Plausabilidad, trascendencia y la epidemia panspérmica. Una réplica

Plausibilidad, trascendencia y la epidemia panspérmica

Una réplica
Un artículo publicado en el año 2000 por El Escéptico, firmado por Jon Richfield1, ilustra la falta de plausibilidad de algunas teorías panspérmicas, así como la ausencia de argumentos de muchos de sus oponentes. En este artículo me propongo contestar algunas de las afirmaciones vertidas por Richfield tomando como base los experimentos llevados a cabo por diversos grupos de investigación.

JORDI L. GUTIÉRREZ

DEPARTAMENT DE FÍSICA APLICADA, UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA

La hipótesis de que la vida se originó en algún lugar del Universo y fue transportada a la Tierra con posterioridad se suele fechar a principios del siglo XX2, si bien existen propuestas similares anteriores3. Según S. Arrhenius, el fundador canónico de la teoría de la panspermia, ciertas "esporas de vida" viajan entre estrellas impulsadas por medio de la presión de radiación. Como tal, ésta es una hipótesis que merece un estudio científico detenido, y para ello conviene distinguir entre dos tipos de pansperEl principio panspérmico débil consiste en el mia, que podemos denomitransporte de microorganismos entre cuerpos de un nar «débil» y «fuerte». El principio panspérmico débil mismo sistema planetario, mientras que el fuerte se consiste en el transporte de refiere a su transporte a través del espacio microorganismos entre cuerinterestelar. La diferencia es fundamental. pos de un mismo sistema planetario, mientras que la panspermia fuerte se refiere al transporte de dichos miEl extremófilo croorganismos a través del espacio interestelar. La diPyrolobus fumarii crece de forma óptima a 106 ferencia, como se verá más adelante, es fundamental. grados C, es decir, a Para constituir una teoría científicamente aceptable, una temperatura la panspermia debe ser falsable, y este proceso sólo se superior en seis grados puede llevar a cabo por medio de experimentos. En la a la de la ebullición del agua. Su hábitat actualidad, existen diferentes grupos de investigación, favorito son las fuentes el más importante de los cuales está liderado por Gerhidrotermales da Horneck del DLR (la agencia espacial alemana), que submarinas como las investigan la supervivencia de microorganismos transde la imagen.
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portados a través del sistema solar en el interior de meteoroides. LOS EXTREMÓFILOS La biología del siglo XX ha revelado un prolífico universo de microorganismos, entre los que se cuentan algunos seres cuya capacidad de supervivencia sólo se puede calificar de prodigiosa. Los llamados microorganismos extremófilos pueden sobrevivir hasta temperaturas de 113ºC (es el caso del hipertermófilo Pyrolobus fumarii), resistir la radiación existente en el circuito primario de refrigeración de un reactor nuclear (Deinococcus radiodurans), superar sin mayor problema aceleraciones inmensas durante los procesos de centrifugación que se realizan cada día en los laboratorios de microbiología de todo el mundo, medrar en ambientes de pH muy bajo (Sulfolobus acidocaldarius)... y éstos son únicamente algunos ejemplos. El fascinante mundo de los extremófilos proporciona cada día nuevas sorpresas; en la tabla I se citan los tipos principales de extremófilo y se ilustran con algunos de sus representantes. La referencia 4 da una buena visión general del mundo de los extremófilos.
Familia extremófila Hipertermófilos Psicrófilos Barófilos Halófilos Radiófilos Acidófilos Capacidad Resistencia Resistencia Resistencia Resistencia Resistencia Resistencia

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Cráteres marcianos

a a a a a a

las temperaturas elevadas las temperaturas bajas la presión la salinidad las radiaciones ionizantes agresiones químicas

Representante(s) Rango aceptable Pyrolobus fumarii 90­113 ºC (y pH = 4.0­6.0) Colonias endolíticas antárticas Colonias asociadas a fumarolas submarinas > 108 Pa Cristales de sal Deinococcus radiodurans Microorganismos del Río Tinto pH bajo, metales pesados...

