¿Por qué estamos buscando vidas en planetas con condiciones similares a la Tierra, mientras que las vidas que evolucionan en cualquier planeta podrían haberse adaptado a su entorno?

Toda la vida que conocemos está hecha de células o se basa en un ecosistema de células.

Entonces, una forma de buscar vida extraterrestre es imaginar los requisitos para que las células evolucionen y buscar lugares que cumplan con esos requisitos. No buscamos necesariamente una vida similar a la humana, sino las condiciones que permitirían el desarrollo de organismos unicelulares.

Cuando observamos toda la vida celular en la tierra, estamos atontados por la danza compleja y el control de la nanomáquina y las reacciones químicas metabólicas.

Si intenta reducir todo lo que está sucediendo en la celda, encontrará algunos conceptos básicos universales:

  • Metabolismo mediado por proteínas.
  • Membrana basada en lípidos
  • Almacenamiento de información basado en nucleótidos
  • Solvente a base de agua

Entonces, cuando miramos las estrellas, tratamos de imaginar lugares donde estos factores básicos podrían unirse y permitir que la vida se desarrolle. El más importante y conocido de estos factores es el agua líquida. ¿Por qué el agua líquida es la clave?

1) El agua es un solvente fantástico. Puede disolver muchas moléculas polares diferentes y si tiene moléculas hidrofóbicas como los lípidos, puede crear barreras que no se disuelven en agua. Para crear vida, debe separar el organismo del medio ambiente y el agua permite que las moléculas hidrofóbicas creen esta pared entre lo propio y lo no propio.

2) Los solventes líquidos permiten que las reacciones químicas se desarrollen a buen ritmo. La mayoría de las veces, cuando observamos diagramas simples de celdas, todo se ve muy limpio y discreto. Incluso el video anterior muestra procesos que ocurren de una manera muy ordenada. En realidad, todas las moléculas se mueven constantemente por el movimiento térmico de la solución. Aquí hay un video que muestra este movimiento un poco mejor. Puedes ver la proteína motora caminando a lo largo del citoesqueleto. Observe cómo la velocidad de su progresión es un poco aleatoria y se basa en cuándo su pie logra bloquearse en un sitio de unión en el hilo citoesquelético:

Toda la química en tu cuerpo ocurre así. Estas reacciones químicas aparentemente aleatorias tienen sus tasas estrictamente gobernadas por las condiciones en sus células, así como las enzimas y las moléculas de transporte. Esto necesita un solvente líquido para ocurrir. Los sólidos no permitirían suficiente transporte y movimiento, mientras que el movimiento térmico en los gases son órdenes de magnitud demasiado rápidos para que ocurran reacciones complejas y controladas.

Por lo tanto, buscamos agua líquida en el cosmos porque, a nuestro entender, es fundamental para el tipo de química compleja que se necesita como base para el desarrollo de la vida.

Afortunadamente, el H2O también es un compuesto muy común en el universo, quizás uno de los más comunes. Es una combinación del elemento más común en el universo: el hidrógeno, y el tercer elemento más común en el universo: el oxígeno. El helio es el segundo elemento más común, pero como es un gas noble, no forma enlaces químicos con nada y casi no cuenta. Entonces, los dos primeros elementos químicamente activos más comunes en el universo son hidrógeno y oxígeno. Por lo tanto, debemos esperar encontrar H2O en todas partes, pero no necesariamente en forma líquida. Y esa es la clave.

Curiosamente, el cuarto elemento más común es el carbono. Entonces, los tres principales elementos químicamente activos en el universo son: hidrógeno, oxígeno y carbono. Después de eso obtienes hierro y nitrógeno. Es curioso cómo todos los principales tipos de moléculas orgánicas en nuestros cuerpos (lípidos, proteínas, etc.) están hechos casi por completo de C, H y O. Todos flotan en un montón de H2O. Es como si estuviéramos hechos del universo o algo así.

No solo estamos buscando vida, o lugares donde la vida pudo haber existido alguna vez, en lugares con solo condiciones similares a la Tierra.

Algunos ejemplos:

Una gran cantidad de investigaciones sobre ubicaciones potenciales donde la vida pudo haber existido en el pasado en Marte se han centrado en áreas donde había agua líquida, porque el agua líquida es conveniente como medio para reacciones químicas biológicamente interesantes. Pero aquellos entornos en la superficie de Marte que tenían agua líquida presente en el pasado distante (es decir, hace 3.500 millones de años o más), así como aquellos entornos bajo la superficie de Marte donde el agua líquida está presente ahora son generalmente extremadamente salados y, a menudo, también extremadamente ácidos. Hay lugares en la Tierra que son igualmente extremos, y algunas formas de vida terrestres han evolucionado para sobrevivir en ellas, pero no son nada agradables para los humanos.

