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Un estudio muestra que es posible la llegada de microorganismos desde el espacio

19 marzo, 2010

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La panspermia o llegada de vida desde fuera de la Tierra está muy extendida a pesar de que no existe la menor evidencia científica a su favor. Ni se ha encontrado vida fuera de nuestro planeta ni hay indicios de que alguno de los organismos de la Tierra procedan de otros mundos. En la publicación que aquí se presenta se muestra que existen bacterias que sí podrían soportar una larga estancia en el espacio y el impacto de un asteroide sobre la Tierra, posible vector de transmisión de formas vivas.

En un artículo de la revista Astrobiology firmado por Hornek et al. (Astrobiology (2008), 8: 17-44) se analiza la posibilidad de que microorganismos similares a los actuales hayan llegado en meteoritos desde planetas cercanos. Para ello se simulan las condiciones de presión, temperatura y radiación que supondría este evento y se estudia la capacidad de supervivencia de tres microorganismos terrestres a las mismas.

Los autores de este trabajo informan:

La colisión de asteroides y meteoritos sobre la superficie terrestre se ha correlacionado con extinciones masivas. Sin embargo, algunos modelos consideran un escenario en el que la vida puede pasar de un planeta a otro por parte de rocas lanzadas al espacio tras el impacto de un asteroide. Esta posibilidad ha sido llamada litopanspermia en referencia a la teoría de la panspermia formulada por Arrhenius (1903). Mientras que la panspermia postula que microscópicas formas de vida, tales como esporas, pueden ser diseminadas por el viento solar, llevando formas de vida de un planeta a otro, la litopanspermia asume que las rocas lanzadas al espacio tras el impacto de un meteoro sirve para transferir organismos residentes en esas rocas.

La posibilidad de la existencia de agua en Marte ha abierto la especulación de que quizás en algún momento ese planeta pudo albergar alguna forma de vida. Además, han existido transferencia de material entre Marte y la Tierra, tal y como muestran los 40 meteoritos marcianos encontrados en nuestro planeta hasta este momento. Estos meteoritos están formados exclusivamente de rocas ígneas, que incluyen variedades de rocas plutónicas y volcánicas, tales como basalto, piroxenos o dunitas. La época de cristalización es muy variada, desde 180 millones de años (Ma), 360-600 Ma a 1300 Ma. Solamente se ha encontrado un ejemplo de meteorito con una antigüedad de 4500 Ma. Se han llevado a cabo estudios petrográficos para estudiar el metamorfismo provocado por impactos y éstos han mostrado que la fuerza necesaria para su lanzamiento fuera de la órbita del planeta oscila en un mínimo de 5-10 GPa, hasta un máximo de 55 GPa.

Por supuesto, una transferencia viable de microorganismos entre planeta requiere, no sólo que éstos sobrevivan al escape (al impacto más el lanzamiento al espacio), sino también al viaje a través del espacio, así como sobrevivir al proceso de entrada en la atmósfera terrestre. Estudios previos mostraron que esporas de Bacillus subtilis podían vivir es un ambiente hostil, similar al espacio exterior, por un máximo de 6 años, teniendo en cuenta que estas esporas estuvieron protegidas de la radiación UV del sol. Cabe la posibilidad de que estas esporas pudieran ser capaces de resistir radiación UV, o exposición al vacío permitiendo así un tránsito viable entre Marte y la Tierra (y viceversa) en el interior de rocas mayores a 1 metro. Este acontecimiento pudo ocurrir varias veces a lo largo de la historia del Sistema Solar.

No hay ningún estudio acerca de la capacidad de sobrevivir de las bacterias que pueden colonizar el interior de las rocas a impactos similares a una colisión por meteoritos. En el trabajo que aquí se presenta se estudia la capacidad de supervivencia de bacterias incluidas en rocas similares a las marcianas (gabro) a la presión que sufren los meteoritos marcianos.

Los microorganismos elegidos fueron: (i) endosporas bacterianas de Bacillus, una de las entidades vivas más resistentes a condiciones ambientales adversas, (ii) una cianobacteria resistente a la desecación y a la radiación ionizante, Chroococcidiopsis y el liquen Xanthoria elegans, habitante de ambos polos y adaptado a condiciones extremas tales como fuertes fluctuaciones de temperatura, desecación extrema y elevada radiación UV.


La cianobacteria Chroococcidiopsis en su ambiente natural, colonizando una roca del desierto del Negev como un delgado biofilm endolítico


El liquen Xanthoria elegans colonizando en una roca de los Alpes

El objetivo de este estudio es comprobar si microorganismos endolíticos (incluidos en rocas) lanzados al espacio pueden sobrevivir a las condiciones que ello requiere: presiones de choque de 5-55 GPa y rápidos aumentos de temperatura desde 1 grado kelvin a 1000 grados kelvin.


