Viviendo en un planeta joven de un universo bebé

Esta fiesta acaba de empezar.

Impresión artística del aspecto que tendrá la Tierra dentro de unos cinco a siete mil millones de años, con el Sol ya convertido en una gigante roja.

Impresión artística del aspecto que tendrá la Tierra dentro de unos cinco a siete mil millones de años, con el Sol ya convertido en una gigante roja. En esos momentos, la vida terrestre que conocemos ya no será posible. Imagen: Wikimedia Commons.

Fósiles de microbios hallados en la formación Strelley Pool del cratón de Pilbara, Australia, con unos 3.400 millones de años de antigüedad.

Fósiles de microbios hallados en la formación Strelley Pool del cratón de Pilbara, Australia, con unos 3.400 millones de años de antigüedad. Imagen: D. Wacey, Universidad de Australia Occidental / AFP.

Como te apunté al final del post anterior y en algún otro, la vida presente en la Tierra es sobrecogedoramente antigua. Tanto que no sabemos todavía cuándo surgió, pero no pudo ser mucho después del Bombardeo Intenso Tardío. Con certeza, tenemos fósiles de microorganismos complejos –posiblemente eucariontes– de hace 2.000 millones de años y microbios con 3.400 millones (como los de la foto a la derecha.) Con casi total certeza, hubo cianobacterias empezando a liberar oxígeno mediante fotosíntesis hace 3.500 millones de años. Hay grafito de origen probablemente biológico en Groenlandia Occidental, generado hace 3.700 millones de años. Por ahí, por ahí estimamos que anda LUCA, o sea el último antepasado común a todo lo que ahora mismo alienta sobre la faz de este planeta.

Estudios más inciertos sugieren que pudo haber alguna clase de vida basada en el carbono antes del Bombardeo Intenso Tardío, ocurrido hace unos 3.900 millones de años: uno habla de 4.250 millones de años y otro apunta a los 4.400, conforme la Tierra terminaba de recolocarse la osamenta y enfriarse después del impacto que dio lugar a la Luna. Si esto fuese verdad, o la vida sobrevivió a una clase de meteoritos que dejan al que mató a los dinos como una mera anécdota de mínima importancia, o apareció más de una vez. En todo caso, cuanto más sabemos, más retroceden los orígenes de la vida, tanto la simple como la compleja. Tú y yo, por ir a lo seguro, nos quedaremos con las estimaciones actuales para LUCA: llevamos aquí al menos 3.700 o 3.800 millones de años.

Durante muchísimo tiempo, este fue un mundo de seres unicelulares o pluricelulares muy básicos, cuando no de mero ARN. Hubo que esperar bastante para que los primeros animales comenzáramos a ver la luz. Aunque seguramente hubo algunos protoanimales antes, a todos los efectos nacimos y conquistamos el mar entre el Ediacárico y la explosión del Cámbrico (635 – 542 millones de años.) Por entonces, las tierras emergidas eran un erial inhóspito y deshabitado, a menos que estos señores tengan razón. Pero hubo que esperar otro centenar de millones de años para que algunos milpiés comenzaran a aventurarse fuera del mar, envueltos en peligrosas concentraciones de oxígeno, lejos del cálido líquido que nos vio nacer, bajo el duro sol. Ahora nos parece tan normal, pero eso es porque la evolución nos ha adaptado a vivir así. Desde este punto de vista, todos los seres que vivimos fuera del agua somos una especie de extremófilos. Venga, en serio: ¿a quién se le ocurre salir del placentero mar que nos vio nacer y donde teníamos de todo para seguir existiendo, mudándonos a un inhóspito pedregal donde no hay apenas agua, con una atmósfera tan oxidante que hasta permite el fuego, expuestos a niveles cancerígenos y genotóxicos de radiación solar…? Bueno, pues lo hicimos. No sólo eso: perseveramos hasta que la evolución nos adaptó y cambió tanto que ahora no podemos regresar al mar sin medios técnicos. A excepción de las ballenas, delfines y demás, claro, que dijeron ahí os quedáis y se volvieron a los océanos como haría cualquier tipo sensato. Eso sí, después de haberse convertido en mamíferos con pulmones que aún hoy les obligan a seguir asomándose al aire para respirar.

Bien, y… ¿cuánto tiempo vamos a seguir aquí?

Nebulosa del Cangrejo

Nebulosas como esta del Cangrejo (NGC 1952) son los restos de una estrella que acabó estallando en forma de supernova; la luz de esta detonación en particular alcanzó la Tierra en el año 1054. Sin embargo, nuestro Sol no tiene masa suficiente para convertirse en una supernova; en vez de eso, «crecerá» hasta convertirse en una gigante roja que luego colapsará como enana blanca antes de irse enfriando muy, muy lentamente hasta terminar en forma de enana negra. Imagen: Wikimedia Commons.

Me supongo que ya sabrás eso de que un día el sol, en su evolución estelar, crecerá tanto que se tragará a la Tierra o al menos la dejará tan churruscada que cualquier cosa parecida a la vida presente será difícilmente posible. También sabrás que falta mucho para que esto suceda: unos 5.000 millones de años para que Sol abandone la secuencia principal y empiece a convertirse en una gigante roja y 7.600 para que alcance sus mayores dimensiones antes de contraerse hasta convertirse en una enana blanca. Luego irá enfriándose muy poquito a poco y finalmente se apagará como una enana negra dentro de mil billones de años o cosa así.  Si no ha aniquilado a la Tierra durante su fase de gigante roja, ésta continuará dando vueltas a su alrededor hasta estamparse contra tal enana negra por deterioro orbital dentro de cien mil veces más tiempo: un uno seguido de veinte ceros de años. O por ahí.

No obstante, las cosas desagradables empezarán a ocurrir mucho antes. Antes en términos cósmicos, quiero decir; no esperes ningún apocalipsis en tiempos humanos. Pero el futuro de la vida compleja terrestre se mide más en cientos que en miles de millones de años. Gran parte de ella se sustenta en la fotosíntesis, y particularmente en la fotosíntesis por la vía de los tres carbonos. Este tipo de fotosíntesis requiere una cierta cantidad de dióxido de carbono (CO2) en el ambiente. Pese a lo mucho que ahora estamos haciendo el chalado con el dióxido de carbono, conforme la luminosidad del sol vaya aumentando, el ciclo geoquímico del carbonato-silicato –parte del esencial ciclo del carbono– irá debilitándose mediante la meteorización de los silicatos. Eso irá fijando cada vez más y más carbono en el suelo, arrebatándoselo a la atmósfera y al mar. Tanto, que en unos 600 millones de años a partir de ahora la fotosíntesis por la vía de los tres carbonos quedará interrumpida por falta de CO2, y con ella buena parte de la vida que conocemos.

Tolypothrix sp.

Las cianobacterias (en la imagen, Tolypothrix sp.) obtienen su energía a partir de la fotosíntesis, absorbiendo dióxido de carbono y liberando oxígeno. Hace unos 2.300 millones de años, esto provocó la llamada «catástrofe del oxígeno», que llenó la atmósfera terrestre con este gas, dando lugar al aire que conocemos hoy en día. La actual vida compleja terrestre depende en su inmensa mayoría de que los organismos fotosintéticos sigan existiendo. Imagen: Wikimedia Commons.

La vida compleja dispone de otro cartucho en la recámara para ambientes extremos con muy poco dióxido de carbono: la fotosíntesis de los cuatro carbonos. Conforme el CO2 siga cayendo y cayendo, probablemente una parte significativa de los seres fotosintéticos evolucionará hacia esta vía de los cuatro carbonos, como de hecho ya lo hizo. Pero incluso esta «vía extrema» sólo proporcionará otros 200 millones de años de margen. Con un sol cada vez más brillante, incluso estas cantidades residuales de CO2 acabarán fijadas al suelo. Y sin CO2 no hay fotosíntesis, y sin fotosíntesis es difícil imaginar la supervivencia de la vida compleja terrestre, a menos que la evolución se saque de la manga alguna otra de sus cartas asombrosas. (Ve y cuéntale a una arquea primitiva que algún día uno de sus recontratatarasobrinos, o sobrinas, estaría aquí leyendo frente a la pantalla de un dispositivo digital…)

Pero frente a un sol que a cada era brilla más, incluso los inconcebibles cartuchos de la evolución irán agotándose. En unos mil y pico millones de años, la temperatura media del planeta alcanzará los 47ºC y entonces empezará a ocurrir algo muy chungo: mares, océanos y demás aguas comenzarán a esfumarse. Primero, mediante un efecto invernadero húmedo (moist greenhouse) debido a la acumulación de vapor de agua en la atmósfera; el vapor de agua es un poderoso gas de efecto invernadero. Así, el planeta azul se convertirá rápidamente en el planeta blanco, continuamente cubierto por una capa de niebla y nubes cada vez más densas. Pronto, toda el agua disponible en la Tierra se evaporará mediante un efecto invernadero desbocado, para no volver al estado líquido nunca jamás. A todos los efectos, estaremos comenzando a abandonar nuestra zona de habitabilidad estelar (o más bien, la zona de habitabilidad estelar nos estará abandonando…)

Zonas habitables de los sistemas solares

Las zonas habitables de los sistemas solares varían con las características de cada estrella y su estadio evolutivo. Conforme nuestro Sol «engorde», la zona habitable se irá desplazando hacia regiones más exteriores del sistema solar. Imagen: Wikimedia Commons.

A la totalidad del agua le costará mucho desaparecer, entre dos y tres mil millones de años, debido a que irá saliendo poco a poco la que se encuentra atrapada bajo la superficie. Durante una larga temporada, habrá lagos y humedales en las regiones polares. Pero la vida que conocemos, basada en grandes cantidades de agua líquida fácilmente disponible, irá dejando de existir. Por fotólisis, el agua evaporada se separará en forma de oxígeno e hidrógeno; el oxígeno perdurará, sobre todo fijándose a los suelos, pero el hidrógeno escapará al espacio exterior. No más agua en la Tierra. No más planeta azul, ni blanco, sino más bien marrón. Los últimos eucariontes dejaremos paso otra vez a un mundo de procariotas, como siempre fue, que irán extinguiéndose muy poco a poco hasta que finalmente este planeta pierda por completo la capacidad de soportar vida. En unos 1.500 millones de años, la zona de habitabilidad fetén andará ya por Marte. Puede que algo parecido a los extremófilos más extremos resistan aquí hacia la frontera de los 2.800 millones de años futuros, cuando la temperatura media terrestre supere los 147ºC, antes de perecer. Esta vida, aunque inconcebiblemente feraz, morirá así por fin.

En suma: que a la vida compleja terrestre le queda al menos tanto tiempo como lleva –llevamos– existiendo, eón arriba o abajo. Todavía pueden ocurrir muchísimas cosas, tantas como las sucedidas desde la explosión del Cámbrico hasta nuestros días. Y a la vida terrestre en general, mucho más. Salvo que ocurriese alguna clase de catástrofe cósmica como no ha ocurrido en los últimos 4.000 millones de años –casi una tercera parte de la edad del universo– la vida va a seguir por estos lares durante otra larguísima temporada, evolucionando y adaptándose sin parar hacia formas ahora inimaginables, como siempre hizo.

Parasol estelar

Arriba: concepto básico de una lente para dispersar la irradiación solar que alcanza al planeta Tierra (dibujo no a escala; en realidad se encontraría mucho más cerca, en el punto L1 Tierra-Sol, a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta.) Este concepto básico es un tanto burdo y difícil de ejecutar; en su lugar, más recientemente se han propuesto nubes de lentes minúsculas orbitando en torno al mismo punto (centro y abajo.) Concebido al principio para combatir el calentamiento global, una civilización tecnológica futura podría utilizar este o cualquier otro concepto ahora inimaginable para retrasar significativamente el momento en que la evolución solar haga que nuestro planeta sea inhabitable. Imagen superior: Wikimedia Commons. Imágenes central e inferior: © BBC News.

