Escalando la escalera a la detección de la vida

En las últimas dos décadas, las naves espaciales de la NASA han identificado entornos potencialmente habitables en todo el sistema solar y más allá. Las naves espaciales en Marte encontraron evidencia de que lagos y arroyos una vez cubrieron el planeta, protegidos por una atmósfera espesa que desapareció hace mucho tiempo. En la luna de Saturno Encelado , la nave Cassini olfateó columnas de agua saliendo de la helada química de detección de conchas de Encelado similar a la que ocurre en ciertos lugares en el fondo marino, donde el agua de mar reacciona químicamente con la roca (y donde las criaturas vivientes prosperan). La próxima misión de Europa Clipper podría hacer lo mismo en la luna de Júpiter, Europa, donde los científicos han descubierto más plumas. Incluso más allá del sistema solar, algunos de los miles de planetas que ahora se sabe que orbitan alrededor de otras estrellas pueden albergarocéanos superficiales .

El siguiente paso para explorar estos entornos es averiguar si realmente son habitables y luego buscar vida. Desafortunadamente, actualmente no existe un instrumento simple de detección de vida. A menos que una cámara capture una estera creciente de bacterias en una roca marciana o plancton extraterrestre nadando bajo el hielo de Encelado, los científicos deben usar un conjunto de instrumentos y diversos conjuntos de datos para buscar bioesculturas o signos de vida.

Pero, ¿cuáles son esos signos? Para ayudar a responder esta pregunta, un equipo del Programa de Astrobiología de la NASA ha desarrollado la “Escalera de detección de la vida”, una guía para investigadores en la que cada escalón representa un atributo clave de la vida. The Ladder se publicó en la revista Astrobiology el 4 de junio de 2018.

Las Biosignaturas de la Escalera

“La Ladder of Life Detection” enumera 15 características que la comunidad de astrobiología propuso para representar los indicadores de la vida “, dijo Marc Neveu, un becario postdoctoral en la sede de la NASA en Washington, DC y autor principal del artículo. La Escalera también describe cómo los científicos pueden medir estas características y determinar si realmente son evidencia de vida.

Por ejemplo, toda la vida que conocemos requiere moléculas orgánicas complejas y utiliza aminoácidos, dos características en la Escalera.

Pero el solo hecho de encontrar estas moléculas no significa que surgieron de la vida. “Muchas de las moléculas que se usan en la vida se pueden formar sin vida”, dijo Mary Voytek, Científica Principal de Astrobiología en la sede de la NASA y coautora en papel. Por ejemplo, las reacciones químicas en un planeta o cometa pueden formar aminoácidos y otras moléculas orgánicas.

Los científicos tienen que “descubrir, con esas advertencias, cómo puedes decir que lo que estás viendo fue producido por la vida”, dijo Voytek.

Una indicación sería moléculas diana encontradas en proporciones únicas en comparación con los niveles esperados en el ambiente circundante. “La presencia de algo que no se predice en el ambiente es evidencia de vida”, dijo Voytek. “La vida empuja las cosas fuera del equilibrio”.

Por ejemplo, las moléculas orgánicas de cierta complejidad (creo que un coche de Lego frente a ladrillos individuales se unieron) solo pudieron haber sido creadas por la vida, continuó Voytek. “La complejidad química es el resultado de la biología: requiere energía o enzimas para que suceda”.

Otras bioseñalizaciones incluyen pigmentos, indicaciones de metabolismo (p. Ej., Calor residual o compuestos inhalados por la vida), o incluso evidencia de evolución darwiniana. Este último no se puede detectar actualmente dentro de las escalas de tiempo de una misión espacial, pero sería el boleto de oro para identificar la vida.

Comprender el contexto ambiental

Si los científicos pueden medir estas biofirmas, ya sea de forma remota o en su lugar, es la siguiente pregunta, dijo Voytek. No se trata solo de rendimiento del instrumento o evitar la contaminación de muestras con moléculas traídas de la Tierra. Los científicos también deberán considerar el contexto ambiental. ¿Qué tan frágil es la muestra? ¿Puede nuestro análisis destruir la muestra? ¿El entorno cambia químicamente la muestra? ¿Puede la vida tolerar las condiciones de donde proviene la muestra (como la superficie expuesta a la radiación de Marte o las profundidades frías de un océano bajo el hielo)?

La escalera enumera las respuestas para cada biofirma, basándose en la experiencia adquirida al buscar vida en Marte y en las rocas más antiguas de la Tierra y en los entornos más extremos. Como resultado, las mediciones más fáciles de realizar (los peldaños inferiores) pueden ser más difíciles de interpretar que los peldaños más arriba de la escalera. Subir la escalera hacia la vida requerirá mediciones desafiantes.

Neveu hizo hincapié en que los peldaños de la Escalera no son inamovibles: con más investigación y discusión, cada paso de la Escalera se puede mover, y se pueden agregar más. Él y sus coautores fomentan los aportes de la comunidad de astrobiología para mejorar la Escalera