Astrobiología             

La trampa de microbios de Vishniac:
Exploración de la vida de Marte:
Pero, ¿cuál es el sistema mejor para buscar microbios en Marte, teniendo en cuenta las limitaciones de tamaño, coste y energía De momento no podemos enviar allí microbiólogos. Yo una vez tuve un amigo, un extraordinario microbiólogo llamado Wolf Vishniac, de la Universidad de Rochester, en Nueva York. A fines de los años cincuenta, cuando apenas empezábamos a pensar seriamente en buscar vida en Marte, participó en una reunión científica en la que un astrónomo expresó su asombro al ver que los biólogos no disponían de ningún instrumento sencillo, fiable y automatizado para buscar microorganismos. Vishniac decidió hacer algo en este sentido. Desarrolló un pequeño aparato para enviarlo a los planetas. Sus amigos lo llamaron la Trampa del Lobo. Había que transportar hasta Marte una pequeña ampolla de materia orgánica nutriente, obtener una muestra de tierra de Marte para mezclarla con ella, y observar los cambios en la turbidez del líquido a medida que los bacilos marcianos (suponiendo que los hubiese) crecían (suponiendo que lo hicieran). La Trampa del Lobo fue seleccionada junto con otros tres experimentos microbiológicos para viajar a bordo de los vehículos de aterrizaje del Viking. Dos de los otros tres experimentos también se basaban en dar comida a los marcianos. El éxito de la Trampa del Lobo depende de que a los bacilos les guste el agua. Algunos pensaron que Vishniac sólo conseguiría ahogar a sus marcianitos. Pero la ventaja de la Trampa del Lobo es que no imponía condiciones a los microbios marcianos sobre lo que debían hacer con su comida. Solamente tenían que crecer. Los demás experimentos formulaban suposiciones concretas sobre gases que los microbios iban a desprender o absorber, suposiciones que eran poco más que conjeturas.

La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), que dirige el programa de exploración planetario de los Estados Unidos, es propensa a recortar con frecuencia y de un modo imprevisible los presupuestos. Sólo en raras ocasiones hay incrementos imprevistos en los presupuestos. Las actividades científicas de la NASA tienen un apoyo gubernamental muy poco efectivo, y la ciencia es con frecuencia la víctima propiciatoria cuando hay que retirar dinero de la NASA. En 1971 se decidió que debía eliminarse uno de los cuatro experimentos microbiológicos y se cargaron la Trampa del Lobo. Esto fue una decepción abrumadora para Vishniac, que había dedicado doce años a esta investigación.

[Antártida:]
Muchos en su lugar se hubieran largado airadamente del Equipo Biológico del Viking. Pero Vishniac era un hombre apacible y perseverante. Decidió que como mejor podía servir a la causa de buscar vida en Marte era trasladándose al medio ambiente que en la Tierra más se parecía al de Marte los valles secos de la Antártida. Algunos investigadores habían estudiado ya el suelo de la Antártida y llegaron a la conclusión de que los pocos microbios que pudieron encontrar no eran realmente nativos de los valles secos, sino que habían sido transportados allí por el viento desde otros ámbitos más clementes. Vishniac recordó los experimentos con los Botes marcianos, consideró que la vida era tenaz y que la Antártida era perfectamente consecuente con la microbiología. Pensó que si los bichitos terrestres podían vivir en Marte, también podían hacerlo en la Antártida, que era mucho más cálida y húmeda, y que tenía más oxígeno y mucha menos luz ultravioleta. Y a la inversa, pensó que encontrar vida en los valles secos de la Antártida mejoraría a su vez las posibilidades de vida en Marte. Vishniac creía que las técnicas experimentales utilizadas anteriormente para deducir la existencia de microbios no indígenas en la Antártida eran imperfectas. Los nutrientes eran adecuados para el confortable ámbito de un laboratorio microbiológico universitario, pero no estaban preparados para el árido desierto polar. Así pues, el 8 de noviembre de 1973, Vishniac, su nuevo equipo microbiológico, y un compañero geólogo fueron trasladados en helicóptero desde la Estación de Mc Murdo hasta una zona próxima al Monte Balder, un valle seco de la cordillera Asgard. Su sistema consistía en implantar las pequeñas estaciones microbiológicas en el suelo de la Antártida y regresar un mes más tarde a recogerlas. El 10 de diciembre de 1973 salió para recoger muestras en el Monte Balder; su partida se fotografió desde unos tres kilómetros de distancia. Fue la última vez que alguien le vio vivo. Dieciocho horas después su cuerpo fue descubierto en la base de un precipicio de hielo. Se había aventurado en una zona no explorada con anterioridad, parece ser que resbaló en el hielo y cayó rodando y dando saltos a lo largo de 150 metros. Quizás algo llamó su atención, un probable hábitat de microbios, por ejemplo, o una mancha verde donde no tenía que haber ninguna. Jamás lo sabremos. En el pequeño cuaderno marrón que llevaba aquel día, el último apunte dice Recuperada la estación 202. 10 de diciembre de 1973. 22:30 horas. Temperatura del suelo, –10º. Temperatura del aire, –16º. Había sido una temperatura típica de verano en Marte.

