La astrobiología busca comprender el origen de los componentes básicos de la vida, cómo estos compuestos biogénicos se combinan para crear vida, cómo la vida afecta -y es afectada- por el entorno del que surgió y, finalmente, si la vida se expande más allá de su planeta de origen y cómo lo hace.

Ninguna de estas cuestiones es en absoluto nueva, pero por primera vez desde que se plantearon, estas preguntas pueden tener ahora respuesta. La astrobiología trata de proporcionar una base filosófica y programática que permita explorar el lugar que ocupa la vida en el universo, en niveles de complejidad interrelacionados que van de lo molecular a lo galáctico.
Al principio, uno podría pensar que su campo de experiencia podría ser relevante para la astrobiología. De hecho, con la perspectiva cósmica de la Astrobiología, bien podrían ver sus intereses como algo distante de un esfuerzo tan expansivo. Si nos sumergimos en la descripción más superficial de la Astrobiología, pronto veremos que no sólo hay una gran variedad de disciplinas científicas y de ingeniería implicadas, sino que los puntos de intersección entre estas disciplinas son a menudo novedosos.

En algún momento todo el mundo tiene un interés en la Astrobiología. El reto que tenemos por delante no es tanto la formulación de preguntas como la forma de canalizar todos los conocimientos pertinentes hacia la tarea adecuada para responder a estas preguntas. También requiere la voluntad de todos los participantes de desafiar viejos supuestos y concebir nuevas formas de hacer las cosas.

Como dijo una vez Albert Einstein, «el universo es más extraño de lo que podemos imaginar». No obstante, armados con esta advertencia, los astrobiólogos nunca deberían dejar de intentar imaginar cómo funciona el universo, ni rehuir el intento de comprender su lugar personal en medio de su esplendor y misterio.

Puedes ser un astrobiólogo simplemente decidiendo que lo eres.

¿Cómo se afectan mutuamente la vida y el mundo en el que reside a lo largo del tiempo?

Los oceanógrafos y los climatólogos tendrán que ayudar a entender cómo la vida y el planeta en el que surgió afectan a la composición de la atmósfera de ese planeta. Se trata de entender cómo se forman los océanos y las atmósferas, cómo interactúan para perpetuar las condiciones necesarias para la vida, cómo los cambios en la atmósfera y los océanos pueden cambiar el curso de la evolución y cómo la actividad de las formas de vida puede, a su vez, alterar el carácter de la atmósfera de un planeta y de sus océanos.

Pero la Tierra es sólo un planeta, y apenas representativo de todos los mundos de este sistema solar. ¿Qué ocurre con la vida en un planeta (Marte) cuando sus océanos se secan (o se hunden en el suelo) y la mayor parte de su atmósfera escapa al espacio y el resto se congela en sus polos? ¿Pueden iniciarse los mismos pasos para la vida que se dieron en la Tierra en un mundo (Europa) en el que una gruesa corteza de hielo tiene un entorno de alto vacío de radiación en un lado y un océano líquido en el otro, uno en el que la principal fuente de energía no proviene de una estrella sino de las interacciones de las mareas con un planeta gaseoso gigante?

En el frente inmediato: ¿cómo auguran todas estas interacciones entre el aire, el agua y la vida en la Tierra la forma en que estamos transformando nuestro planeta? ¿Podemos controlar el proceso a tiempo para evitar graves consecuencias? ¿Hemos iniciado un proceso que de otro modo ocurriría de forma natural? Es decir, ¿la consecuencia inevitable de que un planeta fomente la vida inteligente es la modificación de su biosfera? Si hemos conseguido alterar la biosfera de la Tierra de forma fortuita y no planificada, ¿podrían extraerse lecciones de este experimento incontrolado de forma que pudiéramos transformar deliberadamente un mundo inhóspito (terraformarlo) en uno capaz de albergar vida?

¿Cómo se evalúa la historia vital de un planeta?

