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lunes, 6 de diciembre de 2010

Arsénico por compasión



En veinticinco relatos que transcurren entre 1999 y 2026, las Crónicas marcianas de Ray Bradbury (publicadas en España por la editorial Minotauro con un excepcional prólogo de Jorge Luis Borges y una excelente traducción de Francisco Abelenda) narran la colonización de Marte: las esperanzas en una vida mejor de los pioneros terrícolas, el descubrimiento de vida marciana y los conflictos que se generan, la rápida desaparición de los alienígenas y la imagen final de la última familia terrestre que ve reflejada en el agua de los canales del planeta rojo el angustiado rostro de los últimos marcianos. A pesar de su ubicación en el género de la ciencia ficción, Crónicas marcianas es una incisiva y nostálgica reflexión sobre las fronteras entre la realidad y los sueños, y la capacidad creadora y destructora del ser humano. 


Animados por lo que Stephen Jay Gould denominaba «fantasía provinciana» e impulsados por nuestra tendencia homocéntrica de considerar a la Tierra el centro del universo, ignorando que como han venido a recordarnos Stephen Hawking y Leonard Mlodinow en El gran designio (Crítica, 2010), la magnitud de aquel es tan inconmensurable que cualquier forma de vida es posible, seguimos empeñados en elucubrar sobre las posibilidades de vida extraterrestre tomando como referencias pruebas triviales o experimentos científicos que nada tienen que ver con la épica bradburyana de la civilización marciana.

Doctora Felisa-Wolf-Simon
Desde las minúsculas bacterias a las gigantescas ballenas, desde las algas microscópicas a los majestuosos secuoyas, todos los organismos vivos dependen de seis elementos: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Se requieren otros elementos necesarios para la vida, por ejemplo el hierro para formar la hemoglobina, pero los seis primeros son los constituyentes mayoritarios que requieren todos los seres vivos. En un artículo publicado el pasado día 3 en Science (www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/science.1197258), la doctora Wolfe-Simon, del Instituto Astrobiológico de la NASA, ha planteado una posible excepción a un paradigma bioquímico que parecía inamovible. El hallazgo consiste en un linaje bacteriano que Wolfe-Simon ha logrado cultivar en laboratorio reemplazando el fósforo por arsénico en sus biomoléculas. La principal implicación del hallazgo consiste en recordarnos que la vida tal y como la conocemos puede ser mucho más flexible de lo que pensamos o imaginamos normalmente.

La hipótesis de partida del equipo de Wolfe-Simon era que como ambos metaloides tienen unas características químicas similares (son vecinos en la tabla periódica), el arsénico podría haber sido un sustituto del fósforo en organismos primitivos como las bacterias. El fósforo, en forma de diferentes fosfatos, es un elemento fundamental tanto en las cadenas de ADN y ARN, como en dos moléculas, el ATP y el NAD, que son claves para la transferencia energética celular. El problema para confirmar tal hipótesis es que -como nos recordó Frank Capra en Arsénico por compasión, que junto Con faldas y a lo loco de Billy Wilder es una de las comedias más alocadas de toda la historia del cine- el arsénico resulta tóxico para todos los seres vivos precisamente porque las células intentan sustituirlo por el fósforo en sus actividades metabólicas. Un problema añadido para la hipótesis era que a pesar de que los arseniatos son muy similares en su comportamiento químico a los fosfatos, también son mucho más inestables en el agua por lo que ninguna célula sería capaz de obtenerlos del medio.

Mono Lake, California
Para probar su hipótesis, Wolfe-Simon colectó lodos de Mono Lake, un lago del desierto californiano de la Gran Cuenca (si ustedes tienen ocasión de visitarlo no dejen de hacerlo si desean conocer lo más parecido a los paisaje alienígenas descritos por Bradbury), cuyas aguas son muy ricas en sales, entre las que se cuentan los arseniatos. Tras obtener los microorganismos a partir del lodo, los hizo crecer en laboratorio incrementando las concentraciones de arseniato y sin añadir fosfatos, una adición que es obligada cuando se desea cultivar microorganismos en laboratorio. Por el contrario, los trasplantaba sucesivamente a medios cada vez más empobrecidos en fósforo hasta llegar a hacerlo desaparecer por completo. En esas condiciones, cualquier organismo que quisiera formar material genético o cualquier otra biomolécula debería utilizar arseniatos para sobrevivir. Los experimentos no eran buenas noticias para Wolfe-Simon: los sucesivos cultivos cada vez presentaban menores señales de crecimiento bacteriano, lo que parecía desmontar la hipótesis de partida.