Esquema (A) y fotografía (B) del sistema que simula mediante potentes explosiones controladas las presiones predichas en un impacto meteorítico

Los resultados de este experimento mostraron que tanto las esporas de Bacillus como las muestras del liquen Xanthoria podían sobrevivir a los tratamientos de presión y temperatura a los que fueron sometidos, mientras que Chroococcidiopsis es susceptible a presiones mayores a 10 GPa. Como resumen, en las condiciones predichas que acontecen en impactos de meteoros y lanzamiento de material rocoso fuera de un planeta, es posible la supervivencia, y por tanto la transferencia de microorganismos entre diferentes entidades planetarias. Sin embargo, esa transferencia parece no ser válida para cianobacterias.

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  1. 19 marzo, 2010 de 11:21

    la panspermia para mi es muy dificil. ya que los microorganismos tienen que resistir cambios muy severos. en su viaje. ademas las celulas de todas las especies [perdon si aqui fallo] son iguales. osea. que no hay especies en la tierra que tengan diferen estructura celular.

    si hubiera dado la panspermia aqui. se encontrarian diferentes especies con diferentes estructuras celulares.

    manuel que opinas de esto?

  2. Rhay
    19 marzo, 2010 de 11:35

    No sé si tiene que ver mucho con esto, pero en el Río Tinto (Huelva) se estudiaron unas bacterias que por lo visto habían mutado y se alimentaban de hierro.

    Os dejo un link de la Autónoma de Madrid.

    http://www.revistaecosistemas.net/pdfs/110.pdf

  3. 19 marzo, 2010 de 11:57

    Bueno, eso sería cierto si cayesen a la vez diferentes grupos de microorganismos muy distintos entre sí. Pero imagina que llevó un grupo, con bacterias y arqueas y empezaron a vivir aquí y a evolucionar. Si varios millones de años después llegó otro grupo de bacterias totalmente diferentes igual encontró un ambiente ya colonizado y no prosperó. Esto no son más que hipótesis sin evidencias detrás. Conocer lo que pasó en los albores de la vida en nuestro planeta exige mucho trabajo aún.

  4. 19 marzo, 2010 de 12:02

    Rhay si que conozco el trabajo, de hecho me pilla muy de cerca, he trabajado con alguno de esos aislados. No son bacterias que hayan mutado, con microorganismos que son capaces de obtener energía a partir de materia inorgánica, como el hierro y el azufre. Se cree que algunos de estos microorganismos son de los más antiguos que habitan en nuestro planeta, ya que pueden vivir sin materia orgánica. La energía la sacan de minerales y el carbono del CO2, mediante el ciclo de Calvin, tal y como hacen las plantas. Algún día dedicaré un artículo a Rio Tinto y su relación con la búsqueda de vida en Marte.

  5. Rhay
    19 marzo, 2010 de 12:58

    Me parece un tema bastante interesante, Manuel.

  6. Paa
    19 marzo, 2010 de 13:18

    Yo siempre he tenido una duda con esto, ya que si los microorganismos pueden soportar grandes cambios de presión y altas radiaciones, lo podrán hacer en los dos sentidos, asi que…Si alguien encontrase microorganismos similares a los de la tierra pongamos en la Luna, ¿cómo sabrían que no los llevaron los primeros astronautas que pisaron la luna? De hecho, podríamos haber llevado vida al espacio sin querer, por simple contaminaciñon…

    saludos

  7. Fran
    19 marzo, 2010 de 13:20

    Manuel como siempre muy interesante (como casi todo en este blog) recuerda que en los que hablan de ciencias no suelo comentar…

    La razón es obvia, no tengo ni idea y sobre todo porque tengo que usar las manos para sostenerme la mandibula (porque estoy todo el rato con la boca abierta de asombro y admiracion por lo que leo)

    Saludos

  8. Fran
    19 marzo, 2010 de 13:26

    Aclaración

    ciencias = ciencias naturales (Astronomía, Física, Química, Biología y las Ciencias de la Tierra.)

    tengo algunos conocimientos de física y quimica, de las otras tes ando bastante pelado, pero gracias a ustedes y personas como Edgar y a otros blogs se va aprendiendo algo de lo mucho que ustedes saben…

  9. Edu
    19 marzo, 2010 de 14:31

    Buenas,

    Es la primera vez que escribo, aunque hace algún tiempo que sigo el blog y os doy mi enhorabuena por él.

