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Panspermia para niños

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La panspermia es una idea que sugiere que la vida podría existir en todo el universo. Propone que pequeñas formas de vida, como microorganismos, pueden viajar de un lugar a otro en el espacio. Estos viajeros cósmicos podrían ir en el polvo espacial, meteoroides, asteroides o cometas. Incluso, las naves espaciales podrían llevar sin querer algunos microorganismos a otros planetas.

Aunque por ahora solo sabemos con seguridad que hay vida en la Tierra, algunos científicos creen que es muy posible que exista vida en otros lugares. Por eso, se envían sondas espaciales a otros planetas y lunas para buscar señales de vida. También hay proyectos, como SETI, que intentan escuchar señales de radio de posibles civilizaciones en el espacio.

Es importante no confundir la panspermia con la idea de que seres de otro planeta crearon la vida directamente en la Tierra. La panspermia solo explica cómo la vida podría haberse movido por el universo, no cómo empezó.

¿Qué significa panspermia?

El término "panspermia" viene del griego antiguo y significa "semillas por todas partes". Fue usado por primera vez por el biólogo alemán Hermann Richter en 1865. Más tarde, en 1908, el químico sueco Svante August Arrhenius, quien ganó un Premio Nobel de Química, popularizó la idea de que la vida pudo haber llegado a la Tierra desde el espacio. El astrónomo Fred Hoyle también apoyó esta hipótesis.

¿Cómo funciona la panspermia?

La hipótesis de la panspermia sugiere que formas de vida muy pequeñas, como los extremófilos (organismos que pueden vivir en condiciones muy difíciles), podrían sobrevivir a los viajes por el espacio. Imagina que un planeta con vida choca con un asteroide. Los restos de esa colisión, que podrían llevar microorganismos, serían lanzados al espacio.

Estos organismos podrían viajar "dormidos" por mucho tiempo hasta que chocan con otro planeta o se mezclan con nubes de gas y polvo donde se forman planetas. Si las condiciones son adecuadas en el nuevo planeta (por ejemplo, si caen en agua), los organismos podrían "despertar" y empezar a crecer, colonizando su nuevo hogar.

Un estudio incluso encontró que un tipo de bacteria llamada Bacillus puede sobrevivir a temperaturas muy altas, lo que apoya la idea de que los microorganismos son muy resistentes. La panspermia no busca explicar cómo se originó la vida, sino cómo se pudo haber esparcido por el universo.

Panspermia molecular: ¿Los ingredientes de la vida viajaron por el espacio?

Una versión más suave de esta idea es la "panspermia molecular" o "panspermia blanda". Esta hipótesis dice que no fueron organismos vivos completos los que viajaron, sino solo los "ingredientes" orgánicos necesarios para que la vida se formara.

Desde los años 70, los científicos han descubierto que el polvo entre las estrellas contiene muchas moléculas orgánicas. Estas moléculas se forman en nubes de gas y polvo en el espacio, protegidas de la radiación ultravioleta de las estrellas. Se cree que la química que llevó a la vida pudo haber comenzado muy temprano en la historia del universo, cuando este tenía solo unos pocos millones de años.

Historia de la panspermia

Archivo:Statue of Sir Fred Hoyle (geograph 2358458 by David Purchase)
Estatua de Fred Hoyle, quien apoyó la idea de la panspermia, en el Instituto de Astronomía de Cambridge.

La idea de la panspermia es muy antigua. El filósofo griego Anaxágoras ya la mencionaba en el siglo V a. C.. Con el tiempo, científicos como Jöns Jacob Berzelius (1834), Hermann E. Richter (1865), Kelvin (1871), Hermann von Helmholtz (1879) y Svante August Arrhenius (1903) le dieron una forma más científica.

Fred Hoyle y Chandra Wickramasinghe fueron grandes defensores de la panspermia en el siglo XX. En 1974, propusieron que parte del polvo en el espacio interestelar era orgánico (con carbono), algo que Wickramasinghe demostró más tarde. Ellos incluso sugirieron que nuevas formas de vida llegan continuamente a la atmósfera terrestre y podrían causar brotes de enfermedades o ayudar a la evolución.

