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El progreso futuro en la comprensión del origen de la vida puede ser el resultado tanto de experimentos de laboratorio cada vez más sofisticados y geoquímicamente realistas como de nuevos enfoques computacionales para la simulación de grandes y diversas poblaciones de moléculas orgánicas en condiciones dinámicas y lejos del equilibrio.
Las bioseñales se consideran huellas dactilares de una actividad biológica pasada o presente. 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. 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.
Se desconocen los límites físicos y químicos fuera de los cuales no podría persistir ninguna forma de vida concebible. Sin embargo, los astrobiólogos han buscado los límites de la vida “tal y como la conocemos” en la Tierra, reconociendo al mismo tiempo que estos límites pueden no ser compartidos por otras formas de vida. Las respuestas bióticas a la baja disponibilidad de agua son de especial interés en el estudio de la habitabilidad de Marte, cuya superficie está desecada y cuyas aguas subsuperficiales pueden ser altamente salinas. La mayoría de los organismos requieren actividades de agua > 0,9, pero las excepciones (xerófilos) son muy diversas; algunos pueden reproducirse con actividades de agua tan bajas como 0,605. La deshidratación prolongada afecta a los mecanismos normales que protegen las proteínas y los ácidos nucleicos de los efectos dañinos de las especies reactivas del oxígeno.
Este texto se ocupa de la habitabilidad planetaria y de la zona de habitabilidad, en el contexto de la astrobiología y la vida extraterrestre.
La astrobiología se organiza en torno a un núcleo de preguntas fundamentales: ¿Cuándo, dónde y cómo surgió la vida en la Tierra? ¿Ha surgido en algún otro lugar? ¿Qué condiciones físico-químicas son necesarias para generar vida y mantenerla? ¿Cómo los procesos planetarios, estelares y cósmicos -y la propia actividad de la vida- determinan la distribución de estas condiciones en el tiempo y el espacio? ¿Qué se puede decir sobre las características probables de la vida extraterrestre y cuáles son, por tanto, las estrategias óptimas para encontrarla? Los pensadores han reflexionado sobre estas cuestiones desde la antigüedad, pero no fue hasta los albores de la era espacial cuando parecieron lo suficientemente prometedoras desde el punto de vista científico como para exigir una nueva disciplina. La ciencia de la astrobiología se ha forjado una identidad fuerte y coherente desde la controversia del meteorito marciano de 1996. Los avances en cuestiones fundamentales han sido impresionantes desde entonces, aunque gran parte de ellos se han producido dentro de marcos disciplinarios más tradicionales. Así, los microbiólogos y los biólogos moleculares han sondeado los límites de la vida en la Tierra y han descubierto que los organismos vivos son mucho más omnipresentes y resistentes de lo que se pensaba. Los químicos sintéticos han llegado al “final del principio” en la lucha por comprender el origen de la vida. Los geólogos han seguido la coevolución de la biosfera, la litosfera y la atmósfera de la Tierra a lo largo de 4.000 millones de años. Los astrónomos han catalogado miles de exoplanetas y los científicos planetarios han revelado que Marte y las lunas heladas del Sistema Solar exterior son geológicamente dinámicas y potencialmente habitables. Los astroquímicos han detectado “bloques de construcción” cada vez más complejos de la vida en el espacio. La astrobiología tiene la tarea única de sintetizar estos conocimientos y extraer sus implicaciones para el origen, la naturaleza, la evolución, la distribución y el futuro de la vida en el universo.