Durante décadas, los científicos que buscan vida más allá de la Tierra se han centrado en un desafío central: identificar las moléculas adecuadas para buscar en planetas y lunas distantes.
Pero una nueva investigación ha revelado Naturaleza Astronomía sugiere que la respuesta puede no estar en las moléculas mismas, sino en los patrones ocultos que las conectan.
“Estamos demostrando que la vida no sólo produce moléculas”, dijo Fabian Kleiner, profesor asistente de ciencia planetaria de UC Riverside y coautor del estudio. “La vida también crea un principio organizativo que podemos ver aplicando las estadísticas”.
Patrones químicos ocultos pueden revelar vida
Los investigadores han descubierto que los aminoácidos que se encuentran en los sistemas vivos son más diversos y están distribuidos de manera más uniforme que los aminoácidos formados mediante procesos no biológicos. Los ácidos grasos mostraron la tendencia opuesta, con procesos químicos abióticos distribuyéndose más que los biológicos.
Según el equipo, este es el primer estudio que muestra que esta firma subyacente de la vida puede detectarse estadísticamente por sí sola, sin depender de un solo instrumento especializado. Esto significa que el método podría funcionar utilizando datos ya recopilados por misiones espaciales actuales y futuras.
Los hallazgos llegan en un momento en que la exploración planetaria avanza rápidamente. Las misiones que estudian Marte, Europa, Encelado y otros mundos están produciendo mediciones cada vez más detalladas de la química orgánica. Sin embargo, interpretar esas señales químicas es un gran desafío.
Muchas moléculas asociadas con la vida en la Tierra, incluidos los aminoácidos y los ácidos grasos, pueden formarse de forma natural sin biología. Los científicos los encontraron en meteoritos y los produjeron en experimentos de laboratorio diseñados para simular el entorno espacial. Por esa razón, la detección de estos compuestos por sí sola no se considera evidencia suficientemente sólida para confirmar la vida.
“La astrobiología es esencialmente una ciencia forense”, afirmó Gideon Yoff, investigador postdoctoral en el Instituto Weizmann de Ciencias de Israel y primer autor del estudio. “Estamos tratando de inferir procesos a partir de fuentes incompletas, a menudo con datos muy limitados recopilados por misiones que son extraordinariamente costosas y raras”.
Tomando prestada una herramienta de la ecología
Para abordar el problema, los investigadores adaptaron un método estadístico comúnmente utilizado en ecología. Los ecologistas miden la biodiversidad utilizando dos conceptos principales: riqueza, que describe cuántas especies diferentes están presentes, y uniformidad, que mide cuán uniformemente están distribuidas.
Yoff encontró por primera vez este marco durante sus estudios de doctorado en estadística y ciencia de datos, donde se utilizaron métricas de diversidad para descubrir patrones en conjuntos de datos complejos, incluidas investigaciones que involucran culturas humanas antiguas.
Luego, el equipo aplicó el mismo razonamiento estadístico a la química asociada con la posible vida extraterrestre.
Utilizando casi 100 conjuntos de datos existentes, los científicos examinaron aminoácidos y ácidos grasos de microbios, suelo, fósiles, meteoritos, asteroides y muestras sintéticas de laboratorio. En repetidas ocasiones, los materiales biológicos exhibieron patrones organizativos distintos que los distinguían de la química viva.
Los fósiles aún contienen rastros de vida antigua
Uno de los resultados más sorprendentes fue la eficacia del método a pesar de su simplicidad.
Al analizar muestras a través de esta lente estadística, los investigadores pueden distinguir de manera confiable muestras biológicas de muestras biológicas. También observaron que los materiales biológicos forman un continuo desde los bien conservados hasta los muy degradados.
“Fue realmente sorprendente”, dijo Kleiner. “El método capta no sólo las diferencias entre vida y no vida, sino también el grado de conservación y cambio”.
Incluso los ejemplares que han sufrido una degradación importante aún conservan vestigios de esta estructura organizativa. Las cáscaras de huevos de dinosaurios fosilizados incluidas en el estudio, por ejemplo, tienden a mostrar patrones estadísticos detectables vinculados a la actividad biológica antigua.
Una nueva herramienta para futuras misiones espaciales
Los investigadores advierten que ninguna técnica por sí sola será suficiente para demostrar la existencia de vida extraterrestre.
“Cualquier afirmación futura de encontrar vida requerirá múltiples líneas de evidencia independientes, interpretadas dentro del contexto geológico y químico del entorno de un planeta”, dijo Kleiner.
Aún así, el equipo cree que la estructura podría convertirse en una valiosa adición a futuras misiones planetarias que busquen evidencia de vida más allá de la Tierra.
“Nuestro método es una forma más de evaluar si podría haber vida allí”, dijo Kleiner. “Y si diferentes estrategias apuntan en la misma dirección, esto se vuelve muy poderoso”.
