¿Cómo podría ser la vida extraterrestre? El misterio de Naturaleza

TL; DR: células, membranas anfifílicas, algo similar a los ácidos nucleicos, pero con un código genético diferente, probablemente mucha vida unicelular de vida libre, pero también es probable la vida multicelular; La vida inteligente probablemente está ahí fuera pero es poco frecuente.

Empecemos con lo básico. Hay muchas definiciones diferentes de “vida” incluso entre biólogos profesionales. Una definición útil establece algunos parámetros básicos:

Homeostasis: un organismo define un “interior” y un “exterior” y mantiene sus condiciones para que el interior sea diferente, no solo separado.
Reproducción: un organismo tiene el potencial de crear copias de sí mismo (ya sea por sí mismo o con otros del mismo tipo)
Evolución , que consiste en:

Herencia: pasar información de alguna manera a la próxima generación (incluidas las “instrucciones” para construir el organismo y para producir más copias)
Mutaciones acumulativas: los cambios introducidos durante el proceso de copia también son heredados por generaciones sucesivas

Esta definición no satisfará a todos, y estoy seguro de que hay ejemplos de vida que no cumplen estrictamente con estos criterios (por ejemplo, las mulas están claramente vivas, aunque realmente no pueden reproducirse). Y probablemente habrá algunas personas creativas que puedan inventar cosas no vivas que cumplan con estos criterios. Algunas definiciones incluyen otros criterios como el metabolismo. Ninguna definición complacerá a todos.

Pero el punto es que al comenzar con una definición, se puede llegar a una respuesta básica sobre cómo podría ser la vida extraterrestre, es decir, sea lo que parezca, tendrá que cumplir con estos criterios de alguna manera. Dado que la única vida que conocemos con certeza es en la Tierra, para adivinar cómo sería la vida extraterrestre, veamos las formas generales en que la vida en la Tierra cumple con estos criterios.

Homeostasis

En la Tierra, todas las cosas que generalmente aceptamos que están “vivas” consisten en una o más células. Estas células tienen membranas y (generalmente *) paredes celulares. Esos son los mecanismos principales que utilizamos para separar nuestro interior del resto del mundo. Algunos organismos producen o secretan otras coberturas, como conchas, escamas o exoesqueletos, pero todavía son producidos por las células. Podría haber otras formas de vida en el universo, pero como no hemos visto ninguna en la Tierra, supongo que otra vida también usaría redes de moléculas pequeñas, anfifílicas (un extremo polar, un extremo no polar) para hacer membranas que encierran volúmenes relativamente pequeños. (Probablemente serían pequeños debido a la ley del cubo cuadrado: básicamente, traer recursos y expulsar productos de desecho es más eficiente cuando la proporción de área superficial a volumen es baja). Reconoceríamos estas cosas como celdas.

Herencia

En la Tierra, usamos ADN y ARN para codificar información hereditaria. Estas moléculas también se prestan bien a la reproducción , debido al emparejamiento de bases. Este emparejamiento de bases es muy preciso, pero se producen errores (mutaciones). Y si se producen en las células que se utilizan para producir la próxima generación (los organismos multicelulares las llamamos “células de línea germinal”; para la mayoría de los organismos, es irrelevante) esas mutaciones se transmiten a generaciones sucesivas.

Solo usamos naturalmente 4 o 5 ácidos nucleicos en la Tierra, dependiendo de cómo quiera contar, pero hay una variedad casi infinita de ácidos nucleicos que podrían usarse. Una alternativa interesante son los ácidos nucleicos peptídicos. Pueden usar bases solo nuestros ácidos nucleicos, pero usan péptidos (la columna vertebral de las proteínas) como andamiaje. Son más estables que el ADN, y parecen tener más versatilidad como enzimas. Pero esta es solo una opción. Los ácidos nucleicos y los péptidos son simples, y algunos de ellos parecen formarse naturalmente incluso en el espacio (es decir, sin usar agua como solvente), lo que significa que es probable que estén disponibles en otros planetas. Por lo tanto, es posible que la vida extraterrestre use ácidos nucleicos o algo similar como su material hereditario. Pero podemos estar prácticamente garantizados de que la traducción de ese código genético será diferente de la nuestra. Podríamos estar tan seguros de que si alguna vez descubrimos la vida que usa el mismo código genético, casi todos los científicos asumirían que es un contaminante de la Tierra, al menos hasta que encontremos evidencia aún más extraordinaria de que era diferente.

