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La vida pudo haber aparecido en Marte antes que la Tierra


El reciente descubrimiento que revela que Marte podría haber sustentado la vida microbiana plantea la posibilidad de que la vida pudiera haber evolucionado en Marte antes de que se desarrollara en la Tierra.

Según los investigadores, las condiciones que sustentan la vida en Marte corresponden a un período de hace unos 3.800 millones de años, que es comparable al de la Tierra.

Los científicos han planteado la hipótesis de que la vida podría haber comenzado en Marte y luego haber viajado a la Tierra en un asteroide. La dinámica orbital ha demostrado que es mucho más fácil para las rocas viajar de Marte a la Tierra que en la otra dirección.

El Mars Curiosity Rover aún no ha encontrado evidencia concluyente de vida en Marte, pero continúa en sus investigaciones del Planeta Rojo.

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    ¿Había vida en Marte?

    Después de viajar más de seis meses en el espacio, el último rover de la NASA aterrizó en el planeta rojo el 18 de febrero. La nave exploradora aterrizó en un área que pudo haber albergado vida en lo que alguna vez fue un Marte empapado de agua hace miles de millones de años. El planeta ahora es un desierto helado.

    Décadas en desarrollo, el rover Perseverance está equipado con todo lo que necesita para atravesar el borde de un antiguo lecho de lago, el cráter Jezero, en busca de evidencia microscópica de vida antigua.

    No fue un viaje sencillo. El viaje a Marte tomó la perseverancia 203 días para viajar 293 millones de millas para llegar al planeta.

    A esa distancia, las comunicaciones entre el módulo de aterrizaje y el control de tierra tardan 11 minutos en transmitirse. Las ondas de radio solo pueden moverse a la velocidad de la luz, por lo que a esta distancia el retraso se aplica incluso a las transmisiones más rápidas. Esto significaba que la nave espacial necesitaba navegar y decidir por sí misma dónde aterrizar según la misión.

    El módulo de aterrizaje, a pesar de estos desafíos, entró con éxito en la delgada atmósfera de Marte, bajar la perseverancia de forma segura sobre la superficie rocosa.

    Este no fue el primer rodeo de la NASA. Hasta la fecha, la agencia espacial ha aterrizado de manera segura nueve veces en Marte. La perseverancia marca la quinta vez que la NASA aterriza un rover.

    A lo largo de los años, otras agencias espaciales también se han aventurado al planeta rojo. Los viajes de la Tierra a Marte realizados por la Agencia Espacial Europea, el programa espacial de la ex Unión Soviética (ahora Roscosmos de la Federación de Rusia) y más se han realizado desde los años 60.

    Hasta la fecha, ha habido siete intentos fuera de la NASA para aterrizar en Marte. Sin embargo, de esos intentos, solo uno, Mars 3, de la ex Unión Soviética tuvo éxito en 1971 (desde el momento en que se publicó este artículo, China aterrizó con éxito un rover en Marte.)

    El rover Perseverance hizo historia al aterrizaje en el cráter Jezero previamente inexplorado.


    Contenido

    Los casquetes polares de Marte se descubrieron a mediados del siglo XVII. [ cita necesaria ] A finales del siglo XVIII, William Herschel demostró que crecen y se encogen alternativamente, en el verano y en el invierno de cada hemisferio. A mediados del siglo XIX, los astrónomos sabían que Marte tenía otras similitudes con la Tierra, por ejemplo, que la duración de un día en Marte era casi la misma que la de un día en la Tierra. También sabían que su inclinación axial era similar a la de la Tierra, lo que significaba que experimentaba estaciones al igual que la Tierra, pero de casi el doble de longitud debido a su año mucho más largo. Estas observaciones llevaron a aumentar la especulación de que las características del albedo más oscuras eran el agua y las más brillantes eran la tierra, de donde siguió la especulación sobre si Marte podría estar habitado por alguna forma de vida. [17]

    En 1854, William Whewell, miembro del Trinity College de Cambridge, teorizó que Marte tenía mares, tierra y posiblemente formas de vida. [18] La especulación sobre la vida en Marte explotó a fines del siglo XIX, luego de la observación telescópica por parte de algunos observadores de aparentes canales marcianos, que luego se descubrió que eran ilusiones ópticas. A pesar de esto, en 1895, el astrónomo estadounidense Percival Lowell publicó su libro Marte, seguido por Marte y sus canales en 1906, [19] proponiendo que los canales eran obra de una civilización desaparecida. [20] Esta idea llevó al escritor británico H. G. Wells a escribir La guerra de los mundos en 1897, relatando una invasión de extraterrestres de Marte que huían de la desecación del planeta. [21]

    El análisis espectroscópico de la atmósfera de Marte comenzó en serio en 1894, cuando el astrónomo estadounidense William Wallace Campbell demostró que ni agua ni oxígeno estaban presentes en la atmósfera marciana. [22] El influyente observador Eugène Antoniadi usó el telescopio de apertura de 83 cm (32,6 pulgadas) en el Observatorio Meudon en la oposición de Marte en 1909 y no vio canales, las fotos sobresalientes de Marte tomadas en la nueva cúpula de Baillaud en el observatorio Pic du Midi también trajo un descrédito formal a la teoría de los canales marcianos en 1909, [23] y la noción de canales comenzó a caer en desgracia. [22]

    Los atributos químicos, físicos, geológicos y geográficos dan forma al medio ambiente en Marte. Las mediciones aisladas de estos factores pueden ser insuficientes para considerar un entorno habitable, pero la suma de las mediciones puede ayudar a predecir ubicaciones con mayor o menor potencial de habitabilidad. [24] Los dos enfoques ecológicos actuales para predecir la habitabilidad potencial de la superficie marciana utilizan 19 o 20 factores ambientales, con énfasis en la disponibilidad de agua, la temperatura, la presencia de nutrientes, una fuente de energía y la protección de la radiación solar ultravioleta y cósmica galáctica. radiación. [25] [26]

    Los científicos no conocen el número mínimo de parámetros para la determinación del potencial de habitabilidad, pero están seguros de que es mayor que uno o dos de los factores de la siguiente tabla. [24] Del mismo modo, para cada grupo de parámetros, se determinará el umbral de habitabilidad de cada uno. [24] Las simulaciones de laboratorio muestran que cuando se combinan múltiples factores letales, las tasas de supervivencia se desploman rápidamente. [27] Aún no se han publicado simulaciones completas de Marte que incluyan todos los factores biocidas combinados. [27] Además, la posibilidad de que la vida marciana tenga unos requisitos bioquímicos y de habitabilidad muy diferentes a los de la biosfera terrestre es una cuestión abierta.

      (por ejemplo, Zn, Ni, Cu, Cr, As, Cd, etc., algunos esenciales, pero tóxicos en niveles altos)
    • Suelos oxidantes distribuidos globalmente
    • Temperatura
    • Fluctuaciones extremas de temperatura diurna
    • Baja presión (¿Existe un umbral de baja presión para los anaerobios terrestres?)
    • Fuerte irradiación germicida ultravioleta y eventos de partículas solares (efectos acumulados a largo plazo)
    • Oxidantes volátiles inducidos por rayos UV solares, por ejemplo, O2 -, O -, H2O2, O3
    • Clima / variabilidad (geografía, estaciones, diurnas y eventualmente variaciones de oblicuidad)
    • Sustrato (procesos del suelo, microambientes de rocas, composición del polvo, blindaje)
    • Alto CO2 concentraciones en la atmósfera global
    • Transporte (eólico, flujo de agua subterránea, agua superficial, glacial)

    Pasado Editar

    Los modelos recientes han demostrado que, incluso con un CO denso2 atmósfera, Marte temprano era más frío que la Tierra. [28] [29] [30] [31] Las condiciones cálidas transitorias relacionadas con los impactos o el vulcanismo podrían haber producido condiciones que favorecieran la formación de las redes de valles de Noé tardío, aunque las condiciones globales de Noé medio-tardío probablemente fueran heladas. El calentamiento local del medio ambiente por el vulcanismo y los impactos habría sido esporádico, pero debería haber habido muchos eventos de agua fluyendo en la superficie de Marte. [31] Tanto la evidencia mineralógica como la morfológica indican una degradación de la habitabilidad desde el Hesperiano medio en adelante. Las causas exactas no se comprenden bien, pero pueden estar relacionadas con una combinación de procesos que incluyen la pérdida de la atmósfera temprana, la erosión por impacto o ambos. [31]

    La pérdida del campo magnético marciano afectó fuertemente a los entornos de la superficie a través de la pérdida atmosférica y el aumento de la radiación, este cambio degradó significativamente la habitabilidad de la superficie. [33] Cuando había un campo magnético, la atmósfera estaría protegida de la erosión por el viento solar, lo que aseguraría el mantenimiento de una atmósfera densa, necesaria para que exista agua líquida en la superficie de Marte. [34] La pérdida de la atmósfera estuvo acompañada de una disminución de las temperaturas. Parte del inventario de agua líquida se sublimó y fue transportada a los polos, mientras que el resto quedó atrapado en el permafrost, una capa de hielo subterránea. [31]

    Las observaciones en la Tierra y el modelado numérico han demostrado que un impacto de formación de cráteres puede resultar en la creación de un sistema hidrotermal duradero cuando hay hielo en la corteza. Por ejemplo, un cráter de 130 km de largo podría sostener un sistema hidrotermal activo durante hasta 2 millones de años, es decir, el tiempo suficiente para que emerja vida microscópica, [31] pero es poco probable que haya progresado más en el camino evolutivo. [35]

    Muestras de suelo y roca estudiadas en 2013 por la NASA Curiosidad Los instrumentos a bordo del rover aportaron información adicional sobre varios factores de habitabilidad. [36] El equipo del rover identificó algunos de los ingredientes químicos clave para la vida en este suelo, incluidos azufre, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, fósforo y posiblemente carbono, así como minerales de arcilla, lo que sugiere un ambiente acuoso de hace mucho tiempo, tal vez un lago. o un antiguo lecho de un río, que tenía acidez neutra y baja salinidad. [36] El 9 de diciembre de 2013, la NASA informó que, con base en evidencia de Curiosidad Al estudiar Aeolis Palus, el cráter Gale contenía un antiguo lago de agua dulce que podría haber sido un entorno hospitalario para la vida microbiana. [37] [38] La confirmación de que alguna vez fluyó agua líquida en Marte, la existencia de nutrientes y el descubrimiento previo de un campo magnético pasado que protegió al planeta de la radiación cósmica y solar, [39] [40] juntos sugieren fuertemente que Marte podría haber tenido los factores ambientales para sustentar la vida. [41] [42] La evaluación de la habitabilidad pasada no es en sí misma evidencia de que la vida marciana haya existido alguna vez. Si lo hizo, probablemente era microbiano, que existía en forma común en los fluidos o en los sedimentos, ya sea de vida libre o como biopelículas, respectivamente. [33] La exploración de análogos terrestres proporciona pistas sobre cómo y dónde buscar mejor los signos de vida en Marte. [43]

    Impactita, que se ha demostrado que conserva los signos de vida en la Tierra, fue descubierto en Marte y podría contener signos de vida antigua, si es que alguna vez existió vida en el planeta. [44]

    El 7 de junio de 2018, la NASA anunció que el Curiosidad rover había descubierto moléculas orgánicas en rocas sedimentarias que datan de tres mil millones de años. [45] [46] La detección de moléculas orgánicas en rocas indica que algunos de los componentes básicos de la vida estaban presentes. [47] [48]

    Presentar Editar

    Posiblemente, si existe (o existió) vida en Marte, se podría encontrar evidencia de vida, o se podría preservar mejor, en el subsuelo, lejos de las duras condiciones actuales de la superficie. [49] La vida actual en Marte, o sus biofirmas, podría ocurrir a kilómetros por debajo de la superficie, o en puntos calientes geotérmicos subterráneos, o podría ocurrir a pocos metros debajo de la superficie. La capa de permafrost en Marte está solo un par de centímetros por debajo de la superficie, y las salmueras saladas pueden ser líquidas unos centímetros por debajo de eso, pero no muy abajo. El agua está cerca de su punto de ebullición incluso en los puntos más profundos de la cuenca de Hellas, por lo que no puede permanecer líquida por mucho tiempo en la superficie de Marte en su estado actual, excepto después de una repentina liberación de agua subterránea. [50] [51] [52]

    Hasta ahora, la NASA ha seguido una estrategia de "seguir el agua" en Marte y no ha buscado biofirmas de vida allí directamente desde el Vikingo Misiones El consenso de los astrobiólogos es que puede ser necesario acceder al subsuelo marciano para encontrar entornos actualmente habitables. [49]

    Radiación cósmica Editar

    En 1965, la sonda Mariner 4 descubrió que Marte no tenía un campo magnético global que protegiera al planeta de la radiación cósmica potencialmente mortal y las observaciones de la radiación solar realizadas a fines de la década de 1990 por el Mars Global Surveyor confirmaron este descubrimiento. [53] Los científicos especulan que la falta de protección magnética ayudó a que el viento solar se llevara gran parte de la atmósfera de Marte en el transcurso de varios miles de millones de años. [54] Como resultado, el planeta ha sido vulnerable a la radiación del espacio durante aproximadamente 4 mil millones de años. [55]

    Reciente en el lugar datos de Curiosidad rover indica que la radiación ionizante de los rayos cósmicos galácticos (GCR) y los eventos de partículas solares (SPE) pueden no ser un factor limitante en las evaluaciones de habitabilidad para la vida actual en la superficie de Marte. El nivel de 76 mGy por año medido por Curiosidad es similar a los niveles dentro de la ISS. [56]

    Efectos acumulativos Editar

    Curiosidad El rover midió niveles de radiación ionizante de 76 mGy por año. [57] Este nivel de radiación ionizante es esterilizante para la vida latente en la superficie de Marte. Su habitabilidad varía considerablemente en función de su excentricidad orbital y la inclinación de su eje. Si la vida en la superficie se ha reanimado tan recientemente como hace 450.000 años, entonces los rovers en Marte podrían encontrar vida inactiva pero aún viable a una profundidad de un metro por debajo de la superficie, según una estimación. [58] Incluso las células más resistentes conocidas no podrían sobrevivir a la radiación cósmica cerca de la superficie de Marte, ya que Marte perdió su atmósfera y magnetosfera protectora. [59] [60] Después de mapear los niveles de radiación cósmica a varias profundidades en Marte, los investigadores han concluido que con el tiempo, cualquier vida dentro de los primeros metros de la superficie del planeta moriría por dosis letales de radiación cósmica. [59] [61] [62] El equipo calculó que el daño acumulativo al ADN y al ARN por la radiación cósmica limitaría la recuperación de células latentes viables en Marte a profundidades superiores a 7,5 metros por debajo de la superficie del planeta. [61] Incluso las bacterias terrestres más tolerantes a la radiación sobrevivirían en estado de esporas inactivas solo 18.000 años en la superficie a 2 metros, la mayor profundidad a la que el rover ExoMars será capaz de alcanzar, el tiempo de supervivencia sería de 90.000 a medio millón. años, dependiendo del tipo de roca. [63]

    Los datos recopilados por el instrumento detector de evaluación de radiación (RAD) a bordo del Curiosidad El rover reveló que la dosis absorbida medida es de 76 mGy / año en la superficie, [64] y que "la radiación ionizante influye fuertemente en las composiciones y estructuras químicas, especialmente para el agua, las sales y los componentes sensibles al redox como las moléculas orgánicas". [64] Independientemente de la fuente de los compuestos orgánicos marcianos (meteóricos, geológicos o biológicos), sus enlaces de carbono son susceptibles de romperse y reconfigurarse con los elementos circundantes mediante la radiación de partículas cargadas ionizantes. [64] Estas estimaciones mejoradas de radiación subsuperficial dan una idea del potencial para la preservación de posibles biofirmas orgánicas en función de la profundidad, así como los tiempos de supervivencia de posibles formas de vida microbianas o bacterianas que quedan inactivas debajo de la superficie. [64] El informe concluye que el en el lugar "las mediciones de la superficie y las estimaciones del subsuelo limitan la ventana de preservación de la materia orgánica marciana después de la exhumación y exposición a la radiación ionizante en los pocos metros superiores de la superficie marciana". [64]

    En septiembre de 2017, la NASA informó que los niveles de radiación en la superficie del planeta Marte se duplicaron temporalmente y se asociaron con una aurora 25 veces más brillante que cualquier observada anteriormente, debido a una tormenta solar importante e inesperada a mediados de mes. [sesenta y cinco]

    Radiación UV Editar

    Sobre la radiación ultravioleta, un informe de 2014 concluye [66] que "[E] l ambiente de radiación ultravioleta marciana es rápidamente letal para los microbios sin blindaje, pero puede ser atenuado por tormentas de polvo globales y protegido completamente por & lt 1 mm de regolito u otros organismos". Además, una investigación de laboratorio publicada en julio de 2017 demostró que los percloratos irradiados con UV causan un aumento de 10,8 veces en la muerte celular en comparación con las células expuestas a la radiación UV después de 60 segundos de exposición. [67] [68] La profundidad de penetración de la radiación ultravioleta en el suelo está en el rango de submilímetro a milímetro y depende de las propiedades del suelo. [68]

    Percloratos Editar

    Se sabe que el regolito marciano contiene un máximo de 0,5% (p / v) de perclorato (ClO4 -) que es tóxico para la mayoría de los organismos vivos, [69] pero dado que reducen drásticamente el punto de congelación del agua y algunos extremófilos pueden usarlo como fuente de energía (ver Percloratos - Biología), ha provocado especulaciones sobre cuál sería su influencia estar en habitabilidad. [67] [70] [71]

    La investigación publicada en julio de 2017 muestra que cuando se irradia con un flujo UV marciano simulado, los percloratos se vuelven aún más letales para las bacterias (bactericida). Incluso las esporas inactivas perdieron viabilidad en cuestión de minutos. [67] Además, otros dos compuestos de la superficie marciana, los óxidos de hierro y el peróxido de hidrógeno, actúan en sinergia con los percloratos irradiados para causar un aumento de 10,8 veces en la muerte celular en comparación con las células expuestas a la radiación ultravioleta después de 60 segundos de exposición. [67] [68] También se encontró que los silicatos abrasivos (cuarzo y basalto) conducen a la formación de especies tóxicas de oxígeno reactivo. [72] Los investigadores concluyeron que "la superficie de Marte es letal para las células vegetativas y hace que gran parte de la superficie y las regiones cercanas a la superficie sean inhabitables". [73] Esta investigación demuestra que la superficie actual es más inhabitable de lo que se pensaba anteriormente, [67] [74] y refuerza la idea de inspeccionar al menos unos pocos metros en el suelo para asegurar que los niveles de radiación sean relativamente bajos. [74] [75]

    Sin embargo, la investigadora Kennda Lynch descubrió la primera instancia conocida de un hábitat que contiene percloratos y bacterias reductoras de percloratos en un entorno análogo: un paleolaco en Pilot Valley, Great Salt Lake Desert, Utah. [76] Ella ha estado estudiando las biofirmas de estos microbios y espera que el rover Mars Perseverance encuentre biofirmas coincidentes en su sitio del cráter Jezero. [77] [78]

    Líneas de pendiente recurrentes Editar

    Las características de las líneas de pendiente recurrentes (RSL) se forman en las laderas que dan al sol en épocas del año en que las temperaturas locales superan el punto de fusión del hielo. Las rayas crecen en primavera, se ensanchan a fines del verano y luego se desvanecen en otoño. Esto es difícil de modelar de otra manera, excepto que involucre agua líquida de alguna forma, aunque se cree que las rayas mismas son un efecto secundario y no una indicación directa de la humedad del regolito. Aunque ahora se ha confirmado que estas características involucran agua líquida de alguna forma, el agua podría estar demasiado fría o demasiado salada para la vida. En la actualidad se tratan como potencialmente habitables, como "Regiones Inciertas, para ser tratadas como Regiones Especiales".). [79] [80] Se sospechaba que involucraban salmueras que fluían en ese entonces. [81] [82] [83] [84]

    La disponibilidad termodinámica de agua (actividad del agua) limita estrictamente la propagación microbiana en la Tierra, particularmente en ambientes hipersalinos, y hay indicios de que la fuerza iónica de la salmuera es una barrera para la habitabilidad de Marte. Los experimentos muestran que la alta fuerza iónica, llevada a los extremos en Marte por la omnipresencia de iones divalentes, "hace que estos entornos sean inhabitables a pesar de la presencia de agua biológicamente disponible". [85]

    Fijación de nitrógeno Editar

    Después del carbono, el nitrógeno es posiblemente el elemento más importante necesario para la vida. Por lo tanto, se requieren mediciones de nitrato en el rango de 0,1% a 5% para abordar la cuestión de su presencia y distribución. Hay nitrógeno (como N2) en la atmósfera a niveles bajos, pero esto no es adecuado para apoyar la fijación de nitrógeno para la incorporación biológica. [86] El nitrógeno en forma de nitrato podría ser un recurso para la exploración humana como nutriente para el crecimiento de las plantas y para su uso en procesos químicos. En la Tierra, los nitratos se correlacionan con los percloratos en ambientes desérticos, y esto también puede ser cierto en Marte. Se espera que el nitrato sea estable en Marte y se haya formado por choque térmico por impacto o por un rayo volcánico en el antiguo Marte. [87]