Europa y Encelado, lunas de Júpiter y Saturno, respectivamente, son sujetos de interés astrobiológico porque tienen depósitos de agua líquida en contacto con rocas calientes, debajo de capas superficiales de hielo. Estos son nuevamente entornos en los que los humanos no podrían sobrevivir; pero son similares a los respiraderos hidrotermales de aguas profundas en la Tierra donde varias formas de vida sobreviven.

Y Titán, otra luna de Saturno, tiene una atmósfera espesa y una superficie dominada por lagos de metano y etano líquidos a aproximadamente -200 C. Ninguna vida terrestre podría sobrevivir en ese ambiente sin una fuente de calor, como mínimo absoluto. Pero hay vías químicas que podrían producir estructuras que se auto-replican y experimentan evolución en dicho entorno. Y entonces hay interés en buscar química biológicamente interesante en Titán.

Buena pregunta. Gracias por el A2A.

Personalmente, creo que mucho de esto podría tener que ver con el hecho de que tenemos un tamaño de muestra de 1 cuando se trata de la determinación de un entorno planetario para la idoneidad para la vida.

Sin embargo, el registro fósil muestra que la vida evolucionó en condiciones muy diferentes a las que tenemos ahora (oxígeno más bajo, más caliente), y si aceptamos los diferentes entornos indicados en el registro fósil como otras muestras, entonces podemos extender el rango de condiciones de la muestra. dentro de algunos límites finitos (temperatura, composición atmosférica con respecto al CO2, H2O, S, presión atmosférica).

Aún así, sin embargo, esto nos deja con vida que se ha formado y evolucionado en una ubicación / entorno [planetario]. Dos preguntas sobre la vida que ha evolucionado fuera de nuestras ideas preconcebidas son:

  1. ¿Reconoceríamos ese entorno como adecuado para la vida?
  2. ¿Reconoceríamos cualquier vida que evolucionó dentro del medio ambiente en 1.?

Apenas sabemos qué buscar en el entorno en el que habitamos … ¿Se puede esperar que reconozcamos la vida si la encontramos donde no la esperamos?

Mi intuición es que, a menos que la forma de vida alienígena [verdaderamente] fuera capaz de reconocernos, descifrar nuestras comunicaciones y lenguaje, y luego comunicarnos con nosotros, no reconoceríamos la forma de vida alienígena (al menos hasta que fuera demasiado tarde).

Y si la forma de vida alienígena estuviera explorando activamente la galaxia en busca de hábitats adecuados y la Tierra fuera incompatible con su biología, imagino que no pasarían mucho tiempo examinándola a menos que tuvieran una razón para hacerlo. Y esta es la pregunta a la inversa: ¿una forma de vida extraterrestre que no tuviera interés en la Tierra reconocería que estábamos en el planeta?

De hecho, estamos buscando vida principalmente donde uno como el nuestro podría haberse desarrollado. Es muy difícil imaginar un camino radicalmente diferente al nuestro que conduce a entidades autorreplicantes. El carbono es el elemento químicamente más “versátil” (con el silicio en el segundo lugar), formando muchas clases diferentes de moléculas con innumerables variantes, una propiedad necesaria para algo tan complejo como la vida. Para la mayoría de las reacciones químicas que involucran carbono, se necesita un solvente, ninguno coincide con el agua. Ahora, los “detalles” como los ácidos nucleicos serían el sustrato de información abierto, por supuesto.

Por lo tanto, estamos buscando vida basada en el carbono y el agua. Quizás algún otro solvente sirva, por lo que no estamos descartando a Titán por completo, aunque no creo que los exobiólogos contengan la respiración.

¿Podría surgir la vida en un entorno completamente diferente (por ejemplo, compuesto por circuitos electrónicos basados ​​en silicio en un mundo lo suficientemente frío como para la superconductividad)? No conozco ninguna propuesta seria, aparte de las de la literatura de ciencia ficción que carecen de cualquier nivel de rigor científico.

Quizás deberíamos estar atentos a la “progenie inorgánica” de la vida orgánica: la “vida” basada en máquinas evolucionó a partir de ancestros construidos por seres orgánicos desaparecidos hace mucho tiempo. Algo así como “necrosfera” en The Invincible de Stanislaw Lem

La gran pregunta es: todavía tenemos que encontrar (evidencias sólidas de) organismos vivos que tengan una forma diferente de biología. Y nuestra ciencia aún no se ha expandido en esas líneas. Para expandir la ciencia, necesitamos hacer preguntas y para eso, debemos notar algo inusual. Esto aún no ha sucedido. Necesitamos comenzar en algún lugar para comenzar una búsqueda como esa. Hasta ahora, los humanos no sabemos por dónde empezar (o mejor, cómo comenzar). La vida en los planetas “similares a la Tierra” tiende a tener la misma biología (o similar) y tenemos suficiente conocimiento y recursos para guiarnos. La vida en planetas hostiles (si existen) puede no tener lo mismo.

