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¿Vida de Silicio? ¿Será posible?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (1)

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¿Puede existir la vida basada en el silicio?

 

 “Todos sabemos que la vida está esencialmente basada en el Carbono … y quizá alguna vez te hayas sentido tentado a preguntarte … pero ¿por qué la vida no pudo evolucionar de un elemento diferente?
Y ¿Qué elemento de la Tabla Periódica sería un buen candidato para reemplazar al Carbono?, pues recordemos cómo se organizan los elementos en la Tabla. Los elementos en un mismo grupo tienden a mostrar propiedades similares. El Carbono pertenece al grupo IV, y el elemento más cercano a este en ese grupo es el Silicio. Ambos tienen 4 electrones de valencia, lo que hace posible que ambos puedan formar hasta cuatro enlaces covalentes.
El primero en proponer en serio la vida basada en el silicio como una alternativa a la vida basada en el carbono en la comunidad científica fue el astrofísico alemán Julius Schneider. El usó esta teoría en 1891 para predecir la vida en los planetas rocosos de nuestro sistema solar. Luego en 1893, James Emerson Reynolds propuso  que la vida basada en el silicio podría existir, pero a temperaturas extremadamente altas, porque los compuestos de silicio conocidos en ese momento eran estables, incluso a altas temperaturas. Treinta años después, J.B.S Haldane sugirió que la vida basada en el silicio podría existir en las rocas fundidas en el interior de la Tierra. El manto de la Tierra contiene suficiente silicio y, como se dijo antes, los compuestos de silicio son muy estables a altas temperaturas. En años recientes el Dr. Thomas Gold, un renombrado astrofísico austríaco (ahora fallecido), escribió un libro sobre la posibilidad de la vida basada en el silicio en el interior de la Tierra: The Deep Hot Biosphere, un libro ciertamente muy controversial y que valdría la pena leer.”
No me hago a la idea de seres vivos basados en el silicio, y, alguna posibilidad tendría un planeta muy caliente que, cerca de su estrella, hiciera posible las condiciones ambientales necesarias para que, el silicio, se hiciera maleable y pudiera surgir alguna clase de vida… De todas las maneras, es raro pensarlo.
Yo sigo pensando (sin negar nada de otros posibles caminos) que, no es el Silicio sino el Carbono el que trae consigo la posibilidad de Vida en el Universo conocido. Conforme a las leyes que rigen nuestro Universo y las conocidas interacciones que tienen con la materia, es el Carbono el que, por sus excepcionales cualidades, puede proporcionarnos una cantidad de variedades y adaptabilidad que, ni el Silicio o cualquier otro elemento parece tener…pero, ¿Quién sabe?

Como nuestra ignorancia es grande, no aparto la idea de que realmente existan seres de silicio que, aun estando a nuestro alrededor, no seamos capaces de percibirlos, y, viviendo en nuestro mundo es, como si vivieran en otro muy lejano.

Anoche acabé de repasar el pequeño librito de Asimov “Cien preguntas básicas sobre Ciencia” y, de entre todas ellas, os he sacado la que aquí os transcribo por ser un tema que muchas veces hemos comentado en esta página. Asimov, como sabéis, era químico y le gustaba la Ciencia en General, él se metía de cabeza en todos los campos y, para dejar volar su imaginación, se refugiaba en la Ciencia ficción, parcela en la que, no salió mal parado al conseguir grandes éxitos.

“Todos los seres vivientes, desde la célula más simple hasta la sequoia más grande, contienen agua, y además, como la molécula más abundante, con mucho. Inmersas en el agua hay moléculas muy complejas, llamadas proteínas y ácidos nucleicos, que al parecer son características de todo lo que conocemos por el nombre de vida. Estas moléculas complejas tienen una estructura básica compuesta en cadenas y anillos de átomos de carbono. A casi todos los carbonos van unidos uno o más átomos de hidrógeno. A una minoría, en cambio, van ligadas combinaciones de átomos como los de oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo.