Si en ese proceso la inteligencia se preserva, o incluso se desarrolla y extiende, pueden crearse las tecnologías necesarias para retrasar todavía más este fin del mundo. Nosotros mismos ya tenemos parte de la ciencia y la tecnología necesarias para hacerlo a pequeña escala, y de hecho se ha planteado como una medida de emergencia frente al calentamiento global presente: si no somos capaces de ponernos de acuerdo para contener las emisiones de gases de efecto invernadero, siempre podemos reducir un poquito la irradiación solar. Se llama la sombrilla espacial o parasol estelar, forma parte de un concepto más amplio denominado gestión de la irradiación solar y aunque suene a ciencia-ficción –y de hecho lo sea en estos momentos–, disponemos ya de gran parte del conocimiento necesario para reducirla en un 2% y mantenerla así durante unos cincuenta años a un coste de unos cinco billones (trillions anglosajones) de dólares. Eso es menos que el PIB mundial de un solo año, y existen otras aproximaciones más económicas. Civilizaciones futuras mucho más avanzadas podrían disponer de un montón de técnicas para paliar y ralentizar la destrucción de la vida compleja terrestre antes de que sea imprescindible dar el siguiente paso obvio: largarse de aquí.

¿Adónde? Puesss… a lo mejor, ni siquiera es preciso pirarse muy lejos, al menos durante una larga temporada. La evolución solar desplazará la zona de habitabilidad estelar hacia los planetas exteriores y sus lunas actualmente heladas, que dejarán de estarlo. Teniendo en cuenta los enormes plazos de tiempo implicados en este proceso de engorde solar –cientos y miles de millones de años–, no resulta inimaginable en absoluto una civilización tecnológica avanzada que vaya migrando y terraformando astros de aquí a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno con arcas de Noé cósmicas antes de que el sol se desinfle velozmente hacia su etapa de enana blanca y sea totalmente necesario encontrar otro sistema solar más amable. Todo esto suponiendo que esa futura civilización no sea ya capaz de encontrar ese otro sistema solar amable y tirar para allá directamente. Suponiendo que no existan maneras de crear astros habitables a la medida. Y suponiendo también, claro, que esa civilización exista o pueda existir para entonces. Pero si la inteligencia no se extingue en la Tierra y continúa evolucionando, no veo ningún motivo obvio por el que la destrucción de este planeta implique necesariamente la desaparición de la vida que alienta en él. Simplemente seguiríamos haciendo lo que siempre hicimos: migrar en busca de un lugar mejor, sólo que esta vez a escala cósmica. Te contaba en la entrada anterior que me resulta inimaginable lo que sabremos y seremos capaces de hacer dentro de 300, 3.300 o 33.000 años; imagínate en medio millar de millones de años. O más.

…en un universo bebé.

Pero al final de la carrera, es una huida hacia ninguna parte. Este universo tiene fecha de caducidad. O más bien fechas, porque ahora mismo todavía andamos debatiendo cómo morirá exactamente. Lo que sí se sabe es que tardará mucho, pero que muchísimo más tiempo en hacerlo. Pues, como quien dice, acaba de nacer y salvo por alguna remotísima posibilidad cuántica, no hay nada que lo vaya a matar antes de hora.

Los Pilares de la Creación, Nebulosa del Águila

Los famosos «Pilares de la Creación», en la Nebulosa del Águila, un gigantesco criadero de estrellas (y mundos…) a unos 7.000 años-luz de aquí. Nos encontramos todavía al principio de la Era Estelífera, en la que la formación de estrellas es y seguirá siendo posible durante otros 100 billones de años más o menos. Nos encontramos casi, casi al principio de todo. Foto: Telescopio Espacial Hubble / NASA.

Por todo lo que sabemos, ahora mismo el universo tiene unos 13.700 millones de años. Puede que te resulte curioso denominar bebé a algo con 13.700 millones de años de edad, pero es una cuestión de escala. Vamos a quedarnos sólo con la Era Estelífera, en la que nos hallamos actualmente. La Era Estelífera es el periodo de la historia del universo en el que pueden seguir formándose estrellas y galaxias, como sucede en estos momentos. Arrancó unos 150 millones de años después del Big Bang, con la reionización, a la que podríamos llamar el final del parto. Las primeras estrellas, de la llamada Población III, comenzaron a encenderse entre 420 y 560 millones de años tras el Big Bang.

Dejarán de formarse estrellas unos 100 billones de años después del Big Bang, conforme se agote todo el hidrógeno disponible en el cosmos. O sea, unas 7.300 veces más. Si este periodo fuese una vida humana de 100 años, nuestro universo tendría ahora mismo cinco días de edad. Eso, en mi pueblo, es un bebé. Y chiquitín. O chiquitina.

Sin embargo, el universo no morirá con el final de la Era Estelífera. Tan solo cesará la aparición de estrellas nuevas y las más viejas irán pereciendo muy, muy, muy lentamente. Se volverá un sitio bastante aburrido y oscuro, como solemos serlo todos a partir de cierta edad, pero continuará estando ahí. Realmente no sabemos todavía cuánto durará y ni siquiera cómo morirá –como sabrás, hay varias hipótesis–, pero como mínimo iríamos a la muerte térmica dentro de al menos un uno seguido de mil ceros de años. Como muy mínimo. Equiparando esta cifra a nuestra vida humana de un siglo, eso es apenas un chispacito. Nuestro universo ni siquiera ha llegado a tomar aire para berrear por primera vez.

Los tres posibles finales del universo

Los tres posibles finales del universo tal y como lo entendemos ahora mismo, dependiendo del valor de la ecuación de estado de la energía oscura. Imagen original: Big Bang Central.

Nuestro universo acaba de nacer. Estamos al principio de todo, como quien dice. Si la inteligencia prevalece y sigue evolucionando –la nuestra o cualquier otra que venga detrás, o la que pueda haber surgido o surgir en cualquier otro lugar, con billones de años de plazo– seguirá habiendo muchos sitios adonde ir, durante muchísimos eones. Realmente, sólo tendremos que plantearnos el fin de los tiempos en una época casi inconcebiblemente futura. Si para entonces todavía existe algo evolucionado a partir de tú y yo, será tan distinto que ni siquiera lo podemos imaginar. Si sigue siendo un bicho curioso que se resiste a desaparecer, tiene cajas de munición enteras disponibles en su arsenal. Se ha sugerido muchas veces, con buenas razones, que la inteligencia puede ser una fuerza autodestructiva. Pero a mí me gustaría sugerirte hoy la idea opuesta: que la inteligencia, una vez lo bastante avanzada, puede marcar una diferencia cósmica radical, dando lugar a algo que se parece no poco a la inmortalidad. Al menos, hasta que empiecen a acumularse tantos miles de ceros a la derecha en la edad del universo que nos adentremos profundamente en la eternidad.

Bibliografía:

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100.001 galaxias y ni una inteligencia avanzada evidente.

…en el infrarrojo medio, al menos. :-P

El observatorio WISE de la NASA

El observatorio WISE de la NASA, que realizó un barrido completo de la esfera celeste en distintas bandas infrarrojas, incluyendo el infrarrojo medio. Dado que el uso a escala galáctica de las tecnologías que nosotros utilizamos actualmente dejaría una «firma» clara en el infrarrojo medio y el WISE no ha detectado estas firmas, un reciente estudio (Griffith, R. L. et al.: «The Ĝ Infrared Search for Extraterrestrial Civilizations with Large Energy Supplies. III. The Reddest Extended Sources in WISE.» The Astrophysical Journal, Supplement Series, Vol. 217 Nº 2, 2015. doi:10.1088/0067-0049/217/2/25) ha dado lugar a numerosos titulares sugiriendo la inexistencia de civilizaciones avanzadas en 100.000 galaxias próximas. Imagen: NASA/JPL-Caltech.

Hace poco, abundantes medios nos obsequiaban con un bonito titular del tipo de «Buscan extraterrestres avanzados en 100.000 galaxias y no encuentran nada.» Está bien, a todos nos gusta un titular quedón. A mí el primero, sobre todo cuando los propios autores del estudio sugieren conclusiones similares. O estaría bien, si no fuese porque en realidad lo único que se concluye es que no han hallado evidencias de que haya una «Humanidad-B» colonizando sus galaxias del modo en que algunos de nosotros nos planteábamos hacerlo a mediados del siglo XX, lo cual era bastante de esperar. Eso es todo. El resto se lo han «conjeturado» de arriba abajo.

En el sentido estrictamente científico, el estudio es honesto: han analizado los datos del observatorio espacial WISE para 100.000 galaxias cercanas (de los cientos de miles de millones que hay en el universo observable) y no han encontrado evidencias obvias en el infrarrojo medio de que haya por ahí civilizaciones Kardashov-III metiendo sus galaxias en esferas de Dyson; o, más en general, procediendo a una industrialización total de las mismas con una ciencia y tecnología análogas a las nuestras de hoy en día, cuyas emisiones residuales dejarían una traza característica en tal banda infrarroja. Estas emisiones serían la consecuencia inmediata de cualquier uso de cualquier tecnología del tipo de las que conocemos, en virtud del 2º Principio de la Termodinámica, y detectables al emplearlas a semejante escala. Interesante, sí, pero al mismo tiempo tan predecible que casi cae en la categoría de perogrullada.

O de contradicción en los términos. Porque una civilización en nuestro atrasadísimo estadio científico-tecnológico (por no hablar del económico y social) no va ni a la otra punta de la galaxia, ni a la estrella más próxima en ningún plazo de tiempo razonable. En el mejor de los casos, con un inmenso esfuerzo, a unas cuantas basecillas por nuestro sistema solar y muchísimas gracias. Todavía somos poco menos que gentes primitivas. Vernos concibiendo maneras de colonizar la galaxia sería como ver a un nómada paleolítico ideando maneras de construir ese mismo observatorio espacial WISE: un ejercicio mental que avanza la curiosidad, la inquietud y sienta las bases de la adquisición del conocimiento, pero que al final no se parecerá en nada a la realidad porque apenas tenemos las más tenues bases intelectuales para concebirlo. Conjeturas como las que se han extraído de ese estudio de las 100.000 galaxias constituyen un ejemplo palmario de lo que yo llamo el chovinismo del conocimiento.

El chovinismo del conocimiento.

Nikolai Kardashev

El profesor Nikolai Kardashyov (también transliterado como Kardashev o Kardashov, 1932), actual director del Instituto de Investigaciones Cósmicas de Rusia, propuso en 1964 una intrigante idea: una civilización tecnológica en constante avance necesitará cada vez más energía para sus propósitos, sean cuales sean éstos, y desarrolló una escala de niveles de desarrollo sobre este concepto. Una civilización que utilizase toda la energía que un sol como el nuestro entrega a la Tierra estaría al nivel Kardashov-I. Si utiliza toda la energía generada por su sol, sería Kardashov-II. Si emplea la de toda su galaxia, Kardashov-III. Y a partir de ahí se han planteado otras posibilidades más. El concepto es muy interesante, pero no necesariamente correcto, o al menos no de la manera como nosotros obtenemos y consumimos la energía, o esperaríamos hacerlo en nuestro estado actual del conocimiento científico-técnico. El modo exacto como una civilización avanzada podría lograr esto es totalmente especulativo, y muy posiblemente inimaginable para nosotros en la actualidad. Imagen: Cortesía de la Academia Rusa de Ciencias.

Decía el añorado Carl Sagan que en esto de la búsqueda de vida e inteligencia extraterrestre hay varios chauvinismos (o chovinismos, que parece que a la RAE le gusta más.) Lo que pasa es que estos no son chovinismos patrioteros sino, digámoslo así, científicos. Está, por ejemplo, el chovinismo planetario, según el cual la vida sólo sería posible en astros como los planetas o las grandes lunas. Tenemos también el chovinismo del agua, que dice que ésta sólo puede surgir en lugares con abundantes cantidades de agua líquida. O el del carbono, que sólo admitiría la posibilidad de formas de vida basadas principalmente en este elemento. Etcétera. Algunos de estos chovinismos son más razonables que otros; el propio Sagan se definió una vez como un chovinista del carbono, aunque no tanto del agua. Manteniéndonos dentro del chovinismo planetario se han planteado hipótesis con diversas alternativas al agua y algunas al carbono. Es un debate abierto, porque realmente nadie sabe lo que podría llegar a haber por ahí afuera. Los extremos a los que puede llegar la vida terrestre –planetaria, basada en el agua líquida y el carbono– sugieren posibilidades inmensas incluso sin salirnos de ahí.

