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Habitabilidad:
¿Un concepto binario o continuo?

Alberto González Fairén

La habitabilidad de un entorno, ¿se puede definir con una decisión binaria (sí/no), o se define a través de un continuo?
l término “habitabilidad” está en el centro de los estudios astrobiológicos, y por lo tanto definir con precisión su significado es importante. En un interesante debate desarrollado durante el último medio año en la revista Nature Astronomy, el grupo de Charles Cockell, de la Universidad de Edimburgo, y René Heller, del Instituto Max Planck, han sostenido postulados contrarios.

Por un lado, el grupo de Cockell propone que la habitabilidad es un concepto binario a nivel fundamental. Desde su punto de vista, si consideramos un entorno con respecto a un organismo, ese entorno concreto o bien podrá sostener la actividad metabólica de ese organismo al menos al límite mínimo requerido para su supervivencia, o bien no podrá.

Esta respuesta binaria estaría determinada por un umbral termodinámico establecido por la energía libre disponible en ese entorno y la energía requerida por el organismo para repararse y mantener su estructura celular (incluidos sus requerimientos nutricionales). Un entorno, para ese organismo específico y en ese momento concreto, no podría ser “parcialmente habitable”, ya que o bien cumple la condición establecida o no la cumple. Además, para que una población de organismos se mantenga, estos organismos deben ser capaces de reproducirse, lo que supone otro umbral termodinámico adicional en el entorno.

Por lo tanto, para el grupo de Cockell, determinar si un entorno particular es habitable o no conllevaría considerar a un amplio rango de organismos y determinar, para cada uno de ellos, si el entorno es habitable. Este ejercicio permitiría reunir una serie de respuestas binarias acerca de la habitabilidad de ese entorno concreto.

Pero, además, estas respuestas binarias no serían independientes. Las interacciones en un ecosistema implican que el hecho de que un entorno sea habitable para un organismo depende de todos los otros organismos presentes en ese entorno. Por ejemplo, en sintropía, los desechos de un organismo son el alimento de otro. De hecho, en la Tierra, solo conocemos un ecosistema compuesto por un solo organismo: la bacteria sulfato-reductora Candidatus Desulforudis audaxviator, que habita formando comunidades aisladas del resto de la biosfera a 3 kilómetros de profundidad en una mina de oro de Sudáfrica.

En definitiva, para el grupo de Cockell, sería posible integrar todas las respuestas binarias obtenidas, de tal modo que se podría cuantificar la respuesta a la pregunta que da título a este texto: los entornos “más habitables” serían aquellos donde el número de respuestas positivas superara al de negativas, y los “menos habitables” donde sucediera lo contrario. Así, podríamos definir los entornos, e incluso los planetas, como “más” o “menos” habitables (Figura 1). Y un entorno sería completamente inhabitable si todas las respuestas fueran negativas para todos los organismos conocidos.
La habitabilidad entendida como concepto binario
Figura 1: La habitabilidad entendida como concepto binario.
(Cockell et al., 2019) Click para ampliar!
En su respuesta, Heller aduce que algunas de las asunciones implícitas de la hipótesis del grupo de Cockell tienen el efecto de generar precisamente el resultado que se quiere obtener. Según Heller, Cockell y sus colaboradores predefinen a los organismos y a los entornos como entidades discontinuas, y por lo tanto su análisis deriva necesariamente en soluciones binarias.

La primera de las asunciones estaría referida a la diversidad genética de los organismos. Según Heller, el grupo de Cockell sugiere que los organismos que serían los sujetos de las preguntas con respuesta binaria “sí” o “no” son tan diferentes como una cianobacteria y un cerdo doméstico. Por lo tanto, esta asunción implícita de que los organismos a analizar tienen un grado de discontinuidad biológica enorme, lleva inexorablemente a la lógica de una interpretación binaria de la habitabilidad.

Para ilustrar este problema (Figura 2), Heller propone considerar cuatro organismos: tres cianobacterias con relaciones filogenéticas próximas (c1, c2 y c3), y un cerdo doméstico (cd). Y que consideremos dos entornos. El primer entorno (E1) sería un planeta tipo Tierra pero con océanos relativamente poco salinos, en los que c2 y c3 no pudieran vivir, pero c1 pudiera tolerar las condiciones y sobrevivir. E1 sería el hábitat para c1 y cd. El segundo entorno (E2) sería un planeta con océanos muy salinos donde solo pueden habitar cianobacterias, y sin vida en las tierras emergidas. E2 sería un entorno perfecto para c1, c2 y c3, pero cd no podría vivir.
Habitabilidad planetas...
Figura 2: ¿Cuál de estos dos planetas es “más” habitable?.
(Heller, 2020) Click para ampliar!
Según Heller, desde la perspectiva del grupo de Cockell, E2 sería “más habitable” que E1, ya que en E2 pueden vivir “más” organismos que en E1. Pero esta respuesta sólo define la habitabilidad en función del número de organismos, ignorando completamente la complejidad genética, que es mucho mayor en E1. Y la diversidad genética nace de la continuidad de un espectro de posibilidades, por ejemplo vía mutaciones aleatorias. Por lo tanto, los organismos a analizar provienen de un continuo natural (en sentido genotípico y fenotípico) y no existe la discontinuidad biológica que el grupo de Cockell impone como hipótesis inicial.

La segunda asunción del grupo de Cockell, según Heller, estaría referida a la existencia de entornos estancos, aislados del resto del universo. En opinión de Heller, es necesario definir con precisión qué es un entorno, antes de preguntar si es habitable o no lo es. Por ejemplo, ¿es un entorno el interior de la piel humana?, ¿o la superficie de una roca pequeña?, ¿o la costa del Mediterráneo?, ¿o la superficie de un planeta? ¿Incluye nuestro entorno humano a la Luna, ya que afecta a las mareas y a la rotación de la Tierra? ¿Incluimos al Sol, ya que es la fuente primaria de energía?

Heller aduce que la respuesta puede depender incluso del organismo en el que cada uno esté interesado, ya que algunos de estos aspectos serán más relevantes para unos organismos que para otros. Por lo tanto, no es concebible definir a los entornos como elementos discontinuos, ya que solo existe un entorno continuo universal en el espacio y en el tiempo. En este sentido, concluye Heller, sería un error adjudicar a la Tierra un valor 1 de habitabilidad en una escala binaria 0/1, ya que esta preconcepción nos impediría contemplar la posibilidad de que existan planetas “más habitables” que la Tierra, en términos de biomasa, diversidad genética, longevidad de la habitabilidad, o resiliencia ante la destrucción provocada por el impacto de un asteroide.

Este es, sin duda, un debate fascinante. Si se producen novedades o nuevas aportaciones, intentaremos traerlas de nuevo a estas páginas.
 
 
Madrid, España, 06 de Mayo de 2020.
 
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