Los átomos de silicio reemplazan a los de carbono dentro del grafeno.  ¿Lo hará también para la vida?


Expresándolo con la máxima sencillez podemos decir que la vida, tal como la conocemos, está compuesta de derivados de hidrocarburos en agua.

¿Puede la vida estar compuesta de otra cosa? ¿Existen otros tipos de moléculas que proporcionen la complejidad y versatilidad de la vida, algo distinto del agua que proporcione, sin embargo, las propiedades poco usuales, pero necesarias, que sirven como trasfondo de la vida?

¿Es posible concebir algo parecido al agua que pudiera sustituirla? Las propiedades del amoníaco líquido son las más afines a las del agua. En un planeta más frío que la Tierra, por ejemplo, Júpiter, donde el amoníaco abunda en estado de líquido mientras que el agua está solidificada, puede que sea concebible una vida basada en el amoníaco.

El amoniaco está constituido por moléculas de composición NH3. Los átomos del hidrógeno son equivalentes. La molécula tiene, por tanto, forma piramidal es decir presenta una hibridación sp3, donde tres de los orbitales se solapan con los hidrógenos y el que resta se queda con los electrones no compartidos. Los ángulos de enlace son algo menores que los de un tetraedro debido a la nube electrónica del par solitario que los reduce a un ángulo de 107º 20´. El nitrógeno ocupa el vértice de una pirámide, cuya base es un triángulo equilátero formado por los tres átomos de hidrógeno.

Así que, en el amoniaco tenemos átomos de hidrógeno unidos al nitrógeno , que es un átomo pequeño y electronegativo, por lo que el amoniaco presentará enlaces intermoleculares de puntos de hidrógeno al igual que la molécula de agua. El hecho de que el amoniaco presente este tipo de enlace entre sus moléculas hace que sus puntos de fusión y ebullición, el calor de vaporización, la constante dieléctrica, etc… sean anormalmente altos.

Libertad Asintótica... » Bianca AtwellEL ATOMO Y LA RADIOLOGIA

       Mirando dentro del átomo…

Por otro lado, hay que decir que si el hidrógeno va unido a tantos puntos de la cadena de carbono es porque se trata de un átomo muy pequeño que se acopla en cualquier lugar. El átomo de flúor es parecido al de hidrógeno en algunos aspectos y casi tan pequeño como él. Así pues, igual que tenemos una química de los hidrocarburos podemos tener una química de los fluocarburos, con la única salvedad de que éstos son mucho más estables que aquéllos. Quizá en un planeta más caliente que la Tierra podría concebirse una vida a base de fluoro-carburos.

Pero ¿y en cuanto al átomo de carbono? ¿Existe algún sustituto? El carbono puede unirse a un máximo de cuatro átomos diferentes (que pueden ser también de carbono) en cuatro direcciones distintas, y es tan pequeño que los átomos de carbono vecinos se hallan suficientemente próximos para formar un enlace muy fuerte. Esta característica es la que hace que las largas cadenas y anillos de carbono sean estables.

Glucosa: qué es, características, estructura y fórmula - Toda MateriaGlucosa en la sangre: MedlinePlus enciclopedia médica illustración

Se puede ver que la glucosa se compone de seis átomos de Carbono (Carbo…) y los elementos de seis moléculas del agua (…hidrato). La glucosa es un azúcar simple, en el sentido de que a nuestra lengua su sabor es dulce. Hay otros azúcares simples que también habrás escuchado:

  • Fructosa
D-Fructose.svgD-fructose CASCC.png
La fructosa o levulosa, es un tipo de glúcido encontrado en los vegetales, la fruta y la miel
  • Galactosa
Galactosa: estructura, funciones, metabolismo, patologíasGalactosa - Wikipedia, la enciclopedia libre
La galactosa es un azúcar simple o monosacárido formado por seis átomos de carbono o hexosa, que se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético. Además, forma parte de los glucolípidos y las glucoproteínas de las membranas celulares, sobre todo de las neuronas.
  • Lactosa
Intolerancia a la lactosa - Wikipedia, la enciclopedia libreQué función tiene la lactosa? - Yogurt in Nutrition
La lactosa es el principal azúcar (o carbohidrato) de origen natural que hay en la leche y los productos lácteos. La lactosa está formada por glucosa y galactosa, dos azúcares simples que el cuerpo utiliza directamente como fuente de energía. La enzima lactasa descompone la lactosa en glucosa y galactosa.
  • Sacarosa
Sacarosa - Wikipedia, la enciclopedia libreDiabetes: Tipos de azúcar: diferencias entre la glucosa, fructosa y sacarosa
Azúcar que se encuentra en el jugo de muchas plantas y se extrae especialmente de la caña dulce y de la remolacha; se emplea en alimentación como edulcorante nutritivo y sus ésteres como aditivos.
  • Maltosa
Plantas y HongosMaltosa - Wikipedia, la enciclopedia libre
La maltosa es un disacárido formado por dos glucosas unidas por un enlace glucosídico alfa(1→4). Se conoce también como malto-biosa y como azúcar de malta, ya que aparece en los granos de cebada germinados.

La glucosa, fructosa y galactosa se conocen como monosacáridos. Lactosa, sacarosa, maltosa y son llamados disacáridos (que contienen dos monosacáridos).

El silicio es, después del oxígeno (O) el segundo elemento más abundante en la tierra: la corteza terrestre está formada en aprox. 28 % de silicio. Cada átomo de silicio central puede enlazarse adicionalmente con dos átomos de carbono, normalmente en grupos metilo (CH3). En los átomos de silicio de los extremos se suelen enlazar tres grupos metilo. El silicio es un elemento tetravalente, es decir, que puede formar 4 enlaces covalentes. En la tabla periódica se encuentra en el grupo IV, justo debajo del carbono (C). El silicio presenta una gran afinidad con el oxígeno.

El silicio se parece mucho al carbono y también puede unirse a un máximo de cuatro átomos diferentes en cuatro direcciones distintas. El átomo de silicio, sin embargo, es mayor que el de carbono, con lo cual las combinaciones silicio-silicio son menos estables que las de carbono-carbono. La existencia de largas cadenas y anillos de átomos de silicio es mucho más improbable que en el caso de carbono.

Lo que sí es posible son largas y complicadas cadenas de átomos en las que alternan el silicio con el oxígeno.

Moléculas de dióxido de silicio formando una macla de cristales de cuarzo. Créditos: www.123rf.com

Personalmente creo que el Silicio dará más juego en el campo de la I.A. (Vida Artificial) que en esta otra clase de vida que nosotros representamos.

La estructura de la silicona contiene átomos de silicio y oxígeno alternantes en unidades periódicas, llamadas siloxano. Las moléculas formadas por varias unidades de siloxano se denominan poli-siloxano o silicona. Cada átomo de silicio puede unirse a otros dos átomos o grupos de átomos, y este tipo de moléculas se denominan “siliconas”.

A la molécula de silicona pueden ir unidos grupos de hidrocarburos o de fluoro-carburos, y estas combinaciones podrían resultar en moléculas suficientemente grandes, delicadas y versátiles como para formar la base de la vida. En ese sentido sí que es concebible una vida a base de silicio.

Pero ¿existen realmente esas otras formas de vida en algún lugar del Universo? ¿O serán formas de vida basadas en una química completamente extraña, sin ningún punto de semejanza con la nuestra?

Quizá nunca lo sepamos.

Al menos de momento, la vida basada en el Silicio ha sido cosa de la Ciencia ficción, nada hemos podido descubrir que nos indique esa dirección y, desde luego, aunque nunca podemos negar nada (el universo y su diversidad de mundos es muy complejo), afirmar que existe la vida basada en el Silicio, no tiene ninguna base científica pero… ¡negarlo tampoco!

