La oceanógrafa de la Universidad de Washington Deborah Kelley compara la textura porosa blanca (casi como un avispero) de una muestra de las chimeneas de carbonato de la Ciudad Perdida con una muestra de las chimeneas de sulfuro estudiadas desde los años 70.
Crédito: Universidad de Washington
Extracto de “Life as We Do Not Know It” de Peter Ward
Antes de los primeros dinosaurios, de los primeros peces, de los primeros gusanos, de las primeras plantas, de los primeros hongos, de las primeras bacterias, existía un mundo de ARN – probablemente en algún lugar hace 4 mil millones de años, poco después del comienzo de la existencia en el planeta Tierra...
-- Matt Ridley, Genoma
El concepto de extinción no existió hasta el siglo diecinueve. Hasta entonces no tenía sentido que las especies evolucionaran, vivieran durante un tiempo y entonces se extinguiesen. Debido a que aún la religión domina bastante el mundo, hay una sensación de que todo lo que Dios ha creado se podría encontrar en cualquier parte. Incluso cuando se descubrieron los grandes huesos y esqueletos de criaturas, claramente distintos de los conocidos por los naturalistas célebres, en estratos sedimentarios, se creía que las criaturas en cuestión estaban aún vivas en algún lugar del inmenso y poco explorado mundo.
Pero a principios de los años 1800 quedaba poco mundo sin explorar, y el barón Georges Cuvier (que luchaba por mantenerse firme en medio de la Revolución Francesa y sus consecuencias) tuvo la responsabilidad de demostrar la realidad de la extinción. Cuvier, también llamado el “padre de la anatomía comparativa”, obtuvo el cráneo y los dientes de un elefante de la orden proboscidea que era claramente distinto tanto del elefante africano como del indio. Anunció que las partes fósiles del elefante provenían de especies ahora extinguidas.
En una célula eucariota, el ADN está localizado en el núcleo. Una molécula de ADN está compuesta de dos hilos helicoidales, cada uno compuesto de una cadena lineal de moléculas de azúcar y fosfato.
Actualmente, en un mundo donde la extinción entre especies en peligro se produce a un ritmo desconocido aunque probablemente significativo, es interesante pensar en un mundo sin extinciones y tan poco explorado que incluso a principios de los años 1900, Sir Arthur Conan Doyle pudo experimentar su “Lost World” (Mundo perdido) con sus diferentes variedades de saurios en una gran meseta en la región del Amazonas y los lectores lo pudieron juzgar. Hoy vivimos en un mundo distinto. Existe la sensación de que no esconde más secretos, de que la inmensa mayoría de su biota se ha descubierto y catalogado y que incluso los inmensos océanos, devuelven de forma continua los restos más famosos del mundo a Bob Ballards, manteniendo pequeños misterios. Pero esta satisfacción que la naturaleza y sus secretos están ahora conquistando podría ser un poco prematura. Dos hechos recientes han dejado esto bien claro. Primero, en 2002, el oceanógrafo Debbie Kelly de la universidad de Washington (y otro miembro de nuestra facultad de Astrobiología) hicieron un asombroso descubrimiento en la profundidad del océano Atlántico. En la cresta atlántica, usando cámaras sumergibles de control remoto, Kelly y su equipo encontraron su propio Mundo Perdido y lo llamaron la “Ciudad Perdida”. Encontraron el equivalente a los “black smokers” (fumarolas negros) [vistos en los respiraderos hidrotermales del Océano Pacífico], pero esta vez el sustrato era más bien de piedra caliza blanca que de peridotita oscurecida de los sistemas de ventiladeros del Océano Pacífico.
Los respiraderos hidrotermales proporcionan combustible para la vida en el fondo marino.
Las estructuras que se descubrieron son espectaculares. Algunas tienen casi doscientos pies de altura (60.96 metros), que crecen como enormes estalactitas blancas desde el fondo del mar. Estas chimeneas descargan una variedad química de fluidos con unos rangos de temperatura desde 40ºC (104ºF) hasta 90ºC (194ºF). Los fluidos que expulsan estas chimeneas blancas están enriquecidos en metano, hidrógeno y otros hidrocarbonos diferentes del metano, siendo de esta forma fuentes ricas de energía de forma que pueden ser utilizadas para la vida. Y a diferencia de los “black smokers” del Pacífico, los microbios que viven en estas chimeneas blancas son alimentados por las reacciones químicas que modifican las rocas, y no sólo por el calor proveniente de la profundidad de la tierra. El campo hidrotermal de la “Ciudad Perdida” es diferente de cualquier respiradero submarino y, de acuerdo con sus descubrimientos, podría ser el análogo más cercano a las prematuras Tierra y Marte, sobre la base de nuestra comprensión de la química de esos planetas en el comienzo de su historia. Las temperaturas son moderadas, los fluidos tienen un pH elevado, y hay concentraciones bajas de metal y altas de fuentes de energía. La “Ciudad Perdida”, que podría ser nuestra mejor esperanza para encontrar un “Mundo Perdido” de la primitiva vida en la tierra, fue desconocida hasta 2002 y sólo se ha visitado una vez. Desde luego hay gran cantidad de nuevos microbios – y quizás también de entornos – para descubrir allí.
