Extremistas: ¿por qué estudiarlos? ¿Qué pueden enseñarnos sobre cómo encontrar vida fuera de la Tierra?

El universo hoy Ha realizado algunas pruebas fascinantes en una amplia gama de campos científicos, incluidos cráteres de impacto, superficies planetarias, exoplanetas, astrobiología, heliofísica, cometas, atmósferas planetarias, geofísica planetaria, cosmoquímica, meteoritos, radioastronomía y cómo estas disciplinas ayudan a los científicos a obtener mayores conocimientos. Información sobre la búsqueda de vida extraterrestre. Aquí discutiremos el campo de inmersión para entusiastas extremos. Dr. Iván Paulino Lima, investigador principal del Blue Marble Space Science Institute y cofundador y director científico de Infinite Elements Inc., incluidas las razones por las que los científicos estudian los extremófilos, los beneficios y desafíos, la búsqueda de vida extraterrestre y los métodos propuestos para futuros estudiantes. Entonces, ¿por qué es importante estudiar a las personas a las que les gustan las condiciones extremas?

“El estudio de los extremófilos representa la vanguardia del conocimiento humano en términos de los límites ecológicos dentro de los cuales las formas de vida pueden sobrevivir, sobrevivir o mantener su integridad y potencial de vida”, dice el Dr. Paulino Lima. El universo hoy. “Por ejemplo, la exploración de aguas termales en Yellowstone condujo al descubrimiento de la ADN polimerasa Taq. termo acuáticoQue luego se utilizó para desarrollar la tecnología de reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Así como los organismos que viven a altas temperaturas están representados por organismos que prosperan a temperaturas altas, una diversidad cada vez mayor de microorganismos y ecosistemas se encuentra en temperaturas frías, extremos de pH, presión, salinidad, radiación, sequía y sustancias tóxicas.

El estudio de los extremófilos se puede resumir como «vida en ambientes extremos», o ambientes que son inhóspitos para la mayor parte de la vida en la Tierra, incluidos humanos, plantas y animales. Se ha descubierto que los extremófilos no sólo sobreviven sino que también prosperan en el medio ambiente Entornos improbables En la Tierra, incluidos los respiraderos hidrotermales, los lagos alcalinos, el drenaje ácido de las minas, los rayos cósmicos, la luz solar, la Fosa de las Marianas, los ambientes secos como el Valle Seco de McMurdo y el Desierto de Atacama, las minas de oro e incluso Debajo de las plataformas de hielo de la Antártida.

Además de los ambientes señalados por el Dr. Paulino Lima, otros tipos de extremófilos incluyen aquellos que pueden sobrevivir sin oxígeno, altas cantidades de dióxido de carbono, metales pesados ​​disueltos y azufre. Entonces, dada la amplia variedad de sitios, ¿cuáles son algunos de los beneficios y desafíos de estudiar a personas que viven en condiciones extremas?

«El estudio de los extremófilos suele ser difícil debido a su naturaleza que desafía nuestros conceptos convencionales», dice el Dr. Paulino Lima. El universo hoy. «Algunos microorganismos anaeróbicos son muy sensibles al oxígeno y requieren cámaras anaeróbicas y técnicas especiales para su cultivo y mantenimiento rutinario. En términos de beneficios, algunos extremófilos son altamente resistentes a la sequía y pueden mantenerse en estado seco durante muchos años. Asimismo, los termófilos Los organismos pueden mantenerse a temperatura ambiente durante mucho tiempo porque su actividad metabólica normal ocurre a una temperatura mucho más alta.

