¿Podría haber vida en el subsuelo de Marte?

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Más de la mitad de tu organismo no es genuinamente humano: está hecho de bacterias y virus. El número de células de origen exclusivamente humano del cuerpo suma el 43 % por ciento del total. Sin la microbiota intestinal no podríamos funcionar. Y si examinamos toda la línea temporal desde que surgió la vida en la Tierra, hace unos 3800 millones de años, descubrimos que la mayor parte del tiempo el planeta ha estado dominado pacíficamente por eso que popularmente llamamos microbios.

En realidad, el mundo les pertenece a ellos, no a nosotros. Las primeras formas de vida pluricelular compleja aparecieron hace alrededor de 600 millones de años. ¿Qué pasó en los 3200 millones anteriores? ¿Surgió la vida con rapidez o vino del espacio? Ricardo Amils (Barcelona, 1947), catedrático de Microbiología de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y miembro del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa del CSIC-UAM, es una de las pocas personas con conocimientos suficientes para enfrentarse a tales misterios. Las pistas que ha descubierto se ocultan a decenas de metros de profundidad, bajo el lecho del río Tinto, que discurre por la provincia de Huelva. Allí se acumulan una gran cantidad de microorganismos extremófilos sorprendentes que le sirven para intentar hallar respuesta a los enigmas que la ciencia todavía no ha logrado resolver.

Los misterios del origen de la vida

Nos creemos la especie dominante, pero un simple virus nos tiene atenazados. ¿Crees que esto ha servido para que el ciudadano de a pie sepa al fin que bacterias y virus han dominado la vida en la Tierra durante la mayor parte de la existencia de esta?

Se hace divulgación al respecto, pero la gente de la calle no se ha enterado. Los que nos dedicamos a la ecología microbiana insistimos: lo primero que hubo fueron microorganismos, y todos somos sus hijos.

¿Sabemos ya cómo surgió la vida?

No. Tenemos solo hipótesis. La más popular hoy describe un origen hidrotermal, en las fuentes submarinas del fondo de los océanos. Allí hace calor y se generan muchos componentes, y por eso existe la idea de que la vida pudo surgir en esos lugares. En mi caso, creo que no pudo ocurrir precisamente ahí porque las altas temperaturas no favorecen los procesos de síntesis. Todo lo contrario: ayudan a las reacciones de rotura de los enlaces químicos. En mi opinión ocurrió en el subsuelo profundo. Allí se dan todas las condiciones que se necesitan para que haya vida. Pero los fondos marinos y el subsuelo no son lo mismo. En el primer caso el medio es acuoso. En el segundo hablamos de pura roca.

Hoy en día sabemos que la vida es muy resistente. Existen microorganismos que aguantan temperaturas muy altas e incluso viven en el corazón de los reactores nucleares. ¿Por qué no en el fondo del mar?

Son dos corrientes de pensamiento, pero creo en el origen mineral, por varias razones. Darwin ya predijo la existencia de vida en el subsuelo. Durante muchos años la gente lo ignoró, pensaban que era algo absurdo e imposible. Pero en las últimas dos décadas las cosas han cambiado, hasta el punto de que ahora hay investigadores que piensan que el 90 % de la biomasa y la diversidad se encuentra en el subsuelo. Y es allí donde está todo lo que se necesita: hay fuentes de energía producidas por minerales y es un lugar protegido de la radiación y de los impactos de los meteoritos. Una fuente hidrotermal se evaporaría por un choque así. Y si encontramos una cantidad de vida apreciable en el subsuelo que puede obtener la energía a partir de minerales, surge con fuerza la idea de que la vida tuvo su inicio en ese nicho. El investigador alemán Günter Wächtershäuser hizo una serie de experimentos que sugieren un metabolismo basado en la pirita, mineral de sulfuro de hierro, que es un elemento muy abundante en el subsuelo.

El químico y biólogo escocés Graham Cairns-Smith dijo hace años que las rocas fueron los lugares idóneos para que surgiera en ellas la vida.

