Vida En Otro Planeta

INCICIOS DE LA BÚSQUEDA

La búsqueda de vida fuera del planeta Tierra es uno de los campos más activos de la astrofísica actual.

Como sucede con todas las nuevas ideas científicas, la astrobiología empezó siendo considerada un tema marginal. Actualmente, sin embargo, la Unión Astronómica Internacional reconoce su importancia y ha organizado una comisión de expertos que debaten periódicamente sobre este campo.

EXOBIOLOGÍA

La Exobiología o Astrobiología es el estudio de la posible presencia de vida en otros planetas. En el estudio participan geólogos, químicos, oceanógrafos, astrofísicos, biólogos moleculares, zoólogos y paleontólogos.

La astrobiología es una disciplina científica de la rama de las ciencias biológicas, la cual hace uso principalmente de una combinación de las disciplinas de astrofísica, biología y geología para el estudio de la existencia, origen, presencia e influencia de la vida en el conjunto del Universo, incluyendo a la Tierra

LINEAS DE INVESTIGACIÓN

AMBIENTES EXTREMOS COMO HÁBITATS DE INTERÉS ASTROBIOLÓGICO

ATMÓSFERAS PLANETARIAS

DESARROLLO DE INSTRUMENTACIÓN ESPACIAL

EVOLUCIÓN MOLECULAR

FORMACIÓN Y EVOLUCIÓN DE GALAXIAS

FORMACIÓN Y EVOLUCIÓN ESTELAR

GEOLOGÍA PLANETARIA

INSTRUMENTOS PARA EXPLORACIÓN IN SITU

MECANSMOS MOLECULARES DE ADAPTACIÓN BILÓGICA

AMBIENTES EXTREMOS COMO HÁBITATS DE INTERÉS ASTROBILÓGICO

La actividad desarrollada dentro de esta línea está enfocada en tres aspectos fundamentales de la Astrobiología, que son: i) determinar las características y parámetros físico-químicos de distintos ambientes extremos, ii) analizar la diversidad biológica que habita en ellos., y iii) estudiar los límites de la vida, con el fin de determinar su posible existencia, caracterizándola y estableciendo las distintas estrategias que facilitan su desarrollo.

Los organismos extremófilos ayudan a responder preguntas fundamentales tales como: los límites de la vida, la co-evolución entre la vida y el planeta Tierra, el establecimiento y evolución de los sistemas de transducción de energía, el origen de los ciclos de los elementos en la naturaleza, todos ellos relacionados con la vida en nuestro planeta y la posibilidad de encontrarla en otros sistemas planetarios (habitabilidad).

Igualmente, la búsqueda de vida fuera del planeta Tierra necesita apoyarse en los estudios en ambientes extremos. Debemos poder definir que es la vida para poder hacer una búsqueda exhaustiva de la misma en otros lugares del Universo. La mejor manera de definir la vida es conocer sus límites, estudiarla en los extremos. La línea de Ambientes Extremos basa sus investigaciones en estos hechos. Se pretende conocer los límites de la vida y plantear los ambientes extremos como lugares donde testar los desarrollos tecnológicos que se pretenden usar para misiones espaciales de búsqueda de vida.

Este estudio es fundamentalmente multi y transdisciplinar y se realiza en colaboración con otros Departamentos del Centro.

ATMÓSFERAS PLANETARIAS

Esta línea tiene como objetivo estudiar dos aspectos de las atmósferas planetarias de importancia clave desde el punto de vista astrobiológico: (i) Su origen y evolución y cómo afectan a su capacidad de albergar vida; (ii) El impacto de la aparición de la vida en las atmósferas planetarias y cómo este impacto puede ser detectado (la detección de firmas biológicas)

DESARROLLO DE INSTRUMENTACIÓN ESPACIAL

El CAB, desde su creación, dedica un extraordinario esfuerzo al desarrollo de instrumentación en todas las áreas de la Astrobiología. El alto nivel de exigencia de los programas espaciales requiere instrumentación probada y fiable, si se quiere optar a participar en las nuevas misiones

Esta línea de investigación está entre las más consolidadas del Centro, como lo prueba la experiencia acumulada y también su actual implicación en diferentes proyectos. Para el futuro, su desarrollo pasa por un aumento de personal que permita al CAB participar en más misiones y aceptar los retos que conlleva estar presente en un área tan competitiva

EVOLUCIÓN MOLECULAR

La línea de Evolución Molecular tiene como objetivos principales la caracterización experimental y teórica de los procesos de emergencia de las funciones bioquímicas en condiciones prebióticas y de la evolución y adaptación de poblaciones moleculares altamente heterogéneas. Poblaciones moleculares altamente heterogéneas.

