Actividad 5
El experimento de Miller demuestra que es posible y sencillo el paso del mundo inorgánico al mundo orgánico. ¿Explica este hecho la aparición de la vida o crees que falta algún paso?. Razona la respuesta.
Actividad 6 Lee los siguientes artículos sobre la teoría de la panspermia y resume los principales argumentos a favor y en contra de la teoría de la Panspermia que encuentres en ellos. Artículo 1:
Teoría de la “Panspermia”
Fue en los siglos XIX y XX cuando científicos como Hermann Von Helmholtz (1879) y Svante Arrhenius (1903), comenzaron las investigaciones sobre la Panspermia. La Teoría de la Panspermia afirma que la vida aparecida en la Tierra no surgió aquí, sino en otros lugares del Universo, y que llego a nuestro planeta utilizando los meteoritos y los asteroides como forma de desplazarse de un planeta a otro. Dicha teoría parece confirmada en algunos puntos, si tenemos en cuenta que los componentes que constituyen las formas de vida que nosotros conocemos (las basadas en la química del carbono) se pueden encontrar en muchos lugares del Universo, y el hecho de que se han descubierto especies de bacterias que viven en ambientes extremos y que son capaces de soportar las condiciones del espacio, conocidas como bacterias extremófilas. Incluso en 1996, la NASA anunció el hallazgo de lo que parecían bacterias fósiles en un meteorito marciano pero, después de 12 años, esto no ha sido todavía científicamente confirmado. De todas formas, a pesar de que esta teoría sea cada vez más aceptada, tiene todavía planteados muchos interrogantes sin resolver. Así, por ejemplo: Para que aparezcan formas de vida basadas en el carbono no solo es necesaria la existencia de todos los elementos químicos que reaccionan con el carbono, sino que se tienen que dar unas condiciones de densidad y temperatura necesarias para que se den las reacciones químicas capaces de generar las biomoléculas. La enorme catástrofe que tuvo que ocurrir en el planeta del origen como para que el meteorito pudiera ser arrancado del planeta y pudiera ser lanzado a una velocidad extraordinaria para alcanzar la Tierra. Tendría que haberse tratado, cuando menos, de la destrucción total de aquel planeta. ¿Qué era el primer organismo que llegó a la Tierra? ¿Era un hongo, una bacteria o un protobionte o esporas? A pesar de que se ha comprobado que hay bacterias que son capaces de sobrevivir a condiciones extremas, se sabe con claridad que el espacio es un entorno muy hostil para la vida, sobre todo las radiaciones interestelares, que son capaces de producir mutaciones serias que son capaces de poner en peligro la propia vida de dichos seres.
Aunque una o varias bacterias hayan logrado sobrevivir a un viaje a través del espacio, la entrada del asteroide o meteorito en el que viajan en la atmósfera terrestre habría logrado que tanto las formas de vida como el vehículo empleado quedaran destruidos. Es muy complicado demostrar el origen extraterrestre de la vida, ya que los fósiles más antiguos pertenecen a una época muy posterior al propio origen de la vida, debido a la destrucción de los estratos geológicos más antiguos por el mero hecho del movimiento continuo de las placas tectónicas de la Tierra, haciendo que los restos fósiles enterrados en las mismas queden destruidos tras los procesos de subducción de unas placas bajo las otras. ¿Por qué hoy en día ya no ocurre esa "lluvia" de microorganismos extraterrestres? Sería claro y evidente durante las lluvias de meteoritos. Un único meteorito marciano con pistas de fósiles de microorganismos no es absolutamente una evidencia para la panspermia. Finalmente, ¿cómo se originó la vida en ese lejano planeta? definitivamente, la panspermia no aclara esta cuestión. http://www.lorem-ipsum.es/blogs/hal9000/?author=5 http://biocab.org/Panspermia_esp.html
Artículo 2:
¿Vino de otro mundo la vida?