No es sólo la profundidad del mar lo que origina el descubrimiento de microbios. Poco después del descubrimiento del campo Ciudad Perdida, Craig Venter fijó su mirada sobre el mar. Venter tomó muestras de agua del mar Sagasso, en el océano Atlántico y , usando las mismas técnicas poderosas de mapeo de genes que fueron perfeccionadas en el Proyecto Genoma Humano, sorprendió a la comunidad biológica al identificar, a partir de pequeñas muestras de agua marina, 148 tipos de bacterias anteriormente desconocidas. Esto impresionó a los satisfechos microbiólogos quienes habían pensado que más o menos controlaban lo que había fuera del océano. Además, Venter identificó 1.2 millones de nuevos genes de estas muestras. Estos se añaden a un número ya elevado de especies conocidas como “terroanos”. [Nota: Ward acuñó el término de vida “terroanos” para referirse a la vida basada en el ADN en la Tierra]. De las criaturas actualmente conocidas en la tierra, unas 750 000 son insectos, 250 000 son plantas, 123 000 son insectos exclusivamente artrópodos, 50 000 son moluscos, y 41 000 son vertebrados, y el resto compuesto por varios animales invertebrados, bacterias, protozoos, hongos y virus, sumando un total de unos 1.6 millones de especies nombradas e identificadas en la tierra. La mayoría de ellos no dejan huella fósil. La forma precisa no se conoce, ya que no hay un registro central de nombres de organismos, y a causa de esto, muchas especies han sido nombradas varias veces. El taxonomista Nigel Stork señala que el nivel de sinónimos podría alcanzar el 20 por ciento. Por ejemplo, la variedad de mariquita común de diez manchas encontrada en Europa tiene cuarenta nombres científicos, incluso se cree que representa a una sola especie. Tales errores se producen porque muchas especies muestran un amplio rango de variabilidad. A menudo los ejemplos más extremos de una especie dada son erróneamente descritos como especies nuevas o distintas.
Las estructuras de carbonato en el Campo de la Ciudad Perdida incluyen esta chimenea de más de 30 pies (9.14 metros) de altura. La columna blanca y sinuosa es material carbonatado recientemente depositado. La parte alta muestra indicios de derrumbe y nuevo crecimiento, como indica el pequeño cono desarrollado recientemente en la parte alta.
¿Significa esto que el número de especies en la Tierra hoy en día es menor de lo que se define actualmente? Probablemente no. La mayoría de los biólogos que estudian la biodiversidad sospechan que el número es mayor, pero existe un amplio debate sobre exactamente cuánto más. Las estimaciones más extremas están en el rango de 30 a 50 millones de especies, lo que quiere decir que los taxonomistas han nombrado sobre un 3 por ciento de especies de la Tierra, de forma que en los aproximadamente 200 años desde que Linnaeus se propuso la tarea de describir cada especie de la Tierra, apenas han empezado su trabajo. Otras almas más prudentes proponen un número mucho menor, entre 5 y quizás 15 millones de especies. Incluso aún con este número más bajo está claro que queda un largo camino de trabajo para describir la fauna terrestre. Podrían haber millones de bacterias nuevas por descubrir e identificar. Así vemos que podríamos haber reconocido solamente una parte del total de los organismos de la Tierra. ¿Existe tanta variedad química en la vida en la Tierra como diversidad entre las especies?
Estos descubrimientos demuestran que efectivamente aún queda mucho por aprender sobre la diversidad de la vida en la Tierra y más sobre sus hábitats y bioquímica. Esto es especialmente cierto para la Era Arcaica. Estos microbios muestran una gran diversidad de caminos metabólicos que se están descubriendo en la actualidad. Ya que se están hallando muchos microbios nuevos, también fue una sorpresa lo insuficiente que es nuestro conocimiento de algo tan básico como el proceso de fijación del dióxido de carbono en los microbios de la Tierra. Donde pensábamos que sólo había unos pocos procesos que los microbios usaban para producir alimento a partir del carbono en el CO2, queda claro que sólo hemos descubierto parte de lo que los microbios pueden hacer. Esta laguna en nuestro conocimiento es evidentemente un gran obstáculo para considerar lo que se podría encontrar en muchos de los diversos hábitats que podrían estar presentes en el sistema solar.
