Grandes moléculas orgánicas en Marte, una posible señal de vida pasada

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Grandes moléculas orgánicas en Marte, una posible señal de vida pasada

En un desarrollo trascendental para la búsqueda de vida extraterrestre, un análisis reciente liderado por la NASA ha concluido que es "razonable hipotetizar" que organismos vivos podrían haber producido las intrigantes moléculas orgánicas encontradas en Marte. Aunque este hallazgo no constituye una prueba definitiva de vida antigua o actual en el Planeta Rojo, marca un paso significativo en la comprensión de las condiciones que podrían haber sustentado procesos biológicos en su distante pasado.

Recientemente se informó del descubrimiento de las moléculas orgánicas más grandes jamás identificadas dentro de una roca marciana. Se cree que estas cadenas extendidas, compuestas de hidrógeno y carbono, son fragmentos de ácidos grasos, compuestos que se generan con frecuencia a través de procesos biológicos en la Tierra. Los hallazgos se detallaron en un artículo publicado el 4 de febrero en la revista Astrobiology, donde los investigadores examinaron meticulosamente varias posibles vías de formación para estas moléculas orgánicas.

El estudio se centra específicamente en moléculas orgánicas conocidas como alcanos, que son hidrocarburos que comprenden largas cadenas de 10 a 12 átomos de carbono, cada uno unido a múltiples átomos de hidrógeno. Si bien los compuestos de alcano más cortos como el metano y el propano son bien conocidos, las cadenas de 12 carbonos o más tienen estadísticamente más probabilidades de ser producidas por mecanismos biológicos en la Tierra, lo que añade una capa adicional de intriga a este descubrimiento marciano.

Estas moléculas tentadoramente grandes están incrustadas dentro de la lodolita de Cumberland, una roca sedimentaria de grano fino ubicada en un antiguo lecho de lago marciano llamado Yellowknife Bay. El rover Curiosity de la NASA perforó inicialmente esta roca en 2013 y desde entonces ha realizado varios análisis utilizando su laboratorio de química a bordo, el instrumento Sample Analysis at Mars (SAM).

Sin embargo, los investigadores solo descubrieron estas moléculas orgánicas específicas relativamente recientemente, después de precalentar una muestra a una intensa temperatura de 2.012 grados Fahrenheit (1.100 grados Celsius) en busca de aminoácidos, los bloques de construcción fundamentales de las proteínas. En cambio, detectaron rastros de estas moléculas orgánicas de tamaño sin precedentes. Luego, los investigadores retrocedieron en el tiempo, utilizando modelización matemática y datos de experimentos de radiólisis, para extrapolar la abundancia original de estas moléculas cuando fueron depositadas por primera vez en la lodolita hace miles de millones de años.

Los alcanos en la lodolita muestreada exhiben actualmente una abundancia que oscila entre 30 y 50 partes por mil millones (ppb). Sin embargo, la lodolita de Cumberland ha estado expuesta al duro entorno de la superficie marciana, rico en radiación, durante aproximadamente 80 millones de años. Esta exposición prolongada ha degradado inevitablemente su contenido orgánico debido al bombardeo de partículas energéticas del sol y del espacio profundo que duró eones. Los investigadores estiman que el material recuperado probablemente representa solo una minúscula fracción, potencialmente varios órdenes de magnitud menor, del contenido lipídico primario que se habría incorporado a la unidad sedimentaria hace dos mil quinientos millones de años.

Aplicando los conocimientos de experimentos de radiólisis anteriores, los científicos calcularon una abundancia inicial "conservadora" para los alcanos, o los ácidos grasos de los que se fragmentaron, que oscila entre 120 y 7.700 ppb. Este amplio rango plantea una pregunta crucial: ¿podrían las fuentes abióticas (no biológicas) explicar completamente tales cantidades sustanciales, o los procesos biológicos desempeñaron un papel en su formación?

El equipo de investigación evaluó sistemáticamente numerosos escenarios abióticos. Primero consideraron un origen espacial, como la entrega a través de partículas de polvo interplanetario (IDP) o meteoritos. Esto se descartó en gran medida porque las IDP no pueden penetrar la roca y no había indicios de impactos de meteoritos en el lugar de muestreo. Un segundo escenario, que implicaba que las moléculas orgánicas se asentaran de la antigua atmósfera de Marte, también se consideró insuficiente para explicar la abundancia observada, ya que la neblina atmosférica temprana del planeta no era lo suficientemente densa como para producir tales cantidades.

Las interacciones agua-roca, otra vía abiótica potencial, suelen producir moléculas orgánicas más pequeñas. Si bien las moléculas de ácidos grasos pueden formarse a través de diferentes vías de alta temperatura, la lodolita de Cumberland no mostró evidencia de haber experimentado el calor necesario. A pesar de descartar estas teorías, un proceso no biológico no pudo ser completamente descartado: la posibilidad de que algunos compuestos orgánicos se formaran abióticamente dentro de los sistemas hidrotermales de Marte y luego fueran transportados a la superficie por fluidos acuosos ricos en materia orgánica. Crucialmente, los investigadores enfatizaron: "Para ser claros, no afirmamos que se haya encontrado prueba de vida marciana antigua en la lodolita de Cumberland."

No obstante, la muestra de Cumberland es rica en varios constituyentes moleculares a menudo asociados con la actividad biológica. Estos incluyen minerales de arcilla, que se forman en presencia de agua; nitratos nutritivos; un tipo específico de carbono vinculado a procesos biológicos; y azufre, conocido por su papel en la preservación de moléculas orgánicas. Además, el cráter Gale, la ubicación de Yellowknife Bay, es conocido por haber contenido agua líquida durante millones de años, proporcionando teóricamente tiempo suficiente para que se desarrollara la química formadora de vida.

Sin embargo, el rover Curiosity se enfrenta a limitaciones en su capacidad para analizar moléculas aún más grandes, que están más fuertemente correlacionadas con los procesos biológicos. El coautor del estudio Christopher House, profesor de geociencias en Penn State, señaló que tales análisis, incluso en la Tierra, "siempre tienen compensaciones". Por lo tanto, aunque Curiosity podría detectar moléculas más grandes, podría carecer de la precisión necesaria para su identificación definitiva. El siguiente paso inmediato implica realizar estudios experimentales en la Tierra para imitar la lodolita de Cumberland y las condiciones marcianas, con el objetivo de comprender cómo las moléculas orgánicas como los ácidos grasos reaccionan en tales entornos. La aspiración final sigue siendo una misión de retorno de muestras de Marte, que permitiría a los científicos analizar directamente la lodolita marciana con equipos de laboratorio avanzados, aunque esta perspectiva actualmente enfrenta importantes obstáculos logísticos.

Si bien la existencia definitiva de vida marciana pasada o presente sigue siendo una cuestión abierta, estos hallazgos ofrecen razones sustanciales para el optimismo entre los entusiastas de la astrobiología. La conclusión de los investigadores de que las fuentes no biológicas por sí solas no pueden explicar completamente la abundancia de estos compuestos orgánicos específicos hace que la hipótesis de un origen biológico sea convincente, manteniendo viva la esperanza de descubrir respuestas profundas sobre la vida más allá de la Tierra.

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