    La duda que me asalta cuando me planteo la posibilidad que aquí se comenta no es tanto la probabilidad de la resistencia al viaje sinó la de caer cerca (por una cuestión de diseminación post-impacto) de una zona con los recursos necesarios para la supervivencia de las especies transportadas. En muchos casos (y perdonadme si me equivoco)las especies capaces de resistir condiciones extremas (como algunas arqueas) también se ven relegadas a ecosistemas muy particulares (anoxia, altas temperaturas, presencia de gases tipo sulfuros, metanos…). Me resulta difícil cuadrar todos esos parámetros, aunque cosas más raras se han visto…Que opináis al respecto?

    Gracias por todo y enhorabuena, de nuevo, por el blog

  10. 19 marzo, 2010 de 16:59

    Hola Edu, gracias por el comentario. Tu planteamiento es interesante, y no es fácil contestar ya que mi respuesta sólo puede estar basada en especulaciones, dada la falta de evidencias. Pero creo que hay un planteamiento que sí hay que tener en cuenta: cómo era la Tierra hace muchos millones de años. La historia geológica muestra un pasado de temperaturas más elevadas, una composición de la atmósfera muy diferente a la actual (por ejemplo no había oxígeno) y una actividad volcánica productoras de gases y ácidos. En ese sentido los que hoy llamamos extremófilos podían haber prosperado en unos ambientes que son dificiles de encontrar en la Tierra actual, pero que entonces podían haber sido muy abundantes.

    Saludos

  11. 20 marzo, 2010 de 4:54

    Manuel :Bueno, eso sería cierto si cayesen a la vez diferentes grupos de microorganismos muy distintos entre sí. Pero imagina que llevó un grupo, con bacterias y arqueas y empezaron a vivir aquí y a evolucionar. Si varios millones de años después llegó otro grupo de bacterias totalmente diferentes igual encontró un ambiente ya colonizado y no prosperó. Esto no son más que hipótesis sin evidencias detrás. Conocer lo que pasó en los albores de la vida en nuestro planeta exige mucho trabajo aún.

    cierto.

    lo que mas me interesa de la influencia de los cometas en el origen de la vida. son los aminoacidos que se han encontrado en varios de estos. por ejemplo
    el Stardust recogió polvo desprendido del cometa wild. [si no mal recuerdo] y después lo analizaron y encontraron diferentes tipos de aminoacidos.

    también cometas que chocaron en la tierra contenían aminoacidos.

    quisiera saber tu opinión Manuel. sobre estos hallazgos. y si influyeron los aminoacidos de los cometas a los primeros compuestos de la vida que se estaban formando en la tierra?

    saludos.

  12. Rhay
    20 marzo, 2010 de 10:38

    Yo también he leído acerca de esa teoría. De hecho, decía que el origen de la vida se encontraba en los impactos de los cometas, los cuales son también los responsables de que en la Tierra haya agua… No sé qué pensáis…

  13. 20 marzo, 2010 de 12:24

    Si, la teoría de los cometas como sembradores de vida…. Es una posibilidad. En el espacio se han encontrado gran cantidad de compuestos orgánicos: en los cometas aminoácidos y purinas, en el cosmos hay nubes de compuestos orgánicos que se forman tras el estallido de las supernovas…. Pero esta posibilidad hace retroceder más todavía la escala de eventos necesarios para llegar a la biodiversidad actual. Requiere de una evolución química en nuestro planeta previa a una evolución biológica, el paso de unas moléculas simples a otras que fueran capaces de autorreplicarse (¿quizás ribozimas?) y de mantener en su propio ambiente (¿liposomas?). ¡Queda tanto por descubrir!

  14. Rhay
    20 marzo, 2010 de 16:42

    Ahm… Yo pensé que eso que comentas, Manuel, se había dado en el período Precámbrico y que había pruebas de ello, vaya… Tengo tanto que aprender, Diosa…

  15. 20 marzo, 2010 de 16:55

    ¿A qué pruebas te refieres Rhay?

  16. Rhay
    20 marzo, 2010 de 20:17

    Me refería a la autorreplicación. Pensé que se habían descubierto bacterias muy rudimentarias del Precámbrico que eran las formas de vida más antiguas jamás estudiadas, y que eran algo así como el primer paso de la vida en la Tierra. Ahora mismo no recuerdo dónde vi el documental… Me parece que fue en el programa “Redes”…

  17. 20 marzo, 2010 de 21:07

    Rhay, los rudimentos de una bacteria precámbrica (en cuanto a nivel celular) son dificiles de conocer. Hasta donde yo sé los organismos más antiguos conocidos son los estromatolitos, unos fósiles de bacterias similares a las actuales cianobacterias. Tienen 3.500 millones de años de antiguedad. Es casi seguro que antes existieron otras, pero es dificil de conocer. Lo que se está intentando en el laboratorio es generar seres autorreplicantes rudimentarios. Hay un grupo en Harvard que ha conseguido protoplastos (esferas de una pseudomembrana lipídica) que incorporan nucleótidos y ensamblan moléculas capaces de replicar. Hay más ejemplos por ahí, cuando tenga un momento te busco alguna referencia.

