Está claro que nunca podremos tener la imagen completa de4rl Universo, ni de la propia Vía Láctea la podemos tener. Para ello, habría que salir de la Galaxia y, a bastante distancia, tomar una fotografía, lo cual, al menos durante los próximos decenios… ¡Será Imposible! Así que, tener esa imagen del UNiverso entrero… ¡Es sólo un sueño!

Toda la realidad está encerrada en una enorme burbuja a la que llamamos Universo y que encierra todos los misterios y secretos que nosotros, seres racionales y conscientes, persiguen.

La conciencia está en nuestra mente, es algo que nos lleva a un estado crítico de nuestros actos, y, desgraciadamente, algunos tiuenen una conciencia más acomodaticia que optros, parece que pueden desechar las molestias de sus comportamientos execrables.

Todo el mundo sabe lo que es la conciencia; es lo que nos abandona cada noche cuando nos dormimos y reaparece a la mañana siguiente cuando nos despertamos. Esta engañosa simplicidad me recuerda lo que William James escribió a finales del siglo XIX sobre la atención:”Todo el mundo sabe lo que es la atención; es la toma de posesión por la mente, de una forma clara e intensa, de un hilo de pensamiento de entre varios simultáneamente posibles”. Más de cien años más tarde somos muchos los que creemos que seguimos sin tener una comprensión de fondo ni de la atención, ni de la conciencia que, desde luego, no creo que se marche cuando dormimos, ella no nos deja nunca.

El Enigma de la Conciencia – René Descarte 15961650

“Si desea ser un auténtico buscador de la verdad, es necesario que, al menos una vez en la vida, pongas en duda, en la medida de lo posible, todas las cosas.”

La falta de comprensión ciertamente no se debe a una falta de atención en los círculos filosóficos o científicos. Desde que René Descartes se ocupara del problema, pocos han sido los temas que hayan preocuado a los filósofos tan persistentemente como el enigma de la conciencia.

Para Descartes, como para James más de dos siglos después, ser consciente era sinónimo de “pensar”: el hilo de pensamiento de James no era otra cosa que una corriente de pensamiento. El cogito ergo sum, “pienso, luego existo”, que formuló Descartes como fundamento de su filosofía en Meditaciones de prima philosophía, era un reconocimiento explícito del papel central que representaba la conciencia con respecto a la ontología (qué es) y la epistemología (qué conocemos y cómo le conocemos).

Claro que tomado a pie juntillas, “soy consciente, luego existo”, nos conduce a la creencia de que nada existe más allá o fuera de la propia conciencia y, por mi parte, no estoy de acuerdo. Existen muchísimas cosas y hechos que no están al alcance de mi conciencia. Unas veces por imposibilidad física y otras por imposibilidad intelectual, lo cierto es que son muchas las cuestiones y las cosas que están ahí y, sin embargo, se escapan a mi limitada conciencia.

Todo el entramado existente alrededor de la conciencia es de una complejididad enorme, de hecho, conocemos mejor el funcionamiento del Universo que el de nuestros propios cerebros.

¿Cómo surge la conciencia como resultado de procesos neuronales particulares y de las interacciones entre el cerebro, el cuerpo y el mundo?

¿Cómo pueden explicar estos procesos neuronales las propiedades esenciales de la experiencia consciente?

Cada uno de los estados conscientes es unitario e indivisible, pero al mismo tiempo cada persona puede elegir entre un número ingente de estados conscientes distintos.

Muchos han sido los que han querido explicar lo que es la conciencia. En 1.940, el gran neurofisiólogo charles Sherrington lo intento y puso un ejemplo de lo que él pensaba sobre el problema de la conciencia. Unos pocos años más tarde también lo intentaron otros y, antes, el mismo Bertrand Russell hizo lo propio, y, en todos los casos, con más o menos acierto, el resultado no fue satisfactorio, por una sencilla razón: nadie sabe a ciencia cierta lo que en verdad es la conciencia y cuales son sus verdaderos mecanismos; de hecho, Russell expresó su escepticismo sobre la capacidad de los filósofos para alcanzar una respuesta:

“Suponemos que un proceso fisico da comienzo en un objeto visible, viaja hasta el ojo, donde se convierte en otro proceso físico en el nervio óptico y, finalmente, produce algún efecto en el cerebro al mismo tiempo que vemos el objeto donde se inició el proceso; pero este proceso de ver es algo “mental”, de naturaleza totalmente distinta a la de los procesos físicos que lo preceden y acompañan. Esta concepción es tan extraña que los metafísicos han inventado toda suerte de teorías con el fin de sustituirla con algo menos increíble”.

 

 

 

Está claro que en lo más profundo de ésta consciencia que no conocemos, se encuentran todas las respuestas planteadas o requeridas mediante preguntas que nadie ha contestado. Si pudiéamos pornar cada letra en su sitio… ¡Sabríamos las respuestas!

                 El Universo está en nuestras mentes y en ellas el Universo

Al comienzo mencionaba el cosmos y la gravedad junto con la consciencia y, en realidad, con más o menos acierto, de lo que estaba tratando era de hacer ver que todo ello, es la misma cosa. Universo-Galaxia-Mente. Nada es independiente en un sentido global, sino que son partes de un todo y están estrechamente relacionados.

Una Galaxia es simplemente una parte pequeña del Universo, nuestro planeta es, una mínima fracción infinitesimal de esa Galaxia, y, nosotros mismos, podríamos ser comparados (en relación a la inmensidad del cosmos) con una colonia de bacterias pensantes e inteligentes. Sin embargo, todo forma parte de lo mismo y, aunque pueda dar la sensación engañosa de una cierta autonomía, en realidad todo está interconectado y el funcionamiento de una cosa incide directamente en las otras.

Pocas dudas pueden caber a estas alturas de que, el hecho de que podamos estar hablando de estas cuestiones, es un milagro en sí mismo.

Después de millones y millones de años de evolución, se formaron las conciencias primarias que surgieron en los animales con ciertas estructuras cerebrales de alta complejidad que, podían ser capaces de construir una escena mental, pero con capacidad semántica o simbólica muy limitada y careciendo de un verdadero lenguaje.

La conciencia de orden superior (que floreció en los humanos y presupone la coexistencia de una conciencia primaria) viene acompañada de un sentido de la propia identidad y de la capacidad explícita de construir en los estados de vigilia escenas pasadas y futuras. Como mínimo, requiere una capacidad semántica y, en su forma más desarrollada, una capacidad lingüística.

Los procesos neuronales que subyacen en nuestro cerebro son en realidad desconocidos y, aunque son muchos los estudios y experimentos que se están realizando, su complejidad es tal que, de momento, los avances son muy limitados. Estamos tratando de conocer la máquina más compleja y perfecta que existe en el Universo.

Nuestra consciencia como el mismo universo se expandirá

Si eso es así, resultará que después de todo, no somos tan insignificantes como en un principio podría parecer, y solo se trata de tiempo. En su momento y evolucionadas, nuestras mentes tendrán un nivel de conciencia que estará más allá de las percepciones físicas tan limitadas. Para entonces, sí estaremos totalmente integrados y formando parte, como un todo, del Universo que ahora presentimos.

El carácter especial de la conciencia me hace adoptar una posición que me lleva a decidir que no es un objeto, sino un proceso y que, desde este punto de vista, puede considerarse un ente digno del estudio científico perfectamente legítimo.

La conciencia plantea un problema especial que no se encuentra en otros dominios de la ciencia. En la Física y en la Química se suele explicar unas entidades determinadas en función de otras entidades y leyes. Podemos describir el agua con el lenguaje ordinario, pero podemos igualmente describir el agua, al menos en principio, en términos de átomos y de leyes de la mecánica cuántica. Lo que hacemos es conectar dos niveles de descripción de la misma entidad externa (uno común y otro científico de extraordinario poder explicativo y predictivo. Ambos niveles de descripción) el agua líquida, o una disposición particular de átomos que se comportan de acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica (se refiere a una entidad que está fuera de nosotros y que supuestamente existe independientemente de la existencia de un observador consciente.)

Llegaremos a comprender que la consciencia es una parte del Universo que, como la misma luz, llegaremos a comprender algún día. El cerebro, la Mente, esa inmensa complejidad que puede generar pensamientos y sentimientos, comprender y buscar soluciones a problemas imprevistos… ¿Qué maravilla es esa!

En el caso de la conciencia, sin embargo, nos encontramos con una simetría. Lo que intentamos no es simplemente comprender de qué manera se puede explicar las conductas o las operaciones cognitivas de otro ser humano en términos del funcionamiento de su cerebro, por difícil que esto parezca. No queremos simplemente conectar una descripción de algo externo a nosotros con una descripción científica más sofisticada. Lo que realmente queremos hacer es conectar una descripción de algo externo a nosotros (el cerebro), con algo de nuestro interior: una experiencia, nuestra propia experiencia individual, que nos acontece en tanto que observadores conscientes. Intentamos meternos en el interior o, en la atinada ocurrencia del filósofo Tomas Negel, saber qué se siente al ser un murciélago. Ya sabemos qué se siente al ser nosotros mismos, qué significa ser nosotros mismos, pero queremos explicar por qué somos conscientes, saber qué es ese “algo” que nos hace ser como somos, explicar, en fin, cómo se generan las cualidades subjetivas experienciales. En suma, deseamos explicar ese “Pienso, luego existo” que Descartes postuló como evidencia primera e indiscutible sobre la cual edificar toda la filosofía.

El paisaje podría ser este o cualquier otro. No es lo mismo que te lo describan a verlo

Ninguna descripción, por prolija que sea, logrará nunca explicar cabalmente la experiencia subjetiva. Muchos filósofos han utilizado el ejemplo del color para explicar este punto. Ninguna explicación científica de los mecanismos neuronales de la discriminación del color, aunque sea enteramente satisfactorio, bastaría para comprender cómo se siente el proceso de percepción de un color. Ninguna descripción, ninguna teoría, científica o de otro tipo, bastará nunca para que una persona daltónica consiga experimentar un color.

Pensemos por un momento que tenemos un amigo ciego al que contamos lo que estamos viendo un día soleado del mes de abril: El cielo despejado, limpio y celeste, el Sol allí arriba esplendoroso y cegador que nos envía su luz y su calor, los árboles y los arbustos llenos de flores de mil colores que son asediados por las abejas, el aroma y el rumor del río, cuyas aguas cantarinas no cesan de correr transparentes, los pajarillos de distintos plumajes que lanzan alegres trinos en sus vuelos por el ramaje que se mece movido por una brisa suave, todo esto lo contamos a nuestro amigo ciego que, si de pronto pudiera ver, comprobaría que la experiencia directa de sus sentidos ante tales maravillas, nada tiene que ver con la pobreza de aquello que le contamos, por muy hermosas palabras que para hacer la descripción empleáramos.

La mente humana es tan compleja que, no todos ante la misma cosa, vemos lo mismo. Nos enseñan figuras y dibujos y nos piden que digamos (sin pensarlo) la primera cosa que nos sugiere. De entre diez personas solo coinciden tres, los otro siete divergen en la apreciación de lo que el dibujo o la figura les sugiere.

Esto nos viene a demostrar la individualidad de pensamiento, el libre albedrío para decidir. Sin embargo, la misma prueba, realizada en grupos de conocimientos científicos similares y específicos: Físicos, matemáticos, químicos, etc. hace que el número de coincidencias sea más elevada, más personas ven la misma respuesta al problema planteado. Esto nos sugiere que, la mente, está en un estado virgen que cuenta con todos los elementos necesarios para dar respuestas pero que necesita experiencias y aprendizaje para desarrollarse.

Lo cierto es que, conciencia y consciencia no es lo mimso. y, debemos separar los signioficados.

¿Debemos concluir entonces que una explicación científica satisfactoria de la conciencia queda para siempre fuera de nuestro alcance?