Era una idea ingeniosa. Los minerales tienen carga positiva, y eso puede hacer que las moléculas se ordenen a partir de este tipo de carga eléctrica. Cairns-Smith invocaba una matriz completamente mineral. En nuestro caso partimos de microorganismos que son comunes y no tienen que ver con la mineralogía. Solo utilizan los minerales como sustratos, o bien los producen. Son microorganismos que extraen energía de las rocas, como por ejemplo de la pirita, que es rica en hierro y azufre reducidos. Si los oxidas, obtienes electrones. Ahí tienes una fuente de energía, y existen microorganismos que obtienen su energía de esa manera. Sin ir más lejos, en el río Tinto.

Bajo el suelo se esconde una gran cantidad de vida

El investigador David W. Wolfe afirma que el subsuelo es en realidad esa capa de tierra de muy pocos metros hasta llegar a la roca, y que allí se encuentra una gran biodiversidad de pequeños animales.
El subsuelo del que hablo tiene centenares de metros, incluso kilómetros de espesor, no solo unos pocos metros de profundidad. Puede que el término subsuelo sea algo confuso en español. En Marte se ha encontrado agua líquida a unos 1500 metros de profundidad, gracias a radares que pueden diferenciar las señales provenientes de estructuras sólidas y líquidas. El suelo propiamente dicho posee una biodiversidad muy grande, pero poca profundidad. Sin embargo, en sus diarios de viaje, Darwin hablaba de vida a kilómetros por debajo de la superficie. Es sabido que él se mareaba en los barcos, que odiaba navegar, y siempre que llegaba a un puerto cogía un caballo o lo que fuera y se iba tierra adentro. Narra en su libro de viajes que llegó a unas salinas en el interior de Argentina y recogió unas muestras. Al observarlas al microscopio, vio que había microorganismos en ellas. Dedujo que si existía vida en esas condiciones, tendría que haberla también en las montañas más altas, en los polos, asociada a la actividad volcánica y en el subsuelo. Así que Darwin también fue un pionero en lo que llamamos vidas extremas. En la red de extremófilos que tenemos en España lo consideramos nuestro santo patrón. Y se ha demostrado que tenía razón. Se ha encontrado vida en todos los lugares que predijo. Por ejemplo, la Antártida, Yellowstone y el interior de la Tierra.

La vida en el suelo ordinario, esa fina capa, es tremendamente diversa. ¿La que bulle en ese subsuelo de kilómetros podría serlo aún más?

No lo creo. En el suelo encontramos una fase óxica-anóxica, es decir, con oxígeno y sin oxígeno. Mucha de la diversidad que encontramos es aerobia, de organismos que necesitan el oxígeno. Pero en el subsuelo profundo no lo hay y apenas existe espacio, el movimiento se reduce. Y la densidad es menor.

La hemos calculado. En el proyecto Vida Subterránea en la Faja Pirítica Ibérica hemos perforado en el río Tinto y hemos observado que hasta unos 600 metros de profundidad hay aproximadamente 100 000 microorganismos por cada gramo de roca. Pero en el suelo la densidad de vida es mucho mayor. El suelo es la piel de la biosfera que conocemos. Pero muy por debajo continúa habiendo vida.

Esa vida de la que hablas, ¿podría ser el resultado de una colonización desde la superficie?

Es justo al revés. La colonización fue desde el interior hasta la superficie, a no ser que la vida viniera del espacio. A la vida le interesaba colonizarlo todo, también el exterior, pero no lo hizo muy rápido. Cuando apareció existía un problema muy serio, la radiación ultravioleta. En la atmósfera no había ni oxígeno ni ozono. En aquellos momentos, la vida en la superficie resultaba imposible. Tenías que protegerte de la radiación, y el mejor lugar para hacerlo era el subsuelo. Cuando empezó a desarrollarse la producción de oxígeno por la fotosíntesis, se generó ozono y surgió una cierta protección. La vida comenzó a encontrar nichos en la superficie, y eso tiene una ventaja respecto al subsuelo. Si eres un ser vivo, encuentras una atmósfera en la que se difunden rápidamente los gases. En el interior de la tierra esa difusión es muy limitada, sobre todo en una matriz rocosa.

