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Por qué es probable que hayamos “contaminado” Marte con vida
Dos estudios recientes exponen cómo algunos organismos podrían haber sobrevivido al proceso de limpieza y también al viaje a Marte
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El hecho de que podamos recorrer la superficie de Marte mientras lees esto es un suceso extraordinario.
El robot Perseverance, que tiene el tamaño de un automóvil, aterrizó de manera segura en la superficie marciana el 18 de febrero pasado. Puede que solo avance a una velocidad máxima de 152 metros por hora, pero consta de una serie de instrumentos con los que llevó a cabo experimentos con resultados revolucionarios.
A bordo del robot de tres metros de largo hay una máquina que convirtió el aire marciano (fino y lleno de dióxido de carbono) en oxígeno, así como un helicóptero que realizó el primer vuelo controlado con motor en otro planeta.
El helicóptero, llamado Ingenuity, realizó con éxito tres vuelos, recorriendo cada vez una mayor distancia. ¿Pero es posible que haya llegado algo más a Marte con todos estos aparatos? ¿Podría un rastro de bacteria o espora de la Tierra haber sido transportado accidentalmente al espacio y haber sobrevivido al viaje para hacer del planeta rojo su nuevo hogar?
“Casi imposible” evitarlo
La NASA y sus ingenieros en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) tienen protocolos precisos e integrales para garantizar que sus naves espaciales están libres de cualquier organismo que pueda colarse inadvertidamente en una misión espacial. Sin embargo, dos estudios recientes exponen cómo algunos organismos podrían haber sobrevivido al proceso de limpieza y también al viaje a Marte, así como la rapidez con la que las especies microbianas pueden evolucionar en el espacio.
Primero, abordemos cómo se construyó el Perseverance, así como la mayoría de las naves espaciales fabricadas en las instalaciones de Ensamblaje de Naves Espaciales (SAF) del JPL. Las naves se construyen minuciosamente, capa a capa como una cebolla, y se limpian y esterilizan cada una de las partes antes de ensamblarlas. Esta metodología garantiza que casi ninguna bacteria, virus, hongo o espora contaminen el equipo que se enviará a una misión.
Se construyen en salas con filtros de aire y estrictos procedimientos de control biológico, diseñadas de tal forma que se garantice que solo unos pocos cientos de partículas puedan estar presentes e idealmente no más de unas pocas docenas de esporas por metro cuadrado.
Pero es casi imposible llegar a tener una biomasa cero. Los microbios llevan miles de millones de años en la Tierra y están en todas partes. Se encuentran en nuestros cuerpos y a nuestro alrededor. Algunos pueden colarse incluso en los lugares más estériles.
¿Cómo saberlo?
En el pasado, las pruebas de contaminación biológica se basaban en la capacidad de hacer crecer vida (en cultivos) a partir de muestras extraídas de un objeto, como los aparatos espaciales. Ahora usamos métodos más novedosos. Tomamos una muestra determinada, extraemos todo el ADN y luego hacemos una secuenciación de “escopeta”o shotgun sequencing.
El término se usa porque es como poner las células de la muestra en una escopeta, “dispararlas” para convertirlas en miles de millones de pequeños fragmentos de ADN y luego secuenciar cada pieza. Cada secuencia “leída” se puede volver a asignar a los genomas conocidos de especies que ya están presentes en las bases de datos de secuencias.
Dado que ahora podemos secuenciar todo el ADN que está presente en ambientes estériles, y no solo los que podrían cultivarse, obtenemos una visión más completa de qué tipo de microbios se pueden encontrar ahí y si podrían sobrevivir al vacío del espacio.
En los ambientes estériles del JPL encontramos evidencia de microbios que tienen el potencial de ser problemáticos durante las misiones espaciales. Estos organismos tienen un mayor número de genes de reparación de ADN, lo que les da una mayor resistencia a la radiación, son capaces de formar biopelículas en superficies y equipos, pueden sobrevivir a la desecación (pérdida de humedad) y prosperar en ambientes fríos.
Resulta que en estos ambientes estériles podría estar ocurriendo un proceso de selección evolutiva de los insectos más resistentes que luego tendrían una mayor probabilidad de sobrevivir a un viaje a Marte.
La “contaminación interplanetaria”
Estos hallazgos tienen implicaciones en la llamada “contaminación interplanetaria” originaria de la Tierra. Es importante garantizar la seguridad y preservación de cualquier vida que pueda existir en otras partes del universo, ya que organismos llegados de otros ecosistemas podrían causar estragos.
Los humanos tenemos un historial negativo de esto en nuestro propio planeta.
La viruela, por ejemplo, se contagió entre pueblos indígenas de América del Norte en el siglo XIX a través de mantas que les fueron donadas. Incluso ahora no hemos podido contener la rápida propagación del virus que causa la covid-19, el SARS-CoV-2. La contaminación directa también es indeseable desde una perspectiva científica.
Los científicos, si descubrieran cualquier tipo de vida en otro planeta, deberían asegurarse de que es genuinamente nativo y no un registro falso de algo con apariencia extraterrestre pero procedente de la Tierra. Y es que sus genomas podrían cambiar tanto que pudieran llegar a parecer de otro mundo, como se vio recientemente con los microbios que evolucionaron en la Estación Espacial Internacional.
