Encontrar planetas habitables más allá del Sistema Solar es muy complicado. Por eso la teoría de la Tierra Púrpura resulta muy interesante. Un estudio plantea que este tipo de mundos podrían ayudarnos a encontrar vida en otros lugares…
En busca de vida en otros mundos
Concepto artístico del Eón Arcaico de la Tierra, hace entre 4 000 y 2 500 millones de años.
Crédito: ocean.si.edu
En las últimas décadas hemos descubierto miles de exoplanetas. Hoy en día son más de 3 000 y la lista no deja de crecer. La mayoría, sin embargo, han sido detectados de forma indirecta. Por lo que caracterizar las atmósferas y las condiciones en la superficie de esos planetas es complicado. En la mayoría de casos solo se pueden hacer estimaciones y suposiciones en base a los datos que se han recopilado.
Los científicos buscan las condiciones que mejor reflejan lo que podemos encontrar en la Tierra. Tiene sentido, dado que es el único planeta que conocemos que tiene vida. Pero hay que tener presente que nuestro planeta no ha sido siempre igual. Sus condiciones han evolucionado con el paso del tiempo. Por eso, un grupo de investigadores ha presentado un nuevo estudio que resulta muy llamativo por sus implicaciones para la búsqueda de vida extraterrestre.
Puede que hubiese formas de vida más simples, que usasen la fotosíntesis, que podrían ser anteriores a los que usaban la clorofila. En su estudio explican que los orígenes de la vida no están completamente claros. Todavía no sabemos cómo apareció la vida en la Tierra. Lo que sí está claro es que sucedió, aproximadamente, hace entre 4 100 y 3 700 millones de años. En ese momento, la atmósfera de nuestro planeta era muy diferente.
La Tierra Púrpura y las diferencias con nuestro planeta
Plantas y árboles.
Crédito: Oliver Herold
En aquella época, la atmósfera de la Tierra no estaba compuesta principalmente de nitrógeno y oxígeno. En la actualidad, su composición es 78% nitrógeno, 21% oxígeno y el 1% restante pertenece a diferentes gases. Durante su infancia, la atmósfera de nuestro planeta estaba formada principalmente por dióxido de carbono y metano. Hace entre 3 000 y 2 900 millones de años, comenzaron a aparecer bacterias fotosintéticas que enriquecieron la atmósfera con oxígeno.
Este hecho, junto a otros, provocó que la Tierra viviese lo que conocemos como la Gran Oxidación. Sucedió hace unos 2 300 millones de años y alteró la atmósfera de nuestro planeta para siempre. A pesar de que esta idea está muy clara, no está tan claro cuál fue el lapso de tiempo en el que los organismos evolucionaron. En algún momento, tuvieron que evolucionar para convertir la luz del Sol en energía química por medio de la clorofila.
Aquí es donde entra en juego el estudio de Shiladitya DasSarma y Edward Schwieterman. Son, respectivamente, profesor de biología molecular y astrobiólogo. En su estudio, plantean que podría haber un tipo de fotosíntesis anterior a la de la clorofila. Es una idea a la que han bautizado como «Tierra púrpura». La idea es muy sencilla. Pudo haber organismos que realizasen la fotosíntesis usando retinal (un pigmento púrpura) antes de que llegasen los que usaban la clorofila.
La Tierra Púrpura plantea un proceso menos eficiente
La Tierra vista desde el espacio.
Crédito: NASA
Este tipo de fotosíntesis todavía está presente en la Tierra. Es bastante frecuente, según los investigadores, en los entornos donde las concentraciones de sal son muy elevadas. Además, la fotosíntesis apoyada en retinal es más sencilla y menos eficiente que el de la clorofila. Por ello, los investigadores creen que este tipo de fotosíntesis pudo aparecer antes. A fin de cuentas, el retinal es más simple que la clorofila.