formarse la Tierra, los impactos de grandes objetos (asteroides o cometas) podían evaporar completamente los océanos de nuestro planeta. Sea cual sea el motivo por el que La capacidad de supervivencia ciertos microbios son tan resistentes a las agresiones externas, no cabe de los microorganismos extremófilos duda que dicha capacidad de supodría facilitar su viaje por pervivencia podría facilitar su viaje el espacio bajo ciertas condiciones. por el espacio bajo ciertas condiciones que se detallarán más adelante. Tabla 1. Los principales tipos de extremófilos (adaptada en parte de la referencia 5) Es más que probable que estas sorprendentes cualidades se deban a adaptaciones a condiciones halladas en distintos medios ambiente de la Tierra (se cree, por ejemplo, que la capacidad de resistencia a las radiaciones ionizantes de Deinococcus radiodurans se obtuvo por su tolerancia a la desecación); también existen sugerencias de que los termófilos, que se encuentran entre los microorganismos vivos de estirpe más antigua, se contaron entre los escasos supervivientes de los últimos coletazos del gran bombardeo, cuando, al poco de SUPERVIVENCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN LA PANSPERMIA DÉBIL En nuestro contexto, la ciencia está basada en la experiencia, en la observación de la naturaleza. Así, Gerda Horneck y sus colaboradores6 han abordado la panspermia débil desde un punto de vista muy experimental, sometiendo microorganismos a condiciones comparables a las que se encuentran en el espacio y, en ocasiones, a condiciones espaciales en satélites artificiales como el LDEF (Long Duration Exposure Facility de la NASA, que

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frente a impactos a 5,2 kilómetros por segundo6. Si se tiene en cuenta que Bacilus subtilis no es un organismo particularmente resistente y que dicha velocidad es pasó seis años en órbi- casi igual a la de escape de Marte, resulta que, efectita terrestre baja). La vamente, unos humildes microbios pueden resistir el conclusión es que los proceso que los expulsaría de un planeta como Marte. microorganismos resis- Por otra parte, los meteoritos SNC muestran pocas eviten bastante bien los embates del medio ambiente es- dencias de ondas de choque, por lo que parece que el pacial (vacío extremo, cambios de temperatura, seque- proceso de eyección sería mucho menos agresivo que un dad absoluta y radiación) salvo en lo que se refiere a su impacto a más de 5 kilómetros por segundo. A su llegada a un planeta con atmósfera, la fricción exposición a los rayos ultravioleta (UV). Y una capa de unos pocos milímetros de materia es suficiente para con los gases de ésta frenaría al meteorito hasta velocidades subsónicas. Es un hecho bien conocido que el apantallar los UV. Hasta aquí nada hay que objetar, pero ¿cómo llegan interior de los meteoritos no experimenta un calentaesos microorganismos al espacio por medios naturales? miento importante, ya que el paso por la atmósfera es La existencia de meteoritos SNC (de probable origen de muy corta duración debido a la gran velocidad inicial marciano y de los cuales se conocen un par de docenas de los meteoroides. En consecuencia, los microorgade especimenes) y lunares ha demostrado la viabilidad nismos que viajaran a bordo de este meteorito podrían de transportar materia entre planetas de tipo terrestre sobrevivir sin grandes penalidades a la llegada a un pladel sistema solar7,8. A bordo de estos meteoritos, algu- neta con atmósfera substancial. Una vez considerados el inicio y el final del viaje, nos microorganismos podrían haber realizado el viaje entre la Tierra y Marte (en cualquiera de los dos sentidos queda aún la parte intermedia, el trayecto a través del si el antiguo Marte estuvo habitado) o incluso desde Ve- medio interplanetario. Según simulaciones numéricas8 nus. Por razones energéticas, resulta más difícil un ori- e investigaciones en el laboratorio, los meteoritos margen en Mercurio. Por supuesto, todo eso suponiendo cianos tardaron a lo sumo unos pocos millones de años siempre que en las remotas épocas del Sistema Solar en llegar a la Tierra. ¿Podrían sobrevivir a esta fase los primitivo existiera vida en dichos mundos, extremo so- microorganismos? Mileikowsky y colaboradores10 dan bre el que no se posee ninguna prueba. una respuesta afirmativa, siempre y cuando se encontraran protegidos en el interior de una roca de un tamaño modesto, un par de Parece que la panspermia débil es plausible, metros tal vez. En un futuro cercano, diversos gruaunque se necesitan muchos más experimentos pos científicos planean utilizar las padetallados para arrojar luz sobre aspectos. letas de exposición al medio ambiente todavía oscuros. espacial de la Estación Espacial Internacional para ubicar simulaciones de El viaje entre dos planetas de tipo terrestre empieza meteoritos con microorganismos vivos y durmientes (escon el impacto de un gran bólido (un asteroide o un come- poras) en su interior. Después de una exposición prota) contra el planeta de origen. Los meteoroides, impul- longada a las condiciones prevalecientes en el espacio, sados por gradientes de presión atmosférica, por la super- el meteorito simulado será recuperado y sometido a un posición de una onda de choque directa con una reflejada detallado estudio en el laboratorio. Así, será posible esen el subsuelo9 o por algún otro mecanismo, escaparían timar la tasa de supervivencia de posibles organismos a través del corredor abierto en la atmósfera por el cuer- eyectados de planetas terrestres a bordo de meteoritos po impactante. Una vez en el espacio, una fracción de y dilucidar, de una vez por todas, si la panspermia délos meteoroides estaría en órbita heliocéntrica, y tras un bil es factible o no. En resumen, parece que la panspermia débil es plaucierto tiempo en el espacio arribarían al planeta destino. Por improbable que parezca este escenario, la mera sible, aunque se necesitan muchos más experimentos existencia de los meteoritos marcianos indica que es un detallados para arrojar luz sobre aspectos todavía oscuproceso factible. Pero, ¿podrían unos microorganismos ros. Dichos ensayos se están llevando a cabo en la actualidad, y se perfeccionarán en el futuro. resistir las agresiones de un periplo tan ajetreado? ¿Qué significa esto para la panspermia fuerte? PaEnsayos con esporas de Bacilus subtilis han demostrado su supervivencia (en una fracción de 10-4) rece que poco. Para ser eyectados de un sistema esteNASA

