Cómo funcionan los extraterrestres

Gusanos tubulares de ventilación hidrotermal. Ver más Imágenes de ovnis. Foto cortesía de NOAA / U.S. Departamento de Comercio

¿Existen otras formas de vida en el universo? La búsqueda científica de formas de vida extraterrestres se ha visto reforzada por dos descubrimientos recientes. En primer lugar, el descubrimiento de formas de vida en entornos exóticos de la Tierra indica que la vida es muy abundante y puede adaptarse a los entornos más extraños y hostiles. En segundo lugar, los astrónomos encontraron planetas orbitando estrellas además de nuestro sol; hasta 2001 se han descubierto más de 50 planetas extrasolares. ¿Hay formas de vida extraterrestre en alguno de estos planetas??

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-Si la vida extraterrestre existe, ¿cómo sería? ¿Serían formas de vida simples como bacterias, virus o algas, o criaturas multicelulares más avanzadas, quizás incluso seres inteligentes? ¿Los extraterrestres serían animales, plantas o tendrían características de ambos? ¿Tendrían brazos y piernas y caminarían erguidos como nosotros? ¿Dependerían de la visión como su sentido principal o utilizarían otra forma de recopilar información sobre su entorno? ¿"Respirarían" oxígeno o algún otro gas??

La especulación sobre los extraterrestres se ha dejado típicamente en manos de autores de ciencia ficción, lectores de ciencia ficción y escritores y directores de Hollywood. En este artículo, examinaremos la astrobiología, la búsqueda científica de vida extraterrestre. Aplicaremos lo que hemos aprendido sobre la vida en la Tierra para especular sobre cómo podrían ser las formas de vida extraterrestre..

Contenido

1. Saludos, bípedos basados ​​en carbono!
2. Qué es la vida?
3. Vida en el extremo
4. Algunas reglas básicas para la vida alienígena
5. Especulación: cómo podrían ser los extraterrestres?

La mayoría de nosotros imaginamos la vida extraterrestre de la forma en que se retrata en las películas, donde los extraterrestres se representan comúnmente como formas similares a las humanas porque usan actores para interpretar los papeles directamente en el maquillaje o como modelos para la animación generada por computadora. Además, el público se relaciona mejor con extraterrestres con apariencia humana que con criaturas más exóticas y con apariencia de monstruos. Sin embargo, el plan del cuerpo humano (simetría bilateral con una cabeza, dos piernas y dos brazos) proviene de cuando los primeros anfibios y reptiles colonizaron las masas terrestres de la Tierra, y parece poco probable que tal forma evolucionara en un mundo alienígena. Entonces, olvidemos Hollywood por el momento y observemos de cerca la ciencia real de la astrobiología..

Astrobiología es el estudio científico de la vida en el universo. Los astrobiólogos buscan comprender (entre otras cosas) cómo surgió y evolucionó la vida en la Tierra, qué rige la forma en que se organiza la vida y qué hace que un planeta sea habitable..

La astrobiología combina las disciplinas de biología, química, física, geología y astronomía. A menudo, los astrobiólogos deben utilizar la información obtenida sobre la vida en la Tierra como guía para estudiar la vida en otros lugares. Examinemos algunas de las cosas que hemos aprendido de la vida en la Tierra..

Estructuras en forma de palo de microbios submarinos llamados estromatolitos Foto cortesía de NOAA / U.S. Departamento de Comercio

Si bien es difícil escribir una definición clara de "vida", la mayoría de los biólogos están de acuerdo en que hay muchas características en común entre los seres vivos. Si un objeto cumple con estas características, se considera vivo:

