10 noviembre, 2010

La necropanspermia, un nuevo enfoque al origen de la vida en la Tierra

Oh!, la astrobiología, esta rama de la ciencia que nos permite imaginar las formas más insólitas de formas de vida en el universo, o de crear teorías sobre el origen de la vida en nuestro planeta que suenan más a ciencia ficción que a realidad; sin embargo, todas estas teorías tienen una base científica sólida pero no demostrable, pueden ser hipotéticas pero no insólitas, pueden ser poco probables pero no imposibles.

Hay muchos científicos que creen que la vida en la Tierra vino de afuera, del espacio exterior, de otros planetas ya sean dentro de nuestro propio sistema solar – como Marte o alguna de las lunas de Júpiter o Saturno –, o de planetas alejados dentro de otros sistemas solares. A esta teoría se le llama la Panspermia.

Esta teoría tiene mucha fuerza ya que ayuda a explicar cómo se originó en nuestro planeta, una vida tan compleja, de manera espontánea. Es bastante improbable que pequeñas moléculas primitivas reaccionen al azar para formar moléculas más complejas, y estas a su vez interactuar con otras para formar estructuras más complejas aún. Si bien las condiciones de la Tierra primitiva y el tiempo que lleva existiendo hacen que todo esto sea posible, viene una de las principales leyes que rigen el universo a ponerle una traba: la termodinámica, cuya tercera segunda ley dice que todo tiende al desorden, la entropía del universo aumenta, nunca disminuye, así que es termodinámicamente improbable que algo más simple forme algo más complejo, a menos que haya algún tipo de catalizador o una estructura compleja pre-existente.

Acabo de leer un interesante artículo publicado en la revista Space Science Reviews, en el cual hablan de una nueva teoría de como pudo haberse dado el origen de la vida en la Tierra a través de la Panspermia.

La panspermia, de por sí, también es algo improbable ya que las condiciones extremas del espacio exterior, especialmente las radiaciones ionizantes que en él abundan, desde los rayos UV hasta la radiación cósmica, que pueden matar a cualquier organismo vivo a través de la degradación de sus estructuras biológicas, especialmente el ADN o ARN; hace muy poco probable que un organismo vivo de otro planeta haya podido soportar estas condiciones y sembrar la vida en la Tierra.

Sin embargo, conocemos organismos que pueden soportar ambientes extremos, desde temperaturas por encima del punto de ebullición del agua, hasta niveles de radiación extremos, tal como lo hace la bacteria Deinococcus radiodurans. Además, si estas formas de vida viajan dentro de meteoritos o asteroides que fueron desprendidos de su planeta original, podrían protegerlas de estas condiciones extremas del espacio exterior durante su viaje hasta un planeta habitable. Pero, como hasta ahora no hemos encontrado indicios de vida en planetas o satélites dentro de nuestro sistema solar, esta tuvo que haber venido desde otro sistema solar, en alguna otra estrella, ya sea dentro o fuera de nuestra galaxia.

Para no ir tan lejos, digamos que un organismo vivo viaja desde otro sistema solar hacia el nuestro dentro de un pequeño asteroide. La distancia hasta nuestra estrella más cercana es de un poco más de 4 años luz (~36 billones de kilómetros), y asumiendo que en esa estrella hay un sistema solar similar al nuestro, con un planeta que tuvo vida y fue destruido por la colisión de algún cometa, y un fragmento del tamaño de un pequeño asteroide se desprenda de él en dirección a nuestro planeta. Entonces, ese asteroide debería tener una velocidad superior a 45Km/s para poder vencer la fuerza gravitacional de su sol y poder salir fuera de sus sistema solar. Entonces, vamos a asumir que el asteroide viaja a unos 60Km/s, el cual es una velocidad promedio relativamente alta a los que conocemos actualmente. A ese asteroide le tomaría casi 1.2 millones de años en llegar a la Tierra. ¿Habrá organismo vivo que se mantenga viable por tantos años? Bueno, en la Tierra se ha podido reactivar bacterias de 250 millones de años de antigüedad, aunque hay ciertos científicos que se mantienen escépticos ya que se podría tratar de una contaminación con bacterias modernas.