Bacillus subtilis.

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lar (y no de un planeta) la velocidad de escape de los meteoroides debería ser considerablemente mayor, aunque se puede dar el caso por medio de asistencias gravitatorias por planetas gigantes (y se cree que Júpiter expulsó muchos cometas del Sistema Solar primitivo exactamente de este modo). El punto más delicado aquí es la travesía de las vastas regiones interestelares, donde un frío pavoroso y la acción de los rayos cósmicos durante los millones de años necesarios para completar el viaje inactivarían incluso las esporas terrestres más resistentes. Según estimaciones de Mileikowsky y colaboradores, citadas por Horneck, la probabilidad de un impacto de un meteoroide procedente de otro sistema planetario es de 10-9 por cada 500 millones de años. No se puede considerar una posibilidad muy excitante, y casi sin ningún genero de dudas el meteorito transportaría microorganismos inviables.

Imagen del meteorito, de muy posible origen marciano, ALH 84001, encontrado en la Antártida en el año 1984.

más difíciles de rebatir, y por ello resultan mucho más interesantes. A mi entender, y considerando esta posibilidad como algo sumamente improbable, creo que incluso la panspermia dirigida (en este caso, la siembra de planetas propicios para la vida por parte de organismos alienígenas inteligentes) tiene más verosimilitud que la panspermia fuerte. Por lo menos, no viola ningún principio científico de una forma evidente.