Pero la búsqueda de civilizaciones extraterrestres –lo que se viene llamando SETI– ha estado plagada a menudo de este otro chovinismo del conocimiento muchísimo más irracional. Salvo por algunas excepciones, la idea parece ser busquemos a extraterrestres que hagan exactamente lo mismo que haríamos nosotros en este periodo histórico, sólo que a lo bestia. Esto es por ejemplo como si un romano –un romano de los tiempos de los romanos, quiero decir– intentase detectar nuestras telecomunicaciones por el procedimiento de sentarse en la mediana de una de nuestras autopistas esperando muy atentamente a que pasen los caballos con los mensajeros. Este amigo romano podría estar perfectamente sentado encima de un cable troncal de fibra óptica, atravesado por las ondas de todo tipo de radiocomunicaciones, y ni entendería lo que es el primero, ni llegaría a percatarse de lo segundo jamás. Su conclusión más lógica sería que las civilizaciones modernas no nos enviamos mensajes de ningún tipo. O que quizá lo hacemos en unos carros sin caballos que van muy rápido y se llaman coches, pero no hemos querido reconocérselo y en vez de eso le contamos una milonga sobre una cosa que se llama Internet o no se qué. Por no mencionar esa leyenda delirante de unos navíos celestiales llamados satélites que dan vueltas al orbe mucho más allá del aire que se puede respirar.

Gran parte de las aproximaciones a la SETI se parecen mucho a la actitud de nuestro estimado amigo romano. Por ejemplo, la más conocida de todas: los intentos de interceptar comunicaciones de radio extraterrestres de alta potencia, en la que admito haber creído mucho tiempo –incluso llegué a proponer algo al respecto, hace muchos años– pero ahora soy bastante escéptico, y no sólo porque no hayan dado ningún resultado. Es que, tras pensarlo bien, me parece un caso paradigmático de chovinismo del conocimiento. Hace 300 años no teníamos ni puñetera idea de que existe tal cosa como los campos electromagnéticos, por mucho que los naturales nos estuviesen pasando a través todo el tiempo, y hubo que esperar hasta el siglo XIX para que este conocimiento científico se convirtiese en la tecnología llamada radio. Sólo a partir de ese momento nuestras radiocomunicaciones se hicieron cada vez más frecuentes y potentes, y cuando se plantearon las primeras aproximaciones SETI, había una especie de carrera por ver quién transmitía más y con más vatios. Así que supusimos que una civilización muchísimo más avanzada transmitiría por radio muchísimo más y con muchísimos más vatios. Tanto como para poderlo captar con nuestros radiotelescopios desde inmensas distancias.

James Clerk Maxwell

El científico escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) desarrolló en 1865 la Teoría del Campo Electromagnético, lo que entre otras muchas cosas permitió predecir la existencia de las ondas de radio, desarrollar las telecomunicaciones modernas y abrir el paso a la futura Teoría de la Relatividad y la Mecánica Cuántica. Hace sólo 150 años de eso. Imagen: Del dominio público.

Sin embargo hoy, apenas medio siglo y pico después, gran parte de nuestras telecomunicaciones van por cables de fibra óptica. ¡Buena suerte intentado detectar un cable de fibra óptica con un radiotelescopio! :-D En cuanto a la radio, lo que hay ahora mismo es una carrera hacia la eficiencia, transmitiendo con potencias comparativamente muy bajas en redes celulares y cosas por el estilo. Hasta los grandes radares militares, que antes tiraban megavatios a troche y moche, operan en estos momentos siguiendo principios de baja probabilidad de intercepción; lo que entre otras cosas implica emitir con la potencia justita, justita para detectar al blanco en haces extremadamente direccionales y difíciles de captar para que se delaten poco ante el enemigo y sus misiles antirradar. Nuestras naves espaciales más avanzadas también se comunican con la Tierra mediante señales de extrema direccionalidad y potencia controlada, para ahorrar energía. Por regla general, ahora los humanos cada vez radiamos al espacio con menos potencia, no más. O incluso no radiamos en absoluto, utilizando modernas tecnologías como la mencionada fibra óptica. Para alguien que nos estuviese buscando con radiotelescopios, cada día somos más invisibles pese a que nuestras telecomunicaciones se multiplican sin parar tanto en cantidad como en calidad.

Pues me da el barrunto de que con esto de las 100.000 galaxias «sin signos obvios» de vida inteligente pasa lo mismo. Como te decía al principio, la aproximación de los autores del estudio casi constituye una contradicción en los términos. O sea: ¿estamos buscando una civilización muchísimo más avanzada que la nuestra, una Kardashov-III de colonizadores galácticos ni más ni menos, pero al mismo tiempo esperamos que usen tecnologías basadas en nuestro estado actual del conocimiento científico, sobre bases análogas de expansión industrial, dejando los mismos rastros que dejaríamos nosotros, así a lo bruto?

Ya me sabrán disculpar vuecencias, pero ahí hay algo que no me cuadra. ¿Una civilización capaz de explotar la energía de una galaxia entera no puede tener, por ejemplo, la capacidad de reciclar y aprovechar gran parte de esas fuertes emisiones residuales en el infrarrojo medio? (De hecho, uno de los coautores del estudio admite varias posibilidades de este tipo en esta entrevista, 3ª pregunta, sin necesidad de violar el 2º Principio de la Termodinámica.) ¿Esos superextraterrestres van a trabajar igual que lo haríamos nosotros con nuestros conocimientos actuales, si hace esos mismos 300 años que mencionaba antes nosotros andábamos en carros de bueyes, no existía ninguna aplicación tecnológica de la electricidad y no teníamos ni perra idea del electromagnetismo, ni de la relatividad, ni de la mecánica cuántica, ni de ninguna otra de las grandes revoluciones científicas de estos últimos siglos y sus tecnologías derivadas?

Dicho de otra manera: con estas aproximaciones no estamos buscando civilizaciones extraterrestres avanzadas, sino civilizaciones extraterrestres avanzadas que además se comporten como esperamos comportarnos nosotros, y encima deriven sus tecnologías de un estado del conocimiento científico análogo al nuestro, y adicionalmente lo hagan en un momento en el que nosotros podamos detectarlas, coincidiendo en el tiempo con nuestra propia evolución científico-técnica. Sí, ciertamente esto es muy, muy improbable. Tan solo sirve para descartar posibilidades. Ojo, repito: no estoy atacando el estudio ni su calidad o rigor científico. Estoy atacando las conclusiones extrapoladas a partir del mismo en todos esos titulares, que se me antoja un caso de falacia por falta de imaginación. Y es que cae por su propio peso que ignoramos totalmente qué cosas no hemos descubierto todavía. Capitán Obvio al rescate, y todo eso.

Láseres de discoteca

Algo ahora tan común como el láser (inventado en 1960) se deriva directamente de la Física Cuántica, un ámbito entero de la realidad que ignorábamos por completo hasta principios del siglo XX. Imagen: Extreme Lasers, Houston.

De las cosas que no sabemos. Y de alguna que vamos sabiendo.

Hueso de Lebombo y Tianhe-2

Arriba: el hueso de Lebombo (Swazilandia) con sus 29 marcas, de 35.000 años de antigüedad, un palo de cómputo como los que se siguen usando en la zona hasta la actualidad. Eso lo convierte en el primer instrumento matemático y por tanto científico conocido de toda la historia de la humanidad. Si además se usó para contar el ciclo sinódico lunar, también sería el primer calendario. Abajo: el superordenador Tianhe-2 (Vía Láctea-2) del Centro Nacional de Supercomputación en Cantón, China. En el momento en que escribo esto, aparece en el Top500 como el más potente del mundo con 3.120.000 núcleos, 33,86 Pflops/s de Rmax (Linpack) y 54,9 Pflops/s de Rpeak teórica. En su esencia, ambos instrumentos sirven para lo mismo: para computar. Pero muy difícilmente quien quiera que talló el hueso de Lebombo habría podido ni siquiera soñar con algo como el Tianhe-2… y tan sólo nos separan 35.000 años de progreso de unas inteligencias idénticas (homo sapiens.)

Mira, me gustaría que tú y yo viviéramos otros 300 años sólo para cruzar una apuesta contigo. ;-) Me apostaría todo lo que tengo contra tu bolígrafo a que dentro de 300 años habrá habido al menos otras tres grandes revoluciones científicas y las tecnologías de ese tiempo futuro nos resultarán tan alienígenas como le resultaría una conexión de fibra óptica, un smartphone, un láser o una sonda de espacio profundo a una persona de 1715. O el motor de combustión interna que mueve tu coche, o la bombilla que ilumina tu casa, o mil cosas más. Hace 300 años no existía nada de todo eso ni se podía imaginar más que como ideas locas, porque ni siquiera teníamos el sustrato científico para vislumbrarlo.

Como ya he dicho alguna vez, pretender que no sabemos nada como opinan algunos es de una ignorancia bastante cañera. Pero pretender que ya lo sabemos todo y que sólo queda espacio para perfeccionamientos sobre nuestro conocimiento actual es de un orgullo infinito, y posiblemente de una estupidez igualmente infinita. Detrás de cada rincón de la realidad puede estar esperándonos un electromagnetismo, una relatividad o una cuántica que ahora no podemos ni soñar, igual que todo eso no se podía ni soñar 300 años atrás. Cosas que cambiarán por completo nuestro conocimiento del universo y de la realidad y conducirán a tecnologías ahora mismo impensables. Mágicas, en el sentido que les dio Arthur C. Clarke. O si prefieres citar a Wernher von Braun, el tipo que mandó gente a la Luna, he aprendido a usar la palabra «imposible» con la mayor de las cautelas.

Yo no puedo ni imaginar, ni vislumbrar, ni soñar la ciencia, la tecnología, la sociedad y la economía con la que nos estaremos manejando dentro de 300 años. O de 3.300, o de 33.000, que me parecen plazos más razonables para liarnos a colonizar galaxias. Hace 3.300 años, acabábamos de comenzar la maldita Edad del Hierro y hace 33.000 andábamos pintarrajeando cuevas. Pero sí estoy convencido de que serán tan distintas de las actuales como lo fueron aquellas. Considero más que posible que nuestro diferencial con una hipotética civilización galáctica Kardashov-III sea aún mayor, por la sencilla razón de que sin ese diferencial no hay ni civilización galáctica, ni Kardashov-III, ni gaitas en vinagre. Con nuestro conocimiento actual no se puede ni colonizar ni explotar una galaxia entera, punto pelota. Hace falta un nivel de ciencia, tecnología, sociedad y economía que ahora mismo sólo podemos imaginar para la ciencia-ficción. Una ciencia-ficción que muy probablemente no se parecerá en nada a la realidad futura.

Hablando de investigaciones disputadas y de cosas que no sabemos, déjame que te cuente una que vamos sabiendo y que apunta en sentido contrario. Se encontró por primera vez en algunos meteoritos como el Murchison. Estos son meteoritos muy, muy antiguos, que se formaron con el sistema solar. El meteorito Murchison tiene la friolera de 4.600 millones de años y ha estado dando vueltas por el cosmos desde entonces hasta que cayó en Australia en 1969. Cuatro mil seiscientos millones de años son una tercera parte de la edad del universo. Data de cuando la Tierra y el Sol estaban naciendo. El meteorito Murchison constituye una «fotografía» de cómo era el sistema solar temprano.

Meteorito Murchison

Muestra del meteorito Murchison en el Museo Nacional de Historia Natural (Washington DC), formado junto con el resto del sistema solar y caído en Australia en 1969. Aunque no todo el mundo está de acuerdo, diversos estudios afirman que contiene biomoléculas complejas de origen no terrestre, capaces de dar lugar a los aminoácidos del ADN y el ARN (ver bibliografía.) Si esto se confirma, los procesos químicos de las nebulosas planetarias podrían constituir los «ladrillos de la vida» incluso antes de que lleguen a aparecer los planetas y por tanto éstos podrían ser comunes a todo el universo conocido. Imagen: Art Bromage bajo licencia CC Attribution-Share Alike 2.0 Generic.

