¿CUAN TAN PEQUEÑA PUEDE SER LA VIDA?

¿CUAN TAN PEQUEÑA PUEDE SER LA VIDA?
By: Leslie Mullen, Science Communications
Traducida por: Michael Aritme.
A medida que los microscopios avanzados nos permiten sumergirnos más profundamente en el reino del espacio interior, los biólogos han ido tropezando con una desagradable cuestión: ¿Existe un tamaño límite para la vida? A medida que los microscopios avanzados nos permiten sumergirnos más profundamente en el reino del espacio interior, los biólogos han ido tropezando con una desagradable cuestión: ¿Existe un tamaño límite para la vida? De ser así, entonces ¿cómo de pequeño puede ser algo antes de que dejemos de considerarlo como “vida”? Algunos científicos creen que la vida puede ser realmente muy pequeña. Llamados nanobios, nanobacterias o nano-organismos, estas minúsculas estructuras toman prestado su nombre de la unidad de medida, el nanómetro. Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro. Eso es aproximadamente la longitud de 10 átomos de hidrogeno alineados uno junto al otro. El punto que hay al final de esta frase tiene aproximadamente un millón de nanómetros de diámetro. Mientras que la más diminuta de las bacterias mide 200 nanómetros de largo, los nanobios son aún mas pequeños. Tienen longitudes comprendidas entre los 20 y los 150 nanómetros. Lo que primero captó la atención de algunos científicos fue el modo en que se forman los nanobios. Se parecen notablemente a las bacterias, formando esferas, cadenas de cuentas, filamentos, o alubias- o en forma de salchichas. Los nanobios parecen compartir otras cualidades importantes con las bacterias. Por un lado, los nanobios se encuentran a menudi agrupados en cúmulos. De igual modo, algunos científicos anuncian que pueden hacer crecer colonias de nanobios mediante cultivos en laboratorio. Los nanobios parecen crecer espontaneamente en los metales, vidrios, plásticos o superficies orgánicas que se sumerjan en agua o queden expuestos al oxígeno durante unos pocos días o semanas.

Un científico que cree firmemente que los nanobios tienen vida es Robert Folk, de la universidad de Texas, Austin. En 1990, Folk descubrió estructuras similares a las bacterias (de un tamaño aproximado de 100 nanómetros) en un manantial de aguas termales en Italia. Hizo público su descubrimiento en la reunión de la Sociedad Geológica de América de 1992. “El científico de la NASA Chris Romanek escuchó mi conferencia, y decidió buscar nanobios en un meteorito marciano,” dice Folk. “Los encontró, y el resto es historia - o escándalo, si lo prefiere.” El descubrimiento de formaciones nanométricas en el meteorito marciano ALH84001 fue primera plana en todos los medios de comunicación del mundo en 1996. Los investigadores que estudiaron el antiguo meteorito, datado en 4,5 miles de millones de años, dijeron que las formaciones, que median de 20 a 200 nanómetros de longitud, eran nanobios marcianos fosilizados. ¿Era esta la prueba definitiva de la existencia de vida en el primitivo Marte – o eran estas estructuras demasiado pequeñas como para ser consideradas “vida”? Para responder a esta cuestión, la NASA lo consultó al Consejo Nacional de Investigación de la Academia Nacional de Ciencias, de modo que se convocase a un consejo de expertos. Este consejo se reunió a finales de 1988 y publicó el documento, “Tamaño Límite de los Micro-organismos Muy Pequeños." Un organismo capaz de vivir y reproducirse necesita un cierto equipo para realizar estas tareas – y ese equipo ocupa un espacio. Por ejemplo, un sencillo ribosoma, una pequeña factoría que usan las células para fabricar proteinas, tiene una anchura normal de 25 a 30 nanómetros. Una típica célula moderna puede albergar varios cientos de miles de ribosomas. Basándose en tales requerimientos, los 18 expertos del consejo concluyeron que 200 nanómetros marcaban probablemente el límite inferior en cuanto al tamaño de la vida. En otras palabras, nada mas pequeño de 200 nanómetros podría ser considerado “vida” tal y como nosotros la conocemos. “Varias líneas de investigación sugieren que se necesita el volumen de una esfera de 200 nanómetros de diámetro para albergar la química de un célula comun,” dice Andrew Knoll, paleobiólogo de la Universidad de Harvard, miembro del NAI y uno de los editores del artículo. “Mientras las moléculas tengan volumen, habrá un límite inferior para el tamaño de un organismo.” Sin embargo, el consejo también dijo que era posible que los microbios primitivos pudieron ser una vez más pequeños, en torno a los 50 nanómetros de diámetro. “Estas formas de vida simples eran concebibles y probablemente existieron durante las primeras fases de la historia biológica,” dice Knoll. “Uno podría imaginarse a una célula simple con solo una clase de macromolécula encargada del almacenamiento de información que encajaría en una esfera de 50 nanómetros de diámetro. La clave, por supuesto, es hacer la distinción entre celulas de bioquímica familiar y células que pudieron existir pero de las cuales no tenemos conocimiento observable directo.” Sin embargo, Folk no está de acuerdo con la determinación tomada por el consejo. El cree que las estructuras nanóbicas, que según él medirían entre 50 y 100 nanómetros de longitud, son formas de vida viables. “El límite adoptado por los biólogos es de 200 a 250 nanómetros, basándose en que [las estructuras] deben ser lo suficientemente grandes como para contener hebras de ADN o ARN, y poseer ribosomas, etc., necesarios para mantener su metabolismo,” dice Folk. “Mi opinión es que los científicos no saben los suficiente como para fijar límites arbitrarios a la vida. Después de todo, antes de Pasteur, nadie pensaba siquiera que hubiera cosas como los gérmenes, y antes de 1890 nadie conocía la existencia de los virus.”

