¿Los extremófilos flotan en las nubes de Venus?

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¿Estamos solos? La búsqueda científica para encontrar vida en mundos más allá de nuestra Tierra busca responder a esta gran pregunta, y su respuesta definitiva ciertamente irá al corazón mismo del verdadero lugar de la humanidad en el esquema cósmico de las cosas. Los extremófilos son formas de vida extrañas en la Tierra que han logrado sobrevivir en entornos en los que antes se creía que eran incapaces de sostener a las organizaciones vivientes. Estos ambientes inhóspitos incluyen calor extremo, frío extremo, presión extrema y entornos altamente ácidos. En su incesante búsqueda de vida extraterrestre, los científicos han estudiado los otros planetas de nuestro Sistema Solar, sus lunas y también los mundos extrasolares que pertenecen a las familias de estrellas distantes más allá de nuestro Sol. Sin embargo, tradicionalmente se ha descartado a Venus, el más cercano planeta “gemelo” de nuestra Tierra, porque es una bola del infierno del tamaño de la Tierra. Pero a pesar de que la superficie de Venus aplastaría y freiría a los organismos vivos, algunos astrónomos ahora están echando un segundo vistazo a una vieja teoría que ofrece una nueva “vista” en su búsqueda de vida más allá de la Tierra: las nubes venusinas.

En nuestro propio Sistema Solar, Marte ha sido la morada teórica tradicional de la vida extraterrestre. Y, de hecho, tiene características geológicas deportivas que sugieren que tenía, y aún tiene, agua líquida subsuperficial que mantiene la vida. La presencia de agua líquida es necesaria para la aparición de la vida tal como la conocemos. Además, los astrónomos han prometido más recientemente en algunas de las muchas lunas de nuestro Sistema Solar: Titán y Encelado de Saturno, por ejemplo, así como las lunas de Júpiter, Europa, Ganimedes y Calisto. Estas intrigantes lunas heladas, ubicadas en el Sistema Solar exterior, se consideran posibles moradas para una vida preciosa nadando en sus océanos de agua líquida subsuperficiales bien ocultos bajo sus conchas de corteza helada.

En un artículo publicado en línea en la edición del 30 de marzo de 2018 de la revista Astrobiology , un equipo internacional de investigadores dirigido por el científico planetario Dr. Sanjay Limaye, del Centro de Ciencia e Ingeniería de la Universidad de Wisconsin-Madison, presenta un argumento intrigante que sugiere que la atmósfera Venus es un posible nicho para el surgimiento de vida microbiana extraterrestre.

“Venus ha tenido mucho tiempo para evolucionar la vida por sí sola”, señaló el Dr. Limaye en un comunicado de prensa de la Universidad de Wisconsin-Madison del 30 de marzo de 2018 . Añadió que algunos modelos indican que alguna vez Venus tenía un clima habitable con agua líquida que mantiene la vida en su superficie, y este clima confortable podría haber existido hasta 2 mil millones de años. “Eso es mucho más largo de lo que se cree que ocurrió en Marte”, continuó comentando el Dr. Limaye.

En nuestro propio planeta, se sabe que los microorganismos que viven en la superficie de la Tierra, principalmente bacterias, flotan hacia la atmósfera. Según el coautor del estudio, el Dr. David J. Smith, del Centro de Investigación Ames de la NASA en Mountain View, California, los científicos utilizaron globos que han sido equipados específicamente para este propósito. .

También hay una lista cada vez mayor de microbios que se sabe que prosperan en entornos increíblemente inhóspitos en nuestro propio planeta, incluidos los respiraderos hidrotermales oceánicos profundos, las aguas termales del Parque Nacional Yellowstone de Wyoming, el lodo tóxico presente en las áreas contaminadas y los lagos ácidos en toda la Tierra.

“En la Tierra, sabemos que la vida puede prosperar en condiciones muy ácidas, puede alimentarse de dióxido de carbono y producir ácido sulfúrico”, señaló el Dr. Rakesh Mogul, profesor de química biológica en la Universidad Politécnica del Estado de California, Pomona. El Dr. Mogul, coautor del nuevo artículo, dijo en la nota de prensa de la Universidad de Wisconsin-Madison del 30 de marzo de 2018 que la atmósfera turbia, altamente reflectante y ácida de Venus está compuesta principalmente por dióxido de carbono y gotas de agua que contienen ácido sulfúrico .