Al cascarlo, los investigadores encontraron en su interior algo totalmente inesperado: biomoléculas complejas. No estamos hablando de compuestos orgánicos del montón. Estamos hablando de purina, pirimidina, xantinas, uraciloLadrillos de la vida. De las dos primeras se derivan ácidos nucleicos de los que construyen el ARN y el ADN. La última, el uracilo, es directamente una de las bases nitrogenadas que forman el ARN. Las primeras expresiones de vida terrestre pudieron darse en el llamado mundo de ARN, toda ella sigue usando ARN, y tú y yo continuamos llevándolo encima desde el día en que alguien inseminó a nuestra mamá hasta la tumba. Sin ARN no hay vida en la Tierra, quizá a excepción de los nanobios, si es que realmente están vivos.

Por supuesto, inmediatamente surgieron voces diciendo que eso no podía ser. Que las muestras tenían que estar contaminadas o algo. Y sin embargo, estudio tras estudio indican que estas biomoléculas halladas en el meteorito Murchison tienen un origen extraterrestre, formadas en el cosmos durante el surgimiento del sistema solar. Para acabar de arreglarlo,la sonda Cassini encontró indicios de uracilo en la atmósfera de Titán de Saturno. Por su parte, Sun Kwok y otros investigadores de la Universidad de Hong Kong han estado estudiando las llamadas emisiones infrarrojas no identificadas de los sistemas solares en formación y dicen que su espectro presenta un componente importante de moléculas orgánicas más complejas que los hidrocarburos aromáticos policíclicos básicos.

Así que yo también voy a conjeturar un poco hoy. Si los ladrillos de la vida surgen naturalmente con los sistemas solares en formación, si son una forma corriente de auto-organización de ciertos tipos de materia, al estilo de los cristales… entonces la vida, lejos de ser una rarísima carambola cósmica, sería un fenómeno común que simplemente estaría esperando a aparecer en cuanto en un planeta o luna se den las condiciones mínimas necesarias. Y además, nos hallaríamos ante una respuesta elegante a la pregunta de cómo la vida en la Tierra surgió tan pronto: habría venido de serie con el sistema solar, lista para cocinar. A partir de ahí, el camino a la vida compleja y la inteligencia fue sin duda accidentado y brutal, pero tampoco una cosa casi imposible, aquí o en cualquier otro lugar. Y ya puestos a especular, a lo mejor la explicación al Gran Silencio es simplemente que somos tan primitivos, estamos tan ridículamente atrasados que todavía no sabemos escuchar bien.

Bibliografía:

 

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La anomalía de L’Atalante

Los metazoos de L’Atalante, en el Mediterráneo oriental, desafían una vez más los límites de la vida.

Tardigrado u osito de agua, un poliextremófilo extremadamente resistente, incluso al espacio exterior.

El tardígrado u osito de agua, un invitado habitual en este blog. Pese a ser un animal como nosotros, se trata de un poliextremófilo radical capaz de sobrevivir a 6.000 atmósferas de presión, a más de 5.000 grays de radiación (10 grays bastan para aniquilar a los humanos) y hasta en el espacio exterior: en septiembre de 2007, la cápsula rusa Foton-M3 se llevó a unos cuantos de paseo por la órbita terrestre durante 12 días, expuestos al vacío cósmico y la radiación ultravioleta solar. Tras ser rehidratados a su regreso, el 68% revivieron (aunque la mortalidad posterior fue elevada.) Los huevos que llevaban con ellos resultaron esterilizados, pero los que pusieron después eclosionaron con normalidad. Fuente: Jönsson et al, «Tardigrades survive exposure to space in low Earth orbit», Current Biology Magazine vol. 18, nº 17, R729-731.

Me fascinan los extremófilos, esos seres disidentes que por el mero hecho de existir ponen en tela de juicio todas las convenciones sobre lo que es posible en el mundo de los vivos. Desde hace algún tiempo, ya sabemos que existen seres capaces de medrar y tomarse unas cañitas tranquilamente en entornos antiguamente considerados imposibles para la vida. Arqueas que siguen reproduciéndose a 122ºC o sumergidas en ácido sulfúrico, bacterias capaces de sobrevivir a presiones suficientes como para producir diamante artificial (16.000 atmósferas) o a 30.000 grays de radiación gamma (similar a la radiación directa a 590 metros de un arma termonuclear de un megatón), líquenes que mantienen su actividad fotosintética a 20ºC bajo cero, indicios de actividad enzimática en mezclas acuosas a 100ºC bajo cero, y hasta organismos pluricelulares complejos con la habilidad de soportar buena parte de todo esto mientras viajan expuestos al espacio exterior, como nuestro querido osito de agua

Incluso sin salir de aquí, incluso sin abandonar el planeta Tierra, donde la vida ha surgido sometida a unos determinantes físico-químicos muy específicos, estamos rodeados por vivientes que podrían sobrevivir, reproducirse y evolucionar en condiciones alienígenas. De hecho, es incluso posible que la primera vida sobre la faz de la Tierra estuviera constituida por algunos de estos seres extremos, al calor de las fumarolas submarinas. Así pues, con tantas pruebas de que es posible la vida e incluso la vida compleja donde se creía imposible, surge inmediatamente la pregunta de si es posible la vida e incluso la vida compleja como se creía imposible. Por ejemplo, en ausencia de alguno de sus constituyentes fundamentales: carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, lo que viene a llamarse por el acrónimo CHON.

Bioelementos.

Composición química del ser humano, por masa

Composición elemental del ser humano, por masa. (Clic para ampliar)

En el planeta Tierra, los elementos fundamentales para la vida son el carbono, el nitrógeno, el hidrógeno y el oxígeno. Entre los cuatro, suman entre el 97,9 y el 99,7% de lo que somos. No tiene nada de raro: todos ellos se cuentan entre los elementos más comunes de nuestra galaxia y de la corteza y atmósfera terrestres que nos vieron nacer. También se consideran esenciales el fósforo y el azufre, dando lugar al acrónimo CHONPS. Y resulta difícil imaginar vivientes como los de aquí sin sodio, calcio, potasio, magnesio, cloro, hierro y yodo. Los demás elementos que intervienen en la vida terrestre, hasta unos setenta aproximadamente, aparecen en unos seres vivos y en otros no. (+info: Esta es tu naturaleza)

De todos ellos, la clave de la vida terrestre es el carbono pero su principal componente es el oxígeno: por ejemplo, en un cuerpo humano, asciende al 62,8% de la masa que nos constituye. En las bacterias esta cifra aumenta al 73,7% y en algunas plantas, como la alfalfa, llega al 77,9%. ¿Y dónde está este oxígeno? Bueno, pues mayormente fijado en el agua; entre la mitad y las tres cuartas partes de lo que somos es agua. Pero también en un montón de las demás moléculas que nos dan forma. De hecho, es difícil concebir biomoléculas que no contengan oxígeno. Desde los lípidos más básicos que componen las membranas celulares hasta monstruos como el ADN y el ARN, todos necesitan el oxígeno para existir.

Hasta hace poco se pensaba que todos los seres multicelulares complejos necesitamos de la presencia del oxígeno libre (O2) en nuestro entorno para sobrevivir y reproducirnos. Es decir, que somos aerobios obligatorios. Sin oxígeno libre en el aire o en el agua que nos rodea, según tengamos pulmones o agallas o lo que sea, nos asfixiamos y morimos rápidamente. Eso de vivir en ausencia de oxígeno era cosa de seres unicelulares como las bacterias o las arqueas, que usan mecanismos como la fermentación o la respiración anaeróbica para conseguir lo suyo. Pero nada más complejo que un protozoo podía existir sin tirar mano del oxígeno a su alrededor; y aún estos, con dificultades. Eso creíamos.

Buque oceanográfico L'Atalante

Buque oceanográfico L’Atalante, del Instituto Francés de Investigaciones para la Explotación del Mar (IFREMER). Foto: © IFREMER

Los extraños habitantes de L’Atalante.

Cuenca de L'Atalante - Ubicación

Ubicación de la Cuenca de L’Atalante, Mediterráneo Oriental. Mapa base: © Google Maps (clic para ampliar)

Así fue hasta el año 2010, cuando empezaron a llegar noticias sobre unos bichejos francamente extraños que medran a su gusto en la Cuenca de L’Atalante, a su vez un sitio bastante peculiar. La Cuenca de L’Atalante es un lago submarino de salmuera situado en el Mediterráneo Oriental, 192 km al Oeste de Creta, a unos 3.500 metros de profundidad. No es el único; hay bastantes más. En realidad, es el más pequeño de los tres que se encuentran por la zona. Este en particular recibe su nombre por el buque francés de investigación oceanográfica que lo descubrió en 1993.

Este lago de salmuera y sus dos vecinos, Urania y Discovery, se formaron hace no más de 35.000 años, conforme los depósitos de evaporita surgidos durante la Crisis salina del Messiniense (hace algo más de cinco millones de años) fueron disolviéndose y reconcentrándose en las profundidades del Mediterráneo. Así, su salinidad se disparó. Hoy en día es ocho veces superior a la del agua marina corriente, cerca del punto de saturación. Se trata básicamente de un lago hipersalino, pero a gran profundidad.

Estos lagos submarinos de salmuera tienen varias peculiaridades. Una de ellas es que sus aguas se mezclan muy poco con las del resto del mar. Es decir, con las que tienen oxígeno libre disuelto, lo que permite respirar a los peces y demás. Eso significa que éste no puede pasar y, como resultado, son fuertemente anóxicos. Vamos, que prácticamente no hay oxígeno libre en ellos.

Así que durante los siguientes diecisiete años se supuso que en L’Atalante sólo residían los vecinos de turno en semejantes sitios: bacterias y arqueas quimioautótrofas, como las euriarqueotas aficionadas a las fuentes hidrotermales y demás extremófilos a los que sólo les molan los sitios que nos matarían rápidamente a todos los demás. Especialmente, a los metazoos. O sea, a nosotros, los animales.

Spinoloricus nov. sp.

La loricífera Spinoloricus nov. sp. de la Cuenca de L’Atalante, el primer animal encontrado que puede vivir en condiciones totalmente anóxicas. Teñida con Rosa de Bengala. Imagen: Danovaro et al. BMC Biology 2010, 8:30

Hasta que, en 2010, apareció la anomalía. Lo hizo en un paper encabezado por el profesor italiano de biología marina Roberto Danovaro, que lleva por título «Los primeros metazoos viviendo en condiciones anóxicas permanentes.« Es decir, animales viviendo sin presencia de oxígeno libre. Hasta el día anterior tal cosa se consideraba, esencialmente, imposible.

Y sin embargo ahí están, bien sanos y lustrosos. En las fosas hipersalinas del Mediterráneo se han pillado el apartamento al menos tres especies de Loricifera que no necesitan respirar oxígeno libre como todo hijo de madre pluricelular. Los Loricifera son unos bichitos microscópicos o casi, residentes habituales en los sedimentos del fondo marino y evolutivamente próximos a los gusanos gordianos y los gusanos-pene (sí, ese pene en el que estás pensando). Estas tres especies se llaman Spinoloricus nov. sp. (o Spinoloricus Cinzia), Rugiloricus nov. sp. y Pliciloricus nov. sp.

¿Pero cómo son capaces? Bien, según los estudios realizados hasta el momento, resulta que estos tres animalitos carecen de mitocondrias, con lo que no tienen las mismas exigencias de respiración celular que el resto de nosotros. En su lugar parecen poseer hidrogenosomas, algo más propio de ciertos hongos, protistasprotozoos ciliados. El intrincado proceso evolutivo mediante el que tales hidrogenosomas pudieron acabar en un animal pluricelular como tú y como yo es todavía desconocido. Algunos sugieren que podría tratarse de simbiontes, pero esto presenta sus propios problemas.

