Olvídense de extraterrestres vecinos

Al menos en el vecindario no parece haber civilizaciones extraterrestres avanzadas; si mucho, solo vida incipiente. Imagen Easy-Peasy AI

Incluso los planetas miles de millones de años más antiguos que la Tierra podrían albergar únicamente microbios si la fotosíntesis proporciona muy poca energía.

La ciencia ficción suele imaginar el vecindario galáctico de la Tierra repleto de civilizaciones extraterrestres hiperavanzadas, pero el cosmos real que nos rodea podría ser mucho más silencioso.

Un estudio publicado en el International Journal of Astrobiology, dirigido por Chris Doughty —profesor de ecoinformática en la Universidad del Norte de Arizona—, plantea que la evolución de vida compleja en exoplanetas depende en gran medida de la energía vegetal acumulada, y no solo del paso del tiempo. Aunque muchos de los planetas que orbitan a las estrellas vecinas de la Tierra son miles de millones de años más antiguos que nuestro mundo, unas condiciones menos favorables para la fotosíntesis acumulada implican que la vida en ellos probablemente evolucionó con mucha mayor lentitud.

De entre 29 exoplanetas cercanos —mundos fuera de nuestro sistema solar que podrían albergar agua líquida—, el equipo identificó solo dos donde la vida podría haber avanzado más allá de la etapa evolutiva de la Tierra. Dichos planetas, GJ 1061c y K2-3d, son más grandes, cálidos, brillantes y antiguos que la mayoría de los planetas similares a la Tierra en nuestro entorno estelar. Otros tres podrían haber alcanzado una etapa aproximadamente comparable a la Era Mesozoica terrestre, la época de los dinosaurios.

En la Tierra, las regiones cálidas y húmedas suelen favorecer un mayor crecimiento vegetal y una mayor diversidad de especies que las regiones frías y secas. Los científicos consideran que un mayor crecimiento de las plantas proporciona más energía y espacio ecológico para los animales, vinculando así las condiciones que favorecen la fotosíntesis con las oportunidades para que la vida se diversifique. La fotosíntesis transforma la luz en energía química, y los investigadores plantean la hipótesis de que la cantidad captada a lo largo de toda la historia de un planeta podría influir en su desarrollo evolutivo. Bajo esta premisa, un planeta más joven, cálido y húmedo podría sustentar un mayor desarrollo evolutivo que uno más antiguo, frío y seco.

Durante los 3200 millones de años previos a la evolución de plantas vasculares más eficientes en la Tierra, la fotosíntesis fijó aproximadamente 2,4 × 10²⁵ gramos de carbono, incorporándolo a la materia orgánica. Tras la aparición de esas plantas, que poseen tejidos especializados para el transporte de agua y nutrientes, se fijaron otros 7 × 10²⁵ gramos antes de la evolución humana. Estas cantidades permitieron a los investigadores comparar la historia evolutiva de la Tierra con la cantidad de fotosíntesis que otros planetas podrían haber mantenido.

¿Cuándo terminará la vida en la Tierra?

El Sol calentará tanto en el futuro que acAbará con toda forma de vida en nuestro planeta. Cuándo será es el gran debate. Foto Easy-Peasy por Ia

Los humanos no estaremos allí para contarlo por última vez. ¿Cuánto más durará la vida en la Tierra? Diferentes estudios han llegado a estimaciones distintas.

Un estudio de 1982 de James Lovelock y colegas, concluyó que en 100 millones de años terminará la biosfera fotosintética, que incluye todas las plantas y forma la base para la mayoría de la biología en el planeta. Cuando se acabe esa actividad entonces no habrá ninguna forma de vida.

Un nuevo estudio, publicado en JGR Atmospheres, sugiere que la vida de las plantas continuará hasta dentro de 1800 millones de años, cerca del momento cuando se hayan evaporado los océanos o mediante ruptura de los átomos del agua.

Hay que recordar que el Sol tiene una vida de unos 10 000 millones de años y está en la mitad de su ciclo. La Tierra, por su parte, tiene unos 4600millones de años. El Sol evoluciona. Hoy emite más energía que cuando se formó la Tierra y cada vez será más caliente (en la fase final de su vida crecerá hasta convertirse en una gigante roja y posiblemente engulla los planetas más cercanos, incluida la Tierra).

