Cuando los científicos buscan la vida extraterrestre, suelen girar su enfoque hacia arriba, a planetas como Marte, lunas como Enceladus y exoplanetas mucho más allá de nuestro propio sistema solar. Pero para Laura Rowe, profesora asistente de química en la Universidad de Valparaíso en Indiana, la búsqueda de vida extraterrestre comienza en el laboratorio.
En abril, un miembro del laboratorio de Rowe presentó el trabajo que ella y su equipo hicieron en esta área de investigación durante la reunión de Biología Experimental 2017 en Chicago.
¿Cómo podemos encontrar los bloques de construcción de la vida extraterrestre en el laboratorio?
La NASA define ampliamente la vida como: «Un sistema químico autosostenible capaz de evolucionar darwiniana«.
En el campo de la astrobiología, la postura más conservadora en la vida extraterrestre es que estará basada en el carbono y habrá requerido que el agua líquida evolucione. Los organismos vivos en la Tierra utilizan un puñado de elementos para construir macromoléculas más grandes que son fundamentales para la vida como la conocemos: ADN, ARN y otras proteínas. Tres de estas macromoléculas son de naturaleza polimérica. Esto significa que todos ellas unen unidades más pequeñas y repetitivas (monómeros) con diferentes enlaces químicos para producir macromoléculas grandes y diversas. Para el ADN y el ARN estas unidades monoméricas más pequeñas se llaman nucleótidos, mientras que para las proteínas estas unidades monoméricas más pequeñas se llaman aminoácidos.
Por lo tanto, al buscar los bloques de construcción de la vida extraterrestre o en el espacio exterior, estaríamos probablemente buscando ADN, ARN, proteínas o los bloques de construcción más pequeños de estas moléculas grandes: nucleótidos y aminoácidos.
La «Una gran pregunta» es ¿cómo podemos descubrir los bloques de construcción de la vida extraterrestre en el laboratorio?
Si asumimos inicialmente (que puede o no ser una suposición correcta) que la vida extraterrestre tendrá alguna forma de ADN, ARN o proteínas, y por lo tanto algún tipo de nucleótidos y / o aminoácidos, entonces un primer esfuerzo en el laboratorio sería determinar si los nucleótidos y aminoácidos que se utilizan para la vida en nuestro planeta sería lo suficientemente estable como para existir en las condiciones ambientales presentes en planetas y lunas que se sabe que tienen o han tenido agua líquida.
La superficie de Marte, por ejemplo, está expuesta a niveles muy altos de radiación debido a su delgada atmósfera, mientras que su suelo se sabe que tiene una cantidad considerable de perclorato presente. La alta energía de la radiación, y la fuerte naturaleza oxidante del perclorato, tiene una tendencia a romper los enlaces químicos que se encuentran en los nucleótidos y aminoácidos. Dado que se cree que la evolución de la vida microbiana, incluso la más simple, ha tomado centenares de millones de años, los nucleótidos y los aminoácidos deben ser capaces de resistir una degradación rápida en el medio ambiente para que la vida haya evolucionado.
Hay un número limitado de nucleótidos (5) y aminoácidos (20 o 22) que los organismos vivos en la Tierra utilizan para construir ADN, ARN y proteínas. Sin embargo, hay muchos más nucleótidos y aminoácidos en existencia. Exponer nucleótidos y aminoácidos a las condiciones extremas como las que pueden estar expuestos en forma extraterrestre y observar su estabilidad es un buen primer paso para identificar posibles bloques de construcción de vida extraterrestre en el laboratorio.
Las expediciones a Marte nos han dado muchas especificaciones de las condiciones superficiales que podemos intentar imitar en el laboratorio para hacer esto; mientras que los otros dos puntos de vida extraterrestre en nuestro Sistema Solar, Europa y Enceladus, tienen condiciones principalmente especulativas en sus océanos subsuperficiales. Es emocionante, sin embargo, que la misión de Europa Clipper haya sido anunciada recientemente, por lo que deberíamos tener mucha más información sobre Europa en la próxima década.
Con el fin de posiblemente descubrir los bloques de construcción de la vida extraterrestre en el laboratorio en la Tierra, debemos tener alguna idea de qué condiciones ambientales existen en los cuerpos extraterrestres con agua líquida. Si los nucleótidos y aminoácidos que la vida en la Tierra utiliza son suficientemente estables cuando se exponen a estas condiciones, entonces es razonable suponer que pueden estar presentes en organismos extraterrestres. Si, sin embargo, se degradan rápidamente, debemos buscar estructuras alternativas de nucleótidos y aminoácidos que puedan impartir una estabilidad única a los bloques de construcción, o abrir el alcance de nuestra definición de bloques de construcción potenciales para la vida extraterrestre por completo.
En la Tierra, la vida ha evolucionado en condiciones sorprendentemente extremas; los organismos extremófilos prosperan en el hielo antártico, en las aguas termales sulfúricas e incluso en los sitios de desechos radiactivos. Por lo tanto, es razonable suponer que, si el agua líquida está presente en un cuerpo extraterrestre que contiene elementos básicos, entonces los organismos vivos podrían haber evolucionado incluso en condiciones ambientales muy hostiles. Sin embargo, los bloques de construcción exactos y la estructura de esa vida podrían ser muy diferentes a los bloques de construcción y la estructura de la vida en la Tierra.