por David Warmflash y Benjamín Weiss
David Warmflash, astrobiólogo de la Universidad de Houston y del Centro Espacial Johnson de la NASA, participa en el desarrollo de métodos de análisis moleculares que faciliten la búsqueda de microorganismos en Marte y en Europa, un satélite de Júpiter. Por otro lado, Benjamín Weiss es profesor de ciencias planetarias en el Instituto de Tecnología de Massachussets, y ha estudiado varios meteoritos marcianos. Sabemos que en las primeras etapas de la historia de nuestro sistema solar habrían existido numerosos mundos con agua líquida, el ingrediente esencial para la vida tal y como la conocemos. Datos recientes obtenidos de las exploraciones que la NASA ha realizado en Marte corroboran que el agua fluyó alguna vez por el planeta rojo y también en Europa, satélite de Júpiter. Por otra parte, en el curso de los últimos veinte años se ha descubierto, que una treintena larga de meteoritos hallados en la Tierra proceden de la corteza de Marte. Al propio tiempo, se han hallado organismos aptos para sobrevivir en el interior de tales meteoritos, al menos durante un viaje corto. Los expertos estudian ahora con tenacidad el transporte interplanetario de materiales biológicos para averiguar si el viaje pudo haber ocurrido alguna vez. Estos trabajos arrojarán nueva luz sobre algunas cuestiones candentes: ¿Dónde y cómo surgió la vida? ¿Caben otras formas de vida? ¿Hay vida en alguna otro lugar del universo? En la era moderna, Lord Kelvin, Svante Arrhenius y Francis Crick, entre otros, han abogado por formas diversas de panspermia. En su formulación actual, la hipótesis de la panspermia se
centra en los medios empleados por el material biológico para alcanzar nuestro planeta, no en el propio origen de la vida. Donde quiera que empezara, la vida surgió de materia inerte. Esta nueva concepción del origen de la vida ha obligado a replantearse el debate científico sobre la panspermia. Ya no se discute si los primeros microorganismos surgieron en la Tierra o llegaron del espacio. Durante los comienzos caóticos del sistema solar, nuestro planeta estuvo sometido a un intenso bombardeo de meteoritos que contenían compuestos orgánicos simples. La Tierra joven pudo haber recibido también moléculas de mayor complejidad con funciones enzimáticas; moléculas que, si bien prebióticas, formaban parte de un sistema que podía conducir a la vida. Tras aterrizar en un medio adecuado, éstas habrían continuado evolucionando hasta formar células vivas. Cabe, pues, un escenario intermedio en el que la vida hundiera sus raíces en la Tierra y en el espacio. Hoy día, los investigadores se centran en calcular la probabilidad de que los materiales biológicos realizaran el viaje a la Tierra desde otros planetas y satélites. Para iniciar el viaje interplanetario, los materiales (rocas y partículas de polvo) habrían sido expulsados de su planeta de origen tras el impacto de un cometa o un asteroide. Durante el viaje espacial, el campo gravitatorio de otro planeta o de un satélite los habría capturado. Luego, habrían decelerado hasta caer hacia la superficie cruzando la atmósfera, si la hubiera. Transferencias de ese tipo ocurren con frecuencia por todo el sistema solar, aunque para el material expulsado resulta más fácil viajar desde los cuerpos más alejados del Sol hacia los más cercanos y terminar en un objeto de mayor masa. De hecho, las simulaciones realizadas por Brett Gladman, de la Universidad de Columbia Británica, sugieren que la masa transportada de la Tierra a Marte es muy inferior a la transferida de Marte a la Tierra. El escenario panespérmico más estudiado se basa, pues, en el transporte de microorganismos, o sus precursores, de Marte a la Tierra. Para Gladman y sus colaboradores, cada pocos millones de años Marte sufre un impacto de violencia suficiente para eyectar rocas que, con el tiempo, alcanzarían la Tierra. El viaje interplanetario suele ser bastante largo: gran parte de la casi tonelada de rocas marcianas que aterrizan en la Tierra anualmente ha pasado varios millones de años en el espacio. Sólo una diminuta fracción (una de cada 10 millones) habrá permanecido menos de un año en el espacio. A los tres años del impacto, han completado el viaje MarteTierra unas 10 rocas del tamaño de un puño con un peso superior a los 100 gramos. Guijarros y partículas de polvo tienden a realizar viajes interplanetarios con mayor rapidez; ¿Sobrevivirían las entidades biológicas a estos viajes?. En el laboratorio se ha observado que ciertas cadenas de bacterias sobreviven a las aceleraciones y sacudidas que sufrirían en una típica eyección de altas presiones en Marte. Resulta de vital importancia, no obstante, que durante el impacto y la expulsión los meteoritos no* se calienten hasta el punto de destruir el material biológico que portan. En un principio se creyó que cualquier material expulsado con una velocidad superior a la velocidad de escape de Marte terminaría, si no convertido en vapor, fundido del todo. A raíz del posterior descubrimiento de meteoritos totalmente intactos (sin fundir) procedentes de la Luna y de Marte, se desechó esa idea. Las rocas cercanas a la superficie se expulsan a grandes velocidades y sin sufrir apenas deformación.