El físico Stephen Hawking también comentó sobre la panspermia en 2009, diciendo que "la vida podría extenderse de un planeta a otro o de un sistema estelar a otro, transportada por meteoros."

Se han hecho experimentos en la Estación Espacial Internacional (entre 2008 y 2015) donde se expusieron biomoléculas y microorganismos al espacio. Algunos organismos sobrevivieron en un estado inactivo por mucho tiempo, especialmente si estaban protegidos por material que simulaba un meteorito. Esto apoya la idea de que la vida podría viajar en rocas.

En 2015, se encontraron restos de vida en rocas de 4100 millones de años en Australia Occidental. Esto sugiere que si la vida apareció tan rápido en la Tierra, podría ser común en el universo.

En 2018, un equipo ruso encontró ADN de bacterias terrestres y marinas en el exterior de la Estación Espacial Internacional. Esto podría significar que las bacterias pueden viajar desde la Tierra hasta el espacio o incluso tener un origen espacial.

Astrónomos de Harvard propusieron en 2018 la "panspermia galáctica", sugiriendo que la materia y las esporas podrían intercambiarse entre galaxias, no solo dentro de un sistema solar. El descubrimiento de un objeto extrasolar llamado 'Oumuamua que cruzó nuestro sistema solar confirma que hay un vínculo material con otros sistemas planetarios.

En 2019, se encontraron moléculas de azúcar, como la ribosa, en meteoritos. Esto sugiere que los asteroides pueden producir ingredientes esenciales para la vida y apoya la idea de que la vida pudo haber comenzado con ARN antes que con ADN en la Tierra, y que la panspermia es posible.

Formas en que la panspermia podría ocurrir

Archivo:Chandra-Wickramasinghe
Chandra Wickramasinghe, un astrofísico que ha investigado cómo los microorganismos podrían viajar en cometas y polvo interestelar.

La panspermia puede ser "interestelar" (entre sistemas de estrellas) o "interplanetaria" (entre planetas del mismo sistema solar). Los medios de transporte podrían ser cometas, la presión de la radiación de las estrellas o la litopanspermia (microorganismos dentro de rocas). Sabemos que el material no vivo viaja entre planetas, como lo demuestran los meteoritos de Marte que se han encontrado en la Tierra.

Las sondas espaciales también podrían transportar microorganismos sin querer. Por eso, las agencias espaciales tienen reglas estrictas para evitar contaminar otros planetas. Sin embargo, se ha descubierto que algunos microorganismos son muy resistentes a estos procedimientos.

En 2012, científicos propusieron que las rocas podrían viajar fácilmente entre los planetas jóvenes de estrellas en su cúmulo de nacimiento. También se ha sugerido la "panspermia dirigida", donde la vida es enviada intencionalmente a la Tierra o desde la Tierra a otros sistemas.

Radiopanspermia: ¿La vida viaja con la luz?

En 1903, Svante August Arrhenius propuso la radiopanspermia. Esta idea dice que las formas de vida microscópicas podrían ser impulsadas por la presión de la radiación de las estrellas. Arrhenius pensó que partículas muy pequeñas, como las esporas de bacterias, podrían viajar a gran velocidad por el espacio.

Sin embargo, científicos como Carl Sagan señalaron que la radiación del espacio (como los rayos UV y rayos X) es muy dañina para la vida. Experimentos en órbita han demostrado que las esporas mueren rápidamente si se exponen al espacio sin protección. Pero si están protegidas, por ejemplo, dentro de arcilla o polvo de meteorito, pueden sobrevivir hasta seis años.

Esto significa que la radiopanspermia, que propone que esporas individuales viajan sin protección, es muy poco probable. En cambio, la idea de que los microorganismos viajen dentro de rocas grandes, como asteroides o cometas, es más probable.

Litopanspermia: ¿La vida viaja en rocas?

La litopanspermia es la idea de que los organismos viajan de un planeta a otro dentro de rocas. Aunque no hay pruebas de que esto haya ocurrido en nuestro sistema solar, se han hecho muchos experimentos para ver si es posible.