    El 24 de marzo de 2015, la NASA informó que el instrumento SAM en el Curiosidad El rover detectó nitratos calentando los sedimentos de la superficie. El nitrógeno en el nitrato está en un estado "fijo", lo que significa que está en una forma oxidada que puede ser utilizada por organismos vivos. El descubrimiento apoya la idea de que el antiguo Marte pudo haber sido un lugar hospitalario para la vida. [87] [88] [89] Se sospecha que todo el nitrato en Marte es una reliquia, sin contribución moderna. [90] La abundancia de nitrato varía desde la no detección hasta 681 ± 304 mg / kg en las muestras examinadas hasta finales de 2017. [90] El modelo indica que las películas transitorias de agua condensada en la superficie deben transportarse a profundidades más bajas (≈10 m) potencialmente transportando nitratos, donde los microorganismos subsuperficiales podrían prosperar. [91]

    Por el contrario, el fosfato, uno de los nutrientes químicos que se cree que es esencial para la vida, está disponible en Marte. [92]

    Baja presión Editar

    Para complicar aún más las estimaciones de la habitabilidad de la superficie marciana, se encuentra el hecho de que se sabe muy poco sobre el crecimiento de microorganismos a presiones cercanas a las de la superficie de Marte. Algunos equipos determinaron que algunas bacterias pueden ser capaces de replicarse celular hasta 25 mbar, pero eso todavía está por encima de las presiones atmosféricas encontradas en Marte (rango 1-14 mbar). [93] En otro estudio, se eligieron veintiséis cepas de bacterias en función de su recuperación de las instalaciones de montaje de naves espaciales, y solo Serratia liquefaciens La cepa ATCC 27592 exhibió un crecimiento a 7 mbar, 0 ° C y CO2- Atmósferas anóxicas enriquecidas. [93]

    El agua líquida es una condición necesaria pero no suficiente para la vida tal como la conocemos los humanos, ya que la habitabilidad es función de una multitud de parámetros ambientales. [94] El agua líquida no puede existir en la superficie de Marte excepto en las elevaciones más bajas durante minutos u horas. [95] [96] El agua líquida no aparece en la superficie misma, [97] pero podría formarse en cantidades minúsculas alrededor de las partículas de polvo en la nieve calentada por el sol. [98] [99] Además, las antiguas capas de hielo ecuatoriales bajo la tierra pueden sublimarse o derretirse lentamente, accesibles desde la superficie a través de cuevas. [100] [101] [102] [103]

    El agua en Marte existe casi exclusivamente como agua helada, ubicada en los casquetes polares marcianos y bajo la superficie marciana poco profunda, incluso en latitudes más templadas. [107] [108] Hay una pequeña cantidad de vapor de agua en la atmósfera. [109] No hay cuerpos de agua líquida en la superficie marciana porque su presión atmosférica en la superficie tiene un promedio de 600 pascales (0,087 psi), aproximadamente el 0,6% de la presión media al nivel del mar en la Tierra, y porque la temperatura es demasiado baja (210 K (−63 ° C)) que conduce a una congelación inmediata. A pesar de esto, hace unos 3.800 millones de años [110] había una atmósfera más densa, una temperatura más alta y grandes cantidades de agua líquida fluían en la superficie, [111] [112] [113] [114] incluyendo grandes océanos. [115] [116] [117] [118] [119]

    Se ha estimado que los océanos primordiales de Marte habrían cubierto entre el 36% [120] y el 75% del planeta. [121] El 22 de noviembre de 2016, la NASA informó haber encontrado una gran cantidad de hielo subterráneo en la región de Utopia Planitia de Marte. Se ha estimado que el volumen de agua detectado es equivalente al volumen de agua en el lago Superior. [104] [105] [106] El análisis de las areniscas marcianas, utilizando datos obtenidos de la espectrometría orbital, sugiere que las aguas que existían previamente en la superficie de Marte habrían tenido una salinidad demasiado alta para soportar la mayoría de la vida similar a la Tierra. Tosca et al. descubrió que el agua marciana en los lugares que estudiaron tenía actividad acuática, unaw ≤ 0,78 a 0,86 — un nivel fatal para la mayoría de la vida terrestre. [122] Las haloarqueas, sin embargo, pueden vivir en soluciones hipersalinas, hasta el punto de saturación. [123]

    En junio de 2000, se descubrió una posible evidencia de agua líquida actual que fluye en la superficie de Marte en forma de barrancos similares a inundaciones. [124] [125] En 2006 se publicaron imágenes similares adicionales, tomadas por el Mars Global Surveyor, que sugerían que el agua fluye ocasionalmente en la superficie de Marte. Las imágenes mostraron cambios en las paredes empinadas de los cráteres y los depósitos de sedimentos, lo que proporciona la evidencia más sólida hasta el momento de que el agua los atravesó tan recientemente como hace varios años.

    Existe un desacuerdo en la comunidad científica sobre si las recientes vetas de barrancos fueron formadas por agua líquida. Algunos sugieren que los flujos fueron simplemente flujos de arena seca. [126] [127] [128] Otros sugieren que puede ser salmuera líquida cerca de la superficie, [129] [130] [131] pero no se comprende la fuente exacta del agua y el mecanismo detrás de su movimiento. [132]

    En julio de 2018, los científicos informaron del descubrimiento de un lago subglacial en Marte, a 1,5 km (0,93 millas) por debajo de la capa de hielo del polo sur y extendiéndose lateralmente unos 20 km (12 millas), el primer cuerpo de agua estable conocido en el planeta. [133] [134] [135] [136] El lago fue descubierto usando el radar MARSIS a bordo del Mars Express orbitador, y los perfiles fueron recolectados entre mayo de 2012 y diciembre de 2015. [137] El lago está centrado en 193 ° E, 81 ° S, un área plana que no exhibe ninguna característica topográfica peculiar pero está rodeada por un terreno más alto, excepto en su lado este, donde hay una depresión. [133]

    Sílice Editar

    En mayo de 2007, el Espíritu El rover removió un pedazo de tierra con su rueda inoperante, descubriendo un área 90% rica en sílice. [138] La característica recuerda el efecto del agua de manantial o el vapor que entran en contacto con rocas volcánicas. Los científicos consideran esto como evidencia de un ambiente pasado que puede haber sido favorable para la vida microbiana y teorizan que un posible origen de la sílice puede haber sido producido por la interacción del suelo con los vapores ácidos producidos por la actividad volcánica en presencia de agua. [139]

    Basados ​​en análogos de la Tierra, los sistemas hidrotermales en Marte serían muy atractivos por su potencial para preservar firmas biológicas orgánicas e inorgánicas. [140] [141] [142] Por esta razón, los depósitos hidrotermales se consideran objetivos importantes en la exploración de evidencia fósil de la vida antigua marciana. [143] [144] [145]

    En mayo de 2017, se pudo haber encontrado evidencia de la vida más antigua conocida en la tierra en la Tierra en geyserita de 348 mil millones de años y otros depósitos minerales relacionados (a menudo encontrados alrededor de fuentes termales y géiseres) descubiertos en el Cratón Pilbara de Australia Occidental. [146] [147] Estos hallazgos pueden ser útiles para decidir dónde es mejor buscar signos tempranos de vida en el planeta Marte. [146] [147]

    Editar metano

    Metano (CH4) es químicamente inestable en la actual atmósfera oxidante de Marte. Se descompondría rápidamente debido a la radiación ultravioleta del Sol y las reacciones químicas con otros gases. Por lo tanto, una presencia persistente de metano en la atmósfera puede implicar la existencia de una fuente para reponer continuamente el gas.

    Un equipo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA informó por primera vez en 2003 de trazas de metano, a un nivel de varias partes por mil millones (ppb), en la atmósfera de Marte. [148] [149] Se midieron grandes diferencias en las abundancias. entre las observaciones tomadas en 2003 y 2006, lo que sugirió que el metano estaba concentrado localmente y probablemente estacional. [150] El 7 de junio de 2018, la NASA anunció que había detectado una variación estacional de los niveles de metano en Marte. [15] [151] [47] [48] [152] [153] [154] [46]

    El ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), lanzado en marzo de 2016, comenzó el 21 de abril de 2018 a mapear la concentración y las fuentes de metano en la atmósfera, [155] [156] así como sus productos de descomposición como el formaldehído y el metanol. En mayo de 2019, Trace Gas Orbiter mostró que la concentración de metano está por debajo de un nivel detectable (& lt 0.05 ppbv). [157] [158]

    Los principales candidatos para el origen del metano de Marte incluyen procesos no biológicos como reacciones agua-roca, radiólisis del agua y formación de pirita, todos los cuales producen H2 que luego podría generar metano y otros hidrocarburos a través de la síntesis de Fischer-Tropsch con CO y CO2. [159] También se ha demostrado que el metano podría producirse mediante un proceso que involucra agua, dióxido de carbono y el mineral olivino, que se sabe que es común en Marte. [160] Aunque las fuentes geológicas de metano como la serpentinización son posibles, la falta de vulcanismo actual, actividad hidrotermal o puntos calientes [161] no son favorables para el metano geológico.

    Los microorganismos vivos, como los metanógenos, son otra posible fuente, pero no se ha encontrado evidencia de la presencia de tales organismos en Marte, [162] [163] [164] hasta junio de 2019 cuando el metano fue detectado por el Curiosidad vagabundo. [165] Los metanógenos no requieren oxígeno ni nutrientes orgánicos, no son fotosintéticos, utilizan hidrógeno como fuente de energía y dióxido de carbono (CO2) como su fuente de carbono, por lo que podrían existir en ambientes subterráneos en Marte. [166] Si la vida marciana microscópica está produciendo el metano, probablemente resida muy por debajo de la superficie, donde todavía está lo suficientemente caliente como para que exista agua líquida. [167]

    Desde el descubrimiento de metano en la atmósfera en 2003, algunos científicos han estado diseñando modelos y in vitro experimentos que prueban el crecimiento de bacterias metanogénicas en suelo marciano simulado, donde las cuatro cepas de metanógeno probadas produjeron niveles sustanciales de metano, incluso en presencia de sal de perclorato al 1,0% en peso. [168]

    Un equipo dirigido por Levin sugirió que ambos fenómenos, la producción y la degradación del metano, podrían explicarse por una ecología de microorganismos productores y consumidores de metano. [169] [170]

    La investigación de la Universidad de Arkansas presentada en junio de 2015 sugirió que algunos metanógenos podrían sobrevivir a la baja presión de Marte. Rebecca Mickol descubrió que en su laboratorio, cuatro especies de metanógenos sobrevivían a condiciones de baja presión que eran similares a un acuífero líquido subterráneo en Marte. Las cuatro especies que probó fueron Methanothermobacter wolfeii, Methanosarcina barkeri, Methanobacterium formicicum, y Methanococcus maripaludis. [166] En junio de 2012, los científicos informaron que medir la proporción de los niveles de hidrógeno y metano en Marte puede ayudar a determinar la probabilidad de vida en Marte. [162] [163] Según los científicos, "baja H2/ CH4 proporciones (menos de aproximadamente 40) "indicarían" que es probable que haya vida presente y activa ". [162] Las proporciones observadas en la atmósfera marciana inferior fueron" aproximadamente 10 veces "más altas", lo que sugiere que los procesos biológicos pueden no ser responsables de los efectos observados CH4". [162] Los científicos sugirieron medir el H2 y CH4 flujo en la superficie marciana para una evaluación más precisa. Otros científicos han informado recientemente sobre métodos para detectar hidrógeno y metano en atmósferas extraterrestres. [171] [172]

    Incluso si las misiones del rover determinan que la vida marciana microscópica es la fuente estacional del metano, las formas de vida probablemente residen muy por debajo de la superficie, fuera del alcance del rover. [173]

    Formaldehído Editar

    En febrero de 2005, se anunció que el Espectrómetro Planetario de Fourier (PFS) del Mars Express Orbiter de la Agencia Espacial Europea había detectado rastros de formaldehído en la atmósfera de Marte. Vittorio Formisano, director del PFS, ha especulado que el formaldehído podría ser el subproducto de la oxidación del metano y, según él, proporcionaría evidencia de que Marte es extremadamente activo geológicamente o alberga colonias de vida microbiana. [174] [175] Los científicos de la NASA consideran que los hallazgos preliminares bien merecen un seguimiento, pero también han rechazado las afirmaciones de vida. [176] [177]

    Experimentos biológicos del módulo de aterrizaje vikingo Editar

    El programa Viking de la década de 1970 colocó dos módulos de aterrizaje idénticos en la superficie de Marte encargados de buscar biofirmas de vida microbiana en la superficie. De los cuatro experimentos realizados por cada módulo de aterrizaje Viking, solo el experimento de 'Liberación etiquetada' (LR) dio un resultado positivo para el metabolismo, mientras que los otros tres no detectaron compuestos orgánicos. El LR fue un experimento específico diseñado para probar solo un aspecto crítico estrictamente definido de la teoría con respecto a la posibilidad de vida en Marte, por lo tanto, los resultados generales se declararon no concluyentes. [22] Ninguna misión de aterrizaje en Marte ha encontrado rastros significativos de biomoléculas o biofirmas. La afirmación de vida microbiana existente en Marte se basa en datos antiguos recopilados por los módulos de aterrizaje Viking, actualmente reinterpretados como evidencia suficiente de vida, principalmente por Gilbert Levin, [178] [179] Joseph D. Miller, [180] Navarro, [181 ] Giorgio Bianciardi y Patricia Ann Straat, [182] que los experimentos de Viking LR detectaron vida microbiana existente en Marte.

    Las evaluaciones publicadas en diciembre de 2010 por Rafael Navarro – Gonzáles [183] ​​[184] [185] [186] indican que los compuestos orgánicos "podrían haber estado presentes" en el suelo analizado por Viking 1 y 2. El estudio determinó que el perclorato —descubierto en 2008 por el módulo de aterrizaje Phoenix [187] [188]: puede destruir compuestos orgánicos cuando se calienta y producir clorometano y diclorometano como subproducto, los compuestos de cloro idénticos descubiertos por ambos módulos de aterrizaje Viking cuando realizaron las mismas pruebas en Marte. Debido a que el perclorato habría descompuesto cualquier materia orgánica marciana, la cuestión de si Viking encontró o no compuestos orgánicos sigue abierta. [189] [190]

    La evidencia de la liberación etiquetada no fue generalmente aceptada inicialmente y, hasta el día de hoy, carece del consenso de la comunidad científica. [191]

    Meteoritos Editar

    A partir de 2018, se conocen 224 meteoritos marcianos (algunos de los cuales se encontraron en varios fragmentos). [192] Estos son valiosos porque son las únicas muestras físicas de Marte disponibles para los laboratorios terrestres. Algunos investigadores han argumentado que las características morfológicas microscópicas encontradas en ALH84001 son biomorfos, sin embargo, esta interpretación ha sido muy controvertida y no está respaldada por la mayoría de los investigadores en el campo. [193]

    Se han establecido siete criterios para el reconocimiento de vidas pasadas dentro de muestras geológicas terrestres. Esos criterios son: [193]

    1. ¿El contexto geológico de la muestra es compatible con vidas pasadas?
    2. ¿La edad de la muestra y su ubicación estratigráfica son compatibles con la vida posible?
    3. ¿Contiene la muestra evidencia de morfología celular y colonias?
    4. ¿Existe alguna evidencia de que los biominerales muestren desequilibrios químicos o minerales?
    5. ¿Existe alguna evidencia de patrones de isótopos estables exclusivos de la biología?
    6. ¿Hay biomarcadores orgánicos presentes?
    7. ¿Son las características autóctonas de la muestra?

    Para la aceptación general de la vida pasada en una muestra geológica, se deben cumplir esencialmente la mayoría o todos estos criterios. Los siete criterios aún no se han cumplido para ninguna de las muestras marcianas. [193]

    ALH84001 Modificar

    En 1996, el meteorito marciano ALH84001, un espécimen que es mucho más antiguo que la mayoría de los meteoritos marcianos que se han recuperado hasta ahora, recibió una atención considerable cuando un grupo de científicos de la NASA dirigido por David S. McKay informó de características microscópicas y anomalías geoquímicas que se considera que se explica mejor por el hecho de que la roca alojó bacterias marcianas en un pasado distante. Algunas de estas características se parecían a las bacterias terrestres, además de ser mucho más pequeñas que cualquier forma de vida conocida. Surgió mucha controversia sobre esta afirmación y, en última instancia, se descubrió que toda la evidencia que el equipo de McKay citó como evidencia de vida se podía explicar mediante procesos no biológicos. Aunque la comunidad científica ha rechazado en gran medida la afirmación de que ALH 84001 contiene evidencia de vida antigua marciana, la controversia asociada con ella ahora se considera un momento históricamente significativo en el desarrollo de la exobiología. [194] [195]

    Nakhla Editar

    El meteorito Nakhla cayó sobre la Tierra el 28 de junio de 1911, en la localidad de Nakhla, Alejandría, Egipto. [196] [197]

    En 1998, un equipo del Centro Espacial Johnson de la NASA obtuvo una pequeña muestra para su análisis. Los investigadores encontraron fases y objetos de alteración acuosa preterrestre [198] del tamaño y la forma compatibles con las nanobacterias fosilizadas terrestres. El análisis con cromatografía de gases y espectrometría de masas (GC-MS) estudió sus hidrocarburos aromáticos policíclicos de alto peso molecular en 2000, y los científicos de la NASA concluyeron que hasta el 75% de los compuestos orgánicos en Nakhla "puede no ser contaminación terrestre reciente". [193] [199]

    Esto provocó un interés adicional en este meteorito, por lo que en 2006, la NASA logró obtener una muestra adicional y más grande del Museo de Historia Natural de Londres. En esta segunda muestra, se observó un gran contenido de carbono dendrítico. Cuando se publicaron los resultados y la evidencia en 2006, algunos investigadores independientes afirmaron que los depósitos de carbono son de origen biológico. Se comentó que dado que el carbono es el cuarto elemento más abundante en el Universo, encontrarlo en patrones curiosos no es indicativo ni sugestivo de origen biológico. [200] [201]

    Shergotty Editar

    El meteorito Shergotty, un meteorito marciano de 4 kilogramos (8,8 libras), cayó sobre la Tierra en Shergotty, India, el 25 de agosto de 1865, y fue recuperado por testigos casi de inmediato. [202] Está compuesto principalmente de piroxeno y se cree que ha sufrido una alteración acuosa preterrestre durante varios siglos. Ciertas características en su interior sugieren restos de una biopelícula y sus comunidades microbianas asociadas. [193]

    Yamato 000593 Editar

    Yamato 000593 es el segundo meteorito más grande de Marte encontrado en la Tierra. Los estudios sugieren que el meteorito marciano se formó hace unos 1.300 millones de años a partir de un flujo de lava en Marte. Un impacto ocurrió en Marte hace unos 12 millones de años y expulsó el meteorito de la superficie marciana al espacio. El meteorito aterrizó en la Tierra en la Antártida hace unos 50.000 años.La masa del meteorito es de 13,7 kg (30 lb) y se ha encontrado que contiene evidencia de movimientos de agua en el pasado. [203] [204] [205] A nivel microscópico, se encuentran esferas en el meteorito que son ricas en carbono en comparación con las áreas circundantes que carecen de tales esferas. Las esferas ricas en carbono pueden haberse formado por actividad biótica según los científicos de la NASA. [203] [204] [205]

    Estructuras similares a icnofósiles Editar

    Las interacciones organismo-sustrato y sus productos son biofirmas importantes en la Tierra, ya que representan una evidencia directa del comportamiento biológico. [206] Fue la recuperación de productos fosilizados de interacciones vida-sustrato (icnofósiles) lo que ha revelado actividades biológicas en la historia temprana de la vida en la Tierra, por ejemplo, madrigueras proterozoicas, microperforaciones arcaicas y estromatolitos. [207] [208] [209] [210] [211] [212] Se han informado dos importantes estructuras similares a icnofósiles en Marte, es decir, las estructuras en forma de palos de Vera Rubin Ridge y los microtúneles de meteoritos marcianos.

    Observaciones en Vera Rubin Ridge por el Mars Space Laboratory Rover Curiosity muestran estructuras alargadas milimétricas preservadas en rocas sedimentarias depositadas en ambientes fluvio-lacustres dentro del cráter Gale. Los datos morfométricos y topológicos son exclusivos de las estructuras en forma de palos entre las características geológicas marcianas y muestran que los icnofósiles se encuentran entre los análogos morfológicos más cercanos de estas características únicas. [213] Sin embargo, los datos disponibles no pueden refutar por completo dos hipótesis abióticas principales, que son el agrietamiento sedimentario y el crecimiento de cristales evaporíticos como procesos genéticos para las estructuras.

    Se han descrito microtúneles a partir de meteoritos marcianos. Consisten en microtúneles rectos a curvos que pueden contener áreas de mayor abundancia de carbono. La morfología de los microtúneles curvos es consistente con los rastros biogénicos en la Tierra, incluidos los rastros de microbioerosión observados en vidrios basálticos. [214] [215] [212] Se necesitan más estudios para confirmar la biogenicidad.

