16/02/2015 23:13

Receta para hacer un planeta con vidabasada en el silicio

¿Qué elemento de la tabla periódica sería un buen candidato para reemplazar alcarbono?, El carbono pertenece al grupo IV, y el elemento más cercano a este enese grupo es el silicio

Por: Jean Bernstein

El primero en proponer en serio la vida basada en el silicio como una alternativa a la vida basadaen el carbono en la comunidad científica fue el astrofísico alemán Julius Schneider. El usó estateoría en 1891 para predecir la vida en los planetas rocosos de nuestro sistema solar. Luego en1893, James Emerson Reynolds propuso que la vida basada en el silicio podría existir, pero atemperaturas extremadamente altas, porque los compuestos de silicio conocidos en ese momentoeran estables, incluso a altas temperaturas. Treinta años después, J.B.S Haldane sugirió que la vidabasada en el silicio podría existir en las rocas fundidas en el interior de la Tierra. El manto de laTierra contiene suficiente silicio y, como se dijo antes, los compuestos de silicio son muy estables aaltas temperaturas. En años recientes el Dr. Thomas Gold, un renombrado astrofísico austríaco(ahora fallecido), escribió un libro sobre la posibilidad de la vida basada en el silicio en el interiorde la Tierra: The Deep Hot Biosphere, un libro ciertamente muy controversial y que valdría la penaleer.

Con el conocimiento de que el carbono y el silicio tiene propiedades químicas similares y que elsilicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (mucho más abundante queel carbono), hay que preguntarse no sólosi la vida de silicio puede existir sino también por qué noexiste ya, al menos en nuestras condiciones ambientales. La respuesta según Nicholas Linn seencuentra principalmente en el tamaño y la diferencia entre la energía de los orbitales de los

átomos de carbono y los átomos de silicio.Un átomo de silicio tiene 8 electrones más que un átomo

de carbono y el tamaño de enlace homogéneo es de 235 pm a comparación de los 77 pm delcarbono. La nube electrónica más grande del silicio hace que los electrones de valencia tenganmayor energía, así los enlaces del silicio generalmente son más débiles que los del carbono. Estadiferencia por sí sola es suficiente para explicar por qué el carbono crea vida y el silicio crea rocas,al menos en las condiciones estándares de la Tierra.

Hasta ahora hemos comparado el silicio con el carbono principalmente por lo que sabemos en laTierra. Sin embargo, ¿cuáles podrían ser las condiciones en otro planeta? ¿Cómo podríaevolucionar la vida en otro lugar para usar silicio en lugar de carbono? En 1894, el famoso escritorH.G. Wells escribió:

"Uno se puede asombrar ante la fantástica imaginación cuando se le sugiere algo: la visión deorganismos de silicio y aluminio (¿y por qué no hombres de silicio y aluminio en algún momento?),vagando por una atmósfera de sulfuros gaseosos, digamos, por las orillas de un mar líquido algunoscientos de grados por encima de la temperatura de un alto horno".

En la famosa película “Alien” el monstruo era un ser vivo de silicio cuya piel, pareciera estar formada por silicona. Efectivamente, esta composición le proporcionaba una total

adaptación a cualquier medio atmosférico o planetario. Daba igual que este fuera caliente o heladoque fuese húmedo o seco o que la atmósfera fuese rica en oxígeno o en azufre, que tuviese altosporcentajes de vapor de agua o de ácidos. Hay que recordar que el silício es un elemento refractario(soporta altas temperaturas) luego donde las moléculas orgánicas se caerían a pedazos, lasmoléculas de silicio se mantienen estables y funcionando tan campantes. Por ejemplo si existiesevida en el interior de la Tierra veo mucho más factible una vida basada en el silicio que en elcarbono a tenor de las elevadas temperaturas y altas presiones reinantes.

Tenemos muchas pruebas acerca de la formación del SiO2 en la Tierra, ya que es un constituyenteprincipal de las rocas. La forma más común de SiO2 es el cuarzo. Aunque se identifica fácilmenteen la Tierra, el SiO2 tiene propiedades muy distintas a las del CO2, también abundante. Aquí, en laTierra, el CO2 es gaseoso en casi todo el rango de temperaturas, es muy soluble en agua (por lo queestá disponible para la vida en solución acuosa) y se puede romper en carbono y oxígeno. Muy porel contrario, el SiO2 no existe como gas excepto a temperaturas extremadamente altas, muy por

encima de 2.000 grados centígrados. Como puede pensarse a partir de que forme muchas de lasrocas en la Tierra, el SiO2 es completamente insoluble en casi todo. Finalmente, como el siliciotiene una alta afinidad por el oxígeno, es muy difícil romper el SiO2 en los átomos que loconstituyen. Por tanto, el dióxido de carbono gana la competición contra el dióxido de silicio porser más útil para la vida. Con respecto a los organismos vivos, el SiO2 se puede considerar unamolécula inerte, y por eso, inútil para los procesos de la vida.

