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“La Siembra Cósmica”
Quizá sea algo intrínseco al ser humano, al Homo sapiens, algo que viene
escrito en su estructura cerebral, esos lóbulos temporales algo más
desarrollados al de otras especies de homínidos, lo que nos lleva a intentar
entender lo que no conocemos, lo que nos lleva a explorar el ámbito de lo
inexplicado y a preguntarnos por asuntos como ¿Cuál es el origen de la vida
en la Tierra?
El Universo ha cumplido casi 14,000 millones de años, existen evidencias
que nos dicen que la Tierra se formó hace 4,600 millones de años y que
1,100 millones de años después de su formación ya había bacterias sobre su
superficie como ha quedado registrado en los estromatolitos, capas de
cianobacterias fosilizadas. Desde ese año cero, en algún momento de esos
1,100 millones de años, la vida se manifestó sobre ella.
A lo largo de la historia el ser humano ha dado respuesta a esta pregunta
desde diversos ámbitos:
Aquellos que explican el origen de la vida como resultado de la creación
divina.
El de aquellos que hablan que la vida nació de una sopa en los primitivos
océanos terrestres, donde a partir de átomos que formaban la materia
inerte se formó algo tan complejo y extraordinario como la vida. Un sistema
químico auto sostenible capaz de experimentar una evolución darwiniana.
O los que, yendo más allá, y se preguntan ¿Cómo es posible que algo tan
complejo surja desde la materia inerte en ese lapso de tiempo? Y tienen por
respuesta que no es posible, y proponen que la vida llegó desde fuera de la
Tierra, a bordo de asteroides, meteoritos o cometas que sembraron los
océanos primigenios, abogando por la Teoría de la Panspermia o siembra
cósmica tal como planteó Arrhenius.
Una cualidad del ser humano es el pensamiento divergente, que nos lleva a
intentar descifrar lo incomprensible, y en este camino están otras teorías
como la Panspermia dirigida o directa tal como propone el premio nobel F.
Crick. Los microorganismos fueron dejados caer dentro del océano primitivo
y comenzaron a multiplicarse. Un planteamiento excéntrico pero al que llega
como consecuencia de su elevado conocimiento del código genético, y a
paradojas sobre el ARN (Ácido Ribonucleico) y su estructura.
Decía Carl Sagan, al utilizar la ecuación
de Drake para estimar el número de civilizaciones
inteligentes en el Universo, que deberían existir
cerca de un millón de civilizaciones con tecnología
avanzada en nuestra galaxia, y existen billones de
galaxias; y alguna de estas estará millones de años
adelantada a nosotros y quizá sus habitantes
pudieron llegar a nosotros a través de universos
diferentes, ¿universos paralelos?, para nunca más
volver justificando la teoría de Crick.
Y sin embargo, paradójicamente, como decía Fermi
habiendo tantas civilizaciones ¿dónde están todos?
Todas estas teorías intentan responder a la pregunta inicial de cómo se
originó la vida en la Tierra, pero todas ellas posponen la respuesta a la
pregunta principal ¿Cómo se originó la vida en el universo, como se generó
el universo?
Preguntas:
¿Surgió la vida o llego desde el cosmos? ¿Cómo puede mantenerse el
material orgánico en los meteoritos en esas condiciones ambientales
extremas en el espacio y al llegar a la Tierra? ¿Podemos explicar ciertos
cambios disruptivos en el desarrollo de la vida mediante el desarrollo
evolutivo darwiniano? ¿Es suficiente el marco temporal de 1,100 millones de
años para dar lugar a esos cambios?
Antecedentes de la Teoría de la Panspermia Interplanetaria o
Interestelar
Un poco de historia, podemos encontrar en el filósofo griego Anaxágoras
algunas consideraciones, que aunque lejos de la visión moderna de la
panspermia hacen referencia a la llegada a la Tierra de material
microscópico desde el espacio exterior.
