5 de febrero de 2025
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Para encontrar la vida en Marte, haga que los microbios se muevan
¿Podrían los pequeños microbios de natación ayudarnos a desbloquear los misterios de la vida extraterrestre?
Una vista microscópica mejorada por el color de las bacterias Bacillus subtilis, microbios extremófilos en forma de varilla comúnmente encontrados en el suelo y en las tripas de vacas y humanos.
El último avance en la búsqueda de la vida extraterrestre podría provenir de los “menores” de los microbios de natación: organismos microscópicos unicelulares que abundan en casi todos los rincones y grietas de la Tierra.
Los microbios se encuentran en toda la biosfera de nuestro planeta porque muchos de ellos pueden florecer en condiciones muy duras que aparentemente impiden formas de vida más grandes y complejas. Y esa notable resistencia es la razón por la cual los astrobiólogos están tan interesados en estudiarlos. Si, por ejemplo, los microbios pueden prosperar en un lago enterrado debajo de la capa de hielo polar del sur de la Tierra, tal vez organismos similares podrían existir en entornos extraterrestres muy similares, como el misterioso océano cubierto de hielo de la luna europa de Júpiter o Regiones registradas de agua del subsuelo de Marte. Pero el truco no es simplemente mostrar que la vida alienígena podría existir en tales lugares sino más bien a confirmar que lo hace, lo que requiere detectar su presencia en primer lugar. La mayoría de los experimentos interplanetarios de detección de la vida han implicado la búsqueda de trazadores químicos, biosignas, que los microbios de otro mundo podrían crear en sus entornos como un subproducto de su metabolismo. Ahora, sin embargo, un nuevo enfoque basado en el movimiento autoguiado o la motilidad de los microbios puede estar en alcance.
Históricamente, las pruebas de motilidad microbiana han sido una tarea costosa y que requiere mucho tiempo, mal adecuada para la incorporación a misiones espaciales robóticas. Eso ha llevado a un equipo de astrobiólogos alemanes a idear una forma más simple y rentable de verificar la motilidad, un enfoque que han detallado en un estudio publicado el 6 de febrero en la revista. Fronteras en astronomía y ciencias del espacio.
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En su estudio, los investigadores se centraron en tres tipos de microbios:Bacillus subtilis, Pseudoalteromonas haloplanktis y Haloferax volcanii—Todos de los cuales se conocen extremófilosu organismos que pueden sobrevivir temperaturas extremas, presiones o condiciones químicas. Su experimento fue simple: ¿podrían incitar a los microbios a nadar hacia una fuente de nutrientes de una manera detectable y repetible? Para hacer esto, colocaron gotas de agua llenas de microbios en una partición de un portaobjetos microscópicos de dos cámaras. Por otro lado, se encontraba una solución acuosa que era rica con L-serina, un aminoácido que es crítico para la síntesis de proteínas y la proliferación celular. Cuando probaron cada tipo de microbio en carreras experimentales separadas de tres horas, los investigadores podían ver que las tres especies se vuelven móviles y migratorias: los microbios nadaron de su cámara inicial para formar “blobs” dentro de la cámara con L-serina. Esta tendencia del organismo a deriva hacia o lejos de la presencia de ciertos productos químicos se llama “quimiotaxis”.
En el caso de los organismos utilizados en este experimento, “la idea de la quimiotaxis es que los microbios pueden sentir [and move to] Moléculas que podrían ser útiles para ellos, especialmente para el metabolismo “, explica el autor principal del estudio Max Riekeles, un Ph.D. Estudiante de la Universidad Técnica de Berlín. “Con nuestra configuración específica, queríamos hacer los aspectos visuales y computacionales [of studying chemotaxis] más simple “.
El problema con los métodos basados en quimiotaxis pasados para impulsar y monitorear la motilidad microbiana es que “es difícil establecer gradientes químicos que sean confiables, estables y predecibles”, dice Christian Lindensmith, un astrobiólogo del Laboratorio de Propulsión a Jet de la NASA. Además, “observar la motilidad es difícil porque los microscopios tienen un pequeño campo de visión” y los microbios pueden moverse para Otras razones completamente externascomo la mezcla térmica y la deriva inercial. “Es muy complicado, como si estuvieras ejecutando este zoológico microscópico”, agrega.
Una membrana de gel que separó las dos cámaras del nuevo experimento resultó crucial para minimizar tales dificultades al reducir en gran medida las opciones de movimiento de los microbios. Este gel semipermeable esencialmente actuó como una barrera unidireccional que permitió que los organismos de un lado pasaran relativamente rápido, mientras que también ralentizó la filtración de L-Serine al otro lado, manteniendo así la motivación de los microbios para moverse. La configuración fue “una buena opción”, dice Jay Nadeau, astrobiólogo y profesor de física en la Universidad Estatal de Portland, porque facilitó mucho la motilidad de los microbios, todo lo que la barrera mantuvo los microbios en el L-Serine. lado una vez que entraron.
Tales avances técnicos podrían ser muy beneficiosos para futuras misiones espaciales de búsqueda de vida, dicen Nadeau y Lindensmith, quienes anteriormente eran colegas de Riekeles pero no estaban involucrados con el nuevo estudio. “Uno de los verdaderos problemas con hacer algo como esto en otro mundo, especialmente uno que va a ser muy frío, como Europa, es: ¿Qué sucede si esos suceden si son esos? [alien] ¿Los organismos nadan muy, muy lentamente? Nadeau explica. “Bueno, en ese caso, es posible que deba dejarlos durante una semana o más y luego regresar”.
Utilizando el nuevo método, los científicos simplemente podían verificar cualquier microbio en la cámara llena de nutrientes en lugar de monitorear constantemente el sistema para microbios rastreadores notablemente. “Así que esa parte es fácil”, dice Lindensmith. “La parte difícil es descubrir qué poner en el otro lado como cebo”. Aunque la vida de cosecha propia de la Tierra puede amar a L-Serine y otros alimentos de manera similar, no hay garantía de que tales sustancias sean atractivas para Organismos alienígenas con una bioquímica diferente.
Incluso suponiendo que el menú de nutrientes de la vida sea idéntico en todo el cosmos, sin embargo, otros obstáculos permanecen antes de que este método pueda manifestarse en algún tipo de dispositivo de medición en una misión de astrobiología interplanetaria real. Para Riekeles, el próximo desafío no es solo la necesidad de refinar aún más esta técnica con experimentos nuevos y más extensos, sino también la cuestión de “ingeniería y prueba con diferentes tipos de microbios” y aminoácidos.
“Uno de los objetivos [of astrobiology] es ir a [other worlds] Y busque microorganismos, pero mientras tanto hay tanto que podemos hacer en la tierra que nos darán ideas masivas ”, dice Nadeau. Y este nuevo método para la clasificación microbiana es un gran ejemplo de trabajo simple pero crucial para los esfuerzos futuros para construir.
“No sabes lo que va a estar ahí fuera [in space]”, Dice Lindensmith, por lo que diversificar sus herramientas y técnicas para analizar la vida aquí en nuestro propio planeta es un primer paso importante. “Tenemos que poder hacer todo ese tipo de cosas en la tierra antes de poder hacerlo de manera significativa en otros planetas”.