A pesar de que la Tierra es el único planeta que conocemos que alberga la vida, eso no significa que no exista en ningún otro lugar. De hecho, la vida puede muy bien ser dispensada abundantemente en todo el Universo. Sin embargo, debido a que los astrónomos no han encontrado vida extraterrestre, y la vida extraterrestre no nos ha encontrado a nosotros, desde una perspectiva científica, la Tierra es el único planeta que en realidad se sabe que alberga vida. La presencia de vida en otras partes del Universo es solo una probabilidad estadística, aunque una gran probabilidad estadística.

Los extremófilos son formas de vida que florecen en la Tierra bajo condiciones hostiles que matarían a otras criaturas. No fue hasta la década de 1970 que estas criaturas extrañas se detectaron por primera vez, pero a medida que más y más científicos comenzaron a investigar el asunto, encontraron más y más de estas criaturas extrañas. Los científicos han descubierto que la mayoría de las arqueas, bacterias y algunos protistas son capaces de florecer en algunos de los entornos más extraños e inhóspitos de la Tierra. Pero aunque la mayoría de los extremófilos conocidos son microbios, este no es siempre el caso. De hecho, algunos organismos extraños que florecen en ambientes hostiles, como el krill antártico, no son microbios.

A medida que los científicos aprenden más sobre estas extrañas organizaciones, también pueden obtener un nuevo entendimiento acerca de la posibilidad de vida más allá de la Tierra. La astrobiología es un nuevo campo que desarrolla teorías sobre la distribución, la naturaleza y el futuro de las formas de vida que pueden residir en otras partes del Universo. Los astrobiólogos están especialmente interesados ​​en los extremófilos porque estos organismos pueden florecer en entornos similares a los que ya se sabe que existen en otros planetas y sus misteriosas lunas.

Osos de agua

Tardígrados: también conocidos como osos de agua, especialmente los extremófilos interesantes. De hecho, los pequeños osos de agua son organismos impresionantes que los científicos a menudo consideran como el animal más resistente de la Tierra. Debido a su apariencia, los osos acuáticos tienen dos planes para asegurar su supervivencia en los ambientes extremos en los que se encuentran. En caso de inundación, estos animales microscópicos pueden volar en forma de globo y flotar hasta la superficie de la Agua para obtener oxígeno. Además, en caso de frío o sequía, estos pequeños animales pueden reemplazar la mayor parte del agua en sus cuerpos con un azúcar llamado trehalosa. Este tipo de solución de azúcar no crea cristales de hielo destructivos cuando se congela, y muchos de estos pequeños tardígrados han logrado sobrevivir durante más de un siglo en muestras de museos, así como una excursión de 12 días hacia el frío vacío del espacio interplanetario a bordo del El FOTON M3 ruso, lanzado a bordo de un cohete Soyuz-U el 14 de septiembre de 2007. La mayoría de los osos de agua sobrevivieron a su viaje al espacio porque estaban bien protegidos por un filtro UV. Por desgracia, los sin el filtro no lo hicieron.

Según el Libro de navegación global del Observatorio Las Cumbres, hay varios entornos inhóspitos que albergan a los extremófilos conocidos en la Tierra:

Calor extremo: un tipo de extremófilos en la Tierra se llama termófilos. Estas extrañas criaturas pueden sobrevivir a temperaturas muy altas. En la década de 1960, se encontraron bacterias resistentes al calor en las aguas termales del Parque Nacional de Yellowstone. ¡Esta forma de bacteria, que lleva el nombre técnico de thermus aquaticus , puede sobrevivir a temperaturas de muy tostadas de 120 a 175 grados Fahrenheit! Unos años después de que se descubrieran estos organismos, se detectaron otras bacterias que florecían en un ambiente aún más inhóspito dentro de los respiraderos hidrotermales en el fondo del océano. Estos extremófilos se encontraron en las profundidades del océano bajo una presión tan grande que el agua hierve a 340 grados centígrados. Los respiraderos hidrotérmicos, los extremófilos, sorprendieron a los científicos cuando descubrieron que las bacterias florecían y moraban en los respiraderos a temperaturas y presiones tan extremas. Sin embargo, las bacterias tenían compañía en este ambiente incómodo. A solo unos centímetros de las rejillas de ventilación, donde el agua estaba más fresca, un ecosistema completo vivía de las bacterias. Había almejas y gusanos de tubo, entre otras especies extrañas. Todos estos organismos sobrevivieron no de la fotosíntesis, sino del dióxido de carbono y la energía de los respiraderos hidrotermales. De hecho, algunos científicos sugieren que estos orificios de ventilación en el fondo marino pueden haber sido la cuna donde la vida se formó por primera vez en la Tierra.

Frío extremo: otros extremófilos han evolucionado de una manera que les permite sobrevivir en temperaturas frías. El agua de los océanos profundos mantiene una temperatura razonablemente constante de 2 grados C. Sin embargo, debido al contenido de sal, en las regiones más frías, el agua de los océanos puede caer a temperaturas tan bajas como -12 grados C sin congelarse. Extremófilos, psicorófilos apodados se han encontrado prosperando a estas temperaturas increíblemente bajas. Pero diferentes especies han desarrollado diferentes métodos de supervivencia en estas condiciones frías. Por ejemplo, algunos psicorófilos han logrado formar sustancias, como glicerol o proteínas anticongelantes, que disminuyen el grado de congelación del agua en varios grados.

El mayor peligro para las organizaciones que habitan en estos ambientes fríos es el daño resultante de los cristales de hielo a medida que el agua se congela y se expande. Algunas especies de tortugas y ranas han desarrollado proteínas que realmente facilitan la congelación de los líquidos corporales. Si los líquidos corporales del animal comienzan a congelarse, se dispara por una reacción en cadena que hace que todos los líquidos corporales se congelen muy rápidamente. Esto da como resultado la formación de cristales de hielo que son lo suficientemente grandes como para causar daño. Numerosas formas de microorganismos pueden sobrevivir a la congelación y descongelación, siempre y cuando se evite el problema de la formación de cristales de hielo. Esto se puede realizar en un laboratorio mediante congelación instantánea de los organismos muy rápidamente en nitrógeno líquido.

Presión extrema: muchos organismos sobreviven en el fondo del océano, incluso a grandes profundidades. De hecho, la vida ha sido descubierta a 11 kilómetros de profundidad en la Fosa de Mariana. En esta profundidad extrema, las organizaciones están bajo una presión aplastante de 1.100 atmósferas. Desafortunadamente, los científicos han encontrado que estos organismos son difíciles de estudiar porque crear un ambiente de alta presión en un laboratorio es difícil, por decirlo suavemente.

Ecosistemas aislados: todavía hay ciertos ecosistemas en la Tierra que aún no se han explorado. Algunos muy fascinantes son los lagos de subsuelo de alta presión que benefician a la capa de hielo en la Antártida. Estos lagos se mantienen calientes por la energía geotérmica, y también están aislados por kilómetros de hielo sobre ellos. Estos lagos han estado separados del resto de la biosfera de nuestro planeta durante millones de años, si no significativamente, quizás incluso por su propia existencia. Los científicos han perforado uno de estos lagos, el Lago Vostok , y están haciendo planes para enviar un robot para recolectar muestras de agua. Se cree que este entorno es similar a algunas de las lunas de Júpiter, como Europa. Se cree que Europa alberga un océano global de agua líquida que se beneficia de una superficie de hielo en la corteza agrietada que se parece a una cáscara de huevo destrozada. Por este motivo, este tipo de entorno y otros similares son de especial interés para los astrobiólogos.

