La suposición de que las bioquímicas alienígenas probablemente requieren agua líquida puede parecer un poco centrada en la Tierra. Pero dadas las posibilidades químicas disponibles de los elementos más abundantes en el universo, incluso un científico alienígena con una bioquímica diferente probablemente estaría de acuerdo en que una bioquímica basada en solventes de agua es más que probable que ocurra en otras partes del universo, y sería la mayor probable base para el desarrollo de la vida inteligente.
Según lo que sabemos de la vida y la bioquímica, parece probable que una bioquímica alienígena necesite un solvente (como el agua) y una o más unidades elementales para su estructura y función (como el carbono). Los solventes son importantes para permitir reacciones químicas, así como transportar materiales físicamente, y en ambos contextos, tener ese solvente en su fase líquida parece vital.
Podríamos esperar que los solventes bioquímicamente útiles más comunes se formen a partir de los elementos más comunes en el universo: hidrógeno, helio, oxígeno, neón, nitrógeno, carbono, silicio, magnesio, hierro y azufre, en ese orden.
Probablemente pueda olvidarse del helio y el neón, ambos gases nobles, son en gran parte químicamente inertes y rara vez forman compuestos químicos, ninguno de los cuales obviamente tiene las propiedades de un solvente. Mirando lo que queda, los solventes polares que podrían estar más fácilmente disponibles para soportar una bioquímica son en primer lugar agua (H2O), luego amoníaco (NH3) y sulfuro de hidrógeno (H2S) También se pueden formar diversos disolventes no polares, especialmente metano (CH4) En términos generales, los solventes polares tienen una carga eléctrica débil y pueden disolver la mayoría de las cosas que son solubles en agua, mientras que los solventes no polares no tienen carga y actúan más como los solventes industriales con los que estamos familiarizados en la Tierra, como la trementina.
Isaac Asimov, quien cuando no escribía ciencia ficción era bioquímico, propuso una bioquímica hipotética en la que los lípidos (esencialmente cadenas de moléculas de grasa) podrían sustituir a las proteínas en un solvente de metano (u otro no polar). Tal bioquímica podría funcionar en la luna de Saturno, Titán.
Sin embargo, de la lista de solventes potencialmente abundantes en el universo, el agua parece ser el mejor candidato para soportar un ecosistema complejo. Después de todo, es probable que sea el solvente más universalmente abundante de todos modos, y su fase líquida ocurre a un rango de temperatura más alto que cualquiera de los otros.
Parece razonable suponer que una bioquímica será más dinámica en un ambiente más cálido con más energía disponible para impulsar las reacciones bioquímicas. Un entorno tan dinámico debería significar que los organismos pueden crecer y reproducirse (y, por lo tanto, evolucionar) mucho más rápido.
El agua también tiene las ventajas de:
• tener fuertes enlaces de hidrógeno que le dan una fuerte tensión superficial (tres veces mayor que la del amoníaco líquido), lo que favorecería la agregación de compuestos prebióticos y el desarrollo de membranas;
• poder formar enlaces no covalentes débiles con otros compuestos, lo que, por ejemplo, es compatible con la estructura 3D de las proteínas en la bioquímica de la Tierra; y
• poder participar en reacciones de transporte de electrones (el método clave de producción de energía en la bioquímica de la Tierra), mediante la donación de un ion de hidrógeno y su electrón correspondiente.
El fluoruro de hidrógeno (HF) se ha sugerido como un disolvente estable alternativo que también podría participar en reacciones de transporte de electrones, con una fase líquida entre -80 oC y 20 oC a 1 presión atmosférica (Tierra, nivel del mar). Este es un rango de temperatura más cálido que los otros solventes que probablemente sean universalmente abundantes, aparte del agua. Sin embargo, el flúor en sí no es un elemento muy abundante y el HF, en presencia de agua, se convertirá en ácido fluorhídrico.
H2S también se puede usar para reacciones de transporte de electrones, y así lo usan algunas bacterias quimiosintéticas basadas en la Tierra, pero como fluido solo existe en el rango de temperatura relativamente estrecho y frío de -90 oC a -60 oC a 1 atmósfera.
Estos puntos al menos hacen un fuerte argumento para que el agua líquida sea la base más probable estadísticamente para el desarrollo de ecosistemas complejos capaces de soportar vida inteligente. Aunque son posibles otras bioquímicas basadas en otros solventes, parece probable que se limiten a ambientes fríos y de baja energía donde la tasa de desarrollo de la diversidad biológica y la evolución puede ser muy lenta.
La única excepción a esta regla podría ser entornos de alta presión que puedan mantener esos otros solventes en fase fluida a temperaturas más altas (donde de otro modo existirían como un gas a una presión de 1 atmósfera).
La próxima semana: ¿Por qué carbono?
