La búsqueda de vida más allá de la Tierra fascina a muchos e inspira grandes preguntas:¿Estamos realmente solos en el universo? ¿Es nuestra Tierra única? ¿Es posible que la vida más allá de la Tierra esté realmente lejos de los pequeños extraterrestres verdes y mucho más cerca de la vida microbiana con la que compartimos nuestro planeta?
Los organismos unicelulares fueron las primeras formas de vida que evolucionaron en la Tierra hace miles de millones de años y han existido por mucho más tiempo que los humanos y otros organismos multicelulares. También son metabólicamente diversos y pueden prosperar en ambientes que los humanos consideramos extremos, como en el fondo del océano, en respiraderos hidrotermales muy calientes, en lagos extremadamente salados e incluso dentro de rocas.
El primer lugar para buscar vida fuera de la Tierra es dentro de nuestro sistema solar, donde las distancias entre nosotros y mundos potencialmente habitables todavía son manejables para sobrevuelos de naves espaciales e incluso misiones de muestreo. Venus, Marte y muchas lunas de Júpiter y Saturno son de interés para los astrobiólogos, aunque Europa, una de las 95 lunas de Júpiter, es un mundo candidato particularmente prometedor. Europa es un mundo oceánico helado donde columnas de agua brotan de un océano debajo de una gruesa corteza de hielo.
Aunque la temperatura de la superficie se mantiene perpetuamente por debajo de -220 °F, Europa entusiasma a muchos astrobiólogos como un posible sitio para la vida en nuestro sistema solar debido a su océano subglacial. El agua es importante para la habitabilidad de un planeta por la vida tal como la conocemos; un disolvente polar como el agua es esencial para las reacciones bioquímicas que impulsan toda la vida en la Tierra y también puede proporcionar un hábitat térmicamente estable para que los organismos vivan y evolucionen.
Junto con el agua, el carbono es otro componente importante de la vida tal como la conocemos. Todas las macromoléculas esenciales de la vida se basan en carbono:los azúcares, las proteínas, el ADN y los lípidos están compuestos por átomos de carbono dispuestos en diversas formas, incluidos anillos, láminas y cadenas.
En septiembre de 2023, dos equipos independientes de científicos descubrieron que el dióxido de carbono sólido (CO2 ) en la superficie de Europa probablemente se origine en su océano subglacial, ya que su ubicación en la superficie coincide con características geológicas que indican el transporte de material desde debajo del hielo.
Un equipo también planteó la hipótesis de que los océanos están oxidados, una condición química que sustenta la biosfera actual de la Tierra y, por lo tanto, favorece la habitabilidad de la vida tal como la conocemos. Aunque los científicos no pudieron determinar definitivamente la fuente del CO2 En Europa, la confirmación de que existe carbono en Europa ha alimentado el fuego de los astrobiólogos que creen que podría albergar vida microbiana.
Los signos de vida como el carbono orgánico y el agua se conocen ampliamente como biofirmas, marcadores químicos o físicos que requieren específicamente un origen biológico. Aunque ninguna firma biológica es suficiente para afirmar que hay vida en un mundo lejano, encontrar muchas firmas biológicas complementarias en cuerpos como Europa puede fortalecer el argumento de que la vida, de alguna forma, podría existir más allá de la Tierra.
De Europa a la Antártida:estudiando los microbios subglaciales
Como lugar de trabajo de campo microbiológico, Europa es lo más inalcanzable posible:está a más de 600 millones de kilómetros de distancia y es increíblemente fría. ¿Cómo podemos entonces determinar si la vida podría sobrevivir en las condiciones europeas? Una idea es estudiar sitios análogos en la Tierra:ambientes extremos en la Tierra cuyas condiciones imitan las de mundos lejanos.
Al caracterizar la vida microbiana en estos ecosistemas, podemos obtener información sobre cómo la vida puede persistir en lugares que son completamente inhóspitos para la mayoría de las otras formas de vida. El estudio de sitios analógicos también puede darnos pistas sobre qué tipos de firmas biológicas pueden ser importantes en diferentes entornos y ayudar a informar lo que los investigadores buscan en los datos provenientes de futuras misiones con destino a Europa.
