Biofirmas
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Biofirmas
Una biofirma se ha definido como un objeto, sustancia y/o patrón cuyo origen requiere específicamente un agente biológico”. Las bioseñales se consideran, por tanto, huellas dactilares de una actividad biológica pasada o presente; en el mejor de los casos, son fenómenos cuya probabilidad de surgir abióticamente es insignificante. Algunos ejemplos son las moléculas de ADN, las bandas de absorción (véase su concepto jurídico) atribuidas a la clorofila en el espectro de reflectancia de la Tierra y la estructura celular silicificada observada en la madera petrificada.
Los astrobiólogos buscan biofirmas en una amplia variedad de materiales de la Tierra primitiva, del espacio y de otros mundos, y también se esfuerzan por extrapolar más allá de los productos particulares de la vida en la Tierra a las biofirmas (también llamadas biosignaturas, por su anglicismo proveniente de “biosignature”) que podrían resultar de bioquímicas alternativas. De hecho, puede ser posible buscar biofirmas “agnósticas” o “universales” comunes a todas las bioquímicas concebibles. Los ejemplos potenciales incluyen moléculas complejas cuyo ensamblaje requiere muchos pasos, o cuya estructura aperiódica sugiere una función “informativa”, similar a la de los ácidos nucleicos.
Para identificar las bioseñales de forma sólida, los astrobiólogos deben evaluar el riesgo de detecciones falsas positivas relacionadas con los fenómenos naturales abióticos, los artefactos de la preparación de la muestra y la contaminación por organismos exógenos a la muestra de interés.Entre las Líneas En la naturaleza, las “pseudofirmas” abióticas suelen surgir de procesos no equilibrados; algunos ejemplos son los fraccionamientos cinéticos de isótopos en los sistemas hidrotermales, las estructuras de crecimiento ramificadas producidas por la simple deposición gravitacional de partículas y el exceso de O2 que se produce en una atmósfera planetaria en la que el vapor de agua se fotodisocia y el hidrógeno se pierde en el espacio. La conciencia de estos problemas ha motivado a algunos autores a utilizar el término “biofirma potencial” para los fenómenos que parecen tener vida pero que pueden, con una probabilidad no despreciable, haber surgido abióticamente.
En la Tierra, se utilizan numerosos métodos de campo y de laboratorio, algunos de los cuales pueden adaptarse a las misiones espaciales, para verificar la presencia y la actividad de los organismos actualmente vivos. La división y la motilidad de las células pueden observarse al microscopio; pueden aplicarse tintes fluorescentes para confirmar la presencia de ADN y proteínas dentro de las células. Se pueden detectar innumerables biomoléculas mediante métodos estándar de análisis químico. La absorción (véase su concepto jurídico) de nutrientes y la producción de residuos pueden cuantificarse directamente. La actividad metabólica también puede controlarse en sólidos, líquidos y gases mediante el estudio de las bioseñales isotópicas utilizando espectrómetros de masas (y, en algunos casos, espectrómetros ópticos).
El carbono, el azufre, el nitrógeno y muchos otros elementos son fraccionados isotópicamente por las enzimas, de manera que los productos metabólicos se enriquecen en los isótopos más ligeros, mientras que las materias primas residuales se agotan en ellos. Esto se debe a que los enlaces entre los isótopos más ligeros se rompen con una energía de activación más baja que los enlaces entre los isótopos más pesados.Entre las Líneas En consecuencia, por poner un ejemplo, la fotosíntesis fija el carbono-12 ligeramente más fácilmente en la biomasa que el carbono-13. Actualmente, las composiciones isotópicas de los materiales naturales se miden de forma rutinaria con una precisión de al menos partes por mil (“permil”) con espectrómetros de masas debidamente calibrados. La interpretación de las composiciones isotópicas como biofirmas depende fundamentalmente del contexto ambiental, ya que los procesos no biológicos pueden inducir fraccionamientos isotópicos igualmente fuertes en algunas condiciones (por ejemplo, en el carbono y el azufre).
Biofirmas geológicas (“fósiles”)
Las rocas, los minerales y los fluidos pueden preservar pruebas de vida en escalas de tiempo de miles de millones de años; los procesos geoquímicos pueden transformar y preservar biomoléculas, células, tejidos, organismos, residuos metabólicos, anomalías de isótopos biogénicos e incluso las huellas y madrigueras hechas por organismos móviles en sustratos viscosos. Incluso un fósil enmohecido que no contenga rastros químicos de vida puede ser una fuerte biofirma si su morfología es lo suficientemente compleja, funcionalmente adaptativa y altamente organizada; la forma de un esqueleto de dinosaurio no puede explicarse por ningún proceso abiótico concebible.
Sin embargo, las morfologías más simples, como las de las bacterias, son indicadores ambiguos de biogenicidad porque pueden ser imitadas por procesos no biológicos de autoorganización.
Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):
Una Conclusión
Por lo tanto, se han propuesto estrictos “criterios de biogenicidad” para los microbios fósiles candidatos en materiales muy antiguos o extraterrestres; estos incluyen una morfología consistente similar a la de los microbios y una distribución espacial en un paleoambiente habitable, una composición rica en CHNOPS y evidencia isotópica de procesos metabólicos.
Los restos de biomoléculas antiguas, conocidos como “fósiles moleculares” o “biomarcadores”, pueden extraerse de algunas rocas y sedimentos antiguos ricos en arcilla y sílice. Los biopolímeros complejos se degradan con el tiempo y bajo la influencia del calor, la presión y la radiación, perdiendo los elementos que no son carbono y convergiendo en la composición y estructura del grafito.
Puntualización
Sin embargo, algunos lípidos biogénicos son excepcionalmente resistentes y tienen un registro fósil que se remonta al menos a 1,7 Ga.
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