Encontrar vida en ambientes tan extremos en la Tierra ha ayudado a cambiar el debate sobre dónde los científicos podrían encontrar vida más allá de la Tierra, incluyendo… Venus, Marte, Europa, Titán, Enceladoe incluso Exoplanetas. Entre estos mundos, Europa y Encelado han recibido mucha atención en las últimas décadas debido a la presencia de océanos internos de agua líquida dentro de estas pequeñas lunas. Actualmente se supone que podrían existir respiraderos hidrotermales en el fondo de estos océanos, que podrían proporcionar nutrientes para la vida, tal como lo hacen aquí en la Tierra. actualmente, Misión Europa Clipper de la NASA Está previsto que se lance a Europa el próximo mes de octubre y llegue a Júpiter en 2030, con el objetivo de garantizar la posibilidad de habitar en Europa y su entorno interior. Entonces, ¿qué pueden enseñarnos los entusiastas extremos sobre la búsqueda de vida extraterrestre?

“El estudio de los extremófilos nos permite establecer límites experimentales y teóricos a la vida en la Tierra”, dice el Dr. Paulino Lima. El universo hoy. «Con estos límites, podemos limitar la búsqueda de vida extraterrestre y restringir los hábitats que la vida similar a la Tierra puede habitar actualmente o podría haber habitado en algún momento en el pasado. A medida que buscamos vida extraterrestre, es muy probable que encontremos más posibilidades». Curiosamente, se las conoce colectivamente como «bioquímica alternativa». Por ejemplo, se ha propuesto un tipo diferente de metabolismo vital basado en el carbono en Titán, una de las lunas de Saturno. Sin embargo, estas posibilidades siguen siendo teóricas o especulativas, y no han La búsqueda de vida extraterrestre se guía necesariamente por el conocimiento establecido, pero con una mente abierta. Los entusiastas extremos representan el estado del arte en nuestro conocimiento establecido sobre las fronteras de la vida similar a la Tierra.

Además de sus efectos astronómicos y biológicos, a la gente también le gustan las condiciones extremas. Oportunidades de uso actuales En innumerables industrias, incluidas la biotecnología, las ciencias médicas, el procesamiento de alimentos y la confección. Para la biotecnología, los extremófilos que sobreviven al calor, el frío, la salinidad y el metano extremos se pueden utilizar para replicar el ADN, producir biocombustibles y biominería. Para la ciencia médica, se pueden utilizar extremófilos que sobreviven en condiciones extremas de deshidratación, radiación, ácido y vacío. transferencia de ADNEs una práctica crucial para reparar el daño del ADN resultante de innumerables causas. Entonces, con una infinidad de aplicaciones astronómicas e industriales, ¿cuáles son algunos de los aspectos más interesantes sobre los extremófilos que el Dr. Paulino Lima ha estudiado durante su carrera?

“Uno de los aspectos más interesantes de las personas que aman los extremos que he estudiado a lo largo de mi carrera es el hecho de que son capaces de resistir los límites extremos de la tolerancia: el espacio exterior”, dice el Dr. Paulino Lima. El universo hoy. «Esto incluye el vacío, las temperaturas extremas y las ráfagas de radiación provenientes del viento solar, los rayos cósmicos y las supernovas, todo combinado y durante mucho tiempo. Para mí, es imposible ser consciente de estos hechos y no preguntarme si están solos en el universo». El descubrimiento de una sola espora en cualquier parte del sistema solar que descarte un origen terrestre, o el descubrimiento de biofirmas de exoplanetas, o incluso señales de radio complejas con patrones sofisticados provenientes de otros sistemas solares, nos llevarán hacia una nueva era de autoconciencia y exploración, que tendrá un profundo impacto en la cultura y el futuro de nuestra sociedad”.

Uno de los extremistas más famosos es tardígradosLos osos de agua, también conocidos como osos de agua, son conocidos por su extrema resistencia en casi cualquier entorno, incluido el espacio exterior. Estas criaturas microscópicas pueden suspender su metabolismo cuando se exponen a un estrés ambiental severo y luego regresar a la vida sin efectos adversos para la salud. Se ha observado que son capaces de sobrevivir en cualquier tipo de condición, incluido el hambre, la congelación, la ebullición, el calor extremo y el vacío.

