La Exobiología, también denominada Astrobiología, es una ciencia relativamente moderna que profundiza principalmente en el estudio de la hipotética presencia de vida en otros planetas y que para su desarrollo necesita de una continua combinación  de diversas disciplinas tales como, la astrofísica, zoología, biología, química,  geología, etc. En todo momento, los exobiólogos tratan de determinar cómo llegó a aparecer la vida en la Tierra y de que forma ha sobrevivido y evolucionado hasta el día de hoy en sus distintas facetas, para de esta manera analizar si existe la posibilidad de que haya vida en otros lugares distantes a nuestro mundo y de qué modo  ésta se podría encontrar e identificar, para no pasar desapercibida en futuras investigaciones lejos de nuestro planeta.

El mundo de los extremófilos

Desde el inicio del estudio y mejor conocimiento de nuestro propio mundo y de todos los seres vivos que lo pueblan, han sido numerosas las sorpresas que han acompañado a los investigadores, y más aún desde que hace casi 250 años, los hombres de ciencia de entonces determinaron por primera vez que el oxígeno era un elemento imprescindible para la vida. Pero para el asombro de muchos, la vida no aparece siempre en la forma en la que la conocemos, existiendo organismos cuya capacidad de adaptación al medio les convierte a ojos de estos mismos investigadores en “seres de otros mundos”, en el sentido de que, en condiciones extremas, por ejemplo de carencia de oxígeno, consiguen sobrevivir y reproducirse. Son los llamados “extremófilos”, organismos que se adaptan a condiciones límites para la vida, y no sólo por motivos de carencia de oxígeno, sino también por otras causas como la acidez, presión, radioactividad, calor, frío, etc. motivos todos ellos que han llevado a los exobiólogos  a su búsqueda y estudio en los fondos abisales de los océanos, los bordes de los cráteres de los volcanes, las frías latitudes de la Antártida o a las más profundas galerías y simas en el subsuelo. La vida pues en la Tierra está por todos lados, incluso en los sitios más inconcebibles.

Muchos de estos seres extremófilos pueden sobrevivir en las chimeneas hidrotermales que abundan bajo los océanos, a temperaturas muy elevadas, utilizando unas enzimas que son estables a esas temperaturas. Algunas de estas enzimas han sido aisladas y son utilizadas en la industria para la producción de detergentes y alimentos. El límite de temperatura que se ha encontrado hasta el momento es de 113 grados centígrados, que ostenta el Pyrolobus fumari, descubierto en 1.997 a la nada despreciable profundidad de 3.650 metros en el Océano Atlántico, pero logra incluso sobrevivir a 121 grados en un autoclave de esterilización médica durante 10 horas, muriendo a 130 grados. Recordemos que debido a la alta presión reinante a esa profundidad el agua allí no logra hervir.

En el lado opuesto, otros organismos pueden sobrevivir al frío extremo, como determinados tipos de arqueas y líquenes criptoendolíticos que colonizan los poros de las rocas antárticas. Existe incluso un alga que coloniza la nieve dándole un color anaranjado, fenómeno ya descrito en su momento por Aristóteles. Los psychrophiles, tienen membranas especiales que no se ponen rígidas a esas temperaturas y producen proteínas anticongelantes. No se sabe muy bien la marca o record en el caso de las bajas temperaturas, pero algunos microbios prosperan a 12 grados bajo cero y sobreviven a -20 grados. Según un estudio la bacteria Colwellia psychrerythraea puede sobrevivir a los -196 grados centígrados del nitrógeno líquido.

Numerosos microorganismos logran medrar en ambientes salinos. Especial mención obtiene el Mar Muerto, que es uno de los sitios más salados del mundo, y en el que podemos encontrar diversos microorganismos que viven en sus aguas. Así, la Haloarcula marismortui produce una proteína especial que le protege de manera muy efectiva de la sal. Se descubrió que, después de haber intentado esterilizar un recipiente con radiación y observar que todavía quedaban microorganismos, el Deinococcus radiodurans podía resistir la radiación gracias a su enorme capacidad para reparar su propio ADN. Hay microbios que pueden vivir en parajes como el desierto de Atacama, que es con casi total seguridad el lugar más seco de la Tierra, el lago Mono en California, de alta alcalinidad (pH 10) o ciertos sitios con características dantescas como Yellowstone, al noroeste del estado de Wyoming en Estados Unidos.