Cuadro grande

Entonces, ¿cómo sería en realidad? La mayoría de la vida en el universo es probablemente unicelular. Eso es lo que tenemos aquí en la Tierra, y tiene un sentido intuitivo de que la vida comenzará de manera simple y evolucionará formas más complejas con el tiempo. Incluso con grandes organismos presentes, todavía hay muchos trabajos en los que los microbios son mucho mejores que nosotros. Si bien la vida que nos buscaría podría ser más fácil de encontrar, si encontramos vida, probablemente será unicelular.

También es probable que exista vida multicelular, al menos en alguna forma, pero a una frecuencia mucho menor que la vida unicelular. La idea básica de colonias de células que se diferencian en funciones cada vez más especializadas parece un pequeño paso, pero no es inevitable. En la Tierra, hay un largo período de tiempo (2.700 millones o 4.300 millones de años, dependiendo de la línea de tiempo que prefiera) entre los primeros signos de vida y los primeros signos de vida multicelular. No está claro si todo este período es un retraso “real”. Después de todo, el registro fósil es incompleto, y las cosas blandas y blandas tienden a no ser buenas para convertirse en fósiles. Pero parece justo suponer que pasó al menos una gran parte del tiempo antes de que evolucionara la vida multicelular. La respuesta corta es que, incluso si existe vida multicelular, la mayoría probablemente sería cosas como musgo, hongos y esponjas, increíblemente geniales para estudiar, pero no tan emocionante para ver o hablar.

Entonces, ¿qué pasa con las cosas emocionantes?

Podemos especular sobre cómo podría ser la vida inteligente en otros mundos, pero en realidad es solo una especulación basada en lo que tenemos en la Tierra, cuán común es, cuán simple es y cuántas veces creemos que evolucionó de forma independiente.

Si habitan en un ambiente con suficiente luz alrededor (a diferencia de los mares que podríamos esperar en Europa que están enterrados bajo hielo espeso y lejos del Sol), probablemente tendrán ojos que funcionan como algunos de los muchos tipos de ojos en la Tierra . Los ojos solo son útiles en entornos con suficiente luz, pero han evolucionado independientemente muchas veces en la Tierra, por lo que es probable que también aparezcan en la vida extraterrestre.

Probablemente tendrán la capacidad de detectar vibraciones / sonido de alguna manera. En la Tierra, utilizamos sonidos tanto para recibir información sobre nuestro entorno como para comunicarnos; los extraterrestres necesitarán lo primero, y lo segundo parece plausible. El olfato y la vista también son buenos para la comunicación, pero el sonido puede viajar a través de medios más densos y barreras físicas y puede circular por las esquinas.

Estos y muchos otros órganos sensoriales probablemente se agruparán juntos, cerca de un órgano central de procesamiento (cerebro) porque reducir distancias reduce el tiempo que lleva integrar múltiples entradas sensoriales. Por lo tanto, existe una posibilidad razonable de que los extraterrestres tengan algún tipo de cabeza, pero la disposición específica de dos ojos, dos orejas, etc., está lejos de ser universal, incluso en la Tierra.

En cuanto a la inteligencia, mi opinión (ya que no hay consenso científico al respecto) es que es probable que exista inteligencia en otros mundos, pero puede que no sea muy común que llegue al punto de la tecnología interestelar. (Para estos propósitos, definiré vagamente la inteligencia como la incorporación de cosas como la resolución creativa de problemas, la extrapolación de experiencias pasadas para lidiar con nuevos escenarios, la teoría de la mente y el aprendizaje de la observación.) Hay dos argumentos estrechamente relacionados y comúnmente formulados. contra la vida inteligente que evoluciona en otro lugar que no sea la Tierra: (1) Solo ha evolucionado una vez en la Tierra, lo que significa que es poco probable que sea común, y (2) Tardó tanto tiempo evolucionar en la Tierra después de que la vida apareció por primera vez que es poco probable que aparecer incluso cuando la vida está cerca.