¿O es de alguna manera posible, romper esa barrera, tanto teórica como experimental, para resolver las paradojas de la conciencia?

emilio silvera

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Neuronas sin fin (cien mil millones) que generan conexiones e impulsos eléctricos que, como vehículos lúmínicos transportan ideas y sentimientos

  ¿La Química? Algo más que Alquimia

 

 

 

El 16 de febrero de 1785 Antoine-Laurent de Lavoisier sintetiza agua a base de hidrógeno y oxígeno.

 

 

 

 

 

Rayos Cósmicos y otros temas del Universo

El Universo es todo lo que existe. En él se encuentran la materia en todas sus diferentes formas  que interaccionan con las fuerzas y energías que reinan por todo el Cosmos. El Espacio y el Tiempo, los cúmulos de galaxias que, como nos decía Kant, son como pequeños universos islas en los que podemos encontrar todo lo que en universo existe a una escala menor pero, en cualquier galaxia, existen aquellos objetos que llaman nuestra atención por sus misteriosos secretos que tratamos de conocer de mil maneras diferentes. Aunque lejos nos queda ya aquellos modelos de Tolomeo y otros astrónomos del pasaso, lo cierto es que, nos quedan todavía muchas preguntas que contestar y otras muchas que, ni sabemos formular por no tener los conocimientos necesarios para ello.

                     Si el Big Bang nunca existió, ¿qué sería lo que pasó? ¿De donde surgió todo?

Recientemente han efectuado unos profundos estudios de cuyos resultados han obtenido la conclusión de la inexistencia del Big Bang, en otros, se han topado con extraños objetos que no han sabido definir… todavía, también han localizado púlsares que han sido formado a partir de estrellas enanas blancas que han engullido a estrellas vecinas y, al tomar más masa, se convierten en algo distinto de lo que eran. ¡Qué cosas! Nunca podremos saberlo todo sobre todo y, los enigmas irán apareciendo a medida que sepamos más. Un nuevo conocimiento es simplemente la posibilidad de poder plantear nuevas preguntas.

                  A nuestro alrededor pasan muchas cosas a las que no prestamos atención

Es fácil caer en la tentación de mirarnos el ombligo y no hacerlo al entorno que nos rodea. Muchas más cosas habríamos evitado y habríamos descubierto si por una sola vez hubiésemos dejado el ego a un lado y, en lugar de estar pendientes de nosotros mismos, lo hubiéramos hecho con respecto a la Naturaleza que, en definitiva, es la que nos enseña el camino a seguir.

  

                          La edad actual del universo visible ≈ 10⁶⁰ tiempos de Planck

                                              

                                   Tamaño actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ longitudes de Planck

 

                            La masa actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ masas de Planck

 No todo son agujeros negros, galaxias y nebulosas, existen muchos espacios “vacíos”

Vemos así que la bajísima densidad de materia en el universo es un reflejo del hecho de que:

La Densidad actual del universo visible ≈10^-120 de la densidad de Planck

Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto es, por tanto

La Temperatura actual del Universo visible ≈ 10^-30 de la T. de Planck

Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el universo está estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcción.

Con respecto a sus propios patrones, el universo es viejo. El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck. Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser.

Pero, pese a la enorme edad del universo en “tics” de Tiempo de Planck,  hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.

¿Por qué nuestro universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos también tienen sus problemas. Conforme para el tiempo en el universo el proceso de formación de estrellas se frena. Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habrían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas.

 

 

 

 

Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.

“El viento solar es una corriente de partículas cargadas liberadas desde la atmósfera superior del Sol, llamada corona solar. Este plasma consiste principalmente en electrones, protones y partículas alfa con energías térmicas entre 1.5 y 10 keV. Incrustado dentro del plasma solar-eólico está el campo magnético interplanetario. El viento solar varía en densidad, temperatura y velocidad a lo largo del tiempo y sobre la latitud y la longitud solar. Sus partículas pueden escapar de la gravedad del Sol debido a su alta energía resultante de la alta temperatura de la corona, que a su vez es un resultado del campo magnético coronal.”

 

Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre las atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y, a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad. En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.

La vida (creo), estará presente en muchos mundos que, al igual que la Tierra, ofrece las condiciones adecuadas para que surjan células replicantes que lleguen hasta la vida inteligente, es el desarrollo de la matería “inerte” hasta los pensamientos. Sin olvidarnos de la importancia del agua para la vida.

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas. Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra, habiendo tenido efectos catastróficos.  Somos afortunados al tener la protección de la Luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.

La caída en el planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución que tantos miles de millones de años le costó al Universo para poder plasmarla en una realidad que llamamos vida.

El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, etc.

Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia.  El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro. Al menos, en el primer sistema solar habitado observado, ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t(bio) y t(estrella) que son aproximadamente iguales; el t(bio) – tiempo biológico para la aparición de la vida – algo más extenso.

          Una atmósfera planetaria adecuada dará la opción de que evolucione la vida y se creen sociedades

La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante la cual el oxígeno es liberado por la fotodisociación de vapor de agua. En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual.  Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la radiación en el intervalo de longitudes de onda del orden de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua.

Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella estable que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma forma como objeto principal.

A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un universo grande y frío en el que es difícil la aparición de la vida, y en el supuesto de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra.

“Las historias de ciencia ficción en las cuales se sugiere la existencia de seres vivos construidos de silicio en vez del carbono han proliferado desde hace varias décadas, por ejemplo, en los argumentos de muchas películas y series de TV. La idea no es nueva, pues esta se originó en 1891 (¡!), cuando Julio Sheiner escribió sobre la posibilidad de vida extraterrestre fundada en el Silicio.” Biól. Nasif Nahle

Los biólogos, sin embargo, parecen admitir sin problemas la posibilidad de otras formas de vida, pero no están tan seguros de que sea probable que se desarrollen espontáneamente, sin un empujón de formas de vida basadas en el carbono. La mayoría de las estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el universo se centran en formas de vida similares a nosotros que habiten en planetas parecidos a la Tierra y que necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia entre el planeta y su estrella, la radiación recibida, etc. En este punto, parece lógico recordar que antes de 1.957 se descubrió la coincidencia entre los valores de las constantes de la Naturaleza que tienen importantes consecuencias para la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el universo.

emilio silvera

[?]

Este trabajo está hermanado con otro, llamado (a la inversa de éste) La fragilidad de la vida. La verdad es que debían aparecer más juntos en el tiempo, consecutivos, pero no pudo ser. El volumen de información del tema que trato aquí resultó terriblemente grande y me llevó mucho tiempo dar por completo el trabajo. Y aún me quedo con la sensación de que alguna información interesante se queda afuera.

La exploración que están realizando en Marte los dos robots de la NASA ha causado que los medios periodísticos se saquen de la manga el tema de los microbios capaces de sobrevivir en hábitats extremos, porque éstos son los que se podrían hallar en las condiciones que presenta Marte hoy en día. Y también en otros planetas y lunas de nuestro Sistema Solar.

Ampliación de lo que parece un antiguo microbio fosilizado en un meteorito al que se considera proveniente de Marte. Créditos de la Imagen: NASA (La forma alargada ha sido coloreada)

El ciudadano común está impresionado, pero aclaremos no es un tema nuevo: la exobiología lo viene discutiendo y tratando extensamente desde hace años. En Internet hay sitios enteros dedicados a este tipo de información.

Sin embargo, la sensación existe: la gente está sorprendida, los propios científicos están sorprendidos.

Después de convivir durante al menos dos o tres siglos con la creencia de que la vida está conectada directamente con el sol, el agua y las temperaturas moderadas (proveniente del conocimiento científico, no de mistificaciones), en un par de décadas, y más que nada en los últimos años, nos hemos topado con el descubrimiento de que la vida medra en ambientes inimaginables de la Tierra, una vida adaptada —muy bien adaptada y a gusto— a condiciones muy fuera de la línea de lo que considerábamos posible.

                      en estos lugares, aunque nos parezca mentira, la vida está presente

Especulábamos, con cierta tristeza, sobre las arideces, sequedades, temperaturas y condiciones químicas imposibles de los planetas y lunas de nuestro sistema. Muchos de nosotros hemos escuchado más de una vez que nuestro planeta es el único favorable para la vida: un planeta de agua, con una luna única, una rotación estable que otros no tienen, con un movimiento de placas y una vida a nivel geofísico (interna) que no se observa en otros lugares. Y esto es bastante cierto, claro.

Nuestro planeta tiene en sus océanos el ambiente más enorme que se pueda imaginar como caldero para experimentar con la vida. A los científicos les parecía —y hasta lo juraban— que sólo aquí podía haberse desarrollado la vida que conocemos.

(AZprensa) No hace falta irse muy lejos para comprobar si puede haber vida en otros planetas. Hasta ahora se ha comprobado que existe vida enambientes extremosy que existenmicroorganismoscapaces de soportar calor, radiación, presión o acidez desorbitados. Sin embargo nunca se había explorado un ambiente “poliextremo” y eso es lo que está haciendo el denominado proyecto Prometheus, un equipo de seis investigadores financiados por el Consejo Europeo de Investigación (ERC).

Alguien puede agregar que nuestro planeta de por sí es, además, un lugar templado. Y es cierto, pero no por eso deja de tener sitios que creemos que son, por definición, por lo que sabemos de las células, los organismos y su funcionamiento, definitivamente “inhabitables”.

También hemos escuchado interminablemente sobre la capacidad única del extremo inferior de la cadena de producción alimenticia, las plantas, que son las únicas capaces de generar las células de sus cuerpos a partir de lo básico: el agua, los minerales y la luz del sol. Sin ellas, sin la fotosíntesis —nos decían en una de las primeras clases de biología—, la vida no es posible.

Ahora los científicos se han encontrado con seres que, con extrañas soluciones de adquisición de alimento y equilibrio de energía y una bizarra relación con el medio ambiente, viven en sitios absolutamente crueles e inesperados. De pronto parece que casi cualquier lugar de nuestro mundo tiene organismos que viven ahí.

Las arqueas pueden habitar este tipo de ambientes extremos, donde otras formas de vida no son concebibles.

Aclaremos que no es que estos organismos apenas sobreviven en estas condiciones, sino que estos ambientes extremos son su hábitat natural. Viven felices ahí. Los ambientes extremos son sus hogares. Más de uno de esos seres muere si se lo extrae de su ambiente y se lo coloca en condiciones que para nosotros —y para la vida en general que conocíamos hasta ahora— serían paradisíacas.

Es por ello que se les ha denominado extremófilos.

Es obvio que descubrir vida que prolifera feliz en estos ambientes extremos ha llevado a una explosión de la imaginación de los que buscan vida fuera del planeta. Ahora es mucho más plausible pensar que ahí fuera puede haber algo vivo. Sí, nuestros océanos pueden haber sido la sopa primordial de la vida, pero los componentes podrían haber llegado desde el espacio —porque se los detecta en las nubes interestelares y en los meteoritos que caen aquí— y también podría ser que desde aquí hayan saltado de regreso al espacio… No es un afiebrado divague mío, es lo que se especula hoy en algunas corrientes científicas.

No es que la vida terrestre haya necesitado cohetes y cápsulas espaciales para salir del planeta (¿las suelas sucias de los astronautas?), sino que se habría desparramado debido a desprendimientos producidos por los impactos de los asteroides y cometas que han golpeado periódicamente nuestro mundo. Una retro-panspermia, lo inverso de lo que se ha especulado siempre.

Hay extremófilos y extremófilos

Que los nombremos bajo un único denominador puede hacer parecer que todos ellos son una misma cosa, una misma clase de organismo, incluidos dentro de un tipo, clase o philum. Pero hay una buena variedad de formas.

También es importante definir qué es un ambiente extremo —para la vida, claro— y qué no lo es. Antes de toda esta seguidilla de impresionantes hallazgos, un “ambiente extremo” era aquel en el que la vida no podía existir.