Muchas de las estaciones microbiológicas de Vishniac están aún instaladas en la Antártida. Pero las muestras recogidas fueron examinadas, siguiendo sus métodos, por sus colegas profesionales y sus amigos. Se encontró, en prácticamente cada lugar examinado, una amplia variedad de microbios que habrían sido indetectables con técnicas de tanteo convencionales. Su viuda, Helen Simpson Vishniac, descubrió entre sus muestras una nueva especie de levadura, aparentemente exclusiva de la Antártida. Grandes rocas traídas de la Antártida por esa expedición, y examinadas por Imre Friedmann, resultaron tener una fascinante microbiología: a uno o dos milímetros de profundidad dentro de la roca, las algas habían colonizado un mundo diminuto, en el cual quedaban aprisionadas pequeñas cantidades de agua y se hacían líquidas. Un lugar como éste hubiera sido más interesante todavía en Marte, porque la luz visible necesaria para la fotosíntesis penetraría hasta esa profundidad, pero la luz ultravioleta bactericida quedaría por lo menos parcialmente atenuada. Como el plan de una misión espacial queda concluido muchos años antes del lanzamiento, y debido a la muerte de Vishniac, los resultados de sus experimentos antárticos no influyeron en el sistema seguido por el Viking para buscar vida en Marte. En general, los experimentos microbiológicos no se llevaron a cabo en la baja temperatura marciana, y la mayoría no preveían tiempos largos de incubación. Todos ellos formulaban suposiciones bastante concretas sobre cómo tenía que ser el metabolismo marciano. No había posibilidad de buscar vida dentro de las rocas. Cada vehículo de aterrizaje del Viking iba equipado con un brazo de muestreo para sacar material de la superficie y retirarlo lentamente hacia el interior de la nave espacial, a fin de transportar luego las partículas en pequeñas tolvas, como un tren eléctrico, hacia cinco experimentos diferentes: uno sobre la química inorgánico del suelo, otro para buscar moléculas orgánicas en el polvo y en la arena, y tres para buscar vida microbiana. Cuando buscamos vida en un planeta formulamos ciertas suposiciones. Intentamos en la medida de lo posible no dar por sentado que la vida será en otras partes como la de aquí. Pero lo que podemos hacer tiene sus límites. Sólo conocemos de modo detallado la vida en la Tierra. Los experimentos biológicos del Viking suponen un primer esfuerzo de exploración pero no representan en absoluto una búsqueda definitiva de vida en Marte. Los resultados han sido tentadores, fastidiosos, provocativos, estimulantes, y por lo menos hasta hace poco, no han llevado a ninguna conclusión definitiva.