Los paleontólogos, biólogos evolutivos y tal vez incluso los arqueólogos serán llamados a ayudar a entender el registro de la vida anterior en la Tierra en un contexto planetario – es decir, ¿qué lecciones podemos aprender de desentrañar nuestro propio pasado para guiarnos mientras averiguamos lo que sucedió en otros planetas? En este contexto se inscriben los geólogos y astrónomos planetarios. ¿Qué implicaciones pueden extraerse del registro fósil de la Tierra en relación con el tiempo y el ritmo al que se forma la vida en la historia de un planeta? ¿Surge la complejidad a un ritmo constante o se produce a rachas? ¿Los cambios en los entornos planetarios preceden o siguen a los períodos de cambio? ¿Afectan los acontecimientos de origen externo, como grandes impactos, una supernova cercana o variaciones estelares, al ritmo y carácter de la evolución de la vida? ¿Surge la vida tan pronto como las condiciones lo permiten? ¿Surge la vida sólo para ser extinguida por acontecimientos cataclísmicos y volver a surgir? ¿Es posible extinguir realmente la vida una vez que se ha extendido por (y dentro de) un planeta?

¿Podemos esperar encontrar fósiles en otros mundos? Si es así, ¿dónde debemos buscar? ¿Fue la historia temprana de Marte lo suficientemente similar a la de la Tierra como para que se puedan encontrar pruebas de vida con la misma facilidad que en la Tierra? ¿Pueden los planetas intercambiar material que contenga fósiles? Si es así, ¿qué implicaciones tiene el intercambio de material vivo entre planetas? Si se intercambia material, ¿es un fenómeno raro o común? ¿Pueden utilizarse los registros fósiles de varios planetas para calibrar si se produjeron tales intercambios y cuándo, y si las formas de vida foráneas lograron prosperar?

¿Cómo se pasa de la química simple a las formas de vida autorreplicantes?

Los químicos orgánicos e inorgánicos, los teóricos de la información, los genetistas y los biólogos moleculares tendrán que entender cómo surgieron los sistemas autorreplicantes y cómo evolucionaron para incluir la codificación de la información y el control metabólico. Para la astrobiología es interesante saber qué materiales y entornos no vivos participaron en el origen de los sistemas químicos autorreplicantes. ¿Qué materiales fueron necesarios? ¿Podemos replicar estas condiciones hoy en día? ¿Existen sistemas alternativos que puedan surgir de materiales de partida diferentes? ¿Existieron sistemas de vida primordiales que compitieran entre sí y, en caso afirmativo, ganó uno sobre el otro o se fusionaron en una única biología?

También es interesante comprender cómo eran los primeros sistemas genéticos, si existen análogos en la Tierra hoy en día y si los organismos actuales contienen fósiles moleculares (es decir, componentes antiguos conservados a lo largo de la evolución) que puedan proporcionar información sobre los primeros sistemas genéticos.

Vida en entornos extremos: ¿es así como empezó la vida en la Tierra y es esto lo que podemos esperar encontrar en otros mundos?

Los microbiólogos, ecologistas, oceanógrafos, químicos orgánicos e inorgánicos y geólogos tendrán que entender los extremos ambientales en los que puede existir la vida en la Tierra. Se ha encontrado vida a kilómetros de profundidad de la corteza terrestre, en las partes más profundas del mar, en agua cáustica e hirviendo, dentro de reactores nucleares, en el interior de rocas antárticas y en medio de vertederos tóxicos. Ahora se cree que la vida surgió en la Tierra en condiciones cálidas y hostiles.

Como tal, ¿son los extremos en los que prospera la vida terrestre indicativos de los entornos en los que puede surgir la vida en otros lugares? ¿Sugieren estos entornos la variedad de entornos de otros mundos en los que puede sobrevivir la vida? ¿Indican los lugares donde podríamos encontrar restos de ecosistemas en mundos como Marte que han sufrido cambios climáticos extremos? Los microbiólogos industriales y los investigadores farmacéuticos también pueden participar, ya que varias enzimas aisladas de extremófilos ya han tenido un uso científico y comercial importante.

Impactos planetarios a gran escala: Devastación y recuperación de ecosistemas.

