¿Cuáles son los argumentos válidos para la contaminación directa, dada la singularidad de las proteínas?

¿Cuál es el fundamento científico de la hipótesis de que la exploración humana del espacio accidentalmente podría propagar la vida de la Tierra, por ejemplo, a Marte y causar una contaminación que no se puede distinguir de ninguna vida autóctona marciana?

El argumento que conozco es que si más tarde detectamos vida en Marte, no sabríamos si es nuestra propia contaminación o si es vida autóctona marciana que resulta ser indistinguible de la vida en la Tierra. ¡Pero obviamente ese no es un argumento válido! Las proteínas son cadenas de cientos a decenas de miles de 20 aminoácidos diferentes. Para cualquier longitud de proteína, hay entre 20^100 y 20^30000 variantes posibles. Entonces sabemos con certeza que dos proteínas similares nunca ocurren de forma independiente en ninguna parte del universo visible.

Tenga en cuenta que la "evolución convergente" ni siquiera entra en juego aquí como una tendencia potencial hacia la uniformidad, ya que la variación y la selección solo funcionan en proteínas realmente existentes, no en cualquiera de las proteínas posibles pero nunca existentes. La vida autóctona marciana se distinguirá muy fácilmente de la vida terrestre.

¿Hay otros argumentos?

Comentando porque no puedo editar la etiqueta: el término defensa planetaria se refiere a proteger a la Tierra de los impactos de asteroides. Esta publicación trata sobre la protección planetaria.
@Chris Lo eliminé ahora. Pensé que incluía la defensa contra la contaminación biológica, la actividad solar y otros eventos cósmicos menos conocidos también.

Respuestas (3)

Si la vida en la Tierra y en Marte tienen un origen común (por ejemplo, un autoestopista microbiano en los escombros del impacto ), la contaminación podría oscurecer ese hecho.

Pero la pregunta más grande en astrobiología hoy en día son los orígenes independientes. Y la evolución independiente produciría diferentes proteínas, especialmente en ambientes tan diferentes y con un impacto tan extraño en la selección como origen. Sabríamos claramente si se trata de contaminación de la Tierra durante el siglo XXI o hace 100 millones de años. (Y por supuesto aún sé que tiene el mismo origen que la vida en la Tierra)
Si estamos hablando de abundantes organismos vivos, claro, pero si solo tenemos fragmentos de ADN en los fósiles, es posible que no tengamos proteínas largas completas con las que trabajar.
Eso tendría que ser fragmentos de ADN muy cortos en ese caso. Con cuatro pares de bases, la probabilidad es 4^longitud y la longitud es 3 veces la longitud de la proteína en términos de aminoácidos. Y usando los mismos pares de bases, y todos con la misma quiralidad. Si solo encontramos ADN de menos de 10 pares de bases (4 ^ 10 ya es uno en un millón, para un solo hallazgo), entonces no hay razón para interpretar eso como algo más que una contaminación reciente de todos modos. Es más probable que haya ocurrido de forma abiótica que nunca al haber sido parte de un proceso evolutivo con mutaciones aleatorias.
Recuerde que hay un poco de efecto de cumpleaños, por lo que es posible que solo compare 10 pares de bases, pero comparará eso con muchos más de la Tierra. Me viene a la mente la idea del viejo mono golpeando una máquina de escribir.
¿Tengo razón también en que los pares de bases no están distribuidos uniformemente? Biólogo de la IANA, pero IIRC, las tríadas de pares de bases especifican aminoácidos, con 64 tríadas de BP asignadas a 20 aminoácidos más algunos "códigos de parada", y algunos son mucho más comunes que otros, por lo que las matemáticas directas de 4^x no necesariamente mantener?

Tiene razón en que nuestra tecnología actual (por ejemplo, la reacción en cadena de la polimerasa) nos permite distinguir y discriminar fácilmente entre las formas de vida en la Tierra, y nos permitiría identificar fácilmente las formas de vida derivadas de la Tierra en Marte, en caso de que sobrevivan. Incluso si la vida en la Tierra y Marte finalmente tuvieran un origen común, aún podríamos distinguirlas entre sí como distinguimos las arqueas de las bacterias en la Tierra.

Sin embargo, otro impacto potencial de la introducción de vida en la Tierra sería apoderarse de un ecosistema y hacer que la vida de Marte se extinguiera antes de que tuviéramos la oportunidad de detectarla y analizarla. Considero que este escenario es bastante improbable, ya que los supuestos organismos marcianos han tenido la historia del planeta para evolucionar hacia su entorno. Aún así, improbable no es cero.

Por último, si la vida en la Tierra y en Marte logran coexistir y no tienen un origen común, podríamos detectar la vida en la Tierra, pero su presencia dificultaría nuestra capacidad para examinar la vida en Marte en la misma muestra al agregar mucho ruido en parte superior de la señal. No sería imposible, sólo mucho más difícil. (Tal vez podríamos desarrollar un Earthicida que mate la vida en la Tierra pero no la vida en Marte. Sin embargo, si lo hacemos, deberíamos tener cuidado con eso).