• Organizado -Los seres vivos están hechos de átomos y moléculas que se organizan en células. Las células de un organismo pueden ser uniformes o especializadas para diversas funciones. Las células pueden organizarse además en tejidos, órganos y sistemas. Los seres vivos en la Tierra son bastante diversos en cuanto a su organización y complejidad..
• Homeostático - Los seres vivos llevan a cabo funciones que los mantienen en un estado constante y relativamente inmutable llamado homeostasis. Por ejemplo, su cuerpo tiene sistemas que mantienen la temperatura de su cuerpo constante: tiembla si tiene frío, suda si tiene calor.
• Reproduce - Los seres vivos hacen copias de sí mismos, ya sea copias exactas (clones) por reproducción asexual o copias similares por reproducción sexual.
• Crece / se desarrolla - Los seres vivos crecen y se desarrollan a partir de formas más pequeñas y / o más simples. Por ejemplo, un ser humano comienza su vida como un óvulo fertilizado, se convierte en un embrión, un feto y luego un bebé. Posteriormente, el bebé se convierte en un niño pequeño, un adolescente y un adulto..
• Toma energía del medio ambiente: permanecer en un estado organizado relativamente constante viola la segunda ley de la termodinámica, que establece que el grado de desorden (entropía) de todos los objetos aumenta. Para que un organismo vivo mantenga la organización, debe absorber, procesar y gastar energía. La forma en que los humanos y otros animales hacen esto es comiendo alimentos y extrayendo energía de ellos..
• Responde a los estímulos - Los seres vivos responden a los cambios en su entorno. Por ejemplo, si un estímulo te causa dolor, tu responder alejándose de ese objeto. Si coloca una planta cerca de una ventana bien iluminada, las ramas o brotes crecen hacia la luz (fototropismo). Para protegerse, algunos animales cambian de color para mezclarse con su entorno (camuflaje).
• Adaptado a su entorno - Las características de un ser vivo tienden a adaptarse a su entorno. Por ejemplo, las aletas de un delfín son planas y están adaptadas para nadar. El ala de un murciélago tiene la misma estructura básica que los huesos de la aleta de un delfín, pero tiene una membrana delgada que permite el vuelo..

Ahora que tenemos una definición de lo que es la vida, necesitamos ver cómo cambia a lo largo de vastas extensiones de tiempo. Las reglas básicas que gobiernan si las especies surgen, viven, permanecen sin cambios o se extinguen son las de evolución por selección natural propuesto por Charles Darwin. La teoría de la evolución de Darwin tiene los siguientes puntos:

• Organismos similares reproducen organismos similares: un perro reproduce a un perro, un diente de león reproduce dientes de león y un pez reproduce un pez.
• A menudo, el número de descendientes se sobreproduce de tal manera que el número que sobrevive es menor que el número reproducido..
• En cualquier población, los individuos varían con respecto a cualquier rasgo dado, como la altura, el color de la piel, el color del pelaje o la forma de los picos, y estas variaciones pueden transmitirse a la siguiente generación..
• Algunas variaciones son favorables, ya que hacen que esos individuos se adapten mejor a su entorno y otras no. Aquellos organismos con variaciones favorables sobrevivirán y transmitirán esos rasgos a su descendencia; aquellos individuos con variaciones desfavorables morirán y no transmitirán sus rasgos; esto es seleccion natural.
• Con el tiempo suficiente, la selección natural acumulará estos rasgos favorables. La especie evolucionará.

Aunque la teoría de la evolución de Darwin se propuso para explicar los cambios en las especies terrestres, sus principios son lo suficientemente generales como para que también se puedan aplicar en otras partes del universo..

Hipótesis de tierras raras

La ecuación de Drake, desarrollada por el astrónomo Frank Drake y promovida por Carl Sagan, se utiliza para estimar el número de civilizaciones inteligentes en el universo. Por el contrario, el geólogo Peter Ward y el astrónomo Donald Brownlee de la Universidad de Washington han propuesto una hipótesis: la Hipótesis de tierras raras -- que la vida en la Tierra es única. Su hipótesis establece que una serie de eventos o situaciones fortuitas, como vivir en la zona habitable del sol, tener un planeta tipo Júpiter para limpiar los restos de cometas y asteroides y tener pocas extinciones masivas, ha permitido que la vida se desarrolle en la Tierra y sería poco probable que suceda en otros lugares. Consulte "Tierra rara: por qué la vida compleja es poco común en el universo" para obtener más detalles..

Ventilación hidrotermal en el fondo del océano Foto cortesía de NOAA / U.S. Departamento de Comercio

Hasta hace unos 30 años, se creía que toda la vida en la Tierra dependía de la energía del sol. Además, se pensó que probablemente no encontraría vida donde las temperaturas fueran extremadamente altas, como en géiseres o fuentes termales, o extremadamente frías, como en el desierto antártico..

