Astrobiólogo: “Es enorme el número de planetas y lunas potencialmente habitables”

David Holmes es originario de Eastbourne, Inglaterra, nacido de padre inglés y madre galesa. A la edad de 18 años, viajó a Irlanda para estudiar Ciencias Naturales en el Trinity College de Dublín. Después de esto, cruzó el Atlántico hasta los Estados Unidos para realizar sus estudios de doctorado en Bioquímica en el prestigioso Instituto de Tecnología de California (Caltech), donde amplió su experiencia a través de una formación postdoctoral en Química.

Mientras permaneció en Estados Unidos, ocupó varios puestos académicos, ascendiendo de profesor asistente a profesor titular en universidades del estado de Nueva York. Además, complementó su cartera profesional con una temporada en General Electric en Schenectady, contribuyendo a su laboratorio de biología durante varios años.

En 1993, se trasladó a Chile, donde actualmente se desempeña como Profesor Titular en la Universidad de San Sebastián e investigador de Fundación Ciencia y Vida.

“Panspermia”

Holmes reconoce que cuando escuchó por primera vez el término panspermia hace unos 50 años, que planteaba la posibilidad de que la vida hubiese llegado a la Tierra desde otros mundos a través de objetos celestes como meteoritos o cometas, le pareció completamente ridículo.

“Bastaba saber un poco de microbiología y de cuán sensibles pueden ser los organismos a las condiciones interestelares para entender lo difícil que ello pudiese haber sucedido y debo admitir que entonces dejé la idea a un lado”, dice el investigador, quien es director del Laboratorio de Bioinformática y Biología del Genoma de la Fundación Ciencia y Vida de la Universidad San Sebastián.

Pero luego de 40 años de trabajar con organismos extremófilos, es decir que habitan ambientes en que los seres humanos y la mayoría de los seres vivos conocidos no pueden sobrevivir por alta salinidad, temperatura, acidez o toxicidad, el astrobiólogo británico, radicado en Chile desde 1993, ha debido reconsiderar su punto de vista.

Para ello usa como ejemplo uno de los microbios que ha aplicado en procesos de biolixiviación para obtener cobre, el Acidithiobacillus. Este organismo hace pequeños agujeros en las rocas a medida que va tras el hierro y el azufre.

“Estas perforaciones microscópicas se hunden en la roca, así que si esta fuera catapultada fuera de la atmósfera de la Tierra, lo que ocurre cada vez que nuestro planeta es bombardeado por asteroides, tal vez una en mil, en diez mil o un millón podría sobrevivir”, admite el investigador.

A esto se suma que en las últimas tres décadas se ha comprobado la existencia de alrededor de 5 mil planetas en nuestra galaxia. Al respecto,  Holmes es categórico:

“Si usamos esta información como base para extrapolar, hay como un billón, es decir 10 elevado a 12 planetas potenciales en nuestra galaxia de los cuales tal vez un porcentaje muy pequeño, el 0,01 más o menos se encuentra en la llamada zona habitable, es decir ni demasiado cerca del sol porque sus hipotéticos habitantes se calcinarían o extremadamente lejos porque se congelarían. Pero incluso ese 0,01% de 10 elevado a 12 es un número inimaginable de planetas potencialmente habitables. Y eso apenas es en una galaxia, la nuestra. Y lo que sabemos sobre otras galaxias es que podrían ser similares a la nuestra. Y hay trillones de ellas. Así que, si hacemos los cálculos de todo esto, resulta que son 10 elevado a la potencia de 20 o 23 los planetas potencialmente habitables en el universo”.

David Holmes.

Mucha agua

Pero, a su juicio, lo que es más fascinante y que además se ha corroborado recientemente, es que en el proceso de formación de los planetas hay mucha agua y también mucho carbono. Y justamente es de lo que estamos hechos. “Tal vez la vida esté asegurada, mi apuesta es que se encontrará vida y también creo que esa vida va a ser en base a carbono y agua”.

Reconoce que, si bien no se pueden eliminar por completo otras posibilidades, el carbono es definitivamente el más favorecido porque puede formar enlaces estables, mientras que el silicio, que es muy similar en muchos aspectos al carbono, tiende a formar estructuras rígidas, como el cuarzo, en lugar de las estructuras moleculares complejas y flexibles que forma el carbono en los compuestos orgánicos, “Por lo que pondría el silicio a un lado y me centraría en el carbono”.