¿Y qué fuentes de energía imaginas para esa vida primitiva? ¿El hierro?

Es una de ellas. El hierro es un buen dador de electrones. Pero hay otro todavía mucho mejor, el hidrógeno. Se produce cuando el agua contacta con los minerales, por ejemplo con la pirita. Y el subsuelo rebosa de hidrógeno.

La panspermia

¿Están locos quienes defienden que la vida pudo ser sembrada desde el espacio exterior? Me refiero a la vieja teoría de la panspermia.

Te pondré un ejemplo. Hace unos diez años intentamos publicar en una revista de astrobiología un trabajo en el que concluíamos que los meteoritos podían albergar microorganismos. Mencionamos la panspermia como una mera posibilidad, pero los editores nos obligaron a retirar el término. Decían que era arriesgado desde el punto de vista científico. En las últimas reuniones de astrobiología la panspermia tiene su espacio y es una hipótesis muy respetada, ya que se ha demostrado que la vida podría viajar por el espacio. Pero por ahora es solo una teoría.

¿Y hasta qué punto es sólida la hipótesis de la panspermia como origen de la vida en la Tierra?

Te sugiero que eches un vistazo al árbol filogenético propuesto en 1977 por Carl Woese, un microbiólogo estadounidense que estableció una nueva jerarquía en la extraordinaria diversidad de los microorganismos. En la base del árbol, las raíces, se hallan los termófilos, que aguantan altas temperaturas [por encima de los 45 ºC]. Eso podría dar argumentos a quienes defienden que la vida se originó en las fuentes hidrotermales submarinas. Pues bien, en ese árbol de la vida, nuestra abuela, es decir, el último ancestro común, del que surgirían el resto de los seres vivos, apareció hace entre 3500 y 3700 millones de años. Es decir, unos 800 millones de años después de la formación del planeta. Los especialistas creen que sería muy difícil que surgiera en tan poco tiempo un organismo capaz de desarrollar todo lo necesario para replicar y traducir el material genético y las funciones vitales. Esta es una de las bases de la verosimilitud de la panspermia.

Los primeros microorganismos ya eran muy complejos cuando aparecieron.

Te refieres a los estromatolitos fósiles de Australia. ¡Tienen 3500 millones de años! Son depósitos minerales formados por las llamadas cianobacterias, que no son otra cosa que bacterias fotosintéticas.

Cronológicamente se encuentran muy cercanas a la época en la que ocurrieron las colisiones de material que dieron origen a la Tierra.

O bien la antigüedad de nuestro planeta es mayor de lo que pensamos…

La edad del Sistema Solar es un valor bien medido y seguro. Así que tenemos dos explicaciones. O bien la evolución es capaz de hacerlo muy rápidamente, o bien la vida vino de fuera. En este último caso, ¿hablamos de los ingredientes básicos de la vida o de formas complejas? Hay gente que cree que la panspermia solo se refiere a los elementos. Hoy nadie duda de que parte del agua de la Tierra vino con los asteroides, y los meteoritos que nos impactan contienen aminoácidos. Se admite que todo este tipo de síntesis se haya producido fuera y haya llegado hasta aquí. Yo lo llamo una panspermia blanda. De esa no hay dudas, sucede continuamente. La panspermia de la que estoy hablando implica que los seres vivos llegaron a la Tierra y la colonizaron. El origen fue en otro lugar. El problema aquí es que no resuelves el origen, no sabes dónde ocurrió. Los críticos argumentan que eso no responde a la pregunta y tienen razón. Pero este modelo sí te discute que el origen haya sido en el planeta Tierra.