El elemento químico básico que ha sido propuesto para un sistema bioquímico alternativo es el átomo de silicio, puesto que el silicio tiene muchas propiedades químicas similares al carbono, tiene los mismos cuatro enlaces, y está en el mismo grupo del cuadro periódico, el grupo 14.

[foto de la noticia]

En esta segunda imagen, obtenida por el mismo grupo de investigación, se observan los orbitales moleculares de la molécula (PTCDA) que en este caso está depositada sobre los átomos de silicio.

 

Parafraseando al premio Nobel Richard Feynman, efectivamente “hay un gran espacio al final”. Tenemos ante nosotros un universo de tamaño diminuto que justo ahora estamos comenzando a explorar, un lugar en donde los materiales se comportan de diferente manera y cuyas extrañas propiedades podemos aprovechar para desarrollar una mejor tecnología.

Tendrás este material la propiedad bioquímica para poder, a partir de ahí, otras formas de vida. La bioquímica que conocemos está basada en el Carbono pero…¡quién sabe! Es tan grande el Universo, son tantos los mundos que están alumbrados por estrellas distintas a las que… por distintas razones podríamos pensar que…Por ejemplo, pensemos en Titán.

Se trata de una molécula de Silicio. Se ha especulado con la posibilidad de encontrar vida en Titán, la luna de Saturno. Sin embargo los científicos creen que de existir sería una vida de tipo microbiana basada probablemente en el silicio debido a las bajas temperaturas, escasez de agua y la falta de oxígeno de su entorno.

Suponen también que su hábitat serían los hidrocarburos que se encuentran en Titán en forma líquida y que sus procesos biológicos serían muy distintos a los que conocemos, al ser el silicio más pesado que el Carbono. Son muchas las cosas que desconocemos y, de nada de lo que podamos encontrar, en el vasto universo, podremos sorprendernos.

Los Cristales de Cuarzo son una sorprendente creación de la Naturaleza, con dos moléculas de Silicio y una de Oxigeno (Si2 O) en su configuración química, podría decir que son agua fosilizada, su particularidad se podría explicar como catalizadora ya que enfoca, almacena, aumenta y transforma cualquier forma de energía. Muchas son las bellas formas que en la Naturaleza se pueden configurar con Silicio pero la vida…

Yo, de momento, apuesto por el Carbono y, algo me dice que, aunque existan seres distintos a nosotros (que existirán), estos, como nosotros, también estarán basados en el Carbono. Pienso que la mecánica del universo se rige por las leyes que conocemos y, siendo así (que lo es), todo lo que aquí ha ocurrido también podrá ocurrir en cualquier lugar lejano. La materia está conformada de la misma manera en todas partes y, sus transiciones de fase, tanto aquí como allí, siempre serán las mismas y, si es así…La Vida, será también la misma en todas partes independientemente de las formas que puedan adoptar en función de otros factores como gravedad del planeta, lejanía de su estrella, campo electromagnético, etc. etc.

Bueno, ya veremos si tenemos la oportunidad de comprobarlo.

emilio silvera

Parte de la información fue recogida en Blog Biotecnológico

 

  1. 1
    emilio silvera
    el 24 de junio del 2021 a las 8:56

    “Buena parte de la humanidad está convencida de que el universo es un lugar rebosante de vida, incluso de civilizaciones tecnológicas. Esto resulta paradójico, teniendo en cuenta que carecemos de la menor evidencia de ello; ni siquiera hemos sido capaces de explicar cómo surgió la vida en nuestro propio planeta. Pero muchos se acogen a una idea sencilla: el principio copernicano, según el cual la Tierra no es un lugar privilegiado del universo. Y si la vida y los humanos hemos surgido en un planeta, un Sistema Solar y una galaxia que no tienen nada de único o extraordinario, ¿por qué no en cualquier otro lugar?”