    El congelamiento y descongelamiento estacional de la capa de hielo del sur da como resultado la formación de canales radiales en forma de araña tallados en hielo de 1 metro de espesor por la luz solar. Entonces, sublimado CO2 - y probablemente el agua - aumentan la presión en su interior produciendo erupciones parecidas a géiseres de fluidos fríos a menudo mezclados con arena o lodo basáltico oscuro. [216] [217] [218] [219] Este proceso es rápido, se observa que ocurre en el espacio de unos pocos días, semanas o meses, una tasa de crecimiento bastante inusual en geología, especialmente en Marte. [220]

    Un equipo de científicos húngaros propone que las características más visibles de los géiseres, las manchas oscuras de las dunas y los canales de las arañas, pueden ser colonias de microorganismos marcianos fotosintéticos, que pasan el invierno debajo de la capa de hielo y cuando la luz solar regresa al polo a principios de la primavera. la luz penetra en el hielo, los microorganismos fotosintetizan y calientan su entorno inmediato. Una bolsa de agua líquida, que normalmente se evaporaría instantáneamente en la fina atmósfera marciana, está atrapada a su alrededor por el hielo que las recubre. A medida que esta capa de hielo se adelgaza, los microorganismos se vuelven grises. Cuando la capa se ha derretido por completo, los microorganismos se desecan rápidamente y se vuelven negros, rodeados por una aureola gris. [221] [222] [223] Los científicos húngaros creen que incluso un proceso de sublimación complejo es insuficiente para explicar la formación y evolución de las manchas oscuras de las dunas en el espacio y el tiempo. [224] [225] Desde su descubrimiento, el escritor de ficción Arthur C. Clarke promovió estas formaciones como merecedoras de estudio desde una perspectiva astrobiológica. [226]

    Un equipo europeo multinacional sugiere que si hay agua líquida en los canales de las arañas durante su ciclo anual de descongelación, podrían proporcionar un nicho donde ciertas formas de vida microscópicas podrían haberse retirado y adaptarse mientras estaban protegidas de la radiación solar. [227] Un equipo británico también considera la posibilidad de que la materia orgánica, los microbios o incluso las plantas simples puedan coexistir con estas formaciones inorgánicas, especialmente si el mecanismo incluye agua líquida y una fuente de energía geotérmica. [220] También señalan que la mayoría de las estructuras geológicas pueden explicarse sin invocar ninguna hipótesis orgánica de "vida en Marte". [220] Se ha propuesto desarrollar el módulo de aterrizaje Mars Geyser Hopper para estudiar los géiseres de cerca. [228]

    La protección planetaria de Marte tiene como objetivo prevenir la contaminación biológica del planeta. [229] Un objetivo principal es preservar el registro planetario de los procesos naturales mediante la prevención de la introducción de microbios causada por el hombre, también llamada contaminación directa. Existe abundante evidencia de lo que puede suceder cuando organismos de regiones de la Tierra que han estado aislados unos de otros durante períodos de tiempo significativos se introducen en el entorno de los demás. Las especies que están limitadas en un entorno pueden prosperar, a menudo fuera de control, en otro entorno en detrimento de las especies originales que estaban presentes. De alguna manera, este problema podría agravarse si se introdujeran formas de vida de un planeta en la ecología totalmente alienígena de otro mundo. [230]

    La principal preocupación de que el hardware contamine a Marte se deriva de la esterilización incompleta por nave espacial de algunas bacterias terrestres resistentes (extremófilos) a pesar de los mejores esfuerzos. [26] [231] El hardware incluye módulos de aterrizaje, sondas estrelladas, eliminación de hardware al final de la misión y el aterrizaje forzoso de los sistemas de entrada, descenso y aterrizaje. Esto ha impulsado la investigación sobre las tasas de supervivencia de microorganismos resistentes a la radiación, incluida la especie Deinococcus radiodurans y géneros Brevundimonas, Rhodococcus, y Pseudomonas en condiciones marcianas simuladas. [232] Los resultados de uno de estos experimentos de irradiación experimentales, combinados con modelos de radiación anteriores, indican que Brevundimonas sp. MV.7, emplazado a solo 30 cm de profundidad en el polvo marciano, podría sobrevivir a la radiación cósmica hasta 100.000 años antes de sufrir una reducción de población del 10%. [232] Los ciclos diurnos similares a los de Marte en temperatura y humedad relativa afectaron la viabilidad de Deinococcus radiodurans células bastante severamente. [233] En otras simulaciones, Deinococcus radiodurans tampoco creció a baja presión atmosférica, por debajo de 0 ° C o en ausencia de oxígeno. [234]

    Desde la década de 1950, los investigadores han utilizado contenedores que simulan las condiciones ambientales en Marte para determinar la viabilidad de una variedad de formas de vida en Marte. Dichos dispositivos, llamados "tarros de Marte" o "cámaras de simulación de Marte", fueron descritos y utilizados por primera vez en la investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la década de 1950 por Hubertus Strughold, y popularizados en la investigación civil por Joshua Lederberg y Carl Sagan. [235]

    El 26 de abril de 2012, los científicos informaron que un liquen extremófilo sobrevivió y mostró resultados notables sobre la capacidad de adaptación de la actividad fotosintética dentro del tiempo de simulación de 34 días en condiciones marcianas en el Laboratorio de Simulación de Marte (MSL) mantenido por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR). ). [236] [237] [238] [239] [240] [241] La capacidad de sobrevivir en un entorno no es lo mismo que la capacidad de prosperar, reproducirse y evolucionar en ese mismo entorno, lo que requiere más estudios. [27] [26]

    Aunque numerosos estudios apuntan a la resistencia a algunas de las condiciones de Marte, lo hacen por separado, y ninguno ha considerado la gama completa de condiciones de la superficie marciana, incluida la temperatura, la presión, la composición atmosférica, la radiación, la humedad, el regolito oxidante y otros, todo en el mismo tiempo y en combinación. [242] Las simulaciones de laboratorio muestran que cuando se combinan múltiples factores letales, las tasas de supervivencia se desploman rápidamente. [27]

    Salinidad y temperatura del agua Editar

    Los astrobiólogos financiados por la NASA están investigando los límites de la vida microbiana en soluciones con altas concentraciones de sal a baja temperatura. [243] Cualquier cuerpo de agua líquida bajo los casquetes polares o bajo tierra probablemente exista bajo alta presión hidrostática y tenga una concentración significativa de sal. Saben que el lugar de aterrizaje de Fénix aterrizador, se encontró que era regolito cementado con hielo de agua y sales, y las muestras de suelo probablemente contenían sulfato de magnesio, perclorato de magnesio, perclorato de sodio, perclorato de potasio, cloruro de sodio y carbonato de calcio. [243] [244] [245] Las bacterias terrestres capaces de crecer y reproducirse en presencia de soluciones altamente saladas, llamadas halófilas o "amantes de la sal", fueron probadas para sobrevivir usando sales que se encuentran comúnmente en Marte ya temperaturas decrecientes. [243] Las especies analizadas incluyen Halomonas, Marinococcus, Nesterenkonia, y Virgibacillus. [243] Las simulaciones de laboratorio muestran que cuando se combinan múltiples factores ambientales marcianos, las tasas de supervivencia se desploman rápidamente, [27] sin embargo, las bacterias halófilas se cultivaron en un laboratorio en soluciones de agua que contenían más del 25% de las sales comunes en Marte, y comenzando en 2019, los experimentos incorporarán exposición a baja temperatura, sales y alta presión. [243]

    Mars-2 Editar

    Mars-1 fue la primera nave espacial lanzada a Marte en 1962, [246] pero se perdió la comunicación mientras se dirigía a Marte. Con Mars-2 y Mars-3 en 1971-1972, se obtuvo información sobre la naturaleza de las rocas superficiales y los perfiles de altitud de la densidad superficial del suelo, su conductividad térmica y las anomalías térmicas detectadas en la superficie de Marte. El programa encontró que su casquete polar norte tiene una temperatura por debajo de -110 ° C (-166 ° F) y que el contenido de vapor de agua en la atmósfera de Marte es cinco mil veces menor que en la Tierra. No se encontraron señales de vida. [247]

    Mariner 4 Editar

    La sonda Mariner 4 realizó el primer sobrevuelo exitoso del planeta Marte, devolviendo las primeras imágenes de la superficie marciana en 1965. Las fotografías mostraban un Marte árido sin ríos, océanos ni signos de vida. Además, reveló que la superficie (al menos las partes que fotografió) estaba cubierta de cráteres, lo que indica una falta de tectónica de placas y meteorización de cualquier tipo durante los últimos 4 mil millones de años. La sonda también descubrió que Marte no tiene un campo magnético global que proteja al planeta de los rayos cósmicos potencialmente mortales. La sonda pudo calcular la presión atmosférica en el planeta en aproximadamente 0,6 kPa (en comparación con los 101,3 kPa de la Tierra), lo que significa que el agua líquida no podría existir en la superficie del planeta. [22] Después de Mariner 4, la búsqueda de vida en Marte cambió a una búsqueda de organismos vivos similares a bacterias en lugar de organismos multicelulares, ya que el entorno era claramente demasiado severo para estos. [22] [248] [249]

    Vikingo orbitadores Editar

    El agua líquida es necesaria para la vida y el metabolismo conocidos, por lo que si el agua estuvo presente en Marte, las posibilidades de que haya sostenido la vida pueden haber sido determinantes. los Vikingo Los orbitadores encontraron evidencia de posibles valles fluviales en muchas áreas, erosión y, en el hemisferio sur, arroyos ramificados. [250] [251] [252]

    Experimentos biológicos vikingos Editar

    La misión principal de las sondas Viking de mediados de la década de 1970 fue realizar experimentos diseñados para detectar microorganismos en suelo marciano porque las condiciones favorables para la evolución de organismos multicelulares cesaron hace unos cuatro mil millones de años en Marte. [253] Las pruebas se formularon para buscar vida microbiana similar a la que se encuentra en la Tierra. De los cuatro experimentos, solo el experimento de liberación etiquetada (LR) arrojó un resultado positivo, [ dudoso - discutir ] mostrando un aumento de 14 CO2 producción en la primera exposición del suelo al agua y nutrientes. Todos los científicos están de acuerdo en dos puntos de las misiones Viking: que el 14 CO radiomarcado2 se desarrolló en el experimento de liberación marcada, y que el GCMS no detectó moléculas orgánicas. Hay interpretaciones muy diferentes de lo que implican esos resultados: un libro de texto de astrobiología de 2011 señala que el GCMS fue el factor decisivo debido al cual "Para la mayoría de los científicos vikingos, la conclusión final fue que el Vikingo las misiones no pudieron detectar vida en el suelo marciano ". [254]

    Norman Horowitz fue el jefe de la sección de biociencias del Laboratorio de Propulsión a Chorro para las misiones Mariner y Viking de 1965 a 1976. Horowitz consideró que la gran versatilidad del átomo de carbono lo convierte en el elemento más propenso a aportar soluciones, incluso exóticas, a los problemas. de supervivencia de la vida en otros planetas. [255] Sin embargo, también consideró que las condiciones encontradas en Marte eran incompatibles con la vida basada en carbono.

    Uno de los diseñadores del experimento de Liberación Etiquetada, Gilbert Levin, cree que sus resultados son un diagnóstico definitivo de la vida en Marte. [22] Muchos científicos cuestionan la interpretación de Levin. [256] Un libro de texto de astrobiología de 2006 señaló que "Sin embargo, con muestras terrestres no esterilizadas, la adición de más nutrientes después de la incubación inicial produciría aún más gas radiactivo a medida que las bacterias inactivas entraran en acción para consumir la nueva dosis de alimento. no es cierto en el suelo marciano en Marte, la segunda y tercera inyecciones de nutrientes no produjeron ninguna liberación adicional de gas marcado ". [257] Otros científicos sostienen que los superóxidos en el suelo podrían haber producido este efecto sin la presencia de vida. [258] Un consenso casi general descartó los datos de la Liberación etiquetada como evidencia de vida, porque el cromatógrafo de gases y el espectrómetro de masas, diseñado para identificar la materia orgánica natural, no detectaron moléculas orgánicas. [178] Más recientemente, se detectaron altos niveles de sustancias químicas orgánicas, en particular clorobenceno, en el polvo extraído de una de las rocas, llamado "Cumberland", analizado por el Curiosidad vagabundo. [259] [260] La comunidad de expertos en general considera que los resultados de la misión vikinga sobre la vida no son concluyentes. [22] [258] [261]

    En 2007, durante un Seminario del Laboratorio Geofísico de la Carnegie Institution (Washington, D.C., EE. UU.), Se evaluó una vez más la investigación de Gilbert Levin. [178] Levin todavía sostiene que sus datos originales eran correctos, ya que los experimentos de control positivo y negativo estaban en orden. [182] Además, el equipo de Levin, el 12 de abril de 2012, informó una especulación estadística, basada en datos antiguos, reinterpretados matemáticamente a través del análisis de conglomerados, de los experimentos de Liberación etiquetada, que pueden sugerir evidencia de "vida microbiana existente en Marte". [182] [262] Los críticos responden que el método aún no ha demostrado su eficacia para diferenciar entre procesos biológicos y no biológicos en la Tierra, por lo que es prematuro sacar conclusiones. [263]

    Un equipo de investigación de la Universidad Nacional Autónoma de México encabezado por Rafael Navarro-González concluyó que el equipo GCMS (TV-GC-MS) que utiliza el programa Viking para buscar moléculas orgánicas, puede no ser lo suficientemente sensible para detectar niveles bajos de orgánicos. . [186] Klaus Biemann, el investigador principal del experimento GCMS en Vikingo escribió una refutación. [264] Debido a la simplicidad del manejo de muestras, TV-GC-MS todavía se considera el método estándar para la detección orgánica en futuras misiones a Marte, por lo que Navarro-González sugiere que el diseño de futuros instrumentos orgánicos para Marte debería incluir otros métodos de detección. . [186]

    Tras el descubrimiento de percloratos en Marte por el módulo de aterrizaje Phoenix, prácticamente el mismo equipo de Navarro-González publicó un artículo argumentando que los resultados de Viking GCMS estaban comprometidos por la presencia de percloratos. [265] Un libro de texto de astrobiología de 2011 señala que "si bien el perclorato es un oxidante demasiado pobre para reproducir los resultados de LR (en las condiciones de ese experimento, el perclorato no oxida los orgánicos), sí oxida y, por lo tanto, destruye los orgánicos a las temperaturas más altas utilizadas en el experimento Viking GCMS ". [266] Biemann también ha escrito un comentario crítico de este artículo de Navarro-González, [267] al que estos últimos han respondido [268] el intercambio se publicó en diciembre de 2011.

    Phoenix lander, 2008 Editar

    La misión Phoenix aterrizó una nave espacial robótica en la región polar de Marte el 25 de mayo de 2008 y estuvo en funcionamiento hasta el 10 de noviembre de 2008. Uno de los dos objetivos principales de la misión era buscar una "zona habitable" en el regolito marciano donde la vida microbiana podría existir, el otro objetivo principal es estudiar la historia geológica del agua en Marte. El módulo de aterrizaje tiene un brazo robótico de 2,5 metros que era capaz de cavar trincheras poco profundas en el regolito. Hubo un experimento de electroquímica que analizó los iones en el regolito y la cantidad y tipo de antioxidantes en Marte. Los datos del programa Viking indican que los oxidantes en Marte pueden variar con la latitud, señalando que Viking 2 vio menos oxidantes que Viking 1 en su posición más al norte. Phoenix aterrizó aún más al norte. [269] Los datos preliminares de Phoenix revelaron que el suelo de Marte contiene perclorato y, por lo tanto, puede que no sea tan propicio para la vida como se pensaba anteriormente. [270] [271] [188] El pH y el nivel de salinidad se consideraron benignos desde el punto de vista biológico. Los analizadores también indicaron la presencia de agua ligada y CO2. [272] Un análisis reciente del meteorito marciano EETA79001 encontró 0,6 ppm de ClO4 -, 1,4 ppm de ClO3 - y 16 ppm de NO3 -, muy probablemente de origen marciano. El ClO3 - sugiere la presencia de otros oxiclorinos altamente oxidantes como el ClO2 - o ClO, producido tanto por oxidación UV de Cl como por radiólisis de rayos X de ClO4 -. Por lo tanto, solo es probable que sobrevivan los orgánicos altamente refractarios y / o bien protegidos (debajo de la superficie). [273] Además, un análisis reciente de la WCL de Phoenix mostró que el Ca (ClO4)2 en el suelo de Phoenix no ha interactuado con agua líquida de ninguna forma, tal vez durante tanto tiempo como 600 Myr. Si lo hubiera hecho, el Ca (ClO4)2 en contacto con agua líquida habría formado solo CaSO4. Esto sugiere un ambiente severamente árido, con una interacción mínima o nula con el agua líquida. [274]

    Laboratorio de Ciencias de Marte Editar

    La misión Mars Science Laboratory es un proyecto de la NASA que se lanzó el 26 de noviembre de 2011, el Curiosidad rover, un vehículo robótico de propulsión nuclear, que lleva instrumentos diseñados para evaluar las condiciones de habitabilidad pasadas y presentes en Marte. [275] [276] El Curiosidad El rover aterrizó en Marte en Aeolis Palus en el cráter Gale, cerca de Aeolis Mons (también conocido como Monte Sharp), [277] [278] [279] [280] el 6 de agosto de 2012. [281] [282] [283]

    El 16 de diciembre de 2014, la NASA informó que Curiosidad El rover detectó un "pico de diez veces", probablemente localizado, en la cantidad de metano en la atmósfera marciana. Las mediciones de muestra tomadas "una docena de veces durante 20 meses" mostraron aumentos a fines de 2013 y principios de 2014, con un promedio de "7 partes de metano por mil millones en la atmósfera". Antes y después de eso, las lecturas promediaron alrededor de una décima parte de ese nivel. [259] [260] Además, los niveles bajos de clorobenceno (C
    6 H
    5 Cl), se detectaron en el polvo extraído de una de las rocas, denominada "Cumberland", analizada por el rover Curiosity. [259] [260] Marte 2020 rover Marte 2020 - El Marte 2020 rover es una misión rover planetaria a Marte de la NASA, lanzada el 30 de julio de 2020.Su objetivo es investigar un entorno antiguo astrobiológicamente relevante en Marte, investigar sus procesos geológicos superficiales y su historia, incluida la evaluación de su habitabilidad pasada y el potencial de preservación de biofirmas dentro de materiales geológicos accesibles. [284]

    Misiones futuras de astrobiología Editar

      es un programa de múltiples naves espaciales dirigido por Europa que actualmente están desarrollando la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Federal Rusa para su lanzamiento en 2016 y 2020. [286] Su misión científica principal será buscar posibles firmas biológicas en Marte, pasado o presente. Se utilizará un rover con una perforadora de núcleo de 2 m (6,6 pies) para muestrear varias profundidades debajo de la superficie donde se puede encontrar agua líquida y donde los microorganismos o biofirmas orgánicas podrían sobrevivir a la radiación cósmica. [41] - El mejor experimento de detección de vida propuesto es el examen en la Tierra de una muestra de suelo de Marte. Sin embargo, la dificultad de proporcionar y mantener el soporte vital durante los meses de tránsito desde Marte a la Tierra sigue sin resolverse. Proporcionar requisitos ambientales y nutricionales aún desconocidos es abrumador, por lo que se concluyó que "investigar compuestos orgánicos basados ​​en carbono sería uno de los enfoques más fructíferos para buscar posibles signos de vida en muestras devueltas en lugar de enfoques basados ​​en cultivos". [287]

    Algunas de las principales razones para colonizar Marte incluyen los intereses económicos, la investigación científica a largo plazo que mejor realizan los humanos en lugar de las sondas robóticas y la pura curiosidad. Las condiciones de la superficie y la presencia de agua en Marte lo convierten posiblemente en el más hospitalario de los planetas del Sistema Solar, aparte de la Tierra. La colonización humana de Marte requeriría en el lugar utilización de recursos (ISRU) Un informe de la NASA afirma que "las tecnologías de frontera aplicables incluyen robótica, inteligencia de máquinas, nanotecnología, biología sintética, impresión 3D / fabricación aditiva y autonomía. Estas tecnologías combinadas con los vastos recursos naturales deberían permitir, pre y ISRU posterior a la llegada de los humanos para aumentar en gran medida la confiabilidad y seguridad y reducir el costo de la colonización humana de Marte ". [288] [289] [290]


    Los científicos pueden haber encontrado la evidencia más temprana de vida en la Tierra

    ¿Cuándo comenzó la vida en la Tierra? Los científicos han excavado en el registro geológico, y cuanto más profundo miran, más parece que la biología apareció temprano en los 4.500 millones de años de historia de nuestro planeta. Hasta ahora, los geólogos han descubierto posibles rastros de vida desde hace 3.800 millones de años. Ahora, un nuevo estudio controvertido presenta evidencia potencial de que la vida surgió 300 millones de años antes, durante el misterioso período posterior a la formación de la Tierra.

    Las pistas se encuentran ocultas en motas microscópicas de grafito, un mineral de carbono, atrapadas dentro de un gran cristal de circón. Los circones crecen en magmas, a menudo incorporando otros minerales en sus estructuras cristalinas de silicio, oxígeno y circonio. Y aunque apenas abarcan el ancho de un cabello humano, las circonitas son casi indestructibles. Pueden durar más que las rocas en las que se formaron inicialmente, soportando múltiples ciclos de erosión y deposición.

