AVANCES DEL CONOCIMIENTO DE LA EVOLUCIÓN DE LA VIDA

Entendimiento de la Vida

Los avances en varias disciplinas Científicas, a lo largo de las dos últimas décadas, nos han ayudado al mejor conocimiento de la naturaleza y evolución de la vida en la tierra. Estos desarrollos científicos, también han ayudado a fijar las bases de la astrobiología, abriendo nuevas posibilidades a la existencia de vida en el Sistema Solar y más allá de sus confines.

La vida desde una Nueva Perspectiva

Carl Woese, de la Universidad de Illinois, publicó en 1987 el primer árbol universal de la vida. El árbol universal está basado en comparaciones de secuencias genéticas, las cuales muestran que hay tres dominios principales —Archaea, Bacteria y Eukarya. Estos tres dominios están formados por docenas de reinos, la mayor parte de los cuales son microbianos. Esto contrasta con la norma tradicional de los cinco reinos de la biosfera (Animales, Plantas, Hongos, Protistas y Monera), los cuales dan más importancia a las plantas y animales multicelulares.

Quizás una de las cosas más importantes que hemos aprendido del árbol universal es que vivimos en un planeta microbiano. La vida microscópica dominó durante el primer 85% de la historia de la biosfera.

Evidencia Paleontológica

Durante la época de Charles Darwin, había una limitada conciencia de la importancia de la vida microbiana en la historia evolutiva de la biosfera. Los fósiles más viejos conocidos eran conchas invertebradas que aparecieron a principios del periodo Cámbrico, fechado ahora en unos 540 millones de años. Los estromatolitos (sedimentos producidos por primitivas colonias microbianas) fueron descritos por primera vez alrededor del año 1850, casi al mismo tiempo que la publicación del Origen de las Especies de Darwin.

Se consideraba que el intervalo de historia de la tierra que precedió al Cámbrico (llamado Precámbrico) carecía de vida y fósiles. Sin embargo, en 1993 J. William Schopf de UCLA informó acerca de microfósiles bacterianos procedentes de unas secuencias portadoras de estromatolitos en el occidente australiano y fechados casi en 3.500 millones de años. Más adelante, en 1996, Steven Mojzsis, de la Universidad de Colorado, describió posibles firmas químicas de vida en unas rocas de Groenlandia fechadas en unos 3.900 millones de años. Estos dos hallazgos sustentan el récord actual de antigüedad de vida en la Tierra.

Estos avances en paleontología Precámbrica han situado el récord de vida en nuestro planeta 500 millones de años antes de que los primeros hábitats viables existieran en la Tierra. Esto sugiere que una vez que las condiciones necesarias para el origen de la vida se establecieron, ésta se desarrollo rápidamente. Todavía no sabemos con cuanta rapidez, pero ciertamente, en una escala geológica de tiempo, fue más breve de lo que se pensaba.

Frustación del Desarrollo de la Temprana Biosfera por Causa de Impactos
 
Las condiciones de la superficie de la tierra hace más de 4.400 millones de años, eran desfavorables para el origen de la vida. Los impactos frecuentes de asteroides producían extensos océanos de roca fundida en la superficie de la Tierra. Compuestos de fácil vaporización, como el agua y elementos importantes para la biología, como el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo, se perdían en el espacio a causa de una combinación de fugas de volátiles y erosión de impacto.

Hace unos 4.000 millones de años disminuyó la frecuencia y el tamaño de los impactos, permitiendo a la Tierra retener el agua y los compuestos orgánicos depositados por cometas y otros objetos helados. Se desarrolló una atmósfera y un océano estables, dando lugar a los primeros entornos estables para la vida. Sin embargo, otros modelos también sugieren que, hace solo unos 3.800 millones de años, la biosfera emergente pudo haber experimentado uno o dos impactos gigantes, con capacidad para haber volatilizado los océanos y esterilizado los entornos de la superficie.
Las ramas más profundas del árbol universal —aquellas que yacen, presumiblemente, más cercanas al antepasado común de la vida— comparten una propiedad interesante: una preferencia por temperaturas muy altas. Para algunos científicos esto implica que la vida, probablemente, empezó a temperaturas altas, quizás alrededor de chimeneas hidrotermales abisales. Para otros (incluido yo mismo), parece más adecuado pensar que ya no podamos ver el ambiente del origen de la vida, sino más bien entornos que prevalecieron después del último impacto gigante. Estas formas pueden ser simplemente los descendientes de los organismos que lograron sobrevivir, escondiéndose en entornos hidrotermales.

