Los sistemas de inteligencia artificial (IA) están aprendiendo a hacer muchas tareas que son complejas para las personas. Rara es la semana en la que no conocemos su aplicación o avances en algún ámbito nuevo. Pues bien, este lunes, un equipo estadounidense revela que a un sistema de IA se le está dando bastante bien -con un 90% de fiabilidad- realizar un paso clave en la búsqueda de vida fuera de la Tierra: distinguir si el origen de muestras es biológico o no (abiótico). O lo que es lo mismo, si esas muestras indican que hay (o hubo) organismos vivos en ese lugar.
Buscar huellas de vida extraterrestre, pasada o presente, es el gran anhelo de los científicos. Esa investigación se lleva a cabo dentro de nuestro sistema solar con misiones robóticas como las de los vehículos Curiosity o Perseverance en Marte, y en mundos mucho más lejanos (exoplanetas o planetas extrasolares) a través de otras técnicas y telescopios que intentan detectar esos mundos fuera del Sistema Solar biofirmas o biomarcadores, es decir elementos que puedan indicar indicios de vida, tal y como la conocemos en la Tierra.
Entre esas biofirmas (elementos, isótopos, moléculas o fenómenos que proporcionan pruebas de que ha habido o hubo vida) figuran el oxígeno molecular, el ozono o el metano. Pero que exista uno de estos elementos no significa necesariamente que haya vida, o sea, que sea un biomarcador. Por ejemplo, en la Tierra el metano lo producen seres vivos como las bacterias o las vacas. En Marte también se ha detectado este gas, pero el origen podría ser tanto el vulcanismo como procesos biológicos.
De la misma forma, existen componentes orgánicos que han sido producidos por actividad biológica (por seres vivos) o no biológica, y es ahí, en la distinción entre ambos, donde está siendo entrenado el sistema de inteligencia artificial que este lunes presenta en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) un equipo liderado por Jim Cleaves y Robert Hazen, de la Institución para la Ciencia Carnegie, en EEUU.
Tal y como explica el astrobiólogo y especialista en mineralogía Robert Hazen, partieron de «la idea de que la química de la vida difiere fundamentalmente de la del mundo inanimado, de que existen ‘reglas químicas de la vida’ que influyen en la diversidad y distribución de las biomoléculas. Si pudiéramos deducir esas reglas, podríamos usarlas para guiar nuestros esfuerzos por modelar los orígenes de la vida o para detectar signos sutiles de vida en otros mundos».
Su sistema de IA fue entrenado con datos de análisis moleculares de 134 muestras ricas en carbono, tanto de origen biológico como no biológico. Según este estudio, la IA pudo distinguir muestras bióticas de muestras abióticas mediante la detección de diferencias sutiles en los patrones moleculares obtenidos tras análisis con instrumentos que separan e identifican los componentes de una muestra, y que determinan los pesos moleculares de esos componentes respectivamente. En concreto, la IA acertó al identificar correctamente el origen de muestras de organismos vivos (como conchas modernas, huesos, dientes, insectos, hojas o cabello), restos de vida antigua alterada por procesos geológicos (carbón, fósiles ricos en carbono, petróleo o ámbar) y muestras de origen no biológico.
Según Hazen, su método de análisis «tiene el potencial de revolucionar la búsqueda de vida extraterrestre y profundizar en nuestro conocimiento de la química y del origen de las primeras formas de vida en la Tierra», pues también quieren usarlo para analizar rocas antiguas terrestres sobre las que hay debate científico. Por ejemplo, sedimentos hallados en el oeste de Australia de 3.500 millones de años de antigüedad que, según algunos investigadores, contienen los fósiles de microbios más antiguos, mientras que otros sostienen que no contienen huellas de vida antigua.
El astrobiólogo estadounidense cree que este sistema de IA podría incorporarse en sensores inteligentes que llevarían las naves espaciales y los vehículos robóticos para buscar señales de vida antes de traer las muestras a la Tierra.
Jorge Pla-García, investigador del Centro de Astrobiología (CAB/CSIC-INTA), sin vinculación con el estudio publicado en PNAS, considera que se trata de «una investigación muy interesante que podría ayudar en un futuro a los astrobiólogos a la hora de determinar si, efectivamente, alguna de las muestras analizadas fuera de la Tierra son realmente biomarcadores». Este científico, que es miembro del equipo español que ha suministrado a la NASA las estaciones meteorológicas que llevan sus rovers marcianos y ha firmado numerosos estudios sobre la presencia de metano en Marte, recuerda «que solo es biomarcador aquel compuesto orgánico que procede clara y unívocamente de actividad biológica. Y esto no es tan fácil de discernir. En nuestro propio planeta es difícil encontrar y confirmar indicios de vida pasada en rocas de la Tierra Primitiva (como se conoce a las primeras fases de nuestro planeta). Si hacer esto aquí en casa es realmente complejo, imagínense hacerlo de forma remota en Marte, un planeta alejado de nosotros a una distancia media de 225 millones de km».
Para demostrar que una muestra es de origen biológico, añade Pla-García, «no solo hay que poder demostrar que la vida puede crearla, sino que hay que descartar que fuera creada por otros procesos. Es precisamente en este punto donde la IA juega un papel fundamental según este equipo de investigadores y por lo que los resultados me parecen muy prometedores, aunque también tenemos que ser cautelosos, ya que hablan de una precisión del 90%, un valor bastante alto pero no suficiente como para discernir unívocamente si un compuesto procede o no de actividad biológica (en Astrofísica por ejemplo, para confirmar que un compuesto está presente en la atmósfera de un exoplaneta, necesitamos una precisión del 99,977%)», señala.
«Uno de los grandes problemas a los que se enfrenta a diario la comunidad astrobiológica es el análisis in situ de las muestras, debido a las limitadas prestaciones de la instrumentación a bordo de misiones espaciales comparada con los potentísimos y ambiciosos laboratorios que tenemos en la Tierra. Es por este motivo por el que para intentar identificar el origen de las muestras marcianas identificadas como de alto interés astrobiológico según el rover Perseverance, necesitamos traerlas a la Tierra con la futura misión Mars Sample Return (MSR)».
Sin embargo, como recuerda el científico español, una revisión independiente publicada la semana pasada concluye que esta misión podría costar más de 10.000 millones de euros y sugiere a la NASA retrasar o replanificarla: «Quizá, en un futuro, la IA nos ayude a estudiar muestras de forma remota sin necesidad de traerlas a casa. Esta nueva investigación abre un nuevo abanico de posibilidades», sostiene Pla-García, que considera que la IA es «una herramienta potentísima» que ya utilizan en su propio grupo de investigación para mejorar las predicciones meteorológicas en Marte, asegura.