Salida del planeta

Para que la litopanspermia ocurra, los microorganismos deben sobrevivir a ser expulsados de un planeta. Esto implica fuerzas extremas, como aceleración y choque, y cambios de temperatura. Los científicos han simulado estas condiciones y han visto que algunos microorganismos pueden sobrevivir.

Viaje por el espacio

La supervivencia de los microorganismos en el espacio se ha estudiado mucho en laboratorios y en órbita. Se han expuesto muchos tipos de microorganismos, incluyendo extremófilos (que viven en ambientes extremos), al espacio. Los estudios muestran que algunos pueden sobrevivir a la radiación, el vacío y las temperaturas extremas.

Entrada a la atmósfera

Otro paso importante es que los microbios sobrevivan al entrar en la atmósfera de un nuevo planeta a gran velocidad. Experimentos con cohetes han demostrado que las esporas de bacterias pueden sobrevivir en los lados de una roca, pero no en la superficie que se calienta mucho al entrar en la atmósfera.

Esto sugiere que los organismos que no necesitan luz (no fotosintéticos) y que están en lo profundo de las rocas tienen más posibilidades de sobrevivir a la entrada.

Panspermia accidental: ¿Basura espacial con vida?

El astrónomo Thomas Gold sugirió en 1960 la hipótesis de la "basura cósmica". Él propuso que la vida en la Tierra podría haber surgido accidentalmente de desechos que seres de otro planeta arrojaron aquí hace mucho tiempo.

Panspermia dirigida: ¿La vida fue sembrada intencionalmente? La panspermia dirigida es la idea de que los microorganismos fueron transportados intencionalmente por el espacio. Esto podría ser que fueron enviados a la Tierra para iniciar la vida, o que fueron enviados desde la Tierra para sembrar vida en otros planetas sin vida.

El ganador del premio Nobel Francis Crick (uno de los descubridores de la estructura del ADN), junto con Leslie Orgel, propusieron que una civilización avanzada podría haber sembrado la vida. Sin embargo, Crick luego pensó que la vida pudo haberse originado en la Tierra.

También se ha propuesto la panspermia activa dirigida para asegurar y expandir la vida en el espacio. Esto podría hacerse enviando "flotas" de cápsulas con microorganismos resistentes a nuevos sistemas planetarios.

Algunos físicos incluso han afirmado haber encontrado patrones matemáticos en el código genético que podrían ser una "firma" de un mensaje implantado por una civilización. Sin embargo, esta afirmación ha sido muy debatida por otros científicos.

Pseudopanspermia: ¿Solo los ingredientes?

La pseudopanspermia (también llamada panspermia blanda o molecular) es la idea de que solo las moléculas orgánicas (los bloques de construcción de la vida) se originaron en el espacio. Estas moléculas se habrían incorporado a la nube de gas y polvo que formó nuestro sistema solar y luego llegaron a los planetas, donde la vida finalmente surgió.

Desde los años 70, se sabe que el polvo interestelar contiene muchas moléculas orgánicas. Se han identificado moléculas importantes para la vida, como el uracilo (un componente del ARN) y la xantina, en meteoritos. Esto demuestra que muchos de los compuestos orgánicos que forman la vida en la Tierra ya estaban presentes en el sistema solar temprano.

En 2009, científicos de la NASA encontraron glicina (un aminoácido) en un cometa por primera vez. En 2011, se sugirió que los bloques de construcción del ADN (como la adenina y la guanina) podrían haberse formado en el espacio. También se encontró que el polvo cósmico contiene materia orgánica compleja que podría haber facilitado el inicio de la vida en la Tierra.

En 2012, astrónomos detectaron una molécula de azúcar, el glicolaldehído, en un sistema estelar distante. Esta molécula es necesaria para formar ARN. Esto sugiere que las moléculas orgánicas complejas pueden formarse en sistemas estelares antes de que se formen los planetas.

En 2013, se descubrieron moléculas prebióticas importantes en una nube de gas gigante en el espacio. Una de ellas, la cianometanimina, produce adenina (un componente del ADN). La otra, la etanamina, podría ayudar a formar alanina (un aminoácido). Esto significa que los bloques de construcción del ADN y los aminoácidos pueden "sembrar" planetas recién formados.