Estas ideas cambiaron cuando los oceanógrafos exploraron los respiraderos hidrotermales, aberturas en el fondo del océano donde el agua extremadamente caliente y rica en minerales brota de la corteza. Los respiraderos hidrotermales están ubicados a varios kilómetros por debajo de la superficie, en el fondo del océano, donde el agua circundante se congela o está cerca de congelarse, está absolutamente oscuro y la presión es alta. En comunidades organizadas alrededor de las bases de estos respiraderos, llamados fumadores negros, los científicos encontraron almejas, cangrejos y exóticos gusanos de tubo gigantes que miden 6 pies (2 metros) de largo. El agua que sale de estos conductos de ventilación es de 110 a 350 grados Celsius (230 a 662 grados Fahrenheit)..

¿Cómo pueden estos animales sobrevivir tan lejos de la luz del sol, en estas condiciones extremas? En el agua, los científicos encontraron especies de bacterias que separan el sulfuro de hidrógeno del agua para obtener energía para producir compuestos orgánicos (quimiosíntesis). Los gusanos tubícolas tienen bacterias en sus tejidos que les ayudan a obtener energía del agua. Las almejas se alimentan de las bacterias y los cangrejos se alimentan de los gusanos tubícolas..

El descubrimiento de comunidades de respiraderos hidrotermales demostró que es posible que la vida evolucione en lugares sin luz solar y en otros mundos sin suficiente luz de la estrella madre. En vista del descubrimiento de respiraderos hidrotermales, es posible que exista vida en Europa, una luna helada de Júpiter, que los científicos creen que tiene un océano de agua debajo de su corteza helada..

Gusanos de tubo alrededor de un respiradero hidrotermal Foto cortesía de NOAA / U.S. Departamento de Comercio

También se ha encontrado vida en otros entornos extremos. Los científicos descubrieron microcolonias de líquenes llamadas criptoendolitos en muestras de rocas del desierto antártico, donde las temperaturas suelen bajar a 100 grados bajo cero y hay poca o ninguna agua líquida. A diferencia de, termofílico Se han encontrado bacterias (amantes del calor) en aguas termales donde las temperaturas superan el punto de ebullición del agua..

Criptoendolitos vivos (líneas verde, negro, verde-azul) en una muestra de roca de la Antártida (izquierda) y una bacteria termofílica en forma de varilla (aproximadamente 1 micrón de largo) de una fuente termal en el Parque Nacional Yellowstone (derecha) Fotos cortesía de la NASA Criptoendolitos vivos (líneas verde, negro, verde-azul) en una muestra de roca de la Antártida (izquierda) y una bacteria termofílica en forma de varilla (aproximadamente 1 micrón de largo) de una fuente termal en el Parque Nacional Yellowstone (derecha) Fotos cortesía de la NASA

Si la vida puede evolucionar en ambientes extremos en la Tierra, parece posible que exista vida en los ambientes extremos de otros mundos como Marte..

Pez murciélago Foto cortesía de NOAA / U.S. Departamento de Comercio

Usando lo que hemos aprendido de la vida en la Tierra, ¿qué podemos decir sobre la vida extraterrestre? Si bien probablemente sería muy diferente de la vida en la Tierra, la vida extraterrestre probablemente se adheriría a ciertas pautas universales, como lo hace la vida ampliamente variable en la Tierra. Estas pautas o reglas básicas incluyen lo siguiente:

La vida alienígena estaría gobernada por las leyes de la física y la química..

La vida alienígena se basaría en algún tipo de química (eliminando el concepto de ciencia ficción de seres de energía pura).