La vida debajo de la superficie de la Tierra: el último astrofísico de la Universidad de Cornell, Thomas Gold (1920-2004) sugirió que el petróleo y el carbón que existen en beneficio de la superficie de nuestro planeta no son los restos de algas y plantas que perecieron hace mucho tiempo, como la mayoría de los científicos creen. . En cambio, Gold sugirió que el petróleo y el subsuelo se incorporaron a la corteza terrestre hace unos 4.500 millones de años, cuando nuestro Sistema Solar primordial estaba en proceso de formación durante el período de acumulación. Él teorizó que estos hidrocarburos proporcionan el carbono para un ecosistema del subsuelo que, a veces, está totalmente separado de nuestra biosfera.

Más recientemente, varios equipos de científicos descubrieron microbios al excavar muchas millas en la corteza y el manto de la Tierra. Algunos de estos trucos de la vida se probaron en laboratorios para determinar si podían prosperar en esas extrañas condiciones subterráneas. Esto probaría que no fueron producto de la contaminación durante el proceso de perforación real. Algunos de estos microbios se colocaron en un matraz sellado con dióxido de carbono, basalto y agua caliente durante un año. Los científicos descubrieron que estos microbios no solo lograron sobrevivir, sino que en realidad florecieron en estas condiciones.

Cualquiera que sea el origen del petróleo, parece haber al menos algunas formas de vida viviendo y estimulando en él. Sin embargo, la mayoría de los geólogos aún piensan que fue producido por los restos de material vegetal muerto hace mucho tiempo.

Los científicos han descubierto que no siempre es fácil definir qué es la “vida”, y determinar cómo deben clasificarse algunas entidades ambiguas es difícil. Los virus son trocitos de infección infecciosos microscópicos que pueden replicarse solo dentro de una célula asociada a un huésped y una víctima sin ambigüedades. Los virus son parásitos intracelulares que solo pueden reproducir su propia clase invadiendo las células de un organismo desafortunado.

Los virus se componen de material genético encerrado dentro de una cubierta protectora llamada cápside . Son completamente incapaces de reproducirlos fuera de la desafortunada célula huésped viva que han tomado y destruido. Sin embargo, a diferencia de otros parásitos, como las bacterias, algunos hongos y una variedad de otros organismos poco atractivos, los virus a menudo se consideran como inertes. Debido a que a los científicos les resulta tan difícil determinar qué está vivo y qué no está en la Tierra, es lógico concluir que lo tendrán aún peor para determinar si ciertas entidades están vivas o no en mundos distantes más allá del nuestro. Cualquier vida que muy bien pueda existir en mundos lejanos habría seguido una línea de evolución completamente diferente a la de las criaturas vivas en la Tierra.

Viviendo en las nubes

La habitabilidad potencial de las nubes de Venus fue propuesta por primera vez en 1967 por el biofísico Dr. Harold Morowitz (1927-2016) y el famoso astrónomo Dr. Carl Sagan (1934-1996). Varias décadas después, los científicos planetarios, el Dr. David Grinspoon (Instituto de Ciencia Planetaria), el Dr. Mark Bullock (Instituto de Investigación del Suroeste) y sus colegas ampliaron esta teoría.

Para investigar la idea de que la atmósfera venusiana podría albergar trocitos de vida, se enviaron al planeta una serie de sondas espaciales entre 1962 y 1978. Las sondas revelaron que las condiciones de temperatura y presión en las regiones bajas y medias de la atmósfera venusiana, en altitudes Entre 40 y 60 kilómetros, no sería hospitalario para la vida microbiana. Las condiciones de la superficie en Venus son completamente hostiles a la evolución de la vida, con temperaturas que se disparan a más de 860 grados Fahrenheit. De hecho, este planeta más caluroso de la familia de nuestro Sol fue la antigua víctima de un efecto invernadero que se volvió completamente loco, y las rocas de Venus son tan calientes que en realidad emiten un brillo rojizo misterioso similar a las bobinas de una tostadora.

