Firmas evolutivas para buscar vida extraterrestre

En la década de 1960, el científico James Lovelock  trabajaba de modo independienre para la NASA  como consultor en el desarrollo de formas de analizar las atmósferas extraterrestres. Este trabajo lo llevó a la dramática conclusión de que la vida dejaría una huella indeleble en la composición química de cualquier planeta.

Durante miles de millones de años, aseguraba, los procesos de la vida crearían una niebla de  productos químicos diferente de todo lo que podría constituir un equilibrio químico normal.

Incluso fue más allá al sugerir que esta atmósfera y la vida se apoyan formando una especie de sistema de autorregulación que podía ser considerado como un organismo vivo – la teoría Gaia. Lovelock dice que tan pronto como vio el primer análisis de la composición química de la atmósfera marciana, que es casi totalmente de dióxido de carbono y nitrógeno, sabía que el planeta no podría soportar la vida.

Desde entonces, la búsqueda de firmas biológicas se ha convertido en un problema importante para los astrobiólogos. Sabemos, por ejemplo, que grandes cantidades de oxígeno y pequeñas cantidades de metano se generan por la vida en la Tierra. Y que los ácidos carboxílicos en las formas de vida terrestres tienden a tener un número aún más impar de átomos de carbono, un hecho que se utiliza para identificar la contaminación en muestras de meteoritos.

El problema, por supuesto, es que sólo tenemos un ejemplo de vida para estudiar. Así que la firmas biológicas de la vida en la Tierra puede ser de poca utilidad para la identificación de formas de vida extraterrestres.

Actualmente, Evan Dorn, del Instituto de Tecnología de California y un par de compañeros acaban de sugerir una solución. Su idea es buscar las propiedades medibles de la evolución, más que la mera vida. Esta propiedad debe estar presente en cualquier sistema que se ha desarrollado, asegura.

Eso es importante porque los científicos han desarrollado varios sistemas en los que la evolución tiene lugar, el más famoso es el de varios intentos para crear vida artificial utilizando ordenadores y chips de silicio . Esta firma debe estar presente tanto en la Tierra y en el silicio.

Para averiguarlo, Dorn y su equipo analizaron en varias muestras la distribución de las biomoléculas, como aminoácidos y carboxílicos. Compararon los lodos terrestre, que  están, obviamente llenos de vida, con el resultado de experimentos para la síntesis de aminoácidos, que no tienen vida. E incluso se analizó la composición de meteoritos.

Sus resultados son interesantes. Descubrieron que la distribución de las biomoléculas en ausencia de vida en general, refleja el costo termodinámico de hacerlos. Así que hay mucho más  amino ácidos simples que los complejos, por ejemplo.

Sin embargo, las muestras que contienen vida no sigue este patrón. En caso de biomoléculas complejas juegan un papel en los procesos de la vida, y por lo tanto otorgan algún tipo de ventaja, que son mucho más comunes de lo que puede explicarse por argumentos termodinámicos.

Eso es más o menos lo que la mayoría de los astrobiólogos esperararían.

A continuación, Dorn hizo un tipo similar de análisis en un sistema de vida artificial llamado Avida. En este mundo, los bloques de construcción de la vida son elementos de código de computadora que llevan a cabo instrucciones simples. Conectar varias instrucciones juntoa y tienen un complejo de “molécula”. Si estas moléculas tienen un código que les permite copiar, se pueden reproducir.

Los factores ambientales tales como la tasa de mutación son controlados externamente por científicos y también fueron inyectados en una corriente constante de código que los organismos pueden consumir a medida que evolucionan. Dorn y su equipo compararon la distribución de código en mundos Avidian antes y después de la evolución que había ocurrido.

Resulta, que las criaturas Avidian crean el mismo tipo de sello en su entorno que los organismos terrestres en el suyo. Lo que sugiere que algunas partes del código son preferentemente seleccionados de manera que son mucho más comunes en un sistema desarrollado que en uno que está empezando desde cero.

Dorn  llama a esto “abundancia monómero biofirma de distribución” y la hipótesis es que es común a todas las formas de vida.

Es un resultado potencialmente emocionante – hay una biofirma universal de la evolución que podría utilizarse para detectar cualquier tipo. Algo así como una firma evolutiva (evosignature).

Dorn, incluso dicen que su evosignature “pueden ser prometedora para la detección bioquímica extraterrestre.”

Tal vez. En primer lugar, estos chicos tendrán que reflexionar sobre algunos problemas potenciales. La propiedad fundamental de una biofirma es que debe ser el resultado de la vida pero no de otros procesos ordinarios. Debe ser único.

De lo contrario se corre el riesgo de todo tipo de falsos positivos (como en efecto ocurrió con las pruebas de aterrizaje del módulo  Viking en Marte diseñado para detectar vida).

No está del todo claro que este sea el caso de Dorn y su evosignature. Si bien la evolución, sin duda, juega un papel crucial en el desarrollo de la vida, también desempeña un papel importante en otros procesos. Por ejemplo, científicos de computadoras explotan regularmente el proceso de evolución para resolver problemas tales como la programación de seria o el diseño de aeronaves. ¿Estos procesos también demuestran una firma evolutiva medible?Es demasiado pronto para decirlo. Pero Dorn y sy equipo pueden comprobar esto.

Por supuesto, hay otro problema. Lo que este debate pone de relieve es, en primer lugar,  la dificultad de definir la vida. Puede ser que nunca encontremos una biofirma o evosignature que fuera un signo inequívoco de vida, sino simplemente sólo un buen indicador

Cualquiera sea el resultado, el nuevo enfoque de la utilización de Vida Artificial para probar firmas evolutivas parece a una  nueva e importante forma de investigar este problema.

Ref: arxiv.org/abs/1101.1013 : ”Monomer unperturbed abundance distribution, divergent intrinsic biosignature” (Muad’Dib).

Enlace original: Artificial Life Shares Biosignature With Terrestrial Cousins