Vida artificial comparte biofirma con primos terrestres

A principios de la década de 1960, el científico independiente James Lovelock trabajó como consultor para la NASA desarrollando formas de analizar atmósferas extraterrestres. Este trabajo lo llevó a la dramática conclusión de que la vida dejaría un sello indeleble en la composición química de cualquier planeta.

A lo largo de miles de millones de años, dijo, los procesos de la vida crearían una niebla de sustancias químicas diferente a cualquier cosa que pudiera formarse en un equilibrio químico ordinario.

Incluso fue más allá al sugerir que esta atmósfera y la vida que sustentaba formarían una especie de sistema autorregulador que podría considerarse en sí mismo como un organismo vivo: la hipótesis de Gaia. Lovelock dice que tan pronto como vio el primer análisis de la composición química de la atmósfera marciana, que es casi en su totalidad dióxido de carbono y nitrógeno, supo que el planeta no podría albergar vida.

Desde entonces, la búsqueda de biofirmas se ha convertido en un problema importante para los astrobiólogos. Sabemos, por ejemplo, que la vida en la Tierra genera grandes cantidades de oxígeno y pequeñas cantidades de metano. Y que los ácidos carboxílicos en las formas de vida terrestres tienden a tener un número impar de átomos de carbono, un hecho que se utiliza para identificar la contaminación en las muestras de meteoritos.

El problema, por supuesto, es que solo tenemos un ejemplo de vida para estudiar. Así que las biofirmas de la vida en la Tierra pueden ser de poca utilidad para identificar formas de vida extraterrestres.

Hoy, Evan Dorn del Instituto de Tecnología de California y un par de amigos sugieren una solución. Su idea es buscar propiedades medibles de la evolución, en lugar de mera vida. Dicha propiedad debería estar presente en cualquier sistema que haya evolucionado, dicen.

Eso es importante porque los científicos han desarrollado varios sistemas en los que tiene lugar la evolución, siendo el más famoso los diversos intentos de crear vida artificial utilizando códigos de computadora y chips de silicio. . Tal firma debería estar presente tanto en la Tierra como en in silico.

Para averiguarlo, Dorn y compañía analizaron en varias muestras la distribución de biomoléculas, como los ácidos amino y carboxílicos. Compararon el lodo terrestre, que obviamente está lleno de vida, con el resultado de experimentos para sintetizar aminoácidos, que no tienen vida. E incluso observaron la composición de los meteoritos.

Sus resultados son interesantes. Descubrieron que la distribución de biomoléculas en ausencia de vida generalmente refleja el costo termodinámico de producirlas. Entonces, hay muchos más aminoácidos simples que complejos, por ejemplo.

Sin embargo, las muestras que contienen vida no siguen este patrón. Cuando las biomoléculas complejas desempeñan un papel en los procesos de la vida y, por lo tanto, confieren algún tipo de ventaja, son mucho más comunes de lo que se puede explicar mediante argumentos termodinámicos.

Eso es más o menos lo que esperaría la mayoría de los astrobiólogos.

A continuación, Dorn y compañía hicieron un tipo de análisis similar sobre un sistema de vida artificial llamado Avida. En este mundo, los componentes básicos de la vida son elementos del código informático que llevan a cabo instrucciones simples. Conecte varias instrucciones juntas y tendrá una molécula compleja. Si estas moléculas tienen un código que les permite copiar, pueden reproducirse.

Los factores ambientales, como la tasa de mutación, son controlados externamente por científicos informáticos que también inyectan un flujo constante de código que los organismos pueden consumir a medida que evolucionan. Luego, Dorn y compañía compararon la distribución del código en los mundos avidianos antes y después de que ocurriera la evolución.

Resulta que las criaturas ávidas hacen el mismo tipo de sello en su entorno que los organismos terrestres en el suyo. Los avidianos se aseguran de que ciertos bits de código se seleccionen preferentemente para que sean mucho más comunes en un sistema evolucionado que en uno que comienza desde cero.

Dorn y sus colegas llaman a esto la firma biológica de distribución de abundancia de monómeros y plantean la hipótesis de que es común a todas las formas de vida.

Ese es un resultado potencialmente emocionante: que existe una firma biológica universal de la evolución que podría usarse para detectar cualquier tipo de vida evolucionada. Llámalo una firma electrónica.

Dorn y compañía incluso dicen que su firma electrónica puede ser prometedora para detectar bioquímicas extraterrestres.

Quizás. Primero, estos muchachos deberán pensar en algunos problemas potenciales. La propiedad crucial de una firma biológica es que debe ser el resultado de la vida, pero no de otros procesos ordinarios. Debe ser único.

De lo contrario, corre el riesgo de todo tipo de falsos positivos (como de hecho ocurrió con las pruebas del módulo de aterrizaje Viking Mars diseñadas para detectar vida).

No está del todo claro que este sea el caso de la firma de Dorn y compañía. Si bien la evolución indudablemente juega un papel crucial en el desarrollo de la vida, también juega un papel importante en otros procesos. Por ejemplo, los informáticos explotan regularmente el proceso de evolución para resolver problemas como la programación de fábricas y el diseño de aviones. ¿Estos procesos también demostrarían una firma electrónica mensurable?

Es demasiado pronto para saberlo. Pero Dorn y compañía necesitan comprobar esto.

Por supuesto, aquí también hay otro problema. Lo que destaca esta discusión es la dificultad de definir la vida en primer lugar. Puede ser que nunca encontremos una firma biológica o una firma electrónica que sea un signo de vida completamente inequívoco, simplemente un buen indicador

Cualquiera sea el resultado, el nuevo enfoque de usar aLife para probar firmas electrónicas parece una nueva forma importante de investigar este problema.

Ref: arxiv.org/abs/1101.1013 : Patrones de distribución de abundancia de monómeros como firma biológica universal: ejemplos de la vida terrestre y digital

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