¿Por qué no la vida en un entorno diferente? Teóricamente es posible. Pero por (nuestras) razones prácticas, no se puede investigar. Primero, no sabemos (completamente) cómo buscar vida en estos entornos hostiles. En segundo lugar, nuestras habilidades pueden no ser suficientes para encontrarlas todavía. Además, el ambiente hostil puede resultar fatal para las observaciones.

Por ejemplo, la atmósfera venusiana es dura e inhabitable según las condiciones humanas (¡92 veces más pesada que la atmósfera de la Tierra y 460 grados Celsius en el suelo!). Y, como dijiste, la vida puede existir allí. Pero, si envía una sonda o instrumentos a Venus para verificarlo u obtener mediciones in situ, el entorno hostil destruirá los instrumentos. Además, al estar más cerca del sol, cualquier satélite que uno pueda enviar a Venus para analizar de forma remota las condiciones tiende a tener una vida corta. Entonces, esto es prácticamente difícil. Si se lanza una misión de este tipo, habrá muchas consecuencias políticas, especialmente cuando la misión falla, lo cual es muy probable con nuestra tecnología actual.

La razón por la que estamos buscando vidas en planetas que son “similares a la Tierra” es porque son mucho más fáciles de comenzar. Las condiciones para que la vida permanezca habitable en la Tierra también pueden estar presentes en estos planetas. Por lo tanto, existe la posibilidad de que la vida (si está presente) en estos planetas puede ser similar a la que está presente en la Tierra. Si hay alguna diferencia, entonces puede ayudarnos a identificar algunas formas diferentes de vida en la Tierra que no se notaron en el pasado.

Entonces, mirando las razones políticas actuales y examinando honestamente el estado actual de la ciencia, se prefiere mucho una misión para comprender las condiciones y la presencia de vida en la Tierra como los planetas que la misma misión en un planeta hostil.

A partir de ahora, las condiciones en la Tierra como los planetas tienen foco porque

  • Ayuda (a la larga) hacer posibles las cosas para la Tierra 2.0 (Encontrar otro planeta similar a la Tierra)
  • ¿Futuro viaje interestelar? (Estamos muy lejos de eso, pero, un alimento para el pensamiento)
  • Y puede hacer observaciones y mediciones fácilmente.
  • Nuestra ciencia para estudiar formas de vida “similares a la Tierra” está razonablemente establecida y nos respalda.

Tal vez, en un futuro lejano, si las necesidades nos impulsan, o si nuestra ciencia y tecnología maduran a un nivel mayor, ¡los humanos definitivamente pueden aventurarse en planetas hostiles en busca de la vida!

El conocimiento es siempre de lo “conocido” a lo “desconocido”. Sabemos que la vida puede existir en planetas alienígenas con condiciones similares a la Tierra, por lo que es lógico que busquemos tales planetas. Además, se han descubierto miles de planetas alienígenas, por lo que tomará toda una vida observar cada uno cuidadosamente para descubrir si hay alguna forma de vida “ahí fuera”. Por otro lado, si adaptamos el método de “eliminación” al eliminar los imposibles como los que están muy cerca o muy lejos de sus estrellas anfitrionas, la búsqueda será mucho más fácil.

Todo dicho y hecho, no somos como “hacer las maletas” para migrar, porque todos los planetas descubiertos hasta ahora están a años luz de distancia. Esta es solo nuestra búsqueda de conocimiento. Necesitamos saber que “NO ESTAMOS SOLOS”.

Una vez que hemos dejado en blanco las formas de vida “conocidas”, solo entonces podemos pensar seriamente en las formas de vida “desconocidas”, como el boro o el nitrógeno, la vida por encima de los 100 ° C, etc.

El problema es que no sabríamos qué buscar. Ya hemos descubierto que buscar la vida tal como la conocemos no es tan fácil. Buscando la vida porque no la conocemos es esencialmente una pregunta totalmente abierta. ¿Cuáles serían las emisiones y absorciones características de la vida ya que no la conocemos?

Por supuesto, de una manera estamos buscando vida como no la conocemos, en el sentido de que estamos buscando algo inusual o diferente en el universo. Si hubiera un tipo de vida totalmente diferente en cualquier lugar, o la búsqueda general de cosas interesantes podría mostrarlo. Creamos buscadores especializados para la vida tal como la conocemos porque ese es el único tipo de vida que comprendemos lo suficiente para construir sondas de propósito especial.

La búsqueda es para todo tipo de planetas. Pero algo muy parecido a la Tierra es mucho más interesante.

También es discutible hasta qué punto la vida podría desarrollarse o adaptarse a condiciones significativamente diferentes de la Tierra.

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