En 1748 se publica un libro (Telliamed) con
una serie de manuscritos escritos años antes
por el misionero Benoît de Maillet y en la que
poniéndose en boca de un filósofo indio
presenta su visión del mundo y del origen de
la vida. En este libro póstumo Maillet plantea
que el espacio está lleno de semillas de la
vida, esporas invisibles que pueden llegar a la
Tierra.
A lo largo del siglo XIX el termino se fue
consolidando, lo defendió el biólogo alemán
Hermann Richter en 1865; Berzelius, Kelvin y
Helmholtz reavivaron la teoría. William Thomson (Lord Kelvin), quizá como
consecuencia de su error en el cálculo de la edad de la Tierra (calculó 100
millones de años), lo que imposibilitaba la teoría de la evolución darwiniana,
abrazó la panspermia como la teoría más lógica de explicación del origen de
la vida.
En 1903 el premio nobel de química Svante Arrhenius popularizó la teoría
de la llegada de la vida a la Tierra desde el exterior. Propuso que la fuerza de
la radiación de las estrellas (radio panspermia) podía ser la fuerza impulsora
de microscópicas esporas. Hoy sabemos que no sobrevivirían a la radiación
cósmica.
En 1973 el premio nobel F.Crick y Leslie Orgel proponen la teoría de la
panspermia dirigida o directa, por la que la vida aparece en la Tierra al ser
sembrada de forma deliberada por una civilización extraterrestre avanzada.
Crick y Orgel pensaban que una molécula tan compleja como el ADN no se
podía crear naturalmente.
El controvertido matemático y astrofísico Fred Hoyle, padre del modelo
Estacionario del Universo y científico reputado por su predicción teórica de
la existencia de ciertos niveles de energía que los átomos de carbono debían
tener y por la explicación de la núcleo síntesis a parir del hidrógeno y del
helio de los átomos más pesados como el carbono en el interior de las
estrellas , apoyó la teoría de la panspermia junto a Nalin Chandra en 1978,
entendía que era desde el punto de vista probabilístico imposible que la vida
se originara en la Tierra por combinación de los elementos que la
componen.
Stephen Hawking apoya la panspermia en una conferencia sobre los
Orígenes dictada en 2009. “Life could spread from planet to planet or from
stellar system to stellar system, carried on meteors” (“La vida pudo
propagarse de planeta a planeta o de Sistema estelar a Sistema estelar
llevada por meteoros”).
En 2012 Edward Belbruno y astrónomos como Amaya Moro-Martín y Renu
Malhotra proponen la teoría de la Transferencia Gravitacional de Baja
Energía.
Teoría de la Panspermia Interplanetaria e Interestelar
Panspermia es una palabra griega cuya traslación puede ser “la semilla o el
origen de todo”. La teoría de la panspermia se basa en la hipótesis de que la
vida en la Tierra proviene del exterior, bien mediante el contacto con
material extraterrestre (cometas, meteoritos) que transportarían las semillas
de la vida a modo de siembra cósmica de los océanos primitivos o bien
mediante la siembra dirigida de forma inteligente por una civilización
extraterrestre.
Puede hablarse de una panspermia interestelar donde una roca con los
componentes de la vida es expulsada del planeta por el choque de un
asteroide o por erupciones volcánicas colosales para viajar a través del
cosmos y sembrar otro planeta en un sistema solar en otra galaxia. A este
mecanismo se le denomina Lito panspermia.
Otra posibilidad es que la transferencia de los componentes de la vida se
realice entre planetas de un mismo sistema
solar a través de un impacto, una erupción y
una roca expulsada, a esta se le
denomina panspermia balística o panspermia
interplanetaria.
En un trabajo presentado en 2012 por
investigadores del Centro de Astrobiología de
Madrid, la Universidad de Princeton y la de Arizona, han simulado las
transferencias de materia a baja velocidad entre estrellas. Y el resultado,
cuando menos es sorprendente. En un período entre diez y noventa millones
de años, entre 100 billones a 30 trillones de objetos sólidos de más de 10
kilogramos han sido transferidos entre el Sol y el grupo de estrellas más
cercanas. De ellos, unos 200 mil millones de rocas procedentes de la Tierra
primitiva, y algunos podrían contener vida, la vida de la Tierra. ¿Por qué no,
el proceso inverso?