¿Qué decir de la capacidad de los microorganismos de sobrevivir a la entrada en la atmósfera terrestre? Edward Anders, adscrito por entonces al Instituto Enrico Fermi de la Universidad de Chicago, demostró que las partículas interplanetarias se frenan en la atmósfera alta de la Tierra, evitando así el calentamiento. Los meteoritos, en cambio, sufren una fricción fortísima: su superficie se funde cuando atraviesan la atmósfera. Pero el pulso térmico tiene tiempo de penetrar unos milímetros meteorito adentro, de forma que los organismos encerrados en la profundidad de la roca sobrevivirían. En el curso de los últimos cinco años, Weiss ha venido analizando con sus colaboradores varios tipos de meteoritos marcianos, y halló que algunos apenas se habían calentado unos pocos cientos de grados No todos, pero sí buena parte de las bacterias terrestres y de los eucariotas (organismos con núcleos bien definidos) sobrevivirían dentro de ese intervalo de temperaturas. Este resultado ofreció la primera prueba experimental de que los materiales viajarían de planeta a planeta sin experimentar esterilización térmica en ningún momento, desde la eyección hasta el aterrizaje. Con todo, para que la panspermia resulte viable los microorganismos deben sobrevivir no sólo a la expulsión del planeta de origen y la entrada en la atmósfera del cuerpo de llegada, sino superar también el viaje interplanetario. Los meteoritos y las partículas de polvo estarían expuestos al espacio vacío, a temperaturas extremas y a varios tipos de radiación. La de mayor peligro para la vida por ellos portada sería la luz solar ultravioleta (UV) de alta energía, que rompe los enlaces que unen los átomos de carbono de las moléculas orgánicas. Pero no resulta complicado protegerse de esa radiación: bastan unas micras de material opaco para resguardar a las bacterias. Un proyecto europeo realizado en las instalaciones que la NASA utiliza para el estudio de exposiciones de larga duración (”Long Duration Exposure Facility”, o LDEF, un satélite desplegado por la lanzadera espacial en 1984 y rescatado de su órbita seis años después) demostró que con una fina capa de aluminio se podía proteger de la radiación UV a esporas de la bacteria Bacillus subtilis. De las esporas protegidas por el aluminio, aunque expuestas al vacío y a las temperaturas extremas del espacio, un 80 por ciento sobrevivió (se reanimaron como células bacterianas activas al final de la misión). En cuanto a las esporas que no estaban protegidas por el aluminio y, por tanto, quedaban a merced de la radiación UV directa del Sol, la mayoría se destruyeron, pero una de cada diez mil permaneció viable. Este estudio de las radiaciones se llevó a cabo en una órbita baja terrestre, dentro de la protección del campo magnético de nuestro planeta. Por tanto, los resultados nada dicen sobre los efectos de las partículas interplanetarias dotadas de carga que no atraviesan la magnetosfera de la Tierra, que constituyen una de las componentes principales de la radiación cósmica galáctica que bombardea sin cesar el sistema solar. Proteger a los organismos de radiaciones tan energéticas como los rayos gamma entraña mayor complejidad, ya que la interacción con el material rocoso produce una auténtica lluvia de radiación secundaria en el interior del meteorito.
Esa lluvia alcanzaría a cualquier microorganismo del interior de la roca, salvo que ésta midiera dos o más metros de diámetro. Ahora bien, según hemos avanzado, ese tipo de rocas no suelen emprender viajes interplanetarios rápidos. En consecuencia, importa sobremanera la resistencia del microorganismo a todos los componentes de la radiación espacial y la celeridad con la que el meteorito portador se desplaza de planeta a planeta. Cuanto más corto sea el viaje, menor será la dosis de radiación y, por tanto, mayor el índice de supervivencia. Algunas bacterias sobreviven a las dosis de radiación que se aplican para esterilizar los productos alimenticios y prospera incluso en el interior de los reactores nucleares. Fabrican paredes celulares extragruesas, que protegen a la célula de la radiación. En teoría, si los organismos con estas propiedades se hallaran incluidos en un material catapultado desde Marte una fracción de los mismos permanecería viable tras viajar por el espacio interplanetario durante varios años, quizá decenios. Pero no se ha investigado el período de supervivencia de organismos activos, esporas o moléculas orgánicas complejas más allá de la magnetosfera terrestre. En el futuro, los experimentos que se basarían en introducir los materiales biológicos en simuladores meteoríticos sometidos al entorno del espacio interplanetario, instalándolos en la superficie de la Luna. o se lanzarían en trayectorias interplanetarias durante varios años, antes de traerlos de vuelta a la Tierra para analizarlos en el laboratorio. El proyecto MARIE (”Martian Radiation Environment Experiment”) es un estudio a largo plazo de las condiciones de radiación en Marte. Lanzado por la NASA en 2001, el dispositivo MARIE mide la dosis de rayos cósmicos galácticos y de partículas energéticas solares, conforme el satélite orbita alrededor del planeta rojo. En teoría, la panspermia resulta viable. Algunos de los aspectos más importantes de la hipótesis han pasado de la validez teórica a la confirmación experimental. A modo de resumen: la vida terrestre pudo originarse en el propio planeta, resultar de una semilla biológica procedente del espacio o surgir de una combinación de ambos procesos. Cualquiera de esas situaciones fue posible. La confirmación de una panspermia entre Marte y la Tierra sugeriría que la vida, una vez iniciada, se esparciría con presteza por todo un sistema estelar. Si, por el contrario, se hallaran organismos marcianos surgidos con independencia de la vida terrestre, ello indicaría que la abiogénesis ocurre con facilidad por todo el cosmos. Es más, podrían compararse organismos terrestres con formas de vida alienígena para elaborar una definición más general de la vida. Por fin, comenzaríamos a entender las leyes de la biología igual que comprendemos las de la física y la química: como propiedades fundamentales de la naturaleza. Extraído del número de Enero de 2006 de la revista Investigación y Ciencia, edición española de Scientific American