Experimentos de simulación en 2013 mostraron que se pueden crear dipéptidos (pares de aminoácidos) en el polvo interestelar. En 2014, la NASA informó que más del 20% del carbono del universo podría estar asociado con hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que son posibles materiales para la formación de vida.

En 2015, científicos de la NASA lograron formar compuestos orgánicos complejos de ADN y ARN (como uracilo, citosina y timina) en el laboratorio bajo condiciones del espacio exterior, usando sustancias químicas encontradas en meteoritos.

En 2016, la misión Rosetta encontró glicina y otras moléculas en el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Esto, junto con la detección de fósforo, apoya la idea de que los cometas pudieron haber sido clave para el surgimiento de la vida en la Tierra.

En 2019, se detectaron azúcares extraterrestres en meteoritos, lo que sugiere que podrían haber ayudado a formar biopolímeros como el ARN. En 2020, se identificó una proteína llamada hemolitina, de origen extraterrestre, en un meteorito, siendo el primer descubrimiento de este tipo.

Vida en otros lugares del universo

La química de la vida pudo haber comenzado muy temprano en la historia del universo. Según la panspermia, la vida microscópica, transportada por meteoroides y otros cuerpos, podría existir en todo el universo. Sin embargo, la Tierra es el único lugar donde sabemos que hay vida.

Se cree que las condiciones para que surja vida inteligente son muy raras, pero es más probable que existan microorganismos unicelulares simples. La misión Kepler ha estimado que podría haber entre 100 y 400 mil millones de exoplanetas en nuestra Vía Láctea. De estos, hasta 40 mil millones podrían ser del tamaño de la Tierra y estar en zonas habitables alrededor de estrellas. El planeta más cercano de este tipo podría estar a solo 12 años luz de distancia.

Aunque los viajes espaciales a distancias cósmicas llevarían muchísimo tiempo, algunos científicos investigan la posibilidad de viajes más rápidos que la luz.

¿Enfermedades del espacio?

Hoyle y Wickramasinghe especularon que algunos brotes de enfermedades en la Tierra podrían venir del espacio, como la pandemia de gripe de 1918 o la enfermedad de las vacas locas. Sin embargo, la mayoría de los expertos han rechazado estas ideas por falta de pruebas.

Casos de estudio y descubrimientos

  • En 1996, se encontró un meteorito de Marte llamado ALH84001 con estructuras microscópicas que parecían pequeñas bacterias. Al principio, se pensó que eran fósiles de vida extraterrestre, pero luego la mayoría de los expertos concluyeron que podían formarse sin vida. Sin embargo, en 2009, un equipo de científicos reafirmó que había "pruebas sólidas de que pudo haber existido vida en el antiguo Marte".
  • En 2001, investigadores de la Universidad de Nápoles encontraron bacterias vivas dentro de un meteorito. Las bacterias estaban incrustadas en la roca, pero "revivieron" cuando se colocaron en un medio de cultivo.
  • En 2001 y 2005, equipos de investigación en India recolectaron muestras de aire de la estratosfera (a gran altura) y encontraron grupos de células vivas, incluyendo nuevas especies de bacterias que eran más resistentes a la radiación ultravioleta.
  • En 2013, un microbiólogo sugirió que los virus, que son muy numerosos en la Tierra, podrían haber evolucionado en cometas y otros planetas, y propuso buscarlos en lunas y planetas de nuestro sistema solar.

Engaños

En 1965, se descubrió que un fragmento del meteorito Orgueil tenía una semilla incrustada. Aunque al principio causó mucho entusiasmo, se descubrió que era un engaño: la semilla de una planta terrestre había sido pegada al fragmento.

Extremófilos: La vida en los lugares más difíciles

Archivo:Blacksmoker in Atlantic Ocean
Los respiraderos hidrotermales pueden albergar bacterias extremófilas en la Tierra y también pueden albergar vida en otras partes del universo.