Jacob Haqq Mistra, astrobiólogo implicado ene l nuevo estudio dijo a Live Science que "Estábamos tratando de mostrar que la vida en la Tierra -vegetación compleja- podría sobrevivir más tiempo de lo que decían estudios previos".

Es que la vida depende de la fotosíntesis, proceso usado por plantas, algas y algunas bacterias para convertir la luz solar en energía. El mecanismo, químicamente, convierte dióxido de carbono y agua en azúcares y oxígeno. Requiere CO2 y luz solar.

A ciertas temperaturas, la maquinaria de la fotosíntesis en las plantas deja de operar. Eventualmente, el Sol calentará la Tierra hasta el punto en que las plantas no serán capaces de desarrollar fotosíntesis, y esto hará que todas las cadenas alimenticias colapsen y perezca toda la vida.

Mucho antes de eso, ya no habrá humanos,. No al menos acá.

Señales de vida de hace 3300 millones de años

Una de las muestras analizadas en rocas de hace 3510 millones de años. Imagen PNAS

Mediante novedosas técnicas químicas e inteligencia artificial se logró identificar evidencia de señales químicas de actividad biológica en la Tierra hace 3300 millones de años e incluso evidencia molecular de fotosíntesis 800 millones de años antes de lo que se estimaba.

Esa evidencia de vida en las primeras etapas de la Tierra (formada hace unos 4400 millones de años) se halló en rocas. Hasta ahora, según los investigadores, no se habían encontrado señales que denotaran  vida en rocas más antiguas de 1700 millones  de años.

La investigación también halló señales de fotosíntesis productora de oxígeno hace 2500 millones de años, 800 millones más antiguas de lo que se conocía.

El estudio fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). La nueva tecnología permite identificar esas señales biológicas, pues células y moléculas que revelen actividad biológica tan antiguas han quedado prácticamente perdidas. Este trabajo sugiere que la distribución de fragmentos biomoleculares en rocas antiguas aún preservan información diagnóstica sobre la biosfera, incluso si no permanecen las biomoléculas originales.     

Los océanos se están oscureciendo

Mapa del gran océano global. Las zonas rojas revelan oscurecimiento, las azules son aquellas que se han hecho más claras. Imagen University of Plymouth

 

Podrían afectarse numerosas especies y los ecosistemas que proveen servicios? No se sabe todavía. El caso es que los océanos, el gran océano global, se está oscureciendo.

¿Cómo así? Pues más de una quinta parte del océano, un área de 75 millones de kilómetros cuadrados, se ha oscurecido en las dos últimas décadas.

Este oscurecimiento se produce cuando cambios en las propiedades ópticas del océano reducen la profundidad de las zonas fóticas, que albergan 90 % de la vida marina y son lugares donde la luz solar y lunar impulsan las interacciones ecológicas.

El estudio, publicado en Global Change Biology, se hizo con la combinación de datos satelitales y modelos numéricos para analizar los cambios anuales en la profundidad de las zonas fóticas en todo el planeta.

La zona fótica, zona eufótica o zona de luz solar es la capa superior de la masa de agua que recibe luz solar, permitiendo la fotosíntesis del fitoplancton. Se extiende hasta unos 200 metros de profundidad, pero puede variar según la claridad del agua.

La investigación, de científicos de la University of Plymouth (Inglaterra), mostró que entre 2003 y 2021 21 % del océano global -incluyendo largas extensiones de regiones costeras y océano abierto- se ha tornado más oscuro.

La información indica además, más del 9 % del océano-un área de más de 32 millones de kilómetros cuadrados, similar en tamaño a África, ha visto la reducción de las profundidades de la zona fótica en más de 50 metros, mientras 2.6 vio la zona reducida en más de 100 metros.

La imagen, sin embargo, no es solo de un océano que se está oscureciendo, pues alrededor del 10 %, más de 37millones de kilómetros cuadrados, se ha vuelto más claro en los últimos 20 años.

La deducción es que es muy posible que las afectaciones para especies y ecosistemas no se deba al mismo oscurecimiento, sino a una combinación de carga de nutrientes, material orgánico y sedimentos cerca de las costas, debido a factores como la escorrentía agrícola y el aumento de las precipitaciones.

La situación en mar abierto se deberá a factores como cambios en la dinámica de la floración de las algas y cambios en la temperatura de la superficie del mar, que han reducido la penetración de la luz en las aguas superficiales.