  18. Rhay
    20 marzo, 2010 de 21:53

    Gracias. La verdad es que es un área del conocimiento apasionante, Manuel…

  19. 22 marzo, 2010 de 19:44

    Manuel, enhorabuena por el artículo. Como dice Rhay, ¡es un tema apasionante!

    Si os interesan estos temas, yo os sugeriría la lectura de un par de artículos del año pasado que los revisan con bastante claridad (eso sí, en inglés):

    1- Ancient micronauts: interplanetary transport of microbes by cosmic impacts.
    Trends Microbiol. (2009) 17:243-250.
    Wayne L. Nicholson.
    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19464895

    En este artículo el autor revisa los conocimientos actuales y los experimentos que han puesto a prueba la hipótesis de la litopanspermia, es decir, el posible transporte de microorganismos en el interior de meteoritos que viajan entre planetas.
    Se revisan todos los aspectos implicados, incluyendo la física de los impactos, el transporte por el espacio y la capacidad de los microorganismos para soportar semejantes (hipotéticos) viajecitos.

    2- Migrating microbes and planetary protection.
    Trends Microbiol. (2009)17:389-392.
    W.L. Nicholson, A.C. Schuerger & M.S. Race.
    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19726193

    Este segundo artículo complementa al anterior, y se refiere a la posible contaminación cruzada (entre la Tierra y otros planetas) causada por la exploración espacial, y las medidas que se toman actualmente para intentar evitarla (“protección planetaria”).
    Microorganismos terrestres viajaban sin duda en las primeras sondas que se enviaron a otros planetas, pues al principio de la carrera espacial no se controlaban muy bien estas cosas. Probablemente esos microbios terrestres no soportaron el viaje, o los supervivientes no encontraron condiciones adecuadas para sobrevivir en el nuevo planeta o satélite (p. ej. Marte, Venus, la Luna). Pero existe la posibilidad de que ya hayamos contaminado esos cuerpos celestes con microbios terráqueos.
    En el caso de que existan microorganismos nativos en otros planetas o satélites, también podría darse contaminación en la otra dirección, si enviamos sondas que regresan con material procedente de otros planetas: algunos “pasajeros” inesperados podrían venir en las sondas. Por eso son tan importantes las medidas de protección planetaria que se comentan en este segundo artículo.

    Por cierto, este tema protagonizó la portada de la revista en la que se publicó este artículo. Creo que la portada quedó bastante graciosa, se puede ver aquí:
    http://www.cell.com/trends/microbiology/issue?pii=S0966-842X%2809%29X0009-0
    Por si acaso ese enlace no va bien, podéis ver la portada también en mi blog:
    http://twistedbacteria.blogspot.com/2010/02/about-fabulous-covers-of-trends.html
    (En la portada, Marte se protege de la contaminación por microbios terrestres, transportados en naves espaciales, empleando un paraguas y una mascarilla)

  20. 22 marzo, 2010 de 19:56

    Gracias por los enlaces, César. La verdad es que es un tema apasionante.

    Saludos.

  21. 22 marzo, 2010 de 21:23

    César, muchas gracias por el comentarios y por los enlaces. Serán de utilidad para una segunda parte de este apasionante tema 😉

  22. Rhay
    26 marzo, 2010 de 11:35

    Chicos, me he encontrado una noticia en el Yahoo hoy que va bastante con el tema de este artículo:

    http://es.noticias.yahoo.com/9/20100324/tsc-el-bombardeo-causado-por-la-migracio-cc4c324.html

  23. Uri
    21 noviembre, 2010 de 0:05

    Parece increible que un organismo pueda sobrevivir al impacto primero,despues al viaje por el espacio (con sus temperaturas extremas y la radiacion),a una entrada en la atmosfera de la Tierra y al impacto sucesivo.Nunca te acostaras sin saber una cosa nueva.
    Por otro lado lo de la Panspermia siempre me habia parecido como una mala excusa (si no puedes explicar el origen de la vida en la Tierra es porque viene de fuera de la Tierra),pero sabiendo la resistencia de estos organismos y su capacidad para mantenerse vivos en todas las circumstancias que implican este transporte,ya no se que pensar sobre el tema.

  24. 21 noviembre, 2010 de 4:01

    Rhay, el enlace me sale página no encontrada.

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