El Dr. Limaye, quien implementa su investigación como científico participante de la NASA en la misión Akatsuki de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón para explorar el planeta Venus, se interesó en reexaminar la atmósfera del planeta luego de una discusión con el coautor del artículo de investigación, el Dr. Grzegorz Slowik, de Polonia. Universidad de Zielona Gora. El Dr. Slowik le contó acerca de las bacterias en nuestro propio planeta que poseen propiedades de absorción de la luz que parecen casi parecerse a las de ciertas partículas no identificadas que componen algunas manchas oscuras misteriosas observadas en las nubes de Venus. Las observaciones espectroscópicas, que se realizaron principalmente en el ultravioleta, revelan que las manchas oscuras que se ven en las nubes de Venus están formadas por ácido sulfúrico concentrado, así como algunas otras partículas desconocidas que absorben la luz.

Esos misteriosos parches oscuros han presentado un intrigante rompecabezas para los astrónomos desde que fueron vistos por primera vez con telescopios desde el suelo hace casi 100 años, señaló el Dr. Limaye en el comunicado de prensa de la Universidad de Wisconsin-Madison del 30 de marzo de 2018 . En ocasiones, se observaron con más detalle cuando se lanzaron las sondas espaciales para estudiar Venus.

“Venus muestra algunos episodios oscuros, ricos en sulfúricos, con contrastes de hasta un 30-40 por ciento en el ultravioleta, y silenciados en longitudes de onda más largas. Estos parches persisten durante días, cambian su forma y sus contrastes continuamente y parecen depender de la escala”, Dr. . Limaye continuó explicando.

Las partículas que componen las extrañas manchas oscuras tienen casi las mismas dimensiones que algunas bacterias en la Tierra. Sin embargo, los instrumentos que han obtenido muestras de la atmósfera de Venus hasta la fecha han sido incapaces de observar la diferencia entre los materiales orgánicos e inorgánicos en las nubes de Venus.

Estos parches tan intrigantes podrían haber estado compuestos de algo similar a la proliferación de algas que se producen en los océanos y lagos de nuestro propio planeta, según el Dr. Limaye y el Dr. Mogul; solo estos tendrían que habitar las nubes de Venus.

El Dr. Limaye, quien se especializa en el estudio de atmósferas planetarias, se sintió aún más intrigado con la idea durante una visita a Tso Kar. Tso Kar es un lago salado de gran altitud en el norte de la India. Fue aquí donde el Dr. Lymaye observó un residuo de polvo dejado por las bacterias fijadoras de azufre que se acumulan en la hierba en descomposición alrededor del lago. Notó que este residuo fue flotado suavemente hacia la atmósfera de la Tierra.

Sin embargo, según el Dr. Limaye, hay una pieza importante que falta en este rompecabezas: no se sabe cuándo se evaporó el agua líquida de Venus. Esto se debe a que los flujos de lava generalizados en los últimos mil millones de años probablemente destruyeron o encubrieron la historia terrestre del inhóspito planeta.

En la búsqueda científica para descubrir la vida extraterrestre, las atmósferas planetarias más allá de la Tierra permanecen casi totalmente inexploradas. Sin embargo, actualmente se está desarrollando una posibilidad con el propósito de muestrear lo que sea o no que se oculte en las nubes de Venus, según el Dr. Limaye. La plataforma de maniobra atmosférica de Venus (VAMP, por sus siglas en inglés ) es una nave que vuela como un avión pero que flota como un dirigible. Esta embarcación, que todavía está en el tablero de dibujo, podría mantenerse a flote en la capa de nubes de Venus durante un año, recolectando datos y muestras.

El Dr. Limaye explicó en el comunicado de prensa de la Universidad de Wisconsin-Madison del 30 de marzo de 2018 que VAMP podía llevar instrumentos como Raman Lidar, sensores químicos y meteorológicos y espectrómetros . Añadió que también podría llevar un tipo de microscopio capaz de detectar microorganismos vivos. Raman Lidar es un instrumento activo de detección remota láser basado en tierra que proporciona mediciones de la relación de mezcla de vapor de agua, temperatura, aerosol y propiedades ópticas de la nube. Es sensible a la retrodispersión molecular y en aerosol.

“Para saber realmente, tenemos que ir allí y probar las nubes. Mogul le dijo a la prensa.

La investigación para este estudio fue apoyada por becas de la NASA. El concepto VAMP está siendo desarrollado por Northrop Grumman Corporation.

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