Imagen del que sería el microbio más antiguo hallado hasta ahora (Birger Rasmussen, Australia)

Es obvio que cada vez que se encuentra en esos lugares algo que se retuerce, reproduce, alimenta y crece, las fronteras cambian.

¿Cuál sería una definición básica para determinar hasta dónde pueden colonizar ambientes los seres vivos?

En general todo organismo tiene funciones que debe mantener para poder sobrevivir, y la mayoría de ellas están basadas en el intercambio de materia y energía con el medio. Es decir, que el medio debe permitirle realizar estas funciones.

A medida que descubrimos lo que la propia vida —sólo adaptándose— ha logrado hacer desde hace millones de años, las nuevas maneras que han surgido de adquirir energía y alimentos, descubrimos que no hay definiciones que valgan.

He visto que se habla de organismos medrando bajo stress. Esto significa, para mí, que un individuo de una de estas especies extremófilas se encuentra en situación incómoda en ese ambiente extremo, sufriendo. Esto sería correcto decirlo si queremos pensar que todos los organismos están adaptados, en realidad, a las condiciones físicas y químicas estándar —medias— de la superficie de la Tierra, y que a veces la naturaleza los obliga a estar en otros sitios menos bondadosos, donde deben esforzarse por sobrevivir. Y que las condiciones que generan stress son las situaciones en las que se somete a un organismo a variaciones, hacia cualquier extremo, de las condiciones estándar.

Bien podría ser al revés. Ya veremos que las condiciones en las que apareció la vida podrían ser las llamadas “extremas”, no las moderadas.

Ocurre que así como durante mucho tiempo nuestra cultura se dejó llevar por el antropocentrismo —y también por un rancio centrismo cultural, como cuando Europa se encontró con América—, si pensamos de este modo nos estamos dejando arrastrar por otro desplazamiento del punto de vista: los organismos que viven en esas condiciones no pueden estar sufriendo, porque están absolutamente adaptados. Allí viven felices y en las condiciones que necesitan. Si se los quita de ahí y se los pone en el mejor de los paraísos campestres de nuestro mundo conocido, en el más fértil, templado y rico que queramos, ellos mueren.

Analicemos ahora los extremos de los que hablamos. Son de dos clases. Fisicos: temperatura, radiación, presión. Y geoquímicos: desecación, salinidad, concentración de oxígeno, acidez, potencial de oxidación.

Para manejarse con estos extremos, los organismos han generado distintas estrategias, dependiendo de cada caso. Evolucionando, han desarrollado respuestas que llevaron a fisiologías distintas o una capacidad de reparación del daño que les produce el medio. Como nosotros, por ejemplo, que transpiramos para regular nuestra temperatura y regeneramos la piel constantemente.

Aislarse del medio es una solución. Nosotros lo hemos hecho con nuestra piel, y no hablemos de —para ir a extremos— los escarabajos, con sus durísimas armaduras.

Cyanidium caldarium (famosa y enigmática alga roja, eucariota y también termófila) y Dunaliella acidophila (microalga, eucariota) viven en un pH de 5 (ácido) y pueden resistir aún peores (hasta pH 0, que es un valor terrible: es la acidez de una disolución de ácido clorhídrico). Estas células tienen un citoplasma neutro, mientras que sus proteínas externas son tolerantes del ácido.

Dije antes que un organismo que vive en un ambiente extremo no debería ser considerado como uno de nosotros que se ha modificado a causa de las agresiones. Bien puede ser al revés: quién dice que estos organismos no son mucho más viejos que nosotros y que nuestros ancestros son los que cambiaron en respuesta a condiciones más suaves.

Los pozos termales alojan vida extrema

Si un

extremófilo vive en un ambiente con más de una característica extrema, entonces es un poliextremófilo, como por ejemplo Sulfolobus acidocalcarius, una archea que vive en un medio de 80° C y, como si eso fuera poco, con un pH de 3.

Ya dije que se han encontrado extremófilos que pertenecen a muchas divisiones de los seres vivos.

Entre ellos hay eucariotas, que son aquellos cuyas células tienen la información genética envuelta dentro de una membrana que envuelve lo que llamamos núcleo. Las células de las plantas y de los animales pluricelulares casi siempre son eucariotas.

También hay procariotas —bacterias y archeas—, organismos ancestrales desde el punto de vista filogenético. Son seres unicelulares que tienen la información genética dispersa por su citoplasma: no tienen núcleo.

Y entre los extremófilos no faltan los pluricelulares, y hasta hay vertebrados, aunque parezca increíble.

Con respecto a algo que dije antes, sepamos que entre los termófilos (seres que viven en temperaturas extremas) aparecen más que nada procariotas (ancestrales, como dijimos), de modo que, basándonos en el punto de vista evolutivo, se deduce que los primeros ambientes de la vida —lo “normal” en los ecosistemas antiguos— tenían estas condiciones extremas.

Unos microbios muy primitivos hallados por científicos chinos en rocas cubiertas por el mar hace 1.400 millones de años parecen dar apoyo a la teoría sobre el origen de la vida a partir de “chimeneas subterráneas”.

Las evidencias geológicas encontradas en rocas cerca de la Gran Muralla, en el noreste de China, desafían la actual teoría que dice que la evolución depende exclusivamente de la luz del sol.

Los estudios parecen apuntar a que varios microbios fosilizados, del tamaño de un micrón y forma de bulbo o de hilo, fueron capaces de sobrevivir en condiciones extremas, sin luz ni oxígeno, a temperaturas y niveles de presión extremos.

Los microbios obtenían energía y nutrientes mediante la transformación de sulfuro de hidrógeno, un gas tóxico para el ser humano y muchos de los animales actuales, y que era emitido en forma de humo oscuro por chimeneas naturales.

Los expertos consideran que el descubrimiento (logrado por Li Jianghai, profesor del Instituto de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Beijing) es importante para acercarse a la comprensión del origen de la vida y evaluar la posibilidad de que también se haya iniciado la vida en otros planetas.

Al extremo de mucho, mucho calor

Thermocrinis ruber, bacteria amante del calor © K.O.Stetter & R.Rachel, Univ.Regensburg

La temperatura afecta a los tres tipos fundamentales de moléculas biológicas —lípidos, proteínas y ácidos nucleicos— produciendo cambios en su estructura que desembocan, entre otras cosas, en la desnaturalización (degradación) de estas moléculas.

También hay una correlación inversa entre la solubilidad de los gases en el agua y la temperatura, de manera que a altas temperaturas se puede producir falta de oxígeno y/o de CO₂ (anhidrido carbónico o dióxido de carbono) en el agua.

Cuando se llega cerca de los 100° C, la fluidificación de la membrana celular puede ser letal. Por otra parte, no menos importante, la clorofila se degrada a los 75°, perdiéndose la capacidad fotosintética.

A pesar de todo esto existen los hipertermófilos, que viven con toda naturalidad por encima de los 80° C.

El hipertermófilo de alta temperatura más extremo es la Pyrolobus fumarii (bacteria, procariota, archea), que vive en las paredes de las fumarolas hidrotermales submarinas. Es un quimiolitótrofo nitratorreductor (ataca las piedras y aprovecha los nitratos) y, por lo que se ha podido medir hasta ahora, es capaz de medrar a hasta 114° C, bien por arriba de la temperatura de vaporización del agua. Incluso, a temperaturas menores de 90° C deja de desarrollarse. Es un ambiente demasiado frío para ella.

Otro hipertermófilo que vive en chimeneas del fondo del mar, la archaea productora de metano Methanopyrus spp, está atrayendo ahora mucha atención porque su filogenética está muy cercana a la raíz del árbol de la vida. Se espera que el análisis de sus genes y su actividad ayuden a clarificar cómo sobrevivían las primeras células del mundo.

Hay termófilos entre las bacterias fototróficas (cianobacterias, bacterias púrpuras y verdes), eubacterias (Bacillus, Clostridium, Thiobacillus, bacteria ácido-láctica, Desulfotomaculum, actinomicetos, espiroquetas, Thermus y muchos otros géneros), así como en las archeas (Pyrococcus, Thermococcus, Thermoplasma, Sulfolobus y las metanógenas).

En contraste, los eucariotas soportan un límite superior de temperatura menos alto, de 60° C para algunos protozoos, algas y hongos, en torno a los 48° C para las plantas vasculares, y de 40° C para los peces, posiblemente porque la solubilidad del oxígeno disminuye a mayor temperatura.

Y mucho frío también

Científicos rusos encuentran NUEVA forma de vida en la Antártida, sólo 86% son genéticamente similares a todos los organismos vivos conocidos

A muy bajas temperaturas también medra la vida. Se han encontrado microorganismos con actividad biológica bien debajo del punto de congelación, en un ambiente a -18° C (un freezer de heladera está entre -10 y -18° C).

Hace un par de años, científicos de la National Science Foundation (NSF) de los Estados Unidos hallaron en el polo sur microbios que resisten el frío y las intensas radiaciones ultravioletas del sitio, y que son capaces de vivir en la oscuridad y con escasez de agua líquida. Estas bacterias mostraban un metabolismo activo y con síntesis de ADN a temperaturas ambientes de -12 a -17° C. Se supone que poseen enzimas y membranas que les permiten medrar en esos terribles entornos, muy similares a los de Marte.

Este valor de -18 grados numéricamente no parece mucho. La principal razón por la que la diferencia en grados no es tan amplia en el extremo frío —en comparación con los límites que se alcanzan hacia arriba— es que debajo de los 0° C, como todos sabemos, el agua se congela. Congelada deja de ser el medio para reacciones metabólicas, pero además, dado que el agua se expande al hacerse hielo, los cristales rompen la membrana celular.

Por esta razón la mayoría de los organismos —aún más los unicelulares— sufren daños que los llevan a la muerte. La excepción es un nematodo llamado Panagrolaimus davidi, que puede resistir vivo con la totalidad del agua de su cuerpo congelada.

Los científicos vienen estudiando los microbios que toleran las más gélidas temperaturas de la Tierra en los helados mares y lagos árticos y en los secos valles antárticos. Se procura aprender, así, dónde buscar la vida en otros mundos. Se cree que existen posibilidades de encontrar algún tipo de vida en los lechos de Marte (que ahora se sabe fueron mares salados) y bacterias envueltas en fluidos y hielo en la luna de Júpiter llamada Europa.

Los científicos neocelandeses que investigan en la Antártida opinan que el hallazgo de microorganismos cuya existencia transcurre bajo las gélidas superficies de ese continente ha fortalecido la posibilidad de encontrar organismos vivos en Marte. También para ellos, los organismos vivos de la Antártida viven en condiciones geológicas similares a las del planeta roJo-

                  Encuentran formas de vida desconocidas bajo 1 Km de hielo en la Antártida

El clima de la Antártida se caracteriza por frías temperaturas, que pueden bajar de los treinta grados centígrados bajo cero, y por la sequedad extrema del medio ambiente, que en la Antártida recibe unos 10 milímetros de lluvias anuales. Muchos lugares de Marte se aproximan mucho a eso.

Los científicos dicen que no se debe perder la posibilidad de estudiar los microorganismos en la Antártida, para así estar preparados respecto a lo que se puede encontrar en los mundos gélidos, en vez de tener que esperar a que se pueda viajar al planeta rojo.

Los microorganismos hallados en la Antártida, localizados en un área conocida como Valles Secos, fueron identificados como Beauverias bassianas, unos hongos que pertenecen a una especie emparentada con los de la penicilina. Estos hongos viven enterrados bajo la superficie de la tierra, a una profundidad de entre tres y ocho centímetros.

Los científicos notaron además que el hábitat de la colonia de microbios tiene un alto grado de salinidad, de unas siete veces, al menos, el grado de salinidad de los océanos.

Y otros soportan radiaciones

La radiación es energía en movimiento, bien en forma de haces de partículas —protones, neutrones— o como ondas electromagnéticas —rayos gamma, rayos-X, utravioletas, de luz.