¿Es ahora más receptiva la comunidad científica a esta hipótesis?

En quince o veinte años ha cambiado por completo la mentalidad. A la mayoría no les gusta. Pero la panspermia está científicamente aceptada como posibilidad. Se ha demostrado que cuando un meteorito de cierto tamaño entra en la atmósfera solo se calienta su superficie, no el interior. Si allí hubiera seres vivos, llegarían hasta la superficie terrestre.

Amils es catedrático de Microbiología, pero recuerda entre risas que su educación universitaria fue la de un químico. “A los biólogos les costó mucho aceptar que hubiera un catedrático de Microbiología químico. Tuve que defender que Pasteur, el fundador de la microbiología moderna, también lo era”. Se le considera el padre científico del río Tinto, donde ha trabajado desde hace más de treinta y cinco años. Le ha llevado mucho esfuerzo convencer a sus colegas y luego al mundo de que no era una mera corriente contaminada a resultas de las gigantescas minas de cobre a cielo abierto. Ante nuestros ojos se mostraba un ecosistema único en el mundo, regulado por microorganismos capaces de extraer la energía de la pirita de la Faja Pirítica Ibérica, que penetra centenares de metros, y cuya manifestación superficial es un río rojizo de aguas ácidas sin peces, en las que increíblemente medran bacterias, algas y hongos.

El río Tinto configura un paisaje único y es uno de los grandes tesoros científicos españoles, como la burgalesa sierra de Atapuerca y sus extraordinarios yacimientos de fósiles del género Homo. Pero la ampliación de un vertedero local en el municipio de Nerva –aprobada por la Junta de Andalucía pero pendiente de ejecución– y la consecuente descarga de vertidos y residuos industriales (algunos posiblemente radiactivos) amenazan este ecosistema. No es la primera vez que la comunidad científica, con Amils a la cabeza, lucha para preservar este enclave de la provincia de Huelva. El catedrático ya tuvo que hacer frente a un proyecto político de 1990 que pretendía limpiar el río para proporcionar agua a las poblaciones circundantes. Los microorganismos anaerobios que prosperan bajo el lecho de su corriente son lo más parecido al tipo de vida que podría haber en Marte, y ese es uno de sus valores.

En busca de la vida en otros planetas

Con la tecnología disponible, ¿qué tipo de molécula o compuesto podríamos detectar en otros planetas que fuera un biomarcador definitivo? Carl Sagan sugirió que trazas de oxígeno o de ozono podrían ser la prueba. ¿Tal vez el fosfano recientemente detectado en la atmósfera de Venus?

La idea de Sagan es muy discutida a día de hoy. Parece probable que existan exoplanetas con oxígeno –y por lo tanto con ozono– en los que no haya vida. El oxígeno se puede originar de muchas formas. En la Tierra sabemos que el de la atmósfera proviene de la fotosíntesis, de la utilización del agua como poder reductor. Los organismos fotosintéticos roban el hidrógeno al agua, y vierten el oxígeno al exterior como un residuo. Ahora está de moda el fosfano de Venus, y todos hemos tenido que revisar lo poco que conocíamos de esta sustancia. Se sabe que se genera en el subsuelo, en condiciones de ausencia de oxígeno, pero no están claras las reacciones que conducen a su existencia, aunque este hallazgo hará que sea un fenómeno mucho más estudiado. En mi opinión, la presencia de ácidos nucleicos es el biomarcador ideal.

¿Y cómo detectarlos en otros mundos?

Con misiones que recogieran muestras. Si hablamos de un biomarcador en la atmósfera, puedes detectar su señal espectral, y no necesitarías ir. Pero las limitaciones son muy grandes. En la atmósfera hay muy poca vida, así que hallarla sería difícil, al menos si tomamos la Tierra como modelo. La probabilidad de que la vida en otros planetas o lunas vierta sus productos metabólicos a la atmósfera es baja. De haberla, lo más probable es que esté en el subsuelo. Quizá deje alguna marca en la atmósfera, puede producir metano y que el metano salga al exterior… Pero un buen biomarcador es una molécula compleja de la que puedes demostrar que no es un producto geológico.

