Si hay vida en Marte, no es como la de la Tierra

Toda la vida en la Tierra est¨¢ basada en un peque?o grupo de elementos fundamentales: por orden de abundancia en los seres vivos, hidr¨®geno (59%), ox¨ªgeno (24 %), carbono (11%), nitr¨®geno (4%), f¨®sforo (1%) y azufre (del 0,1 al 1%). El f¨®sforo es un componente cr¨ªtico para fabricar algunos de los ladrillos b¨¢sicos de las estructuras biol¨®gicas, como son los ¨¢cidos nucleicos, las prote¨ªnas y las grasas. En realidad, en t¨¦rminos relativos, la vida est¨¢ m¨¢s enriquecida en f¨®sforo que en carbono respecto a la abundancia de estos dos elementos en la corteza terrestre.

Pero en la Tierra actual, el f¨®sforo se encuentra ¨²nicamente en peque?as cantidades en los ambientes naturales, y en su mayor parte est¨¢ secuestrado al unirse al calcio y formar minerales del grupo de la apatita, lo que lo convierte en inaccesible directamente para los seres vivos. El f¨®sforo es realmente tan escaso que los investigadores dedicados a estudiar los procesos de biog¨¦nesis temprana se han topado con un problema recurrente: identificar los lugares de la Tierra primitiva, hace m¨¢s de 4.000 millones de a?os, en los que la vida incipiente pudiera haber encontrado la cantidad necesaria de f¨®sforo a su disposici¨®n.

Jonathan Torner y David Catling, de la Universidad de Washington, propusieron el mes pasado que la presencia de lagos ricos en carbono debi¨® de ser un requisito imprescindible para el origen de la vida en la Tierra. Torner y Catling descubrieron que, en la Tierra actual, los lagos ricos en carbono tienen hasta 50.000 veces m¨¢s f¨®sforo que el agua del mar o de los r¨ªos. Esto es debido a que se localizan en zonas con alt¨ªsimas tasas de evaporaci¨®n, lo que concentra el agua y una gran cantidad de sales en disoluciones de alto pH. El resultado final es que en los lagos ricos en carbono se bloquea la s¨ªntesis de apatita, porque el calcio del agua se une preferentemente al carbono formando carbonato c¨¢lcico, y el f¨®sforo permanece en disoluci¨®n.

En la Tierra actual existen lagos ricos en carbonatos en todos los continentes, como el lago Mono en California, el Magadi en Kenia, o el Lonar en India. Pero debieron ser a¨²n m¨¢s abundantes en la Tierra primitiva: la mayor frecuencia de actividad volc¨¢nica en aquel entonces produjo grandes cantidades de rocas ricas en f¨®sforo, que se habr¨ªan erosionado m¨¢s r¨¢pidamente en una atm¨®sfera enriquecida en CO₂. Este proceso habr¨ªa saturado de f¨®sforo muchos lagos ricos en carbonatos en la Tierra primitiva, y como a¨²n no exist¨ªa una biosfera planetaria que atrapara el elemento ¨¢vidamente, una gran cantidad de f¨®sforo habr¨ªa quedado a disposici¨®n de los procesos bioqu¨ªmicos tempranos.

En la Tierra actual existen lagos ricos en carbonatos en todos los continentes, como el lago Mono en California, el Magadi en Kenia, o el Lonar en India

Tambi¨¦n en enero se descubrieron nuevas pistas para identificar desde d¨®nde y c¨®mo lleg¨® el f¨®sforo a la Tierra primitiva para participar en la evoluci¨®n de la biog¨¦nesis. Un equipo internacional dirigido por V¨ªctor Rivilla, del Observatorio de Arcetri en Florencia, combin¨® los datos de observaciones realizadas desde la Tierra con el telescopio ALMA de las regiones de formaci¨®n estelar, y los datos obtenidos por la sonda Rosetta en su acercamiento al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, para entender la ruta del f¨®sforo hasta la Tierra.