No es habitual que en la superficie de la Tierra haya niveles extremos de radiación, pero igualmente se han estudiado los efectos de una radiación intensa, tanto de ultravioleta como de radiación ionizante, por su importancia en medicina, producción de energía o en los viajes espaciales.

Los daños que puede producir el exceso de radiación van desde la disminución de la movilidad o inhibir la fotosíntesis, hasta algo mucho más importante: daño a los ácidos nucleicos. Cuando una criatura se ve expuesta a una dosis alta de radiación, esta energía intensa causa la descomposición de la molécula de ADN —la colección de todos los genes en un ser vivo que constituyen su esencia—, y ninguna criatura puede sobrevivir si sus genes no funcionan bien.

En este caso el daño es directo, pero también puede ser indirecto, a través de la formación de contenidos de oxígeno reactivo, que reaccionan tanto con las bases como con los dobles y triples enlaces.

Deinococcus radiodurans

A pesar de todo esto, tenemos extremófilos resistentes a la radiación. La bacteria Deinococcus radiodurans es famosa por su capacidad de resistir la radiación ionizante. Una dosis de 500 a 1000 rads es suficiente para matar a una persona. La D. radiodurans perdura aún después de haber sido sometida a 1.500.000 rads, ¡tres mil veces más!

La mayoría de los microbios tienen herramientas para reparar —ocasionalmente— los daños en su ADN. Por ejemplo, cuando se avería una parte del ADN de Escherichia coli, una bacteria muy común que vive en nuestros intestinos, usualmente puede repararlo y seguir viviendo. Sin embargo, no puede sobrevivir a dos o tres daños grandes en su ADN. D. radiodurans, por su parte, puede recomponer en unas pocas horas el ADN fragmentado a causa de la radiación.

Una de las razones es que tiene una gran cantidad de copias de sus genes. Las células de D. radioduransposeen de cuatro a diez copias de su molécula de ADN, mientras que la mayoría de las bacterias poseen sólo una copia. Estas copias sirven como reserva, son como los resguardos de seguridad que uno guarda de los archivos de una computadora.

De esta manera, cuando la radiación daña el ADN de D. radiodurans, el microbio tiene muchas oportunidades de encontrar una copia intacta de cada gen para usarla y recomponer su ADN. Una proteína especial llamada RecA es la que une los fragmentos. Y parece que D. radiodurans tendría más herramientas de reparación.

Estos procesos aún se están estudiando. Los científicos no tienen completamente claro cómo y por qué D. radiodurans es mucho más resistente a la radiación que otros microbios que tienen las mismas herramientas. Otras bacterias tienen más de una copia de sus genes, aunque no tantas como D. radiodurans.

Los científicos están examinando los genes de D. radiodurans, tratando de entender qué otras herramientas puede tener la bacteria que le confieren una protección extra contra la radiación.

Lo más importante que intentan saber es por qué D. radiodurans desarrolló esta superresistencia a la radiación, ya que el microbio no podría estar expuesto a tan increíbles niveles de radiación en ningún lugar de la naturaleza de la Tierra.

También es increíble que D. radiodurans sea capaz de sobrevivir largos periodos sin una sola gota de agua. Algunos investigadores piensan que la resistencia a la radiación de la bacteria es un efecto colateral de su habilidad para soportar largos períodos sin agua, algo que sí ocurre en muchos lugares. La deshidratación causa los mismos daños en el ADN que la radiación, de modo que requiere el mismo proceso de reparación.

Otros organismos que pueden soportar altos niveles de radiación son dos especies de bacterias del género Rubrobacter y el alga verde Dunaliella bardawil.

Un lago que se formó en el cráter del volcán Licancábur, ubicado a unos 6.100 m de altitud en el Altiplano andino y en la frontera entre Bolivia y Chile, es el lugar ideal para saber cómo se han adaptado los organismos que viven en lagos como ése a la atmósfera enrarecida y al dañino ambiente con alta radiación UV (ultravioleta). Allí se llevan a cabo experimentos sobre estos organismos.

Altas presiones también

La presión varía con la altitud. En la atmósfera, por ejemplo, a 10 km de altitud la presión es casi un cuarto de la que existe a nivel del mar. Nosotros hemos evolucionado en una presión de una atmósfera, que es igual a 101,3 kilopascales (el pascal es la unidad que se utiliza para medir la presión por metro cuadrado) y también a los famosos 760 mm de mercurio de los barómetros tradicionales.

Nuestros ancestros acuáticos, sin embargo, estaban sometidos a una mayor presión, pero hidrostática (en el agua). La presión hidrostática crece en 10,5 kilopascales por cada metro de profundidad. A cinco metros de profundidad, ya tenemos un 50% más de presión que en la superficie.

En la litósfera (dentro de la estructura rocosa del planeta) la presión litosférica crece 22,6 kilopascales por cada metro hacia abajo. A cinco metros debajo del suelo, la presión es un 110% superior a la del aire en la superficie del planeta.

El océano presenta profundidades extremas, en las que la presión es enorme. El punto de ebullición del agua crece con la presión, así que en el fondo oceánico, donde hay fumarolas volcánicas con temperaturas que deberían vaporizarla, el agua del mar se mantiene líquida a 400° C. Este fenómeno incrementa la temperatura a la que es posible el crecimiento microbiano.

Ya hablamos antes de los efectos de la temperatura, pero ¿qué le hace la presión a los seres vivos? Entre otras acciones, la presión produce un cambio de volumen del organismo (lo reduce); además, comprime el empaquetamiento de los lípidos de manera que hace menos fluidas sus membranas. El aumento de la presión puede también inhibir reacciones químicas.

Aunque muchos seres pueden adaptarse a una presión muy alta, lo que no soporta casi ninguno son los cambios repentinos, que pueden ser letales.

La fosa de las Marianas es la mayor depresión marina del mundo, con 11.000-11.200 m de profundidad. Allí, además de Piccard con el batiscafo,

estándar, otros, llamados piezófilos, que están totalmente adaptados a presiones de 70-80 megapascales (casi mil veces la presión que soportamos nosotros en la superficie). Estas especies no sobreviven a presiones menores a los 50 megapascales.

El submarino científico japonés Kaiko, por ejemplo, alcanzó las máximas profundidades oceánicas del mundo, realizando más de 250 exploraciones que permitieron descubrir 180 bacterias y 350 nuevas especies, útiles para aplicaciones médicas e industriales.

Este vehículo no tripulado, operado en forma remota, tenía apenas tres metros de largo y pesaba 10,6 toneladas. Fue perdido en medio de un tifón y ahora procuran reemplazarlo.

En el lecho de la depresión Challenger, la más profunda del mundo, en la fosa Maruyama, situada cerca de Guam (Islas Marianas) en el océano Pácifico occidental, los brazos robóticos de Kaiko llevaron a cabo una búsqueda de microbios, con ricos resultados.

El científico Yuichi Nogi descubrió, en la fosa de las Marianas, la bacteria Moritella yayanosii, que contiene proteínas como la DHA y la EPA, ampliamente utilizadas en la medicina. Los investigadores intentan desarrollar a partir de ella nuevos y más potentes medicamentos contra la hipertensión y el cáncer, así como un agente purificador de la sangre.

Complejo hábitat alrededor del Riftia pachyptila

Otro hallazgo fue la bacteria Shewanella violacea, en una exploración a 6.500 metros en la Fosa de Tyukyu, cerca de la meridional isla japonesa de Okinawa. Esta bacteria tiene mecanismos particulares de regulación de la presión.

La Shewanella violacea se está probando en la industria de los semiconductores. Los científicos creen que algunas estructuras cristalinas de la bacteria podrían aplicarse a la creación de compuestos químicos útiles para el desarrollo de materiales semiconductores.

El biólogo marino Shinji Tsuchida participó en varias exploraciones en la fosa de las Marianas. En el océano Indico, gracias al submarino robot halló vida en torno a las “fumarolas negras” (del inglés black smokers), una suerte de géiseres submarinos que arrojan agua muy caliente rica en minerales desde el fondo del océano.

Las especies halladas en ese lugar proliferan en un ambiente con gran concentración de sulfuro de hidrógeno (altamente venenoso para los animales) y metano, y una presión mil veces superior a la de la superficie marina. La teoría común señalaba que nada podría sobrevivir en semejantes ambientes extremos, a los que la luz del sol jamás llega.

Allí, en aguas cercanas a Okinawa, donde a profundidades de más de 2.500 metros la temperatura del agua llega a 360° C, se encontraron, por ejemplo, el extraño gusano tubícola Riftia pachyptila, el pequeño cangrejo blanco Austinograea rodriguezensis, y varias especies de camarones y mejillones.

El gusano tubícola parece realmente extraterrestre: no tiene boca ni tracto digestivo y se alimenta del sulfuro de hidrógeno (que es considerado un veneno de amplio espectro), pero no directamente. Contiene una bacteria que vive en simbiosis con él. La bacteria posee una enzima en su organismo que disuelve el sulfuro de hidrógeno y lo convierte en materia orgánica que alimenta al gusano.

Alrededor de estos gusanos se ha creado todo una comunidad de seres vivos de diferentes tipos, que dependen de éstos.

Si todo está muy seco…

El agua posee muchas propiedades que la convierten en el solvente esencial de la vida. Los seres vivos son en gran parte de agua. Así que si falta el agua, la vida no es posible… ¿o sí?

Por lo que se sabe hasta ahora, la falta de agua en un ambiente sí parece ser determinante. El año pasado, en la parte más seca del desierto de Atacama (Chile), un equipo de investigación llevó a cabo experimentos similares a los realizados por las sondas Viking en Marte para encontrar microbios. No hallaron ninguna evidencia de vida. Los científicos calificaron de “altamente inusual” este descubrimiento, por ser un ambiente expuesto a la atmósfera terrestre. Pero Atacama es la región más seca del mundo.

Ubicado a 1.000 metros de altitud, el desierto de Atacama tiene una antigüedad de 15 millones de años y es 50 veces más árido que el Valle de la Muerte californiano. Dicen los investigadores que la razón de que sea tan seco y virtualmente estéril es porque la humedad está bloqueada a ambos lados, por los Andes al este y por montañas costeras al oeste.

Los científicos estudiaron la parte más seca de Atacama, un área llamada “de doble sombra de lluvia”. Durante los últimos cuatro años, la estación meteorológica del equipo registró una única precipitación de tan sólo unos míseros 0,25 mm de humedad. La hipótesis del equipo es que en el corazón del desierto de Atacama llueve, en promedio, una vez cada diez años.

Fred A. Rainey, profesor asociado de ciencias biológicas en la Universidad Estatal de Louisiana y experto en microorganismos de ambientes extremos, dijo que Atacama fue el único lugar de la Tierra en el que tomó muestras de suelo para cultivar microorganismos en el laboratorio de las que no creció nada. Dijo que, normalmente, cuando se toma una muestra de suelo de cualquier ambiente y se lo pone en un medio de cultivo, se pueden ver diferentes colonias bacterianas creciendo allí después de unos pocos días. Pero, en el caso de suelos recogidos en algunas áreas de la región central del desierto de Atacama, no aparece ninguna o muy pocas colonias bacterianas, aún después de veinte días de incubación.

Pero luego de esta investigación con resultados negativos, científicos del Instituto del Desierto de Chile detectaron la presencia de vida microscópica en los cerros que rodean la ciudad de Antofagasta (ubicada al borde del desierto de Atacama). Se trata de bacterias fotosintéticas denominadas cianobacterias, primeras habitantes del planeta.

Desde hace cuatro años, científicos del Instituto del Desierto de la Universidad de Antofagasta (INDES), encabezados por el académico Dr. Benito Gómez Silva, realizan un estudio de los organismos fotosintéticos del desierto de Atacama. Aunque el lugar posee bajísimos índices de humedad, ahí se encuentran organismos hipolíticos, es decir, que viven en las piedras, enterrados bajo la superficie, especialmente en aquellas rocas translúcidas como el cuarzo o el granito, mineral que abunda en esa zona.