HOYLE Y WICKRAMASINGHE: RICHFIELD Y LA PANSPERMIA LA PANSPERMIA FUERTE Las ideas de Hoyle y Wickramasinghe pueden calificar- Visto todo lo anterior, parece claro que la panspermia se, cuando menos, de inciertas. Fred Hoyle (que falle- débil merece la atención de los científicos serios. Y aquí ció en el 2001), produjo algunos de los resultados teó- es donde Richfield peca de la misma culpa que algunos ricos más importantes de la astrofísica del siglo XX (en de los defensores de la panspermia a los que critica sin especial su famoso artículo con el matrimonio Burbid- piedad. Todo el artículo publicado por El Escéptico conge y con Fowler); su contribución a la astrobiología es de un carácter Leer los libros de Hoyle y Wickramasinghe es mucho más controvertido. Entre las hipótesis lanzadas por siempre interesante, porque pocas veces afirman estos autores, destaca la que idensin argumentos. Y aunque rara vez resultan tifica las partículas de polvo intecreíbles, estimulan la imaginación científica. restelar con bacterias en estado durmiente (tal vez muertas). Para ello se basan en propiedades físicas del polvo, como su espectro y sus dimensiones. Po- siste en una caricatura sin argumentos (algo particularcos astrónomos, por no decir ninguno, toman en serio mente sorprendente en esta revista), y está repleto de esta hipótesis por el simple hecho de que existen ex- afirmaciones proferidas con la audacia propia del desplicaciones mejores y más sencillas de las característi- conocimiento. Dejando bien sentado que las delirantes cas del polvo interestelar basadas en la química no bio- hipótesis de Hoyle y Wickramasinghe no se pueden considerar con demasiada seriedad, sí es factible comprológica. Leer los libros de Hoyle y Wickramasinghe11,12, no barlas, y es algo que se hará de forma indirecta en un obstante, es siempre interesante, porque pocas veces futuro próximo, y que de alguna manera ya se ha hecho afirman sin argumentos. Y aunque rara vez resultan cre- en el pasado. Existen ya planes para lanzar sondas automáticas íbles, estimulan la imaginación científica. La respuesta adecuada, siempre, consiste en rebatir sus argu- destinadas a capturar partículas de polvo interestelar mentos por medio de otros argumentos científicos. (además de interplanetario) por medio de placas de aeCiertas hipótesis vertidas en estos libros, como la que rogel. Esta especie de tiras atrapamoscas de alta tecasocia ciertas enfermedades con la caída más o menos nología apresarán suavemente partículas que se enpuntual de lluvias de virus y bacilos, sencillamente no cuentren en el medio interplanetario en un substrato se sostienen; existen múltiples razones que permiten ultrapuro. Una vez de vuelta en la Tierra, esas partícudescartarlas sin más. Otras hipótesis, sin embargo, son las microscópicas serán examinadas en sofisticados la-

