18.10: Marte

En 1975, la NASA lanzó dos landers no tripulados hacia el planeta Marte:

• Viking 1 se instaló suavemente en Marte el 20 de julio de 1976
• Viking 2 aterrizó en el lado opuesto del planeta el 3 de septiembre de 1976.

Ambas misiones vikingas llevaban equipos diseñados para buscar evidencia de vida. Había cinco tipos diferentes de instrumentos:

Cámaras de televisión.

Nunca se vieron imágenes que sugieran la presencia de la vida.

Un cromatógrafo de gases combinado con un espectrómetro de masas

Este aparato examinó el suelo marciano en busca de la presencia de moléculas orgánicas. A pesar de ser sensible a concentraciones en el rango de partes por mil millones (ppb), no se detectó materia orgánica (excepto trazas de los solventes que se habían utilizado en la tierra para limpiar el equipo). Incluso si se pudieran formar moléculas orgánicas en Marte, la intensidad de la luz ultravioleta en la superficie pronto las destruiría.

El experimento de liberación etiquetada (LR)

El metabolismo es una propiedad universal de la vida en la tierra. El experimento LR fue diseñado para buscar evidencia de catabolismo por cualquier microorganismo que pudiera haber estado presente en el suelo marciano. En este experimento, se incubó una muestra de suelo con una sopa diluida de moléculas orgánicas (como el aminoácido glicina) que había sido sintetizada con el isótopo radiactivo ¹⁴ C. Durante un periodo de 10 días, se monitoreó la atmósfera por encima de la muestra para la aparición de gases radiactivos como el dióxido de carbono (CO ₂). Los resultados:

• una explosión de producción de gas cuando se agregó por primera vez el medio
• pero no cuando el suelo había sido precalentado para matar cualquier microorganismo que pudiera haber contenido.
• Sin embargo, la producción de gas no aumentó a medida que pasaba el tiempo (como se esperaría si los organismos vivos estuvieran creciendo en el medio) y
• adiciones posteriores no produjeron gas adicional.

Así, la mayoría de los científicos concluyeron que el gas fue producido por química no viva (producida por agentes oxidantes en el suelo). Esta conclusión se vio fortalecida por resultados similares utilizando suelos de un desierto seco en el norte de Chile. (Ver Navarro-Gonzalez, R., et al, Science, 7 de noviembre de 2003)

El experimento de liberación pirolítica (PR)

El experimento PR fue diseñado para buscar evidencia de anabolismo; específicamente si había algún microorganismo en el suelo marciano que pudiera sintetizar moléculas orgánicas complejas a partir de dióxido de carbono (CO ₂) y monóxido de carbono (CO). En este experimento, se introdujo una mezcla de CO ₂ radiactivo y CO en un recipiente que contenía una muestra de suelo.
Debido a que el anabolismo requiere energía y la fuente más importante de esa energía aquí en la tierra es la luz solar (para la fotosíntesis), la mezcla de incubación se iluminó con una lámpara de arco brillante.
Después de 5 días,

• cualquier CO ₂ y CO sin reaccionar se eliminó del sistema y luego
• la muestra de suelo se calentó para expulsar cualquier molécula orgánica radiactiva que pudiera haber sido sintetizada.

El resultado: se detectó materia orgánica en 7 de 9 corridas. Sin embargo, se lograron algunos resultados positivos incluso en corridas donde el suelo se había calentado por primera vez a una temperatura tan alta que cualquier microorganismo presente habría sido asesinado (al menos aquí en la tierra).

El experimento de intercambio de gases (GEX)

En este experimento, se colocó una mezcla conocida de gases en la cámara junto con la muestra de suelo y luego se analizó periódicamente para ver si algún gas (por ejemplo, CO ₂) había desaparecido de la mezcla o se había agregado a ella.

• En la primera parte del experimento, se agregó caldo nutritivo a la cámara pero no al suelo. Hubo una rápida liberación de
  • grandes cantidades de O ₂ (que no se esperarían de la descomposición heterotrófica de sustratos orgánicos). Esto pronto disminuyó.
  • cantidades menores de CO ₂ (un producto esperado del catabolismo).
• Una semana después, se agregó más caldo nutritivo; esta vez directamente al suelo. Hubo otra, más pequeña, liberación de CO ₂ pero ninguna liberación de O ₂. La conclusión: los gases se formaron por química no biológica (agentes oxidantes nuevamente).

Entonces, ¿qué podemos concluir a partir de estos datos?

Los experimentos LR, PR y GEX produjeron algunos resultados positivos.