– ¿Podría haber otras químicas diferentes en el universo?

– Una química común es uno de los rasgos universales distintivos del cosmos y que es apoyado por la evidencia científica. El universo crea hidrógeno desde su origen. Cuando explota al principio en el Bigbang, las partículas elementales dan forma al hidrógeno, pero luego va escalando la tabla periódica y se convierte en helio, y luego en litio, y así sucesivamente. Y entonces todo esto se condensa en estrellas. Las estrellas comienzan a arder, y la enorme presión a alta temperatura hace que el hidrógeno se convierta en helio y otra vez en litio. Luego tenemos átomos como el azufre, y eventualmente el hierro, e incluso elementos increíblemente pesados como el plomo y otros que definitivamente provienen de explosiones estelares. Y estas explosiones estelares lo que sabemos que ocurren en todas las galaxias en diferentes partes del universo y sin embargo son los mismos elementos químicos los que se están formando, De ahí que estoy a favor de una vida basada en el carbono, el nitrógeno, el azufre, el fósforo y el oxígeno”.

– ¿Y cómo podemos tratar de descubrir esta vida ahora? ¿Cuáles son las técnicas que estamos utilizando para tratar de encontrarla?

– En el caso de los planetas extrasolares no vamos a llegar allí así que tenemos que hacerlo con telescopios, incluidos los de Chile, que pueden abarcar el espectro de la atmósfera de esos mundos. La tecnología se está volviendo tan sensible que pronto comenzarán a detectar sustancias químicas en la atmósfera de esos exoplanetas. El agua es una señal bastante fácil de detectar y la presencia de oxígeno en la atmósfera podría ser un indicador de vida.

Inicialmente, la atmósfera de la Tierra no tenía oxígeno porque el oxígeno, aunque abundante, es tan reactivo que casi todo se consumió en reacciones con minerales, la vida evolucionó anaeróbicamente y quedó confinada a microorganismos simples como bacterias y arqueas. Se necesitaron más de dos mil millones de años para que evolucionara la fotosíntesis y se acumulara oxígeno en la atmósfera. Entonces, la presencia de oxígeno en la atmósfera de un exoplaneta podría ser un fuerte indicio de la presencia de vida.

Un tercer biomarcador que ha sido mencionado es el metano, el que es producido por microorganismos anaeróbicos en la Tierra. Sin embargo, también se puede producir ocasionalmente de forma abiótica, es decir sin presencia de vida. “Por lo tanto, si bien el metano es una señal a la que hay que acudir, no ex exclusiva de los seres vivos como sí lo es el oxígeno.

– ¿Cuáles son los desafíos de la Astrobiología? ¿Cuál es su proyección?

– Tomando prestada la frase atribuida a Yogi Berra, es muy difícil hacer predicciones, especialmente sobre el futuro. Pero, de todos modos, creo que estamos en un camino muy positivo. En los últimos 10 o 15 años, hemos pasado de conocer un planeta fuera de nuestro sistema solar a miles de ellos y eso va a continuar con los nuevos telescopios en funcionamiento como el Telescopio Gigante de Magallanes (GMT), el Telescopio Extremadamente Grande (E-ELT), más el Kepler, el Hubble, y el James Webb. Estos van a seguir refinando nuestra capacidad para identificar planetas en la zona habitable de las estrellas. En mi área de investigación, creo que continuaremos aprendiendo cómo sobreviven los extremófilos, lo que permitirá saber si podrían encontrarse en otros planetas y lunas en entornos que se considerarían extremos en la Tierra. Además, ellos dejan “biomarcadores” de su existencia presente o pasada.

La presencia de moléculas orgánicas complejas, como aminoácidos, ácidos nucleicos y otras biomoléculas, podrían indicar la existencia de vida. Estas moléculas podrán detectarse mediante espectroscopia (el estudio de la interacción de la radiación electromagnética con la materia) durante la búsqueda de vida en Marte, Encelado y Europa. Probablemente será necesario combinar múltiples líneas de evidencia y emplear diversos enfoques científicos para identificar con confianza biomarcadores en otros planetas y lunas. Además, es fundamental considerar el contexto geológico y ambiental de cada cuerpo celeste para evitar falsos positivos, Solo espero que siga vivo cuando descubran la vida por primera vez.

