadores" estableciendo un hiperciclo. Esa propiedad física surge de manera espontánea, no hace falta diseñar a las moléculas para que lo hagan. El sistema experimental utilizado ha sido una ribozima de la bacteria Azoarcus, que tiene la capacidad de autoensamblarse cuando es fragmentada. Esta ribozima puede mutarse de manera que puede haber variantes "egoístas" que sólo autoensamblan los fragmentos suyos y no los de otra variante. O también pueden aparecer diferentes variantes de fragmentos de dicha ribozima que pueden actuar de forma cooperativa sobre otras variantes. Es decir, la ribozima 1 ayuda al ensamblaje de la ribozima 2, la cual actúa sobre el ensamblaje de la ribozima 3 y esta a su vez ayuda al ensamblaje de la ribozima 1.

La aparición de un hiperciclo. a, Una molécula replicadora primordial (R) aumenta su propio autoensamblaje a partir de moléculas usadas como sustrato (S) en un ciclo autocatalítico simple (comportamiento replicativo egoista). a Como la replicación es imperfecta aparecen mutaciones lo que significa que la molécula original se diversifica y tendremos un grupo de moléculas autorreplicantes relacionadas entre si, cada una promoviendo su propia síntesis, pero también la de las otras. La introducción de preferencias (bias) en la especificidad de los replicadores da estructura a la red y puede llevar a subsistemas egoístas (c) o a hiperciclos cooperativos (d). Esos hiperciclos son autocatalíticos desde un punto de vista global, pero son mucho más resistentes a la acumulación de mutaciones, permitiendo a los replicadores especializarse y adquirir nuevas funciones. Las flechas rojas gruesas indican incremento de eficacia en el ensamblaje de los replicadores, las flechas punteadas decrecimiento. Fuente: Nature


Lo que han encontrado es que si se establece uno de esos hiperciclos cooperativos, los RNAs que forman parte de ellos pueden desplazar por completo a los RNAs que sólo se autoensamblan de manera egoísta. Es decir, la cooperación molecular entre fragmentos pequeños de RNA puede ayudar a la aparición de más largos y complejos RNAs. Y esto es una propiedad física intrínseca a este tipo de sistemas autoorganizativos. Como siempre ocurre en Ciencia, una buena respuesta genera un montón de nuevas preguntas. Por ejemplo ¿cómo estas redes cooperativas se desarrollan en el tiempo? ¿la complejidad de un hiperciclo aumenta con la eficiencia que muestra, o se simplifica? ¿cómo interaccionaban esos RNA prebióticos con otras moléculas de su entorno? ¿cómo competían con otros RNAs? y evidentemente ¿cómo surgió el primer hiperciclo de RNAs?

Diseño de ribozimas con actividad recombinasa capaces de realizar un ensamblaje covalente cooperativo de forma espontánea a partir de fragmentos. A la izquierda se muestra la estructura secundaria de la ribozima de Azoarcus que puede ser fragmentada en tres regiones para obtener así cuatro oligómeros (X, W, Y, Z) capaces de autoensamblarse en una sola molécula de longitud completa. A la derecha se muestra la estructura tridimensional de dichos fragmentos y de la ribozima completa una vez ensamblada. El ensamblaje puede ser de forma espontánea (self-assembly), pero una vez realizado la ribozima ayuda a que se ensamblen más fragmentos de manera más rápida. Fuente: Vaidya et al. Nature.


¿Y por qué tienen que ser tres ó más los componentes de un hiperciclo para que esté funcione mejor? Se pueden establecer hiperciclos de dos. Por ejemplo, la ribozima 1 ayuda a ensamblarse a la ribozima 2 que a su vez ayuda al ensamblaje de la ribozima 1. Un hiperciclo tan simple también es estable. Y si dejamos actuar a la evolución lo que se encuentra es que la recombinación comienza a jugar un papel y pueden aparecer moléculas que sean más eficientes en la replicación que las originales. El problema con dos componentes es que hay una restricción ya que nunca se puede dejar de lado las propiedades de auto-replicación y de ribozima, así que el sistema es bastante sensible al efecto de mutaciones que degraden la información genética y que no permitan una de las dos funciones. Un hiperciclo de tres o más componentes permite que haya un mayor número de combinaciones, y por lo tanto más grados de libertad y menor riesgo de que la mutación pueda hacer perder una de las dos propiedades. No solo eso, al haber más jugadores se permite la posibilidad de que incluso aparezcan nuevas propiedades. Es decir, puede empezar a aparecer el reparto de tareas a nivel molecular.