Los astrónomos, geólogos planetarios y paleontólogos tendrán que evaluar el efecto que los grandes impactos tienen sobre la vida en la Tierra. Se ha encontrado un claro registro de bombardeo en la historia temprana del sistema solar esparcido por muchos planetas y lunas. Hace varios años vimos cómo un cometa golpeaba a Júpiter con una fuerza muchas veces superior a la del arsenal nuclear colectivo de nuestro planeta. En la Tierra está claro que se han producido con cierta regularidad grandes impactos que han destruido ecosistemas. ¿Explican estos impactos alguno de los caminos seguidos durante la evolución de la vida en la Tierra? ¿Son los impactos planetarios un componente «natural» de la evolución de la vida en un planeta? Si es así, ¿el ritmo de los impactos acelera o retrasa la evolución de nuevas formas de vida? De hecho, ¿los impactos frecuentes durante la juventud de un planeta borran la vida una o varias veces antes de que ésta se afiance finalmente?

La afluencia constante y diaria de material meteorítico, los supuestos fósiles extraterrestres encontrados en el meteorito marciano ALH84001 y los recientes análisis de la composición cometaria, sirven para aumentar el interés por el papel que los materiales extraterrestres tuvieron en el origen de la vida en la Tierra. ¿Los océanos de la Tierra y Marte fueron el resultado de impactos cometarios? ¿Qué papel desempeña esta afluencia constante de materiales en el ecosistema de un planeta? ¿Pueden transferirse organismos viables entre planetas, es decir, debemos considerar una ecología en la que intervenga la biota de más de un planeta? ¿Pueden concentrarse pequeñas colecciones de materiales biogénicos en mundos que de otro modo serían abióticos, como los polos de la luna de la Tierra? Si los materiales que golpean la Tierra contienen compuestos biogénicos, ¿qué dice esto sobre la posibilidad de que la vida se origine dentro de los cometas y otros cuerpos pequeños?

Protección planetaria: prevención de una mezcla interplanetaria indeseable de formas de vida

Los epidemiólogos, microbiólogos, especialistas en ética, ingenieros de naves espaciales y profesionales de la salud ambiental tendrán que evaluar cómo nos protegemos a nosotros mismos y a la biosfera de nuestro planeta de las formas de vida extraterrestre perjudiciales, así como qué medidas tomamos para estar seguros de no contaminar otros mundos. ¿Cómo esterilizamos las naves espaciales para evitar la contaminación de otros mundos con formas de vida terrestres? ¿Cómo devolvemos las muestras de otros mundos de manera que se reduzca adecuadamente el riesgo de accidente y se mantenga la integridad de la muestra? Si las formas de vida de dos planetas diferentes entran en contacto directo, ¿este encuentro será benigno o perjudicial? ¿Pueden los microbios de un planeta causar enfermedades en un organismo de otro planeta?

¿Es posible enviar seres humanos a otros mundos (como Marte) sin contaminarlos? ¿Pueden diseñarse los trajes espaciales para no contaminar la superficie de un planeta? ¿Es la contaminación planetaria la consecuencia inevitable de la exploración humana? Si encontramos un mundo desprovisto de vida, ¿en qué momento estamos lo suficientemente seguros como para no preocuparnos por contaminar ese mundo? – Después de todo, se ha encontrado vida a kilómetros de profundidad bajo la superficie de la Tierra y hábitats similares podrían eludir la detección en otros mundos? Si se encuentra vida en otro mundo, ¿tiene «derecho» a existir libre de contaminación terrestre? ¿Cómo decidimos si es seguro y éticamente aceptable terraformar un planeta?

Planetas extrasolares: encontrarlos y evaluar su potencial biológico

Los astrónomos, climatólogos y ecologistas tendrán que idear una estrategia para localizar planetas extrasolares capaces de fomentar el desarrollo de la vida. Los últimos descubrimientos parecen demostrar que la formación de planetas es un fenómeno común en el universo. Aunque hasta ahora sólo se han detectado grandes planetas de la clase de Júpiter, es sólo cuestión de tiempo que se esperen encontrar planetas más pequeños de la clase de la Tierra.