En la mina Richmond en EEUU, existen microbios que sobreviven a un pH ácido de 0,8, algo impensable para muchos otros microorganismos, que no podrían resistir sobre todo a las altas temperaturas en las que también se encuentran. El Thiobacillus vive de oxidar el ácido sulfúrico, constituyendo un claro ejemplo de que las dietas microbianas pueden ser muy raras, como aquellos que a partir de hidrógeno y dióxido de carbono producen metano y energía. O esos otros que viven en las entrañas de la tierra e indirectamente se alimentan a partir de la desintegración del uranio radiactivo. El río Tinto, en España, es otro de los ejemplos más característicos, pues allí subsisten entre los metales pesados diferentes microorganismos que viven de la oxidación del hierro y que dan al río su característico color rojo-anaranjado.

Río Tinto, España.

Yellowstone, Estados Unidos.

Oxigeno y vida

Pero… ¿acaso no existían ya estos primeros organismos y bacterias antes de alcanzar nuestro planeta los niveles aceptables, pongamos por ejemplo, de oxígeno?

 Estas sorpresas no deberían ser tales teniendo en cuenta una realidad objetiva, y es que si bien en la actualidad el oxígeno constituye un 21 % de los gases de la atmósfera de la Tierra, convirtiéndolo en el único planeta del Sistema Solar con una atmósfera oxigenada, al principio, durante casi la primera mitad de la historia de la Tierra (unos dos mil millones de años) el aire apenas contenía unas leves trazas de oxígeno, hasta la aparición y el desarrollo de organismos como las cianobacterias capaces de generar la fotosíntesis, transformando el dióxido de carbono en carbono orgánico y oxígeno libre.

Cuando dio comienzo la vida, todos los organismos eran forzosamente anaeróbicos; es decir, no respiraban oxígeno porque no lo había en grandes cantidades, aunque al aumentar su volumen la atmósfera se volvió lentamente cada vez más oxidante.  Fue en ese momento evolutivo que,  un grupo de organismos se desarrolló en ambientes sin oxígeno, bien en el fondo del mar o en las profundidades de la tierra, dando origen a los organismos anaeróbicos estrictos (cuyas funciones no dependen del oxígeno). Otros, optaron por perfeccionar algunos mecanismos de supervivencia convirtiéndose en organismos "facultativos", que en ausencia de oxígeno viven mediante otros medios, como por ejemplo la fermentación. Y por último, otros organismos  aprovecharon la nueva coyuntura que tendía a la aparición de una mayor cantidad de oxígeno en nuestra atmósfera, surgiendo así los organismos aeróbicos estrictos, es decir, aquellos que no pueden vivir sin oxígeno, de los cuales nosotros descendemos directamente.

En fechas muy recientes (Abril, 2,010) se ha hecho público a través de la prestigiosa publicación “Nature”, el descubrimiento por parte de un grupo de científicos  de Italia y Dinamarca de los primeros organismos pluricelulares que viven totalmente sin oxígeno, una característica que hasta ahora solo era conocida en virus, bacterias y unos pocos organismos unicelulares. El descubrimiento fue realizado en zonas ricas  en sal y entre los granos de arena del lecho marino, a 3.000 metros de profundidad bajo las aguas del Mar Mediterráneo, frente a las costas de Grecia. A pesar de que la mayoría de los biólogos sostenía la imposibilidad de que animales pluricelulares pudiesen vivir sin oxigeno, sus colegas italo-daneses tras tres expediciones en las que se llevaron a cabo recogidas de numerosas muestras en áreas muy pobres en oxígeno y sus posteriores análisis y experimentos, confirmaron la presencia de tres especies de animales pluricelulares capaces de pasar toda su vida sin necesidad de oxígeno.

