Científicos buscan huellas de vida fuera de la Tierra: las muestras de asteroides que abren una nueva vía

Antes de que alguna criatura arrugada y de ojos grandes de una civilización lejana pida ser llevada a casa, el primer éxito en la búsqueda de vida más allá de la Tierra podría ser más prosaico. Una pista podría surgir de un puñado de moléculas en una roca marciana, un grano de hielo de una luna de Júpiter o Saturno, o una columna de agua que se eleva desde un océano sellado bajo una capa de hielo.

En un estudio publicado en Nature Astronomy, un equipo israelí-estadounidense liderado por investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias ha definido un nuevo tipo de huella de vida. Esto podría ofrecer una manera relativamente sencilla de abordar la antigua pregunta: ¿Estamos solos?

Durante décadas, los científicos han buscado biofirmas: rastros químicos o físicos que actúan como huellas dactilares de la vida, ayudando a distinguir la materia viva de la química inerte.

El desafío final radica en que “orgánico” no significa automáticamente “vivo”: los aminoácidos y otros compuestos pueden formarse mediante procesos químicos completamente no biológicos.

“El valor fundamental de nuestro enfoque reside en que ofrece una manera sencilla de identificar material orgánico de origen biológico, a diferencia de la simple suciedad orgánica que se formó en los inicios del sistema solar”, afirma el profesor Itay Halevy , quien dirigió el equipo de investigación junto con el profesor Yohai Kaspi , ambos del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de Weizmann.

El estudio fue dirigido por el Dr. Gideon Yoffe, investigador postdoctoral en el laboratorio de Kaspi, quien combinó herramientas de estadística, ecología y ciencias planetarias. El equipo también incluyó al Dr. Fabian Klenner de la Universidad de California, Riverside, y al Dr. Barak Sober de la Universidad Hebrea de Jerusalén.

“Muchos de los métodos actuales para buscar vida extraterrestre son limitados porque requieren un procesamiento complejo de material orgánico o métodos analíticos muy específicos, un trabajo que actualmente no se puede realizar en el espacio exterior”, dice Yoffe.

El nuevo enfoque sortea estas limitaciones al basarse menos en la química compleja y más en patrones estadísticos. Se inspira en un método desarrollado originalmente por ecólogos para caracterizar la diversidad de especies animales en sus hábitats. Yoffe, con formación en estadística y ciencia de datos, lo adaptó al campo de la astrobiología.

La idea central es examinar la diversidad molecular, partiendo de la premisa de que la vida reorganiza la química según su función. A veces esto implica expandir la diversidad y otras veces reducirla. En lugar de centrarse en moléculas individuales, los investigadores analizaron patrones estadísticos en grupos de moléculas: su distribución y abundancia relativa.

Para probar el método, el equipo analizó más de 100 muestras orgánicas e inorgánicas, incluyendo material de rocas terrestres de tres mil millones de años, cáscaras de huevos de dinosaurio y plumas de dinosaurio fosilizadas conservadas en ámbar, así como muestras recolectadas en el espacio de los asteroides Ryugu y Bennu.

El estudio comenzó con los aminoácidos, los componentes moleculares básicos de las proteínas. Los aminoácidos pueden formarse de forma natural en ausencia de vida mediante colisiones entre moléculas más simples, pero debido a que tales colisiones son poco frecuentes en el espacio, la probabilidad de que los aminoácidos complejos se ensamblen de esta manera es limitada.

Por lo tanto, en la química inerte, los aminoácidos más simples tienden a predominar porque se forman con mayor facilidad, mientras que los más grandes y complejos se vuelven cada vez más raros.

La vida se comporta de manera diferente. Los sistemas vivos sobreviven cuando producen las moléculas que les permiten funcionar, incluso si la producción de dichas moléculas es energéticamente costosa. En lugar de una combinación aleatoria determinada principalmente por el azar, la biología deja tras de sí patrones que no necesariamente están dominados por componentes más simples.