    De hecho, aunque las rocas más antiguas de la Tierra datan de solo 4 mil millones de años, los investigadores han encontrado circones de hasta 4,4 mil millones de años. Estos cristales brindan una rara visión del primer capítulo de la historia de la Tierra, conocido como el eón Hadeano. "Son prácticamente nuestras únicas muestras físicas de lo que estaba sucediendo en la Tierra antes de hace 4 mil millones de años", dice Elizabeth Bell, geoquímica de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y autora principal del nuevo estudio. publicado en línea hoy en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

    En el estudio, Bell y sus colegas examinaron circones de Jack Hills en Australia Occidental, un sitio que ha producido más muestras de Hadean que en cualquier otro lugar de la Tierra, en busca de inclusiones de minerales de carbono como diamantes y grafito. La mera presencia de estos minerales no prueba que la biología existiera cuando se formaron los circones, pero brinda la oportunidad de buscar signos químicos de vida. El equipo finalmente encontró pequeños trozos de grafito potencialmente intacto en un cristal de 4.100 millones de años. El grafito tiene una baja proporción de átomos de carbono pesados ​​a ligeros, llamados isótopos, consistente con la firma isotópica de la materia orgánica. “En la Tierra hoy, si miras este carbono, dirías que es biogénico”, dice Bell. "Por supuesto, eso es más controvertido para el Hadean".

    Los autores enumeran varios procesos no biológicos que podrían explicar sus hallazgos, pero favorecen la idea de que el grafito comenzó como materia orgánica en sedimentos que fueron arrastrados al manto de la Tierra durante la colisión de las placas tectónicas. A medida que los sedimentos se derritieron para formar magma, las temperaturas y presiones elevadas transformaron el carbono en grafito, que finalmente encontró su camino hacia un cristal de circón.

    Si esta historia es cierta, y existió vida hace 4.100 millones de años, Bell dice que los nuevos resultados corroborarían la creciente evidencia de una Tierra primitiva más hospitalaria de lo que los científicos imaginaron una vez. “La visión tradicional de los primeros cientos de millones de años de la Tierra era que se trataba de un planeta caliente, estéril y sin vida que constantemente estaba siendo bombardeado por meteoritos”, dice. Pero en parte gracias a la gran cantidad de información revelada por los circones de Jack Hills en los últimos años, los científicos han llegado a ver la Tierra primitiva como mucho más suave y más susceptible a la vida.

    "Sabemos que había agua líquida", dice Mark van Zuilen, geomicrobiólogo del Instituto de Física de la Tierra de París. "No hay nada que nos impida asumir que la vida estaba ahí". Sin embargo, van Zuilen y otros dicen que no están seguros de que el nuevo estudio proporcione pruebas convincentes de que así sea.

    Parte de esta circunspección tiene sus raíces en la historia reciente. En 2008, los investigadores anunciaron que las inclusiones de diamante y grafito en circones de 4,3 mil millones de años tenían firmas potencialmente biológicas, lo que inspiró a Bell y su equipo a comenzar a buscar en la propia colección de cristales Jack Hills de UCLA. Pero el análisis posterior mostró que las inclusiones de 2008 provinieron de la contaminación del laboratorio, no de la Tierra primitiva. En el nuevo estudio, los investigadores tomaron medidas para prevenir problemas similares.

    "Esa experiencia negativa no significa que nadie deba volver a intentarlo", dice John Eiler, geólogo del Instituto de Tecnología de California en Pasadena. "Pero digamos que soy cauteloso". Por un lado, dice, los investigadores deben resolver algunos debates importantes, como si las inclusiones en los circones del Hades realmente conservan el material original o si han sido alterados, por ejemplo, durante un episodio posterior de metamorfismo. También cuestiona si la materia orgánica puede sobrevivir en las cámaras de magma el tiempo suficiente para formar grafito, lo que arroja dudas sobre el mecanismo propuesto.

    Aparte de esos problemas, la mayoría de los científicos, incluidos los autores, están de acuerdo en que los datos aún no excluyen explicaciones no biológicas. Muchos procesos abióticos pueden producir carbono con firmas isotópicas similares a la materia orgánica. Por ejemplo, el grafito podría contener carbono de ciertos tipos de meteoritos, que tienen composiciones isotópicas ligeras. Alternativamente, algunos invocan procesos químicos, como las llamadas reacciones de Fischer-Tropsch, en las que el carbono, el oxígeno y el hidrógeno reaccionan con un catalizador como el hierro para formar metano y otros hidrocarburos. Tales reacciones probablemente ocurrieron cerca de respiraderos hidrotermales en el Hadean, dice van Zuilen, y pueden impartir firmas isotópicas que son indistinguibles de los materiales biológicos.

    Una forma de resolver la cuestión que no depende de los isótopos implica estudiar Marte, que, a diferencia de la Tierra, todavía tiene rocas de más de 4 mil millones de años en su superficie. "Si podemos encontrar evidencia de la existencia de vida en Marte en ese momento, entonces será más fácil argumentar el caso de que también estuvo presente en la Tierra", dice Alexander Nemchin, geoquímico de la Universidad Curtin en Bentley, Australia, y autor principal del estudio de 2008 sobre inclusiones de diamantes.

    Por ahora, los científicos deben conformarse con circones, los únicos materiales que conservan algún registro, por críptico que sea, del eón Hadeano. Bell reconoce la necesidad de probar la hipótesis de su equipo en muestras adicionales. Ella dice que los investigadores deben hacer un esfuerzo concertado para encontrar más carbono hadeano en los circones de Jack Hills y ver si también tiene orígenes potencialmente biológicos. "Ojalá no nos hubiéramos dado cuenta del único circón extraño que tenía grafito", dice. "Con suerte, hay una buena cantidad".


    Contenido

    Los fragmentos de meteoritos más antiguos encontrados en la Tierra tienen alrededor de 4.540 millones de años. Esto, junto con la datación de los depósitos de plomo antiguos, ha puesto la edad estimada de la Tierra en esa época. [40] La Luna tiene la misma composición que la corteza terrestre, pero no contiene un núcleo rico en hierro como el de la Tierra. Muchos científicos piensan que unos 40 millones de años después de la formación de la Tierra, chocó con un cuerpo del tamaño de Marte, arrojando a la órbita el material de la corteza que formó la Luna. Otra hipótesis es que la Tierra y la Luna comenzaron a fusionarse al mismo tiempo, pero la Tierra, con una gravedad mucho más fuerte que la Luna temprana, atrajo casi todas las partículas de hierro en el área. [41]

    Hasta 2001, las rocas más antiguas encontradas en la Tierra tenían aproximadamente 3.800 millones de años, [42] [40] lo que llevó a los científicos a estimar que la superficie de la Tierra había estado fundida hasta entonces. En consecuencia, llamaron Hadean a esta parte de la historia de la Tierra. [43] Sin embargo, el análisis de los circones formados 4.4 Ga indica que la corteza terrestre se solidificó unos 100 millones de años después de la formación del planeta y que el planeta rápidamente adquirió océanos y una atmósfera, que pueden haber sido capaces de albergar vida. [44] [45] [46]

    La evidencia de la Luna indica que de 4 a 3.8 Ga sufrió un bombardeo pesado tardío por los escombros que quedaron de la formación del Sistema Solar, y la Tierra debería haber experimentado un bombardeo aún más pesado debido a su gravedad más fuerte. [43] [47] Si bien no hay evidencia directa de las condiciones en la Tierra 4 a 3.8 Ga, no hay razón para pensar que la Tierra no se vio afectada también por este intenso bombardeo tardío. [48] ​​Este evento bien puede haber eliminado cualquier atmósfera y océanos anteriores; en este caso, los gases y el agua de los impactos de cometas pueden haber contribuido a su reemplazo, aunque la desgasificación de los volcanes en la Tierra habría suministrado al menos la mitad. [49] Sin embargo, si la vida microbiana del subsuelo hubiera evolucionado en este punto, habría sobrevivido al bombardeo. [50]

    Los primeros organismos identificados eran diminutos y relativamente sin rasgos distintivos, y sus fósiles parecen pequeños bastoncillos que son muy difíciles de distinguir de las estructuras que surgen a través de procesos físicos abióticos. La evidencia indiscutible más antigua de vida en la Tierra, interpretada como bacterias fosilizadas, data de 3 Ga. [51] Otros hallazgos en rocas fechadas alrededor de 3,5 Ga se han interpretado como bacterias, [52] con evidencia geoquímica que también parece mostrar la presencia de life 3.8 Ga. [53] Sin embargo, estos análisis fueron examinados de cerca y se encontraron procesos no biológicos que podían producir todas las "firmas de vida" que se habían informado. [54] [55] Si bien esto no prueba que las estructuras encontradas tuvieran un origen no biológico, no pueden tomarse como evidencia clara de la presencia de vida. Las firmas geoquímicas de las rocas depositadas 3.4 Ga se han interpretado como evidencia de vida, [51] [56] aunque estas declaraciones no han sido examinadas a fondo por los críticos.

    La evidencia de microorganismos fosilizados que se considera que tienen entre 3,77 mil millones y 4,28 mil millones de años se encontró en Nuvvuagittuq Greenstone Belt en Quebec, Canadá, [16] aunque la evidencia se discute como no concluyente. [57]

    Los biólogos razonan que todos los organismos vivos de la Tierra deben compartir un único último antepasado universal, porque sería prácticamente imposible que dos o más linajes separados pudieran haber desarrollado de forma independiente los muchos mecanismos bioquímicos complejos comunes a todos los organismos vivos. [59] [60]

    Emergencia independiente en la Tierra Editar

    La vida en la Tierra se basa en carbono y agua. El carbono proporciona estructuras estables para productos químicos complejos y se puede extraer fácilmente del medio ambiente, especialmente del dióxido de carbono. [46] No existe ningún otro elemento químico cuyas propiedades sean lo suficientemente similares a las del carbono como para ser llamado silicio análogo, el elemento directamente debajo del carbono en la tabla periódica, no forma muchas moléculas estables complejas, y debido a que la mayoría de sus compuestos son agua -insoluble y debido a que el dióxido de silicio es un sólido duro y abrasivo en contraste con el dióxido de carbono a temperaturas asociadas con los seres vivos, sería más difícil para los organismos extraerlo. Los elementos boro y fósforo tienen químicas más complejas, pero adolecen de otras limitaciones relativas al carbono. El agua es un excelente solvente y tiene otras dos propiedades útiles: el hecho de que el hielo flota permite a los organismos acuáticos sobrevivir debajo de ella en invierno y sus moléculas tienen extremos eléctricamente negativos y positivos, lo que le permite formar una gama más amplia de compuestos que otros solventes. . Otros buenos solventes, como el amoníaco, son líquidos solo a temperaturas tan bajas que las reacciones químicas pueden ser demasiado lentas para mantener la vida y carecen de las otras ventajas del agua. [61] Sin embargo, los organismos basados ​​en bioquímica alternativa pueden ser posibles en otros planetas. [62]

    La investigación sobre cómo podría haber surgido la vida a partir de sustancias químicas no vivas se centra en tres posibles puntos de partida: la autorreplicación, la capacidad de un organismo para producir descendencia que es muy similar a su metabolismo, su capacidad para alimentarse y repararse a sí mismo y las membranas celulares externas, que Permita que los alimentos entren y los productos de desecho salgan, pero excluya las sustancias no deseadas. [63] La investigación sobre la abiogénesis todavía tiene un largo camino por recorrer, ya que los enfoques teóricos y empíricos apenas están comenzando a entrar en contacto entre sí. [64] [65]

    Primero la replicación: mundo de ARN Editar

    Incluso los miembros más simples de los tres dominios modernos de la vida usan el ADN para registrar sus "recetas" y un conjunto complejo de moléculas de ARN y proteínas para "leer" estas instrucciones y usarlas para el crecimiento, mantenimiento y autorreplicación. El descubrimiento de que algunas moléculas de ARN pueden catalizar tanto su propia replicación como la construcción de proteínas llevó a la hipótesis de formas de vida anteriores basadas completamente en ARN. [66] Estas ribozimas podrían haber formado un mundo de ARN en el que había individuos pero no especies, ya que las mutaciones y las transferencias horizontales de genes habrían significado que la descendencia de cada generación probablemente tuviera genomas diferentes de aquellos con los que comenzaron sus padres. [67] Posteriormente, el ARN habría sido reemplazado por ADN, que es más estable y, por lo tanto, puede construir genomas más largos, ampliando la gama de capacidades que puede tener un solo organismo. [67] [68] [69] Las ribozimas siguen siendo los componentes principales de los ribosomas, las "fábricas de proteínas" de las células modernas. [70] La evidencia sugiere que las primeras moléculas de ARN se formaron en la Tierra antes de 4.17 Ga. [71]

    Aunque en laboratorios se han producido artificialmente pequeñas moléculas de ARN autorreplicantes, [72] se han suscitado dudas sobre si es posible la síntesis natural no biológica de ARN. [73] Es posible que las primeras "ribozimas" se hayan formado a partir de ácidos nucleicos más simples, como PNA, TNA o GNA, que habrían sido reemplazados más tarde por ARN. [74] [75]

    En 2003, se propuso que los precipitados de sulfuro metálico poroso ayudarían a la síntesis de ARN a aproximadamente 100 ° C (212 ° F) y a presiones del fondo del océano cerca de los respiraderos hidrotermales. Bajo esta hipótesis, las membranas lipídicas serían los últimos componentes celulares importantes en aparecer y, hasta entonces, las protoceldas estarían confinadas a los poros. [76]

    Primero el metabolismo: el mundo del hierro y el azufre

    Una serie de experimentos que comenzaron en 1997 mostró que las primeras etapas en la formación de proteínas a partir de materiales inorgánicos, incluidos el monóxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno, podrían lograrse utilizando sulfuro de hierro y sulfuro de níquel como catalizadores. La mayoría de los pasos requirieron temperaturas de alrededor de 100 ° C (212 ° F) y presiones moderadas, aunque una etapa requirió 250 ° C (482 ° F) y una presión equivalente a la que se encuentra bajo 7 kilómetros (4,3 millas) de roca. Por lo tanto, se sugirió que la síntesis autosostenida de proteínas podría haber ocurrido cerca de los respiraderos hidrotermales. [77]

    Las membranas primero: el mundo de los lípidos Editar

    Se ha sugerido que las "burbujas" de lípidos de doble pared como las que forman las membranas externas de las células pueden haber sido un primer paso esencial. [78] Los experimentos que simularon las condiciones de la Tierra primitiva han informado de la formación de lípidos, que pueden formar espontáneamente liposomas, "burbujas" de doble pared y luego reproducirse. [46] Aunque no son intrínsecamente portadores de información como lo son los ácidos nucleicos, estarían sujetos a la selección natural para la longevidad y la reproducción. Entonces, los ácidos nucleicos como el ARN podrían haberse formado más fácilmente dentro de los liposomas que en el exterior. [79]

    La hipótesis de la arcilla Editar

    El ARN es complejo y existen dudas sobre si se puede producir de forma no biológica en la naturaleza. [73] Algunas arcillas, en particular la montmorillonita, tienen propiedades que las convierten en aceleradores plausibles para el surgimiento de un mundo de ARN: crecen por autorreplicación de su patrón cristalino y están sujetas a un análogo de la selección natural, como la "especie" de arcilla que crece más rápido en un entorno particular se vuelve rápidamente dominante y pueden catalizar la formación de moléculas de ARN. [80] Aunque esta idea no se ha convertido en el consenso científico, todavía cuenta con partidarios activos. [81]

    La investigación en 2003 informó que la montmorillonita también podría acelerar la conversión de ácidos grasos en "burbujas" y que las "burbujas" podrían encapsular el ARN adherido a la arcilla. Estas "burbujas" pueden crecer absorbiendo lípidos adicionales y luego dividirse. La formación de las células más tempranas puede haber sido ayudada por procesos similares. [82]

    Una hipótesis similar presenta arcillas ricas en hierro autorreplicantes como progenitoras de nucleótidos, lípidos y aminoácidos. [83]

    Vida "sembrada" de otra parte Editar

    La hipótesis de la panspermia no explica cómo surgió la vida en primer lugar, sino que simplemente examina la posibilidad de que provenga de algún otro lugar que no sea la Tierra. La idea de que la vida en la Tierra fue "sembrada" de otras partes del Universo se remonta al menos al filósofo griego Anaximandro en el siglo VI a. C. [84] En el siglo XX fue propuesto por el químico físico Svante Arrhenius, [85] por los astrónomos Fred Hoyle y Chandra Wickramasinghe, [86] y por el biólogo molecular Francis Crick y el químico Leslie Orgel. [87]

    Hay tres versiones principales de la hipótesis de "sembrado de otra parte": desde otra parte de nuestro Sistema Solar a través de fragmentos lanzados al espacio por un gran impacto de meteorito, en cuyo caso las fuentes más creíbles son Marte [88] y Venus [89] por extraterrestres. visitantes, posiblemente como resultado de la contaminación accidental por microorganismos que trajeron consigo [87] y de fuera del Sistema Solar pero por medios naturales. [85] [88]

    Los experimentos en órbita terrestre baja, como EXOSTACK, demostraron que algunas esporas de microorganismos pueden sobrevivir al impacto de ser catapultadas al espacio y algunas pueden sobrevivir a la exposición a la radiación del espacio exterior durante al menos 5,7 años. [90] [91] Los científicos están divididos sobre la probabilidad de que la vida surja de forma independiente en Marte, [92] o en otros planetas de nuestra galaxia. [88]

    Las esteras microbianas son colonias de bacterias y otros organismos de múltiples capas y especies que generalmente tienen solo unos pocos milímetros de grosor, pero que aún contienen una amplia gama de entornos químicos, cada uno de los cuales favorece un conjunto diferente de microorganismos. [93] Hasta cierto punto, cada tapete forma su propia cadena alimentaria, ya que los subproductos de cada grupo de microorganismos generalmente sirven como "alimento" para los grupos adyacentes. [94]

    Los estromatolitos son pilares rechonchos construidos a medida que los microorganismos en las esteras migran lentamente hacia arriba para evitar ser sofocados por los sedimentos depositados sobre ellos por el agua. [93] Ha habido un vigoroso debate sobre la validez de los supuestos fósiles anteriores a 3 Ga, [95] con los críticos argumentando que los llamados estromatolitos podrían haberse formado por procesos no biológicos. [54] En 2006, se informó de otro hallazgo de estromatolitos en la misma parte de Australia que los anteriores, en rocas que datan de 3.5 Ga. [96]

    En las esteras submarinas modernas, la capa superior a menudo consiste en cianobacterias fotosintetizadoras que crean un ambiente rico en oxígeno, mientras que la capa inferior está libre de oxígeno y, a menudo, está dominada por el sulfuro de hidrógeno emitido por los organismos que viven allí. [94] Se estima que la aparición de fotosíntesis oxigénica por bacterias en las esteras aumentó la productividad biológica en un factor de entre 100 y 1000. El agente reductor usado por la fotosíntesis oxigenada es el agua, que es mucho más abundante que los agentes reductores producidos geológicamente requeridos por la fotosíntesis no oxigenada anterior. [97] Desde este punto en adelante, la vida misma produjo una cantidad significativamente mayor de los recursos que necesitaba que los procesos geoquímicos. [98] El oxígeno es tóxico para los organismos que no están adaptados a él, pero aumenta enormemente la eficiencia metabólica de los organismos adaptados al oxígeno. [99] [100] El oxígeno se convirtió en un componente significativo de la atmósfera de la Tierra alrededor de 2.4 Ga. [101] Aunque los eucariotas pueden haber estado presentes mucho antes, [102] [103] la oxigenación de la atmósfera fue un requisito previo para la evolución de la mayoría células eucariotas complejas, a partir de las cuales se construyen todos los organismos multicelulares. [104] El límite entre las capas ricas en oxígeno y las libres de oxígeno en las esteras microbianas se habría movido hacia arriba cuando la fotosíntesis se cerró durante la noche, y luego hacia abajo cuando se reanudó al día siguiente. Esto habría creado una presión de selección para que los organismos en esta zona intermedia adquieran la capacidad de tolerar y luego usar oxígeno, posiblemente a través de la endosimbiosis, donde un organismo vive dentro de otro y ambos se benefician de su asociación. [18]

    Las cianobacterias tienen los "conjuntos de herramientas" bioquímicos más completos de todos los organismos formadores de esteras. Por lo tanto, son los organismos de la estera más autosuficientes y estaban bien adaptados para atacar por sí mismos como esteras flotantes y como el primero del fitoplancton, proporcionando la base de la mayoría de las cadenas alimentarias marinas. [18]

    Cromatina, núcleo, sistema de endomembranas y mitocondrias Editar

    Los eucariotas pueden haber estado presentes mucho antes de la oxigenación de la atmósfera, [102] pero la mayoría de los eucariotas modernos requieren oxígeno, que sus mitocondrias utilizan para alimentar la producción de ATP, el suministro interno de energía de todas las células conocidas. [104] En la década de 1970 se propuso y, después de mucho debate, se aceptó ampliamente que los eucariotas surgieron como resultado de una secuencia de endosimbiosis entre procariotas. Por ejemplo: un microorganismo depredador invadió un procariota grande, probablemente un arquea, pero el ataque fue neutralizado, y el atacante se instaló y evolucionó a la primera de las mitocondrias una de estas quimeras más tarde intentó tragar una cianobacteria fotosintetizadora, pero la víctima sobrevivió dentro del atacante y la nueva combinación se convirtió en el antepasado de las plantas y así sucesivamente. Después de que comenzara cada endosimbiosis, los socios habrían eliminado la duplicación improductiva de funciones genéticas reordenando sus genomas, un proceso que a veces implicaba la transferencia de genes entre ellos. [107] [108] [109] Otra hipótesis propone que las mitocondrias eran originalmente endosimbiontes metabolizadores de azufre o hidrógeno, y luego se convirtieron en consumidores de oxígeno. [110] Por otro lado, las mitocondrias podrían haber sido parte del equipo original de los eucariotas. [111]

