Cuando pensamos en la vida en la Tierra, podríamos pensar en ejemplos individuales que van desde animales hasta bacterias. Sin embargo, cuando los astrobiólogos estudian la vida, tienen que considerar no solo los organismos individuales, sino también los ecosistemas y la biosfera en su conjunto.
En astrobiología, hay un interés creciente en si la vida tal como la conocemos es una peculiaridad de la historia evolutiva particular de la Tierra o, en cambio, si la vida podría estar gobernada por principios organizativos más generales.
Si existen principios generales que pueden explicar propiedades comunes a toda la vida en la Tierra, los científicos plantean la hipótesis, entonces pueden ser universales para toda la vida, incluso para la vida en otros planetas. Si existe una "biología universal", tendría implicaciones importantes para elbuscar vida más allá de la Tierra, diseñar vida sintética en el laboratorio y resolver el origen de la vida, lo que permite a los científicos predecir al menos algunas propiedades de la vida extraterrestre.
La investigación previa en esta área se ha centrado principalmente en niveles específicos de organización dentro de la biología, tales como organismos individuales o comunidades ecológicas. Estos niveles forman una jerarquía en la que los individuos están compuestos de moléculas que interactúan y los ecosistemas están compuestos por individuos que interactúan.
Un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad Estatal de Arizona ASU ha ido más allá de centrarse en los niveles individuales en esta jerarquía para estudiar la jerarquía en sí, centrándose en la biosfera en su conjunto. Los resultados de su estudio se han publicado recientemente Avances científicos .
"Para comprender los principios generales que rigen la biología, debemos entender cómo se organizan los sistemas vivos en todos los niveles, no solo dentro de un nivel dado", dice el autor principal Hyunju Kim del Centro Beyond de ASU y la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio.
A través de este estudio, el equipo descubrió que la bioquímica, tanto a nivel de organismos como de ecosistemas, se rige por principios generales de organización. "Esto significa que hay una lógica en la organización de bioquímica a escala planetaria", dice el coautor principalHarrison Smith, de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU. "Los científicos han hablado sobre este tipo de lógica durante mucho tiempo, pero hasta ahora han luchado para cuantificarla. La cuantificación puede ayudarnos a limitar la forma en que surge la vida en un planeta."
Para esta investigación, el equipo construyó redes bioquímicas utilizando una base de datos global de 28,146 genomas y metagenomas anotados y 8,658 reacciones bioquímicas catalogadas. Al hacerlo, descubrieron leyes de escala que rigen la diversidad bioquímica y la estructura de la red que se comparten entre los niveles de la organización de los individuosa los ecosistemas, a la biosfera en su conjunto.
"Cuantificar los principios generales de la vida, no restringidos a un dominio del árbol de la vida, o un ecosistema en particular, es un desafío", dice Smith. "Pudimos hacerlo combinando herramientas de ciencia de redes y escaladoteoría, al mismo tiempo que aprovecha grandes conjuntos de datos genómicos que los investigadores han estado catalogando "
El equipo de investigación, dirigido por Kim y Smith bajo la supervisión de Sara Walker de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU y el Centro Beyond, también incluye a Cole Mathis del Centro Beyond y el Departamento de Física de ASU ahora en la Universidad deGlasgow, y Jason Raymond de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio.
"Comprender mejor los principios organizativos de la bioquímica a escala global nos permite comprender cómo funciona la vida como un proceso planetario", dice Walker. "La capacidad de identificar más rigurosamente las propiedades universales de la vida en la Tierra también proporcionará a los astrobiólogos nuevas cuantitativasherramientas para guiar nuestra búsqueda de vida extraterrestre, tanto en el laboratorio como en otros mundos "
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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