Por un lado, el grupo de Rivilla examin¨® la regi¨®n de formaci¨®n estelar AFGL 5142, e identific¨® en el polvo la presencia de mol¨¦culas cargadas de f¨®sforo. En estas regiones de la Galaxia es donde los nuevos sistemas planetarios nacen. Adem¨¢s, los flujos de gas que producen las estrellas masivas j¨®venes abren cavidades en las nubes interestelares, y es en estas cavidades donde se forman las mol¨¦culas que contienen f¨®sforo, por la acci¨®n de la radiaci¨®n estelar. La m¨¢s abundante es el mon¨®xido de f¨®sforo, que se incorpora a los mundos en formaci¨®n, incluyendo los asteroides.

Y, por otro lado, analizando los datos que obtuvo la sonda Rosetta despu¨¦s de dos a?os orbitando al cometa 67P, identificaron tambi¨¦n la presencia de mon¨®xido de f¨®sforo. Este descubrimiento prueba que, al mismo tiempo que tra¨ªan grandes cantidades de agua y de compuestos org¨¢nicos a la joven Tierra, los cometas tambi¨¦n sembraron nuestro mundo con mon¨®xido de f¨®sforo. As¨ª se cierra la historia del f¨®sforo en los seres vivos: desde su g¨¦nesis en las nubes de gas interestelares, pasando por su viaje a bordo de asteroides hasta los lagos ricos en carbonatos de la Tierra primitiva, para finalmente formar una parte esencial de la estructura de nuestro ADN (a la izquierda).

Una vez comprendida la historia del f¨®sforo y su implicaci¨®n en los procesos biol¨®gicos, la pregunta que surge es inmediata: si toda esta cadena de acontecimientos ha sucedido en la Tierra, ?ha podido ocurrir algo similar en Marte? La respuesta no es optimista para formas de vida que requieran f¨®sforo. En Marte no existen sedimentos de carbonatos relevantes: despu¨¦s de d¨¦cadas de b¨²squeda espec¨ªfica, apenas hemos podido identificar algunas decenas de afloramientos puntuales, y cantidades ¨ªnfimas en el polvo global. No parece que Marte fuera un mundo rico en carbonatos en sus or¨ªgenes, cuando ten¨ªa agua en superficie. Al contrario, es posible que el agua de los lagos y mares del Marte primitivo tuviera un pH neutro o levemente ¨¢cido, como indican las investigaciones del rover Curiosity en el cr¨¢ter Gale; o que fuera incluso estrictamente ¨¢cida, seg¨²n los datos proporcionados por el rover Opportunity desde las planicies de Meridiani. En ambos casos, ser¨ªan pHs que habr¨ªan inhibido la formaci¨®n de carbonatos, favoreciendo el consiguiente secuestro del f¨®sforo en minerales. Apoya esta hip¨®tesis el hecho de que se ha podido identificar apatita en todos los meteoritos marcianos que se han recogido en la Tierra hasta la fecha, que suman ya m¨¢s de 100.

Nada de esto quiere decir que sea imposible que hayan sucedido procesos biol¨®gicos en Marte. Pero por primera vez nos asomamos con base experimental a la eventualidad de que, si hay vida en otros rincones del Sistema Solar, podr¨ªa estar basada en f¨®rmulas qu¨ªmicas distintas a la de la vida sobre la Tierra, que no incluyan al f¨®sforo. De ser cierto, ser¨ªa sencillo distinguir la vida terrestre de la marciana. Y podr¨ªamos descartar la vieja idea de que la vida de Marte (si la hay) viene de la Tierra o viceversa, como resultado de que entidades biol¨®gicas hayan saltado de un planeta a otro a bordo de fragmentos rocosos eyectados por impactos meteor¨ªticos (panspermia). Entender el papel ¨²ltimo del f¨®sforo en la biog¨¦nesis ayudar¨¢ sin duda a encontrar respuestas a la pregunta de si hubo alguna vez vida ind¨ªgena en Marte.

Alberto Gonz¨¢lez Fair¨¦n es investigador en el Centro de Astrobiolog¨ªa (CSIC-INTA) en Madrid, y en el Departamento de Astronom¨ªa de la Universidad Cornell en Nueva York.