    Existe un debate sobre cuándo aparecieron por primera vez los eucariotas: la presencia de esteranos en las lutitas australianas puede indicar que los eucariotas estaban presentes 2.7 Ga [103], sin embargo, un análisis en 2008 concluyó que estos químicos se infiltraron en las rocas a menos de 2.2 Ga y no prueban nada sobre la presencia de eucariotas. orígenes de los eucariotas. [112] Fósiles de algas Grypania se han reportado en rocas de 1.850 millones de años (originalmente fechadas en 2.1 Ga pero luego revisadas [21]), e indican que los eucariotas con orgánulos ya habían evolucionado. [113] Se encontró una colección diversa de algas fósiles en rocas fechadas entre 1,5 y 1,4 Ga. [114] Los primeros fósiles conocidos de hongos datan de 1,43 Ga. [115]

    Plástidos Editar

    Se cree que los plástidos, la superclase de orgánulos de los cuales los cloroplastos son el ejemplo más conocido, se originaron a partir de cianobacterias endosimbióticas. La simbiosis evolucionó alrededor de 1,5 Ga y permitió a los eucariotas realizar la fotosíntesis oxigenada. [104] Desde entonces han surgido tres linajes evolutivos de plastidios fotosintéticos en los que los plastidios se denominan de manera diferente: cloroplastos en las algas verdes y plantas, rodoplastos en las algas rojas y cianlos en los glaucófitos. [116]

    Evolución de la reproducción sexual Editar

    Las características definitorias de la reproducción sexual en eucariotas son la meiosis y la fertilización. Hay mucha recombinación genética en este tipo de reproducción, en la que la descendencia recibe el 50% de sus genes de cada padre, [117] en contraste con la reproducción asexual, en la que no hay recombinación. Las bacterias también intercambian ADN por conjugación bacteriana, cuyos beneficios incluyen la resistencia a los antibióticos y otras toxinas, y la capacidad de utilizar nuevos metabolitos. [118] Sin embargo, la conjugación no es un medio de reproducción y no se limita a miembros de la misma especie; hay casos en los que las bacterias transfieren ADN a plantas y animales. [119]

    Por otro lado, la transformación bacteriana es claramente una adaptación para la transferencia de ADN entre bacterias de la misma especie. La transformación bacteriana es un proceso complejo que involucra los productos de numerosos genes bacterianos y puede considerarse como una forma bacteriana de sexo. [120] [121] Este proceso ocurre naturalmente en al menos 67 especies procariotas (en siete filos diferentes). [122] La reproducción sexual en eucariotas puede haber evolucionado a partir de la transformación bacteriana. [123]

    Las desventajas de la reproducción sexual son bien conocidas: la reorganización genética de la recombinación puede romper combinaciones favorables de genes y dado que los machos no aumentan directamente el número de descendientes en la próxima generación, una población asexual puede cruzarse y desplazarse en tan poco tiempo. como 50 generaciones una población sexual que es igual en todos los demás aspectos. [117] Sin embargo, la gran mayoría de animales, plantas, hongos y protistas se reproducen sexualmente. Existe una fuerte evidencia de que la reproducción sexual surgió temprano en la historia de los eucariotas y que los genes que la controlan han cambiado muy poco desde entonces. [124] Cómo evolucionó y sobrevivió la reproducción sexual es un rompecabezas sin resolver. [125]

    La hipótesis de la Reina Roja sugiere que la reproducción sexual brinda protección contra los parásitos, porque es más fácil que los parásitos desarrollen medios para superar las defensas de los clones genéticamente idénticos que los de las especies sexuales que presentan objetivos en movimiento, y hay alguna evidencia experimental de esto. Sin embargo, todavía hay dudas sobre si explicaría la supervivencia de las especies sexuales si estuvieran presentes múltiples especies clónicas similares, ya que uno de los clones puede sobrevivir a los ataques de los parásitos durante el tiempo suficiente para superar a las especies sexuales. [117] Además, contrariamente a las expectativas de la hipótesis de la Reina Roja, Kathryn A. Hanley et al. encontraron que la prevalencia, abundancia e intensidad media de los ácaros era significativamente mayor en geckos sexuales que en asexuales que compartían el mismo hábitat. [127] Además, el biólogo Matthew Parker, después de revisar numerosos estudios genéticos sobre la resistencia a las enfermedades de las plantas, no pudo encontrar un solo ejemplo consistente con el concepto de que los patógenos son el principal agente selectivo responsable de la reproducción sexual en el huésped. [128]

    De Alexey Kondrashov hipótesis de mutación determinista (DMH) asume que cada organismo tiene más de una mutación dañina y los efectos combinados de estas mutaciones son más dañinos que la suma del daño causado por cada mutación individual. Si es así, la recombinación sexual de genes reducirá el daño que las mutaciones malas hacen a la descendencia y al mismo tiempo eliminará algunas mutaciones malas del acervo genético aislándolas en individuos que mueren rápidamente porque tienen un número de mutaciones malas por encima del promedio. Sin embargo, la evidencia sugiere que las suposiciones del DMH son inestables porque muchas especies tienen en promedio menos de una mutación dañina por individuo y ninguna especie que haya sido investigada muestra evidencia de sinergia entre mutaciones dañinas. [117]

    La naturaleza aleatoria de la recombinación hace que la abundancia relativa de rasgos alternativos varíe de una generación a otra. Esta deriva genética es insuficiente por sí sola para hacer que la reproducción sexual sea ventajosa, pero una combinación de deriva genética y selección natural puede ser suficiente. Cuando el azar produce combinaciones de buenos rasgos, la selección natural da una gran ventaja a los linajes en los que estos rasgos se vinculan genéticamente. Por otro lado, los beneficios de los buenos rasgos se neutralizan si aparecen junto con los malos. La recombinación sexual brinda a los buenos rasgos la oportunidad de vincularse con otros buenos rasgos, y los modelos matemáticos sugieren que esto puede ser más que suficiente para compensar las desventajas de la reproducción sexual. [125] También se están examinando otras combinaciones de hipótesis que son inadecuadas por sí mismas. [117]

    La función adaptativa del sexo en la actualidad sigue siendo un importante problema sin resolver en biología. Los modelos en competencia para explicar la función adaptativa del sexo fueron revisados ​​por John A. Birdsell y Christopher Wills. [129] Las hipótesis discutidas anteriormente dependen todas de los posibles efectos beneficiosos de la variación genética aleatoria producida por la recombinación genética. Una visión alternativa es que el sexo surgió y se mantiene, como un proceso para reparar el daño del ADN, y que la variación genética producida es un subproducto ocasionalmente beneficioso. [123] [130]

    Multicelularidad Editar

    Las definiciones más simples de "multicelular", por ejemplo "que tiene múltiples células", podrían incluir cianobacterias coloniales como Nostoc. Incluso una definición técnica como "tener el mismo genoma pero diferentes tipos de células" incluiría algunos géneros del alga verde Volvox, que tienen células que se especializan en la reproducción. [131] La multicelularidad evolucionó de forma independiente en organismos tan diversos como esponjas y otros animales, hongos, plantas, algas pardas, cianobacterias, hongos limosos y mixobacterias. [21] [132] En aras de la brevedad, este artículo se centra en los organismos que muestran la mayor especialización de células y variedad de tipos de células, aunque este enfoque de la evolución de la complejidad biológica podría considerarse "bastante antropocéntrico". [22]

    Las ventajas iniciales de la multicelularidad pueden haber incluido: un intercambio más eficiente de los nutrientes que se digieren fuera de la célula, [134] mayor resistencia a los depredadores, muchos de los cuales atacan envolviendo la capacidad de resistir las corrientes adhiriendo a una superficie firme la capacidad de alcanzar hacia arriba para filtrar o para obtener luz solar para la fotosíntesis [135] la capacidad de crear un ambiente interno que brinde protección contra el externo [22] e incluso la oportunidad para que un grupo de células se comporte "inteligentemente" compartiendo información. [133] Estas características también habrían brindado oportunidades para que otros organismos se diversificaran, al crear ambientes más variados que los que podrían hacer las esteras microbianas planas. [135]

    La multicelularidad con células diferenciadas es beneficiosa para el organismo en su conjunto, pero desventajosa desde el punto de vista de las células individuales, la mayoría de las cuales pierden la oportunidad de reproducirse. En un organismo multicelular asexual, las células rebeldes que retienen la capacidad de reproducirse pueden apoderarse del organismo y reducirlo a una masa de células indiferenciadas. La reproducción sexual elimina esas células rebeldes de la próxima generación y, por lo tanto, parece ser un requisito previo para la multicelularidad compleja. [135]

    La evidencia disponible indica que los eucariotas evolucionaron mucho antes, pero pasaron desapercibidos hasta una rápida diversificación alrededor de 1 Ga. El único aspecto en el que los eucariotas superan claramente a las bacterias y arqueas es su capacidad para la variedad de formas, y la reproducción sexual permitió a los eucariotas explotar esa ventaja produciendo organismos con múltiples células que diferían en forma y función. [135]

    Al comparar la composición de las familias de factores de transcripción y los motivos de la red reguladora entre los organismos unicelulares y los organismos multicelulares, los científicos descubrieron que hay muchas familias de factores de transcripción novedosos y tres tipos novedosos de motivos de la red reguladora en los organismos multicelulares, y los factores de transcripción familiares novedosos se conectan preferentemente a estos motivos de red novedosos que son esenciales para el desarrollo multiculular. Estos resultados proponen un mecanismo plausible para la contribución de factores de transcripción de familias novedosas y motivos de redes novedosos al origen de organismos multicelulares a nivel de regulación transcripcional. [136]

    Evidencia fósil Editar

    Los fósiles de la biota de Francevillian, que datan de 2.1 Ga, son los primeros organismos fósiles conocidos que son claramente multicelulares. [39] Es posible que tuvieran células diferenciadas. [137] Otro fósil multicelular temprano, Qingshania, fechada en 1,7 Ga, parece consistir en células prácticamente idénticas. Las algas rojas llamadas Bangiomorpha, fechado en 1.2 Ga, es el organismo más antiguo conocido que ciertamente tiene células diferenciadas y especializadas, y también es el organismo de reproducción sexual más antiguo conocido. [135] Los fósiles de 1.430 millones de años interpretados como hongos parecen haber sido multicelulares con células diferenciadas. [115] El organismo "collar de cuentas" Horodyskia, encontrado en rocas que datan de 1.5 Ga a 900 Ma, puede haber sido un metazoo temprano [21] sin embargo, también se ha interpretado como un foraminífero colonial. [126]

    Los animales son eucariotas multicelulares [nota 1] y se distinguen de las plantas, las algas y los hongos por la falta de paredes celulares. [139] Todos los animales son móviles, [140] aunque sólo sea en determinadas etapas de la vida. Todos los animales, excepto las esponjas, tienen cuerpos diferenciados en tejidos separados, incluidos los músculos, que mueven partes del animal al contraerse, y el tejido nervioso, que transmite y procesa señales. [141] En noviembre de 2019, los investigadores informaron sobre el descubrimiento de Caveasphaera, un organismo multicelular que se encuentra en rocas de 609 millones de años, que no se define fácilmente como animal o no animal, que puede estar relacionado con uno de los primeros casos de evolución animal. [142] [143] Estudios fósiles de Caveasphaera han sugerido que el desarrollo embrionario de tipo animal surgió mucho antes que los fósiles animales más antiguos claramente definidos. [142] y puede ser consistente con estudios que sugieren que la evolución animal pudo haber comenzado hace unos 750 millones de años. [143] [144]

    No obstante, los primeros fósiles de animales ampliamente aceptados son los cnidarios de aspecto bastante moderno (el grupo que incluye medusas, anémonas de mar y Hidra), posiblemente de alrededor de 580 Ma, aunque los fósiles de la Formación Doushantuo solo se pueden fechar aproximadamente. Su presencia implica que los linajes cnidario y bilateral ya habían divergido. [145]

    La biota de Ediacara, que floreció durante los últimos 40 millones de años antes del inicio del Cámbrico, [146] fueron los primeros animales de más de unos pocos centímetros de largo. Muchos eran planos y tenían una apariencia "acolchada", y parecían tan extraños que hubo una propuesta para clasificarlos como un reino separado, Vendozoa. [147] Otros, sin embargo, se han interpretado como moluscos tempranos (Kimberella [148] [149]), equinodermos (Arkarua [150]) y artrópodos (Spriggina, [151] Parvancorina [152]). Todavía existe un debate sobre la clasificación de estos especímenes, principalmente porque las características de diagnóstico que permiten a los taxónomos clasificar organismos más recientes, como las similitudes con los organismos vivos, generalmente están ausentes en los ediacaranos. Sin embargo, parece haber pocas dudas de que Kimberella era al menos un animal bilateriano triploblástico, es decir, un animal significativamente más complejo que los cnidarios. [153]

    La fauna de conchas pequeñas es una colección muy variada de fósiles encontrados entre los períodos Ediacárico tardío y Cámbrico medio. Lo más temprano, Cloudina, muestra signos de una defensa exitosa contra la depredación y puede indicar el comienzo de una carrera armamentista evolutiva. Algunas conchas diminutas del Cámbrico temprano pertenecían casi con certeza a moluscos, mientras que los propietarios de algunas "placas de armadura", Halkieria y Microdicción, se identificaron finalmente cuando se encontraron especímenes más completos en lagerstätten del Cámbrico que conservaban animales de cuerpo blando. [154]

    En la década de 1970 ya existía un debate sobre si la aparición de los filos modernos fue "explosiva" o gradual, pero oculta por la escasez de fósiles de animales precámbricos. [154] Un nuevo análisis de fósiles de la lagerstätte de Burgess Shale aumentó el interés en el tema cuando reveló animales, como Opabinia, que no encajaba en ningún filo conocido. En ese momento, se interpretaron como evidencia de que los filos modernos habían evolucionado muy rápidamente en la explosión del Cámbrico y que las "extrañas maravillas" de Burgess Shale mostraban que el Cámbrico temprano fue un período experimental único de evolución animal.[156] Los descubrimientos posteriores de animales similares y el desarrollo de nuevos enfoques teóricos llevaron a la conclusión de que muchas de las "maravillas extrañas" eran "tías" o "primos" evolutivos de grupos modernos [157], por ejemplo que Opabinia era miembro de los lobopodos, un grupo que incluye a los antepasados ​​de los artrópodos, y que puede haber estado estrechamente relacionado con los tardígrados modernos. [158] Sin embargo, todavía hay mucho debate sobre si la explosión cámbrica fue realmente explosiva y, de ser así, cómo y por qué sucedió y por qué parece única en la historia de los animales. [159]

    Deuterostomos y los primeros vertebrados Editar

    La mayoría de los animales en el centro del debate sobre la explosión del Cámbrico son los protóstomos, uno de los dos grupos principales de animales complejos. El otro grupo principal, los deuterostomas, contiene invertebrados como estrellas de mar y erizos de mar (equinodermos), así como cordados (ver más abajo). Muchos equinodermos tienen "conchas" de calcita dura, que son bastante comunes desde la fauna de conchas pequeñas del Cámbrico temprano en adelante. [154] Otros grupos de deuterostomas son de cuerpo blando, y la mayoría de los fósiles de deuterostomas importantes del Cámbrico provienen de la fauna de Chengjiang, una lagerstätte en China. [161] Los cordados son otro grupo importante de deuterostomas: animales con un cordón nervioso dorsal distinto. Los cordados incluyen invertebrados de cuerpo blando como tunicados y vertebrados, animales con columna vertebral. Mientras que los fósiles tunicados son anteriores a la explosión del Cámbrico, [162] los fósiles de Chengjiang Haikouichthys y Myllokunmingia parecen ser verdaderos vertebrados, [30] y Haikouichthys tenía vértebras distintas, que pueden haber sido ligeramente mineralizadas. [163] Los vertebrados con mandíbulas, como los acantodanos, aparecieron por primera vez en el Ordovícico tardío. [164]

    La adaptación a la vida en la tierra es un desafío importante: todos los organismos terrestres deben evitar la desecación y todos los que superan el tamaño microscópico deben crear estructuras especiales para resistir la respiración por gravedad y los sistemas de intercambio de gases deben cambiar los sistemas reproductivos no pueden depender del agua para transportar huevos y esperma el uno hacia el otro. [165] [166] [167] Aunque la primera buena evidencia de plantas y animales terrestres se remonta al período Ordovícico (488 a 444 Ma), y varios linajes de microorganismos llegaron a la tierra mucho antes, [168] [169 ] Los ecosistemas terrestres modernos solo aparecieron en el Devónico tardío, alrededor de 385 a 359 Ma. [170] En mayo de 2017, se pudo haber encontrado evidencia de la vida más antigua conocida en tierra en geiserita de 348 mil millones de años y otros depósitos minerales relacionados (a menudo encontrados alrededor de fuentes termales y géiseres) descubiertos en el Cratón Pilbara de Australia Occidental. . [171] [172] En julio de 2018, los científicos informaron que la vida más temprana en la tierra pudo haber sido bacterias que vivían en la tierra hace 3.220 millones de años. [173] En mayo de 2019, los científicos informaron del descubrimiento de un hongo fosilizado, llamado Ourasphaira giraldae, en el Ártico canadiense, que pudo haber crecido en la tierra hace mil millones de años, mucho antes de que las plantas vivieran en la tierra. [174] [175] [176]

    Evolución de los antioxidantes terrestres Editar

    El oxígeno es un potente oxidante cuya acumulación en la atmósfera terrestre resultó del desarrollo de la fotosíntesis sobre 3 Ga, en cianobacterias (algas verdiazules), que eran los organismos fotosintéticos oxigenados más primitivos. Las algas pardas acumulan antioxidantes minerales inorgánicos como rubidio, vanadio, zinc, hierro, cobre, molibdeno, selenio y yodo que se concentra más de 30.000 veces la concentración de este elemento en el agua de mar. Las enzimas antioxidantes endógenas protectoras y los antioxidantes dietéticos exógenos ayudaron a prevenir el daño oxidativo. La mayoría de los antioxidantes minerales marinos actúan en las células como oligoelementos esenciales en las metaloenzimas antioxidantes y redox. [ cita necesaria ]

    Cuando las plantas y los animales comenzaron a ingresar a los ríos y la tierra alrededor de 500 Ma, la deficiencia ambiental de estos antioxidantes minerales marinos fue un desafío para la evolución de la vida terrestre. [177] [178] Las plantas terrestres optimizaron lentamente la producción de "nuevos" antioxidantes endógenos como ácido ascórbico, polifenoles, flavonoides, tocoferoles, etc. Algunos de estos aparecieron más recientemente, en los últimos 200-50 Ma, en frutas y flores. de plantas de angiospermas. [ cita necesaria ]

    De hecho, las angiospermas (el tipo de planta dominante en la actualidad) y la mayoría de sus pigmentos antioxidantes evolucionaron durante el período Jurásico tardío. Las plantas emplean antioxidantes para defender sus estructuras contra las especies reactivas de oxígeno producidas durante la fotosíntesis. Los animales están expuestos a los mismos oxidantes y han desarrollado sistemas antioxidantes enzimáticos endógenos. [179] El yodo en forma de ión yoduro I- es el elemento esencial rico en electrones más primitivo y abundante en la dieta de los organismos marinos y terrestres, y el yoduro actúa como donante de electrones y tiene esta función antioxidante ancestral en todo el yoduro- concentrando células desde algas marinas primitivas hasta vertebrados terrestres más recientes. [180]

    Evolución del suelo Editar

    Antes de la colonización de la tierra, el suelo, una combinación de partículas minerales y materia orgánica descompuesta, no existía. Las superficies de la tierra habrían sido roca desnuda o arena inestable producida por la intemperie. El agua y los nutrientes que contenía se habrían drenado muy rápidamente. [170] En la penillanura subcámbrica en Suecia, por ejemplo, la profundidad máxima de caolinitización por meteorización neoproterozoica es de aproximadamente 5 m, en contraste, los depósitos de caolín cercanos desarrollados en el Mesozoico son mucho más gruesos. [181] Se ha argumentado que a finales del Neoproterozoico el lavado de las láminas era un proceso dominante de erosión del material de la superficie debido a la falta de plantas en la tierra. [182]

    Se han encontrado películas de cianobacterias, que no son plantas pero usan los mismos mecanismos de fotosíntesis, en los desiertos modernos y solo en áreas que no son aptas para plantas vasculares. Esto sugiere que las esteras microbianas pueden haber sido los primeros organismos en colonizar la tierra seca, posiblemente en el Precámbrico. Las cianobacterias formadoras de esterillas podrían haber desarrollado gradualmente una resistencia a la desecación a medida que se propagaban desde los mares a las zonas intermareales y luego a la tierra. [170] Los líquenes, que son combinaciones simbióticas de un hongo (casi siempre un ascomiceto) y uno o más fotosintetizadores (algas verdes o cianobacterias), [183] ​​también son colonizadores importantes de ambientes sin vida, [170] y su capacidad para descomponerse las rocas contribuyen a la formación del suelo en situaciones en las que las plantas no pueden sobrevivir. [183] ​​Los primeros fósiles de comicetos conocidos datan de 423 a 419 Ma en el Silúrico. [170]

    La formación del suelo habría sido muy lenta hasta la aparición de animales excavadores, que mezclan los componentes minerales y orgánicos del suelo y cuyas heces son una fuente importante de componentes orgánicos. [170] Se han encontrado madrigueras en sedimentos del Ordovícico y se atribuyen a anélidos ("gusanos") o artrópodos. [170] [184]

