Las Semillas de la Vida
(o Porqué la vida ha de estar basada en el carbono y el agua)
Autor :
Félix M. Díaz ( Nota : Puedes contactar con el autor a través de nuestros foros )
La búsqueda de vida en otros mundos está basada en varias premisas, y la
primera de ellas es que cualquier forma de vida debe ser similar a la que única
que conocemos, la que existe en nuestro planeta. Puede pensarse que somos muy
rígidos al negar la existencia de otras formas de vida diferentes, pero hay
motivos para pensar así. En particular, la Comunidad Científica en general está
convencida de que toda la vida estará basada en estas dos Semillas de Vida: el
carbono y el agua. Uno de los motivos para pensar ello es la abundancia de los
elementos en el universo. El carbono, junto con el nitrógeno y el oxígeno, son
elementos ligeros muy abundantes. Son los más abundantes después del hidrógeno
y el helio. El helio no forma compuestos, por lo que no puede formar parte de
la vida. Y el hidrógeno está en al agua (formada por dos átomos de hidrógeno y
uno de oxígeno).
El porqué del carbono.
La vida en la Tierra está basada en el carbono, hasta tal punto que no
conocemos ningún compuesto relacionado con la vida en el que no esté presente
(la única excepción podría ser el agua). El carbono presenta unas propiedades
químicas muy interesantes, que explican su posición de privilegio:
· En primer lugar, el carbono tiene valencia 4.
La valencia es el número de uniones que es capaz de formar un átomo con
cualquier otro, y el carbono puede hacerlo con otros cuatro, uno de los valores
más altos posibles en la química (al menos para átomos pequeños).
· En segundo lugar, el carbono es capaz de
unirse a sí mismo para formar largas cadenas, o incluso redes tridimensionales,
y se trata de uniones muy fuertes; el caso más extremo lo tenemos cuando cada
átomo de carbono se une a otros cuatro, constituyendo así una estructura
formada sólo pro carbono: esa estructura es el diamante, la sustancia más dura
conocida. Sin llegar a tales extremos, es evidente que la unión de 2 ó 3 átomos
de carbono será muy fuerte.
¿Sería posible otro elemento que sustituyera al carbono? Tendría que ser un
elemento abundante, y que formara gran cantidad de uniones consigo mismo y con
otros elementos.
De los cinco elementos más abundantes, ya descartamos al helio porque no
forma compuestos. El hidrógeno y el oxígeno tienen valencia 1 y 2, por lo que
sólo pueden formar compuestos muy sencillos. En teoría, podría haber una cadena
formada por átomos de oxígeno, pero lo más parecido es el peróxido de
hidrógeno, formado por 2 átomos de hidrógeno y dos de oxígeno (es el principal
componente del agua oxigenada). El nitrógeno tiene valencia 3, y puede unirse a
otros tres átomos. Sin embargo, no se conocen cadenas de varios átomos de
nitrógeno. Por lo tanto, sólo nos queda el carbono, entre los 5 elementos más
abundantes del universo.
¿Y no hay algún otro que, sin ser tan abundante, sea lo suficientemente
abundante para tenerlo en cuenta? El mejor candidato es el silicio, elemento
muy abundante en las rocas y, por lo tanto, en cualquier planeta tipo
terrestre. El silicio forma, con el oxígeno la sílice, que forma las arenas de
las playas. Y la mayoría de las rocas son silicatos, es decir derivados de
sílice. Además, el silicio tiene valencia 4, igual que el carbono.
¿Puede haber vida basada en el silicio? Es difícil.
Empezando porque el silicio no forma cadenas ni redes consigo mismo. Es un
átomo demasiado grande para poder formar ese tipo de estructuras. Lo más
parecido son las estructuras con oxígeno como unión entre dos átomos de
silicio; se forman así cadenas y redes tridimensionales de gran tamaño, pero el
resultado es casi siempre una roca. Estos compuestos de silicio y oxígeno (es
decir de sílice) carecen de las complejidades de los compuestos de los seres
vivos, son demasiado simples; además, son todos sólidos insolubles, que sólo
reaccionan estando fundidos a temperaturas del orden de 1.000ºC (temperaturas
típicas de la lava fundida, pero no de los seres vivos). Sólo existen unos
compuestos de silicio que tienen algunas propiedades conocidas en los
compuestos de los seres vivos; son las siliconas, compuestos de silicio,
carbono, oxígeno e hidrógeno. Podrían existir siliconas en algún ser vivo, pero
si nos fijamos bien, ya se nos coló el carbono por el camino... De todos modos,
todos los compuestos de silicona conocidos son artificiales, no se conoce
ninguno en un ser vivo.
El porqué del agua
El agua, aparte de ser la molécula estable más abundante en el Universo
(después de la de hidrógeno H2), tiene unas propiedades físicas y químicas que
la hacen muy especial.
En primer lugar, es líquida entre 0ºC y 100ºC, cuando otros compuestos
similares son gaseosos a esas temperatura. No es
casualidad que las temperaturas adecuadas para la vida se correspondan a la del
agua líquida: la vida es imposible sin que ocurran determinadas reacciones
químicas; estas reacciones son demasiado lentas a 0ºC, y por encima de 50ºC
aparecen otras reacciones que tienden a romper la moléculas de los seres vivos
(hay seres vivos adaptados a soportar temperaturas de -40ºC o de 120ºC, pero
son casos especiales).
Esta característica de ser líquida (o incluso sólida, por debajo de 0ºC) se
debe a la formación de un tipo especial de unión, los puentes de hidrógeno,
formados pro el hidrógeno y elementos como oxígeno, nitrógeno o fluor; los
puentes de hidrógeno mantienen unidas las moléculas y les impiden separarse
para formar un gas. En segundo lugar, el agua es el mejor disolvente conocido,
pues disuelve tanto sustancias polares como no polares. Las sustancias polares
forman iones (partículas con carga eléctrica) en disolución, las no polares no
forman iones, no tienen partículas cargadas. Esto es posible porque la molécula
de agua tiene una cierta polaridad, con lo que tiene lo mejor de ambos mundos.
¿Pueden haber sustitutos del agua? Tienen que sustancias
líquidas a temperaturas compatibles con la vida, y además ser compuestos muy
abundantes en el Universo. Eso elimina sustancias como el fluoruro de
hidrógeno, el cloruro de hidrógeno o el sulfuro de hidrógeno. Dentro del grupo
de sustancias parecidas, sólo nos queda el amoniaco. Es concebible que exista
vida usando amoniaco como disolvente, pero tendría que existir a temperaturas
más bajas, pues hierve a -33ºC. Además, sólo es líquido en el intervalo de
-78ºC a -33ºC, es decir sólo 45º, en lugar de los 100º del agua.
Se ha planteado que en la superficie de Titán (satélite de Saturno) puede
haber océanos de hidrocarburos como etano y metano. Es posible que en esas
condiciones se formen algunos compuestos adecuados para la vida, pero veo muy
difícil que pueda existir la vida. ¿Por qué? Primero, la temperatura será muy
baja, y las reacciones serán demasiado lentas. Segundo, el etano y metano son
no polares, por lo que no son buenos disolventes. Claro que a esas temperaturas
el amoniaco es líquido... Bueno, esperemos a ver lo que nos muestra la sonda
Huygens que va en camino.