Hay evidencias, según los investigadores, de que estos compuestos ya existían en la Tierra hace entre 3 700 y 2 500 millones de años. La absorción del retinal, según explican, sucede principalmente en la parte del amarillo y el verde del espectro visible. Ahí es donde se encuentra gran parte de la energía solar. Es complementaria a la absorción de la clorofila, que tiene lugar en las regiones azul y roja.
En este contexto, los organismos que utilizasen esta fotosíntesis podrían haber aparecido antes. Quizá como una primera forma de producir energía celular. La evolución de la fotosíntesis por clorofila, por tanto, podría ser un desarrollo posterior de una forma de fotosíntesis más sencilla. Ambos, además, encajarían en diferentes lugares. El planteamiento resulta, como mínimo, muy intrigante. Parece tener sentido.
Reflejando el púrpura en lugar del verde
Concepto artístico del exoplaneta rocoso HD 85512 b, una supertierra.
Crédito: NASA
Los organismos que hacen fotosíntesis por clorofila absorben el rojo y el azul y reflejan el verde. Los organismos que lo hagan con el retinal absorben el verde y el amarillo. Por lo que, en consecuencia, reflejan el púrpura. Partiendo de todo este planteamiento, los investigadores se han preguntado qué impacto tendría la idea de la Tierra Púrpura. ¿Cómo afectaría a nuestra búsqueda de lugares que podrían albergar vida?
En estas décadas, los científicos han descubierto que la vegetación verde puede ser identificada desde el espacio. Para ello, se utiliza algo llamado el Borde Rojo de la Vegetación (BRV). El fenómeno hace referencia a cómo las plantas absorben el rojo y el azul y reflejan el verde. Además, al mismo tiempo, también brillan con intensidad en la longitud de onda infrarroja (que no es visible para el ojo humano).
Por lo que, desde el espacio, sería posible identificar grandes concentraciones vegetación por ese brillo infrarrojo. Se ha planteado utilizar este método en el estudio de exoplanetas. Sin embargo, estaría limitado a planetas en los que hayan evolucionado plantas que realicen fotosíntesis de clorofila. Y que, además, estén repartidas por un buen porcentaje de la superficie del planeta. A todo esto, hay que sumarle otro factor…
La vegetación verde es muy reciente
Concepto artístico del Telescopio Extremadamente Grande.
Crédito: ESO/L. Calçada/ACe Consortium
La Tierra ha existido durante 4 500 millones de años. Las plantas verdes, sin embargo, aparecieron hace 470 millones de años. Parece lógico suponer, por tanto, que la vegetación verde solo sería visible en los planetas que estén en una fase avanzada de su evolución. Los investigadores, además, plantean que aunque este tipo de vida es dominante hoy en nuestro planeta, no tiene por qué ser lo mismo en otros exoplanetas.
La reflexión no es ni mucho menos nueva. En los últimos tiempos, otros estudios han propuesto ampliar la definición de zona habitable. A fin de cuentas, la atmósfera de la Tierra fue, en el pasado, muy diferente a la actual. Se ha propuesto, incluso, tener en cuenta cosas como la actividad volcánica. Por ello, se plantea buscar no solo señales de oxígeno, nitrógeno y agua. También señales de actividad volcánica, así como hidrógeno o metano.
Fueron importantes en los primeros momentos de la Tierra. Y, siguiendo con la idea de la Tierra Púrpura, quizá se puedan buscar organismos púrpura utilizando métodos similares a los que es usan en la actualidad para analizar la distribución de la vegetación en la Tierra. Con la llegada de los telescopios de próxima generación, como el telescopio espacial James Webb, o el Telescopio Extremadamente Grande, será posible estudiar los exoplanetas con mucho más detalle. Quizá sea cuestión de tiempo saber si esta idea de la Tierra Púrpura tiene sentido…
El estudio es S. DasSarma, E. Schwieterman; «Early evolution of purple retinal pigments on Earth and implications for exoplanet biosignatures». Publicado en la revista International Journal of Astrobiology, el 11 de octubre de 2018. Puede ser consultado en este enlace.
Referencias: Universe Today
Muy interesante tu artículo, Alex!