A decir verdad, todavía no se sabe gran cosa de ellos. Están en ello. Pero se reproducen por huevos (que nooo, que quiero decir que son ovíparos). Aunque el equipo del Dr. Danovaro no logró llevar a ninguno de estos animales hasta la superficie sin que murieran por el camino, dos de los que obtuvieron contenían huevos. Se los extrajeron y los incubaron en condiciones totalmente anóxicas a bordo del buque, con éxito. Los huevos terminaron abriéndose y dieron lugar a animalitos vivos.

Cada vez más vida, en lugares cada vez más imposibles.

Naturalmente, Spinoloricus nov. sp., Rugiloricus nov. sp. y Pliciloricus nov. sp. incorporan tanto oxígeno en sus moléculas como el resto de los terrestres y lo necesitan para sobrevivir, por mucho que lo obtengan de manera distinta. Toda la vida que conocemos en este planeta procede de un antepasado común; estos Loricifera no son una excepción. Están sujetos a las mismas reglas que todos los demás, y eso incluye ser CHONis –ya sabes, carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno ;-) –. No son animales libres de oxígeno, como se ha dicho por ahí. Simplemente gestionan su oxígeno de una manera distinta, bastante extraordinaria.

Pero también es cierto que la vida no deja de darnos sorpresas. Cada vez que alguien establece un límite sobre los lugares donde es posible la vida, al menos en un entorno planetario como la Tierra, termina apareciendo algún bicho que se lo come. Y algunos, claro, nos preguntamos dónde está el límite. Los más astrobiotrastornados, nos preguntamos lo que podría ser posible con otras biologías, bajo la luz de otros soles.

En este sentido, una de mis rayadas favoritas me la enseñó el astrofísico del pueblo Carl Sagan, y no soy el único que la sufre. Es, por supuesto, lo que llamamos el chauvinismo del agua. En las propias palabras de Carl:

Hay chauvinismo del carbono, chauvinismo del agua… ya sabes, gente que dice que la vida, en todas partes, sólo puede basarse en las mismas bases químicas en que nos sustentamos nosotros. Bien, a lo mejor tienen razón. Pero dado que los mismos tipos que hacen esa afirmación están basados en el carbono y en el agua, a mí me hace sospechar. Si estuvieran basados en alguna otra cosa, me merecerían más credibilidad.

Debo confesar que soy un chauvinista del carbono. Habiendo estudiado las alternativas, me parece que el carbono es mucho más adecuado para crear moléculas complejas, y mucho más abundante que cualquier otra cosa en que podamos pensar. (…) Sin embargo, no soy tan chauvinista del agua. Me puedo imaginar al amoníaco, o combinaciones de hidrocarburos que no son nada raras en el universo, desempeñando el papel del agua.

Luego tenemos a los chauvinistas del tipo espectral G, que dicen que sólo puede haber vida en torno a estrellas como la nuestra. Los chauvinistas planetarios dicen que la vida sólo puede ocurrir en planetas y no, por ejemplo, en estrellas o en el medio interestelar. Soy un chauvinista planetario: parece haber buenas razones para que la vida sólo pueda aparecer en planetas [o lunas].

El chauvinista extremo dice: «si mi abuela estaría incómoda en ese ambiente, entonces la vida es imposible ahí.» Uno se encuentra con eso a menudo. La conocida expresión «la vida tal y como la conocemos» se basa exactamente en esa idea. Pero hay muchos microorganismos exóticos en la Tierra a los que les va bien en soluciones calientes de ácido sulfúrico concentrado y otras muchas cosas. Si no has oído hablar de ellos, te crees que nadie podría vivir en semejante entorno. Pero hay bichos que lo adoran.

Creo que una de las grandes delicias de la exobiología es que nos obliga a enfrentarnos al provincialismo en nuestras suposiciones biológicas. Toda la vida en la Tierra es esencialmente la misma; químicamente, somos idénticos a las bacterias o las begonias. (…) Creo que es ahí donde estará la realidad en la búsqueda de inteligencias extraterrestres. No se va a ajustar a nuestras fantasías, y no se va a ajustar a nuestro chauvinismo.

–Timothy Ferris [1973], entrevista a Carl Sagan en la revista Rolling Stone.

(Recogida por Tom Head [2006], Conversaciones con Carl Sagan, pp. 10-12)

No, por el momento seguimos sin tener el más mínimo indicio de vida extraterrestre, pese a todos los creyentes en los OVNIs y contactados que en el mundo son. Hoy por hoy, la paradoja de Fermi (más o menos: «si la vida es común en el universo, ¿dónde está todo el mundo?») sigue tan en vigor como cuando se formuló.

Fotografía del exoplaneta Beta Pictoris b

La primera fotografía directa de un exoplaneta: Beta Pictoris b, a 63 años-luz de aquí, Obtenida por el Very Large Telescope (VLT) del European Southern Observatory en Chile. (Clic para ampliar)

Sin embargo, la hipótesis de la Tierra especial, de que la Tierra es un caso excepcional en el universo con una rarísima capacidad para albergar vida, se sostiene cada vez menos. Para empezar, estamos detectando exoplanetas sin parar. En estos momentos, se han confirmado 1.074 en 812 sistemas solares, de los cuales al menos 178 son sistemas múltiples como el nuestro, y hay varios miles de candidatos más. Incluso con nuestras precarias capacidades de detección actuales –los planetas y lunas no emiten luz propia, con lo que requieren instrumentos extremadamente sensibles para captarlos–, vamos estando en condiciones de extrapolar que hay al menos cien mil millones de planetas sólo en nuestra galaxia, un promedio de uno por cada estrella como mínimo. Es de suponer que muchos de estos planetas tendrán lunas, demasiado pequeñas para distinguirlas con nuestra tecnología actual. A poco que los sistemas solares se generen de manera parecida en el universo observable, y no tenemos ningún motivo para sospechar lo contrario, puedes ir multiplicando eso por los al menos cien mil millones de galaxias que hay (probablemente bastantes más.) Eso es un uno seguido de veintidós ceros, sólo para empezar.

Los sistemas solares no son raros en absoluto. Suponiendo que sólo las estrellas de tipo G (como el Sol) y unas pocas de las más parecidas entre las F y las K pudieran albergar vida (el chauvinismo del tipo espectral G que mencionaba Sagan), representarían al menos un 10% de todas ellas. Continuamos teniendo un uno seguido de veintiún ceros. Vamos a descontar también las que pudieran estar fuera de las zonas de habitabilidad galáctica, un concepto en parte controvertido que algunos nos tomamos con un grano de anís. Pero lo daremos por bueno, y además en una de sus variantes más severas: metámosle a la cifra un hachazo de otro 90% (en vez del 60% habitual o el 40% optimista) y seguimos teniendo un uno seguido de veinte ceros de estrellas como la nuestra instaladas en las zonas más habitables de sus respectivas galaxias. Y a cada una de ellas le corresponde un sistema solar como el nuestro, compuesto por planetas y lunas como las nuestras. Si esto de incluir a todas las galaxias te parece demasiado atrevido y sólo quieres contar la nuestra, mil millones.

Y si sólo uno de cada mil planetas son de tipo terrestre y se hallan en las zonas de habitabilidad estelar de sus respectivos soles (una estimación considerablemente estirada a la baja), nos siguen quedando un millón en esta galaxia y cien billones en el universo observable presente. Y aún no hemos empezado a contar satélites, que no se pueden descartar en absoluto, porque algunos de ellos pueden ser de notable tamaño, con atmósfera propia, aunque orbiten en torno a planetas de tipo no-terrestre. Como, por ejemplo, Titán de Saturno, que presenta una densa atmósfera de nitrógeno, agua en forma de hielo e hidrocarburos líquidos superficiales. Sólo en nuestro sistema solar, hay 19 lunas que han alcanzado el equilibrio hidrostático y por tanto se podrían considerar planetas o planetoides si orbitaran directamente alrededor del Sol. Muchos de estos exosistemas solares presentan también grandes gigantes gaseosos, que algunos consideran importantes para el surgimiento de la vida.

Gliese 667C c - impresión artística superficial

Impresión artística de una puesta del sol en la súper-Tierra Gliese 667 Cc. Las estrellas son el sistema ternario Gliese 667 A/B/C; el planeta orbita en torno a esta última. Imagen:
European Southern Observatory / L. Calçada (Clic para ampliar)

En estos momentos, los exoplanetas confirmados que creemos más similares a la Tierra son Gliese 667C c, a 12 años-luz de aquí, y Kepler-62e, a 1.200. Ambos se encuentran dentro de esa supuesta zona de habitabilidad galáctica de nuestra Vía Láctea y en la zona de habitabilidad estelar de sus respectivos soles, si bien al lado caliente, lo que podría hacer de ellos planetas «súper-tropicales» (!). Hay otros candidatos pendientes de confirmación muy interesantes. En general, la probabilidad de que haya otros mundos capaces de albergar vida se multiplica con cada una de estas detecciones. Y no paran de producirse, conforme nuestros instrumentos mejoran más y más.

Por el extremo contrario, descubrimientos como el de L’Atalante nos demuestran que la vida, incluso la vida pluricelular compleja, incluso los animales como nosotros, son posibles en condiciones cada vez más extremas sin ni siquiera salirse de la biología terrestre, ni del ADN ni de los eucariontes. Sin salirse de los que son como nosotros. Con otras bioquímicas, surgiendo y evolucionando a partir de condiciones distintas hacia dominios insospechados bajo presiones evolutivas radicalmente diferentes, las posibilidades son inmensas y están más allá de lo que puede soñar la más desbocada imaginación.

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Resultados encuesta: ¿Existen inteligencias extraterrestres en nuestra propia galaxia?

Resultados encuesta abril 2011.

Anterior: ¿Qué fuentes de energía deberíamos fomentar más?

Resultados encuesta febrero 2011: ¿Existen inteligencias extraterrestres en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea?

Resultados encuesta febrero 2011: ¿Existen inteligencias extraterrestres en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea?

Una vez cerrada la octava encuesta, realizada entre el 1 y el 30 de abril de 2011 (inclusives), los 1.469 votos emitidos han dado lugar a los siguientes resultados en detalle:

¿Existen inteligencias extraterrestres en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea?

  1. Sí: 1.006 (68,5%).
  2. No: 463 (31,5%).

Los porcentajes pueden no totalizar el 100% debido a los redondeos decimales.

Esta encuesta no es científica. Sólo refleja la opinión de aquellas personas que eligieron participar.
Los resultados no representan necesariamente la opinión del público, de los usuarios de Internet en general o de los lectores de La Pizarra de Yuri en su totalidad.

Encuesta de mayo:

¿Obtendrá España algún premio Nobel en ciencias antes de 2050?

 

 

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El Gran Morir

En comparación, lo de los dinosaurios no pasó de broma pesada.
Hace 251,4 millones de años, algo mató al 96% de las especies marinas, al 70% de los vertebrados terrestres
y a una inmensa cantidad de insectos y plantas. Fue el Gran Morir, y aún no tenemos claro por qué.

Impresión artística de la vida a orillas de un río pérmico.

Impresión artística, científicamente rigurosa, de la vida a orillas de un río del Pérmico medio. Casi todo esto y muchas cosas más desaparecieron con el Gran Morir. (Clic para ampliar)

Si los gorgonópsidos hubieran tenido noticieros como los nuestros, seguramente habrían puesto la noticia al final, justo antes de los deportes. O a lo mejor ni siquiera eso. Los volcanes son muy espectaculares y quedan guapos en la tele, pero esto comenzó más bien como una suave erupción de lava en la costa nororiental de Pangea. Ellos no tenían ninguna manera de saberlo, y sin embargo estaban ante el inicio de las temibles escaleras siberianas, el principio del acto final en el mayor proceso de extinción que se ha visto en el planeta Tierra jamás y que acabaría con ellos también. Los humanos, que no aparecimos por aquí hasta doscientos cincuenta millones de años después, la llamamos la extinción supermasiva del Pérmico-Triásico (P-Tr). Más brevemente, la Gran Mortandad.

