Exploración espacial y transhumanismo (III): Bajo el punto de congelación.

Continuamos explorando los distintos tipos de modificaciones sobre nuestra biología que podrían aumentar nuestras probabilidades de sobrevivir en ambientes hostiles lejos de la protección de la Tierra. Ya hemos comentado cuán útil les sería a nuestros exploradores espaciales no tener que convivir con los malos olores de sus compañeros, y poseer resistencia UV en ambientes que carecen por completo de ozonósfera. Ahora ha llegado el momento de lidiar con un nuevo conflicto entre el ambiente extraterreste y el cuerpo humano: El punto de congelación del agua.

Es de saber popular que el agua es un componente importante del volumen corporal humano, y que se presenta en la Tierra bajo tres formas: sólida (hielo), líquida (agua) y gaseosa (vapor), siendo el límite entre hielo y agua líquida el punto de temperatura ubicado en 0ºC. Este punto varía dependiendo la composición salina del agua y la presión. Sobre la superficie terrestre una gran parte de la masa total del agua (la mayor parte) se comporta como un líquido de densidad media de 1000 ± 27 kg/m³ (debido a la presencia de sales disueltas), bajo condiciones de temperatura media que rondan los 20ºC, con una presión a nivel del mar de alrededor de 1,033 kilógramos-fuerza/cm² (1 atm). Un kilógramo de agua libre de sales se congela a los 0ºC a 1 atm de presión, pero uno que posea sales disueltas tomará más tiempo (y más frío) en congelarse.

No obstante en los mundos donde nos interesa hacer exploración espacial las condiciones de temperatura y presión se alejan bastante de las condiciones terrestres.

Sobre la superficie de la Luna la presión media se acerca a cero en todos los sistemas de medida (no retiene una atmósfera mensurable), y por lo mismo no posee temperaturas cordiales: Oscila entre -230ºC y 120ºC dependiendo de si da o no directo al Sol. Por lo tanto si uno dejara un kilógramo de agua líquida sobre un cráter lunar, muy probablemente se convertiría en una escarcha volátil.

Marte, por otro lado retiene una atmósfera cuya presión es de alrededor de una centésima parte de la atmósfera terrestre, con temperaturas que rara vez superan los 0ºC. Por lo mismo el agua se halla sólida, o, debido a la baja presión, como vapor helado. Y ciertamente que bajo ninguna de estas formas nos gustaría tener el agua de nuestro cuerpo.

El cuerpo humano adulto retiene más de un 60% de agua líquida, la mayor parte concentrada dentro de las células individuales (líquido intracelular). El resto se reparte en los distintos fluidos del cuerpo, entre ellos la sangre. Un humano en el espacio interplanetario ebulliría debido a la falta de presión, y se congelaría debido a la escasez de temperatura (probablemente no alcanzaría a explosionar debido a un congelamiento súbito). Un humano en la superficie de Marte correría un destino similar, aunque más amortiguado (más demoroso y más sufrido), pues hay más presión y temperatura que en el espacio vacío. ¿Qué hacer luego?

El problema de la presión resulta difícil de solucionar. Luego, lo más económico es que los humanos sigan usando trajes que los presionen durante la exploración espacial (por ahora). No obstante pudiera ser que en el futuro no llegáramos a necesitar materiales aislantes como los requerimos hoy. Una propiedad interesante del agua a la que ya hice mención es que si tiene sales disueltas demora más en congelarse. Esto se debe a que para que el agua se congele, debe cristalizarse. Los cristales se forman cuando las moléculas de agua se agrupan en sistemas ordenados. Si hay otras moléculas (por ejemplo, sales disueltas) interfiriendo en este orden, el agua en cuestión no puede cristalizarse. El resultado, debe exponérsele a una menor temperatura para que logre solidificarse. Estas moléculas que interfieren en la cristalización existen en los sistemas biológicos, y reciben el nombre de proteínas anticongelantes.

Ejemplos de especies que poseen estas proteínas abundan: Gymnodraco acuticeps (pez), Lithobates sylvaticus (rana), Tenebrio molitor (escarabajo), son especies que poseen proteínas que evitan la formación de cristales de agua y de esta manera pueden sobrevivir a temperaturas mucho menores a las que se consideran aptas para vertebrados e insectos.

No obstante, y aun cuando pudiéramos evitar congelarnos en la superficie marciana, nuestro metabolismo no sólo depende de que nuestros líquidos permanezcan líquidos. Necesitamos temperaturas "fisiológicas", donde nuestra química interna pueda funcionar adecuadamente. Lo ideal sería poder cambiar nuestro metabolismo por completo (como una suerte de hibernación, que ya ha sido probada exitosamente por la naturaleza en mamíferos). Por lo demás, bombardear nuestro organismo con proteínas anticongelantes en exceso pudiera afectar nuestro potencial osmótico (funcionamos mal si hay demasiadas, o muy pocas "sustancias" disueltas en nuestros fluidos). Por lo que este es un tema que habrá que tratar con cuidado. Sin embargo, pudiera salvar vidas, y tiene cientos a aplicaciones en nuestro planeta, sobretodo para quienes lidian con inviernos pesados o practican deportes en el hielo o la nieve. En la próxima entrada hablaremos sobre otra clase de modificación que salvará vidas: La retención de oxígeno.