Loricíferos.

Todos los animales conocidos hasta el momento  obtenían su energía química para vivir en procesos en lo que era necesario el oxígeno. Las pocas excepciones a esta regla recuerdan a bacterias, que desarrollaron esta capacidad a lo largo de varios millones de años. Sin embargo, las nuevas especies que hasta el momento han sido descubiertas son poseedoras de orgánulos capaces de desarrollar energía a partir de complicadas reacciones enzimáticas. Las tres nuevas especies que miden menos de un milímetro, han sido emplazadas por los biólogos marinos dentro de la familia de los loricíferos, pequeños organismos marinos, y han sido bautizadas con los nombres de Spinoloricus cinzia, Rugiloricus y Pliciloricus.

¿Podrían organismos similares haber evolucionado hacia estructuras más complejas en otros planetas carentes de oxígeno? ¿Qué nivel de evolución podrían haber alcanzado? ¿Tiene la evolución límites que no se pueden sobrepasar?

Uno de los nuevos organismos descubiertos, el Pliciloricus.

Por poner un solo ejemplo, y para darnos una idea del empeño de la vida por salir adelante y de los mecanismos que es capaz de desarrollar, recordaré el descubrimiento llevado a cabo en esta ocasión por un grupo de investigadores del laboratorio de zoología de la Universidad de Columbia Británica, y presentado en otra no menos prestigiosa publicación, “Science”.  En dicho trabajo el grupo de investigadores nos descubría una especie de pez conocido como Carpa Crucian (Carassius carassius) con un sistema respiratorio muy particular y que le permite vivir hasta cuatro meses sin oxígeno.

El Carpa Crucian es un miembro de la familia “Cyprinidae”, en el que se incluyen otros pescados como la “Carpa Común”. Suele habitar en lagos, charcas y tramos de ríos con aguas lentas o estancadas en gran parte de Europa del norte y Asia. De tamaño mediano, excede raramente de un peso superior al kilo y medio.

Después de someterlo a observación durante tres semanas, los investigadores pudieron descubrir que este pez conservaba su ritmo cardiaco sin aportación de oxígeno transformando el ácido láctico, fabricado por el organismo cuando escasea el oxígeno, en etanol, que es mucho menos nocivo. El ácido láctico es producido cuando el suministro de energía aeróbica es menor que la demandada por el cuerpo. Esta situación genera una acumulación de ácido láctico en el músculo que es la que produce la fatiga durante un periodo de ejercicio muscular. Al transformar el ácido láctico, los pulsos cardiacos regulares permiten al etanol circular por la corriente sanguínea hasta las branquias, desde donde es expulsado de nuevo al medio ambiente.

La casi totalidad de los vertebrados mueren en menos de un minuto por la ausencia de oxígeno, mientras que otros logran sobrevivir suprimiendo toda la actividad cardiaca. El Carpa Crucian por el contrario ha logrado desarrollar un sistema que le permite mantenerse vivo sin oxígeno y con una actividad cardiaca en todo momento, ya que comparte la tolerancia a la ausencia de oxígeno con una habilidad única en los vertebrados, mantener el ritmo cardiaco normal en estas circunstancias, así como la regulación cardiovascular, como mínimo durante cinco días.

Esta es la primera vez que se ha descubierto este mecanismo de supervivencia en los vertebrados, que por su importancia podría tener en un futuro próximo aplicaciones en medicina. En los casos de trasplantes cardiacos, por ejemplo, los cirujanos sólo disponen de unas pocas horas para trasplantar el corazón del donante al receptor. Si este tiempo pudiera ser ampliado de alguna forma tal como hace el Carpa Crucian, quizás muchas vidas humanas podrían salvarse. De igual modo que el resto de los demás vertebrados, los seres humanos fallecen en pocos minutos si se les priva de oxígeno (anoxia), en gran medida en virtud de un paro cardíaco. Previamente ya se conocía que, algunas tortugas y anfibios pueden vivir sin oxigeno a muy bajas temperaturas suspendiendo drásticamente la actividad cardiaca y el control cardiovascular autónomo. Durante este proceso o hibernación, el metabolismo de estos animales se hace lento hasta un nivel muy bajo, además de tener una temperatura corporal y frecuencia respiratoria inferior a lo normal, usando gradualmente las reservas energéticas almacenadas en sus cuerpos.