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posibles escenarios para abarcar otras posibilidades. Un argumento de una fuerza formidable sería encontrar restos de vida (y no digamos vida) en Marte. Si se pudiera estudiar su bioquímica se tendría la posibiboratorios, donde una es- lidad de compararla con la terrestre; el resultado podría tructura de origen biológi- ser hallar que el esquema básico subyacente en ambas co difícilmente pasaría es idéntico, lo que apoyaría las hipótesis panspérmicas, inadvertida (aquí, se de- o la existencia de un único andamiaje básico bajo el bería ser cauto, ya que cual puede funcionar esto que llamamos vida; por el más de la mitad de los mi- contrario, si la bioquímica marciana fuera completacroorganismos terrestres mente distinta, la panspermia habría recibido un golpe son no cultivables en el la- casi definitivo, incluyendo su versión débil, y la biología boratorio; sencillamente, experimentaría un enriquecimiento extraordinario. Las no se les proporcionan las misiones con retorno de muestras, indefectiblemente a condiciones propicias para 10 ó 15 años en el futuro desde hace ya tiempo, podrían aportar pruebas en este sentido, aunque parece su desarrollo.) No obstante, estudios que se deberá esperar a una exploración de Marte por similares ya se han reali- misiones tripuladas para disponer de evidencias más zado en el pasado pues al- concluyentes. Argumentos como el de la búsqueda del planeta del gunas de las partículas halladas en el interior de ciertos meteoritos parecen ser precisamente granos de polvo in- cual procede toda la vida, a la manera de un Santo Grial terestelar. En ocasiones, se ha anunciado la existencia científico, no hacen más que destapar la caricatura de de microfósiles en el interior de meteoritos (el caso más Richfield. Para él, la navaja de Ockham es más bien un famoso es el del meteorito SNC ALH84001, pero de sable con el que atacar determinadas opiniones, pero siempre sin argumentos científicos sólidos. Sus digresiones sobre monos, esLa panspermia, describa un proceso realmente critores, obras e idiomas acaecido o no, constituye un tema de estudio ficticios no son más que un meritorio, siempre y cuando se respeten las reglas pobre argumento por analogía que no resuelve nada ni del método científico proporciona substancia sobre la que construir una ningún modo el único). Comprobaciones más detalladas opinión informada. Una lectura escéptica y crítica de su han llevado siempre a la misma conclusión: ninguna es- artículo suscita una decepción mucho mayor que la de tructura aparecida en meteoritos precisa de una expli- los libros de Hoyle y Wickramasinghe. Posiblemente, la afirmación más deplorable de todo cación biológica (y eso parece aplicarse ahora a el escrito que se comenta aquí es la de que "en ciencia, ALH84001, si bien el tema sigue sin estar cerrado). Que a Richfield no le diga nada el que la vida se ori- un tema no tiene que ser falso para ser aburrido". No ginara en la Tierra o en otro planeta es, cuando menos, puedo disentir con más fuerza; por una parte, los hechos una afirmación pasmosa. En mi opinión --que no vale falsos han hecho avanzar a la ciencia casi tanto como más que la del lector, pero que me sitúa en contexto-- los ciertos, como mostró en sus deliciosos ensayos el rela vida apareció en la Tierra por medio de algún proce- cientemente desaparecido Stephen Jay Gould; y si un so físico-químico que todavía no comprendemos. Ahora tema científico está basado en hechos ciertos, su calibien, dicho proceso se realizó en un tiempo sorpren- ficación de aburrido no pasa de ser una opinión puradentemente corto13,14,15, y con una probable compo- mente personal, como el pavor a los escarabajos no sición atmosférica16 que no invita precisamente a la afecta en nada a la entomología. formación de moléculas complejas. Quedan otras alternativas, y hay que investigarlas todas; sí, incluyendo la CONCLUSIONES panspermia. En todo caso, si se descubriera que la vida La panspermia, describa un proceso realmente acaeciterrestre es un producto importado, los científicos ocu- do o no, constituye un tema de estudio meritorio, siempados en el origen de la vida deberían ampliar los pre y cuando se respeten las reglas del método cientíARCHIVO ARCHIVO

Fotografías de Fred Hoyle (izquierda) y de Chandra Wickramasinghe (debajo).

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fico. Actualmente, a pesar de las afirmaciones de Richfield, la panspermia débil posee argumentos consistentes a favor de su plausibilidad. En el futuro, diversas misiones espaciales añadirán argumentos a favor o en contra de la hipótesis. No se puede esperar que se demuestre dicha verosimilitud por medio de discusiones teóricas y símiles más o menos afortunados, sino por medio de una experimentación rigurosa como la que se está efectuando. Tal vez nunca se llegue a demostrar o rebatir la hipótesis de la panspermia, pero sin lugar a dudas el camino recorrido será fascinante. é REFERENCIAS 1. Richfield, J., "Plausibilidad, trascendencia y la epidemia panspérmica", El Escéptico, Otoño/Invierno 2000, pp. 16­22 2. Arrhenius, S., Die Umschau 7, 481 (1903) 3. Raulin-Cerceau, F., M. C. Maurel & J. Schneider, "From panspermia to bioastronomy, the evolution of the hypothesis of universal life", Origins of Life and Evolution of the Biosphere 28, 597­612 (1998) 4. Horneck, G. y C. Baumstark-Khan, (Eds.), Astrobiology, Springer-Verlag (2001) 5. Stetter, K. O., "Hypertermophilic microorganisms", en Astrobiology (G. Horneck y C. Baumstark-Khan, Eds.), pp. 169­184, Springer-Verlag (2001) 6. Horneck, G. y colaboradores, "Bacterial spores survived simulated meteorite impact", Icarus 149, 285­290 (2001)

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MAGUFO, EL MAGO

Pedro Mirabet

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