    Una cosa está clara, al menos para mí: En todo el Universo rigen las mismas leyes y constantes, no importa lo alejada que se encuentre la región, allí también imperan las fuerzas nucleares débil y fuerte, el electromagnetismo y la gravedad, y, todas ellas, acompañadas por una serie de constantes universales como la carga del electrón o la masa del protón, o, la velocidad de la luz en el vacío. También la constante de estructura fina.

    Eso quiere decir que si en el planeta Tierra pudo surgir la vida primigenia que evolucionó hasta cientos de miles de especies de todos los reinos animales, incluido el nuestro, es difícil poder negar que, en otros mundos similares a la Tierra, por los mismos mecanismos que aquí en el nuestro, no surgieran formas de vida, toda vez que, como nuestro planeta, estará sometido a las mismas fuerzas y constantes.

    Las incógnitas son muchas pero, el hecho cierto de que, en diez mil millones de años, a partir de la materia “inerte”, se fraguó la vida, es decir, surgieron los cimientos en forma de células vivas replicantes que evolucionaron hasta seres más o menos conscientes de Ser.

    Esta claro que para que ello fuese posible se tuvieron que dar unas condiciones especiales en el planeta donde pudieron emerger esas moléculas de vida, y, no todos los planetas tienen o reúnen los parámetros que exige tal “milagro”. Sin embargo, según los cálculos oficiales, sólo en la Vía Láctea existen unos 30.000 millones de estrellas como el Sol que, también como él (en una gran proporción), está acompañado de planetas y, una cierta proporción, estará situado en la zona habitable, es decir, que en el correrá rumorosa el agua líquida esencia de la vida en presencia del Carbono.

    Entonces… ¿Qué pasa con la ausencia de otras formas de vida fuera de la Tierra de las que nada hemos podido saber?

    Esta pregunta solo tiene una respuesta: ¡Las distancias que nos separan y el grado de evolución que hayan podido alcanzar las Civilizaciones de esos mundos!

    Teniendo en cuenta la inmensidad del Universo, y, cayendo en la cuenta de que, el Proyecto SETI (el mayor Organismo mundial en busca de la vida extraterrestre), sólo ha podido husmear (en relación al volumen total del Universo), en una extensión equivalente a una piscina en comparación con los océanos terrestres.

    A pesar de lo mucho que hemos avanzado en el conocimiento del Universo y del resto de las materias del saber, lo cierto es que, las preguntas, siguen siendo más que las respuestas. Estamos en una etapa en la que se podría decir que es el punto de partida para empresas mayores y, hasta el momento, solo hemos podido prepararnos para dar comienzo a la verdadera carrera hacia el Espacio Interestelar.

    A partir de este Tiempo Presente, comenzará una carrera imparable en los campos de la Inteligencia Artificial (Esencial en la conquista de otros mundos), de la Ingeniería aeronáutica espacial, en sistemas de nuevos combustibles, en materiales inteligentes que impidan la entrada en las Naves espaciales de la dañina radiación, se harán adelantos en la producción de alimentos y se conseguirá agua a partir del hidrógeno que brazos especializados obtendrán del Espacio. También se trabaja en conseguir la Gravedad artificial dentro de la Nave para evitar daños en la osamenta de los viajeros. Y, sobre todo esto, de aquí a unas décadas, se conseguirán sistemas de desplazamientos que puedan burlar a la velocidad de la luz (¿Agujeros de Gusano, Hiperespacio?), ya que, con las velocidades que actualmente alcanzamos no podremos llegar (garantizando la seguridad de los viajeros) a ninguna parte,

    En la actualidad, un viaje a Próxima Centauri, a 4.2 años luz del Sistema Solar, nos costaría un Tiempo de 30.000 años, y, si es que consiguieran llegar al destino, en ese tiempo, los viajeros y varias generaciones nacidas en el Espacio… ¡Habrían mutado! y no serían Humanos.

    En fin amigos, todo esto nos lleva a la confirmación de que, el camino que nos queda por recorrer es largo, hasta tal punto es así que, el final, no se vislumbra.

    ¡Ah! Pero la Vida está presente en otros mundos.

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