¿Extremófilos en Marte? Posible uso biológico de agua oxigenada como fluido intracelular

En la discusión sobre las posibilidades para el desarrollo de la vida fuera de la Tierra que surgió a cuento de la paradoja de Fermi salió varias veces el caso de Marte y su inhóspito ambiente para la vida terrestre: atmósfera muy débil y sin oxígeno, temperaturas muy bajas, y bombardeo continuo de rayos ultravioleta sobre la superficie. No obstante, este ambiente no fue siempre: hay evidencia geológica de que en el pasado el clima marciano fue húmedo y más cálido, y que en la superficie del joven Marte se formaron desde lagos a océanos. Incluso en épocas más recientes se ha podido producir la presencia esporádica de agua superficial. No resulta descabellado pensar que durante esta acogedora época pasada pudiera haber surgido algún tipo de vida, y que ésta de algún modo haya podido irse adaptando a los cambios ambientales que se han producido en Marte.

¿Qué posibilidades hay para adaptarse a la vida en Marte? Como resumen Dirk Schulze-Makuch, de la Washington State University, y Joop M. Houtkooper, de la Justus-Liebig University of Giessen, en un trabajo titulado

• Martian Extremophiles? – The H₂O₂-H₂O Hypothesis and its Implications for the Mars Phoenix Mission

publicado en las actas de la conferencia Lunar and Planetary Science XXXVIII (celebrada en marzo de este año), hay tres opciones:

1. Adaptarse a la subsistencia al entorno sin nutrientes de debajo la superficie mediante la adopción de un estilo de vida psicrofílico.
2. Adoptar un estilo de vida formado por ciclos de hibernación profunda cuando las condiciones son adversas y de proliferación profunda cuando esporádicamente se produce un episodio de agua superficial.
3. Adaptarse a las condiciones marcianas a través de cambios bioquímicos.

Esta tercera posibilidad es en la que se centran los autores en el citado artículo, en el que discuten la hipótesis de la inclusión de peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) en los fluidos intracelulares de los organismos. Se trata de una hipótesis muy interesante, y que también estudian con más detalle en otro trabajo titulado

• A possible biogenic origin for the hydrogen peroxide on Mars: the Vikings results reinterpreted

publicado en el International Journal of Astrobiology (preprint disponible aquí) Básicamente esta hipótesis intenta proponer una posible bioquímica adaptada al ambiente marciano, consistente con los resultados de los experimentos de la misión Viking (que aunque detectó cambios químicos en la superficie, parecían descartar vida de acuerdo con los patrones de la misma en la Tierra). La justificación de la hipótesis recae en las propiedades que una mezcla de H₂O y H₂O₂ tendría, y cómo éstas se ajustarían a las necesidades de un hipotético organismo marciano. Para empezar, el punto de congelación se reduciría notablemente, pudiendo llegar a -56.5ºC en el caso de una mezcla con el 61.2% de H₂O₂. Esto permitiría permanecer activos a dichos organismos a las temperaturas usuales en Marte. Incluso si éstas bajan del punto de congelación, una mezcla con alto porcentaje de H₂O₂ puede sobreenfriarse y no formar cristales de hielo que rompan las membranas celulares u otras estructuras internas. Por otra parte, la mezcla sería altamente higroscópica, permitiendo al organismo capturar moléculas de agua presentes en forma de vapor en el ambiente. Precisamente por esta capacidad de capturar agua, un exceso de la misma -por ejemplo, durante los experimentos de la Viking en los que se vertió agua sobre suelo marciano- tendría efectos contraproducentes por hiperhidratación (un organismo de este tipo posiblemente encontraría letal la atmósfera terrestre, cálida y rica en vapor de agua).

Según muestran los autores, el agua oxigenada podría producirse bioquímicamente mediante un proceso de fotosíntesis:

CO₂ + 3H₂O + energía solar → CH₂O + 2H₂O₂

y ser luego empleada como fuente de energía mediante su descomposición de H₂O y O₂:

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

Esto es consistente con los resultados de la Viking que detectaron liberación de oxígeno en el suelo marciano. En un entorno de humedad limitada la hipótesis sería que dicho oxígeno tendría origen metabólico, y tras la humidificación provendría de la posible descomposición de estos hipotéticos organismos.

La verdad es que esta hipótesis resulta en su conjunto sorprendente en primera instancia, ya que si por algo es conocida el agua oxigenada es por su uso desinfectante y de eliminación de bacterias. Sin embargo, los autores apuntan una lista de organismos terrestres que emplean o sintetizan H₂O₂ de manera habitual (por ejemplo, el escarabajo bombardero emplea una solución al 25% de peróxido de hidrógeno como herramienta defensiva). No obstante, todos estos ejemplos palidecen ante ante el papel central que el H₂O₂ jugaría en estos hipotéticos organismos.

Quizás la Mars Phoenix pueda arrojar algo de luz sobre esta hipótesis. El punto de aterrizaje de la sonda está en una región con características idóneas para una bioquímica como la descrita. Según la estimación de los autores basada en los datos de la Viking, en un gramo de suelo marciano la biomasa teorizada sería de 1330 partes por millón. Una detección de calor proveniente de reacciones exotérmicas apuntaría entonces en la línea de la presencia de formas de vida microbiana.