Mi respuesta a (1) es que la inteligencia parece ser más común en la Tierra de lo que alguna vez pensamos. Ya sea que piense en los increíbles loros grises africanos que son capaces de comunicarse con los humanos y parecen usar la sintaxis para crear nuevas oraciones, gorilas que aprenden el lenguaje de señas, orangutanes en zoológicos que llevan a cabo planes complejos y engañosos, o incluso el hecho de que los perros Parece que realmente nos entienden mejor de lo que los entendemos, hay muchos ejemplos de animales que hacen cosas que sugieren inteligencia. En lo que respecta a (2), puede parecer mucho tiempo, pero dado que realmente no sabemos qué condiciones se requieren para influir en la evolución de la inteligencia, no creo que podamos decir si tomó mucho tiempo o no. Tampoco sabemos cuánto tiempo más durará la vida terrestre. Si lo hacemos otros 3 mil millones de años (no necesariamente humanos, pero cualquier vida terrenal), entonces parecería que la inteligencia humana apareció poco después de que surgiera la vida multicelular. *** Estas pueden ser respuestas optimistas, pero no veo ninguna razón para hacerlo. prefieren el pesimismo al optimismo cuando se trata de pura especulación.

Desafortunadamente (o afortunadamente, dependiendo de cuán amigable creas que será la vida) parece que la vida inteligente en la Tierra rara vez se ve obligada a desarrollarse hasta el punto de poder explorar otros mundos. Si le dedicamos más esfuerzo y fondos, probablemente podríamos comunicarnos de manera más o menos efectiva con gorilas, delfines y tal vez incluso con algunos loros. Pero lamentablemente, probablemente no tienen mucho que decirnos además de expresar necesidades básicas, deseos, gustos y disgustos. Este sería probablemente el caso si encontramos vida inteligente en otros mundos: podríamos hablar con ellos, pero simplemente no tendrían mucho que decir. Peor aún, incluso la vida que era tan compleja como nosotros sería tan … bueno, culturalmente ajena que podrían ser completamente irrelevantes.

Esto puede parecer bastante triste si espera un futuro similar al de Star Trek para descubrir civilizaciones alienígenas humanoides cada pocos sistemas estelares, pero la galaxia es lo suficientemente grande como para que incluso un fenómeno raro ocurra más de una vez. Seguimos encontrando más planetas todo el tiempo, por lo que también aumenta el número de mundos posibles que podrían soportar la vida (recuerde, no solo los planetas en la zona habitable podrían soportar la vida, los gigantes gaseosos en esa zona o incluso un poco más lejos pueden tener docenas de lunas grandes y adecuadas)

La vida es casi segura por ahí. Si nos dedicamos a buscarlo, probablemente podamos encontrarlo. Es solo cuestión de tiempo y dinero. Encontrar las respuestas reales a esta pregunta sobre cómo es la vida extraterrestre podría ser el momento más importante en la historia de nuestra especie, si solo podemos encontrar la inspiración para explorar.

* Por número, la mayoría de las células en la tierra tienen paredes celulares. Las bacterias, las arqueas, las plantas y los hongos tienen paredes celulares. Los animales y algunos eucariotas unicelulares son las excepciones, y las bacterias nos superan ampliamente en número, incluso dentro de nuestros propios cuerpos.

** Curiosamente, la producción es casi igual entre los sistemas terrestres y marinos, más en tierra durante el verano del hemisferio norte y menos durante el invierno del norte, gracias a los bosques boreales. [1]

*** Además, los dinosaurios estaban desarrollando proporciones bastante altas de tamaño del cerebro al tamaño del cuerpo antes de extinguirse. Es solo especulación, pero si estuvieran en el nivel de inteligencia de otros grandes simios (presumiblemente similares a nuestro ancestro común con chimpancés), podrían haber estado a unos pocos millones de años de un nivel de inteligencia similar al humano. Estamos a solo 100 años o menos de poder evitar un impacto de meteorito como el que aniquiló a los dinosaurios no aviarios. Si no fuera por el momento de ese evento casual, ¿quién sabe cómo se vería el mundo ahora?

Notas al pie

[1] http://www.ic.ucsc.edu/~mdmccar/…

Vida extraterrestre