La vida artificial comparte biofirmas con sus primos terrestres

BioinformáticaUna biofirma común tanto a la vida digital como la vida en la Tierra podría ayudar a observar organismos extraterrestres, dicen los científicos de la computación.

A principios de la década de 1960, el científico independiente James Lovelock trabajaba como consultar para la NASA desarrollando formas de analizar atmósferas extraterrestres. Este trabajo le llevó a la drástica conclusión de que la vida dejaría una huella indeleble en la composición química de cualquier planeta.

A lo largo de miles de millones de años, comenta, los procesos de la vida crearían una neblina de compuestos químicos que sería improbable que se formase en un equilibrio químico común.

Va incluso más allá y sugiere que esta atmósfera y la vida que se apoya en ella formarían un sistema auto-regulable que podría considerarse él mismo como un organismo vivo – la hipótesis de Gaia. Lovelock dice que, tan pronto como vio los primeros análisis de la composición química de la atmósfera de Marte, que está compuesta casi por completo de dióxido de carbono y nitrógeno, supo que el planeta no podría soportar vida.

Desde entonces, la búsqueda de biofirmas se ha convertido en un problema importante para los astrobiólogos. Sabemos, por ejemplo, que grandes cantidades de oxígeno y pequeñas de metano son generadas por los seres vivos terrestres. Y que el ácido carboxílico en las formas de vida terrestre tiende a tener números pares de átomos de carbono, un hecho que se usa para identificar contaminación en las muestras de meteoritos.

El problema, desde luego, es que tenemos sólo un ejemplo de vida a estudiar. Por lo que las biofirmas de la vida en la Tierra pueden ser de poca utilidad para identificar formas de vida extraterrestre.

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

Esto es importante debido a que los científicos han desarrollado varios sistemas en los que tiene lugar la evolución, siendo los más famosos los intentos de crear vida artificial usando código de ordenador y chips de silicio. Tal firma debería estar presente tanto en la Tierra como en el silicio.

Para encontrarlos, Dorn y compañía observaron varias muestras en la distribución de las biomoléculas, tales como aminoácidos y ácido carboxílico. Compararon sedimentos terrestres, los cuales obviamente rebosaban vida, con la salida de experimentos para sintetizar aminoácidos, que no tenían vida. E incluso observaron la composición de meteoritos.

Sus resultados son interesantes. Encontraron que la distribución de las biomoléculas en ausencia de vida, normalmente refleja el coste termodinámico de su creación. Por lo que hay muchos más aminoácidos simples que complejos, por ejemplo.

Sin embargo, las muestras que contienen vida no siguen ese patrón. Allí donde las biomoléculas complejas desempeñan un papel en el proceso de la vida, y por tanto, confieren algún tipo de ventaja, hay mucho más en común de lo que puede explicarse mediante los argumentos termodinámicos.

Esto es más o menos lo que la mayor parte de astrobiólogos esperaría.

Luego, Dorn y sus colegas realizaron un tipo de análisis similar sobre un sistema de vida artificial, conocido como Avida. En este mundo, los bloques básicos de la vida son elementos de un código de ordenador que llevan instrucciones simples. Conecta entre sí varias órdenes y tendrás una “molécula” compleja. Si estas moléculas tienen un código que les permite copiarse, se pueden reproducir.

Los factores ambientales, tales como el índice de mutación, se controlan de forma externa por los científicos, que también inyectan un flujo constante de código que los organismos pueden consumir conforme evolucionan. Dorn y compañía compararon entonces la distribución del código en los mundos Avidianos antes y después que que haya tenido lugar la evolución.

Resulta que las criaturas Avidianas crean el mismo tipo de huella en su entorno que los organismos terrestres en el suyo. Los Avidianos aseguran que ciertos bits de código se seleccionan preferentemente, de forma que son mucho más comunes en un sistema evolucionado que en uno que esté empezando de cero.

Dorn y compañía lo llaman “biofirma de distribución de la abundancia de monómeros” y teorizan que es común a todas las formas de vida.

Este es un resultado potencialmente emocionante – hay una biofirma universal de la evolución que podría usarse para observar cualquier tipo de vida evolucionada. Podríamos llamarlo, evofirma.

Dorn y sus colegas dicen que la evofirma “puede ser una promesa para detectar bioquímica alienígena”.

Tal vez. Primero, estos chicos tienen que pensar sobre algunos problemas potenciales. La propiedad clave de la biofirma es que debe ser el resultado de la vida, pero no de otros procesos comunes. Debe ser única. Si fuese de otra forma, correrías el riesgo de todo tipo de falsos positivos.

No está del todo claro que este sea el caso con la firma de Dorn y sus colegas. Aunque la evolución, indiscutiblemente, desempeña un papel clave en el desarrollo de la vida, también lo hace en otros procesos. Por ejemplo, los científicos de la computación aprovechan habitualmente los procesos de la evolución para resolver problemas tales como la planificación de una fábrica o el diseño de un avión. ¿Estos procesos también mostrarían una evofirma medible?

Es demasiado pronto para decirlo, pero Dorn y los demás tienen que comprobar esto.

Por supuesto, aquí tenemos también otro problema. Lo que este debate destaca es la dificultad al definir la vida, en primer lugar. Puede que nunca encontremos una biofirma o evofirma que sea una señal de vida completamente inequívoca, simplemente un buen indicador.

Sea cual sea el resultado, la nueva aproximación de usar Avida para estudiar las evofirmas parece una forma nueva e importante de investigar este problema.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1101.1013: Monomer Abundance Distribution Patterns as a Universal Biosignature: Examples from Terrestrial and Digital Life

Fecha Original: 10 de enero de 2011
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Comments (3)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Una biofirma común tanto a la vida digital como la vida en la Tierra podría ayudar a observar organismos extraterrestres, dicen los científicos de la computación. A principios de la década de 1960, el científico independiente…..

  2. [...] This post was mentioned on Twitter by Angel Sánchez and others. Angel Sánchez said: La vida artificial comparte biofirmas con sus primos terrestres http://bit.ly/e8WrO6 #Ciencia [...]

  3. Muy interesante, basicamente el objetivo de este trabajo es buscar una firma de un sistema en evolucion en otro planeta y diferenciarla de otras firmas.

    Es una muy buena aproximacion!

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