Pero cuando la concentración de fósforo era nula, surgió la sorpresa: bajo el microscopio los investigadores detectaron los veloces movimientos de la cepa bacteriana GFAJ-1. Tras comprobar que no existían contaminaciones exógenas de fósforo, el equipo investigador inició una serie de sofisticados análisis para comprobar si el arsénico había sido utilizado por la cepa bacteriana. Los resultados de la espectrometría de masas confirmaron la hipótesis: el arsénico aparecía en fragmentos de proteínas, grasas y ácidos orgánicos bacterianos. Y lo hacía en forma de arseniatos como sustitutos de los fosfatos en los típicos enlaces químicos con los átomos de carbono y oxígeno. Aparentemente, para la cepa GFAJ-1 el letal arsénico se había transformado en vital.

Para algunos bioquímicos el experimento confirmaba que se había aislado una bacteria que utilizaba el arsénico para vivir. Pero no toda la comunidad científica está de acuerdo, porque aunque admitan la fiabilidad del experimento, argumentan que no hay pruebas concluyentes de que el arsénico encontrado en los fragmentos celulares no sea nada más que una acumulación en las vacuolas (una especie de vertederos donde se concentran los desechos de la actividad celular) y no una auténtica incorporación a la actividad bioquímica metabólica. Para demostrarlo concluyentemente, sería necesario encontrar una enzima funcional con arsénico y demostrar que el ADN y otras biomoléculas siguen siendo funcionales tras incorporar los arseniatos, algo que el experimento no ha logrado demostrar.

El artículo de Wolfe-Simon y colaboradores no sostiene en ningún momento que la cepa bacteriana utilice de forma natural el arsénico. Los lodos salinos de Mono Lake contienen tanto fósforo como arsénico y, de hecho, los cultivos bacterianos crecen mejor cuando se les añade fósforo. Lo interesante del experimento es que si la cepa GFAJ-1 es capaz de crecer en ausencia de fósforo, otros organismos terrestres podrían hacerlo también de forma natural y, aún más, que organismos similares podrían haber prosperado en las aguas hidrotermales ricas en arsénico que conformaron los mares de la Tierra primitiva hace 3.500 millones de años.

Las bacterias de Mono Lake son organismos extremófilos, es decir, seres vivos capaces de desenvolverse en condiciones naturales extremas de altísimas o bajísimas temperaturas, acidez o salinidad. Aunque el artículo firmado por Wolfe-Simon no contiene ni una sola alusión a la vida extraterrestre ni siquiera a su búsqueda, los extremófilos interesan a los investigadores que especulan para buscar formas de vida extraterrestre: si en la Tierra hay organismos capaces de vivir en entornos poco comunes y difíciles, se amplían las posibilidades de que exista o haya existido la vida en otros rincones del universo, en condiciones extrañas y hostiles en las que la vida, tal y como la concebimos nosotros, nunca podría existir.

Para la NASA, siempre muy dependiente del presupuesto público para proseguir sus investigaciones espaciales y más ahora en plena crisis, la cuestión está muy clara: el trabajo de Felisa Wolfe-Simon y sus colegas sobre las bacterias adictas al arsénico amplía la probabilidad de encontrar vida extraterrestre y con ello las posibilidades de obtener más recursos de la Reserva Federal. A los que cuando éramos niños nos enseñaron el cuento sinfónico de Sergéi Prokófiev, cuya moraleja refleja la importancia de la sinceridad, se nos antoja que la agencia espacial estadounidense está abusando del que viene el lobo en eso de encontrar rastros de seres vivos en mundos por ahora ignotos.