Cuando me referí al enorme número de exoplanetas, no mencioné las lunas. Si tenemos 10 elevado a 23 exoplanetas, tal vez tengamos 10 elevado a 25 lunas, de las cuales un porcentaje podrían ser ricas en vida. Es simplemente alucinante.

Hasta hace unos pocos años creía que no había posibilidad de vida en ellas, particularmente las del sistema solar como Europa y Encélado, porque estaban demasiado lejos y congeladas. Pero no, la fuerza gravitacional hace que el hielo se derrita y la vida podría estar muy probablemente en el fondo de su océano, Así que es muy emocionante. Y esas lunas están dentro de nuestra capacidad de alcance. Así que sabremos, creo que dentro de una década, tal vez dos, si hay vida en esas lunas. Esto podría repetirse en los mundos más allá del Sol.

Será extraordinariamente difícil encontrar lunas extrasolares considerando lo difícil que fue encontrar planetas. Pero los nuevos telescopios tal vez tengan tal resolución que permitan dar al menos con las más grandes.

Otra variable que debemos considerar cuando buscamos vida en otros mundos: el tiempo. La existencia de la humanidad y del planeta Tierra se concentra en una pequeña ventana de tiempo. Eso es una pequeña cantidad de tiempo a escala universal. Hay muchos, muchos planetas y muchos soles que son mucho más antiguos que nosotros. Y sabemos que algunos de esos planetas son bastante estables. Si la vida se desarrolló allí y se volvió inteligente, esos seres inteligentes han tenido millones de años para evolucionar más. Entonces, ¿hacia dónde evolucionaron? Una posibilidad es que evolucionaron a robots informáticos, robots de inteligencia artificial. Así que aunque tengan todavía partes orgánicas, no lo sé, van a ser esencialmente robóticos,. Entonces, ¿dónde están? ¿Somos demasiado pequeños, demasiado poco interesantes para ellos? ¿Estamos en una ventana de tiempo demasiado pequeña para ser contactados por ellos? Así que tenemos que pensar que tal vez la vida se vuelve tan inteligente que ya no la reconocemos. Así que estamos buscando en una cierta ventana de tiempo las cosas que sabemos buscar.

– La inteligencia artificial está aumentando sostenidamente su presencia en la Tierra. Tal vez somos las últimas generaciones biológicas, y en menos de 100 años nos convertiremos en vida digital, seres que transportan sus mentes a artefactos electrónicos para trascender. ¿Qué opina de esto?

– Estoy de acuerdo, pero sugeriría que tal vez podrían ser más de cien años, tal vez podríamos hablar de al menos mil años. Esa es una posible línea de evolución para organismos en otros planetas. En algún momento futuro los seres humanos podrían adoptar un estilo de vida robótico electrónico o tal vez una mezcla de ambos.

– Pero, ¿es eso vida también o no?

– Bueno, tuve una discusión con mi hija sobre eso. Probé ChatGPT en las siguientes condiciones. Había una imagen de un robot sosteniendo un cráneo con un fondo de devastaciones y erupciones volcánicas, etc. Así que obviamente era un robot que sostenía el último cráneo humano en la Tierra. Entonces le dije a ChatGPT: Por favor, escribe basado en esta imagen unos versos al estilo de Shakespeare sobre el pobre Yorick (la escena de Hamlet en que el príncipe de Dinamarca reflexiona sobre la vida mientras sostiene el cráneo de su amigo, el bufón del mismo nombre, cuyo cuerpo había sido exhumado). ChatGPT volvió con algo que era absolutamente puro Shakespeare. Tenía el ritmo, los sonidos y los pensamientos de Shakespeare. Eso me sorprendió. Así que se lo envié a mi hija a la que le gusta el tema, y ella dijo: Bueno, sí, pero no está vivo. Y empecé a pensar en eso, y eventualmente sí podría estar vivo. ¿Qué queremos decir con que esté vivo? Tenemos neuronas zumbando, así que somos sensibles a nuestro entorno, estamos hablando juntos, y somos sensibles a eso, y sentimos cosas. ¿Por qué un robot no podría eventualmente tener esas mismas capacidades? Creo que sí. Pero yo creo que la transformación en un ser digital nos llevará más de mil años.