Searching for life in the Universe: unconventional methods for an unconventional problem / En busca de vida en el Universo: métodos no convencionales para un problema no convencional

The search for life, on and off our planet, can be done by conventional methods with which we are all familiar. These methods are sensitive and specific, and are often capable of detecting even single cells. However, if the search broadens to include life that may be different (even subtly different) in composition, the methods and even the approach must be altered. Here we discuss the development of what we call non-earthcentric life detection--detecting life with methods that could detect life no matter what its form or composition. To develop these methods, we simply ask, can we define life in terms of its general properties and particularly those that can be measured and quantified? Taking such an approach we can search for life using physics and chemistry to ask questions about structure, chemical composition, thermodynamics, and kinetics. Structural complexity can be searched for using computer algorithms that recognize complex structures. Once identified, these structures can be examined for a variety of chemical traits, including elemental composition, chirality, and complex chemistry. A second approach involves defining our environment in terms of energy sources (i.e., reductants), and oxidants (e.g. what is available to eat and breathe), and then looking for areas in which such phenomena are inexplicably out of chemical equilibrium. These disequilibria, when found, can then be examined in detail for the presence of the structural and chemical complexity that presumably characterizes any living systems. By this approach, we move the search for life to one that should facilitate the detection of any earthly life it encountered, as well as any non-conventional life forms that have structure, complex chemistry, and live via some form of redox chemistry (AU)

La búsqueda de vida, tanto en nuestro planeta como fuera de él, puede hacerse mediante métodos convencionales, sensibles y específicos, a veces incluso capaces de detectar células individuales. Sin embargo, si el estudio se amplía para incluir vida que pueda ser de distinta composición (incluso sutilmente distinta), los métodos e incluso el enfoque del estudio deben alterarse. En este artículo se discute el desarrollo de lo que denominamos detección de vida no geocéntrica ––detección de vida con métodos que pueden detectarla sin tener en cuenta su forma y su composición. Para desarrollar estos métodos, simplemente nos preguntamos si podemos definir la vida en términos de sus propiedades generales y particularmente aquellas que se pueden medir y cuantificar. Esto nos permite usar la física y la química para hacer preguntas sobre la estructura, la composición química, la termodinámica y la cinética. Buscamos la complejidad estructural usando algoritmos computerizados que reconocen estructuras complejas. Cuando encontramos dichas estructuras, examinamos una serie de características químicas, como la composición elemental, la quiralidad, y la química más compleja. Un segundo enfoque trata de definir nuestro ambiente en términos de fuentes de energía (componentes reductores) y oxidantes (es decir, qué se puede comer y qué se puede respirar) y entonces trata de buscar zonas en las cuales estos fenómenos se encuentren inexplicablemente fuera del equilibrio químico. Estos desequilibrios, cuando se encuentran, pueden examinarse detalladamente para buscar en ellos la complejidad estructural y química que presuntamente caracteriza a todos los sistemas vivos. Con este enfoque damos con métodos capaces de detectar cualquier tipo de vida parecida a la de la Tierra, así como formas de vida no convencional que tengan una estructura, una química compleja y que vivan por medio de alguna forma de química de oxidación-reducción. (AU)

New approaches to the study of Antarctic lithobiontic microorganisms and their inorganic traces and their application in the detection of life in Martian rocks / Un nuevo enfoque al estudio de microorganismos litobiontes de la Antártida y sus indicios inorgánicos: aplicaciones en la detección de vida en rocas marcianas

Microbial life in the harsh conditions of Antarctica's cold desert may be considered an analogue of potential life on early Mars. In order to explore the development and survival of this epilithic and endolithic form of microbial life, our most sophisticated, state-of-the-art visualization technologies have to be used to their full potential. The study of any ecosystem requires a knowledge of its components and the processes that take place within it. If we are to understand the structure and function of each component of the microecosystems that inhabit lithic substrates, we need to be able to quantify and identify the microorganisms present in each lithobiontic ecological niche and to accurately characterize the mineralogical features of these hidden microhabitats. Once we have established the techniques that will allow us to observe and identify these microorganisms and mineral substrates in situ, and have confirmed the presence of water, the following questions can be addressed: How are the microorganisms organized in the fissures or cavities? Which microorganisms are present and how many are there? Additional questions that logically follow include: What are the existing water relationships in the microhabitat and what effects do the microorganisms have on the mineral composition? Mechanical and chemical changes in minerals and mineralization of microbial cells can give rise to physical and/or chemical traces (biomarkers) and to microbial fossil formation. In this report, we describe the detection of chains of magnetite within the Martian meteorite ALH84001, as an example of the potential use of SEM-BSE in the search for plausible traces of life on early Mars (AU)

La vida microbiana en las duras condiciones del frío desierto de la Antártida puede considerarse un análogo de la vida que posiblemente hubo en un principio en el planeta Marte. Para explorar el desarrollo y la supervivencia de esta forma de vida microbiana epilítica y endolítica, son necesarias las más sofisticadas tecnologías de visualización. El estudio de todo ecosistema requiere el conocimiento de sus componentes y de los procesos que tienen lugar en él. Para entender la estructura y función de cada componente de los microecosistemas de los sustratos líticos, necesitamos poder cuantificar e identificar los microorganismos presentes en cada uno de los nichos ecológicos que allí se encuentran y caracterizar adecuadamente los rasgos mineralógicos de estos microhábitats ocultos. Una vez se haya establecido las técnicas que nos permitirán observar e identificar estos microorganismos y sustratos minerales in situ, y que se haya confirmado la presencia de agua, pueden estudiarse las siguientes cuestiones: ¿cómo se organizan los microorganismos en las fisuras y cavidades?; ¿qué microorganismos están presentes y cuántos hay? Preguntas a las que, de manera lógica, les suceden: ¿qué relaciones se establecen con el agua presente en el microhábitat y qué efectos tienen los microoganismos sobre la composición mineral? Los cambios químicos y físicos en los minerales y la mineralización de las células microbianas pueden dar lugar a marcadores físicos y/o químicos (biomarcadores) y a la formación de fósiles microbianos. En este artículo, se describe la detección de cadenas de magnetita en el meteorito marciano ALH84001 como ejemplo del posible uso de la SEM-BSE en la búsqueda de rastros de vida en el Marte primitivo. (AU)