Existe por lo tanto una alta probabilidad de que la vida llegara a nuestro
planeta como una siembra cósmica. Y esto habría ocurrido durante la
infancia del Sistema Solar, cuando nuestro mundo y sus vecinos planetarios
habitaban otras estrellas lo suficientemente cerca unos de otros como para
poder intercambiar material sólido por vía de asteroides.
La investigación se basa en los principios desarrollados por el matemático
Edward Belbruno de la Universidad de Princeton.
La lito panspermia podría ser un
fenómeno muy probable, y la
transferencia débil o de baja
velocidad, la forma de llevarse a cabo,
solo se necesita tiempo y un universo
que en sus etapas tempranas tenia las
galaxias, estrellas y planetas mucho
más cercanos. Si este mecanismo fuera cierto, del que solo se han realizado
simulaciones, las implicaciones para la vida en el conjunto del Universo son
claras y esto podría haber ocurrido en cualquier parte.
En 1991 la idea se puso en práctica. La sonda lunar japonesa Hiten que debía
ponerse en órbita lunar, tuvo un fallo mecánico por lo que se quedó sin
combustible para hacerlo de la forma tradicional. Edward Belbruno propuso
utilizar la forma lenta de llegar. Lo hicieron y la sonda alcanzó la Luna.
Panspermia Interplanetaria o Interestelar: ¿Evidencias?
Si los materiales orgánicos que formaban parte de la roca que llegó a la
Tierra no sufrieron daño y a partir de estos surgió la vida ¿es posible que
todavía puedan encontrarse restos de estos componentes en los
meteoritos? Hoy se ha realizado un estudio a meteoritos encontrados y los
resultados son sorprendentes.
Como el meteorito marciano ALH84001
encontrado en la Antártida en 1984 por un
grupo de científicos americanos del programa
de búsqueda de meteoritos. Un análisis
realizado por la NASA (D. Mc Kay) mostraba
indicios de la existencia de estructuras
similares a las que producen nano bacterias.
En un examen más exhaustivo se encontraron
aminoácidos e hidrocarburos poli cíclico
aromáticos. Los cuales por procesos químicos
pueden transformarse en moléculas más
complejas Esto podría ser una indicación de
que la panspermia es posible. No hay
consenso en la comunidad científica, podría ser una contaminación
proveniente de los hielos antárticos
El meteorito Murchison recibe su nombre de la
localidad de Murchison, Victoria en Australia, cayó
en fragmentos en 1969. El análisis del meteorito,
una condrita carbonácea tipo II (CM2) contenía
aminoácidos comunes como la glicina, alanina y
ácido glutámico, pero también algunos poco
comunes como la isovalina y pseudoleucina. El
informe inicial estableció que los aminoácidos eran
racémicos, apoyando la teoría de que su fuente era
extraterrestre. Se aisló también una mezcla
compleja de alcanos que era similar a la encontrada en el experimento de
Miller y Urey. La serina y la treonina se consideran habitualmente como
contaminantes terrestres y estos compuestos se encontraban ausentes en las
muestras.
En 2001, el geólogo Bruno D'Argenio y el biólogo Giuseppe
Geraci comunicaron haber encontrado en un meteorito con 4,500 millones
de años de antigüedad una bacteria diferente a las terrestres, a la que
pudieron revivir y analizar. El tema está en discusión, David Wynn-Williams
of the British Antarctic Survey, piensa que la bacteria puede haber invadido
la roca en una época posterior.
En 2005 se realizó un estudio conducido por ISRO, en el que se tomaron
muestras a distintas alturas de la atmósfera ( entre 20 km y 40 km), se
encontraron 12 bacterias y 6 hongos , tres de las bacterias eran nuevas
especies (Janibacter hoyeli.sp.nov (por Fred Hoyle), Bacillus
isronensis.sp.nov (por ISRO) and Bacillus aryabhati (por el matemático indio
Aryabhata)). Mostraron una alta resistencia a luz UV.