• Solvente - En la Tierra, el solvente de todos nuestros bioquímicos es el agua líquida. Otros productos químicos también pueden ser solventes, como amoníaco, metano, sulfuro de hidrógeno o fluoruro de hidrógeno..
• Temperatura - La vida alienígena puede requerir temperaturas a las que su solvente pueda permanecer líquido.
• Presión - La vida extraterrestre puede requerir presiones (y temperaturas) ambientales que permitan que los solventes existan en tres estados de la materia (sólido, líquido, gas).
• Fuente de energía - Los seres vivos necesitan energía para mantenerse organizados. Esta energía puede provenir de una estrella o de energía química o geotérmica (como en los respiraderos hidrotermales y las fuentes termales). En cualquier mundo alienígena, debería haber alguna fuente de energía para mantener la vida..
• Moléculas complejas - Los seres vivos de la Tierra están organizados y formados por moléculas complejas basadas en carbono que llevan a cabo funciones bioquímicas. El carbono es un átomo versátil que puede formar enlaces con hasta otros cuatro átomos, en muchas formas, para formar moléculas. Aunque no es tan versátil como el carbono, el silicio también puede formar hasta cuatro enlaces con otros átomos y se ha propuesto como base para moléculas de vida extraterrestre (también se han propuesto moléculas híbridas silicio-carbono). Es probable que las formas de vida extraterrestre tengan algún tipo de molécula compleja para llevar a cabo funciones similares.
• Molécula informativa - En organismos terrestres, ácido desoxirribonucleico (ADN) es una molécula compleja que transporta información genética y dirige la formación de otras moléculas para que la vida se reproduzca y funcione. Debido a que una característica de la vida es que se reproduce, parece probable que las formas de vida extraterrestre también tengan algún tipo de molécula informativa..

Los seres extraterrestres que son más grandes que los microbios tendrían algún equivalente de células. A medida que un organismo crece, su volumen interno (función cúbica) crece más rápido que su área de superficie (función cuadrada). Esto pone un límite al tamaño del organismo, porque las sustancias del exterior del organismo deben pasar al organismo y a través de él por difusión, lo que depende de grandes superficies, distancias cortas y diferencias de concentraciones. A medida que un organismo crece, la distancia a su centro aumenta y la difusión se vuelve más lenta. Para mantener distancias de difusión viables, un organismo debe tener muchas células pequeñas en lugar de una célula grande. Entonces, un extraterrestre sería multicelular si es más grande que un microbio. (No esperaríamos encontrar un organismo unicelular de años luz de ancho como el retratado en el episodio original de Star Trek "El síndrome de inmunidad").

La vida alienígena evolucionaría y se adaptaría a su entorno mediante la teoría de la evolución como se explicó anteriormente..

La composición fisiológica de un extraterrestre multicelular sería la más adecuada para su entorno. Los sistemas de órganos se adaptarían a condiciones ambientales como temperatura, humedad y gravedad..

• El extraterrestre tendría alguna forma de llevar sólidos, líquidos y gases dentro de su cuerpo, distribuirlos a cada célula y eliminar los productos de desecho (equivalentes de corazón, vasos sanguíneos y riñones, por ejemplo)..
• El extraterrestre podría absorber energía de su entorno, extraer la energía y eliminar los desechos..
• El extraterrestre tendría sentidos (como la vista, el oído, el tacto) para obtener información del entorno y responder a los estímulos (aunque usamos la visión como nuestro sentido principal, esto puede no ser cierto para los extraterrestres). También tendrían algún tipo de cerebro o sistema nervioso para procesar la información..
• El alienígena tendría algún medio de reproducción, ya sea sexual o asexual..

Los organismos alienígenas probablemente tendrían estructuras ecológicas similares a la vida en la Tierra..

• El tamaño de la población estaría limitado en función del predominio de alimentos, depredadores, enfermedades y otros factores ambientales..
• Las formas de vida alienígenas existirían en las cadenas alimentarias y las redes alimentarias en su entorno nativo, como la vida en la Tierra. Los productores producirán alimentos, los consumidores comerán a los productores y / u otros consumidores y los descomponedores reciclarán los átomos y moléculas de los organismos muertos al medio ambiente..
• Las formas de vida alienígenas se integrarán con sus hábitats y ecosistemas, como la vida en la Tierra..

Como puede ver, la vida de cualquier tipo está íntimamente ligada a su entorno, por lo que las características del planeta serían sumamente importantes para determinar las características de la forma de vida..

Con estas reglas básicas en mente, y dado que no se ha descubierto de manera concluyente ninguna forma de vida extraterrestre, la fisiología alienígena se encuentra en el reino de nuestra imaginación. Los autores de ciencia ficción, especialmente los "duros" que tratan de adherirse estrictamente a la ciencia real, han estado haciendo esto durante años. Primero diseñan o construyen un mundo, elaborando cuidadosamente sus características físicas, astronómicas y ecológicas. Luego, trabajan Qué tipo de extraterrestres podrían existir en ese mundo. Un ejemplo de un ejercicio de construcción de mundos se puede encontrar en el Proyecto Epona, donde varios escritores de ciencia ficción se unieron para crear un mundo llamado Epona, completo con planetarios, geológicos y ecológicos. datos. Un artista, Steven Hanly, creó las criaturas Epona.

