¿Cómo podrían ser las formas de vida alternativas y extraterrestres?

• La vida en la Tierra (y, por tanto, toda la vida que conocemos) depende del carbono y del agua.
• El carbono y el agua son excelentes ingredientes a la hora de crear vida, pero muchos otros elementos podrían servir en su lugar bajo las condiciones adecuadas.
• ¿Cuáles son estas formas de vida alternativas y en qué condiciones podrían prosperar?

Toda la vida en la Tierra, y por tanto, toda la vida que hemos observado en el universo, comparte algunas características básicas. Sus estructuras moleculares están construidas con carbono, dependen del agua para actuar como disolvente y facilitar las reacciones químicas, y utilizan el ADN o el ARN como planos.

Estas cualidades parecen tan omnipresentes que la mayoría de los compuestos que podemos encontrar que contienen carbono se denominan compuestos orgánicos. El carbono funciona muy bien como base de la química de la vida. Puede unirse a muchas moléculas, construyendo estructuras lo suficientemente grandes como para ser biológicamente relevantes, y sus enlaces son fuertes y estables. El uso del agua y el ADN/ARN también están aparentemente ajustados para permitir la existencia de la vida.

Pero el hecho de que estas propiedades de la vida sean ciertas en la Tierra no significa que lo sean en todas partes. De hecho, podemos imaginar fácilmente diferentes entornos en los que pueden existir formas de vida alternativas. Estas son algunas de las principales formas en las que pensamos que la vida puede variar del estándar que vemos en la Tierra.

Silicio

Lei Chen y Yan Liang (BeautyOfScience.com) para Caltech

Una representación artística de la vida basada en el organosilicio. Los compuestos de organosilicio contienen enlaces de carbono-silicio.

Lo mismo que constituye los chips de ordenador y los circuitos eléctricos puede constituir también la vida en algún lugar del universo. El carbono puede formar enlaces con hasta otros cuatro átomos a la vez, unirse al oxígeno y formar cadenas de polímeros, todo lo cual lo hace ideal para la compleja química de la vida. El silicio, que se encuentra justo debajo del carbono en la tabla de elementos, también comparte estas características.

A pesar de estas cualidades, el silicio sigue siendo bastante limitado como base para la vida. Sólo puede formar enlaces estables con un número limitado de otros elementos; sus polímeros serían muy monótonos, lo que limitaría su capacidad para formar los compuestos complejos necesarios para que se produzca la vida; y la química del silicio no es estable en entornos acuosos, o acuáticos. Otro problema es que cuando el carbono se oxida, forma dióxido de carbono, un gas fácilmente expulsable. Cuando el silicio se oxida, forma dióxido de silicio, también conocido como sílice, cuarzo o arena. Estos residuos sólidos plantearían serios problemas mecánicos para cualquier forma de vida basada en el silicio. Una hipotética forma de vida de este tipo excretaría ladrillos de arena cada vez que respirara, lo que haría que las vacaciones en la playa fueran algo más horribles.

En determinadas condiciones, la química basada en el silicio podría ser más favorable para la vida que la basada en el carbono. La química del silicio también sería mucho más propicia para la vida en océanos de elementos fríos que no solemos asociar con la vida, como el nitrógeno líquido, el metano, el etano, el neón y el argón. Lugares como éstos existen en el universo, especialmente en nuestro propio sistema solar: Una de las principales características de la mayor luna de Saturno, Titán, son sus lagos de etano y metano líquidos.

Amoníaco

Una representación artística de un mundo con vida basada en el amoníaco.Ittiz

La mayoría de las reacciones químicas de las que depende la vida tienen lugar en un entorno acuoso. El agua disuelve muchas moléculas diferentes: es un disolvente, y tener un buen disolvente es un requisito previo para el tipo de química que da lugar a la vida.

Al igual que el agua, el amoníaco también es común en toda la galaxia. También es capaz de disolver compuestos orgánicos como el agua y, a diferencia de ésta, también puede disolver algunos metálicos, lo que abre la posibilidad de utilizar una química más interesante en los seres vivos.

Sin embargo, el amoníaco también es inflamable en presencia de oxígeno; tiene una tensión superficial mucho menor que la del agua, lo que dificulta que las moléculas prebióticas se mantengan unidas durante mucho tiempo; y sus puntos de fusión y ebullición son mucho más bajos que los del agua, a -78°C y -33,15°C, respectivamente. Por tanto, la química de la vida basada en el amoníaco sería mucho más lenta y, en consecuencia, su metabolismo y evolución también serían más lentos. Sin embargo, una advertencia importante es que estos son los puntos de fusión y ebullición que se dan a la presión atmosférica de la Tierra. Bajo presiones más altas, estos valores aumentarían.

Una de las características emocionantes de la vida basada en el amoníaco es que podría existir fuera de la llamada zona de habitabilidad, o el rango en el que puede existir agua líquida. Titán, por ejemplo, puede albergar océanos de amoníaco bajo su superficie, y aunque se encuentra fuera de la zona de habitabilidad de nuestro sistema solar, podría por esta razón albergar vida. Los astrobiólogos señalan a menudo a Titán como un posible lugar de formas de vida alternativas dentro de nuestro propio sistema solar.

Ciralidad alternativa

Al igual que una persona puede ser zurda o diestra, lo mismo ocurre con las moléculas orgánicas. Estas moléculas son imágenes especulares la una de la otra, pero la vida, por la razón que sea, acabó utilizando un lado o el otro, lo que se llama quiralidad. Los aminoácidos, por ejemplo, son «zurdos», mientras que los azúcares del ARN y el ADN son «derechos». Para que estas moléculas interactúen entre sí, tienen que ser del tipo de quiralidad correcto; si las cadenas de proteínas se hacen con aminoácidos de quiralidad mixta, simplemente no funcionan. Pero una cadena de proteínas construida con aminoácidos diestros, lo contrario de lo que utiliza la vida en la Tierra, funcionaría perfectamente.

Toda la ecología de la Tierra depende de esta convención. Para comer, necesitamos consumir alimentos de la quiralidad adecuada. Podemos infectarnos y defendernos de las infecciones de la quiralidad apropiada. Todo en la Tierra tiene la quiralidad apropiada, así que esto funciona bien.

Pero la vida alienígena podría evolucionar para usar la quiralidad opuesta a la de la Tierra. Esta vida sería fundamentalmente muy similar a la vida en la Tierra – utilizando el carbono como su columna vertebral y el agua como su disolvente – pero interactuaría con nosotros en una de dos maneras posibles. En primer lugar, no podría interactuar en absoluto. Incluso si la vida microbiana intentara comerse a otra vida microbiana, los azúcares «inversos» serían indigeribles, y los virus no podrían unirse a las células huésped. Esto probablemente sería algo bueno, ya que no queremos ser infectados con ninguna enfermedad alienígena.

Pero hay criaturas en la Tierra que no comen nutrientes quirales, como las cianobacterias. Un microbio alienígena comparable podría comer todo lo que quisiera, reproducirse indefinidamente, y nunca sería controlado por los depredadores ya que él mismo sería de la quiralidad equivocada. Esto alteraría dramáticamente la cadena alimenticia a una escala apocalíptica.

Estas formas de vida alternativas no son las únicas que existen, pero están entre las más probables. Mucho de lo que sabemos sobre química sugiere que la vida basada en el carbono y el agua será la más común en el universo, pero sólo hemos tenido una muestra de uno para estudiar: nuestro propio planeta. Si encontramos vida en otros mundos, obtendremos una visión aún mayor de cómo surgen los seres vivos.