Jill Mikucki, Ph.D., profesora asociada de la Universidad de Tennessee, Knoxville, estudia uno de esos sitios análogos:Blood Falls, una característica que colorea el extremo del glaciar Taylor en los valles secos de McMurdo en la Antártida. Allí, un ecosistema de aguas subterráneas subglaciales y saladas filtra salmuera que contiene hierro a la superficie. El hierro se oxida al entrar en contacto con el aire, tiñendo el agua salada que fluye de un rojo oxidado y dándole a Blood Falls su apariencia espeluznante y su nombre a juego.
"Trabajar y acampar en los valles secos parece de otro mundo", dijo Mikucki. "Puede ser extremadamente silencioso... penetrantemente. Pero si el viento se levanta, puede rugir".
Parte del atractivo de Blood Falls como análogo proviene de sus características geo e hidrológicas únicas. "Creo que Blood Falls es un gran análogo para los estudios del mundo oceánico porque es uno de los pocos lugares donde el líquido transita desde debajo del hielo hasta la superficie", explicó Mikucki. "Además, es salado, por lo que es como un minimundo oceánico que ocasionalmente derrama alícuotas de fluidos subglaciales y su contenido microbiano".
Estas características recuerdan a las columnas de humo europeas que brotan de debajo del hielo. "En Blood Falls, podemos estudiar cómo es la vida debajo del hielo, qué implica ese tránsito a la superficie y cómo es la supervivencia en la superficie", dijo Mikucki.
En 2009, Mikucki y sus colegas publicaron un artículo que detalla cómo los microbios debajo del glaciar Taylor pueden estar reciclando azufre y utilizando hierro como aceptor terminal de electrones, un papel que desempeña el oxígeno para muchos organismos en la superficie de la Tierra.
Este tipo de metabolismo ocurre en condiciones anaeróbicas (cuando el oxígeno es limitado), lo que puede ocurrir en algunos ambientes cuando los organismos fotosintetizadores que producen O2 Están ausentes. Este ecosistema está enterrado profundamente bajo el hielo y puede haber estado aislado del exterior durante más de 1 millón de años.
Mikucki ha estado trabajando en ambientes subglaciales durante más de dos décadas, pero todavía está sorprendida por algunos de sus hallazgos y los de su equipo. Por ejemplo, las células microbianas crecen muy lentamente bajo el hielo y posiblemente tarden un año o más en dividirse.
"Todo todavía me desconcierta", se ríe. "Me pregunto cuánto tiempo ha estado atrapada esta salmuera debajo del glaciar Taylor y cómo, dónde y bajo qué circunstancias se originó. ¿Cómo han persistido estas comunidades microbianas a lo largo de este viaje físico y químico?" ¿Podría la vida persistir de manera similar en Europa? El jurado aún no ha decidido, pero se están realizando esfuerzos para recopilar más datos.
En las próximas décadas, veremos mejor Europa a través de dos misiones:JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) de la Agencia Espacial Europea y Europa Clipper de la NASA. Mientras que la misión JUICE, lanzada en abril de 2023, tiene como objetivo caracterizar Europa y otras dos lunas de Júpiter, la misión Clipper de la NASA (cuyo lanzamiento está previsto para octubre de 2024) se centrará en Europa.
El objetivo del Clipper es medir el espesor de la corteza helada y el intercambio entre la superficie y el océano, así como estudiar la composición y geología de Europa. Las dos naves espaciales deberían alcanzar sus objetivos en la década de 2030 y luego podrán comenzar a recopilar y enviar datos.
La posibilidad de que exista vida más allá de la Tierra (y que bien pueda ser muy diferente de la que tenemos aquí) es a la vez emocionante y humillante. Si nunca encontramos vida más allá de la Tierra, significará que lo que ocurrió aquí fue extraordinariamente especial. Si lo hacemos, podría cambiar lo que creemos saber sobre la vida y mostrarnos que no estamos solos en el vasto cosmos.
Proporcionado por la Sociedad Estadounidense de Microbiología