    Las plantas y la crisis de la madera del Devónico tardío Editar

    En las algas acuáticas, casi todas las células son capaces de realizar la fotosíntesis y son casi independientes. La vida en la tierra requería que las plantas se volvieran internamente más complejas y especializadas: la fotosíntesis era más eficiente en las raíces superiores que se requerían para extraer agua del suelo; las partes intermedias se convirtieron en soportes y sistemas de transporte de agua y nutrientes. [165] [185]

    Se han encontrado esporas de plantas terrestres, posiblemente más bien como hepáticas, en rocas del Ordovícico Medio que datan de alrededor de 476 Ma. En rocas del Silúrico Medio 430 Ma, hay fósiles de plantas reales, incluyendo musgos como Baragwanathia la mayoría tenían menos de 10 centímetros (3,9 pulgadas) de altura y algunas parecen estar estrechamente relacionadas con las plantas vasculares, el grupo que incluye a los árboles. [185]

    Hacia fines del Devónico 370 Ma, árboles como Archaeopteris eran tan abundantes que cambiaron los sistemas fluviales de en su mayoría trenzados a en su mayoría serpenteantes, porque sus raíces unían firmemente el suelo. [186] De hecho, provocaron la "crisis de la madera del Devónico tardío" [187] porque:

    • Eliminaron más dióxido de carbono de la atmósfera, reduciendo el efecto invernadero y provocando así una edad de hielo en el período Carbonífero. [28] En ecosistemas posteriores, el dióxido de carbono "encerrado" en la madera se devuelve a la atmósfera mediante la descomposición de la madera muerta. Sin embargo, la evidencia fósil más temprana de hongos que pueden descomponer la madera también proviene del Devónico tardío. [188]
    • La profundidad cada vez mayor de las raíces de las plantas provocó que la lluvia llevara más nutrientes a los ríos y mares. Esto provocó la proliferación de algas cuyo alto consumo de oxígeno provocó eventos anóxicos en aguas más profundas, aumentando la tasa de extinción entre los animales de aguas profundas. [28]

    Invertebrados terrestres Editar

    Los animales tuvieron que cambiar sus sistemas de alimentación y excreción, y la mayoría de los animales terrestres desarrollaron la fertilización interna de sus huevos. [167] La ​​diferencia en el índice de refracción entre el agua y el aire requirió cambios en sus ojos. Por otro lado, de alguna manera el movimiento y la respiración se hicieron más fáciles, y la mejor transmisión de los sonidos de alta frecuencia en el aire fomentó el desarrollo de la audición. [166]

    El animal que respira aire más antiguo conocido es Neumodesmo, un milpiés archipolípodo del Silúrico Medio, alrededor de 428 Ma. [189] [190] Su naturaleza terrestre, que respira aire, se evidencia por la presencia de espiráculos, las aberturas a los sistemas traqueales. [191] Sin embargo, algunos rastros fósiles anteriores del límite Cámbrico-Ordovícico alrededor de 490 Ma se interpretan como rastros de grandes artrópodos anfibios en las dunas de arena costeras, y pueden haber sido creados por euticarcinoides, [192] que se cree que son evolutivos " tías "de miriápodos. [193] Otros rastros de fósiles del Ordovícico tardío un poco más de 445 Ma probablemente representan invertebrados terrestres, y hay evidencia clara de numerosos artrópodos en costas y llanuras aluviales poco antes del límite Silúrico-Devónico, alrededor de 415 Ma, incluidos signos de que algunos artrópodos comió plantas. [194] Los artrópodos estaban bien preadaptados para colonizar la tierra, porque sus exoesqueletos articulados existentes proporcionaban protección contra la desecación, apoyo contra la gravedad y un medio de locomoción que no dependía del agua. [167] [195]

    El registro fósil de otros grupos importantes de invertebrados en la tierra es pobre: ​​ninguno en absoluto para los gusanos planos no parasitarios, nematodos o nemertios, algunos nematodos parásitos han sido fosilizados en gusanos anélidos ámbar. los primeros fósiles de gasterópodos en tierra datan del Carbonífero Tardío, y este grupo pudo haber tenido que esperar hasta que la hojarasca se volvió lo suficientemente abundante para proporcionar las condiciones de humedad que necesitan. [166]

    Los primeros fósiles confirmados de insectos voladores datan del Carbonífero Tardío, pero se cree que los insectos desarrollaron la capacidad de volar en el Carbonífero Temprano o incluso en el Devónico Tardío. Esto les dio una gama más amplia de nichos ecológicos para la alimentación y la reproducción, y un medio de escapar de los depredadores y de los cambios desfavorables en el medio ambiente. [196] Aproximadamente el 99% de las especies de insectos modernas vuelan o son descendientes de especies voladoras. [197]

    Primeros vertebrados terrestres Editar

    Los tetrápodos, vertebrados con cuatro extremidades, evolucionaron a partir de otros peces rhipidistianos durante un período de tiempo relativamente corto durante el Devónico tardío (370 a 360 Ma). [200] Los primeros grupos se agrupan como Labyrinthodontia. Conservaron renacuajos acuáticos, parecidos a alevines, un sistema que todavía se ve en los anfibios modernos.

    El yodo y la T4 / T3 estimulan la metamorfosis de los anfibios y la evolución del sistema nervioso, transformando al renacuajo vegetariano acuático en una rana carnívora terrestre "más evolucionada" con mejores capacidades neurológicas, visuoespaciales, olfativas y cognitivas para la caza. [177] La ​​nueva acción hormonal de la T3 fue posible gracias a la formación de receptores T3 en las células de los vertebrados. En primer lugar, hace unos 600-500 millones de años, en los primitivos Chordata aparecieron los receptores alfa T3 con una acción de metamorfosis y luego, hace unos 250-150 millones de años, en las aves y los mamíferos aparecieron los receptores beta T3 con acciones metabólicas y termogenéticas. . [201]

    Desde la década de 1950 hasta principios de la de 1980 se pensó que los tetrápodos evolucionaron a partir de peces que ya habían adquirido la capacidad de arrastrarse por la tierra, posiblemente para pasar de un charco que se estaba secando a uno más profundo. Sin embargo, en 1987, fósiles casi completos de Acanthostega de aproximadamente 363 Ma mostró que este animal de transición del Devónico tardío tenía patas, pulmones y branquias, pero nunca podría haber sobrevivido en tierra: sus extremidades y articulaciones de muñeca y tobillo eran demasiado débiles para soportar su peso, sus costillas eran demasiado cortas para evitar su los pulmones de quedar aplastados por su peso, su aleta caudal, parecida a un pez, se habría dañado al arrastrarla por el suelo. La hipótesis actual es que Acanthostega, que medía aproximadamente 1 metro (3,3 pies) de largo, era un depredador totalmente acuático que cazaba en aguas poco profundas. Su esqueleto difería del de la mayoría de los peces, en formas que le permitieron levantar la cabeza para respirar aire mientras su cuerpo permanecía sumergido, incluyendo: sus mandíbulas muestran modificaciones que le habrían permitido tragar aire los huesos en la parte posterior de su cráneo son bloqueados juntos, proporcionando fuertes puntos de sujeción para los músculos que levantaron la cabeza, la cabeza no está unida a la cintura escapular y tiene un cuello distinto. [198]

    La proliferación devónica de plantas terrestres puede ayudar a explicar por qué la respiración de aire habría sido una ventaja: las hojas que caen en arroyos y ríos habrían fomentado el crecimiento de la vegetación acuática, lo que habría atraído a los invertebrados en pastoreo y a los peces pequeños que se alimentaban de ellos. presas atractivas, pero el entorno no era adecuado para los grandes peces depredadores marinos; habría sido necesario respirar aire porque estas aguas habrían tenido escasez de oxígeno, ya que el agua caliente contiene menos oxígeno disuelto que el agua marina más fría y dado que la descomposición de la vegetación habría utilizado algo del oxígeno. [198]

    Descubrimientos posteriores revelaron formas de transición anteriores entre Acanthostega y animales completamente parecidos a los peces. [202] Desafortunadamente, existe una brecha (brecha de Romer) de aproximadamente 30 Ma entre los fósiles de tetrápodos ancestrales y los fósiles de vertebrados del Carbonífero Medio que parecen estar bien adaptados para la vida en la tierra. Algunos de estos parecen parientes tempranos de los anfibios modernos, la mayoría de los cuales necesitan mantener su piel húmeda y poner sus huevos en el agua, mientras que otros son aceptados como parientes tempranos de los amniotas, cuya piel impermeable y membranas de huevos les permiten vivir y vivir. criar lejos del agua. [199]

    Dinosaurios, aves y mamíferos Editar

    Anapsids se debate si las tortugas pertenecen aquí [203]

    Los amniotes, cuyos huevos pueden sobrevivir en ambientes secos, probablemente evolucionaron en el período Carbonífero Tardío (330 a 298,9 Ma). Los primeros fósiles de los dos grupos de amniotas supervivientes, sinápsidos y saurópsidos, datan de alrededor de 313 Ma. [204] [205] Los pelicosaurios sinápsidos y sus descendientes los terápsidos son los vertebrados terrestres más comunes en los lechos fósiles más conocidos del Pérmico (298,9 a 251,902 Ma). Sin embargo, en ese momento, todos se encontraban en zonas templadas en latitudes medias, y hay evidencia de que los ambientes más cálidos y secos más cercanos al ecuador estaban dominados por saurópsidos y anfibios. [206]

    El evento de extinción del Pérmico-Triásico acabó con casi todos los vertebrados terrestres, [207] así como con la gran mayoría de otras formas de vida. [208] Durante la lenta recuperación de esta catástrofe, estimada en 30 millones de años, [209] un grupo de saurópsidos previamente desconocido se convirtió en los vertebrados terrestres más abundantes y diversos: algunos fósiles de arcosauriformes ("formas de lagarto gobernantes") han sido encontrado en rocas del Pérmico Tardío, [210] pero, en el Triásico Medio, los arcosaurios eran los vertebrados terrestres dominantes. Los dinosaurios se distinguieron de otros arcosaurios en el Triásico tardío y se convirtieron en los vertebrados terrestres dominantes de los períodos Jurásico y Cretácico (201,3 a 66 Ma). [211]

    Durante el Jurásico Superior, las aves evolucionaron a partir de pequeños dinosaurios terópodos depredadores. [212] Las primeras aves heredaron dientes y colas largas y óseas de sus ancestros dinosaurios, [212] pero algunas habían desarrollado picos córneos y sin dientes en el Jurásico tardío [213] y colas cortas de pigóstilo en el Cretácico temprano. [214]

    Mientras que los arcosaurios y los dinosaurios se estaban volviendo más dominantes en el Triásico, los mamíferos sucesores de los terápsidos se convirtieron en pequeños insectívoros, principalmente nocturnos. Este papel ecológico puede haber promovido la evolución de los mamíferos, por ejemplo, la vida nocturna puede haber acelerado el desarrollo de endotermia ("sangre caliente") y pelo o piel. [215] Hacia 195 Ma en el Jurásico Temprano había animales que eran muy parecidos a los mamíferos de hoy en varios aspectos. [216] Desafortunadamente, existe una brecha en el registro fósil a lo largo del Jurásico Medio. [217] Sin embargo, los dientes fósiles descubiertos en Madagascar indican que la división entre el linaje que conduce a los monotremas y el que conduce a otros mamíferos vivos se produjo en 167 Ma. [218] Después de dominar nichos de vertebrados terrestres durante aproximadamente 150 Ma, los dinosaurios no aviares perecieron en el evento de extinción Cretácico-Paleógeno (66 Ma) junto con muchos otros grupos de organismos. [219] Los mamíferos a lo largo de la época de los dinosaurios habían estado restringidos a un rango estrecho de taxones, tamaños y formas, pero aumentaron rápidamente en tamaño y diversidad después de la extinción, [220] [221] con murciélagos volando dentro de 13 millones años, [222] y cetáceos al mar en 15 millones de años. [223]

    Plantas con flores Editar

    Las primeras plantas con flores aparecieron alrededor de 130 Ma. [226] Las 250.000 a 400.000 especies de plantas con flores superan en número a todas las demás plantas terrestres combinadas, y son la vegetación dominante en la mayoría de los ecosistemas terrestres. Existe evidencia fósil de que las plantas con flores se diversificaron rápidamente en el Cretácico Inferior, de 130 a 90 Ma, [224] [225] y que su aumento se asoció con el de los insectos polinizadores. [225] Entre las plantas con flores modernas Magnolia se cree que están cerca del ancestro común del grupo. [224] Sin embargo, los paleontólogos no han logrado identificar las primeras etapas en la evolución de las plantas con flores. [224] [225]

    Insectos sociales Editar

    Los insectos sociales son notables porque la gran mayoría de los individuos de cada colonia son estériles. Esto parece contrario a conceptos básicos de la evolución como la selección natural y el gen egoísta. De hecho, hay muy pocas especies de insectos eusociales: solo 15 de aproximadamente 2600 familias de insectos vivos contienen especies eusociales, y parece que la eusocialidad ha evolucionado de forma independiente solo 12 veces entre los artrópodos, aunque algunos linajes eusociales se han diversificado en varias familias. Sin embargo, los insectos sociales han tenido un éxito espectacular, por ejemplo, aunque las hormigas y las termitas representan solo alrededor del 2% de las especies de insectos conocidas, forman más del 50% de la masa total de insectos.Su capacidad para controlar un territorio parece ser la base de su éxito. [227]

    El sacrificio de las oportunidades de reproducción por parte de la mayoría de los individuos se ha explicado durante mucho tiempo como consecuencia del método haplodiploide inusual de determinación del sexo de estas especies, que tiene la consecuencia paradójica de que dos hijas obreras estériles de la misma reina comparten más genes entre sí de lo que lo harían con su descendencia si pudieran reproducirse. [228] Sin embargo, E. O. Wilson y Bert Hölldobler argumentan que esta explicación es defectuosa: por ejemplo, se basa en la selección de parentesco, pero no hay evidencia de nepotismo en colonias que tienen múltiples reinas. En cambio, escriben, la eusocialidad evoluciona solo en especies que están bajo una fuerte presión de depredadores y competidores, pero en entornos donde es posible construir "fortalezas" después de que las colonias han establecido esta seguridad, obtienen otras ventajas a través de la búsqueda cooperativa de alimentos. En apoyo de esta explicación, citan la aparición de eusocialidad en ratas topo batirrígidas, [227] que no son haplodiploides. [229]

    Los primeros fósiles de insectos se han encontrado en rocas del Devónico temprano de aproximadamente 400 Ma, que conservan solo unas pocas variedades de insectos no voladores. Los lagerstätten de Mazon Creek del Carbonífero Tardío, alrededor de 300 Ma, incluyen alrededor de 200 especies, algunas gigantes para los estándares modernos, e indican que los insectos habían ocupado sus principales nichos ecológicos modernos como herbívoros, detritívoros e insectívoros. Las termitas sociales y las hormigas aparecen por primera vez en el Cretácico Inferior, y se han encontrado abejas sociales avanzadas en las rocas del Cretácico Superior, pero no llegaron a ser abundantes hasta el Cenozoico Medio. [230]

    Humanos Editar

    La idea de que, junto con otras formas de vida, los humanos modernos evolucionaron a partir de un ancestro común antiguo fue propuesta por Robert Chambers en 1844 y retomada por Charles Darwin en 1871. [231] Los humanos modernos evolucionaron a partir de un linaje de caminar erguido simios que se remontan a más de 6 Ma para Sahelanthropus. [232] Las primeras herramientas de piedra conocidas se fabricaron alrededor de 2,5 Ma, aparentemente por Australopithecus garhi, y se encontraron cerca de huesos de animales que tienen rasguños hechos por estas herramientas. [233] Los primeros homínidos tenían cerebros del tamaño de un chimpancé, pero ha habido un aumento de cuatro veces en los últimos 3 Ma un análisis estadístico sugiere que el tamaño del cerebro de los homínidos depende casi completamente de la fecha de los fósiles, mientras que las especies a las que están asignados tiene solo una ligera influencia. [234] Existe un debate de larga data sobre si los humanos modernos evolucionaron en todo el mundo simultáneamente a partir de homínidos avanzados existentes o si son descendientes de una sola población pequeña en África, que luego migró por todo el mundo hace menos de 200.000 años y reemplazó a los anteriores. especies de homínidos. [235] También existe un debate sobre si los humanos anatómicamente modernos tuvieron un "Gran Salto Adelante" intelectual, cultural y tecnológico hace menos de 100.000 años y, de ser así, si esto se debió a cambios neurológicos que no son visibles en los fósiles. [236]

    La vida en la Tierra ha sufrido extinciones masivas ocasionales al menos desde 542 Ma. Aunque fueron desastres en ese momento, las extinciones masivas a veces han acelerado la evolución de la vida en la Tierra. Cuando el dominio de nichos ecológicos particulares pasa de un grupo de organismos a otro, rara vez se debe a que el nuevo grupo dominante es "superior" al antiguo y, por lo general, a que un evento de extinción elimina al antiguo grupo dominante y deja paso al nuevo. [37] [237]

    El registro fósil parece mostrar que las brechas entre las extinciones masivas son cada vez más largas y que las tasas de extinción promedio y de fondo están disminuyendo. Ambos fenómenos podrían explicarse de una o más formas: [238]

    • Los océanos pueden haberse vuelto más acogedores para la vida durante los últimos 500 Ma y menos vulnerables a las extinciones masivas: el oxígeno disuelto se generalizó y penetró a mayores profundidades el desarrollo de la vida en la tierra redujo la escorrentía de nutrientes y, por lo tanto, el riesgo de eutrofización y los eventos anóxicos y los ecosistemas marinos se diversificaron más, de modo que era menos probable que se interrumpieran las cadenas alimentarias. [239] [240]
    • Los fósiles razonablemente completos son muy raros, la mayoría de los organismos extintos están representados solo por fósiles parciales, y los fósiles completos son los más raros en las rocas más antiguas. Así que los paleontólogos han asignado erróneamente partes del mismo organismo a diferentes géneros, que a menudo se definieron únicamente para dar cabida a estos hallazgos: la historia de Anomalocaris es un ejemplo de esto. El riesgo de este error es mayor para los fósiles más antiguos porque a menudo son partes diferentes de cualquier organismo vivo y están mal conservados. Muchos de los géneros "superfluos" están representados por fragmentos que no se vuelven a encontrar y los géneros "superfluos" parecen extinguirse muy rápidamente. [238]

    La biodiversidad en el registro fósil, que es ". El número de géneros distintos vivos en un momento dado, es decir, aquellos cuya primera aparición es anterior y cuya última aparición es posterior a esa época" [241] muestra una tendencia diferente: un aumento bastante rápido de 542 a 400 Ma un ligero descenso de 400 a 200 Ma, en el que el devastador evento de extinción del Pérmico-Triásico es un factor importante y un rápido aumento de 200 Ma hasta el presente. [241]


    La vida puede haberse originado en la Tierra hace 4 mil millones de años, sugiere un estudio de controvertidos fósiles

    En 1992, los investigadores descubrieron evidencia de lo que entonces era potencialmente la vida más temprana en la Tierra: garabatos microscópicos de 3.500 millones de años encerrados en rocas australianas. Desde entonces, sin embargo, los científicos han debatido si estas huellas realmente representan microorganismos antiguos, e incluso si lo hacen, si son realmente tan antiguos. Ahora, un análisis exhaustivo de estos microfósiles sugiere que estas formaciones sí representan microbios antiguos, potencialmente tan complejos que la vida en nuestro planeta debe haberse originado unos 500 millones de años antes.

    El nuevo trabajo indica que estos primeros microorganismos eran sorprendentemente sofisticados, capaces de realizar la fotosíntesis y de utilizar otros procesos químicos para obtener energía, dice Birger Rasmussen, geobiólogo de la Universidad Curtin en Perth, Australia, que no participó en el trabajo. El estudio "probablemente desencadenará una oleada de nuevas investigaciones sobre estas rocas a medida que otros investigadores busquen datos que apoyen o refuten esta nueva afirmación", agrega Alison Olcott Marshall, geobióloga de la Universidad de Kansas en Lawrence que no participó en el esfuerzo.

    En el nuevo estudio, William Schopf, paleobiólogo de la Universidad de California en Los Ángeles y descubridor de los microfósiles australianos, se asoció con John Valley, un geocientífico de la Universidad de Wisconsin en Madison. Valley es un experto en una técnica analítica llamada espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS), que puede determinar la proporción de diferentes formas de carbono en una muestra, clave para medir si es orgánico.

    Schopf pasó 4 meses trabajando con microscopios para encontrar una fina rodaja de roca que contiene los fósiles con especímenes lo suficientemente accesibles como para estudiarlos con SIMS, esa muestra contenía 11 microfósiles cuya diversidad de formas y tamaños sugirió que representaban cinco especies de microbios. También proporcionó muestras de roca que no contenían fósiles putativos para comparar.

    Nueva evidencia apoya que estos "garabatos" representan la vida temprana.

    El análisis detectó varias proporciones de carbono distintas en el material, informan hoy Schopf, Valley y sus colegas en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias. Dos tipos de microfósiles tenían la misma proporción de carbono que las bacterias modernas que utilizan la luz para producir compuestos de carbono que alimentan sus actividades: una fotosíntesis primitiva que no implicaba oxígeno. Otros dos tipos de microfósiles tenían las mismas proporciones de carbono que los microbios conocidos como arqueas que dependen del metano como fuente de energía, y que desempeñaron un papel fundamental en el desarrollo de la vida multicelular. La proporción de un tipo final de microfósil indicó que este organismo producía metano como parte de su metabolismo.