¿Por qué sería perjudicial?
Aunque la NASA trabaja duro para evitar la introducción de tales especies en suelo marciano, cualquier signo de vida en Marte tendría que ser examinado cuidadosamente para asegurarse de que no se originó aquí en la Tierra. No hacerlo podría generar un entendimiento erróneo de las características de la vida marciana.
Los microbios transportados al espacio también pueden ser una preocupación más inmediata para los astronautas, ya que representan un riesgo para su salud y tal vez incluso provoquen un mal funcionamiento del equipo de soporte vital si este se llena de colonias de microorganismos.
Pero la protección planetaria es bidireccional. También hay que evitar traer de vuelta “contaminantes” de otro planeta que puedan poner en peligro al nuestro y a nosotros mismos. Esto fue base de muchas películas de ciencia ficción, donde un malvado invasor “alienígena” amenaza con acabar con toda la vida en la Tierra.
Pero podría volverse en parte realidad con la misión que la NASA y la Agencia Espacial Europea planean hacer llegar a Marte en 2028 y que, si se cumple lo previsto, en 2032 traerá consigo de vuelta las primeras muestras del planeta rojo. No obstante, teniendo en cuenta que las dos primeras sondas soviéticas aterrizaron en la superficie marciana en 1971, seguidas por el módulo de aterrizaje Viking 1 de EE.UU. en 1976, es probable que ya haya algunos fragmentos de ADN microbiano, y tal vez humano, en el planeta rojo.
Detectar su origen
Aun si el Perseverance, o las misiones que la precedieron, hubieran llevado accidentalmente organismos o ADN de la Tierra a Marte, tenemos formas de diferenciarlo de cualquier vida que sea verdaderamente de origen marciano. Escondida dentro de la secuencia de ADN habrá información sobre su procedencia. Un proyecto en curso llamado Metasub está secuenciando el ADN que se encuentra en más de 100 ciudades del mundo.
Los investigadores de nuestro laboratorio, los equipos de Metasub y un grupo en Suiza acaban de publicar estos y otros datos metagenómicos globales para crear un “índice genético planetario” de todo el ADN secuenciado que se haya observado.
Al comparar cualquier ADN encontrado en Marte con secuencias vistas en los ambientes estériles del JPL, del mundo subterráneo, de muestras clínicas, de aguas residuales o de la superficie del robot Perseverance antes de que abandonara la Tierra, debería ser posible ver si realmente son desconocidos.
Incluso si nuestra exploración del sistema solar llevó inadvertidamente microbios a otros planetas, es probable que no sean los mismos que cuando abandonaron la Tierra. Los ensayos de viajes espaciales y los entornos inusuales donde están los hacen evolucionar. Si un organismo de la Tierra se adaptó al espacio, o Marte, las herramientas genéticas que tenemos a nuestra disposición podrían ayudarnos a descubrir cómo y por qué cambiaron los microbios.
De hecho, las nuevas especies descubiertas recientemente en la Estación Espacial Internacional por científicos del JPL y nuestro laboratorio fueron similares a las encontradas en las salas estériles (con capacidad de resistencia a altos niveles de radiación).
Un aspecto positivo
A medida que se registra más y más biología extrema en un programa llamado Extreme Microbiome Project, también existe la posibilidad de utilizar las herramientas evolutivas para el trabajo futuro aquí en la Tierra.
Podemos usar sus adaptaciones para buscar nuevos protectores solares, por ejemplo, o nuevas enzimas reparadoras del ADN que puedan protegernos contra mutaciones dañinas que derivan en cáncer, o ayudar al desarrollo de nuevos fármacos. Con el tiempo, los humanos pondremos un pie en Marte, llevando con nosotros el cóctel de microbios que vive en nuestra piel y dentro de nuestro organismo.
Es probable que estos microbios también se adapten, muten y evolucionen. Y también es posible que aprendamos de ellos, ya que los genomas únicos que se adaptan al entorno marciano podrían secuenciarse, transmitirse a la Tierra para una esquematización adicional y luego utilizarse para terapias e investigación en ambos planetas.
Dadas todas las misiones marcianas que están planeadas, estamos en la orilla de una nueva era de la biología interplanetaria, en la que aprenderemos sobre las adaptaciones de un organismo en un planeta y las aplicaremos a otro. Las lecciones de evolución y adaptaciones genéticas están inscritas en el ADN de cada organismo, y el entorno marciano no será diferente.
Marte dejará su huella sobre organismos que veremos cuando los secuenciemos, abriendo un catálogo completamente nuevo de literatura evolutiva. Esto no solo alimentará nuestra curiosidad, sino que es un deber de nuestra especie de proteger y preservar todas las demás especies. Solo los humanos comprenden la extinción y, por lo tanto, solo los humanos pueden prevenirla.
Y eso es aplicable hoy, pero lo será dentro de miles de millones de años, cuando los océanos de la Tierra comiencen a hervir y el planeta se vuelva demasiado caliente para que pueda haber vida en ella.
Nuestra inevitable violación de la protección planetaria ocurrirá cuando comencemos a dirigirnos hacia otras estrellas, pero en ese caso, no tendremos otra opción. Eventualmente, la contaminación interplanetaria cuidadosa y responsable es la única forma de preservar la vida.
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