Sin embargo:

• Todos estos implicaban ambigüedades desconcertantes, no comportarse como harían pruebas similares realizadas en muestras de suelo terrenal.
• Posteriormente se demostró que todos eran reproducibles aquí en la tierra por química no biológica.

Por lo que los estudios vikingos probablemente no revelaron la presencia de vida en Marte. ¡Pero esto no es lo mismo que decir que la vida no existe ahora ni nunca en Marte!

Tal vez:

• Las capas superiores del suelo son inhóspitas para la vida.
• Otros lugares de Marte necesitan ser muestreados.

El Rover Curiosity

El 6 de agosto de 2012, el rover Curiosity de la NASA aterrizó en Marte. Hasta el momento, su muestreo ha revelado evidencias de cadenas cortas de hidrocarburos alifáticos, clorobenceno, un hidrocarburo aromático y nitratos.

La evidencia de los meteoritos marcianos

Se piensa que algunos meteoritos —por su peculiar química— han llegado a la tierra desde Marte. Uno de estos ALH84001 (encontrado en las colinas Allan de la Antártida en 1984) ha sido sometido a un análisis intensivo de ingredientes sugestivos de procesos de vida.
En ella se han encontrado:

1. hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Pero en la mayoría de los meteoritos marcianos que han sido examinados, estas y otras moléculas orgánicas han quedado atrapadas en su interior donde ningún ser vivo podría haberlas depositado, y también se encuentran HAP y otras moléculas orgánicas en meteoritos que llegan de otra parte del sistema solar.
2. minerales dentro del meteorito (por ejemplo, carbonatos, magnetita) que están formados por organismos vivos aquí en la tierra y parecen haber sido depositados en la roca del meteorito en algún momento posterior de su historia;
3. objetos que bajo el microscopio electrónico de barrido parecen fósiles de microorganismos diminutos. Sin embargo, incluso los más grandes de estos “nanofósiles” tienen diámetros de solo 100 nanómetros (nm) (0.1 µm, aproximadamente del tamaño de un ribosoma). Esto es más pequeño que los microorganismos más pequeños aquí en la tierra (los micoplasmas, con diámetros de alrededor de 300 nm) y es menor que las estimaciones del diámetro mínimo (200 nm) necesario para proporcionar el volumen necesario para construir una célula viva.

Se cree que ALH84001 aterrizó en la Antártida hace unos 13 mil años. Pero en julio de 2011, otro meteorito marciano aterrizó en el desierto marroquí. Con mucho menos tiempo para que ocurra la contaminación terrestre, puede ayudar a resolver parte de la controversia sobre la importancia de las características encontradas en ALH84001.

¿Qué respondería a nuestra pregunta?

La materia orgánica no es, a pesar de su nombre, el producto exclusivo de la vida. Muchos otros meteoritos contienen materia orgánica y las moléculas orgánicas pueden, por supuesto, sintetizarse en el laboratorio a partir de precursores inorgánicos. Lo que sí distingue a las moléculas orgánicas producidas por la vida es la restricción a un enantiómero u otro. Por ejemplo, todas las proteínas sintetizadas por los seres vivos aquí en la tierra usan L-aminoácidos exclusivamente. La síntesis de aminoácidos en el laboratorio de química produce una mezcla 50:50 (llamada mezcla racémica) de las formas L - y D -. No hay nada que sugiera que la vida no pudiera funcionar igual de bien con los D-aminoácidos. Lo que es poco probable es la capacidad de las proteínas (por ejemplo, las enzimas) para poder funcionar si están hechas de una mezcla de enantiómeros L y D. Entonces, si el suelo marciano revelara la presencia de todos los enantiómeros L (o todo-D), esto sería una poderosa evidencia de que la vida los había producido.

Sin embargo,

• Ya sea probado en Marte mismo, o en muestras devueltas a la tierra, se debe tener un cuidado riguroso para garantizar que no haya contaminación por moléculas terrestres.
• Hay alguna evidencia de que incluso la síntesis no biológica en el espacio puede favorecer a un enantiómero sobre el otro. Cuatro aminoácidos en el meteorito Murchison, que nadie sugiere tener un origen biológico, muestran un exceso de 7— 9% de la forma L sobre la forma D.
• Con el tiempo, incluso en el clima frío y seco de Marte, una población de enantiómeros L - (o D -) se descompondrá espontáneamente en una mezcla racémica (50:50) y así oscurecerá un origen biológico.

El caso de la vida en Marte -ya sea hoy o en el pasado- no está probado ni desmentido.