    El hecho de que haya tantas proporciones de carbono diferentes refuerza el caso de que estos son fósiles reales, dice Schopf. Se esperaría que cualquier proceso inorgánico que pudiera haber creado los garabatos dejara una firma de proporción de carbono uniforme, dice. El hecho de que los microbios ya fueran tan diversos en este punto de la historia de la Tierra también sugiere que la vida en nuestro planeta puede remontarse a hace 4 mil millones de años, dice. Otros investigadores han encontrado señales de vida que se remontan al menos hasta ese momento, pero esos hallazgos son aún más controvertidos que los de Schopf.

    "Los nuevos resultados añaden peso a la idea de que las microestructuras son biológicas", coincide Rasmussen. Pero le preocupa que los microfósiles se hayan conservado mal. Olcott Marshall, que piensa que las impresiones de las rocas no son fósiles en absoluto, sino producto de procesos geológicos, es aún más crítico: "Los errores producidos por esta técnica analítica son tan grandes" que los datos no son lo suficientemente claros como para decir que hay diferentes tipos de microbios en las rocas, dice.

    Pero los expertos de SIMS elogian el trabajo. “Fue un experimento muy cuidadoso y bien pensado”, dice Lara Gamble, química de la Universidad de Washington en Seattle que no participó en el estudio. "Hicieron un gran esfuerzo para tratar de asegurarse de que todo estuviera calibrado correctamente".

    Rasmussen espera que haya un trabajo de seguimiento que analice más microfósiles. "Vale la pena hacerlo bien, dado que estamos viendo algunos de los rastros de vida más antiguos posibles", dice. "Perfeccionar nuestras habilidades para reconocer firmas biológicas antiguas en la Tierra es importante cuando miramos a Marte y más allá".


    Las cuatro civilizaciones que existieron en la Tierra antes de los humanos

    Ernst Rifgatovich Muldashev, un cirujano ruso, siempre ha estado buscando rastros de civilizaciones antiguas que desaparecieron mucho antes del surgimiento de la humanidad en la Tierra.

    Muldashev cree firmemente en la existencia de una civilización más antigua que nosotros, y todas sus sospechas están respaldadas por hallazgos y referencias arqueológicas, así como por muchas historias y leyendas de ovnis.

    Según él, hubo un total de cuatro civilizaciones diferentes que existieron antes que nosotros.

    ASURAS, LOS NATIVOS

    Según Muldashev, esta fue la primera civilización que apareció en la Tierra hace más de 10 millones de años. Eran seres muy altos, de hasta 165 pies. Vivieron durante más de diez mil años y utilizaron la telepatía para comunicarse. Si vamos a confiar en Muldashev, estas criaturas vinieron de un planeta llamado Phaethon.

    ATLANTEOS, LOS QUE NACIERON DESPUÉS

    Los Atlantes son el resultado de una evolución física emprendida por los Asuras. Eran un poco más pequeños y no tenían huesos. Sin embargo, tenían un tercer ojo ubicado entre las cejas.

    LEMURIANOS, LOS CONSTRUCTORES DE LA ESFINGE

    Los lemurianos aparecieron después de la desaparición de los atlantes. Estos eran muy similares a los humanos, lo que significa que tenían un esqueleto y se diferenciaban según el sexo. Todavía poseían un tercer ojo. Tenían unos 26 pies de altura y vivieron más de mil años. Según Muldashev, fueron ellos quienes construyeron la Esfinge y el Stonehenge.

    BOREI, EL MÁS SIMILAR AL HOMBRE

    Estos eran muy similares al hombre, más que los lemurianos. La altura no superó los 13 pies. Huyeron de la Tierra como consecuencia de una catástrofe nuclear ocurrida en nuestro planeta hace más de 25 mil años.

    ARIOS, DESPUÉS DE LA CAÍDA DE LA ATLANTIDA

    Según Muldashev, una nueva raza ha evolucionado justo después de la desaparición de Atlantis. Estos fueron los antepasados ​​directos de los humanos. Esta raza no tenía un tercer ojo y vivieron hace aproximadamente 12 mil años.


    Contenido

    La existencia de Marte como un objeto errante en el cielo nocturno fue registrada por los antiguos astrónomos egipcios. En el segundo milenio a. C. estaban familiarizados con el aparente movimiento retrógrado del planeta, en el que parece moverse en la dirección opuesta a través del cielo de su progresión normal. [2] Marte fue retratado en el techo de la tumba de Seti I, en el techo de Ramesseum, [3] y en el mapa estelar de Senenmut. El último es el mapa estelar más antiguo conocido, que data de 1534 a. C. según la posición de los planetas. [2]

    En el período del Imperio Neobabilónico, los astrónomos babilónicos estaban haciendo observaciones sistemáticas de las posiciones y el comportamiento de los planetas. Para Marte, sabían, por ejemplo, que el planeta hacía 37 períodos sinódicos, o 42 circuitos del zodíaco, cada 79 años. Los babilonios inventaron métodos aritméticos para hacer correcciones menores a las posiciones predichas de los planetas. Esta técnica se derivó principalmente de mediciones de tiempo, como cuando Marte se elevó por encima del horizonte, en lugar de desde la posición menos conocida del planeta en la esfera celeste. [4] [5]

    Los registros chinos de las apariciones y movimientos de Marte aparecen antes de la fundación de la dinastía Zhou (1045 a. C.), y los astrónomos de la dinastía Qin (221 a. C.) mantuvieron registros estrechos de conjunciones planetarias, incluidas las de Marte. Las ocultaciones de Marte por Venus se observaron en 368, 375 y 405 EC. [6] El período y el movimiento de la órbita del planeta se conocieron en detalle durante la dinastía Tang (618 EC). [7] [8] [9]

    La astronomía temprana de la antigua Grecia estuvo influenciada por el conocimiento transmitido desde la cultura mesopotámica. Así, los babilonios asociaron a Marte con Nergal, su dios de la guerra y la pestilencia, y los griegos conectaron el planeta con su dios de la guerra, Ares. [10] Durante este período, los movimientos de los planetas eran de poco interés para los griegos Hesíodo. Obras y Días (C. 650 a. C.) no menciona los planetas. [11]

    Los griegos usaron la palabra planēton para referirse a los siete cuerpos celestes que se movían con respecto a las estrellas de fondo y tenían una vista geocéntrica de que estos cuerpos se movían por la Tierra. En su trabajo, La republica (X.616E-617B), el filósofo griego Platón proporcionó la declaración más antigua conocida que define el orden de los planetas en la tradición astronómica griega. Su lista, en orden de la más cercana a la más distante de la Tierra, era la siguiente: la Luna, el Sol, Venus, Mercurio, Marte, Júpiter, Saturno y las estrellas fijas. En su dialogo TimeoPlatón propuso que la progresión de estos objetos a través de los cielos dependía de su distancia, de modo que el objeto más distante se movía más lento. [12]

    Aristóteles, un estudiante de Platón, observó una ocultación de Marte por la Luna el 4 de mayo de 357 a. C. [13] De esto concluyó que Marte debe estar más lejos de la Tierra que de la Luna. Señaló que los egipcios y los babilonios habían observado otras ocultaciones de estrellas y planetas. [14] [15] [16] Aristóteles usó esta evidencia observacional para apoyar la secuenciación griega de los planetas. [17] Su obra De Caelo presentó un modelo del universo en el que el Sol, la Luna y los planetas giran alrededor de la Tierra a distancias fijas. El astrónomo griego Hiparco desarrolló una versión más sofisticada del modelo geocéntrico cuando propuso que Marte se movía a lo largo de una pista circular llamada epiciclo que, a su vez, orbitaba alrededor de la Tierra a lo largo de un círculo más grande llamado deferente. [18] [19]

    En el Egipto romano durante el siglo II d.C., Claudio Ptolomeo (Ptolomeo) intentó abordar el problema del movimiento orbital de Marte. Las observaciones de Marte habían demostrado que el planeta parecía moverse un 40% más rápido en un lado de su órbita que en el otro, en conflicto con el modelo aristotélico de movimiento uniforme. Ptolomeo modificó el modelo de movimiento planetario agregando un punto desplazado desde el centro de la órbita circular del planeta alrededor del cual el planeta se mueve a una velocidad uniforme de rotación. Propuso que el orden de los planetas, al aumentar la distancia, era: la Luna, Mercurio, Venus, Sol, Marte, Júpiter, Saturno y las estrellas fijas. [20] El modelo de Ptolomeo y su trabajo colectivo sobre astronomía se presentaron en la colección de varios volúmenes. Almagesto, que se convirtió en el tratado autorizado sobre astronomía occidental durante los siguientes catorce siglos. [19]

    En el siglo V d.C., el texto astronómico indio Surya Siddhanta estimó el tamaño angular de Marte en 2 minutos de arco (1/30 de grado) y su distancia a la Tierra en 10.433.000 km (1.296.600 yojana, donde una yojana equivale a ocho km en el Surya Siddhanta). De esto se deduce que el diámetro de Marte es de 6.070 km (754,4 yojana), que tiene un error dentro del 11% del valor actualmente aceptado de 6.788 km. Sin embargo, esta estimación se basó en una suposición inexacta del tamaño angular del planeta. El resultado puede haber sido influenciado por el trabajo de Ptolomeo, quien enumeró un valor de 1,57 minutos de arco. Ambas estimaciones son significativamente mayores que el valor obtenido posteriormente por telescopio. [21]


    Movimientos geocéntricos de Kepler de Marte
    de Astronomia Nova (1609)

    Cálculos de oposición modernos
    Estos gráficos muestran la dirección y la distancia de Marte en relación con la Tierra en el centro, con oposiciones y movimiento retrógrado aparente aproximadamente cada 2 años y las oposiciones más cercanas cada 15-17 años debido a la órbita excéntrica de Marte.

    En 1543, Nicolás Copérnico publicó un modelo heliocéntrico en su obra De revolutionibus orbium coelestium. Este enfoque colocó a la Tierra en una órbita alrededor del Sol entre las órbitas circulares de Venus y Marte. Su modelo explicó con éxito por qué los planetas Marte, Júpiter y Saturno estaban en el lado opuesto del cielo al Sol cuando estaban en medio de sus movimientos retrógrados. Copérnico pudo clasificar los planetas en su orden heliocéntrico correcto basándose únicamente en el período de sus órbitas alrededor del Sol. [22] Su teoría ganó gradualmente aceptación entre los astrónomos europeos, particularmente después de la publicación del Mesas Prutenic por el astrónomo alemán Erasmus Reinhold en 1551, que se calcularon utilizando el modelo copernicano. [23]

    El 13 de octubre de 1590, el astrónomo alemán Michael Maestlin observó una ocultación de Marte por Venus. [24] Uno de sus estudiantes, Johannes Kepler, se convirtió rápidamente en un adherente al sistema copernicano. Después de completar su educación, Kepler se convirtió en asistente del noble y astrónomo danés Tycho Brahe. Con acceso concedido a las observaciones detalladas de Tycho de Marte, Kepler se puso a trabajar matemáticamente ensamblando un reemplazo para las Tablas Prutenic. Después de fallar repetidamente en ajustar el movimiento de Marte en una órbita circular como lo requería el copernicanismo, logró igualar las observaciones de Tycho asumiendo que la órbita era una elipse y que el Sol estaba ubicado en uno de los focos. Su modelo se convirtió en la base de las leyes del movimiento planetario de Kepler, que se publicaron en su obra de varios volúmenes. Epítome Astronomiae Copernicanae (Epítome de la astronomía copernicana) entre 1615 y 1621. [25]

    En su aproximación más cercana, el tamaño angular de Marte es de 25 segundos de arco (una unidad de grado), esto es demasiado pequeño para que se resuelva a simple vista.Por lo tanto, antes de la invención del telescopio, no se sabía nada sobre el planeta además de su posición en el cielo. [26] El científico italiano Galileo Galilei fue la primera persona conocida en utilizar un telescopio para realizar observaciones astronómicas. Sus registros indican que comenzó a observar Marte a través de un telescopio en septiembre de 1610. [27] Este instrumento era demasiado primitivo para mostrar cualquier detalle de la superficie del planeta, [28] por lo que se fijó el objetivo de ver si Marte exhibía fases de oscuridad parcial similares a Venus o la Luna. Aunque no estaba seguro de su éxito, en diciembre notó que Marte se había reducido en tamaño angular. [27] El astrónomo polaco Johannes Hevelius logró observar una fase de Marte en 1645. [29]

    En 1644, el jesuita italiano Daniello Bartoli informó haber visto dos manchas más oscuras en Marte. Durante las oposiciones de 1651, 1653 y 1655, cuando el planeta se acercó más a la Tierra, el astrónomo italiano Giovanni Battista Riccioli y su alumno Francesco Maria Grimaldi observaron parches de diferente reflectividad en Marte. [28] La primera persona en dibujar un mapa de Marte que mostraba características del terreno fue el astrónomo holandés Christiaan Huygens. El 28 de noviembre de 1659 hizo una ilustración de Marte que mostraba la región oscura distintiva ahora conocida como Syrtis Major Planum, y posiblemente uno de los casquetes polares. [30] El mismo año, logró medir el período de rotación del planeta, dándole aproximadamente 24 horas. [29] Hizo una estimación aproximada del diámetro de Marte, suponiendo que es aproximadamente el 60% del tamaño de la Tierra, lo que se compara bien con el valor moderno del 53%. [31] Quizás la primera mención definitiva del casquete polar sur de Marte fue por el astrónomo italiano Giovanni Domenico Cassini, en 1666. Ese mismo año, utilizó observaciones de las marcas de la superficie en Marte para determinar un período de rotación de 24 h 40 m. Esto difiere del valor aceptado actualmente en menos de tres minutos. En 1672, Huygens notó una gorra blanca difusa en el polo norte. [32]

    Después de que Cassini se convirtiera en el primer director del Observatorio de París en 1671, abordó el problema de la escala física del Sistema Solar. El tamaño relativo de las órbitas planetarias se conocía a partir de la tercera ley de Kepler, por lo que lo que se necesitaba era el tamaño real de una de las órbitas del planeta. Para ello, se midió la posición de Marte contra las estrellas de fondo desde diferentes puntos de la Tierra, midiendo así la paralaje diurna del planeta. Durante este año, el planeta se movía más allá del punto a lo largo de su órbita donde estaba más cercano al Sol (una oposición perihelica), lo que hizo que este fuera un acercamiento particularmente cercano a la Tierra. Cassini y Jean Picard determinaron la posición de Marte desde París, mientras que el astrónomo francés Jean Richer realizó mediciones desde Cayenne, Sudamérica. Aunque estas observaciones se vieron obstaculizadas por la calidad de los instrumentos, el paralaje calculado por Cassini estuvo dentro del 10% del valor correcto. [33] [34] El astrónomo inglés John Flamsteed hizo intentos de medición comparables y obtuvo resultados similares. [35]

    En 1704, el astrónomo italiano Jacques Philippe Maraldi "hizo un estudio sistemático del casquete sur y observó que sufría" variaciones a medida que el planeta giraba. Esto indicó que la tapa no estaba centrada en el poste. Observó que el tamaño de la gorra variaba con el tiempo. [28] [36] El astrónomo británico de origen alemán Sir William Herschel comenzó a hacer observaciones del planeta Marte en 1777, particularmente de los casquetes polares del planeta. En 1781, notó que el casquete sur parecía "extremadamente grande", lo que atribuyó a que ese poste estuvo en la oscuridad durante los últimos doce meses. En 1784, el casquete sur parecía mucho más pequeño, lo que sugiere que los casquetes varían con las estaciones del planeta y, por lo tanto, estaban hechos de hielo. En 1781, estimó el período de rotación de Marte en 24 h 39 m 21,67 sy midió la inclinación axial de los polos del planeta al plano orbital en 28,5 °. Señaló que Marte tenía una "atmósfera considerable pero moderada, por lo que sus habitantes probablemente disfrutan de una situación en muchos aspectos similar a la nuestra". [36] [37] [38] [39] Entre 1796 y 1809, el astrónomo francés Honoré Flaugergues notó oscurecimientos de Marte, lo que sugiere que "velos de color ocre" cubrían la superficie. Este puede ser el primer informe de nubes amarillas o tormentas en Marte. [40] [41]

    A principios del siglo XIX, las mejoras en el tamaño y la calidad de la óptica de los telescopios demostraron un avance significativo en la capacidad de observación. La más notable entre estas mejoras fue la lente acromática de dos componentes del óptico alemán Joseph von Fraunhofer que esencialmente eliminó el coma, un efecto óptico que puede distorsionar el borde exterior de la imagen. En 1812, Fraunhofer había logrado crear un objetivo acromático de 190 mm (7,5 pulgadas) de diámetro. El tamaño de esta lente principal es el factor principal para determinar la capacidad de captación de luz y la resolución de un telescopio refractor. [42] [43] Durante la oposición de Marte en 1830, los astrónomos alemanes Johann Heinrich Mädler y Wilhelm Beer utilizaron un telescopio refractor Fraunhofer de 95 mm (3,7 pulgadas) para lanzar un estudio extenso del planeta. Eligieron una característica ubicada a 8 ° al sur del ecuador como punto de referencia. (Más tarde se llamó Sinus Meridiani, y se convertiría en el meridiano cero de Marte). Durante sus observaciones, establecieron que la mayoría de las características de la superficie de Marte eran permanentes y determinaron con mayor precisión el período de rotación del planeta. En 1840, Mädler combinó diez años de observaciones para dibujar el primer mapa de Marte. En lugar de dar nombres a las diversas marcas, Beer y Mädler simplemente las designaron con letras, por lo que Meridian Bay (Sinus Meridiani) fue una característica "a". [29] [43] [44]

    Trabajando en el Observatorio Vaticano durante la oposición de Marte en 1858, el astrónomo italiano Angelo Secchi notó una gran característica triangular azul, a la que llamó "Escorpión Azul". Esta misma formación estacional similar a una nube fue vista por el astrónomo inglés J. Norman Lockyer en 1862, y ha sido vista por otros observadores. [45] Durante la oposición de 1862, el astrónomo holandés Frederik Kaiser realizó dibujos de Marte. Al comparar sus ilustraciones con las de Huygens y el filósofo natural inglés Robert Hooke, pudo refinar aún más el período de rotación de Marte. Su valor de 24 h 37 m 22,6 s tiene una precisión de una décima de segundo. [43] [46]

    El padre Secchi produjo algunas de las primeras ilustraciones en color de Marte en 1863. Usó los nombres de exploradores famosos para las características distintivas. En 1869, observó dos rasgos lineales oscuros en la superficie a los que se refirió como canali, que en italiano significa "canales" o "ranuras". [47] [48] [49] En 1867, el astrónomo inglés Richard A. Proctor creó un mapa más detallado de Marte basado en los dibujos de 1864 del astrónomo inglés William R. Dawes. Proctor nombró las diversas características más claras o más oscuras en honor a los astrónomos, pasados ​​y presentes, que habían contribuido a las observaciones de Marte. Durante la misma década, el astrónomo francés Camille Flammarion y el astrónomo inglés Nathan Green produjeron mapas y nomenclaturas comparables. [49]

    En la Universidad de Leipzig en 1862-1864, el astrónomo alemán Johann K. F. Zöllner desarrolló un fotómetro personalizado para medir la reflectividad de la Luna, los planetas y las estrellas brillantes. Para Marte, obtuvo un albedo de 0,27. Entre 1877 y 1893, los astrónomos alemanes Gustav Müller y Paul Kempf observaron Marte utilizando el fotómetro de Zöllner. Encontraron un pequeño coeficiente de fase, la variación de la reflectividad con el ángulo, que indica que la superficie de Marte es lisa y sin grandes irregularidades. [50] En 1867, el astrónomo francés Pierre Janssen y el astrónomo británico William Huggins utilizaron espectroscopios para examinar la atmósfera de Marte. Ambos compararon el espectro óptico de Marte con el de la Luna. Como el espectro de este último no mostraba líneas de absorción de agua, creyeron haber detectado la presencia de vapor de agua en la atmósfera de Marte. Este resultado fue confirmado por el astrónomo alemán Herman C. Vogel en 1872 y el astrónomo inglés Edward W. Maunder en 1875, pero luego sería cuestionado. [51] En 1882, apareció un artículo en Scientific American sobre la nieve en las regiones polares de Marte y especulaciones sobre la probabilidad de corrientes oceánicas. [52]

    Una oposición perihelica particularmente favorable ocurrió en 1877. El astrónomo inglés David Gill aprovechó esta oportunidad para medir el paralaje diurno de Marte desde la Isla Ascensión, lo que llevó a una estimación del paralaje de 8,78 ± 0,01 segundos de arco. [53] Con este resultado, pudo determinar con mayor precisión la distancia entre la Tierra y el Sol, basándose en el tamaño relativo de las órbitas de Marte y la Tierra. [54] Observó que el borde del disco de Marte parecía borroso debido a su atmósfera, lo que limitaba la precisión que podía obtener para la posición del planeta. [55]

    En agosto de 1877, el astrónomo estadounidense Asaph Hall descubrió las dos lunas de Marte utilizando un telescopio de 660 mm (26 pulgadas) en el Observatorio Naval de Estados Unidos. [56] Los nombres de los dos satélites, Phobos y Deimos, fueron elegidos por Hall basándose en una sugerencia de Henry Madan, un instructor de ciencias en Eton College en Inglaterra. [57]