Lo siento que he fallado en hacer mi punto. Es por eso que todos los intentos de una respuesta pierden el punto. "Todavía podríamos distinguirlos entre sí como distinguimos las arqueas de las bacterias en la Tierra". No. Los virus son pre-archea, en todo caso, y la mitad de su ADN es idéntico al ADN del virus, porque los virus se los han inyectado desde hace miles de millones de años. Toda la vida en la Tierra es muy íntimamente la misma familia. Cada celda, sin ninguna excepción. Y ni siquiera una sola de nuestras 20.000 moléculas de proteína diferentes puede haber existido en cualquier lugar en cualquier momento, pero aquí desde nuestro origen vivo común.
Y volviste a fallar en ese comentario. No pude sacarle cara o cruz a eso.
Bueno, de una colección de 20 ^ 10 000 o más proteínas posibles, hagamos una selección de 10 ^ 6 de ellas. Apuesto contra ti que tú y yo elegimos a cualquiera que no sea obviamente indistinguible. Podría dejar que tú y todos lo hagáis siempre, y siempre apostaré en contra de que se os ocurra algo similar a mi propia selección aleatoria.
Demasiados negativos. Contra... no... indistinguible? Todavía no podía entenderlo, ni la relevancia de la pregunta. ¿Su punto es que las diferentes proteínas son diferentes?
¡Sí, ese es mi punto! Todas las proteínas alienígenas son muy diferentes de todas las proteínas de la Tierra. El millón o más de proteínas en la Tierra son solo pequeñas variaciones de la misma colección original aleatoria. Es probabilísticamente imposible que el universo vuelva a producir una proteína que sea similar a cualquier proteína que haya existido en la Tierra. Y ningún proceso puede hacer converger dos colecciones independientes de proteínas. La combinatoria no lo permite y la evolución solo opera en las proteínas que realmente existen, no en ninguna de las 10^cualesquiera proteínas potenciales que nunca existen.
Si hay vida marciana, puede o no ser "alienígena" en el sentido que usted quiere decir. La vida marciana puede ser una rama de la vida terrestre, o viceversa.
Sí, podría ser. Y si encontramos alguna proteína en Marte que sea similar a cualquier proteína en la Tierra, sabemos con certeza que tiene el mismo origen que la nuestra. Esa es la base de mi pregunta, no entiendo cómo se puede confundir la vida indígena en Marte con la contaminación por sondas o astronautas.
Mi respuesta dice que no puede ser. Quizás no leíste mi respuesta.

Puedo pensar en 3 razones. El tercero es probablemente el más importante:

1.

El punto hecho por @Russell Borogove sobre el origen común es una de las razones. Todavía no sabemos mucho sobre el origen de la vida en la Tierra, por lo que ciertamente no podemos descartar esa posibilidad.

2.

Otro punto es que realmente no sabemos cómo sería la vida extraterrestre. La única vida que conocemos es la vida en la Tierra. Es posible que la vida similar a la de la Tierra sea muy probable que también ocurra en otros lugares y que no haya muchas formas de vida que sean realmente diferentes a la vida en la Tierra. No diría necesariamente que dos proteínas similares nunca ocurrirían de forma independiente en ningún lugar del universo visible. La evolución convergente nos muestra que diferentes formas de vida pueden evolucionar de manera similar dadas las mismas limitaciones. Las proteínas realizan ciertas funciones y probablemente se verían de manera similar a otras proteínas que cumplen la misma función.

3.

Un tercer punto es que estamos buscando evidencia de vida en lugar de las cadenas de ADN reales. Esto podría ser actual o extinto (No tenemos ADN Dino). La vida en la Tierra podría invadir Marte y cambiar el paisaje y la química hasta tal punto que no seríamos capaces de determinar si fue alterada por la vida en la Tierra o en Marte.

1. No ha considerado la combinatoria involucrada aquí. Sabemos con certeza que dos proteínas idénticas nunca han existido o existirán de forma independiente en el universo visible. 2. La evolución no puede "convergir" proteínas que nunca existen. Ese fenómeno es exclusivamente interno a una familia de vida con el mismo origen. Un insecto fosilizado en Marte podría parecerse mucho a uno en la Tierra. Las funciones convergen, pero las secuencias de las macromoléculas no. 3. ¡Buen punto! Pero, ¿no sería fácil distinguir la contaminación reciente por parte de los humanos de los rastros de miles de millones de años?
¿Por qué crees que la evolución convergente no podría ocurrir en dos planetas con orígenes separados? Puede haber algunos principios subyacentes universales para la vida en nuestro sistema solar (o incluso en el universo) que conducen a que las proteínas tengan estructuras similares.
¿Cuáles son los argumentos válidos para la contaminación directa, dada la singularidad de las proteínas?
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