La Biosfera Subsuperficial

En 1979, el oceanógrafo Robert Ballard y el biólogo J. Frederick Grassle, descendieron con el sumergible Gilliss hasta el suelo oceánico, a profundidades de más de milla y media. Su misión consistía en describir detalladamente las chimeneas volcánicas y su fauna asociada. En estas zonas, los científicos tuvieron el primer vislumbre de un ecosistema viviente basado totalmente en energía química. Al continuar este tipo de exploraciones, fueron descubiertas complejas colonias chimenea en, virtualmente, todas las fosas oceánicas, probando la notable habilidad de estos organismos para colonizar incluso los hábitats mas ampliamente dispersos. Ahora hay indicios de organismos fotosintéticos que son capaces de utilizar la débil radiación termolumínica irradiada por las calientes chimeneas. Esto ha abierto la intrigante posibilidad de que la fotosíntesis puede haber tenido raíces evolutivas en zonas de chimeneas abisales.

Más recientemente se ha descubierto que la vida también prospera en entornos de subsuperficie abisales, en donde las interacciones entre agua y roca producen energía aprovechable. Mientras que muchos organismos subsuperficiales utilizan los compuestos orgánicos, producidos por vida fotosintética de superficie, que son “filtrados al fondo”, otras especies son capaces de producir sus propias moléculas orgánicas a partir de substratos puramente inorgánicos producidos por simples reacciones de desgaste entre el agua del fondo y las rocas.

Los Extremos de la Vida

Se sabe actualmente que los microorganismos ocupan casi toda la escala de pH, desde 1,4 (extremadamente ácido) hasta 13,5 (extremadamente alcalino). La vida también florece en temperaturas extremas, algunas especies muestran crecimiento en temperaturas de hasta 114ºC (fuentes termales de Vulcano, Italia y chimeneas abisales) y otras especies sobreviven en temperaturas que bajan hasta los –15ºC (películas de salmuera en el permafrost siberiano). La vida también ocupa una amplia escala de salinidad, que va desde el agua dulce hasta la saturación de cloruro sódico (alrededor de un 300%), cuando la sal precipita.

Aparte de la adaptación al entorno, algunos microorganismos muestran evidencia de una viabilidad notable y prolongada. Incluso en los más áridos desiertos de la Tierra, algunas especies sobreviven viviendo en el interior de rocas porosas, donde encuentran refugio seguro de la radiación UV. Vuelven a la vida solo cuando el agua que necesitan para el crecimiento se vuelve accesible. Se han aislado microbios en el permafrost siberiano, donde habían permanecido congelados durante unos 3 millones de años. Han germinado bacterias, en esporas de una antigüedad de 30 millones de años, conservadas en ámbar. Se han cultivado microbios en rocas de sal, datadas en cientos de millones de años.

La Búsqueda de Vida Extraterrestre

Estos hallazgos guardan una especial importancia en relación a hábitats potenciales de vida en otros lugares del Sistema Solar. Por ejemplo, ahora debemos considerar la posibilidad de una biosfera de subsuperficie en Marte o en Europa, una de las lunas de Júpiter.

Marte puede tener un extenso sistema de aguas subterráneas situado varios kilómetros bajo la superficie. Esta posibilidad se vio impulsada por el reciente descubrimiento de pequeños canales originados por el filtrado de fluidos superficiales. Si se prueba que el agua líquida es el agente que formó estas características, el potencial biológico de Marte aumentará dramáticamente.

El agua líquida superficial también puede haber estado presente en la superficie marciana durante unos cientos de millones de años, en la temprana historia del planeta. Si la vida en la superficie se desarrollo en Marte, durante este período de similitudes con la Tierra, podría muy bien haber dejado un registro fósil.

Se sabe que la congelación es una manera muy efectiva para la preservación de organismos. Carl Sagan fue el primero en sugerir que microorganismos de un período temprano de la historia marciana, todavía podrían existir hoy en día en un estado de perpetua congelación, preservados en hielo.

¿Podría también suceder lo mismo en Europa, una de las lunas de Júpiter?. Las mediciones del campo magnético de Europa, realizadas durante la misión Galileo, han reforzado los argumentos acerca de la existencia de un océano salado que yace bajo una capa exterior de agua helada. Parece ciertamente razonable la existencia de pozos que puedan llevar agua hasta la superficie y que ésta pueda transportar organismos, o sus productos de desecho. Estos materiales se congelarían eventualmente y se crioconservarían en hielo en la superficie o cerca de ella. tro Entendimiento de la Vida.

Los avances en varias disciplinas científicas, a lo largo de las dos últimas décadas, nos han ayudado al mejor conocimiento de la naturaleza y evolución de la vida en la tierra.

Autor: Redactor de Astrobiology News

Los avances en varias disciplinas Científicas, a lo largo de las dos últimas décadas, nos han ayudado al mejor conocimiento de la naturaleza y evolución de la vida en la tierra. Estos desarrollos científicos, también han ayudado a fijar las bases de la astrobiología, abriendo nuevas posibilidades a la existencia de vida en el Sistema Solar y más allá de sus confines.

Extractos de la declaración de Jack D. Farmer, Director e Investigador jefe del Programa de Astrobiología de la Universidad Estatal de Arizona, patrocinado por la NASA, ante el Subcomité del Senado para el Espacio y Aeronáutica, dentro de las audiencias de “Vida en el Universo”