¿Se pueden obtener imágenes directas de estos planetas? ¿Qué buscamos cuando intentamos determinar si un planeta alberga vida? ¿Pueden detectarse fenómenos planetarios indicativos de vida a través de distancias interestelares? ¿Hay aspectos de la composición atmosférica de un planeta que sean indicativos de los desequilibrios que esperamos que mantenga la vida? ¿Hay aspectos del mundo oceánico cubierto de hielo, como Europa, que puedan detectarse a distancia? ¿Buscaremos pruebas químicas diferentes a las que utiliza la vida terrestre? ¿Podemos determinar cuál es la zona habitable de una estrella? ¿Pueden los planetas -y las condiciones para la vida- surgir en múltiples sistemas estelares?

¿Hay rasgos que deja una raza tecnológica que puedan ser detectados a través de distancias interestelares? ¿Sus rasgos sobreviven a sus creadores? ¿Buscaremos esferas Dyson u otros medios por los que se aproveche o modifique la producción de una estrella? ¿Buscaremos sistemas estelares con más de un mundo habitable, quizás planetas terraformados? ¿El hecho de atravesar el espacio interestelar deja huellas detectables? (¿algunos estallidos de rayos gamma proceden realmente de naves estelares?)

¿Es la vida una consecuencia natural de la formación planetaria?

Los geólogos, astrónomos, químicos y climatólogos tendrán que entender cómo se acumulan los planetas, cómo se diferencian, cómo reciclan los materiales y cómo estos factores se combinan para crear y mantener un entorno propicio para el origen y la perpetuación de la vida.

¿Son los procesos de nacimiento estelar y la formación de discos protoplanetarios fenómenos comunes (e inherentemente similares)? Es decir, ¿se utilizan materiales similares en la formación de planetas en todo el universo, y es nuestro sistema solar similar a estos otros sistemas solares? Si la vida se encuentra en otros mundos además de la Tierra, ¿es común en todo nuestro sistema solar? ¿En todo el universo? Si la vida es común en nuestro sistema solar, ¿puede extrapolarse a otros sistemas solares, incluso a todo el universo?

Búsqueda de inteligencia extraterrestre y comunicación con ella

Los astrónomos radiofónicos y ópticos, los proveedores de telecomunicaciones, los criptógrafos, los lingüistas, los psicólogos, los especialistas en ética y los periodistas serán los encargados de idear y llevar a cabo la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI). A pesar de que un Congreso estadounidense miope puso fin al apoyo gubernamental a este esfuerzo, éste continúa sin embargo. La capacidad tecnológica para buscar e identificar señales candidatas experimenta un efecto de duplicación en menos de un año.

¿Podemos idear estrategias que proporcionen un estudio adecuado del cielo? ¿Reconoceremos una señal artificial cuando la encontremos? Si reconocemos la señal, ¿podremos descodificarla y entenderla? ¿Hay algo que aprender para comunicarnos con especies no humanas, como los simios y las ballenas? ¿Podemos seguir realizando esta búsqueda en la Tierra, ya que las fuentes de interferencia radioeléctrica van en aumento? ¿Tendremos que trasladar el SETI al espacio o quizás a la cara más lejana de la Luna para escapar de las interferencias? ¿Estamos estudiando todas las formas posibles de comunicación a través de las distancias interestelares? Si recibimos un mensaje, ¿debemos responder? Si es así, ¿quién compone el mensaje y cómo lo enviamos?

Sistemas nerviosos: ¿cómo afectó la Tierra a su desarrollo – y cómo responderán al entorno espacial?

Los neurocientíficos y los conductistas tendrán que entender cómo evoluciona la vida la capacidad de intercambiar información dentro de los organismos y entre ellos, y cómo estos organismos obtienen información de su entorno externo y la retroalimentan.

¿Qué estímulos ambientales llevaron a la evolución de los sistemas nerviosos? ¿Qué papel desempeña el campo gravitatorio en el desarrollo y la organización del sistema nervioso de un organismo? ¿Puede este sistema nervioso desarrollarse normalmente en entornos de gravedad alterada? ¿Puede el sistema nervioso de un individuo criado en microgravedad adaptarse plenamente a la vida en un entorno de 1G? ¿Cómo percibe la posición y la dirección un organismo criado en microgravedad? ¿Pueden los sistemas nerviosos evolucionar con la capacidad de interceptar -y crear- tipos de energía que no se ven actualmente en las formas de vida terrestres -por ejemplo, radio, microondas, magnética y rayos X-?