Experimento en el que se hace competir a sistemas "egoístas" (líneas rojas) contra un sistema cooperativo (líneas verdes). El rendimiento de RNA total W•X•Y•Z mide si un sistema es mejor que otro en unas determinadas condiciones. Si los subsistemas se incuban de manera separada (líneas quebradas rojas y verdes) se favorece el comportamiento egoísta. Pero cuando se ponen todos los subsistemas juntos en el mismo tubo (líneas continuas rojas y verdes), lo que ocurre es que el sistema cooperativo es el que compite mejor. Fuente: Vaidya et al. Nature.


Los autores sugieren que el establecimiento de estas redes cooperativas podrían permitir la síntesis de pequeños RNAs gracias a la acción de una ribozima, y a su vez estos pequeños RNAs podrían permitir la replicación de dicha ribozima. Una ventaja de este tipo de sistemas es que no requiere que haya enlaces covalentes para desarrollar grandes estructuras macromoleculares.

Enlaces relacionados: El dilema del prisionero, la cooperación molecular y el origen de la vida en Francis (th)E mule Science's News.

Esta entrada participa en el XXXVI carnaval de la Física que aloja Gravedad Cero, en el XIX carnaval de la Química que aloja Leet Mi Explain y en el XVIII carnaval de la Biología alojado en Ameba Curiosa

ResearchBlogging.org

Attwater J, & Holliger P (2012). Origins of life: The cooperative gene. Nature, 491 (7422), 48-9 PMID: 23075847

Vaidya N, Manapat ML, Chen IA, Xulvi-Brunet R, Hayden EJ, & Lehman N (2012). Spontaneous network formation among cooperative RNA replicators. Nature, 491 (7422), 72-7 PMID: 23075853

miércoles, 17 de junio de 2009

La chispa de la vida

La revista Science se hace eco de un artículo publicado en el Astrophysical Journal Letters. En dicho trabajo, el científico planetario Rory Barnes y sus colegas proponen que para que la vida pueda surgir en un planeta, no sólo es necesario que tenga un tamaño parecido al de la Tierra y que se encuentre a una distancia adecuada de su estrella. También necesita un poco de vulcanismo activo.

Los investigadores defienden que las erupciones volcánicas permiten que el agua y el dióxido de carbono que se encuentra en el interior de un planeta puedan alcanzar la superficie, creando condiciones adecuadas para la aparición de la vida. El vulcanismo se debe en parte al efecto de las fuerzas gravitatorias sobre las corrientes de magma internas de los planetas. En el caso de la Tierra es la combinación entre la atracción solar y la atracción de la Luna la que provoca que nuestro vulcanismo sea moderado. Según ellos, Marte sería un buen ejemplo de un planeta poco volcánico en el que la vida no apareció. Pero tampoco es bueno tener muchos volcanes activos. Si nos fijamos en Io, una de las lunas de Júpiter, la atracción gravitatoria del gigante gaseoso es tan fuerte que crea grandes mareas de magma en su interior, por lo que sus volcanes están siempre activos. Eso provoca que la corteza de Io se renueve cada millón de años, haciendo muy difícil que la vida pueda surgir y permanecer.

Imagen hipotética del planeta G 876 d. Se supone que G 581 d sería parecido.

El grupo de Barnes ha aplicado sus calculos al planeta extrasolar GJ 581 d, que se encuentra a unos 20 años-luz de la Tierra. Es un planeta rocoso lo suficientemente grande y alejado de su estrella como para tener agua líquida. Sin embargo han calculado que las fuerzas gravitatorias a las que está sometido no son lo suficientemente grandes para desarrollar un vulcanismo activo. Así que este grupo ha realizado la predicción de que dicho planeta probablemente no contiene vida.

Ahora sólo falta construir una nave espacial, mandarla a ese planeta y comprobarlo. No sé, quizás en el nuevo milenio tengamos algún dato, pero algo me dice que primero deberíamos comprobar si Marte está tan muerto como dicen.

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 cómo 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 cómo pudo surgir en otro sitio del cual no conocemos casi nada. Luego tiene que explicar cómo dicha vida pudo viajar, y aguantar, desde donde se originó hasta llegar a nuestro planeta. Y finalmente tiene que explicar cómo 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.