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| Valeska Molina |
Estudio liderado en Chile por
investigadoras del CATA analiza gases producidos por una bacteria extremófila
del norte de Chile y su posible detectabilidad en atmósferas de exoplanetas
similares a la Tierra primitiva.
Los microorganismos que habitan algunos de
los ambientes más extremos del planeta podrían entregar pistas clave para la
búsqueda de vida fuera del Sistema Solar.
Un
nuevo estudio realizado en Chile explora cómo los gases producidos por
bacterias que viven en salares del desierto de Atacama podrían generar señales
detectables en las atmósferas de exoplanetas.
La iniciativa es liderada por
Valeska Molina, Investigadora Adscrita del Centro de Astrofísica y Tecnologías
Afines – CATA (Centro Basal de ANID) y doctoranda de la Universidad de Atacama
(UDA) en colaboración con las científicas Bárbara Rojas-Ayala, Investigadora
Asociada del CATA y académica de la Universidad de Tarapacá (UTA) y Cristina
Dorador, Investigadora Adscrita del CATA e integrante del Departamento de
Biotecnología de la Universidad de Antofagasta (UA).
La investigación se centró en la bacteria Roseovarius
sp., aislada en el Salar de Llamara en el desierto de Atacama, un ambiente
hipersalino del norte de Chile considerado un análogo natural de condiciones
que pudieron haber existido en la Tierra primitiva e incluso en otros mundos.
A partir del estudio de su metabolismo y
de los gases que produce, el equipo analizó si estas moléculas podrían
detectarse a escala planetaria mediante observaciones astronómicas.
“Lo más relevante de esta investigación es
que conecta directamente el estudio de microorganismos extremófilos del
desierto de Atacama con la búsqueda de vida en otros planetas”, explica Valeska
Molina, investigadora adscrita del CATA y doctoranda de la Universidad de
Atacama, quien lidera el trabajo.
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| Salar de Llamara |
“Analizamos los gases producidos por la
bacteria Roseovarius y sus firmas espectrales utilizando espectroscopía Raman e
infrarroja, y luego comparamos estas señales con modelos de atmósferas
planetarias análogas a la Tierra primitiva”, agrega.
De esta forma, el estudio muestra cómo
procesos biológicos microscópicos, como el metabolismo de bacterias
extremófilas, podrían generar señales químicas detectables desde enormes
distancias. Esto resulta clave para la astrobiología, disciplina que busca
identificar posibles biofirmas o indicios de vida en otros planetas.
De los microorganismos a los exoplanetas
La conexión entre microbiología y
astronomía se establece a través de los gases que producen los organismos
vivos. En la Tierra, muchas moléculas presentes en la atmósfera tienen origen
biológico y reflejan procesos metabólicos que ocurren a escala microscópica.
“En la atmósfera actual de la Tierra
podemos detectar biofirmas claras, como el oxígeno y el ozono producidos por la
fotosíntesis, así como otros gases de origen biológico, como, por ejemplo,
metano, óxido nitroso o dimetil sulfuro (fitoplancton marino) que reflejan
distintos metabolismos microbianos”, explica Bárbara Rojas-Ayala.
“Estos compuestos evidencian cómo la vida
puede modificar la composición atmosférica de un planeta”, complementa la
investigadora del CATA.
En este estudio, el equipo midió las
señales espectrales de gases producidos por la bacteria Roseovarius sp.,
especialmente monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO₂), para luego
compararlas con modelos teóricos de atmósferas planetarias similares a las que
pudo tener la Tierra en sus primeras etapas.
Estas simulaciones permiten evaluar si
esas moléculas podrían detectarse en observaciones de exoplanetas utilizando
telescopios como el James Webb Space Telescope (JWST) o futuros instrumentos de
la próxima generación de telescopios extremadamente grandes.
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| Roseovarius |
El interés por este tipo de
microorganismos se relaciona con la historia temprana de la vida en la Tierra.
La bacteria estudiada posee enzimas clave asociadas a metabolismos muy antiguos
basados en el carbono, que podrían haber estado presentes en los primeros
ecosistemas del planeta.
“Elegimos estudiar Roseovarius sp. porque
es una bacteria presente en ambientes extremos como los salares del desierto de
Atacama, uno de los lugares más hostiles del planeta. Estos ambientes se
consideran análogos naturales de condiciones que podrían existir en otros
mundos”, enfatiza Molina.
Según explica Cristina Dorador “esta
bacteria realiza fotosíntesis anoxigénica (sin producción de oxígeno) que es
anterior a las actuales cianobacterias y era común en tapetes microbianos de la
Tierra primitiva”.
Este tipo de metabolismos primitivos
resulta especialmente relevante al estudiar exoplanetas, ya que muchos de ellos
podrían tener atmósferas muy distintas a la de la Tierra actual.
“Muchos de los exoplanetas potencialmente
habitables que conocemos probablemente no se parezcan a la Tierra moderna, por
lo que sus biofirmas atmosféricas también podrían ser distintas a las que
dominan hoy en nuestro planeta”, señala Rojas-Ayala.
El valor de los ambientes extremos
Los resultados también destacan el valor
científico de los ecosistemas extremos del norte de Chile, donde sobreviven
microorganismos capaces de adaptarse a condiciones de alta salinidad, radiación
y escasez de agua.
Estos ambientes permiten estudiar
metabolismos microbianos que podrían ser comunes en otros mundos. “Los
extremófilos amplían nuestra comprensión de qué tipos de vida pueden existir y
en qué condiciones”, afirma Valeska Molina. “Esto permite refinar, o incluso
desafiar, algunas ideas actuales sobre qué señales químicas podrían indicar
vida en otros planetas”.
Para Cristina Dorador, además, estos
ecosistemas representan un patrimonio natural que debe ser protegido. “Estos
ambientes están cada vez más amenazados, por lo que es fundamental avanzar
hacia la protección de ambientes análogos a la Tierra primitiva que aún
existen”, enfatiza la investigadora.
El equipo planea ampliar este enfoque en
futuras investigaciones, incorporando otros microorganismos extremófilos y
analizando una mayor diversidad de gases metabólicos que podrían actuar como
biofirmas, así como perfeccionar los modelos atmosféricos para considerar
distintos tipos de planetas y estrellas.
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| Salar de Llamara |
“Buscaremos mejorar estos modelos
incorporando la relación estrella-planeta, ya que no es lo mismo una atmósfera
irradiada por una estrella como el Sol que por una enana roja, mucho más
pequeña, fría y activa.
Ese entorno estelar influye directamente en la química
atmosférica, en la acumulación de gases y en la detectabilidad de posibles
biofirmas”, explica Bárbara Rojas-Ayala.
“Uno de los objetivos es estimar cuántos
tránsitos planetarios serían necesarios para detectar estas biofirmas en las
atmósferas de exoplanetas rocosos utilizando instrumentos actuales y futuros.
El objetivo final es seguir acercándonos a una pregunta que mueve a toda la
astrobiología: ¿cómo reconocer señales de vida cuando observamos otros
mundos?”, concluye Valeska Molina.