Asteroide del tamaño de 4 Everest golpeó la Tierra

El asteroide de hace cerca de 3200 millones de años tuvo un efecto en el florecimiento de la vida en nuestro planeta. Imagen Wallpaper/GoodFon

El asteroide que provocó la extinción de los dinosaurios era una pequeña piedra con respecto al que hace 3260 millones de años golpeó nuestro planeta. El denominado meteorito S2 tenía un tamaño como cuatro veces el Everest, 200 veces más grande que el que hace unos 65 millones de años terminó con aquellos grandes animales que dominaban los paisajes terrestres.

Semejante roca provocó un enorme tsunami que revolcó los océanosy envió residuos de la superficie hacia las zonas costeras. El calor generado por el impacto hizo hervir la parte superficial de los mares, calentando además la atmósfera. Y una gruesa capa de polvo blanqueó todo, acabando con cualquier actividad de fotosíntesis.

No había grandes organismos, solo arqueas y bacterias, duras de morir, que pronto se recuperaron tras el cataclismo.

Las señales del meteorito están en lo que hoy es Sudáfrica, en la formación Barberton Greenstone. Para hallarlas se examinaron muetras de rocas y analizaron los sedimentos, la geoquímica y las composiciones  de istópo de carbono que quedaron registradas.

La autora principal, Nadja Drabon, del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias en Harvard University, explicó sobre la caída de la enorme roca "Imagínese usted estando fuera de la costa de Cape Cod, en un espacio de agua somera. De repente usted tiene un enorme tsunami revolcando todo el piso del océano".

Pero el impacto tuvo sus ventajas, pues Drabon precisó que "Pensamos que los eventos de impactos son desastrosos para la vida", pero alcaró que "Pero lo que este estudio resalta es que estos impactos pudieron haber tenido beneficios para la vida, en especial en época temprana, y ellos pueden haber permitido que la vida floreciera".

Les aclaro que el corredor Barberto Greenstone en Sudáfrica contiene evidencias de al menos ocho eventos de impactos, incluyendo el S2.

En esa época de los primeros cientos de millones de años tras la formación de la Tierra, les digo, los grandes impactos de asteroides eran más frecuentes.

Por último, les informo, el artículo apareció publicado en el reconocidísimo journal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

Ríos se están quedando sin oxígeno

Una de cada 8 lecturas en cuerpos de agua reveló falta de oxígeno. Foto Wikipedia Commons

Los ríos se ahogan. Sí, les falta aire. Se les acaba el oxígeno. Es la realidad de ríos y arroyos en 53 países. Un estudio demostró quela hipoxia en ellos es más común en todo el planeta de lo que se pensaba.

La investigación, publicada en Limnology and Oceanography Letters reunió más de 118 millones de lecturas de oxígeno disuelto y temperatura en más de 125 000 sitios en ríos de los seis continentes y 93 países. Un estudio que abarcó 100 años, desde 1900 a 2018.

La hipoxia fue definida en el estudio como las concentraciones de oxígeno disuelto de menos de 2 miligramos por litro. En 53 países se encontró esa falta de oxígeno y en 12.6 % de las lecturas realizadas.

"La hipoxia en aguas costeras y lagos es ampliamente reconocida como un asunto ambiental negativo, y carecíamos del entendimiento de la hipoxia en los ríos", dijo Joanna Blaszczak, de University of Nevada en Reno (Estados Unidos). "Mientras 12.6 % no parecería un gran porcentaje, se pensaba que la ocurrencia de hipoxia en ríos y arroyos era rara. Demostrando que existe en uno de cada ocho sitios en los ríos cambia el juego en términos de cómo necesitamos pensar y darle atención a la hipoxia en ríos y arroyos".

Las algas con su fotosíntesis producen oxígeno que se libera al agua. Si solamente se hacen mediciones en el día no se obtiene un retrato de lo que sucede, pues la hipoxia es más notoria en las primeras horas de la mañana por la falta de fotosíntesis en la noche, explicó la investigadora. Antes se tomaban medidas de forma manual y principalmente en el día.

Si solo se toman de día, el subregistro es del 25 %. Ahora con los nuevos métodos se tiene una visión más completa y se puede afirmar así que la falta de oxígeno es un tema inquietante en muchas regiones del planeta. 

Y los ríos sin oxígeno se quedan de a poco sin vida.