O el Gran Morir. Porque eso fue exactamente lo que pasó: muerte a una escala planetaria, sobrecogedora, general. Si mañana hiciéramos estallar a mala baba todo lo que guardamos en nuestros arsenales más devastadores y sofisticados, no provocaríamos (en principio) nada ni parecido; nos vendría justito para extinguirnos a nosotros mismos, algo no muy meritorio, y relativamente poco más. Puede que el invierno nuclear subsiguiente llegara a producir una pequeña extinción. En cambio, el Gran Morir aniquiló al 96% de las especies marinas, al 70% de los vertebrados terrestres y a tantas plantas e insectos que aún andamos contándolos, entre otras cosas porque apenas quedó rastro de todos ellos. Y matar a tanto insecto sí que tiene mérito: son los seres pluricelulares más resistentes que hay.

Acabó con seres tan ubicuos y resistentes como los trilobites, que llevaban aquí 270 millones de años y ocupaban prácticamente todos los nichos ecológicos marinos. Al menos una tercera parte de los insectos desaparecieron, especialmente aquellos tan grandes típicos del periodo anterior. No hubo más escorpiones marinos, que dominaban el océano. Los blastozoos se fueron también. Los helechos con semilla se extinguieron y a las gimnospermas les costó una buena temporada reaparecer. No se generó carbón durante el periodo, a diferencia de lo ocurrido característicamente en el Carbonífero precedente, lo que invita a pensar que la práctica totalidad de las plantas turberas cayeron. Hasta el 60% de todas las especies vivas dejaron de existir. Puso un gigantesco punto y aparte a la historia de la vida en el planeta Tierra, al menos por encima del nivel de las bacterias y archaeas; tanto es así, que consideramos que el Paleozoico con toda su vida primitiva termina ahí. La recuperación fue muy lenta: más de treinta millones de años.

Verdaderamente, la extinción supermasiva del Pérmico-Triásico fue el Gran Morir. Y, como suele ocurrir con la muerte, también el principio del Gran Vivir que permitió el surgimiento de las formas de vida avanzadas. Eso nos incluye, claro, a ti y a mí: una extinción nos abrió el camino y otra nos lo cerrará, a menos que aprendamos a impedirlo alguna vez.

Mapamundi a finales del Pérmico.

Mapamundi terrestre a finales del Pérmico, cuando sucedió el Gran Morir. Las escaleras siberianas entraron en erupción en la costa oriental de la región de aguas poco profundas situada justo al norte. Fuente: Dr. Ron Blakey, profesor emérito de geología en la Universidad de Arizona del Norte. (Clic para ampliar)

Del Pérmico.

El Pérmico recibe su nombre por la ciudad de Perm, situada en Rusia a caballo entre Europa y Asia, alrededor de la que se encuentran una gran cantidad de fósiles de aquellos tiempos (sobre todo en los Montes Urales). Fue un periodo geológico con una duración de casi cincuenta millones de años (comenzó aproximadamente hace 299 millones de años y terminó hace unos 250, precisamente con esta extinción) en el que ocurrieron un montón de cosas interesantes, como la evolución claramente diferenciada de los saurópsidos –que darían lugar a los reptiles, incluyendo a los dinosaurios y luego a las aves– y los sinápsidos –donde se originaron los mamíferos, o sea, nosotros–.

En tiempos pérmicos, la deriva continental estaba empujando a todos los continentes contra sí mismos hasta constituir uno solo: un supercontinente gigantesco donde se concentrarían casi todas las tierras emergidas del planeta Tierra, al que llamamos Pangea. Este supercontinente estaba –lógicamente– rodeado por un superocéano aún mayor, que bautizamos como Panthalassa. Para cuando sucedió el Gran Morir, una región insular separatista a la que llamamos Cimmeria había comenzado a desprenderse, desarrollando el Océano Paleo-Tetis; mientras que, al norte, Siberia terminaba de formar la Pangea una y grande precipitándose hacia el sur.

El clima pérmico varió significativamente a lo largo de tanto millón de años, desde las glaciaciones del Carbonífero final, que había provocado el colapso de la pluviselva tropical, hasta la dislocación térmica masiva que coincidió con la gran extinción. Pero la presencia de un supercontinente tan grande como Pangea hizo que se mantuvieran algunas tendencias a lo largo de todo el periodo. Por ejemplo, el clima del interior de Pangea tendía a ser supercontinental, con veranos muy calurosos, inviernos gélidos y pocas precipitaciones, lo que daba lugar a un entorno muy seco. Esto estaba matizado por fortísimos monzones, con lluvias muy intensas pero muy estacionales, más importantes cerca de las costas. Con gran probabilidad, los vientos debían ser bastante más fuertes que en la actualidad, debido a las elevadas diferencias térmicas entre el interior de Pangea y las costas y mares de Panthalassa.

Estratos de arenisca del límite Pérmico-Triásico fotografiados en Runcorn Hill, Reino Unido.

Estratos de arenisca del límite Pérmico-Triásico fotografiados en Runcorn Hill, Reino Unido. (Nueva ventana o pestaña para ampliar)

La presencia de oxígeno atmosférico, que había llegado al 35% a finales del Carbonífero, descendió durante todo el Pérmico y cuando ocurrió el Gran Morir era del 16%, un poco menor que la actual (20%); seguiría descendiendo hasta bien entrado el Triásico, llegando a caer hasta el 12%. Se sospecha seriamente que esta variación del oxígeno atmosférico está estrechamente relacionada con los complejos fenómenos planetarios que condujeron a la catástrofe, y que bien podían haberse puesto en marcha mucho tiempo atrás.

Un paisaje típico de Pangea a finales del Pérmico podría estar constituido por un bosque de coníferas, helechos con semillas y gimnospermas donde revoloteasen grandes blatópteros, libélulas o caballitos del diablo, sin mariposas ni aves. Tampoco había flores aún. Por entre el follaje medrarían seres como los gorgonópsidos, los dicinodontes o los primeros arcosauriformes que antecedieron a los dinosaurios. Al fondo, algunos de los grandes pareiasaurios herbívoros. Seguramente a esas alturas ya no quedaban dimetrodontes, pero sí batracosaurios y temnospónlidos. Debido al bajo nivel de oxígeno, respirar nos resultaría tan difícil como en lo alto de una gran montaña de hoy en día o cosa parecida; por lo demás, no hay ninguna razón por la que no pudiéramos sobrevivir en el lugar. Seguramente las bacterias y virus de aquel tiempo no nos afectarían, dado que no habrían tenido ocasión de co-evolucionar con nosotros. En cambio, sería de lo más razonable evitar a cualquier cosa capaz de tirar bocados, que no eran pocas.

Así era nuestra Tierra vieja cuando lentamente comenzó la catástrofe ecológica más grande de todos los tiempos. Al parecer hubo varios pulsos de extinción consecutivos a lo largo de los veinte millones de años anteriores que habrían dejado a la vida en un estado convaleciente relativamente frágil. Pero el Gran Morir se concentró sobre todo en el último, de aproximadamente un millón de años de duración o puede que incluso menos. De hecho, muchos animales pudieron desaparecer en apenas 10.000 – 60.000 años, con la mortandad disparándose masivamente a partir de un determinado instante radiodatado hace 251.400.000 años, teniendo en cuenta un margen de error de treinta milenios arriba o abajo. A las plantas les costó un poco más, unos pocos cientos de miles de años. Y parece que hubo varios sub-pulsos, separados 730.000 y 1.220.000 años entre sí. Pero todo apunta a que se trató de un evento súbito, una gran catástrofe repentina en términos geológicos. Y no hay muchas cosas que le puedan hacer semejante mal, tan deprisa, a algo tan feraz, tan absurdamente resistente como la vida.


Mapamundi de la deriva continental terrestre a lo largo de 800 millones de años (650 conocidos del pasado y 150 proyectados hacia el futuro).

La escalera siberiana.

Las escaleras siberianas en la actualidad.

Las escaleras siberianas en la actualidad. Foto: Mikhail Maksimov (Clic para ampliar)

Las hipótesis sobre las causas del Gran Morir son muchas y variadas, pero para ser admisibles, deberían explicar algunos de los fenómenos observados durante este proceso. Y en el Gran Morir se produjeron varios fenómenos muy singulares, que ninguna de ellas explica hoy por hoy en su totalidad.

El primero de estos fenómenos observados en los estratos geológicos del periodo es una notabilísima alteración de las proporciones globales entre los isótopos carbono-12 y carbono-13 (fuente 1, fuente 2, fuente 3). En algún caso, el descenso de carbono-13 con respecto al carbono-12 llega al 42 ‰. ¿Y esto qué significa? Bueno, resulta que como ocurre con todos los átomos, se presentan en la naturaleza con una determinada proporción entre sus distintos isótopos. El carbono-12 constituye el 98,93% del carbono presente en el medio ambiente terrestre, mientras que el carbono-13 representa el 1,07%. Sin embargo, los seres vivos tienden a fijar una proporción menor del isótopo 13, y cada ser vivo lo hace además en unas cantidades determinadas; estas variaciones constituyen la llamada firma isotópica. Pero también, de manera muy característica, la presencia masiva de este carbono extremadamente bajo en isótopo 13 resulta típica en las grandes erupciones volcánicas y ciertos depósitos de gases subterráneos con origen orgánico.

Extraer una conclusión directa de esta variación de las proporciones entre el carbono-13 y el carbono-12 sería muy aventurado, pero hay algo que indica con claridad: el ciclo del carbono terrestre quedó brutalmente alterado durante la extinción supermasiva del Pérmico-Triásico. Estas alteraciones del carbono-13 se puede medir en los estratos geológicos correspondientes a todas las extinciones, pero en el caso del Gran Morir resulta espectacular: es del 2,5 – 10 ‰ a nivel global y en algunos puntos llega hasta el 42 ‰.

Entonces, inevitablemente, todo el mundo mira en la dirección de otro fenómeno monumental sucedido exactamente en ese mismo momento. Hace 251 millones de años comenzaba una de las mayores erupciones volcánicas de la historia terrestre, en las orillas del continente ancestral que ahora forma parte de lo que llamamos Siberia. Como apunté al principio, no se trató de una gran explosión, sino de la efusión rápida de grandes cantidades de lava caliente y poco viscosa a lo largo del siguiente millón de años. Por las formas características que forma la lava al solidificarse en estos casos, que recuerdan a una escalera, se denominan con la palabra sueca trapp (que significa eso mismo). Y por eso a esta enorme erupción se la conoce en todo el mundo como siberian trapps (en ruso original: Сибирские траппы), que a veces se ve (erróneamente) traducido al castellano como trampas siberianas pero en realidad quiere decir escaleras siberianas.

Extensión de las escaleras siberianas en un mapa actual.

Extensión de las escaleras siberianas en un mapa actual. (Nueva ventana o pestaña para ampliar)

Las escaleras siberianas son una de las dos erupciones más grandes ocurridas en aguas poco profundas o en la superficie terrestre de las que queda alguna pista (las hubo mayores, pero ocurrieron en el fondo oceánico, lo que matiza sus efectos). Se estima que proyectó entre uno y cuatro millones de kilómetros cúbicos de lava basáltica, cubriendo unos siete millones de kilómetros cuadrados de terreno, más una cantidad aún indeterminada pero extraordinariamente grande de gases de efecto invernadero entre los que se encontraba el CO2. Para hacernos una idea, la erupción explosiva conocida más potente de todas las épocas (Guarapuava – Tamarana – Sarusas, durante las escaleras de Paraná y Etendeka, hace unos 130 millones de años) proyectó al exterior unos 8.600 km3 de material. Es decir: entre cien y cuatrocientas cincuenta veces menos.

Digámoslo: es imposible pensar en una gran extinción, con un descenso acusado del carbono-13, y no pensar instantáneamente en una de las mayores erupciones de la historia de la Tierra que sucedía en ese mismo momento exacto. Sin embargo, tenemos un problema, y es que ni siquiera esa inmensa erupción basta para explicar una caída tan grande en el isótopo carbono-13, por varios órdenes de magnitud.

