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CIENCIA Y TECNOLOGíA

30 de marzo de 2023

Comprueban que cristales de sal tienen capacidad para proteger formas de vida microscópicas en el espacio

Por: Carlos Rodriguez

La investigación de especialistas del CONICET, de CNEA y del exterior indica que los cristales de halita podrían proteger a microorganismos frente a condiciones que se encuentran en el medio interplanetario, tales como el vacío y la radiación ultravioleta de vacío. El trabajo, tapa de la revista Astrobiology, brinda datos relevantes para los estudios centrados en la posibilidad de transferencia interplanetaria de vida.

La idea sobre la posibilidad de que formas de vida microscópicas (como microorganismos) puedan transportarse entre planetas comenzó adquirir auge en el siglo XX, lo que posteriormente dio lugar a la Hipótesis de la Panspermia y luego a la llamada Hipótesis de la Litopanspermia que plantea que ese transporte de microorganismos estaría mediado por meteoritos o asteroides.

Ahora un equipo interdisciplinario de especialistas en biología, geología y astrofísica del CONICET, de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), de Austria, Brasil, España y de otros países demostraron a nivel experimental que un tipo de cristal de sal, denominado halita, que se encuentra  en ambientes hipersalinos y depósitos sedimentarios de nuestro planeta, pero también en Marte y en meteoritos, tiene la capacidad de conferir protección a microorganismos frente a condiciones letales para la vida como el vacío y la radiación ultravioleta de vacío (VUV) que se encuentran en el espacio. El trabajo es tapa de Astrobiology, la revista más prestigiosa dentro del área de astrobiología.

“Hasta el momento no se ha podido demostrar fehacientemente si un evento así, en donde los microorganismos sean capaces de sobrevivir un transporte interplanetario sería verdaderamente factible o no. Nuestro trabajo experimental da indicios de que los cristales de halita son estructuras que pueden otorgar protección a formas de vida microscópicas frente a algunas de las condiciones que se encuentran en el medio interplanetario y constituye información científica valiosa, por ejemplo, en función de la hipótesis de la Litopanspermia”, afirma Ximena Abrevaya, directora del avance e investigadora del CONICET en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE), dependiente de la UBA y del CONICET.

La hipótesis de la Litopanspermia, plantea, por ejemplo, la posibilidad de que la vida en la Tierra podría tener un origen extraterrestre, es decir, que un tipo de vida microscópica podría haberse originado en otro planeta, y simplemente haber viajado dando lugar a la vida en nuestro planeta, alternativamente a la hipótesis que plantea que la vida se originó en la Tierra como consecuencia de la organización cada vez más compleja de moléculas inorgánicas y luego orgánicas.

Simulación de viaje interplanetario

Abrevaya y colegas se centraron en un tipo de cristal de sal, en particular uno llamado halita (compuesto por cloruro de sodio cuya fórmula es NaCl) porque se los ha encontrado en meteoritos (por ejemplo, en uno de Marte llamado Nakhla) y porque en la naturaleza se han hallado microorganismos atrapados en su interior, un proceso que ocurre naturalmente tanto en la Tierra actual, como en el pasado.

A partir de varios estudios se han descubierto microorganismos atrapados en cristales de halita del Pérmico (entre 299 millones de años y 251 millones años atrás) y del Triásico (entre 251 millones de años y 201 millones de años atrás). “Esto sugiere que la halita podría funcionar como estructura de preservación de microorganismos”, destaca Abrevaya quien es astrobióloga y doctora en Ciencias Biológicas.

En un siguiente paso, el equipo de investigación emuló, en condiciones de laboratorio, el proceso natural en el cual los microorganismos quedan incluidos dentro de cristales de halita. Utilizaron dos tipos de microorganismos, una archaea halófila (Haloferax volcanii) que habita en ambientes hipersalinos donde se encuentran cristales de halita, y una bacteria que es radiotolerante al UV (Deinococcus radiodurans).

Con fines comparativos se realizó lo mismo en otro tipo de cristal (de una mezcla de minerales), y se prepararon muestras de microorganismos que no contaban con la protección de cristales. Luego, para simular experimentalmente condiciones del medio interplanetario recurrieron a un acelerador síncrotron, particularmente en las instalaciones del Laboratorio Nacional de Luz Síncrotron (CNPEM) en Campinas, Brasil, donde realizaron los experimentos de simulación del medio interplanetario. Allí sometieron a los microorganismos, atrapados o no dentro de cristales, a niveles de vacío como los que se encuentran en la órbita terrestre y a radiación ultravioleta de vacío (VUV) tal como la que recibirían durante una superfulguración solar proveniente del Sol joven, hace unos 3.800 millones de años, que es el contexto temporal cuando se cree comenzó la vida en la Tierra y de este estudio.

Como resultado de esos experimentos, Abrevaya y colegas comprobaron que los microorganismos atrapados en cristales de halita mostraban niveles de supervivencia superiores a los que se encontraban en otro tipo de cristal obtenido de mezclas de sales y muy superiores a aquellos que no estaban incluidos dentro de cristales.

“Es importante destacar la alta protección que proporciona la halita en comparación con los cristales compuestos por mezclas de sales. Estos hallazgos contribuyen a ampliar nuestro conocimiento acerca de los efectos protectores de la halita ya que estudios previos habían analizado solamente un efecto protector en un rango de radiación UV de longitudes de onda más larga”, indica Abrevaya. Y agrega: “Los resultados de nuestro trabajo sugieren que la halita aumentaría significativamente las probabilidades de supervivencia de microorganismos en cuerpos planetarios sin atmósfera, o en meteoritos como por ejemplo en el contexto de la Hipótesis de la Litopanspermia”.

A nivel nacional, del estudio también participaron Paula Tribelli, del Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (IQUIBICEN, CONICET-UBA); Oscar Oppezzo, de CNEA; María Eugenia Varela, del Instituto de Ciencias Astronómicas de la Tierra y del Espacio (ICATE-CONICET) quienes junto a Abrevaya integran el Núcleo Argentino de Investigación en Astrobiología – “Astrobio.ar”, y  Martiniano Ricardi, del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIByNE-CONICET).

Los experimentos fueron posibles gracias a una colaboración con científicos de Brasil particularmente el Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón (LNLS) en Campinas, que pertenece al Centro Nacional de Pesquisas y Materiales (CNPEM), así como. el AstroLab/Núcleo de Pesquisa em Astrobiologia de la Universidade de São Paulo aportaron personal e infraestructura y tuvieron financiación adicional de la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo (FAPESP según sus siglas en portugués).

El trabajo también contó con la participación de Jorge Horvath, investigador argentino del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la  Universidad de San Pablo, en Brasil; y científicos y científicas de la Universidad de Graz (Austria), de la Universidad de São Paulo y Universidad Federal de Rio de Janeiro, del Centro de Astrobiología CSIC-INTA, del Instituto de Ciencias del Espacio (Universidad Autónoma de Barcelona ), Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña – IEEC (España), de la Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral (Chile) y del sincrotrón de investigación de radiación de la Universidad de Lund (Suecia).

 

Referencia bibliográfica:

Abrevaya, X. C., Galante, D., Tribelli, P. M., Oppezzo, O. J., Nóbrega, F., Araujo, G. G., … & Horvath, J. E. (2023). Protective Effects of Halite to Vacuum and Vacuum-Ultraviolet Radiation: A Potential Scenario During a Young Sun Superflare. Astrobiology, 23(3), 245-268.

https://doi.org/10.1089/ast.2022.0016

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