Los microrganismos hallados son fotosintéticos y corresponden a una cianobacteria, primeros entes que evolucionaron en la Tierra, siendo responsables de la producción de oxígeno en la atmósfera hace millones de años. Estos microorganismos, dicen los científicos chilenos, podrían ser útiles en biotecnología, pues resisten las condiciones extremas del desierto de Atacama.

En otros ambientes menos extremos pero también muy secos, sin embargo, se encuentran organismos con adaptaciones que les permiten sobrevivir a la falta de agua. Hay organismos que pueden tolerar la desecación extrema porque son capaces de entrar en un estado llamado anhidrobiosis, que se caracteriza porque el organismo tiene una cantidad de agua intracelular pequeña y porque no posee actividad metabólica.

Este estado puede ser alcanzado por una gran variedad de organismos, incluyendo bacterias, levaduras, hongos, plantas, insectos, tardígrados (invertebrados muy pequeños, con el aspecto de los ácaros, a los que se les llama “ositos de agua”), nematodos micófagos, y el crustáceo Artemia salina (que es el que se vende a los niños como un polvillo mágico que se echa en el agua y del que nacen, “milagrosamente”, los “hombrecitos de mar” o “monitos de mar”).

De todos modos, los cambios irreversibles, como la desnaturalización y ruptura de las estructuras de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, así como la acumulación de especies oxigenadas reactivas durante la deshidratación, especialmente bajo la radiación solar, son mecanismos de desecación que producen la muerte.

Salado, salado

Puede observarse el color rojizo que los microbios halófilos producen en el agua. En el centro de la espiral la imagen de

Se sabe ahora que los organismos vivos pueden vivir en un rango de salinidad que va desde el del agua destilada (o sea ninguno) hasta el de las soluciones saturadas de sal.

Hay una forma de arqueobacterias que está adaptada a la vida en ambientes altamente salinos. Estos organismos, conocidos con el nombre de halófilos (amantes de la sal), viven en ambientes salinos y húmedos como el Mar Muerto (Jordania e Israel) y el Great Salt Lake (Gran Lago Salado) de Utah, Estados Unidos.

La antigüedad específica de los halófilos aún no se conoce, pero debido a que respiran oxígeno se cree que no son una de las primeras formas de arqueobacterias. El oxígeno no era uno de los componentes principales de la atmósfera terrestre hasta que los organismos anaeróbicos, como las cianobacterias, comenzaron a producirlo. Sin embargo, existe evidencia que indicaría que los halófilos estarían muy cerca de las raíces del árbol de la vida. Si los estudios indicaran que los halófilos son las arqueobacterias más antiguas, esto apuntaría a que el origen de la vida fue en agua muy salada.

La salinidad, como la temperatura, tiene efecto en las propiedades del agua. Un aumento de la salinidad aumenta la presión osmótica (importante para los organismos), además de bajar la temperatura de congelación (normalmente de 0° C).

Debido a la diferente presión osmótica, la vida en altas concentraciones de sal debe ser capaz de solucionar cuestiones relativas a la presión de la tensión hídrica, la deshidratación celular y la desecación.

Entre los halófilos se encuentra una variedad de microbios. Muchos son archeas y cianobacterias, además del alga verde Dunaliella salina, que puede sobrevivir en soluciones saturadas de cloruro de sodio.

Microfotografía en colores simulados de Tindallia californiensis – © R. Hoover, NASA

El lago Mono, en California, Estados Unidos, es un cuerpo de agua extremadamente salado y además alcalino. Es casi tres veces más salado que el agua de mar y tiene un pH de 10. Sin embargo, el lago Mono sostiene una gran variedad de vida; desde microbios, pasando por plankton y llegando a pequeños camarones.

El Tindallia californiensis se encuentra aquí como en su hogar. Prospera en condiciones altamente alcalinas (pH de 8 a 10,5) y con concentraciones salinas cercanas al 20%.

Hay allí otro raro microbio: Spirochaeta americana. Lo encontraron viviendo junto al T. californiensis y a una cantidad de especies microbianas —que se supone llegan a varios centenares— en las muestras de lodo del lago Mono. Encontrar nuevas especies en esta abundante colección de vida microbiana es un trabajo de detectives.

“La recolección de muestras en el fondo fangoso de este lago, y el mantenerlas vivas, puede ser un asunto complicado,” dice el investigador que trabaja en este lago. “Estas especies mueren ante la presencia de oxígeno, así que hay que tener mucho cuidado para protegerlas”.

Acidez extrema o alcalinidad extrema y temperaturas no aptas para la vida

                              Ahí la vida está presente

El pH fue definido en 1909 por el químico danés Sorensen como el potencial hidrógeno (pH), o logaritmo negativo de la concentración molar (más exactamente de la actividad molar) de los iones hidrógeno.

Esto es: pH = -log [H⁺]. Desde entonces, se utiliza universalmente el término pH.

Como esto debe haber sonado para muchos muy técnico y seguramente poco explicativo, para darnos una idea veamos una pequeña tabla de los pH de diversas sustancias:

Los procesos biológicos normales tienden a ocurrir en un rango medio del espectro de pH. El pH tanto intracelular como ambiental suele encontrarse en este valor, de alrededor de 6 a 7.

Sin embargo en algunos sitios de la naturaleza el pH puede ser muy alto, como sucede en los lagos salinos o zonas de desecación, o muy bajo, llegando hasta 0 (extremadamente ácido, como el ácido clorhídrico).

A este pH excepcionalmente bajo las proteínas se desnaturalizan.

Sin embargo, existen organismos que viven con estos niveles de acidez. Son llamados acidófilos.

No se hallan peces y cianobacterias en un pH más bajo de 4, las plantas e insectos viven en sitios que tienen entre 2-3, pero los eucariotas unicelulares pueden vivir por debajo de 1.

El acidófilo más conocido es el alga roja Cyanidium caldarium, que ha sido hallada en la naturaleza a un pH de 0,5, aunque su óptimo en el crecimiento en cultivo es de 2-3. El alga verde Dunaliella acidophilapuede también sobrevivir a 0 de pH, con un máximo de 1. Tres hongos, Acontium cylatium, Cephalosporium sp y Trichosporon cerebriae crecen a pH 0.

En estos ambientes de extrema acidez también se han encontrado archeas.

Los heterótrofos aeróbeos Picrophilus oshimae y Picrophilus torridus tienen un crecimiento óptimo a pH 0,7 y 60° C

En una mina de hierro y en una mezcla de ácido sulfúrico y altos niveles de cobre, arsénico, cadmio y zinc, apareció una rareza: Ferroplasma acidarmanus, con membrana únicamente, sin pared celular.

Existe el otro extremo, el de los alcalófilos, que prefieren pH altos, con una diferencia de dos o más unidades de pH entre el medio interno y externo de la célula. Hay representantes de todos los dominios y del reino de los eucariotas capaces de tolerar pH altos (elevada alcalinidad), de hasta 11.

¡En agua sulfurosa!

Las aguas del río Tinto, en la provincia de Huelva, España, fueran consideradas muertas durante años a causa de la actividad minera de la faja pirítica —que se realizó durante mucho tiempo— y otros motivos, relacionados con actividad industrial más reciente.

Un grupo de investigadores y estudiantes de la Universidad Autónoma de Madrid, que iniciaron a finales de los ochenta el estudio de los posibles microorganismos del Río Tinto, descubrieron con sorpresa que el área fuente de este río de España albergaba una comunidad de microbios muy diversa, resultado inconsistente con un ambiente supuestamente degradado.

Estudios posteriores de la microbiología y química del agua en los noventa empezaron a evidenciar que gran parte de las condiciones de extrema acidez alcanzadas en el río eran originadas por la actividad de ciertos microorganismos, que son capaces de sobrevivir oxidando los sulfuros metálicos, como la pirita, que conforman parte del basamento de la cuenca minera y que han sido fuente de su riqueza.

En efecto, la oxidación de la pirita por microbios quimiolitótrofos (así se definen), produce la generación de una solución ácida con alta concentración en hierro oxidado, que es la sustancia que da el color característico al río Tinto.

La quimiolitotrofía es el proceso metabólico que usan algunos microorganismos para procurarse energía a partir de moléculas inorgánicas. En el caso del río Tinto, bacterias “comedoras de rocas” como Leptospirillum ferrooxidans y Acidithiobacillus ferrooxidans consiguen su energía oxidando los iones de hierro ferroso (Fe₂+) de la pirita, convirtiéndolos en iones férricos (Fe₃+). El Acidithiobacillustambién es capaz de conseguir energía oxidando el azufre.

A causa de la pequeña cantidad de energía que se genera en la oxidación de ion ferroso a férrico, estas poblaciones de bacterias deben oxidar una gran cantidad de hierro para crecer. Como resultado, relativamente pequeños crecimientos en la población bacteriana producen la precipitación de masivas cantidades de material férrico.

El equipo de investigación ha recogido en ese río unos 1.300 organismos diferentes, incluyendo arqueobacterias, levaduras, hongos y protistas. La biomasa más abundante en el río parecen ser algas. Masas de algas cubren a menudo la superficie del agua, tiñendo las rojas aguas de verde y produciendo burbujas de oxígeno.

Uno de los científicos del equipo piensa que es inexplicable que unos organismos eucariotas como las algas sean capaces de prosperar en estas duras condiciones de acidez y concentraciones metálicas tan elevadas.

¿Y el aire qué?

Hay que hacer referencia a un aspecto que no debemos olvidar: aunque hoy en día el ambiente terrestre es mayoritariamente aeróbeo, es decir con oxígeno (tanto en el aire como en el agua), este elemento es, en realidad, una sustancia activa y tóxica a la que nos hemos adaptado.

El aumento del oxígeno como gas atmosférico modificó los rasgos de la vida en la Tierra. Muchas formas de vida murieron, mientras que otras se adaptaron a la nueva concentración de este gas.

En ese sentido, todos los organismos aeróbeos deberíamos ser considerados extremófilos.

Dentro de las piedras

El 80 por ciento de la flora antártica no es muy diferente de la de otras zonas del planeta. Sin embargo, en el 20 por ciento restante aparecen formas de vida únicas, tan curiosas como la de la imagen de arriba (franja oscura).

Se trata de las comunidades o líquenes endolíticos, “una asociación de hongo y alga que vive dentro de las piedras en una zona de la Antártida conocida como ‘valles secos’, donde se pensaba que no existían formas de vida pluricelular”, relata el profesor de la Universidad Complutense Leopoldo García Sancho.

Este tipo de liquen se ha hecho muy famoso porque “ha servido para diseñar teóricamente lo que puede ser la vida en Marte o los últimos tipos de vida que hayan existido en dicho planeta, y en ellos se basa el proyecto de Vida en Marte de la NASA”.

Las peculiaridades de los líquenes antárticos son en su mayoría morfológicas. “Se ha llegado a hablar incluso de ‘gigantismo’. Algunos ejemplares pueden llegar a alcanzar tamaños descomunales con respecto a otros de su misma especie en distintas zonas”.

En cuanto a su crecimiento, es completamente distinto en las dos zonas del continente: “En la parte continental, la tasa de crecimiento es bajísima, muchos de los líquenes tienen más de 1.000 años”.

En prácticamente todos los desiertos del mundo, en las rocas de cuarzo, que son translúcidas, habitan organismos endolíticos. En el desierto de Mojave, en las zonas más áridas, casi todas las rocas que se encontraron estaban colonizadas por estos organismos.

Un equipo de científicos de la Universidad del Estado de Oregon descubrió bacterias dentro de una perforación de 1.350 metros de profundidad horadada en la roca volcánica cerca de Hilo, Hawai. El agujero comienza en la roca ígnea del volcán Mauna Loa y pasa a través de lava del volcán Mauna Kea. A 1.000 metros encontraron cristales de basalto fracturados que se formaron cuando la lava fluyó al océano.