Estudiamos para ello la dinámica evolutiva de diferentes especies de biomoléculas (monómeros, oligómeros y polímeros) y de agregados macromoleculares (por ejemplo, complejos ribonucleoproteicos) que precedieron a las primeras formas de vida celular. Pretendemos profundizar en el origen y evolución de los primeros polímeros capaces de almacenar y transmitir información, como el RNA o polímeros alternativos como los PNAs (ácidos nucleicos peptídicos). Exploramos (experimentalmente y mediante modelización) diversos aspectos del “Mundo RNA” como una de las hipótesis más plausibles para el origen de la vida. Así, analizamos las relaciones secuencia-estructura-función en RNAs naturales y en los obtenidos mediante experimentos de evolución in vitro e in silico.

Para el estudio de la evolución a altas tasas de error y de las bases moleculares de la adaptación, utilizamos los virus RNA actuales como sistemas modelo. Los virus RNA replican como cuasiespecies, es decir, como distribuciones complejas de genomas que en conjunto están sometidas a procesos de mutación, competición y selección. Una de nuestras hipótesis de trabajo es que durante las etapas de evolución molecular anteriores a la aparición de las células, los polímeros informativos pudieron comportarse como verdaderas cuasiespecies. Los estudios computacionales y teóricos se basan en resultados empíricos para interpretar la evolución de poblaciones de secuencias de RNA y diseñar modelos fenomenológicos de dinámica de poblaciones con un alto grado de realismo.

FORMACIÓN Y EVOLUCIÓN DE LAS GALAXIAS

Para comprender cómo se originó la vida es preciso estudiar la evolución del universo a gran escala, desde su nacimiento hasta la formación de los discos protoplanetarios donde se formaron sistemas planetarios como el nuestro. A partir del gas primordial que se condensó tras la Gran Explosión (el Big Bang), formado casi en su totalidad por hidrógeno, sucesivas generaciones de estrellas fueron creando en sus núcleos todos los elementos pesados que conocemos y que componen todo lo que nos rodea, vivo e inerte.

El estudio de los procesos que han determinado la formación y evolución de las galaxias es esencial para comprender las condiciones necesarias para que se hayan formado planetas similares a la Tierra en otros lugares del universo. Los investigadores de esta línea estudiamos los procesos de formación estelar en galaxias externas a lo largo de la historia del universo; los procesos de acreción de material en torno a agujeros negros supermasivos que dan lugar a actividad nuclear, y su relación con los episodios de formación estelar y la evolución química del universo, tratando de comprender cómo han llegado los elementos pesados a estar disponibles para la formación de sistemas planetarios.

FORMACIÓN Y EVOLUCIÓN ESTELAR

El objetivo fundamental de la línea es entender cómo se forman las estrellas y cómo evolucionan. Los procesos de formación estelar son especialmente interesantes en el marco de la Astrobiología, porque además de la estrella en sí, las envolturas protoestelares y los discos de gas y polvo que se forman en torno a estrellas jóvenes son las cunas donde nacen los planetas. Prestamos atención tanto a las estrellas con masas y temperaturas similares a las del Sol como a estrellas mucho más masivas y calientes, puesto que no sabemos si los mecanismos de formación son los mismos en ambos casos.

Si conocemos bien los procesos que ocurren en la formación estelar, y en particular los que suceden en las primeras decenas de millones de años, podremos estudiar de una manera más directa y orientada la estructura y evolución de los discos y los procesos que llevan a la formación de los planetas. Por otro lado, el estudio de las últimas etapas de la vida de las estrellas es importante porque determinan el enriquecimiento del medio interestelar con elementos procedentes de la fusión nuclear, donde se producirá la formación de nuevos objetos a partir de ese material procesado.

GEOLOGÍA PLANETARIA

Esta línea está dedicada al estudio de la composición y la estructura de los objetos planetarios del Universo, así como de los procesos y agentes por los cuales éstos evolucionan a lo largo del tiempo, y que en conjunto determinarán su potencial habitabilidad.

La caracterización geológica de las condiciones de habitabilidad de los objetos planetarios en el pasado o en el presente se lleva a cabo mediante el análisis de la información registrada en las superficies y en el interior de los planetas, y mediante el análisis de la interacción de la geosfera con las posibles hidrosferas y atmósferas planetarias. Las actividades de geología planetaria se realizan en el CAB desde distintas aproximaciones, entre las cuales pueden enumerarse las siguientes: participación en misiones espaciales, caracterización de la geología en el estudio de ambientes extremos y paleo ambientes, estudio del material planetario en la creación de ambientes habitables y la caracterización de procesos geológicos.

INSTRUMENTOS PARA EXPLORACIÓN IN SITU

El objetivo

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