Hasta los años 70, se pensaba que la vida dependía de la luz solar. Pero en 1977, científicos descubrieron colonias de criaturas viviendo alrededor de "fumadores negros" (chimeneas volcánicas submarinas) en el océano profundo. La base de su cadena alimentaria eran bacterias que obtenían energía de sustancias químicas, no del sol. Esto demostró que la vida no necesita depender del sol, solo de agua y una fuente de energía.

Ahora sabemos que los extremófilos son microorganismos que pueden vivir en los ambientes más duros de la Tierra: en las profundidades del mar, en hielo, en agua hirviendo, en ácidos, en cristales de sal y en desechos tóxicos. Se han encontrado bacterias vivas en muestras de hielo de 3.700 metros de profundidad en el lago Vostok en la Antártida. También se han descubierto bacterias viviendo dentro de rocas cálidas en la corteza terrestre.

Para probar la resistencia de estos organismos en el espacio, se han expuesto esporas de bacterias, hongos y helechos al ambiente espacial. Las esporas son estructuras muy resistentes que pueden sobrevivir a la radiación UV y gamma, la sequedad, el calor y los químicos. Pueden "despertar" y volver a la vida cuando las condiciones son favorables.

Aunque los modelos sugieren que un meteoroide tardaría millones de años en chocar con un planeta, se han encontrado esporas bacterianas terrestres viables de 40 millones de años, y otras capaces de revivir después de 100 millones de años. Esto sugiere que la vida podría viajar en meteoritos de más de 1 metro de tamaño.

El descubrimiento de ecosistemas en aguas profundas y de muchos tipos de extremófilos ha ampliado enormemente la idea de dónde podría existir vida en el espacio y cómo los microorganismos resistentes podrían viajar grandes distancias.

Investigación en el espacio

Desde el inicio de los vuelos espaciales, los biólogos se han preguntado si los microorganismos pueden sobrevivir en el espacio. Se han realizado varios experimentos en órbita terrestre baja para probar aspectos de la panspermia:

ERA

El experimento ERA (Exobiology Radiation Assembly) en 1992 expuso esporas de Bacillus subtilis y plásmidos (pequeñas piezas de ADN) a las condiciones del espacio. Se vio que las esporas sobrevivían mejor si estaban protegidas de la radiación solar o si estaban en varias capas. Las esporas en "meteoritos artificiales" (incrustadas en arcilla) murieron. La radiación ultravioleta solar causó mutaciones y dañó el ADN.

BIOPAN

BIOPAN es una instalación en la cápsula rusa Foton que expone material biológico al espacio. En varias misiones (entre 1992 y 2007), se demostró que algunas bacterias, líquenes e incluso un animal (los tardígrados, conocidos como "osos de agua") sobrevivieron al duro ambiente espacial y a la radiación cósmica.

EXOSTACK

El experimento alemán EXOSTACK, lanzado en 1984, mostró que el 30% de las esporas de Bacillus subtilis sobrevivieron casi 6 años en el espacio si estaban incrustadas en cristales de sal, y el 80% si estaban con glucosa. Si estaban protegidas de los rayos UV solares, las esporas podían sobrevivir hasta 6 años, especialmente si estaban en arcilla o polvo de meteorito. Esto apoya la idea de la litopanspermia.

EXPOSE

EXPOSE es una instalación en la Estación Espacial Internacional para experimentos de astrobiología. Entre 2008 y 2015, se realizaron tres experimentos. Los resultados mostraron que algunas semillas y líquenes podrían sobrevivir viajes interplanetarios si están protegidos dentro de cometas o rocas de la radiación cósmica y ultravioleta.

Tanpopo

Archivo:Stardust Dust Collector with aerogel
Colector de polvo con bloques de aerogel

La misión Tanpopo es un experimento japonés que investiga la posible transferencia de vida y compuestos orgánicos entre planetas. Recoge polvo cósmico y partículas usando un material llamado aerogel en el exterior de la Estación Espacial Internacional. El objetivo es ver si la panspermia y el transporte natural de vida son posibles.

En agosto de 2020, científicos informaron que bacterias de la Tierra, como la Deinococcus radiodurans (muy resistente), sobrevivieron durante tres años en el espacio exterior, según estudios realizados en la Estación Espacial Internacional.

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Panspermia para Niños. Enciclopedia Kiddle.