Nanobacterias encontradas en el Meteorito Marciano

Folk, en definitiva, cree que los nanobios hayados en el meteorito marciano son definitivamente estructuras fósiles indicativas de vida pasada. También cree que formas de vida similares están presentes en el meteorito marciano Dhofar 019, así como en el no-marciano Allende y en los meteoritos carbonosos Murchison. Pero Knoll dice que no conoce ninguna razón para insistir en que las estructuras hayadas en el meteorito marciano ALH 84001 sean fósiles de antiguas formas de vida marcianas. Añade que el problema con estas estructuras no es que sean demasiado pequeñas, sino mas bien que no hay forma de saber si las propias estructuras son especificamente “vida”. En vez de eso, podrían ser cualquier otra estructura formada naturalmente a través de procesos no biológicos. “El argumento del tamaño es insuficiente si no conocemos la bioquímica relevante,” dice Knoll. “El problema es que las estructuras en cuestión no son diagnosticablemente biológicas.” ¿Prueba de Vida? Hace 4 años, un científico de la Universidad de Queensland descubrió nanobios en unas antiguas rocas arenosas de Australia. Aunque algunas de las estructuras medían solo 20 nanómetros de longitud, los borrosos y enmarañados filamentos obrservados se asemejaban a hongos. También parecían reproducirse rápidamente, formando densas colonias de zarcillos espontaneamente , en los discos pétreos expuestos al oxígeno y mantenidos a 22º Celsius (72º F). En los análisis de laboratorio efectuados sobre los filamentos, se encontró repetidamente señales de ADN (ácido dexosiribonucleico). De acuedo con Philippa J.R. Uwins, uno de los científicos que encabeza al equipo de Queensland, todos los nanobios que se descubrieron parecen tener el material enzimático y genético que consideramos esencial para la vida. Folk cree que esta investigación hará que eotros científicos acepten la idea de que la vida puede ser más pqueña de lo que se pensaba hasta ahora. “Para los biólogos,. Uwins por supuesto, podría haber roto la barrera de la vida,” dice Folk. Pero Knoll no encontró un ejemplo de vida especificamente forzado a ese posible tamaño nanométrico . Aunque las estructuras de Queensland muestran positivamente rasgos de ADN, Knoll dice que existen otras sustancias que pueden dar “falso positivo” de ADN. Si algun día se prueba que los nanobios están vivos, sería un gran logro en nuestro entendimiento de la vida en la Tierra. Basándonos en todo lo que sabemos de biología, no parece posible que los modernos organismos vivientes midan menos de 200 nanómetros. “Si pudiesemos presentar a los nanobios actuales como entidades vivas, entonces la Tierra albergaría formas de vida cuya química desconocemos,” dice Knoll. “Eso sería muy interesante.” Aunque semejante revelación cambiaría nuestra comprensión de la vida, Knoll cree que no afectaría drásticamente a la astrobiología. “Ya tenemos conocimiento de que la vida poco familiar es posible,” dice Knoll. “No creo que esto cambiase la filosofía o la estrategia de investigación en la búsqueda de vida.” “Hasta que no descubramos formas de vida avanzadas, las nanobacterias son astrobiología,” dice Folk. “Las nanobacterias son también las formas de vida primordiales en la Tierra.” Desde su descubrimiento de nanobios en los depósitos de manantiales termales en Italua, Folk dice haber encontrado nanobios en lugares tales como en lavaderos de pájaros, hojas caídas en los riachuelos, aguas turbias de los jarrones para flores, filtros de aire, grifos y pozos de agua, cabellos, heces, sangre, cálculos biliares, cáscaras de huevo de pollo, conchas de almeja, y dientes. Según él, los nanobios están virtualmente en todos lados – solo hace falta buscarlos. “Yo diría, cautamente, que aqullos que docen NO [a la existencia de nanobios] simplemente no han buscado formas de vida pequeñas,” dice Folk. “Todos aquellos que los han buscado, los han encontrado. Mas de media docena de laboratorios han cultivado con éxito colonias de estos organismos de tamaño diminuto, y algunos de estos laboratorios han obtenido con éxito ADN, detectando la química orgánica de estos tejidos vivientes, e incluso revelando la estructura de las paredes celulares o membranas.” A pesar de tales aseveraciones, Knoll mantiene que aquellos que insisten en que los nanobios están vivos tienen aún que demostrar sus reinvindicaciones.

“Nadie ha convencido aún a la escéptica comunidad microbiológica de que las minúsculas estructuras sujeto de estudio son entidades vivientes, completamente capaces de auto-replicarse,” dice Knoll. “O si lo están, de que nueva clase de bioquímica lo hace posible.” ¿Qué seguirá? Mientras el asunto de los nanobios continúa a debate, el grupo de Queensland está tratando de determinar la naturaleza exacta del material genético de los nanobios. También planean analizar los ritmos de crecimiento de sus cultivos nanóbicos. Mientras tanto, Folk, está trabajando duro para provar que estas estructuras están ampliamente expandidas en la naturaleza. En la actualidad está estudiando rocas y minerales, tanto modernos como antiguos, así como muestras de meteoritos marcianos, en busca de evidencias de nanobios. Folk también está realizando estudios para determinar si los nanobios pueden jugar un papel biológico importante. “[Estoy estudiando] el posible papel de las nanobacterias en las partes duras de los organismos que se precipitan simbióticamente, desde conchas de almejas a huesos de dinosaurios,” dice Folk. “También en un proyecto conjunto con la clínica Mayo, [Estoy realizando] un intenso estudio con la Dra. Brenda Kirkland sobre [el papel de los nanobios en] las placas arteriales humanas y en tejidos cardiacos enfermos.”