En un estudio realizado por la NASA en 2010, pudo recolectar 314
bacterias diferentes después de un Huracán, siendo los extraordinarios
fenómenos de convección los que permiten llevar organismos a estas
alturas de la atmósfera.
En 2013, Chandra Wickramasinghe comunicó haber encontrado formas que
se asemejan a diatomeas fósiles en un meteorito carbonoso llamado
Polonnaruwa y que aterrizó en el Norte Central provincia de Sri Lanka en
2012.
Numerosos experimentos se han realizado para analizar como las bacterias
pueden sobrevivir a las condiciones que se pueden alcanzar, en el momento
del impacto donde se alcanzan elevadas presiones, aceleraciones y
temperaturas. También en relación a la supervivencia a los rayos cósmicos
en las condiciones de transito; así como a las condiciones de reentrada, y en
todos los casos se han encontrado bacterias que sobreviven a los
experimentos.
Hoy por hoy no hay una clara certeza de que la panspermia interestelar o
interplanetaria ha ocurrido entre estrellas o en nuestro Sistema Solar, en la
Tierra; pero si hay indicios que pudieran indicar que ocurrió.
Panspermia Interplanetaria o Interestelar: ¿Cómo pudo ocurrir?
Cuando uno observa la inmensidad del Universo (46,500 millones de años
luz de radio en todas direcciones de acuerdo a la cosmología del Big Bang); o
la distancia a la que se encuentra la galaxia más cercana Canis Major a
25,000 años luz o una de las más alejadas de nuestro grupo local de
galaxias (Andrómeda) a 2.5 millones de años luz ; o la distancia a la estrella
más cercana a la Tierra (Próxima Centauri) aproximadamente
42’000,000’000,000 km (42 billones de km) o lo que es lo mismo 4.4 años luz
y uno se pregunta cómo pudo ocurrir la panspermia, la respuesta es que
cuando menos es complicado, pero no imposible.
Un meteorito con las “semillas de la vida” puede viajar aproximadamente a
unos 40 km por segundo, es decir en un año podría recorrer 1,260’000,000
km; en poco más de 33,000 años llegaría a Próxima Centaurí y en 187
millones de años alcanzaría Canis Major. Para alcanzar Andrómeda,
necesitaría 18,700 millones de años, tiempo que sobrepasa en 5,000
millones de años la edad del Universo observable.
¿El universo fue siempre así? La
respuesta si atendemos a la hipótesis
de la gran explosión, la teoría del Big
Bang, sería que no. El Universo como
lo conocemos hoy, no tiene nada que
ver en tamaño con el pasado, y este
estaría en constante expansión. Hoy
aunque la teoría del Big Bang es la
más considerada para explicar el
origen del Universo que conocemos, existen otras hipótesis menos aceptadas
donde se plantea de forma distinta el origen del Universo.
La idea de la gran explosión se debe a un simple hecho observado: las
galaxias se alejan unas de otras. Si este movimiento diera marcha atrás en el
tiempo a lo largo de unos 13,700 millones de años, la edad del universo
observable, todas las galaxias o sus precursoras estarían apiñadas. La teoría
de la relatividad de Einstein predice que se acumularían en un punto de
densidad infinita, la singularidad de la gran explosión.
Un Universo en el que las distancias son menores facilitaría los
intercambios de material entre las estrellas y los planetas, facilitando la
panspermia.
Hoy sabemos (Bahram Mobasher y Naveen Reddy 2013 Nature) que hay
galaxias que se formaron cuando el Universo tenía 700 millones de años, es
decir a esa temprana edad ya existían estrellas, los sistemas capaces de
generar los planetas.