Cada uno de los tres experimentos microbiológicos responde a un tipo de pregunta, pero siempre a una pregunta sobre el metabolismo marciano. Si hay microorganismos en el suelo de Marte, deben ingerir alimento y desprender gases de desecho; o deben de tomar gases de la atmósfera y convertirlos, quizás con la ayuda de luz solar, en materiales utilizables. Por lo tanto, llevamos comida a Marte confiando en que los marcianos, suponiendo que haya alguno, la encuentren sabrosa. Luego esperamos que se desprenda del suelo algún nuevo gas interesante. 0 bien suministramos nuestros propios gases marcados radiactivamente para ver si se convierten en materia orgánica, en cuyo caso deducimos la existencia de pequeños marcianos. De acuerdo con los criterios fijados antes del lanzamiento, dos de los tres experimentos microbiológicos del Viking parecen haber dado resultados positivos. Primero, al mezclar el suelo marciano con una sopa orgánica de la Tierra, algo del suelo descompuso químicamente la sopa; casi como si hubiera microbios respirando y metabolizando un paquete de comida de la Tierra. Segundo, al introducir los gases de la Tierra en la muestra del suelo marciano, los gases se combinaron químicamente con el suelo; casi como si hubiera microbios fotosintetizadores, que generaron materia orgánica a partir de los gases atmosféricos. Los resultados positivos de la microbiología marciana se obtuvieron en siete muestreos diferentes y en dos lugares de Marte separados por 5.000 kilómetros de distancia. Pero la situación es compleja, y quizás los criterios de éxito experimental fueron inadecuados. Se hicieron enormes esfuerzos para montar los experimentos microbiológicos del Viking y ponerlos a prueba con toda una variedad de microbios. Pero se trabajó muy poco para calibrar los experimentos con probables materiales inorgánicos de la superficie de Marte. Marte no es la Tierra. Como nos recuerda el legado de Percival Lowell, podemos muy bien engañamos. Quizás el suelo marciano contiene una química inorgánica exótica, capaz por sí misma y en ausencia de microbios marcianos, de oxidar las materias comestibles. Quizás hay algún catalizador inorgánico especial en el suelo, no vivo, capaz de atrapar gases atmosféricos y convertirlos en moléculas orgánicas. Experimentos recientes sugieren que quizás sea así. En la gran tormenta de polvo marciana del año 1971, el espectrómetro infrarrojo del Mariner 9 obtuvo datos espectrales del polvo. Al analizar ese espectro, 0. B. Tollon, J. B. Pollack y yo nos encontramos con que ciertos rasgos parecían responder mejor a la montmorillonita y a otros tipos de arcilla. Observaciones posteriores por el vehículo de aterrizaje del Viking apoyan la identificación de las arcillas arrastradas por el viento en Marte. Ahora bien, A. Banin y J. Rishpon se han encontrado con que podían reproducir algunos de los aspectos claves tanto los que parecían fotosíntesis como los que parecían respiración de los experimentos microbiológicos positivos del Viking, si en los experimentos de laboratorio ponían tales arcillas en lugar del suelo marciano. Las arcillas tienen una superficie activa compleja, propensa a absorber y a emitir gases y a catalizar reacciones químicas. Es demasiado pronto para decir que todos los resultados microbiológicos del Viking pueden explicarse por la química inorgánico, pero un resultado de este tipo ya no nos sorprendería. La hipótesis de la arcilla no excluye de ningún modo que haya vida en Marte, pero nos lleva realmente a un punto tal que nos permite decir que no hay pruebas convincentes para la microbiología en Marte. Incluso así, los resultados de Banin y Rishpon son de una gran importancia biológica, pues demuestran que a pesar de la ausencia de vida puede haber un tipo de suelo que haga algunas de las cosas que hace la vida. Es posible que en la Tierra, antes de haber vida, ya hubiera habido procesos químicos en el suelo semejantes a los ciclos de respiración y fotosíntesis, que quizás luego incorporó la vida al nacer. Además, sabemos que las arcillas de montmorillonita son un potente catalizador para la combinación de aminoácidos en cadenas moleculares más largas, semejantes a las proteínas. Las arcillas de la Tierra primitiva pueden haber sido la forja de la vida, y la química del Marte actual puede ofrecer claves esenciales sobre el origen y la historia inicial de la vida en nuestro planeta. La superficie marciana muestra muchos cráteres de impacto, cada uno llamado según el nombre de una persona, normalmente de un científico. El cráter Vishniac está situado de modo idóneo en la región antártico de Marte. Vishniac no dijo que hubiese vida en Marte, simplemente que era posible, y que era extraordinariamente importante saber si la había. Si existe vida en Marte, tendremos una oportunidad única para poner a prueba la generalidad de nuestra forma de vida. Y si no hay vida en Marte, un planeta bastante similar a la Tierra, debemos entender el porqué; ya que en ese caso, como recalcó Vishniac, tenemos la clásica confrontación científica del experimento y del control.

[Carbono:]
El descubrimiento de que los resultados microbiológicos del Viking pueden ser explicados por las arcillas, de que no implican necesariamente la existencia de vida, ayuda a resolver otro misterio: el experimento de química orgánica del Viking no manifestó ni rastro de materia orgánica en el suelo de Marte. Si hay vida en Marte, ¿dónde están los cuerpos muertos? No pudo hallarse molécula orgánica alguna; ni los bloques constructivos de proteínas y de ácidos nucleicos, ni hidrocarbonos simples, es decir, ningún rastro de la sustancia de la vida en la Tierra. No es necesariamente una contradicción, porque los experimentos microbiológicos del Viking son un millar de veces más sensibles (por átomo de carbono equivalente) que los experimentos químicos del Viking, y parece que detectan materia orgánica sintetizada en el suelo marciano. Pero esto no deja mucho margen. El suelo terrestre está cargado con residuos orgánicos de organismos vivos anteriormente; el suelo de Marte tiene menos materia orgánica que la superficie de la Luna. Si nos aferramos a la hipótesis de vida, podemos suponer que los cuerpos muertos han sido destruidos por la superficie de Marte, que es químicamente reactiva y oxidante, como un germen en una botella de peróxido de hidrógeno; o que hay vida, pero de una clase en la cual la química orgánica juega un papel menos básico que el que tiene en la vida de la Tierra. Pero esta última alternativa me parece un argumento especioso: soy, aunque me pese, un declarado chauvinista del carbono. El carbono abunda en el Cosmos. Construye moléculas maravillosamente complejas, buenas para la vida. También soy un chauvinista del agua. El agua constituye un sistema solvente ideal para que pueda actuar en él la química orgánica, y permanece liquida en una amplia escala de temperaturas. Pero a veces me pregunto: ¿Es posible que mi cariño por estos materiales se deba, en cierto modo, a que estoy compuesto principalmente por ellos? ¿Estamos basados en el carbono y en el agua porque esos materiales eran abundantes en la Tierra cuando apareció en ella la vida? ¿Es posible que la vida en otro lugar en Marte, por ejemplo esté compuesta de sustancias distintas? (Carl Sagan, Cosmos)