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¿Existe vida en otros lugares de ¿el universo? Si es así, ¿cómo lo buscan e identifican los científicos? Encontrar vida más allá de la Tierra es extremadamente difícil, en parte porque otros planetas están muy lejos y en parte porque no estamos seguros de qué buscar. Sin embargo, los astrobiólogos han aprendido mucho sobre cómo encontrar vida en ambientes extraterrestres, principalmente estudiando cómo y cuándo la Tierra primitiva se volvió habitable.
Mientras los equipos de investigación de la NASA peinan directamente la superficie de Marte en busca de signos de vida, nuestro grupo de investigación interdisciplinario está utilizando un sitio aquí en la Tierra para aproximarse a las condiciones ambientales antiguas en Marte. Dentro del sitio fósil del Mioceno Medio Clarkia, en el norte de Idaho, se encuentran sedimentos que preservan algunas de las moléculas marcadoras biológicas o biomarcadores más diversas de la Tierra. Estos son restos de vidas pasadas que ofrecen vislumbres de la historia de la Tierra.
Hace unos 16 millones de años, un flujo de lava en lo que algún día se convertiría en Clarkia, Idaho, represó un sistema de drenaje local y creó un lago profundo en un valle estrecho y empinado. Aunque el lago se secó desde entonces, la intemperie, la erosión y la actividad humana han expuesto los sedimentos del antiguo lecho del lago.
Durante casi cinco décadas, equipos de investigación como el nuestro, dirigidos por Hong Yang y Qin Leng, han utilizado restos fósiles y biogeoquímica para reconstruir ambientes pasados de la región del lago Clarkia del Mioceno.
La profundidad del lago creó las condiciones perfectas para proteger los restos de microbios, plantas y animales que cayeron al fondo del lago. De hecho, los sedimentos están tan bien conservados que algunas de las hojas fosilizadas todavía muestran los colores otoñales de cuando se hundieron en el agua hace millones de años.
Hoy en día, los antiguos lechos de lagos de la Tierra se están convirtiendo en escenarios importantes para aprender sobre entornos habitables en otros planetas. Los sedimentos del lago Clarkia contienen un conjunto de biomarcadores antiguos. Estos compuestos, o clases de compuestos, pueden revelar cómo funcionaban los organismos y sus entornos en el pasado.
Desde el descubrimiento del yacimiento de fósiles de Clarkia en 1972, múltiples equipos de investigación han utilizado diversas tecnologías de vanguardia para analizar diferentes biomarcadores. Algunos de los que se encuentran en Clarkia incluyen la lignina, que es el tejido de soporte estructural de las plantas, lípidos como grasas y ceras, y posiblemente ADN y aminoácidos.
Comprender los orígenes, la historia y los factores ambientales que han permitido que estas biofirmas permanezcan tan bien conservadas en Clarkia también puede permitir a nuestro equipo predecir el potencial de preservación de la materia orgánica en antiguos depósitos de lagos en Marte.
En 2021, el Mars Perseverance Rover aterrizó sobre los depósitos de un lago en el cráter Jezero de Marte. Jezero es un cráter de impacto de meteorito que se cree que alguna vez estuvo inundado de agua y alberga un antiguo delta de un río. Es posible que haya vida microbiana en el lago del cráter de Jezero, y sus biomarcadores podrían encontrarse hoy en los sedimentos del lecho del lago. Perseverance ha estado perforando la superficie del cráter para recolectar muestras que podrían contener signos antiguos de vida, con la intención de devolver las muestras a la Tierra en 2033.
Clarkia tiene muchas similitudes con el cráter Jezero. Tanto Clarkia como el cráter Jezero tienen antiguos depósitos lacustres derivados de rocas basálticas ricas en sílice que se formaron en un clima con temperaturas más altas, alta humedad y una atmósfera rica en dióxido de carbono. En Clarkia, estas condiciones preservaron los biomarcadores microbianos en el antiguo lago. Entornos similares podrían haber formado lagos en la superficie de Marte.
Las muestras que está recolectando Perseverance contienen la historia geológica y climática del lugar de aterrizaje del cráter Jezero y pueden incluso contener biomarcadores conservados de vida antigua. Mientras Perseverance continúa con su misión, nuestro grupo está estableciendo criterios para la autenticación biomolecular. Eso significa que estamos desarrollando formas de determinar si los biomarcadores antiguos de la Tierra, y con suerte de Marte, son verdaderos ecos de vida, en lugar de contaminación reciente o moléculas de fuentes no vivas.
Para ello, estamos estudiando biomarcadores de hojas y sedimentos fósiles de Clarkia y desarrollando experimentos de laboratorio utilizando simulantes marcianos. Este material simula las propiedades químicas y físicas de los sedimentos del lago del cráter Jezero.
Al descifrar las fuentes, la historia y la preservación de los biomarcadores relacionados con los antiguos depósitos del lago Clarkia, esperamos desarrollar nuevas estrategias para estudiar las muestras del Perseverance Rover una vez que estén de regreso en la Tierra.
Robert Patalano es profesor de ciencias biológicas y biomédicas en la Universidad Bryant.