Vida en Marte: ¿De dónde proviene el metano?

El rover "Curiosity" descubrió las huellas de flujo en los bordes de cráteres en Marte, conocidas como "Líneas de Pendiente Recurrentes" (RSL). (© NASA)

Investigación de campo en el desierto de Atacama en Chile. Aquí prevalecen condiciones similares a las de Marte. (© TU Berlin_Research Group Astrobiology)

Investigación de campo en el desierto de Atacama en Chile. Aquí prevalecen condiciones similares a las de Marte. (© TU Berlin_Research Group Astrobiology)

Cuando el rover de la NASA en Marte, "Curiosity", encontró moléculas orgánicas en junio de 2018, la comunidad científica se emocionó. Esto significaba que la vida en el Planeta Rojo podría haber existido en algún momento o incluso aún ser posible. Recientemente, mediciones más recientes de la "Curiosity" mostraron que las concentraciones del producto metabólico metano fluctúan a lo largo del año. Entonces, ¿quién o qué produce esporádicamente el metano? Por primera vez, el grupo de trabajo del astrobiólogo Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch del Centro de Astronomía y Astrofísica de la TU Berlín pudo demostrar en un experimento que ciertos microbios (Arqueas) en suelos salinos similares a Marte no solo sobreviven, sino que también pueden realizar metabolismo, solo con dióxido de carbono e hidrógeno como fuentes de energía y combustible, y solo con las cantidades mínimas de agua que el mineral salino del planeta extrae de la atmósfera. Por lo tanto, el metano podría provenir de ellos, una otra visión importante en la búsqueda de vida en Marte. Los resultados fueron publicados por los científicos en la última edición de Scientific Reports de Springer Nature.

"La baja temperatura media y la actividad del agua en la superficie de Marte dificultan que los organismos vivos puedan existir o incluso reproducirse en este entorno", dice Dirk Schulze-Makuch. "Pero los resultados de misiones marcianas recientes muestran que las condiciones ambientales en ciertos momentos y lugares del Planeta Rojo pueden superar los límites inferiores que hacen posible la vida". Bajo el nombre del proyecto HOME (Habitabilidad de los Entornos Marcianos), el grupo de trabajo del astrobiólogo y geocientífico, que además es profesor adjunto en la Universidad Estatal de Arizona y en la Universidad Estatal de Washington, así como presidente de la Sociedad Alemana de Astrobiología, ha estado investigando durante varios años la habitabilidad de posibles hábitats en Marte. En 2018, su grupo pudo demostrar mediante estudios exhaustivos en el desierto de Atacama, uno de los lugares más secos de la Tierra, que las comunidades celulares activas en este entorno hostil pueden sobrevivir hasta que se vuelven a activar mediante cantidades mínimas de agua.

Escarcha matutina y rastros de flujo

En la superficie de Marte, las condiciones no permiten la presencia permanente de agua líquida, pero, según Schulze-Makuch, es posible que en algunos lugares cerca de la superficie existan sales higroscópicas que extraen humedad del entorno, por ejemplo, en la escarcha matutina, y que estas sales cambien de estado sólido a líquido. Esto ya ha sido planteado por otros investigadores, por ejemplo, para las franjas oscuras que aparecen esporádicamente en las paredes empinadas de algunos cráteres marcianos y que se consideran rastros de flujo ("Recurring Slope Lineae" RSL). Se sospecha que estos minerales salinos también podrían suministrar agua a organismos subterráneos o cerca de la superficie.

En un sistema cerrado análogo a Marte, los microbios realizan metabolismo

Para verificar estas hipótesis, los científicos llevan a cabo investigaciones en regiones muy remotas cuyas condiciones ambientales son similares a las de Marte, como el desierto de Atacama en Chile, los Valles Secos de McMurdo en la Antártida o las colinas de Larsemann en el este de la Antártida. "El estudio de estos entornos análogos marcianos y la microbiota presente allí ayuda a evaluar la habitabilidad de entornos marcianos", dice Dirk Schulze-Makuch. Estas áreas son extremadamente secas (áridas), pero a la vez salinas. Están habitadas por comunidades microbianas que se han adaptado a su entorno y comienzan a realizar metabolismo tan pronto como se humedecen mediante deliquescencia. La deliquescencia es la capacidad específica de ciertos minerales, principalmente sales, para influir en la humedad relativa de su entorno. Para probar si las fluctuaciones en las concentraciones de metano detectadas por "Curiosity" en Marte podrían provenir de microbios que viven cerca de la superficie, los investigadores desarrollaron un sistema cerrado de deliquescencia con sustratos marcianos secos similares a los del entorno, sales higroscópicas y tres arqueas metanogénicas (las cepas microbianas Methanosarcina mazei, M. barkeri y M. soligelidi). Luego, midieron en qué condiciones diferentes microbios se activaban metabólicamente. El resultado: dos de los tres organismos similares a bacterias respondieron, en diferentes sustratos y a distintas temperaturas. Esto sorprendió a la comunidad científica, ya que hasta ahora, los modelos (incluidos microbios productores de metano) se habían expuesto principalmente a factores de estrés como sequedad, hambre, ciclos de congelación y descongelación, alta salinidad, baja presión atmosférica y dosis elevadas de radiación, para evaluar la habitabilidad de Marte. "Hasta donde sabemos, no hay estudios que demuestren que arqueas metanogénicas puedan existir en un entorno cercano a la superficie donde el agua solo esté disponible mediante deliquescencia", dice Schulze-Makuch. "Por primera vez, hemos demostrado que el agua proporcionada únicamente por la deliquescencia es suficiente para rehidratar arqueas metanogénicas en estas condiciones extremas, prácticamente reviviéndolas, y reactivar su metabolismo en un entorno similar al que existe justo debajo de la superficie de Marte".

Deborah Maus, Jacob Heinz, Janosch Schirmack, Alessandro Airo, Samuel P. Kounaves, Dirk Wagner, Dirk Schulze-Makuch: "Las arqueas metanogénicas pueden producir metano en entornos análogos a Marte impulsados por deliquescencia"

La publicación original se puede consultar en el siguiente enlace: https://www.nature.com/articles/s41598-019-56267-4

Para más información, contacte a:

Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch
Universidad Técnica de Berlín
Centro de Astronomía y Astrofísica de la TU Berlín
Habitabilidad Planetaria y Astrobiología
Tel.: 300/314-23736
Email: schulze-makuch@tu-berlin.de