Músculo y hueso: ¿qué sucede cuando las estructuras que soportan el peso ya no tienen peso que soportar?

Los fisiólogos óseos, musculares y del ejercicio, los biólogos del desarrollo, los anatomistas comparativos, los neurofisiólogos, los kinesiólogos y los terapeutas de rehabilitación tendrán que entender cómo la vida desarrolla los sistemas de soporte arquitectónico interno, cómo se articulan estos sistemas para el movimiento y qué papel juega la gravedad en la evolución, el desarrollo, el funcionamiento y el mantenimiento de estos sistemas. Los sistemas musculoesqueléticos sirven para sostener a los organismos contra la atracción de la gravedad, así como para permitir el movimiento dentro de un campo gravitatorio. Los sistemas esqueléticos utilizan minerales comunes para formar arquitecturas que se adaptan y readaptan constantemente a los patrones de uso y a las fuerzas. El control muscular puede implicar complejos mecanismos neuronales que se perfeccionan con la experiencia a medida que el organismo reacciona a su entorno. Sin embargo, estas arquitecturas de apoyo y modos de movimiento son el resultado de miles de millones de años de desarrollo dentro de las fuerzas impuestas por un campo gravitatorio. La eliminación de la gravedad impone retos operativos a los que estos sistemas nunca han tenido que reaccionar.

¿Los sistemas esqueléticos evolucionaron para utilizar los materiales que tenían a mano o existe una preferencia evolutiva por un material frente a otro? ¿Se desarrollan normalmente los sistemas musculoesqueléticos en ausencia de un campo gravitatorio? ¿Se desarrollan estos sistemas lo suficiente como para que un organismo pueda vivir en microgravedad? ¿Pueden los sistemas musculoesqueléticos de los organismos criados en microgravedad funcionar normalmente cuando se exponen a la gravedad normal? ¿Cómo responden estos sistemas a campos gravitacionales mayores que los de la Tierra? ¿Las formas de vida de otros planetas desarrollan estructuras y modos de movimiento similares a los de los organismos terrestres o existen otras soluciones posibles? ¿Es el vuelo más frecuente en los mundos con una gravedad menor que la de la Tierra y menos común en los mundos donde la gravedad es mayor que la de la Tierra?

¿Cómo se forman, distribuyen y reciclan los ingredientes básicos de la vida en el universo?

Los astrónomos y astrofísicos tendrán que entender cómo las estrellas producen los elementos necesarios para la vida, cómo estos materiales se organizan en sistemas planetarios, cómo estos materiales se procesan durante la evolución del sistema planetario y cómo se reciclan cuando la estrella anfitriona se convierte en supernova o se pierden cuando la estrella anfitriona se desvanece y muere.
¿Existe una ecología galáctica en la que los materiales biogénicos se producen y reciclan a través de las estrellas? ¿Cuál es la prevalencia de los llamados «compuestos orgánicos» en el universo? ¿Existen otros compuestos que puedan ser indicativos de vida? ¿Cómo se organizan y concentran estos materiales para que pueda formarse la vida? ¿Existen algunas regiones de nuestra galaxia con mayor (o menor) probabilidad de contener precursores biogénicos? ¿Son los planetas y las lunas los únicos lugares en los que puede formarse la vida o sus precursores inmediatos?

¿Cuál es el nivel más pequeño y fundamental en el que la vida percibe y responde a la gravedad?