Junto con los innumerables tipos de extremófilos y los lugares en los que se encuentran, el estudio de los extremófilos se lleva a cabo igualmente mediante una gran variedad de disciplinas científicas, incluidos los microbiólogos y astrobiólogos, que realizan estudios de campo y recolectan muestras para su examen y análisis en los laboratorios locales. . De esta manera, los científicos aprenden los complejos procesos que permiten a los extremófilos sobrevivir en entornos tan extremos, hasta el material genético de los organismos. Además de los experimentos y pruebas de laboratorio, los científicos que estudian los extremófilos colaboran con otras disciplinas, incluidas la geoquímica orgánica, la bioquímica, la geología y la estratigrafía, por nombrar algunas. Entonces, ¿qué consejo da el Dr. Paulino Lima a los nuevos estudiantes que quieran dedicarse al estudio de las personas que aman los extremos?

“Nuestra sociedad depende de todo tipo de información”, afirma el Dr. Paulino Lima. El universo hoy. «El truco consiste en elegir qué se puede convertir en conocimiento y qué puede marcar el camino. Sea prudente al separar el conocimiento de la mera información. Asista a conferencias, organice reuniones, organice su tiempo y establezca conexiones. Las mejores oportunidades pueden ser aquellas que usted Nunca lo pensé o nunca lo imaginé: «Mi carrera nunca sería la misma sin todas las respuestas y comentarios que se convirtieron en pasos para mi desarrollo profesional. Nunca lo habría sabido si no lo hubiera preguntado. Estaré eternamente agradecido con todos los que jugaron». un papel y me ayudó a dar forma a mi camino».

Como se mencionó anteriormente, el estudio de los extremófilos surge de la colaboración con otros investigadores y disciplinas científicas. Por ejemplo, el Dr. Paulino Lima y el miembro de su comité de doctorado, el Dr. Len Rothschild (quien anteriormente fue una de sus principales referencias en publicaciones), han trabajado juntos en innumerables proyectos en el Centro de Investigación Ames de la NASA, incluido un satélite con experimentos biológicos y una base de datos. diseñado para realizar un método para Identificando vida extraterrestre de forma remota. Además, también trabajó con la Dra. Jessica Urbina, quien actualmente es directora ejecutiva de Infinite Elements Inc., en un proyecto de investigación innovador.

El estudio de los extremófilos es un esfuerzo interdisciplinario y colaborativo, que involucra trabajo de campo y experimentos de laboratorio con la esperanza de determinar más sobre dónde y cómo podríamos encontrar vida, tanto en la Tierra como más allá. A través de estos esfuerzos, los científicos están trabajando para responder algunas de las preguntas más difíciles a lo largo de la historia de la humanidad, incluido cómo llegamos aquí y ¿estamos solos? A medida que el estudio de los extremófilos continúa creciendo y evolucionando utilizando nuevos métodos y descubrimientos, la cantidad de individuos involucrados en este fascinante y único campo de estudio sin duda crecerá y se desarrollará junto con él.

“Muchas personas pueden sentirse desanimadas de seguir una carrera en ciencias biológicas porque no les atrae la aburrida rutina de los experimentos de laboratorio”, dice el Dr. Paulino Lima. El universo hoy. «Me imagino que esto es especialmente cierto para el estudio de personas a las que les gustan las condiciones extremas. Sin embargo, este es sólo un aspecto del método científico. Una gran parte proviene de leer y mantenerse al día con los últimos avances en un campo en particular. En un momento en el que todo La información biológica se está digitalizando, se está desarrollando habilidades de codificación es esencial para cualquiera que quiera estudiar a las personas que viven en condiciones extremas desde una perspectiva bioinformática. Para aquellos con espíritu emprendedor, esta es un área vasta llena de oportunidades interesantes. tu imaginación hacia un futuro mejor y más sostenible.

¿Cómo nos ayudarán los entusiastas extremos a comprender mejor nuestro lugar en el universo en los años y décadas venideros? Sólo el tiempo lo dirá, ¡por eso estamos estudiando!

Como siempre, ¡sigue haciendo ciencia y sigue investigando!