Con algas dan energía a un computador

La pequeña batería hecha con cianobacterias. Foto Bombelli et al

¿Un computador alimentado por.. algas? Bueno, algo así.

Científicos desarrollaron una batería que solo contiene algas, luz y agua, y con ella pudieron dar energía a un microprocesador, el cerebro del computador, durante todo un año.

De un tamaño parecido a una batería AA, el dispositivo se construyó usando materiales comunes, durables, baratos y reciclados, escribieron los autores de la investigación, publicada en Energy & Environmental Science.

Esta batería no necesita recargarse. Mientras el Sol brille, las algas generan electricidad e incluso se la dan al computador durante un tiempo en la oscuridad mientras continúa procesando su alimento y generando energía.

Las algas han sido muy estudiadas para diferentes tópicos, entre ellos la lucha contra el cambio climático. Como cualquier planta, absorben dióxido de carbono (CO2) y producen azúcares por la fotosíntesis. Investigadores las estudian como una fuente de proteína vegetariana y de aceite que podrían ser usadas como biocombustible para remplazar los problemáticos cultivos de palma de aceite. Y también han sido usadas en materiales que capturan carbono.

En este nuevo desarrollo, los científicos de Cambridge University tomaron la capacidad que tienen de generar electricidad durante la fotosíntesis. Así, pusieron algas azul-verde, las cianobacterias, en una caja de plástico y aluminio. Luego las colocaron en una ventana y conectaron el dispositivo a un microprocesador, que habían programado para operaren ciclos de 45 minutos con 15 de descanso.

Pues bien, alimentaron así el microprocesador durante seis meses. Enviaron su artículo para revisión y publicación y la batería siguió operando otros seis meses.

Obvio, las algas no lograrán darle toda la energía que necesita un hogar, pero podrían ser alternativa para sitios remotos para cargar celulares y otros aparatos electrónicos pequeños.

También podrían ser usadas en pequeños sensores de dispositivos inteligentes en un futuro.

Colombiano ayuda a descifrar origen de la fotosíntesis en la Tierra

Cianobacterias produjeron más oxígeno hace 250 millones de años. Foto Josef Reischig

Aunque se ha encontrado señales de los primeros organismos vivos en la Tierra hace hasta 3400 millones de años, unos 1200 millones después de la formación del planeta, se ha estimado que solo hace 2500 millones con la presencia de las cianobacterias, o las algas azulverdosas, se inició la producción en firme de una forma de la fotosíntesis que produce oxígeno, que fue vital para cambiar la atmósfera y dar paso a otras formas de vida.

Ahora, continuando con un trabajo que lleva varios, años, un grupo de investigadores del Imperial College London con participación activa del colombiano Tanai Cardona, pudo precisar que en realidad las primeras bacterias tenían esa capacidad de producir oxígeno, así al comienzo no fuera muy eficiente el proceso. Es decir, hace al menos 3400 millones de años. También participaron el primer autor, Thomas Oliver, Patricia Sánchez Baracaldo y A. William Rutheford.

El hallazgo tiene implicaciones no solo para conocer mejor la evolución de la vida, sino para estudiar las posibles condiciones para la vida en otros planetas.

Algunos estudios han sugerido la presencia de paquetes de fotosíntesis productora de oxígeno antes de las cianobacterias, pero el proceso tardó unos 2000 millones de años en evolucionar.

El trabajo de Cardona y colegas, publicado en BBA-Bioenergetics, encontró en las primeras bacterias hubo enzimas capaces de realizar el proceso clave de la fotosíntesis de oxígeno, dividiendo el agua en hidrógeno y oxígeno, es decir hace 3400 millones de años al menos (hay algunos estudios que sugieren que las primeras formas de vida se dieron hace 4000 millones de años).

La fotosíntesis, que convierte la luz solar en energía, puede darse en dos formas: una que produce oxígeno y la otra que no. Se había asumido que la primera evolucionó más tarde con la aparición de las cianobacterias.

En la Tierra tomó a las bacterias más de 1000 millones de años para perfeccionar el proceso que derivó en las cianobacterias y 2000 millones de años más para que plantas y animales conquistaran el planeta. Sin embargo la presencia de oxígeno tan al comienzo en la historia planetaria significa que en otros ambientes, llámense planetas, la transición a formas de vida compleja pudo haber tardado mucho menos.