Los fisiólogos y los físicos celulares tendrán que averiguar el nivel más pequeño de organización biológica en el que la gravedad (o la falta de ella) puede percibirse, transducirse y responder. La gravedad es el único factor ambiental cuya presencia y fuerza ha permanecido constante a lo largo de la vida en la Tierra. La gravedad es también el único factor ambiental cuya presencia no puede ser eliminada (durante más de unos segundos) en la superficie de la Tierra o cerca de ella. Por tanto, la vida nunca se ha encontrado en una situación en la que la gravedad no estuviera presente.
¿Se han desarrollado procesos biológicos que dependan de la presencia de la gravedad? ¿Existen procesos biológicos insensibles a la presencia o ausencia de gravedad? ¿Existe un nivel umbral de gravedad a partir del cual los mecanismos sensoriales responden a la gravedad? ¿A qué nivel o niveles de organización pueden las formas de vida detectar la presencia y la dirección de la gravedad? ¿Responden los fenómenos biológicos dependientes de la gravedad a otras fuerzas del entorno? ¿Se desarrollan mecanismos de detección de la gravedad en los organismos que se crían en ausencia de ella? ¿Funcionan normalmente las capacidades sensoriales de los organismos criados en microgravedad cuando se exponen a ella? ¿Cuál es el campo gravitatorio máximo dentro del cual puede evolucionar la vida?

¿Qué hace falta para que la vida terrestre sobreviva y se adapte a los entornos del espacio y de otros planetas?

Los ingenieros de naves espaciales, los ingenieros de soporte vital, los científicos de factores humanos, los biólogos evolutivos, los ecologistas, los médicos, los toxicólogos ambientales y los psicólogos tendrán que entender lo que se necesita para mantener a los seres humanos y a otras formas de vida terrestre en entornos extraterrestres, tanto en el espacio como en las superficies planetarias.
¿Qué tipo de contramedidas tendremos que desarrollar para hacer frente a los efectos debilitantes de la microgravedad y la radiación espacial? ¿Pueden los seres humanos y otras formas de vida readaptarse a la vida en la Tierra después de haberse adaptado a vivir en microgravedad o en los campos gravitatorios inferiores de la Luna y Marte? ¿Pueden modificarse las formas de vida para que funcionen mejor en entornos extraterrestres? ¿Deben modificarse? ¿Debemos modificar sólo a los adultos o preadaptar a los niños? ? ¿Pueden los niños nacidos en colonias extraterrestres adaptarse a la vida en la Tierra? ¿Pueden los humanos reproducirse en el espacio? Si decidimos terraformar otros mundos, ¿con qué formas de vida los sembraremos? ¿Podemos modificar las formas de vida terrestres existentes? ¿Tenemos que crear otras nuevas?

¿Cómo se adaptará y evolucionará la cultura humana en entornos extraterrestres?

Todos los mencionados anteriormente, además de las personas que no tienen ninguna experiencia en particular, tendrán que entender lo que se necesita para que los humanos y otras formas de vida terrestre sobrevivan, prosperen y evolucionen dentro de los nuevos entornos en el espacio y en otros mundos.

Además de las cuestiones biomédicas, ¿traerán los humanos los valores sociales y culturales existentes con ellos a medida que se extiendan por el universo? ¿Qué tipo de nuevas adaptaciones culturales se producirán? ¿En qué momento los humanos que vivan fuera de la Tierra se identificarán más con su hogar actual y menos con la Tierra? ¿Debería planificarse, antes de colonizar otros mundos, cómo se autogobernarán estos mundos o deberíamos dejar que la naturaleza humana siga su curso? ¿Los entornos de microgravedad alterarán la forma en que los humanos se relacionan entre sí? ¿Qué pasaría en un mundo de baja gravedad en el que los seres humanos pudieran ponerse alas y volar? ¿Cómo se adaptará el ser humano a largos periodos de viajes espaciales, que podrían durar más de una vida? ¿Cómo podría la hibernación hacer más tolerables los largos vuelos espaciales y qué ocurrirá cuando la gente se despierte en el futuro? Si los humanos se extienden por las estrellas, ¿se mantendrán en contacto con otros mundos o romperán todos los lazos?

¿Qué ocurre si nos encontramos con otra especie sensible?

¿Por qué estamos tan interesados en dejar la Tierra para explorar el universo?

Se pedirá a personas sin formación científica o técnica que validen que esa investigación es realmente beneficiosa. Tal vez el beneficio no sea inmediato, pero, no obstante, debería ser relevante.

¿Qué es lo que nos impulsa a expandirnos y explorar más allá del horizonte? ¿Es una característica humana innata o que se transmite de generación en generación a través de medios culturales?

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