Como resultado, las muestras de materia viva presentan una composición molecular consistentemente más diversa que sus contrapartes no vivas. Esta distinción se cumple no solo para los aminoácidos, sino también para los ácidos grasos, lo que indica que la señal de diversidad refleja una huella biosintética fundamental.

“La vida producirá los componentes básicos que necesita para funcionar”, resume Halevy.

El método se creó en el contexto de un concepto de misión israelí propuesto llamado Eureka. Kaspi, Halevy, Yoffe y sus colaboradores están desarrollando este concepto junto con la industria aeroespacial israelí. El objetivo es enviar una pequeña nave espacial a una o dos de las lunas heladas del Sistema Solar —probablemente Europa, y quizás también Encélado— cuyas cortezas congeladas ocultan vastos océanos subterráneos. La división espacial de Israel Aerospace Industries (IAI) participa en la planificación de la misión y lidera el diseño de la nave espacial.

“Estos océanos subterráneos son especialmente interesantes porque las condiciones que allí se dan podrían permitir el surgimiento de la vida”, afirma Kaspi. Futuras misiones podrían tomar muestras de esos océanos, incluidas moléculas producidas cerca de sistemas hidrotermales en el fondo marino, similares a los de la Tierra.

“Nuestro método no requiere instrumentos analíticos sofisticados”, explica Kaspi. “Se puede aplicar de forma muy sencilla con cualquier método capaz de medir la abundancia relativa de diferentes moléculas, como la espectrometría de masas”.

Sin embargo, la técnica planeada para la misión podría sonar a ciencia ficción para algunos: disparar un láser contra hielo alienígena y esperar a que las moléculas emitan luz. Esta emisión de luz puede ayudar a detectar aminoácidos complejos y otros compuestos que podrían contener huellas biológicas.

Una de las principales ventajas del método es que puede funcionar incluso con muestras de historiales complejos: material alterado por el calor, la radiación, el tiempo o el hielo. “El espacio es un entorno hostil, especialmente en las proximidades de Júpiter, que posee un potente campo magnético, por lo que las partículas energéticas bombardean constantemente las superficies de sus lunas”, explica Yoffe.

«Más allá de su importancia científica y la posibilidad de descubrir vida fuera de la Tierra, vemos una misión espacial a las lunas heladas de Júpiter y Saturno como una fuente de inspiración educativa para la próxima generación de científicos e ingenieros israelíes», declaró un portavoz del IAI. “Confiamos en que cada niño que siga el viaje de la nave espacial se sentirá inspirado para explorar el universo y contribuir a los futuros avances de Israel en ciencia y tecnología”.

Este enfoque no se limita a las lunas heladas. También podría aplicarse a meteoritos, material de asteroides y muestras de antiguas rocas marcianas. En cierto modo, este trabajo reúne diversas ramas de la búsqueda de vida extraterrestre: telescopios que captan la luz de las estrellas a través de atmósferas distantes, naves espaciales que visitan asteroides y cometas, meteoritos que llegan a laboratorios terrestres y vehículos exploradores que perforan rocas antiguas.

Descubrir vida extraterrestre probablemente redefiniría el significado de “primer contacto”. Quizás no haya voz ni saludo desde las estrellas, al menos no al principio; el encuentro podría comenzar discretamente, dentro de un conjunto de datos, a través de patrones en una colección de moléculas. Pero, aun así, sería un acontecimiento trascendental.

“Desde niño me ha fascinado todo lo relacionado con la búsqueda de vida más allá de la Tierra”, dice Yoffe. “Para mí, este tipo de descubrimiento sería uno de los hallazgos científicos más emocionantes jamás realizados”.

La investigación del profesor Itay Halevy cuenta con el apoyo del Premio Andre Deloro a la Investigación Científica. La investigación del profesor Yohai Kaspi cuenta con el apoyo del Centro Helen Kimmel para la Ciencia Planetaria y del Instituto Knell de Inteligencia Artificial.