El Carpa Crucian.

Este mecanismo natural descubierto por los investigadores ha mostrado aspectos insospechados sobre la capacidad de la naturaleza en cuanto a la adaptación de las especies al medio, abriendo nuevas y diferentes vías de investigación a otros niveles y escalas biológicas más complejas que no dejaran de sorprendernos en un futuro, y que pretenderán descubrir nuevas formas de vida que permitan trascender los límites biológicos que nos ha proporcionado la evolución.

Entre lo “especial” y lo “mediocre”

Vista la existencia de organismos que hasta ahora se nos antojaban como imposibles y que han sido capaces de romper viejos dogmas establecidos durante mucho tiempo, y visto también la fantástica capacidad de adaptación y superación a las dificultades presentadas por la naturaleza de otras especies, no puedo por menos que suponer que la vida, y ya no solo como nos la imaginamos sino de otras muchas más formas, ha logrado abrirse paso en multitud de lugares del universo, y muy probablemente también en diferentes puntos de nuestro Sistema Solar.

Sin embargo, ante la ausencia de pruebas a día de hoy de la existencia de ni tan siquiera simples organismos unicelulares en las diferentes regiones exploradas del Sistema Solar,  una parte muy importante e influyente de los hombres de ciencia han optado por una filosofía denominada “Hipótesis de la Tierra Especial”, que viene a explicar que la vida, puede ser extraña ya no solo en el Sistema Solar sino en el resto del Universo debido a una posible escasez de planetas similares a la Tierra. Se argumenta en su defensa que, en nuestro mundo, se han dado muchas coincidencias prácticamente únicas e irrepetibles para hacer posible el milagro de la vida, tales como la distancia exacta a nuestra estrella el Sol, el nivel de radiaciones del espacio exterior, el tamaño y distancia de nuestro satélite la Luna, un número delimitado y exacto de impactos sobre su superficie a lo largo de la historia de objetos procedentes del espacio exterior, el tamaño apropiado  y campo magnético de la Tierra, etc.

John Richard Gott.

En contraposición a esta hipótesis a mi gusto un tanto egocéntrica, que convierte a nuestro planeta en un oasis en medio del desierto, y como refuerzo a mi idea inicial de que la vida ha logrado abrirse paso en multitud de lugares del Universo, prefiero optar personalmente por el conocido como “Principio de Mediocridad”.

Este principio filosófico asociado a la ciencia surgió en torno a otro principio, el “Principio Copernicano”, - La Tierra no es el centro del Universo -, siendo expandido y reformulado como el “Principio de Mediocridad” por el profesor de astrofísica en la Universidad de Princeton, John Richard Gott en 1.969.

 Este principio se correspondería a la noción filosófica de la ciencia que establece que -no existen observadores privilegiados para un fenómeno dado-. Dicho principio hace especial hincapié en afirmar que no existe nada intrínsecamente especial acerca de la Tierra, y por tanto sobre la raza humana y sus orígenes. En consecuencia, el “Principio de Mediocridad” predice que la vida extraterrestre debe ser relativamente común en el Universo, porque las condiciones que han originado la aparición de la vida y de la inteligencia en nuestro planeta deben darse también en un gran número de otros planetas.

Dicho de una manera más sencilla, cuando pensemos que entendemos algo a la perfección y creamos que tenemos ya la verdad al alcance de nuestros dedos, retirémonos del centro del Universo dejando a un lado nuestra visión egocéntrica y pensemos entonces que no somos los únicos privilegiados que estamos observando, poniéndonos entonces en la situación de los demás. Sólo así de esa manera, siendo mediocres, lograremos comprender mejor la realidad.