También sabemos hoy (Estudio NASA Kepler Telescope 2013 PNAS) que uno
de cada cinco estrellas como el Sol tienen planetas habitables. El estudio ha
analizado 42,000 estrellas similares al Sol y encontraron 603 planetas
candidatos, de los cuales 10 estaban a la distancia adecuada.
Existe una zona en la órbita de la estrella donde el agua líquida en su
superficie puede existir, es la zona habitable que denominan los
astrónomos. Más cerca de la estrella sería un mundo muy caluroso, y más
lejos un planeta helado.
En nuestra galaxia, la Vía Láctea, un 22% de las estrellas parecidas al Sol
tendrían planetas en la banda orbital adecuada.
Eric Petigura comenta en su artículo que probablemente a no más de 12
años luz haya planetas donde puede existir la vida. Los planetas como el
nuestro serían relativamente comunes.
En la Vía Láctea hay más de 100,000 millones de estrellas y solo es nuestra
galaxia, y hay millones de galaxias.
Por lo tanto no es tan extraño un mundo como el nuestro.
¿Cuándo surgió la vida en el universo? Estudios recientes
calculan, aplicando una variación de la ley de Moore a la evolución bilógica,
que en el universo que conocemos la vida surgió hace 9,700 millones de
años con un error de ± 2,500 millones de años. La vida en la Tierra se puso
de manifiesto hace unos 3,500 millones de años. Luego es posible que la vida
en la Tierra surgiera de otros mundos. ¿Cuánto ha viajado un meteorito que
saliera de ese mundo primigenio con vida, en el lapso de tiempo entre que
se origina la vida en el Universo y se manifiesta en la Tierra (6,200 millones
de años)?, bueno multipliquemos esta cifra de años por 1,260 millones de
km que recorre un meteorito en un año y veremos que podría llegar a casi
un tercio aproximadamente (800,000 años luz) de la distancia de la Tierra a
Andrómeda. Desde esa zona de radio 800,000 años luz debería de haber
llegado la vida a la Tierra en un Universo como el actual.
Variación de la Ley de Moore aplicada a la evolución biológica
La ley de Moore original, realmente no es una ley en el sentido científico,
sino más bien una observación, viene a expresar que aproximadamente cada
dos años se duplica el número de transistores en un circuito integrado. Ha
sentado grandes saltos de progreso, aunque parece que las expectativas en
el mundo de los chips de seguir creciendo en su capacidad empiece a verse
limitada.
La equivalencia de la ley de Moore aplicada a la evolución biológica (Alexei
A. Sharov y Richard Gordon (2013). Life Before Earth y Sharov, Alexei A.
(2006). "Genome increase as a clock for the origin and evolution of life), va
en la dirección de ver como fue el pasado más que en predecir cómo será el
futuro. Una observación de cómo ha evolucionado la complejidad biológica
(la longitud de ADN funcional no redundante en el genoma) sugiere que se
ha duplicado cada 376 millones de años. La posición cero de ordenadas nos
indicaría el tiempo en el que se dio el primer nucleótido en la cadena de
ADN.
Parece más evidente con los datos disponibles, que la panspermia
interestelar o interplanetaria puede haber sucedido y estar sucediendo en el
universo que conocemos, y que pudo ser y es más común de lo que
podemos pensar, y por tanto que la vida en la Tierra pudo surgir o ser
catalizada por la llegada masiva de meteoritos con vida o con precursores de
la vida.
Puntos más Débiles de la Teoría de la Panspermia Interestelar o
Interplanetaria
¿Es posible que ese material interestelar con vida o proto-vida, que debe
viajar durante tanto tiempo y distancias, siga manteniendo las propiedades
que le permitan transferir o ser catalizador de vida en otros mundos?
La experimentación es imposible de realizar, solo mediante la simulación es
posible encontrar una respuesta a esto. Siempre nos quedará la duda.
Bibliografía Relacionada con la Panspermia
Astronomical Origins of Life: Steps Towards Panspermia
Vida Inteligente en el Universo
Anaxágoras y el origen de la panspermia
The Andromeda Strain