¿Qué es una firma biológica?

Una firma biológica es un proceso químico o físico que puede detectarse a distancia e indica la presencia de organismos vivos en una región en particular. El concepto se usa a menudo en el campo de la astrobiología, que es una rama de la biología que busca vida fuera de los entornos terrestres, aéreos y marinos de la Tierra. La búsqueda de un biomarcador para indicar la existencia pasada o presente de la vida en el planeta Marte se ha centrado cada vez más en la astrobiología desde que se enviaron allí las misiones Viking I y II de los EE. UU. a otras regiones del Sistema Solar han continuado la búsqueda. Sin embargo, el campo comenzó a ampliarse a partir de 2011, debido al hecho de que se han descubierto docenas de planetas extrasolares fuera del Sistema Solar de la Tierra. Se teoriza que una pequeña minoría de estos planetas tiene el tamaño y la estructura de la Tierra, y pueden tener una astroquímica de biofirma que indica una capacidad para soportar la vida.

La comprensión de las condiciones necesarias para la habitabilidad planetaria por al menos formas de vida primitivas como las bacterias ha ido evolucionando en los siglos XX y XXI. Esto se debe a que la ciencia ha descubierto la biofirma de los organismos en la Tierra en regiones tales como respiraderos volcánicos submarinos profundos que anteriormente se pensaba que eran completamente inhóspitos para todas las formas de vida. La resistencia de dichos organismos a vivir en condiciones ausentes de luz y oxígeno, y bajo niveles extremos de temperatura y presión, sugiere que la biosignatura de la vida en otros mundos puede ser más amplia de lo que se suponía anteriormente.

La presencia de agua líquida todavía se considera esencial para que exista vida fuera de los confines de la Tierra. Si bien alguna vez se pensó que el agua líquida era rara en el Sistema Solar que existe solo en la Tierra, esta visión ha cambiado en el siglo XXI. Tanto Europa como Calisto, lunas del planeta Júpiter, pueden poseer océanos subterráneos de agua líquida, y ahora se sabe que Encelado, que es una luna de Saturno, tiene volcanes a base de agua que también pueden soportar organismos vivos básicos. El US Phoenix Mars Lander también encontró evidencia de hielo a base de agua en una región distante de los casquetes polares en Marte en 2008, lo que puede indicar una firma biológica para la actividad bacteriana que una vez existió o todavía existe apenas debajo de la superficie del planeta rojo.

Detectar un bioindicador para mundos distantes es más desafiante para la ciencia actual a partir de 2011, ya que encontrar el mundo en sí es un desafío. El enfoque de la investigación puede comenzar reduciendo el rango de los sistemas estelares a los de las enanas rojas. Estos son los tipos de estrellas más comunes, que representan aproximadamente el 75% de todas las estrellas en la galaxia de la Vía Láctea, y el tipo más probable de poseer sistemas planetarios que pueden ser habitables debido a su edad y presencia en la secuencia principal de estrellas de la galaxia. .

Las estrellas enanas de clase M son significativamente más pequeñas y más frías que el Sol de la Tierra en promedio, por lo que los planetas que orbitan alrededor de ellas necesitarían atmósferas gruesas para capturar más luz de sus soles padres que la Tierra. La probabilidad sugiere que, si la vida existe fuera de la Tierra, se encontraría en planetas alrededor de enanas rojas con mayor probabilidad que en otros lugares. Las clases de estrellas como F, G y K, que son más cálidas y brillantes como el Sol, también son relativamente raras en comparación con las enanas rojas, por lo que la investigación se centra en examinar las regiones estelares de la clase M en busca de planetas con actividad de biofirma.

Ciertos gases individualmente o juntos serían una clara firma biológica para la presencia de posibles formas de vida. Estos gases también durarían más en atmósferas en planetas que orbitan enanas rojas, y más fáciles de detectar que en planetas que orbitan alrededor de estrellas más calientes. Estos compuestos de biofirma incluyen metano - CH ₄ , óxido nitroso - N ₂ O, clorometano - CH ₃ Cl y ozono en forma de O ₂ u O ₃ .

La detección de organismos en la Tierra que viven en ambientes de azufre cerca de respiraderos volcánicos también ha sugerido que la vida puede prosperar en planetas anóxicos que son bajos o están completamente desprovistos de oxígeno. Por lo tanto, los compuestos orgánicos de azufre también serían un fuerte indicador de vida si se detectaran en atmósferas extraterrestres, incluidos el metanetiol - CH ₃ SH y el disulfuro de carbono - CS ₂ . La presencia de compuestos a base de azufre reflejaría las teorías de biofirma sobre la vida temprana en la Tierra que existían antes de que el oxígeno fuera generalizado, y fue una condición de vida dominante en la Tierra durante al menos 1,500,000,000 de años.