Para su novela "Misión de gravedad", Hal Clement creó un mundo llamado Mesklin que rodea una estrella doble. Mesklin gira una vez cada dieciocho minutos y tiene una forma aplanada causada por su rotación. La gravedad de Mesklin varía desde tres veces la gravedad de la Tierra, en el ecuador, hasta setecientas veces en los polos. Mesklin tiene una atmósfera de hidrógeno y océanos de metano. Las mesklinitas, una de las formas de vida del planeta, son pequeñas criaturas parecidas a un ciempiés hechas de una proteína esquelética de un insecto llamada quitina. Tienen 18 pares de patas que terminan en pies con forma de ventosa, pinzas delanteras para agarrar, un sistema circulatorio fuerte y absorben hidrógeno a través de sus caparazones. Son inmensamente fuertes, resultado de vivir en un mundo de alta gravedad, pero tienen miedo de ser recogidos porque una caída desde una altura pequeña podría ser fatal con una gravedad tan alta. (Consulte la "Guía de extraterrestres de Barlowe" y "La ciencia de los extraterrestres" para obtener descripciones de los mesklinitas y otras formas de vida extraterrestre).

En, hemos visualizado un mundo extraterrestre y formas de vida extraterrestres. En nuestro mundo, el planeta orbita alrededor de una estrella brillante. Solo el 10 por ciento del mundo está cubierto de agua superficial, pero en toda la masa terrestre hay focos de agua que se acumulan bajo las arenas debido a las escasas lluvias. El ambiente es cálido y árido y la luz del sol es brillante. El planeta es masivo y tiene una gravedad cien veces más fuerte que la de la Tierra. La atmósfera es una mezcla de aire similar a la Tierra de helio, oxígeno y dióxido de carbono..

Las dos formas de vida extraterrestre que imaginamos para este mundo son los animales: depredadores móviles que viven alrededor de los pocos cuerpos pequeños de agua superficial del planeta. Ambos alienígenas son bajos, de unos 30 centímetros de altura, con miembros gruesos para soportar su peso contra la inmensa gravedad. Ambos tienen coberturas o pieles gruesas para minimizar la evaporación y conservar el agua. Para recopilar información, uno se basa principalmente en la visión, mientras que el otro utiliza los sentidos químicos (gusto y olfato)..

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Lashlarm, un animal alienígena

los Lashlarm es nuestro primer depredador alienígena. Parece un inodoro andante. La porción de la boca está sostenida por tres patas robustas conectadas a un pedestal plano. Debajo del pedestal hay muchas escamas, por lo que el pedestal se desliza por la superficie de la arena como una serpiente se mueve por el suelo. Tiene varios apéndices sensoriales que le permiten localizar a sus presas por medios químicos. Caza cerca de los pequeños cuerpos de agua superficial, palpando la orilla del agua y saboreando la arena y el agua en busca de otros animales. Al localizar a la presa, Lashlarm se agacha y se desliza hacia ella. El Lashlarm luego abre su boca grande y salta sobre la presa, tragándola entera..

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El Nirba, un depredador alienígena

los Nirba es un poco más grande que el Lashlarm. Vive en el agua, cerca del borde, como un cocodrilo o caimán, pero no es completamente acuático. El Nirba sale a cazar a otros animales que bajan al agua, particularmente el Lashlarm. Tiene una cabeza grande con fosas nasales ubicadas en la parte superior de la nariz para que pueda respirar mientras está sumergido. El Nirba tiene la piel gruesa, para evitar la deshidratación mientras está fuera del agua bajo el sol ardiente, y patas delanteras grandes y musculosas con grandes garras para matar a su presa. Una cola larga lo ayuda a nadar en el agua, y el extremo "punta de flecha" lo ayuda en la caza y la defensa territorial..

Para obtener más información sobre la vida extraterrestre y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente..

Referencias de especulación alienígena

• "La ciencia de los extraterrestres"
• "Guía de extraterrestres de Barlowe"
• "Extranjeros y sociedades alienígenas"
• "Construcción del mundo"
• "Compartiendo el universo: perspectivas sobre la vida extraterrestre"

Enlaces relacionados

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