En 1960, se instaló la primera investigación de Inteligencia Extraterrestre (SETI) en el Observatorio Green Bank en West Virginia.Este es el famoso astrónomo y pionero de SETI Frank Drake (para élEcuación de Drakese llama).Desde entonces, un esfuerzo colectivo para encontrar evidencia de vida más allá de la Tierra ha resultado en un nuevo campo de investigación:astrobiología.
La búsqueda de vida extraterrestre ha recibido un renovado interés en los últimos años gracias a los miles de exoplanetas descubiertos.Lamentablemente, nuestros esfuerzos siguen estando limitados en gran medida por nuestro limitado marco de referencia.Sin embargo, una nueva herramienta desarrollada por un equipo de investigadores deUniversidad de GlasgowYUniversidad del estado de Arizona(ASU) puede señalar el camino a todas las formas de vida!
Un estudio que describe sus hallazgos, publicado recientemente en una revistaComunicaciones de la naturaleza, realizado por el profesor Leroy Cronin y su equipo.escuela de quimicaen la Universidad de Glasgow, Reino Unido.A ellos se sumaron miembros deMás allá del Centro de Conceptos de Ciencias Básicasen la Universidad Estatal de Arizona (ASU)Laboratorio de Análisis de AstrobiologíaEn el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
En el corazón de esta nueva herramienta se encuentra un concepto conocido como teoría de ensamblaje, desarrollado por el profesor de química Regius Leroy Cronin y sus colegas de la Escuela de Química de Glasgow, con la ayuda de científicos de ASU.Esta teoría explica cómo se pueden distinguir los sistemas vivos de los sistemas inanimados mediante la identificación de moléculas complejas que se generan en abundancia y no se pueden formar al azar.
La teoría de ensamblaje aplicada a las moléculas identifica las moléculas como biofirmas basadas en lo que hacen, no en lo que es la vida.Como explicó Cronin en ASUpresione soltar:
“Nuestro sistema es la primera hipótesis falsable para la detección de vida y se basa en la idea de que solo los organismos vivos pueden generar moléculas complejas que no pueden formarse en abundancia aleatoria, evitando así el problema de definir la vida. La hay”.
El siguiente paso fue encontrar una forma de cuantificar esta complejidad mediante el desarrollo de un algoritmo que asigna una puntuación a una molécula determinada.Esto se conoce como el número del “conjunto de moléculas” (MA), que se basa en el número de enlaces necesarios para formar una molécula.Naturalmente, las biomoléculas grandes tienen una MA más alta que las pequeñas o no biomoléculas (más grandes o más pequeñas).
Para probar su método, el equipo usó un algoritmo para asignar números MA a una base de datos que contenía alrededor de 2,5 millones de moléculas.Luego utilizaron una muestra de aproximadamente 100 moléculas pequeñas y pequeños fragmentos de proteínas (péptidos) para determinar la correlación esperada entre el número de MA y el número de péptidos que produciría una molécula al mismo tiempo. Número de piezas únicas.
Trabajando con la NASA, el equipo también analizó muestras globales y algunas muestras extraterrestres.Esto incluía fragmentos del meteorito Murchison, un meteorito de condrita carbonácea rico en moléculas orgánicas que aterrizó en Australia en 1969 (la muestra en sí no es de origen biológico).También examinaron muestras de sedimentos lacustres que contenían fósiles de los períodos Holoceno (hace 30.000 años) y Mioceno (hace 14 millones de años).
Esto permitió al equipo demostrar que la vida es el único proceso que puede crear moléculas con altos niveles de MA.Descubrieron que una vez superado, había un umbral de MA que indicaba que se necesitaba vida para producir la molécula en cuestión. Saidco-autorSara Imari WalkerEscuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU:
“Este método puede identificar seres vivos sin conocimientos previos de bioquímica.Por lo tanto, podría usarse en futuras misiones de la NASA para buscar vida extraterrestre, ofreciendo finalmente un nuevo enfoque experimental y teórico para dilucidar qué es la vida en el universo y cómo la vida podría surgir de sustancias químicas inanimadas”.
“Los sistemas animados y no vivos se distinguen por el grado en que pueden ensamblar estructuras moleculares muy complejas en cantidades estables y detectables”, agrega.doug moore,Investigador postdoctoralMás allá del centro de ASUy coautor del estudio.“Estamos comenzando a demostrar que este es el caso y proponer firmas biológicas bioquímicamente agnósticas y útiles en la práctica”.
El algoritmo es particularmente útil para encontrar vida extraterrestre, ya que es una de las primeras herramientas verificables experimentalmente para medir la complejidad.En pocas palabras, los instrumentos que se integrarán en futuras misiones se pueden probar y validar en el laboratorio.Al desarrollar un enfoque que no puede producir falsos positivos, los astrobiólogos tendrán la oportunidad de hacer algunos de los descubrimientos más profundos de la historia humana.
Además del estudio de la astrobiología, esta herramienta también podría ayudar en el estudio de cómo comenzó la vida en la Tierra.El marco teórico de esta herramienta es una de las primeras técnicas para cuantificar cómo los sistemas químicos procesan la información (un aspecto fundamental de la vida).coautor dijocole matisse, graduados de ASU que actualmente trabajan como becarios posdoctorales en la Universidad de Glasgow:
“Creemos que esto permitirá enfoques completamente nuevos para comprender los orígenes de los sistemas de vida en la Tierra y otros mundos e identificar nuevos sistemas de vida en experimentos de laboratorio.Desde un punto de vista realmente pragmático, si podemos entender cómo los sistemas vivos pueden organizarse y producir moléculas complejas por sí mismos, podemos usar estos conocimientos para diseñar y fabricar nuevos medicamentos y materiales”.
Muchas misiones están programadas en los próximos años para encontrar vida dentro del sistema solar exterior.mundo océano.”Usando un espectrómetro equipado con un algoritmo numérico MA, las misiones a Europa, Encelado y Titán pueden examinar la atmósfera, las superficies, la actividad del humo y los signos moleculares que ocurren solo cuando hay vida presente en los lagos de metano.
Apéndice:En un borrador inicial, escribimos que el algoritmo desarrollado por el profesor Leroy Cronin (et al.) fue el primer medio falsificable para detectar vida extraterrestre.Pero nos enteramos en 2013.Dr. Armando Azhua Bustos* YCristian Vega Martínez Dra.** publicó un artículo similar que proponía una nueva forma de encontrar vida basada en propiedades que deberían ser comunes a todos los seres vivos.
En este caso, la Dra. Azua-Bustos y Vega-Martinez recomendaron usar análisis matemático fractal para cuantificar el grado de diferencia en la entropía en entornos planetarios, lo que permite a los científicos distinguir entre entornos vivos y no vivos.
Su tesis titulada “Posibilidad de detección de ‘vida que no conocemos’ con análisis de complejidad fractal”, Revista Internacional de Biología Espacial, vol.12, (12 de junio de 2013).
*Planetaria y Habitabilidad, Centro de Biología Astrofísica (CSIC-INTA), Madrid, España
**Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina
Otras lecturas:Asu,naturaleza