La pila de combustible microbiana podría detectar vida no basada en carbono, dicen los físicos

Si existe vida en otros planetas o lunas del Sistema Solar, ¿qué tipo de experimento deberíamos enviar para detectarla?

Eso resulta ser un problema complicado. En la década de 1970, las sondas Viking de la NASA llevaron a Marte tres experimentos que fueron diseñados específicamente para buscar vida. Para sorpresa de todos, estos experimentos arrojaron resultados positivos.

Pero las celebraciones pronto se tornaron amargas cuando los científicos decidieron descartar los resultados con el argumento de que no fueron causados ​​por la vida sino por el severo ambiente oxidante de Marte. El resultado fue un falso positivo (aunque no todo el mundo está de acuerdo).

Desde entonces, ninguna sonda ha realizado un experimento para detectar vida. En cambio, se ha hecho hincapié en la recopilación de pruebas sobre las condiciones en las que la vida microbiana podría prosperar.

Hoy, Ximena Abrevaya y compañeros de la Universidad de Buenos Aires en Argentina proponen una solución a este problema. Dicen que una pila de combustible microbiana puede detectar la vida de una forma totalmente independiente de su composición química. El único supuesto es que la forma de vida en cuestión debe tomar energía química del medio ambiente y usarla para impulsar los procesos de la vida, en otras palabras, que debe metabolizar.

Abrevaya y compañía han probado una celda de combustible que, según dicen, puede hacer el trabajo. Su dispositivo consta de un ánodo y un cátodo separados por una membrana a través de la cual pueden pasar los protones. el ánodo está incrustado en el medio que se investiga, como el suelo marciano.

La idea es que los procesos metabólicos, dondequiera que hayan evolucionado, deben depender de reacciones redox que generan electrones y protones. El ánodo de la pila de combustible captura los electrones generados en este proceso mientras los protones atraviesan la membrana, completando el circuito. Entonces, la cantidad de corriente que fluye es un indicador directo de la cantidad de vida presente.

El equipo argentino probó el dispositivo comparando los resultados que produce del suelo que contiene vida con el mismo suelo después de haber sido esterilizado. Y lo han hecho con criaturas que representan arqueas, bacterias y eukarya, los tres dominios de la vida.

De particular interés es el archea que probaron: Natrialba magadii, un microorganismo aislado del lago Magadii en Kenia que sobrevive en condiciones de salinidad extrema, como las que pueden existir en Marte y otros lugares.

El equipo dice que los resultados fueron positivos. Las densidades de potencia y corriente eran mucho más altas cuando el ánodo estaba incrustado en muestras de suelo que contenían vida en comparación con las muestras que habían sido esterilizadas, dicen.

Eso hace que las células de combustibles microbianos sean un candidato interesante para los experimentos de exolife. Un módulo de aterrizaje de Marte que lleva una celda de combustible microbiana simplemente tomaría dos muestras de suelo, esterilizaría una de ellas calentándola y luego probaría ambas.

Lo bueno de este enfoque es que la vida ni siquiera necesita estar basada en carbono. A diferencia de los experimentos de Viking, nuestra metodología no requiere la existencia de una vida basada en carbono, dicen los argentinos.

Sin embargo, lo que el equipo argentino no discute en este trabajo son las condiciones que podrían dar falsos positivos. Es posible que calentar una muestra de suelo que de otro modo sería estéril podría cambiar su química de una manera que reduzca la energía que fluye a través de la celda de combustible. La forma de eliminar este tipo de falso positivo necesitará más trabajo.

Mientras tanto, quizás la mejor manera de encontrar evidencia de vida microbiana en otros planetas es estudiar la composición de la atmósfera, como señaló James Lovelock en la década de 1960. Su idea es que durante cientos de millones de años cualquier microorganismo cambiará la atmósfera de su planeta.

Esto debería producir una atmósfera con una firma química distintiva que se salga de las expectativas termodinámicas ordinarias. Esto es ciertamente cierto en la Tierra: el oxígeno y el metano en nuestra atmósfera es un signo seguro de la vida que lo produjo.

Lovelock está registrado diciendo que tan pronto como vio los primeros análisis químicos de la atmósfera marciana, que mostraron que es 95% de dióxido de carbono, supo que no podría haber sido creado por la vida.

Lo que significa que el mejor lugar para probar un experimento exolife de celda de combustible microbiana es en otro lugar completamente diferente. Titán, ¿alguien?

Ref: arxiv.org/abs/1006.1585 : Pilas de combustible microbianas aplicadas a la detección de vida extraterrestre basada en el metabolismo

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