Luego de un minucioso examen, encontraron que esta lava había sido cambiada por microorganismos. Usando microscopio electrónico, hallaron allí unos diminutos microbios esféricos y fueron capaces de extraerles el ADN, que ahora están estudiando.

El aguante sin luz

eSTOS SERES LLEVAN 50 MILLONES DE AÑOS VIVIENDO A OSCURAS

Aún se discute si el asteroide que dejó su marca en Yucatán fue el que eliminó a los dinosaurios. Sea o no el caso, su efecto fue mundial. El registro fósil muestra que al final del Cretácico, la vegetación de Nueva Zelanda estaba dominada por coníferas y plantas con flores. El registro muestra también que muchas de estas especies desaparecieron súbitamente al final de ese período y fueron reemplazadas por esporas y filamentos de hongos preservados por una capa de carbón de cuatro milímetros de espesor. Esta capa coincide con la deposición de iridio, un elemento raro en la corteza de la Tierra pero abundante en los asteroides.

Es decir, sí hubo una catástrofe mundial. Los científicos pudieron reconstruir el evento mes a mes, con una gran resolución temporal. Durante un período muy corto (entre unos pocos meses a un par de años) los hongos y otras saprofitas que vivían de organismos muertos fueron la forma dominante de vida sobre la Tierra. El polvo atmosférico bloqueó la luz solar y provocó la muerte de las plantas que dependían de la fotosíntesis.

La capa de hongos fósiles es seguida por un intervalo de sesenta centímetros de espesor que contiene trazas de la flora que se iba recuperando, la cual se restableció relativamente rápido: los helechos terrestres primero, seguidos luego de décadas o siglos por una vegetación más diversa, tipo bosque.

Se conoce una capa similar de hongos y algas de una catástrofe previa que ocurrió hace 251 millones de años en la frontera Pérmico-Triásico. Ésta fue una extinción en masa aún mayor: desapareció aproximadamente el 90% de las especies que existían hasta ese momento.

Microbios atómicos y eléctricos

Geobacter sulfurreducens. El recuadro ampliado de imagen muestra las estructuras similares a cabellos que utiliza para nadar. Imagen de University of Massachusetts.

Geobacter sulfurreducens es un microbio capaz de alimentarse de uranio radioactivo, que es soluble en el agua —lo que lo hace peligroso porque es disuelto y arrastrado por ella—, y convertirlo en una forma que se precipita, de modo que es más fácil separarlo. Estos microbios viven en la tierra común y pueden ser estimulados a crecer naturalmente agregando vinagre al suelo.

Investigadores financiados por el Departamento de Energía de los Estados Unidos usaron este microbio para reducir en un 70 por ciento el uranio disuelto en el agua de una mina llamada Rifle Mill, en Western Colorado, donde se extraía este mineral para las armas nucleares. El uranio disuelto en ese lugar contaminaba el agua subterránea, que luego fluía hacia el río Colorado.

A fines del año pasado, los científicos secuenciaron el genoma de G. sulfurreducens, identificando los genes que le dan al microbio esa capacidad. Encontraron los genes que le permiten nadar y “oler” los metales. Más de cien genes ayudan al microbio a producir energía transportando electrones en metales como el uranio. Descubrieron que es probable que este microbio se adapte y sea capaz de competir en entornos subterráneos, incluyendo suelos pobres en oxígeno, pero también en aquellos en los que este elemento existe en cantidad. Los descubrimientos fueron publicados en la revista Science.

El proceso que usa el microbio para obtener su energía de los metales se puede utilizar para fabricar baterías. Los científicos produjeron electricidad fijando celdas con microbios G. sulfurreducens a electrodos y capturando la corriente que se generó.

Hay otro microbio, el Geobacter metallireducens, que es capaz de descomponer el uranio y también el plutonio, un metal muy radioactivo.

En las profundidades del planeta

        Un nematoda (Poikilolaimus sp.), que vive a 1,4 kilómetros de profundidad en el suelo.

La perforación más profunda del mundo es el pozo SG-3, de 12.262 metros, en el área de Pechenga-Zapolyarny, península de Kola, Rusia. Estos pozos son experimentales. Además del aporte en conocimentos a la geofísica, se prueba en ellos hasta dónde es posible penetrar en la corteza de nuestro mundo.

Alcanzar grandes profundidades no es nada fácil de lograr. A medida que se avanza, el trabajo se hace cada vez más dificultoso, y el éxito final depende de la calidad técnica del equipo que se utiliza —que en los casos extremos, como el pozo SG3, requiere tecnología ultravanzada, comparable a la espacial—, pero también de la formación geológica en la que se perfora.

El programa alemán de perforación continental profunda (KTB) realizó varias perforaciones de la frontera Cretáceo-Terciaria en la roca cristalina de la cuenca del Bosque Negro Bávaro (Bavarian Black Forest, en Schwartzwald) en Europa central. De los seis pozos perforados, el más profundo tiene 9.100 m, y a esa profundidad la temperatura alcanzó los 265° C. En uno de estos pozos de KTB se hallaron hipertermófilos a una profundidad de 4.100 m, aunque no se pudieron lograr muestras cultivables de estos microorganismos. La temperatura de los líquidos era de 118° C (hasta ahora, la temperatura a la que se han podido cultivar hipertermófilos no ha excedido los 113° C).

En Gravenberg, Suecia, se hizo otra perforación muy profunda para estudiar los gases de las profundidades. Alcanzó los 6.800 m y ahí sí se pudieron aislar las bacterias termofílicas, a una profundidad de 5.278 m, donde había una temperatura de entre 65 y 75° C.

Estos hallazgos son más o menos fortuitos, porque estas perforaciones profundas siguen siendo muy pocas y no se ha encarado ninguna que esté específicamente orientada a la investigación microbiológica. Las que se realizan con el propósito de explorar la vida microbiana raramente alcanzan los 1.000 m. La exploración de la biosfera intra-terrestre profunda recién ha comenzado y es difícil predecir qué sorpresas nos pueden esperar allí.

Bajo el suelo del mar, comiendo vidrio

Vista microscópica de estructuras tubulares de unos 25 micrometros, sobre vidrio volcánico marrón (lava superenfriada). La muestra fue tomada en el sitio 504B del Ocean Drilling Project, una perforación que se realiza en el Pacífido ecuatorial oriental.

En un pozo realizado bajo el océano Pacífico se encontraron rastros de microbios que viven como topos, comiendo y avanzando por la roca, a 375 metros debajo de la corteza del fondo oceánico y a 4.000 metros por debajo del nivel del mar. Se trata de roca formada por lava submarina vitrificada, similar a la que se usaba en la edad de piedra para hacer puntas de flechas, en la que se hallaron las galerías (como de gusano) excavadas por los microbios.

Se podría dudar del origen de estas perforaciones, atribuyéndolos a fenómenos químicos que no involucren seres vivos, pero se halló material biológico adherido a las paredes internas de los túneles.

Hubert Staudigel, de la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California, en San Diego, Estados Unidos, descubridor de estos organismos, dijo que los microbios pueden hacerse camino excavando túneles al mismo tiempo que comen, ya que derivan energía química del vidrio y así encuentran protección de “organismos mayores”. Dice que estos microbios come-vidrio son los extremos inferiores de la cadena alimenticia de la ecología de este mundo en las rocas. Su estudio fue publicado en la revista Science en el año 2001.

Resistiendo el espacio exterior

En base a los experimentos realizados por los rusos y la NASA, se sabe que las formas sencillas de vida podrían sobrevivir los viajes interplanetarios o interestelares. Los científicos creen que lo harían en un estado muy poco vital, congelados y deshidratados, dentro de los asteroides rocosos más grandes, protegidas de los rayos cósmicos.

Al caer en planetas con las condiciones necesarias, podrían revivir y medrar allí, adaptándose a sus condiciones.

En un experimento de la NASA, la bacteria Bacillus subtilis sobrevivió casi seis años abiertamente expuesta al espacio. La bacteria Deinococcus radiodurans ha soportado tranquilamente pruebas de exposición a rayos gama equivalentes a haber estado millones de años en el espacio, además de aceleraciones equivalente a 33.000 veces la gravedad terrestre.

Además, se han podido volver a la vida bacterias halladas insertas dentro de fósiles terrestres después de haber estado latentes durante 25 a 40 millones de años. Es obvio que algunos de estos microbios serían capaces de sobrevivir los viajes interestelares y llegar vivos a otros planetas, a pesar de la alta energía de los impactos de los cometas y asteroides.

Flotando en altitudes extremas

Científicos del departamento de Astrobiología de la Universidad de Cardiff (Reino Unido) y de Hyderabad (India) han tomado muestras de aire con contenido biológico en las capas estratosféricas superiores. En enero de 2001 lanzaron varios globos sonda desde Hyderabad, que tomaron muestras a altitudes de hasta 41 km, congelándolas in situ.

Los resultados de estos experimentos se publicaron en FEMS Letters, una publicación de la Federación de Sociedades Microbiológicas Europeas.

Cuando estas muestras fueron descongeladas y cultivadas, se hallaron dos tipos de bacteria similares a las Bacillus simplex y Staphylococcus pasteuri, comunes en los suelos. También había un tipo de hongo que parece ser Engyodontium album. La densidad de estos microorganismos era reducida, pero real. Aunque no se pueda descartar del todo una mínima posibilidad de contaminación antes o después del vuelo de los globos sonda, tampoco existe prueba alguna para dudar de la correcta realización del experimento.

Estos resultados han producido una fuerte disputa en la comunidad exobiológica y microbiológica por dos motivos. El primero es la dificultad de comprender cómo han logrado llegar esos microorganismos a semejantes altitudes. El segundo, más serio todavía, es la posibilidad de que estos seres no vengan desde abajo, sino desde arriba, transportados por objetos no terrestres como los cometas. Esto sería una vindicación directa de la polémica teoría de la panspermia, según la cual la vida en la Tierra —y en otros planetas— bien podría haber sido sembrada desde el espacio.

La panspermia no es una teoría generalmente bien aceptada por la comunidad científica en estos momentos y cualquier posible vindicación de la misma es escrutada con cien ojos.

Sea como fuere, es evidente que la vida es un fenómeno persistente que se manifiesta en ambientes extremos de todo tipo, desde géiseres hirvientes hasta inhóspitos desiertos y ríos ácidos. Lo extraño de estos microorganismos presuntamente capturados a 41 km de altitud no es su existencia, sino de qué manera han acabado allí… y se mantienen allí (si es que no están permanentemente lloviendo desde el espacio, como podría afirmar la panspermia).

El astrofísico Jayant Naralikar —que ha colaborado en los experimentos descritos— sugirió a la prensa que el virus del SARS podría tratarse de uno de estos organismos extraterrestres, o al menos de alta atmósfera.

Esto es como mínimo aventurado y sólo podría considerarse después de descartar otras causas mucho más comunes, como, por ejemplo, la situación higiénico-sanitaria en los focos de la infección y la formación convencional de nuevas cepas víricas, bien documentadas en el caso de enfermedades como el SIDA y determinadas fiebres hemorrágicas, como el Ébola.

También hay que considerar que se acepta comúnmente que, por razones evolutivas, los organismos de orígenes muy distintos interactúan mal. Los proponentes de esta hipótesis “altoatmosférica” para el origen del SARS deberían explicar cómo es posible que estos microorganismos sean capaces de interactuar con seres que han seguido caminos evolutivos muy distintos, como los humanos.

Muy, muy antiguos

Un investigador ha encontrado algo que a su parecer son fósiles de como mínimo 3.200 millones de años de antigüedad (y hasta podrían tener 3.500 millones o más aún), lo que sugiere que la vida en la Tierra se habría originado en el fondo del océano, en lugares donde la luz del sol jamás ha llegado, en sitios profundos calentados por efecto de los volcanes.

“La cuna de la vida puede haber sido un terrible lugar, subterráneo y sulfuroso, nada diferente de la visión medioeval del Infierno”, dice Birger Rasmussen, paleobiólogo de la Universidad de Western Australia, quien reportó el hallazgo del fósil en la revista Nature.