Pero, es muy difícil que un asteroide pueda viajar tal distancia ya que necesita de una fuerza muy grande para propulsarla. Cuanto más grande es el objeto, mayor debe ser la fuerza de propulsión y depende de la fuerza de gravedad. Sin embargo, astrofísicos han demostrado teóricamente que la principal fuerza de transporte en el universo son las radiaciones electromagnéticas, pero, según sus cálculos, una estrella similar a nuestro sol podría propulsar una partícula de solo 200nm de diámetro. Una partícula superior a ese tamaño dependería de la fuerza de la gravedad y no de la fuerza electromagnética. Una partícula de este tamaño podría viajar a 60Km/s la cual va disminuyendo a medida que se va alejando de su sol hasta salir de su sistema solar con una velocidad que bordea los 10Km/s. Pero, si consideramos otras fuerzas como los vientos solares, que propulsan protones a velocidades de 400 a 600Km/s, y si recordamos que los rayos UV pueden ionizar las moléculas las cuales se podrían unir a estos protones con carga opuesta y, teóricamente, poder adquirir su velocidad, llegaría a viajar a 600Km/s, para eso la partícula debería ser más pequeña, mucho menor a 200nm, para poder ser capturada y transportada por los protones. Pero, para no hacernos tantas bolas en la cabeza, que de seguro ya las tienen, viajaremos a 10Km/s en una partícula de 200nm de diámetro.

Obviamente, una bacteria no podrá entrar en tan pequeño tamaño de partícula, a menos que sea una nanobacteria (recientemente en estudio), así que sólo nos quedan los virus. Los virus pueden ser muy, pero muy pequeños, por ejemplo los miembros de la familia Parvoviridae pueden medir sólo 20nm. Asumiendo que estas partículas de polvo de 200nm cargaran pequeños protovirus de sólo 10nm, en él podría caber varias decenas de ellos. Pero, ahora viene otro problema… la misma radiación electromagnética que transporta los protovirus, los matarían ya que son radiaciones ionizantes; pero, los virus no son organismos vivos, ni tampoco seres inertes, están en ese umbral entre lo vivo o no vivo, así que no se podría hablar de vivo o muerto, tal vez solo de viable o no viable. Sin embargo, si su material genético se daña por causa de la radiación, este protovirus perdería su viabilidad, entonces, ¿como generaría la vida?

Aquí nace una de las ideas más interesantes de este artículo. El astrónomo Paul Wesson, investigador visitante del Instituto de Astrofísica de Herzberg en Canadá, quien dice, ¿por qué necesariamente debe ser un organismo vivo quien sembró la vida en la Tierra? Tal vez  sólo se requería la información que ellos cargaban para que se diera inicio a todo en nuestro planeta. A esta teoría se le llama la Necropanspermia.

Creo yo que esta teoría alivia bastante el problema de entender como se originaron estas moléculas tan complejas capaces de portar información y de replicarse de manera autónoma. Hasta ahora, existen muchas teorías bastante aceptadas y altamente posibles de como evolucionó la vida, pero no de cómo se originó la vida (no confundir estos dos conceptos de origen y evolución). Yo pienso que se tiene casi todo entendido de como evolucionó la vida desde las primeras moléculas capaces de portar información… (ya vimos como se pudo originar todo desde el ARN en artículos pasados):

http://biounalm.com/2010/09/el-origen-de-la-vida-un-punto-favor.html
http://biounalm.com/2010/04/la-paradoja-del-huevo-o-la-gallina.html

Entonces, si estas partículas de polvo atravesaron el espacio, desde un planeta distante, cargando consigo protovirus “muertos”, con trozos de ADN o ARN degradados por las radiaciones ionizantes; y vimos que en cada partícula de polvo cósmico pueden haber decenas de estos protovirus, tal vez, en alguno de ellos, el material genético no estuvo tan dañado como para poder transmitir cierta información, capaz de evolucionar en nuestro planeta, por ejemplo, las ribozimas. De ser así, no sería necesario sembrar vida, tal como lo dice la teoría de la panspermia, sino sembrar la información básica para que se pueda originar, esa sería la semilla.

Si bien este artículo suena fascinante, también es bastante especulativo, bueno, ¿que teoría del origen de la vida no lo es?, pero por lo menos ayuda a explicar como se pudo formar secuencias tan complejas, ya que los estudios realizados en la formación de secuencias informativas de manera espontánea estiman que en 500 millones de años, sólo se hubiera podido formar una estructura informativa de 194 bits, donde la estructura informativa básica del virus más simple es de 120000 bits.

En fin, así esta teoría ayude a explicar como se originó la vida en la Tierra, no ayuda a entender como se originó la vida en sí, pero para poder responder esto, primero deberíamos por empezar a definir qué es vida.

Referencia:

ResearchBlogging.orgWesson, P. (2010). Panspermia, Past and Present: Astrophysical and Biophysical Conditions for the Dissemination of Life in Space Space Science Reviews DOI: 10.1007/s11214-010-9671-x

2 comentarios:

  1. muy buen artículo! muy bien explicado
    pero una cosa, la tercera ley de la termodinámica no dice q los objetos nunca pueden alcanzar temperatura 0 absoluta?

    tal vez sea yo el errado en cuanto a mi conocimiento de la termodinámica

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  2. Ups, Tienes razón, es la segunda. Gracias.

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