    Durante la oposición de 1877, el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli utilizó un telescopio de 22 cm (8,7 pulgadas) para ayudar a producir el primer mapa detallado de Marte. Estos mapas contenían características notablemente que él llamó canali, que más tarde se demostró que era una ilusión óptica. Estas canali eran supuestamente largas líneas rectas en la superficie de Marte a las que dio nombres de ríos famosos de la Tierra. Su término canali fue mal traducido popularmente en inglés como canales. [58] [59] En 1886, el astrónomo inglés William F. Denning observó que estas características lineales eran de naturaleza irregular y mostraban concentraciones e interrupciones. En 1895, el astrónomo inglés Edward Maunder se convenció de que las características lineales eran simplemente la suma de muchos detalles más pequeños. [60]

    En su obra de 1892 La planète Mars et ses conditions d'habitabilité, Camille Flammarion escribió sobre cómo estos canales se parecían a los canales artificiales, que una raza inteligente podría usar para redistribuir el agua en un mundo marciano agonizante. Abogó por la existencia de tales habitantes y sugirió que pueden ser más avanzados que los humanos. [61]

    Influenciado por las observaciones de Schiaparelli, Percival Lowell fundó un observatorio con telescopios de 30 y 45 cm (12 y 18 pulgadas). El observatorio se utilizó para la exploración de Marte durante la última buena oportunidad en 1894 y las siguientes oposiciones menos favorables. Publicó libros sobre Marte y la vida en el planeta, que tuvieron una gran influencia en el público. [62] El canali fueron encontrados por otros astrónomos, como Henri Joseph Perrotin y Louis Thollon, usando un refractor de 38 cm (15 pulgadas) en el Observatorio de Niza en Francia, uno de los telescopios más grandes de esa época. [63] [64]

    A partir de 1901, el astrónomo estadounidense A. E. Douglass intentó fotografiar las características del canal de Marte. Estos esfuerzos parecieron tener éxito cuando el astrónomo estadounidense Carl O. Lampland publicó fotografías de los supuestos canales en 1905. [65] Aunque estos resultados fueron ampliamente aceptados, fueron cuestionados por el astrónomo griego Eugène M. Antoniadi, el naturalista inglés Alfred Russel Wallace y otros como características meramente imaginadas. [60] [66] A medida que se usaban telescopios más grandes, menos largos y rectos canali fueron observados. Durante una observación en 1909 por Flammarion con un telescopio de 84 cm (33 pulgadas), se observaron patrones irregulares, pero no canali fueron vistos. [67]

    A partir de 1909, Eugène Antoniadi pudo ayudar a refutar la teoría de la teoría marciana. canali mirando a través del gran refractor de Meudon, la Grande Luneta (lente de 83 cm). [68] Una trifecta de factores de observación sinergiza la visión a través del tercer refractor más grande del mundo, Marte estaba en oposición y un clima excepcionalmente despejado. [68] El canali se disolvió ante los ojos de Antoniadi en varios "puntos y manchas" en la superficie de Marte. [68]

    El oscurecimiento de la superficie causado por las nubes amarillas se había observado en la década de 1870 cuando fueron observadas por Schiaparelli. La evidencia de tales nubes se observó durante las oposiciones de 1892 y 1907. En 1909, Antoniadi notó que la presencia de nubes amarillas estaba asociada con el oscurecimiento de las características del albedo. Descubrió que Marte parecía más amarillo durante las oposiciones cuando el planeta estaba más cerca del Sol y estaba recibiendo más energía. Sugirió arena o polvo arrastrados por el viento como la causa de las nubes. [70] [71]

    En 1894, el astrónomo estadounidense William W. Campbell descubrió que el espectro de Marte era idéntico al espectro de la Luna, lo que arrojó dudas sobre la floreciente teoría de que la atmósfera de Marte es similar a la de la Tierra. Las detecciones previas de agua en la atmósfera de Marte se explicaron por condiciones desfavorables, y Campbell determinó que la firma del agua provenía en su totalidad de la atmósfera de la Tierra. Aunque estuvo de acuerdo en que los casquetes polares indicaban que había agua en la atmósfera, no creía que los casquetes fueran lo suficientemente grandes como para permitir la detección del vapor de agua. [72] En ese momento, los resultados de Campbell se consideraron controvertidos y fueron criticados por miembros de la comunidad astronómica, pero fueron confirmados por el astrónomo estadounidense Walter S. Adams en 1925. [73]

    El astrónomo alemán báltico Hermann Struve utilizó los cambios observados en las órbitas de las lunas marcianas para determinar la influencia gravitacional de la forma achatada del planeta. En 1895, utilizó estos datos para estimar que el diámetro ecuatorial era 1/190 más grande que el diámetro polar. [36] [74] En 1911, refinó el valor a 1/192. Este resultado fue confirmado por el meteorólogo estadounidense Edgar W. Woolard en 1944. [75]

    Usando un termopar de vacío conectado al telescopio Hooker de 2,54 m (100 pulgadas) en el Observatorio Mount Wilson, en 1924 los astrónomos estadounidenses Seth Barnes Nicholson y Edison Pettit pudieron medir la energía térmica que irradia la superficie de Marte. Determinaron que la temperatura variaba desde -68 ° C (-90 ° F) en el polo hasta 7 ° C (45 ° F) en el punto medio del disco (correspondiente al ecuador). [76] A partir del mismo año, el físico estadounidense William Coblentz y el astrónomo estadounidense Carl Otto Lampland realizaron mediciones de la energía radiada de Marte. Los resultados mostraron que la temperatura nocturna en Marte descendió a -85 ° C (-121 ° F), lo que indica una "enorme fluctuación diurna" en las temperaturas. [77] La ​​temperatura de las nubes marcianas se midió como -30 ° C (-22 ° F). [78] En 1926, midiendo líneas espectrales desplazadas al rojo por los movimientos orbitales de Marte y la Tierra, el astrónomo estadounidense Walter Sydney Adams pudo medir directamente la cantidad de oxígeno y vapor de agua en la atmósfera de Marte. Determinó que las "condiciones desérticas extremas" prevalecían en Marte. [79] En 1934, Adams y el astrónomo estadounidense Theodore Dunham Jr. descubrieron que la cantidad de oxígeno en la atmósfera de Marte era menos del uno por ciento de la cantidad en un área comparable en la Tierra. [80]

    En 1927, el estudiante graduado holandés Cyprianus Annius van den Bosch determinó la masa de Marte basándose en los movimientos de las lunas marcianas, con una precisión del 0,2%. Este resultado fue confirmado por el astrónomo holandés Willem de Sitter y publicado póstumamente en 1938. [81] Usando observaciones del asteroide cercano a la Tierra Eros de 1926 a 1945, el astrónomo germano-estadounidense Eugene K. Rabe pudo hacer una estimación independiente de la masa. de Marte, así como de los otros planetas del Sistema Solar interior, de las perturbaciones gravitacionales del asteroide del planeta. Su margen de error estimado fue del 0,05%, [82] pero las comprobaciones posteriores sugirieron que su resultado estaba mal determinado en comparación con otros métodos. [83]

    Durante la década de 1920, el astrónomo francés Bernard Lyot utilizó un polarímetro para estudiar las propiedades de la superficie de la Luna y los planetas. En 1929, notó que la luz polarizada emitida desde la superficie marciana es muy similar a la irradiada por la Luna, aunque especuló que sus observaciones podrían explicarse por las heladas y posiblemente la vegetación. Basado en la cantidad de luz solar dispersada por la atmósfera marciana, estableció un límite superior de 1/15 del espesor de la atmósfera terrestre. Esto restringió la presión superficial a no más de 2,4 kPa (24 mbar). [84] Usando espectrometría infrarroja, en 1947 el astrónomo holandés-estadounidense Gerard Kuiper detectó dióxido de carbono en la atmósfera marciana. Pudo estimar que la cantidad de dióxido de carbono en un área determinada de la superficie es el doble que en la Tierra. Sin embargo, debido a que sobrestimó la presión superficial en Marte, Kuiper concluyó erróneamente que los casquetes polares no podían estar compuestos de dióxido de carbono congelado. [85] En 1948, el meteorólogo estadounidense Seymour L. Hess determinó que la formación de las delgadas nubes marcianas solo requeriría 4 mm (0,16 pulgadas) de precipitación de agua y una presión de vapor de 0,1 kPa (1,0 mbar). [78]

    La primera nomenclatura estándar para las características del albedo marciano fue introducida por la Unión Astronómica Internacional (IAU) cuando en 1960 adoptaron 128 nombres del mapa de Antoniadi de 1929 llamado La Planète Mars. El Grupo de Trabajo para la Nomenclatura del Sistema Planetario (WGPSN) fue establecido por la IAU en 1973 para estandarizar el esquema de nombres de Marte y otros cuerpos. [86]

    El Programa de Patrulla Planetaria Internacional se formó en 1969 como un consorcio para monitorear continuamente los cambios planetarios. Este grupo mundial se centró en la observación de tormentas de polvo en Marte. Sus imágenes permiten estudiar los patrones estacionales marcianos a nivel mundial, y mostraron que la mayoría de las tormentas de polvo marcianas ocurren cuando el planeta está más cerca del Sol. [87]

    Desde la década de 1960, se han enviado naves espaciales robóticas para explorar Marte desde la órbita y la superficie con gran detalle. Además, la detección remota de Marte desde la Tierra mediante telescopios terrestres y en órbita ha continuado en gran parte del espectro electromagnético. Estos incluyen observaciones infrarrojas para determinar la composición de la superficie, [88] observación ultravioleta y submilimétrica de la composición atmosférica, [89] [90] y mediciones de radio de la velocidad del viento. [91]

    El Telescopio Espacial Hubble (HST) se ha utilizado para realizar estudios sistemáticos de Marte [92] y ha tomado las imágenes de Marte de mayor resolución jamás capturadas desde la Tierra. [93] Este telescopio puede producir imágenes útiles del planeta cuando se encuentra a una distancia angular de al menos 50 ° del Sol. El HST puede tomar imágenes de un hemisferio, lo que produce vistas de sistemas meteorológicos completos. Los telescopios terrestres equipados con dispositivos de carga acoplada pueden producir imágenes útiles de Marte, lo que permite un seguimiento regular del clima del planeta durante las oposiciones. [94]

    La emisión de rayos X de Marte fue observada por primera vez por astrónomos en 2001 utilizando el Observatorio de rayos X Chandra, y en 2003 se demostró que tiene dos componentes.El primer componente es causado por los rayos X del Sol que se dispersan en la atmósfera marciana superior, el segundo proviene de interacciones entre iones que dan como resultado un intercambio de cargas. [95] La emisión de esta última fuente ha sido observada hasta ocho veces el radio de Marte por el observatorio orbital XMM-Newton. [96]

    En 1983, el análisis del grupo de meteoritos shergottita, nakhlita y chassignita (SNC) mostró que pueden haberse originado en Marte. [97] Se cree que el meteorito Allan Hills 84001, descubierto en la Antártida en 1984, se originó en Marte, pero tiene una composición completamente diferente a la del grupo SNC. En 1996, se anunció que este meteorito podría contener evidencia de fósiles microscópicos de bacterias marcianas. Sin embargo, este hallazgo sigue siendo controvertido. [98] El análisis químico de los meteoritos marcianos encontrados en la Tierra sugiere que la temperatura ambiente cercana a la superficie de Marte probablemente ha estado por debajo del punto de congelación del agua (0 ° C) durante gran parte de los últimos cuatro mil millones de años. [99]


    Los antiguos "extraterrestres que viajan al espacio" pueden haber vivido en nuestro sistema solar miles de millones de años antes que los humanos, sugiere un científico

    El sistema SOLAR al que la humanidad llama hogar puede haber estado habitado alguna vez por una especie extinta de extraterrestres que viajan por el espacio, sugirió un importante científico.

    Un boffin espacial estadounidense ha sugerido que los extraterrestres antiguos podrían haber vivido en Marte, Venus o incluso en el planeta Tierra antes de desaparecer sin dejar rastro.

    En un fascinante artículo académico sobre "especies tecnológicas indígenas anteriores", Jason T. Wright de la Universidad Estatal de Pensilvania planteó la fascinante posibilidad de que la evidencia de estos alienígenas extintos pudiera existir en algún lugar del sistema solar.

    Wright es un astrónomo que recibió atención mundial después de sugerir que se había visto una & quotalien megaestructura & quot en órbita alrededor de una estrella distante.

    Ahora, el observador de estrellas ha dicho que los extraterrestres avanzados pueden haber dejado atrás & quot; firmas tecnológicas & quot para que las encontráramos, si tan sólo supiéramos dónde buscarlos.

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    "Una especie tecnológica autóctona anterior podría haber surgido en la Tierra antigua o en otro cuerpo, como una Venus pre-invernadero o un Marte húmedo", escribió.

    Sin embargo, la mayor parte de la evidencia arqueológica de una civilización antigua probablemente se habría perdido.

    La tectónica de placas de la Tierra & # x27s habría & citado & quot las huellas de una civilización que vivió hace miles de millones de años.

    Venus está en las garras de un severo efecto invernadero y también se somete a una "renovación" similar que limpiaría su tierra de artefactos.

    Esto deja solo un puñado de lugares donde los arqueólogos pueden encontrar rastros de una civilización extraterrestre perdida.

    "Se podría esperar que las firmas tecnológicas autóctonas restantes sean extremadamente antiguas, lo que limita los lugares en los que todavía se pueden encontrar debajo de las superficies de Marte y la Luna, o en el Sistema Solar exterior", agregó Wright.

    Dijo que era probable que la evidencia extraterrestre estuviera enterrada bajo tierra, lo que le permitiría sobrevivir a los impactos de asteroides.

    "Las estructuras enterradas debajo de las superficies pueden sobrevivir y ser detectables siempre que no sufran una colisión tan grave que su naturaleza artificial sea destruida", agregó Wright.

    `` Destruirlos simplemente los dejaría no funcionales, pero aún podrían ser reconociblemente tecnológicos.

    `` Podríamos conjeturar que los asentamientos o bases sobre estos objetos se habrían construido debajo de la superficie por una variedad de razones, por lo que todavía se podrían descubrir hoy ''.

    El astrónomo sugirió que las naves espaciales muy antiguas aún podrían permanecer en el Cinturón de Asteroides o el Cinturón de Kuiper, un disco en el borde mismo del sistema solar que está formado por objetos helados.

    Es probable que estos artefactos sean restos de sondas antiguas, bases espaciales o instalaciones industriales.

    "En el caso de una especie tecnológica indígena anterior, los artefactos podrían haber tenido propósitos totalmente diferentes, como operaciones de extracción de asteroides o asentamientos en otros planetas y lunas", escribió Wright.

    "Se esperaría que tales estructuras caigan en mal estado, especialmente si sus creadores están ausentes".

    Entonces, ¿de dónde es probable que hayan venido estos extraterrestres?

    Wright sugirió que pueden ser de algún lugar que esté muy cerca de casa.

    La presencia de vida inteligente en la Tierra hace que sea más probable que los antiguos extraterrestres provengan de este sistema solar, en lugar de ser descendientes de una "especie extraterrestre que cruzó el espacio interestelar", concluyó.


    El bombardeo de la Tierra y # 039 por asteroides hace 3.9 mil millones de años puede haber mejorado la vida temprana, dice un estudio de CU

    El bombardeo de la Tierra hace casi 4 mil millones de años por asteroides tan grandes como Kansas no habría tenido la potencia de fuego para extinguir la vida potencial temprana en el planeta e incluso podría haberle dado un impulso, dice un nuevo estudio de la Universidad de Colorado en Boulder.

    La evidencia de impacto de muestras lunares, meteoritos y las superficies marcadas de viruela de los planetas interiores pinta una imagen de un ambiente violento en el sistema solar durante el Hadean Eon hace 4.5 a 3.8 mil millones de años, particularmente a través de un evento cataclísmico conocido como el Bombardeo Intenso Tardío alrededor de 3.9 hace millones de años. Aunque muchos creen que el bombardeo habría esterilizado la Tierra, el nuevo estudio muestra que habría derretido solo una fracción de la corteza terrestre y que los microbios podrían haber sobrevivido en hábitats subterráneos, aislados de la destrucción.

    "Estos nuevos resultados hacen retroceder los posibles comienzos de la vida en la Tierra mucho antes del período de bombardeo de hace 3.900 millones de años", dijo Oleg Abramov, investigador asociado de CU-Boulder. "Abre la posibilidad de que la vida haya surgido hace 4.400 millones de años, aproximadamente cuando se cree que se formaron los primeros océanos".

    Un artículo sobre el tema de Abramov y el profesor de ciencias geológicas de CU-Boulder Stephen Mojzsis aparece en la edición del 21 de mayo de Nature.

    Debido a que la evidencia física del bombardeo temprano de la Tierra ha sido borrada por la intemperie y la tectónica de placas durante eones, los investigadores utilizaron datos de las rocas lunares de Apolo, registros de impacto de la luna, Marte y Mercurio, y estudios teóricos previos para construir modelos informáticos tridimensionales que replicar el bombardeo. Abramov y Mojzsis incorporaron estimaciones de tamaño, frecuencia y distribución de asteroides en sus simulaciones para trazar el daño a la Tierra durante el Bombardeo Intenso Tardío, que se cree que duró de 20 a 200 millones de años.

    Los modelos 3-D permitieron a Abramov y Mojzsis monitorear las temperaturas debajo de los cráteres individuales para evaluar el calentamiento y enfriamiento de la corteza después de grandes impactos con el fin de evaluar la habitabilidad, dijo Abramov. El estudio indicó que menos del 25 por ciento de la corteza terrestre se habría derretido durante tal bombardeo.

    Los investigadores de CU-Boulder incluso aumentaron diez veces la intensidad del bombardeo de asteroides en sus simulaciones, un evento que podría haber vaporizado los océanos de la Tierra. "Incluso bajo las condiciones más extremas que impusimos, la Tierra no habría sido completamente esterilizada por el bombardeo", dijo Abramov.

    En cambio, los respiraderos hidrotermales pueden haber proporcionado santuarios para los microbios extremos amantes del calor conocidos como "bacterias hipertermófilas" después de los bombardeos, dijo Mojzsis. Incluso si la vida no hubiera surgido hace 3.900 millones de años, esos refugios subterráneos podrían haber proporcionado un "crisol" para el origen de la vida en la Tierra, dijo Mojzsis.

    Los investigadores concluyeron que los microbios subterráneos que viven a temperaturas que oscilan entre 175 grados y 230 grados Fahrenheit habrían florecido durante el Bombardeo Intenso Tardío. Los modelos indican que los hábitats subterráneos de tales microbios aumentaron en volumen y duración como resultado de los impactos masivos. Algunas especies microbianas extremas en la Tierra hoy en día, incluidos los llamados "insectos no hervibles" descubiertos en respiraderos hidrotermales en el Parque Nacional Yellowstone, prosperan a 250 F.

    La evidencia geológica sugiere que la vida en la Tierra estuvo presente hace al menos 3.83 mil millones de años, dijo Mojzsis. "Por lo tanto, no es descabellado sugerir que hubo vida en la Tierra antes de hace 3.900 millones de años. Sabemos por el registro geoquímico que nuestro planeta era eminentemente habitable en ese momento, y este nuevo estudio plantea un problema importante en los orígenes de los estudios de la vida por eliminando la necesidad de múltiples orígenes de vida en la Tierra ".

    La mayoría de los científicos planetarios creen que un planeta rebelde tan grande como Marte golpeó a la Tierra con un golpe indirecto hace 4.500 millones de años, vaporizándose a sí mismo y a parte de la Tierra. La colisión habría creado una inmensa nube de vapor a partir de la cual se fusionaron las lunas, y más tarde nuestra luna, dijo Mojzsis. "Ese evento, que precedió al Bombardeo Intenso Tardío por al menos 500 millones de años, habría presionado efectivamente el botón de reinicio de la Tierra", dijo.

    "Pero nuestros resultados sugieren fuertemente que ningún evento desde la formación de la luna fue capaz de destruir la corteza terrestre y eliminar cualquier biosfera que estuviera presente", dijo Mojzsis. "En lugar de talar el árbol de la vida, nuestra opinión es que el bombardeo lo poda".

    Los resultados también respaldan el potencial de vida microbiana en otros planetas como Marte y quizás incluso planetas rocosos similares a la Tierra en otros sistemas solares que pueden haber resurgido por impactos, dijo Abramov.

    "Exactamente cuándo se originó la vida en la Tierra es un tema muy debatido", dice el científico de disciplina de astrobiología de la NASA Michael H. New, gerente del programa de exobiología y biología evolutiva. "Estos hallazgos son significativos porque indican que la vida podría haber comenzado mucho antes del Gran Bombardeo Tardío, durante el llamado Eón Hadeano de la historia de la Tierra hace 3.800 millones a 4.500 millones de años".

    La investigación de Abramov y Mojzsis está patrocinada por el Departamento de Exobiología y Biología Evolutiva del Programa de Astrobiología de la NASA y el Programa Postdoctoral de la NASA. El Programa de Exobiología y Biología Evolutiva apoya la investigación sobre el origen, evolución y distribución de la vida en la Tierra y el potencial de vida en otros lugares. Mojzsis es miembro del nuevo Instituto de Ciencia Lunar de la NASA a través del Centro de Origen y Evolución Lunar.