Casi con total seguridad, ambos fenómenos tienen que estar relacionados de algún modo. Sería una casualidad extraordinaria, absurda, si la mayor extinción de la historia de la Tierra coincide exactamente en el tiempo con una de las mayores erupciones volcánicas conocidas y ambos hechos no tuvieran vínculo alguno. Pero no es suficiente. Hace falta algo más, algo mucho mayor para explicar lo que ocurrió.

Avalancha de eventos a nivel de extinción.

Extinciones durante los últimos 542 millones de años.

Extinciones durante los últimos 542 millones de años, representadas como el porcentaje de géneros de un determinado periodo que no se encuentra en el registro geológico del siguiente. Puede observarse cómo el Gran Morir (P-Tr) destaca nítidamente sobre todas las demás.

Otra de las ideas que vienen inmediatamente a la cabeza, sobre todo desde que sabemos que a los dinosaurios se los cargó un meteorito, es que el Gran Morir fuera causado por otro de estos objetos que caen de los cielos. El problema es que no hay ningún indicio claro al respecto, y de manera muy específica no hay una capa de material de origen extraterrestre (como el iridio presente en el de los dinosaurios) en el estrato de la extinción supermasiva del Pérmico-Triásico. En ausencia de esta clase de evidencia, la hipótesis meteorítica para el Gran Morir no pasa de suposición o conjetura.

En estos momentos se postula un fenómeno en avalancha, que seguramente resultó activado por la erupción de las escaleras siberianas, pero que se amplificó enormemente debido a otros fenómenos. El primero de estos fenómenos, como ya hemos comentado, es que la vida terrestre estaba un tanto convaleciente de las miniextinciones precedentes y bajo presión por el constante descenso del oxígeno atmosférico a lo largo de todo el Pérmico. El segundo fue la formación del supercontienente Pangea, en el mismo periodo, que al concentrar las tierras emergidas en un solo lugar redujo la extensión y diversidad de las aguas poco profundas, que son las mejores para la vida. El tercero estaría relacionado con el punto exacto de erupción de las escaleras siberianas: en tierra, cerca de grandes depósitos de carbón y también de clatratos de hidratos de metano fijados al suelo.

Así, la lava basáltica producida en la gran erupción de las escaleras siberianas habría incendiado este carbón, emitiendo grandes cantidades de CO2 a la atmósfera. Pero no sólo eso: también habría liberado los hidratos de metano como un fusil de clatratos (ver también aquí). Este fenómeno –que, por cierto, podría estar repitiéndose ahora mismo– sí bastaría para explicar el enorme incremento de carbono pobre en isótopo 13 registrado durante el Gran Morir. También puede liberar, de una manera análoga, cantidades significativas del muy tóxico sulfuro de hidrógeno. Tanto el metano como el sulfuro de hidrógeno son potentes gases de efecto invernadero, con lo que la temperatura terrestre habría comenzado a ascender significativamente.

Listrosaurio

Animales como el Listrosaurio sobrevivieron al Gran Morir y sus descendientes evolutivos, también a la extinción de los dinosaurios. De ellos surgieron los mamíferos modernos, como tú y yo, por ejemplo.

La liberación del metano presente en los clatratos, además, puede tener otro efecto devastador para la vida cuando se produce en aguas relativamente poco profundas. Al burbujear a través del agua, le roba el oxígeno, produciendo anoxia oceánica que el incremento de la temperatura ocasionado por el calentamiento global empeora aún más (y que también ha sido medida en los estratos del Gran Morir). Así, lo que tendríamos en marcha es una especie de máquina natural de eventos a nivel de extinción que se retroalimenta a sí misma sin parar. Pudieron producirse otros sucesos paralelos más.

Estos modelo de causas múltiples y orígenes distintos pero encadenadas en torno a un elemento común, que se suelen llamar modelos del asesinato en el Orient Express, son los que probablemente expliquen mejor un fenómeno tan complejo y tan enorme como el Gran Morir. Ningún agente reconocible en ese momento y lugar pudo causar semejante mortandad por sí solo y tan rápidamente; en cambio, una sucesión de causas-efectos concatenados sí habría sido capaz. De esa forma, un fenómeno insuficiente pero poderoso –como la erupción de las escaleras siberianas– disparándose en el contexto adecuado habría puesto en marcha una máquina de la extinción a escala planetaria que sólo se detuvo cuando alcanzó un nuevo punto de estabilidad, un millón y pico de años después.

Aunque ya tenemos datos muy sólidos, el mecanismo exacto que es capaz de matar a tanta vida aún se nos escapa. Sin embargo, el registro fósil no deja lugar a dudas: a lo largo de la historia de la vida, algo –o, más probablemente, varios algos distintos– fue capaz de provocar grandes catástrofes ecológicas que se realimentaron a sí mismas hasta exterminar a órdenes de la vida enteros. Desde mi punto de vista, las enseñanzas son (al menos) dos. Una, que no comprendiendo bien cómo sucedieron pero sabiendo que un suceso relativamente menor y lento puede activar un mecanismo aniquilador mucho más grande y veloz, resulta arriesgadísimo apostar a que algo –algo que hagamos, por ejemplo– será incapaz de poner en marcha un proceso así. Y la otra, que de la muerte siempre surge la vida, una y otra vez, y seguirá haciéndolo mientras este planeta siga orbitando en torno a un Sol mínimamente estable; algo más profundo de lo que a primera vista pueda parecer.

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Vida arsénica

Habrá quien sufra una decepción. Pero si se confirma, es un descubrimiento muy, muy notable.

Convocatoria de prensa de la NASA sobre un descubrimiento en astrobiología.

Convocatoria a la conferencia de prensa de la NASA para "comentar un hallazgo en astrobiología que tendrá impacto en la búsqueda de pruebas de vida extraterrestre". A pesar del ruido generado, eso no son "pruebas de vida extraterrestre". (NASA) (Clic para ampliar)

Como es bien sabido, hace unos días la NASA anunció una conferencia de prensa en su sitio web y en notas dirigidas a los medios de comunicación, donde se decía lo siguiente:

La NASA ofrecerá una conferencia de prensa a las 2 p.m. EST el jueves, 2 de diciembre, para comentar un hallazgo en astrobiología que tendrá impacto en la búsqueda de pruebas de vida extraterrestre. La astrobiología es el estudio del origen, evolución, distribución y futuro de la vida en el universo.

Sobre esta base, como suele resultar inevitable, pronto surgieron las primeras especulaciones sobre el hallazgo de vida extraterrestre; e inmediatamente a continuación, toda clase de suposiciones amplificadas por Internet, incluyendo los delirios habituales en estos casos.

A pesar de tanto ruido, la redacción de la nota de prensa –bastante común entre las que proporciona la NASA a menudo– parece cuidadosamente formulada para rechazar estas especulaciones: «un hallazgo en astrobiología que tendrá impacto en la búsqueda de pruebas de vida extraterrestre» no son «pruebas de vida extraterrestre». El embargo sobre su contenido terminó por alimentar aún más el bombo del asunto; no obstante, este embargo venía impuesto por Science –que es quien publica el paper– y constituye una práctica habitual para proteger la exclusiva.

No voy a decir que la NASA ignore la clase de efecto que un texto así tiene en la sociedad, e incluso que lo utilice para atraer atención, pero, honestamente… ¿de qué otra forma lo podrían decir? ¿Utilizando lenguaje abstruso que sólo entiendan los iniciados? Yo creo que esa sería una solución peor. Uno dice lo que tiene que decir, y lo que digan los demás ya es asunto de ellos. Nadie puede actuar pensando constantemente en quién sacará una conclusión inoportuna o exagerada de lo que hace; por ese camino, nunca se haría nada.

Arsénico.

Arsénico.

Del fósforo, del arsénico, de la vida y de la muerte.

Dicho esto, vamos al asunto, que tiene miga. Aunque a muchos pueda resultarles decepcionante (al menos en comparación con las expectativas generadas por gente que NO es de la NASA ni del equipo investigador), el descubrimiento de vida arsénica tiene un alcance extraordinario en «la búsqueda de pruebas de vida extraterrestre» y también en nuestra comprensión de la vida terrestre. ¿Por qué?

En primer lugar, porque el arsénico es un conocido veneno. Dicho en términos sencillos, un antagonista de la vida, y además uno de los más poderosos (no mezclar con el concepto bioquímico de antagonista). Se supone –se suponía hasta hace un rato– que allá donde hay mucho arsénico y no hay nada de fósforo, no puede haber vida. ¿A qué se debe esto? Fundamentalmente, a que el arsénico tiene un comportamiento bioquímico muy parecido al fósforo; tanto como para confundir a los seres vivos. En palabras de la doctora Felisa Wolfe-Simon, una de las participantes en la conferencia de prensa de la NASA:

Toda la vida que se conoce requiere fósforo (P), en forma de fosfatos inorgánicos (PO43– o Pi) y moléculas orgánicas que confienen fosfatos. El Pi sirve como columna vertebral de los ácidos nucleicos que constituyen el material genético y como el mayor almacén de energía química para el metabolismo, en los enlaces de polifosfatos.

El arsénico (As) se encuentra inmediatamente por debajo del fósforo en la tabla periódica, y por ello ambos elementos comparten muchas propiedades químicas, aunque la diferencia es lo bastante grande como para que el arsénico no pueda reemplazar directamente al fósforo en la bioquímica moderna. El arsénico es tóxico porque resulta lo bastante parecido al fósforo como para que los organismos intenten esta sustitución.

–Wolfe-Simon, Felisa; Davies, Paul C.; Anbar, Ariel D. (2009), «Did nature also choose arsenic?»,
en International Journal of Astrobiology, Volumen 8, Número 2, págs. 69-74.

Efectos del arsénico en el agua potable.

Incluso en cantidades bajas, la presencia de arsénico en los alimentos o el agua constituye un grave problema de salud pública. En la foto, un paciente bangladesí muestra los efectos de la intoxicación por esta sustancia en el agua de boca durante la reciente "crisis del arsénico" ( http://bicn.com/acic/ ). El desarrollo de agentes biorremediadores es de gran interés para combatir estos desastres.

En otras palabras: el cuerpo de los seres vivos absorbe arsénico creyendo que es fósforo, lo incorpora y entonces se encuentra con que el arsénico no le sirve para seguir desempeñando sus funciones biológicas. Como resultado, la actividad biológica queda interrumpida o alterada, la homeostasis se desarticula rápidamente y el ser vivo muere.

Suele decirse que la vida terrestre está basada en el agua, o en el carbono. O en el ADN-ARN. Pero, de la misma manera, podríamos afirmar que la vida terrestre está basada en el fósforo. Este no-metal con quince protones en su núcleo (y normalmente dieciséis neutrones, lo que suele resultar en el isótopo estable 31P) se presenta en varios alótropos de propiedades muy diferentes: fósforo blanco, fósforo rojo, fósforo violeta, fósforo negro, difósforo y nanopolímeros. Por su gran reactividad y su capacidad de interactuar agradable o desagradablemente con las cosas vivas, el fósforo blanco es muy conocido en la industria armamentística.

El fósforo forma parte esencial de la estructura del ADN y el ARN. Los fosfolípidos constituyen la sustancia fundamental de las membranas celulares activas. Por tanto, estamos ante uno de los materiales estructurales de la vida. Pero no sólo eso. Prácticamente todos los procesos celulares que consumen energía lo hacen a través de una molécula llamada adenosín-trifosfato (ATP), el vehículo de la energía vital. La fosforilación es, con mucha probabilidad, el mecanismo de regulación enzimática y metabólica más importante de todos. Sin fósforo, nunca habríamos llegado a ser. Sin fósforo, tú y yo no existiríamos. Y cuando el fósforo se ve reemplazado por el arsénico o cualquier otra cosa parecida, morimos sin remisión.

O, al menos, eso pensábamos hasta ayer.

Vida extraña.