Las formaciones halladas, que a entender de los científicos son organismos unicelulares, aparecieron en rocas australianas 600 millones de años más antiguas que la evidencia más primitiva de vida química que se haya encontrado en la Tierra. Además, este descubrimiento hace retroceder en alrededor de 2.700 millones de años la evidencia fósil de microbios que hayan vivido alrededor de fuentes calientes del fondo del océano.

Las formaciones parecen organismos filamentosos que miden una milésima de milímetro de diámetro y un décimo de milímetro de longitud. Estos seres pueden haber obtenido su energía de productos químicos relacionados con el azufre en lugar de la luz del sol, dijo Rasmussen, su descubridor.

“En las profundidades del océano, los manantiales calientes pueden haber sido hábitats atractivos para los primitivos microbios, ya que allí estaban protegidos de los efectos del bombardeo planetario y sumergidos en una rica sopa de metales y nutrientes”, explicó Rasmussen. “Semejante entorno puede haber ofrecido durante centenares de millones de años un lugar seguro para el desarrollo de la vida, antes de que la superficie de la Tierra se hiciese habitable.”

Estos hallazgos no terminan con el debate sobre cuál puede haber sido el lugar de origen de la vida en la Tierra, ya que esos microbios pueden haber migrado desde otro lugar.

Pero según piensa Andrew Knoll, profesor de paleobiología de la Universidad de Harvard, Rasmussen ha traído a la palestra el hecho de que las rocas volcánicas ubicadas en lugares fuera del alcance de la luz del sol, bañadas de agua hirviente, podrían ser el lugar donde se inició todo.

“La teoría actual de la biología es muy parecida a la visión medioeval del Infierno”, dice Knoll.

Charles Darwin teorizó que la vida podría haber comenzado en una pequeña charca calentada por el sol. En los años 50 los científicos demostraron que un rayo eléctrico caído en una mezcla de gases que simulaba la composición de la atmósfera de la primitiva Tierra produce aminoácidos, uno de los ladrillos de la vida.

Luego, sin embargo, los biólogos que buscan el origen de la vida concentraron su búsqueda en lugares en los que brota agua caliente a través de la corteza de la Tierra.

Rasmussen dice que se tropezó con los fósiles mientras examinaba el interior de unas rocas compuestas principalmente de cuarzo y pirita que se habían extraído de muchos metros debajo de la superficie. Su estudio trataba de determinar cuánto oxígeno había en la atmósfera primitiva.

El lugar del hallazgo es conocido como depósito del “Manantial de Azufre”, ubicado en la región de Pilbara, en el oeste de Australia. Esta región fue un antiguo lecho marino y ahora es accidentada, rocosa y caliente, con muy pocas lluvias.

“Luego de investigar centenares de sitios, encontré unas estructuras inusuales que contenían densos conjuntos de filamentos entrelazados”, explicó. “Tras un examen cuidadoso, llegué a la conclusión de que los filamentos tienen que ser biológicos.”

Knoll está de acuerdo, ya que los filamentos tienen tamaños y alineamientos regulares.

Rasmussen y Knoll creen que estos fósiles, además de sumarse al panorama de la primitiva vida sobre la Tierra, marcan un camino para los científicos que buscan vida en otros lugares del Sistema Solar.

Un asunto alucinante

Despues de todo lo visto anteriormente… ¿Quién puede negar la presencia de vida en otros mundos?

Comencé esta recopilación impactado por un artículo que encontré en Internet hace bastante tiempo. Lamentablemente, mientras lo estaba traduciendo, el artículo desapareció de la red.

No sé qué credibilidad se le puede dar, pero de todos modos aquí lo pongo, porque sin duda es alucinante.

Nota: Por si alguien piensa que esto puede ser algo inventado por mí, lo refiero a un link que apunta aún a ese artículo desaparecido, ubicado en Astrobiology.com – observen allí el artículo “Scientists Claim to Revive Alien Bacteria, Discovery.com”, del día 10 may 2001.

Microbios en rocas y meteoritos: una nueva forma de vida no afectada por el tiempo, la temperatura y la presión

Giuseppe Geraci (*), Rosanna del Gaudio (*) and Bruno D’Argenio (**) (*) Dipartimento di Genetica, Biologia Generale e Molecolare, Università di Napoli “Federico II”, Naples, Italy (**) Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Napoli “Federico II”, Naples, Italy and Istituto di Ricerca Geomare Sud, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Naples, Italy

RESUMEN – Los cristales, rocas y vetas minerales de diferentes orígenes parecen contener vida microscópica viable que aparece nadando bajo el microscopio cuando la muestra es fragmentada apropiadamente y se la suspende en un medio nutriente. Esta forma de vida de las rocas parece no ser afectada por el tiempo, ya que se han encontrado microbios en muestras de eras geológicas diferentes, desde 2.800 millones de años de antigüedad a otras recientes, ni tampoco por la presión y la temperatura, ya que están presentes en rocas metamórficas e ígneas. Una búsqueda similar en meteoritos muestra que en esos materiales también hay microorganismos. Se han cultivado y clonado algunas especies microbianas derivadas de muestras de rocas y meteoritos. Se las ha clasificado por tipificación de 16S rDNA, encontrando que no son esencialmente diferentes de los organismos de hoy; además, resultan sensibles a la inhibición de crecimiento a causa de antibióticos específicos. Si las formas bacterianas encontradas en meteoritos realmente son de origen extraterrestre, su presencia apoyaría la hipótesis de que la vida llegó de fuera de la Tierra, con la indicación adicional de que podrían haber estado presentes en los materiales que formaron el Sistema Solar.

PALABRAS CLAVE: Bioastronomía, Microbios, Vida en las rocas, Vida en meteoritos, Origen de la vida.

INTRODUCCIÓN

Es de conocimiento común que existen fósiles bien reconocibles de formas de vida microbiana en antiguas rocas sedimentarias, tales como los estromatolitos arcaicos. Algunos microfósiles están tan bien preservados que ha sido posible su identificación y caracterización en términos de estructura y composición, permitiendo determinar qué tipos de microorganismos poblaban la Tierra en sus tiempos geológicos iniciales (Golubic y Seong-Joo, 1999; Nisbet, 2000; Rosing, 1999). Estos estudios son relevantes para comprender mejor el origen y evolución de la vida en la Tierra. Con ese propósito se formularon diferentes teorías en la primera mitad del siglo 19, que consideraban las peculiares condiciones prebióticas (J. D. L. Bernal, J.B.S. Haldane, A.I. Oparin), y también se realizaron experimentos de laboratorio en condiciones que duplicaban los entornos prebióticos supuestos (S.L. Miller).

Recientemente, los estudios geotérmicos sobre la presencia de vida en la joven Tierra han dado evidencia de que había microorganismos hace 3.200 millones de años (Rasmussen, 2000) o incluso antes 3.470 millones de años atrás, en base al resultado de la enzimología de redución de sulfato microbial (Shen et al, 2001). Todo esto ha llevado el comienzo de la presencia de vida organizada, capaz de realizar funciones bioquímicas complejas, a un período inmediatamente posterior al bombardeo pesado de meteoritos a la Tierra (Gogarten-Boeckel et al., 1995; Drake, 2000). ¿Cuánto tiempo fue necesario, en efecto, para la aparición de vida organizada en células con metabolismo activo luego de la acreción de nuestro planeta?

Al parecer fue suficiente un corto período, de unos pocos centenares de millones de años, para dar el salto entre el mundo de lo inorgánico y el mundo biológico (Nisbet, 2000). La posibilidad de que el origen de la vida pueda estar fuera de la Tierra, a donde fue importada, se ha tomado en consideración desde que lo propuso Svante Arrhenius (panspermia) al comienzo del siglo 19, con el refuerzo reciente de Fred Hoyle. Se ha considerado recientemente la posibilidad de que la vida se haya originado en la profundidad del espacio. En apoyo a esta hipótesis se ha reportado que un material sólido, producido por irradiación de químicos básicos en el vacío y a baja temperatura, al ser sumergido en agua creó espontáneamente estructuras membranosas similares a burbujas de jabón que tenían una capa interna y una externa. (Dworkin et al., 2001).

Los resultados del presente trabajo muestran que existen microorganismos reales dentro de cristales y rocas de composiciones químicas diferentes, además de en meteoritos, en una forma que presenta propiedades muy peculiares e inesperadas, que podría haber sido el vector ideal para propagarlos a través del universo.

Estos hallazgos surgieron de un estudio de microorganismos en muestras colectadas por medio de perforaciones superficiales en el fondo del mar, que luego fue extendido a diferentes tipos de rocas. Se encontró que las eurobacterias, en algunos casos archaea y en un caso un eucariota unicelular, no sólo aparecen en células calcificadas, muertas o parcialmente degradadas, como se ha establecido en una multitud de artículos de geomicrobiología (Banfield y Nealson, 1997), sino que están, además, en una forma que puede ser reactivada suspendiendo un fragmento apropiado del espécimen sólido en un medio nutriente.

En las observaciones iniciales se inspeccionaron alrededor de cincuenta muestras de diferentes dominios geológicos y eras y de diferentes composiciones químicas, y diez de ellos fueron analizados, incluyendo algunos meteoritos, proporcionados amablemente por el Real Museo Mineralógico de la University of Naples Federico II.

Figura 1.1 – Dominios (Pique para ampliar y ver explicación)

Figura 1.2 – Especímenes (Pique para ampliar y ver explicación)

MATERIALES Y MÉTODOS

El origen de los cristales, rocas, piezas de mineral y meteoritos utilizados se reporta en la explicación de la figura 1.1

Se obtuvieron pequeñas muestras de los especímenes mayores removiendo la capa externa y cortando luego en dos mitades la parte interior con un equipo estándar de corte de rocas. La nueva superficie expuesta se embebió en etanol y luego se puso en la llama de un mechero Bunsen durante dos minutos. En la superficie tratada se perforaron agujeros de 5 mm de profundidad con un taladro con puntas estériles. Se realizó un agujero mayor y luego uno menor, dentro de él. Del fondo del segundo agujero se obtuvo una muestra de roca raspando con una aguja esterilizada de jeringa, que se había puesto al rojo previamente en la llama del mechero Bunsen. Después del corte de la roca en mitades, todas las operaciones se realizaron dentro de una campana estéril de flujo laminar. Los operadores utilizaron guantes de látex. El material plástico utilizado se esterilizó. El resto del material y elementos utilizados se esterilizaron en autoclave durante 40 minutos a 121° C. Antes de la utilización como medio de cultivo, la solución esterilizada fue incubada durante una semana para comprobar posibles contaminaciones. Todos los experimentos se realizaron con los controles apropiados de contaminación, que dieron negativo durante el período de cultivo de las muestras analizadas.

Los fragmentos finamente pulverizados de las rocas en análisis se colocaron directamente en una placa de microscopio, suspendidos en un medio de cultivo estéril LB, se cubrieron con una microcubierta de vidrio y se observaron de inmediato con aumentos de 400x a 1000x. Las muestras pulverizadas también se colectaron en frascos de Petri y se agregó medio de cultivo estéril. Se inició el cultivo líquido agitando suavemente en una base oscilante a temperatura ambiente. Después del tiempo apropiado de cultivo, que duró entre dos días a una semana dependiendo de la muestra, el cultivo fue disuelto seriadamente y disperso en agar sólido en placas estériles LB de agar para aislar los clones individuales.