¿Tenemos tecnología en los robots espaciales que permita detectar ADN o ARN?

La metodología existe. Pero no se ha probado. Las únicas misiones que hicieron experimentos de astrobiología para detectar vida fueron las sondas Viking en Marte, a finales de los años 70. El resto se ha centrado de momento en estudios de habitabilidad, aunque no sabemos qué van a hacer los chinos en el planeta rojo.

¿Podría haber vida en Marte?

¿Y por qué no hemos repetido una misión como la de las Viking, pero con la tecnología actual?

La excusa oficial es que no sabemos aún lo suficiente como para prepararla. Si me apuras, la segunda fase de la misión ExoMars de la ESA [habría despegado en septiembre de 2022 y habría llegado a Marte en junio de 2023, de no haber sido cancelada; su nuevo lanzamiento está planificado para 2028] ya será un poco astrobiológica, porque va a tener la capacidad de perforar y analizar muestras del subsuelo. Lo malo es que no podrá ir mucho más lejos de 20 o 30 centímetros.

¿Qué te parece la presencia de metano en Marte?

Es un buen biomarcador, de los que me gustan. Pero tiene idéntico problema que la mayoría de los marcadores gaseosos. La actividad geológica puede producirlo. El 80 % del metano de la Tierra es de origen biológico. Con el fosfano pasa algo parecido. Estoy convencido de que puede producirse en condiciones de alta presión y temperatura. En Venus, la capa superior de la atmósfera se halla a unos 30 ºC, y la superficie a 500 ºC. De ahí la posibilidad de que el fosfano hallado en la primera sea un producto biológico.

¿Crees que hay vida en el planeta rojo?

Le he dedicado mucho tiempo a este planeta. Si examinamos su pasado, se parecía mucho a lo que es ahora la Tierra. En Venus había un océano hace miles de millones de años, era muy distinto del Venus que conocemos hoy. La posibilidad de vida en el subsuelo más profundo de Marte existe. Allí se ha encontrado agua en estado líquido. Probablemente en Marte había vida, y algo pasó. De partida, los tres planetas tenían océanos. Algo sucedió, y solo la Tierra los conservó. Pero yo soy de los que creen que actualmente hay vida en el subsuelo de Marte.

¿Qué nuevas sorpresas estás encontrando en el subsuelo de la Tierra?

Estamos descubriendo muchos microorganismos facultativos, es decir, que pueden vivir con oxígeno o sin él. Son capaces de obtener energía con mecanismos que empleen oxígeno, y con otros que no lo necesiten. En el subsuelo no hay oxígeno, así que ¿de qué sirve ser facultativo? En apariencia no tiene sentido. Para vivir usando el oxígeno debes poseer un sistema que te proteja de él, ya que es muy oxidante. Los anaerobios estrictos, que no lo necesitan, no están protegidos. Si aparece el oxígeno, es su fin. Si en el pasado el mundo carecía de oxígeno, ¿para qué dotarse de sistemas de protección frente a algo que no existía? Estamos aprendiendo a ver que los microorganismos son más listos de lo que pensábamos.

¿Entonces por qué existen estos microorganismos facultativos?

Probablemente corresponden a la época en la que los niveles de oxígeno en la Tierra variaban sensiblemente. En los océanos, durante el día y gracias a la fotosíntesis, la capa de oxígeno va descendiendo, y desaparece por la noche al ser consumida. Así que existen zonas que son ricas en oxígeno en un momento y en otro ya no. Si vives en una de esas zonas y has apostado todo por un solo caballo (con oxígeno o sin él), te arruinas si no gana. Pero si eres listo y apuestas por los dos caballos, no puedes perder nunca. Desde el punto de vista microbiológico, estás adaptado pase lo que pase.

Fuente: https://www.muyinteresante.com/