Biomarcadores: así son las firmas biológicas en otros planetas

En la película Contact, basada en una novela de Carl Sagan, una joven astrónoma protagonizada por Jodie Foster escucha una transmisión alienígena usando el gran radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico. Fuera de la película, sin embargo, el proyecto en el que trabajaba esta astrónoma, el SETI (Search for Extraterrestrial Inteligence), no ha sido capaz de encontrar ninguna señal proveniente de otra civilización y, después de décadas funcionando, este mismo año anunciaron la suspensión de actividades.

Sin embargo, la búsqueda de vida extraterrestre continúa, esta vez mediante la detección de los llamados biomarcadores. Un biomarcador se define como un objeto, compuesto químico o patrón cuyo origen requiere específicamente la presencia de vida. Ni siquiera tenemos una definición clara de lo que es la vida, pero podemos hacer una lista de requisitos mínimos, sesgada, eso sí, por la única vida que conocemos, la de nuestro planeta. Desde el punto de vista bioquímico la vida requiere de la existencia de moléculas que, mediante reacciones químicas (metabolismo), son capaces de mantenerse, reproducirse y evolucionar mediante su interacción con el medio. Si un planeta alberga vida, las reacciones metabólicas de sus habitantes cambiarán los componentes de su atmósfera. Es por ello que los esfuerzos destinados a la búsqueda de vida están centrados, en estos momentos, en encontrar biomarcadores en sus atmósferas.

La búsqueda es compleja, ya que para saber si un compuesto químico es o no un biomarcador, es esencial descartar que no se pueda producir por medios geológicos, lo que requiere conocer bien las características del planeta y de su entorno. Pongamos un ejemplo clásico: el oxígeno. El oxígeno de nuestra atmósfera es producido por las plantas en las reacciones de fotosíntesis por lo que ha sido considerado, durante mucho tiempo, el biomarcador más robusto para encontrar vida. Sin embargo, un planeta que reciba una gran cantidad de luz ultravioleta podría producir bastante oxígeno por medios no biológicos, destruyendo agua, por ejemplo, lo que daría lugar a un falso positivo.

Una manera para reducir estos falsos positivos es mediante la detección de varias especies moleculares fuera de equilibrio. Por ejemplo, la atmósfera de nuestra Tierra contiene metano proveniente de la putrefacción de seres vivos. El metano es un gas que reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono y agua. Si no existiera una fuente permanente para regenerar el oxígeno y el metano de nuestra atmósfera, la cantidad de oxígeno sería mucho menor y el metano no estaría presente.

Por otro lado, nos basamos en lo que ocurre en la Tierra para definir biomarcadores, pero la atmósfera de la Tierra ha ido cambiando a lo largo de su evolución. Por ejemplo, si alguna civilización inteligente hubiera observado nuestra atmósfera en el período eón arcaico (que abarca desde hace 4.000 millones de años hasta hace 2.500 millones de años), no hubiera detectado oxígeno, ya que entonces prevalecían las bacterias fotosintéticas anoxigénicas (cuyas reacciones de fotosíntesis no generaban oxígeno). Por otro lado, el mantenimiento del oxígeno en nuestra atmósfera depende no solo de su generación por organismos vivos sino de la geodinámica de nuestro planeta, la composición química de nuestros océanos y una serie de factores difíciles de medir en planetas externos, por lo que podrían existir muchos planetas con seres vivos, pero sin oxígeno en su atmósfera.

A pesar de las dificultades, llevamos una década utilizando diversos métodos para estudiar las atmósferas de exoplanetas y buscar biomarcadores. Por el momento solo hemos sido capaces de estudiar planetas muy cercanos a su estrella y de tipo gaseoso, los llamados júpiteres calientes, pues son los que tienen atmósferas más extendidas, densas y brillantes. El uso de estos métodos en exoplanetas más pequeños y fríos que pudieran ser habitables es cuestión de tiempo, pero se precisará poder detectar variaciones de una millonésima parte en la luz recibida, lo que actualmente estamos intentando obtener con nuestros mejores telescopios y detectores de luz.

Sin embargo, un equipo de astrónomos internacionales anunció ayer el descubrimiento de una molécula, fosfina, en las nubes venusianas. En la Tierra solo hay dos maneras de obtener fosfina: mediante su fabricación industrial -- sobre todo en la fabricación de pesticidas -- y por organismos vivos -- en particular, un tipo de bacterias capaces de sobrevivir sin oxígeno. Por lo tanto, podemos estar ante la primera detección de vida fuera de nuestro planeta.

El equipo de astrónomos ha hecho un trabajo detallado para reducir los falsos positivos, pero no han encontrado ningún proceso geológico que pudiera explicar las cantidades de fosfina encontrada. Sin embargo, todavía nos toca ser cautos, ya que por ahora no sabemos si es posible que los microbios puedan sobrevivir en unas condiciones de acidez extrema como las de nuestro planeta vecino.

En cualquier caso, seguramente en las próximas décadas nos acostumbraremos a este tipo de anuncios y no solo en planetas de nuestro Sistema Solar. Ya lo advertía Hamlet en la obra de Shakespeare: ¨Hay más cosas en el cielo y en la tierra, Horacio, de las que han sido soñadas en tu filosofía ̈.

Pablo G. Pérez González es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

Patricia Sánchez Blázquez es profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM).

Vacío Cósmico es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de 1 átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo.

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