Existe la creencia de que los descubrimientos aumentan de forma rápida, indicando lo mucho que queda aún por descubrir y cuánto se podría aún ocultar. Hacia 1987, los microbiólogos habían identificado doce grupos mayores dentro del mundo de las bacterias, basados en los análisis del ARN ribosómico. Para noviembre de 2003 se habían identificado 52 grupos, y para 2004, el número había ascendido a más de 80. Es por eso que cuando Venter encontró 148 nuevos tipos de bacterias, de la superficie marina, fue una sorpresa mayor.
Si hay tantos nuevos microbios como enormes rasgos por descubrir en el planeta, ¿qué más se oculta? ¿Podría haber algo incluso más espectacular esperando que lo descubramos, tal como una vida “no-terroana”? La proposición ya no parece tan ridícula. De hecho, podríamos preguntarnos si existe en la tierra una biosfera alternativa en relación con nuestra biosfera conocida de ADN. Esto es realmente un pequeño secreto oscuro. Mientras continuamos afirmando que sólo existe la química de la vida en la Tierra, en realidad no lo sabemos. Además, si hubiese un segundo reino de vida en la Tierra, ¿cuál sería? La forma más probable de la vida como no la conocemos serían los organismos de ARN, el grupo que he definido como formas celulares. Como hemos visto, muchas de las creencias de que la vida celular basada en el ARN era el puente a la vida actual basada en el ADN se extinguieron. Ciertamente. Fósiles vivientes tan extraños como el pez celacanto y la Neopilina monoplacófora (molusco muy primitivo que formó parte de la base del árbol filogenético de los moluscos), demuestran que de vez en cuando un fósil viviente resurge después de un largo letargo. ¿Podría ocurrir lo mismo con la vida celular de ADN? Aún tenemos vida viral ARN. ¿Por qué no en una especie mayor?
Tanto los celacantos como los monoplacóforos se descubrieron por casualidad. Estos fósiles vivientes se pescaron fuera de la profundidad marina. Pero ambos son relativamente grandes. El celacanto, un pez azul brillante con aletas lobuladas, supuesto antepasado de los vertebrados que viven en la superficie, con más de 6 pies (1.8 metros) de longitud; el monoplacóforo es considerablemente más pequeño, con una longitud del caparazón de sólo alrededor de media pulgada (1.2 centímetros) pero no obstante es algo que se puede ver sin un microscopio. Para los microbios, identificar algo realmente nuevo es una propuesta mucho más difícil. Es necesario un microscopio muy grande para ver uno, y a diferencia de los peces y moluscos, que se pueden reconocer fácilmente como completamente distintos de los muchos otros miembros de estas especies, casi todos los microbios se parecen. Esto conlleva una inspección de sus genes para reconocer el grado de diferenciación con otros microbios. Herein encuentra un problema: no es seguro que reconociésemos un organismo ARN si encontrásemos uno. Podríamos haber descubierto ya millones de ellos que siguen sin conocerse ni identificarse, y no reconocidos como una forma de vida distinta al ADN. ¿Por qué? Porque el método que usamos para diferenciar la vida ADN es por la comparación del ADN con el ARN ribosómico. Fijamos el objetivo de estudiar los ribosomas. ¡Pero la vida ARN no tendría ribosomas! ¡Nuestra vida ARN tendría un tipo diferente de ARN, supuestamente y de esta forma sería invisible a nuestras pruebas!
La presencia potencial de vida ARN que aún vive sobre la tierra ha intrigado a los biólogos durante algún tiempo. El microbiólogo (y ganador del Nóbel) Joshua Lederberg ha avanzado pasos que podríamos usar en la búsqueda de otra posible forma de vida distinta al ADN, la vida basada en las proteínas. Su solución es cultivar muestras de microbios con fosfato radiactivo. Los terroanos incorporarían este material tóxico a sus ácidos nucleicos y morirían, mientras que cualquier posible vida basada en las proteínas sobreviviría. Otro método sería intentar cultivar microorganismos en un medio sin fosfato. Además, cualquier cosa que crezca no sería una forma de vida conocida. Lederberg ha convocado a sus colegas para empezar a buscar vida no basada en el ADN usando fondos de investigación sustanciales, aunque la investigación no sería ni trivial ni fácil de conseguir.
Desafortunadamente la investigación Lederberg indica que nunca se ha ensayado. Es una lástima, con muchas menos pruebas y posibilidades de éxito, la organización SETI continúa la búsqueda de inteligencia entre las estrellas cuando aún hay mucho misterio bajo nuestros pies.