Postulamos la hipótesis de que sistemas bioquímicos antiguos, análogos pero distintos a los conocidos hoy en día, podrían haber utilizado arseniatos en un papel biológico equivalente al de los fosfatos. Los organismos que utilizaran estos caminos bioquímicos de «vida extraña» podrían haber sustentado una «biosfera en la sombra» durante los tiempos del origen y la evolución temprana de la vida en la Tierra o en otros planetas. Estos organismos podrían incluso mantenerse en la Tierra hoy en día, no detectados, en nichos inusuales.

–Wolfe-Simon, Felisa; Davies, Paul C.; Anbar, Ariel D. (2009), «Did nature also choose arsenic?»,
en International Journal of Astrobiology, Volumen 8, Número 2, págs. 69-74.

Pteris vittata, un hiperacumulador de arsénico.

Pteris vittata, un hiperacumulador de arsénico.

Se conocían ya algunos organismos capaces de absorber arsénico e incluso incorporarlo parcialmente a sus funciones biológicas. Por ejemplo, el helecho Pteris vittata es un hiperacumulador del arsénico presente en algunos suelos (incluyendo suelos contaminados), lo que permite su uso en fitorremediación. Algunas bacterias y archaeas, como la Sulfurospirillum arsenophilum o varias crenarqueotas, pueden obtener energía de compuestos arsénicos mediante unas enzimas conocidas como arseniato-reductasas (Arr), reduciendo los arseniatos a arsenitos en lo que viene a constituir un mecanismo respiratorio.

Hace un par de años se descubrieron otras bacterias capaces de realizar algo muy parecido a la fotosíntesis en ausencia de oxígeno, utlizando arsenitos como donantes electrónicos y generando arseniatos en el proceso (exactamente igual que, en la fotosíntesis «normal», el agua actúa como donante de electrones para producir oxígeno); entre estas, parece encontrarse la cepa PHS-1 relacionada con la gamma-protebacteria Ectothiorhodospira shaposhnikovii. Por su parte, el moho Scopulariopsis brevicaulis puede metabolizar cantidades significativas de arsénico inorgánico mediante metilación y algunos peces, crustáceos del tipo del marisco, algas y hongos procesan el arsénico ambiental de forma parecida para dar lugar a la arsenobetaína (que constituye una parte significativa del arsénico presente en la sangre humana, sobre todo después de zamparse una cierta cantidad de estos seres).

Lo que nunca se había manifestado es lo que aparece en el escrito para Science que se ha dado a conocer con esta conferencia de prensa:

La vida está fundamentalmente compuesta por los elementos carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo. Aunque estos seis elementos forman los ácidos nucleicos, las proteíanas y los lípidos, y por tanto constituyen el grueso de la materia viva, es teóricamente posible que otros elementos de la tabla periódica puedan desempeñar las mismas funciones. Describimos una bacteria, la cepa GFAJ-1 de las Halomonodaceae, que sustituye el fósforo por arsénico para mantener su crecimiento. Nuestros datos muestran pruebas de arseniatos en macromoléculas que habitualmente contienen fosfatos, y muy notablemente en los ácidos nucleicos y las proteínas. El intercambio de uno de los bio-elementos principales podría tener un significado evolutivo y geoquímico profundo. […]

Notificamos el descubrimiento de un microbio inusual, la cepa GFAJ-1, que excepcionalmente puede variar la composición elemental de sus biomoléculas básicas sustituyendo fósforo por arsénico. La manera en que el arsénico se incorpora a la estructura de estas biomoléculas no está clara, y los mecanismos mediante los que operan las mismas son desconocidos.

–Wolfe-Simon et al. (2010), «A bacterium that can grow by using arsenic instead of phosporus»,
en Science Express, 2 de diciembre de 2010.

El Lago Mono es un lago alcalino (pH =10) de muy alta salinidad situado en el extremo oriental del estado norteamericano de California, en la Sierra Nevada estadounidense. Aunque el lago en sí no debe alcanzar el millón de años de antigüedad, y seguramente se formó durante la erupción volcánica de Long Valley, la estructura geológica bajo la capa de cenizas apunta a fechas muy anteriores; podría tratarse de uno de los lagos más antiguos de los Estados Unidos. Aunque el nombre Mono también se nos antoja español –y sería exquisitamente adecuado–, en realidad procede de los anteriores habitantes de esas tierras.

Lago Mono, California.

El lago Mono, en la Sierra Nevada de California (EEUU), presenta una elevada concentración de sales de arsénico. Este ha sido el lugar del descubrimiento.

Forma parte de una cuenca endorreica, es decir, sin salida al mar. Esto significa que todos los materiales arrastrados por la lluvia y demás quedan concentrados en el lago, mientras el agua se va evaporando lentamente. Esto forma lagos con gran densidad de sales, que en el caso del Mono tienen un importante componente de arsénico. A pesar de ello, se trata de un espacio de alto valor ecológico, clave para la migración de numerosas aves. No obstante, como vivir, en él sólo viven algunas especies muy especialitas como el crustáceo de aguas salobres Artemia monica, las «moscas alcalinas» Ephydra hians y una serie de algas y bacterias de rasgos extremófilos adaptadas a semejante ambiente.

Lo que han hecho la Dra. Wolfe-Simon y su equipo ha sido tomar una bacteria de características extremófilas que ya había demostrado su resistencia al arsénico en este Lago Mono y cultivarla artificialmente en distintas etapas, con una cantidad cada vez menor de fósforo y mayor de arsénico en los nutrientes. El propósito de estas acciones era provocar tanta sustitución de fósforo por arsénico como fuera posible en el microorganismo. Cuando finalmente lo introdujeron en un medio sin ningún fósforo añadido, sino sólo con un arseniato (AsO43–) y glucosa, ocurrió lo siguiente:

GFAJ-1 creció a un promedio μmax de 0,53 días–1 bajo +As/–P, multiplicando el número de células más de veinte veces después de seis días. Crecía más deprisa y más extensamente al añadirle [fosfato] […] Pero de todos modos, cuando no se añadió [ni arsénico ni fósforo], no se observó ningún crecimiento. Incluímos tanto la densidad óptica como el recuento de células para demostrar sin ambiguedad alguna el crecimiento utilizando dos métodos independientes.

Dicho en cristiano: GFAJ-1 seguía reproduciéndose en el arsénico, sin fósforo alguno (aunque al añadir fósforo lo hacía más rápido y mejor). Según la doctora Wolfe-Simon y sus colaboradores, esto significaría que esta bacteria es capaz de utilizar el arsénico como sustitutivo del fósforo para una diversidad de sus estructuras y procesos biológicos:

Aproximadamente el 96% del fósforo está presumiblemente distribuido entre las fracciones «lípidas» y «proteínicas». Si el AsO43– reemplaza el papel biológico del PO43–, entonces el [arsénico] debería estar actuando en muchos papeles bioquímicos análogos, incluyendo el ADN, la fosforilación de las proteínas […] y los fosfolípidos.

La cepa bacteriana GFAJ-1 (NASA TV).

La cepa bacteriana GFAJ-1, cultivada en arsénico (NASA TV).

O sea: que por primera vez tendríamos un microorganismo funcionando con un elemento distinto de los seis constituyentes básicos de la vida conocidos hasta ahora; elemento que, en otras condiciones, resulta un poderoso enemigo de la vida. Es decir: no se trataría de un extremófilo corriente que tolera la presencia del arsénico o incluso lo incorpora en algún proceso biológico, sino de un organismo capaz de abandonar el fósforo para pasar a constituirse con arsénico. Llevamos décadas especulando con posibles formas de vida extraterrestre no sustentadas en los bioelementos de la vida terrestre; esta sería la primera prueba de que tal cosa resulta verdaderamente posible. Nos hallaríamos al principio de una nueva bioquímica, de un nuevo ámbito de la vida.

La cosa tiene sus críticos (aparentemente minoritarios), que afirman que el experimento no ha demostrado fehacientemente (aún) la sustitución integral o mayoritaria del fósforo por arsénico en la GFAJ-1. Sin embargo, los autores del experimento han dado varios pasos significativos para demostrar este reemplazo; y aunque ciertamente no son definitivos por completo, sí apuntan con claridad a un descenso muy notable del fósforo y un incremento igualmente importante del arsénico en las biomoléculas del microorganismo. A falta de los siguientes estudios –que, visto el revuelo y la relevancia, seguramente no tardarán mucho– no resulta imprudente afirmar que se ha hallado una vida distinta de como la conocíamos.

Las implicaciones.

Si estos resultados se confirman, la importancia y el alcance del experimento anunciado ayer es colosal. Como ya he mencionado, nos hallaríamos ante una nueva bioquímica, algo muy distinto de lo conocido hasta ahora. Mil preguntas se agolpan: ¿cómo es un ADN que incorpora arsénico en vez de fósforo? ¿Cómo funciona la transferencia de energía, considerada hasta ahora competencia exclusiva del ATP? ¿Qué sustituye a la fosforilación, y de qué manera? ¿Qué otras sustituciones resultan posibles, y en qué combinaciones? Hay curro para generaciones enteras de biólogos y bioquímicos. :-D Y, por cierto, habrá que empezar a plantearse las posibles tecnologías derivadas, en medicina, en farmacología y en una multitud de campos. ;-)

Fumarola hidrotermal

Una fumarola hidrotermal submarina. Desde hace tiempo se postula que la vida pudo surgir en torno a ellas; este descubrimiento podría reforzar esta hipótesis.

Por otra parte, tal y como prometió la NASA, el impacto sobre la astrobiología es muy profundo. Si esto es lo que parece ser, estaríamos ante la demostración palmaria de que son posibles otras formas de vida no sustentadas en los bioelementos tradicionales, ampliando enormemente las posibilidades en otros mundos; hasta ahora sólo teníamos especulaciones, pero ahora comenzamos a disponer de hechos probados (siempre dependiendo de las correspondientes verificaciones). Si es posible una vida que utiliza arsénico en vez de fósforo… pues compi, entonces casi todo es posible. Silicio en vez de carbono. Metano en vez de agua. Vete tú a saber. (Insisto: sí, ya sé que sobre todo esto se ha especulado mucho. Pero una cosa es la especulación y otra muy distinta las pruebas.)

También se abren otras posibilidades fascinantes en el ámbito de la abiogénesis, es decir, la manera como surgió la vida; otro campo estrechamente relacionado con la astrobiología. Si son posibles otras formas de vida no sustentadas en los bioelementos tradicionales, ¿se dieron? ¿Pudo haber un segundo génesis (o un tercero, o un cuarto…) de cosas hasta ayer inimaginables, aunque sólo sobreviviera la vida terrestre que conocemos ahora? ¿Realmente sólo sobrevivió la vida que conocemos, o queda algo de esos «otros génesis» en algún rincón de la realidad? Incluso podríamos estar ante una expresión moderna de la forma de vida original, quizás surgida en las fumarolas hidrotermales submarinas ricas en arsénico y otras sustancias antiguamente consideradas «no prebióticas«.

A falta aún de verificar y explorar todo esto, la enseñanza profunda de lo sucedido ayer es que la ciencia ha hecho una vez más lo que mejor sabe hacer: desafiarse, corregirse, ampliarse a sí misma bajo el poder del estudio y la razón. No tenemos ninguna otra vía de adquisición del conocimiento capaz de hacer semejante cosa, constantemente. Por eso la ciencia es tan poderosa y nos ha dado tantas cosas en tan poco tiempo. Mañana, aunque no genere tanto impacto mediático, volverá a ocurrir. Y pasado. Y el día después de pasado. Y así sucesivamente, en un camino siempre ascendente, siempre mejor que difícilmente se acabará. La ciencia no contiene la verdad absoluta, pero sí nos proporciona lo más próximo a la verdad que la especie humana puede alcanzar en cada instante de su historia, ayer, hoy y por siempre jamás.

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Hola, GFAJ-1

Science ha levantado el embargo hace unos minutos.

Se trata de una cepa bacteriana relacionada con la familia de las Halomonadaceae, llamada GFAJ-1, que parece sustituir el fósforo por el arsénico en buena parte de su composición.

Próximamente, más información. ;-)

Actualización: Como (según algunos) la ciencia «no interesa», el servidor se Amazings se ha saturado. Estamos en ello. ;-)

Sigue en: Vida arsénica.

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