Sabemos que los compuestos de silicio y oxígeno se forman fácilmente y por eso son bastantecomunes. ¿Podría la vida aprovecharse de esto? En la Tierra se pueden formar algunas moléculasbastante grandes a partir de los enlaces Si­O. Las siliconas son un ejemplo de estas moléculas;están compuestas por enlaces Si­O y contienen carbono. Son muy estables; tanto, que no suelenreaccionar con otras moléculas. Aunque las siliconas pueden ser usadas por al vida para almacenary transmitir información, su incapacidad para intervenir fácilmente en reacciones químicas lashace poco probables como elección para cualquier tipo de vida. Esto nos lleva otra vez al mismoproblema que vimos con el SiO2, y es que las siliconas no serían útiles en las reacciones químicas.

Quizá estemos siendo demasiado estrechos de mente en cuanto a cómo estamosconsiderando la química básica. ¿Las reglas de la química funcionan igual en todo el

universo? ¿El silicio se comportaría de manera diferente en otro planeta? Según las observacionesque han realizado los astrónomos, probablemente no. Los astrónomos han estudiado el entornocósmico: el medio interestelar, las nubes interestelares, los meteoritos, los cometas y las estrellas.En todos estos lugares abundan las moléculas de carbono, y no sólo las sencillas moléculas decarbono, sino también las más complejas moléculas orgánicas. El silicio oxidado, como el dióxidode silicio, es bastante común en el entorno cósmico. Sin embargo, las moléculas de silicio como elsilano y las siliconas que podríamos considerar como moléculas de la vida basadas en el silicio seencuentran rara vez. La química del carbono parece ser ubicua en el cosmos.

Hasta ahora, las pruebas sugieren que no es muy probable que la vida se base en la química delsilicio. Sin embargo, eso no descarta que el silicio jugara algún papel en los orígenes de la vida.Muchas moléculas de carbono que se usan en la vida muestran algo conocido como quiralidad.Pueden existir como moléculas "diestras" o "zurdas". Una molécula de azúcar diestra es la imagenespecular de la molécula de azúcar zurda complementaria, igual que tu mano izquierda es la

imagen especular de tu mano derecha. Cuando le das la mano a alguien, las manos de ambos son, obien derechas, o bien izquierdas. Y el apretón de manos no funciona cuando se realiza con unamano derecha y una izquierda.

De manera similar, la vida se ha desarrollado usando sólo moléculas con una quiralidad particular.Las moléculas de silicio rara vez muestran esta característica; normalmente son aquirales: sólotienen una conformación. Una propuesta acerca del origen de la vida en la Tierra es que lasprimeras moléculas orgánicas se formaron en la superficie de silicatos. Esto habría determinado laquiralidad de las moléculas orgánicas utilizadas hoy por la vida.

No sería tan improbables formas de vida basadas en el silicio. Recordemos que, a diferencia de loque ocurre en el espacio interplanetario e interestelar, el silicio es mucho más abundante que elcarbono en los planetas rocosos. Incluso no sería descabellado pensar que la vida basada en elcarbono fuese una posible prueba de la “panspermia”. La vida orgánica nacería en el espacio dondehay mucho carbono y en cambio la vida basada en el silicio surgiría en los planetas rocosos quizá ensu interior.

De hecho, por ejemplo, en planetas orbitantes de estrellas muy calientes y masivas, orbitantesde gigantes azules generadoras de fuerte radiación ultravioleta y ondas de choque sería

interesante la idea de vida basada en silicio­carbono o en silicio únicamente. Vida sostenida porenlaces fuertes capaces de soportar la radiación.

Muchos de los escritores de ciencia ficción no han perdido toda esperanza de encontrar una formade vida que difiera significativamente de lo que somos nosotros: una forma de vida basada en elcarbono. Las probabilidades de que haya vida basada en el silicio son muy pequeñas, pero eso nodebería impedir a nuestras mentes que exploren lo inimaginable.

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