Ver detalles técnicos (inglés)

Figura 2

Ejemplos de una variedad de formas de colonia que se observan cuando se cultiva microorganismos a partir de algunos especímenes de rocas. Placa 1, colonia de la laja GB-6 que produce una estructura carbonatada similar a un encaje. Placa 2, estructuras que emergen de dos pequeños fragmentos de la misma roca colocada en el medio nutriente. Placas 2 y 3, colonias en la laja GB-16. Obsérvese la variedad de formas, tamaños y colores en la placa 4, el paso intermedio de una disolución seriada para aislar colonias simples.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Figura 1 se reporta la caracterización geológica de las rocas, cristales y menas de mineral que se han examinado por el método de raspar el interior de la muestra, obteniendo un material finamente fragmentado que se colocó en una placa de miscroscopio, suspendido en un medio nutriente, cubierto y observado con aumentos de 400x – 1000x. Se muestra como ejemplo de especímenes alienígenas los que surgieron del meteorito condrítico (MetA.) La muestra del Cámbrico bajo GB-16 es el ejemplo de especímenes de más de 500 millones de años.

Para buscar microorganismos viables se han estudiado muestras que cubren desde épocas recientes hasta fines del Arcaico y dos meteoritos. En todos los casos se observó la aparición de formas nadadoras, con diferencia en el tiempo transcurrido hasta la primer observación de movimiento y la variedad de formas presentadas en la muestra. En varios casos el movimiento apareció al inicio de la observación, lo que indica que la transición a una forma activa fue prácticamente inmediata a la suspensión de la roca fragmentada en el medio nutriente. El gran número de formas activadas de inmediato, junto con la variedad de tamaños y formas, indica que no son una parte menor de las muestras, y reduce la posibilidad de que, a este nivel del análisis, puedan derivar de contaminación externa. [Un hallazgo interesante es la asociación frecuente de los “microorganismos” con fragmentos de la roca de muestra que realmente se movieron en el campo del microscopio durante la observación. Existe un vídeo de algunas observaciones realizadas a 1000x que muestra la actividad que se presenta en las rocas fragmentadas que se han sumergido en el medio de cultivo.]

La suspensión de muestras fragmentadas en agua produjo también efectos similares pero el período de movimiento activo sólo duró unos minutos. En otros casos, la observación de los movimientos iniciales requirió un largo período de incubación. El término más largo fue típico de una muestra de dolomita en la que los movimientos activos se observaron una hora después de la suspensión de la muestra pulverizada en el medio de cultivo.

(El artículo sigue con más datos científicos, demasiado científicos ya, así que detuve aquí la traducción. Si alguien desea verlo, me lo pide y se lo envío por e-mail)

Algunos récords de la vida extrema:

• Más calor: (114° C) Pyrolobus fumarii (Isla Vulcano, Italia).
• Más frío: (-18° C) Cryptoendoliths (Antártida y permafrost de Siberia).
• Radiación más alta: (5 MRad, o 5000 veces la radiación letal para los humanos) Deinococcus radiodurans.
• Mayor profundidad: 3,2 km bajo el suelo.
• Mayor acidez: pH 0,0 (La mayoría de la vida está a un factor al menos 100.000 veces menos ácido).
• Mayor alcalinidad: pH 12,8 (La mayoría de la vida está a un factor al menos 1.000 veces menos alcalino).
• Mayor duración en el espacio: 6 años, Bacillus subtilis (en un satélite de la NASA).
• Mayor presión: 1.200 veces la atmosférica.
• Mayor salinidad: 30 % sal, ó 9 veces la salinidad de la sangre humana. Haloarcula.
• Menor tamaño: < 0,1 micras ó 500 veces menor que el grosor de un cabello humano (picoplancton).

Más datos:

• Microbios primitivos ofrecen indicios sobre origen de vida
• ¡Caliente! ¡Caliente! ¡Caliente! Pero, ¿cómo?
• Vida en el hielo
• Vida bajo el hielo antártico
• Los orígenes salados de la Tierra
• El cauce fluvial del río Tinto y su interés en Astrobiología
• Proyecto Marte en Río Tinto
• Un geólogo español predice que si hay vida en Marte estará en las cuevas
• Fabricando sulfuro con agua marciana
• Viviendo en el oro del tonto
• Scientific Information System for the world deepest borehole, Kola SDB-3
• Artículos diversos

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No en pocas ocasiones nos hemos tenido que asombrar de los descubrimientos que en el Universo vamos realizando con la ayuda de los cada vez más sofisticados ingenios que,  nos llevan a viajes alucinantes en los que podemos visitar regiones tan distantes que, sus números nos marean, y, en ellas descubrimos objetos que nunca pudimos pensar que pudieran existir.

             El Sol comparado con VY Canis Mayoris es un simple puntito que casi no podemos ver

En la imagen podemos ver como destaca de las demás, esa es una de las estrellas más grandes que existen, hablamos de VY Canis Majoris(VY CMa) es una estrella hipergigante roja, localizada en la constelación de Canis Major. Es una de las estrellas conocidas más grandes y luminosas. En su momento fue la mayor estrella conocida, aunque luego se descubrieron otras estrellas de mayor tamaño. En la actualidad la estrella más grande conocida es UY Scuti (aunque posiblemente Westerlumd 1-26).

Esa que sobresale de todas las demás, es UY Scuti (V* UY Sct, BD-12 5055, IRC -10422, RAFGL 2162¹​) es una estrella hipergigante roja en la constelación del Escudo. Es la estrella más grande conocida hasta ahora y posee un radio equivalente a 1708 ± 192 radios solares (un radio que correspondería a 1.188.768.000 km,  7,94 unidades astronómicas.). Si esta estrella fuera nuestro Sol englobaría todos los planetas hasta cerca de Saturno UY Scuti tiene un volumen de aproximadamente 5000 millones de veces el del Sol.

Hace unos 12.800 millones de años, cuando el universo aún era un “niño” que solo había vivido el 6% de su vida, existió un descomunal faro 420 billones de veces más luminoso que el Sol. Por aquella época el universo estaba saliendo de la edad oscura, un periodo que duró cientos de millones de años y en el que todo era tiniebla. Después aparecieron las primeras estrellas y galaxias y la luz comenzó a invadirlo todo. Poco antes de que esta etapa —conocida como reionización— acabase, se encendió ese faro cuyo origen era un descomunal agujero negro que acaba de ser descubierto y analizado por un equipo internacional de astrónomos. Los investigadores creen que este monstruo tenía unas 12.000 millones de veces más masa que el Sol, lo que le convierte en el objeto de este tipo más grande y luminoso del universo.

Desde que se puso en órbita el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, el 11 de junio de 2008, ha detectado poblaciones enteras de objetos nunca antes vistos. El último hallazgo de Fermi afecta al púlsar J1823-3021A, avistado en 1994 con el radiotelescopio Lovell, en Inglaterra. Un equipo internacional de expertos se ha dado cuenta de que esta estrella pulsante emite rayos gamma y gracias a Fermi ha podido caracterizar sus inusuales propiedades. Los resultados de su investigación se publican en el último número de Science.

 El dato que más sorprende a los investigadores es su brillo. “Las emisiones de rayos gamma de uno de los cúmulos globulares de la Vía Láctea, llamado NGC 6624, nos hacían pensar que este albergaba 100 púlsares de milisegundo diferentes. Pero ahora hemos descubierto que todo viene de este único púlsar”, desvela a SINC Paulo Freire, investigador del Instituto Max-Planck de Radioastronomía en Alemania y uno de los autores principales del trabajo.

 El brillo tan intenso que desprende revela que su campo magnético es mucho más fuerte de lo que los astrónomos creían posible para un pulsar de este tipo. “Quizá tendremos que cambiar las teorías de formación de púlsares de milisegundo tras este descubrimiento, que ayudará a entender cómo se forman estos objetos en el universo”.

 Además, su periodo de rotación confirmó a los expertos que se trata de un pulsar de milisegundo ya que gira sobre sí mismo más de 183 veces por segundo.

La Nebulosa de la Tarántula o NGC 2070 o 30 Doradus es una gigantesca fábrica de estrellas 1000 años luz de ancho. Esta región HII (región de hidrógeno ionizado) es uno de los objetos astronómicos más interesantes de la Gran Nube de Magallanes (LMC) y más importante de la galaxia vecina de la Vía Láctea. Se trata de la nebulosa de emisión más grande conocida, una otra nebulosa, NGC 2060 ocupa su centro. Situada a una distancia de unos 170 000 años luz, se puede observar en la constelación de Dorado en el cielo austral. La Nebulosa de la Tarántula tiene una magnitud aparente de 5, es fácilmente visible a simple vista, ya que pertenece a otra galaxia vecina de la Vía Láctea.

             Actualmente la Gran Nube de Magallanes atraviesas una época de gran formación estelar

La Gran Nube de Magallanes (LMC). La Tarántula es 100 veces más lejos que el famoso escuela estelar, la nebulosa de Orión en nuestra propia vivero. Si la Nebulosa de la Tarántula fue en nuestra galaxia, a la misma distancia que la Nebulosa de Orión (remoto sólo 1 350 años luz), cubriría un área dos veces mayor que la Osa Mayor casi una cuarta parte de cielo y sería visible incluso de día. La Nebulosa de la Tarántula contiene más de medio millón de veces la masa del Sol, esta nube grande y extravagante alberga algunas de las estrellas más masivas conocidas.

Un cúmulo globular es un tipo de cúmulo estelar que consiste en una agrupación de 105 – 106 estrellas viejas (astros de Población II), gravitacionalmente ligadas, con distribución aproximadamente esférica, y que orbita en torno a una galaxia de manera similar a un satélite. Son estas estrellas viejas las que le dan a los cúmulos globulares su típico color dorado, sólo visible por medio de la fotografía en color.
Los cúmulos globulares están generalmente compuestos por cientos de miles de estrellas viejas, de manera parecida al bulbo de una galaxia espiral, pero confinadas en un volumen de sólo unos pocos parsecs cúbicos. Algunos cúmulos globulares (como Omega Centauri en la Vía Láctea y G1 en M31) son extraordinariamente masivos, del orden de varios millones de veces la masa solar. Otros, como M15, tienen núcleos extremadamente masivos, lo que hace sospechar la presencia de agujeros negros en sus centros.

Con unas pocas excepciones notables, cada cúmulo globular parece tener una edad definida. Es decir, todas las estrellas de un cúmulo globular están aproximadamente en la misma etapa de su evolución estelar, sugiriendo así haberse formado al mismo tiempo. Fue el reconocimiento de este hecho, estudiando los diagramas Hertzsprung-Russell de cúmulos globulares, lo que dio lugar a una primera teoría de evolución de las estrellas.
Los cúmulos globulares poseen una densidad estelar muy alta, de manera que existen fuertes interacciones entre sus estrellas componentes y suelen ocurrir colisiones con relativa frecuencia. Algunos tipos exóticos de estrellas, como las azules rezagadas (errantes azules), los púlsares milisegundo y las binarias de poca masa emisoras de rayos X son mucho más frecuentes en los cúmulos globulares.

Antes vimos los cúmulos cerrados y, ahora tenemos aquí el Cúmulo abierto NGC 290 en el que lucen las estrellas titilantes como si de un Joyero se tratara. La Belleza que el Universo nos puede ofrecer, es incomparable con cualquier otra cosa que, artificial, podamos nosotros hacer.,

Luego de clasificar las imagenes, vieron que se logro la mejor imagen ultravioleta en HD de una galaxia, hasta el dia de hoy. Lo que ayudara a todo tipo de cientificos a realizar mejores estudios.

Como se puede ver en la imágen, en el centro hay una enorme estrella o cumulo de color morado oscuro, que son las estrellas más antiguas. Alrededor de ellas estan las estrellas nuevas, en el lugar donde se crean nuevos planetas.

Las galaxias que son “universos” en miniatura, o, universos islas como las llamó Kant, contienen en pequeña proporción todo lo que el universo nos pueda ofrecer, son como muestras de universos. Asñi, de su estudio se sacan conclusiones muy valiosas.

A todo lo anterior, lo único que tenemos que añadir es la presencia de los seres vivos en nuestro Universo que, a grandes rasgos y sin pararnos a explicaciones más profundas, ha quedado reflejado en todo lo anteriormente expuesto.

emilio silvera

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