NeoFronteras

Sobre la aparición de vida

Área: Biología — lunes, 14 de mayo de 2012

Un par de trabajos hablan sobre las posibilidades de aparición de vida en el Universo o de cómo pudieron ser los primeros pasos prebióticos.

Foto
Posibles vías de aparición de la vida. Fuente: PloS.

Hay conceptos, procesos y hechos que aún se resisten a ser explicados completamente por la ciencia. Uno de ellos es el origen de la vida sobre la Tierra o sobre cualquier otro lugar del Universo.
Nuestra imaginación nos ha permitido crear mundos en donde hay vida y esa vida es diferente o sospechosamente parecida a la que hay sobre este planeta. La Astrofísica nos habla de un Universo vasto poblado por miles de millones de galaxias que a su vez tienen cientos de miles de millones de estrellas. Los últimos descubrimientos nos hablan de que hay tantos planetas, sino más, que estrellas en nuestra galaxia. Esto nos ha permitido pensar que muchos de esos mundos deben de estar habitados, aunque sea por formas de vida no inteligente. El problema es que realmente deseamos que sea así. El Universo sería un lugar mucho más interesante si hubiese otras formas de vida, aunque en su mayoría fueran microorganismos en una sopa oceánica.
Lo cierto es que lo que se llama Exobiología no tiene, de momento, objeto de estudio alguno, pues no se ha encontrado ninguna forma de vida fuera de la Tierra y, por desgracia, parece que la situación va seguir así por mucho tiempo. En realidad esa rama de la ciencia debería llamarse Extremofilia o algo similar, pues se dedica al estudio de los organismos terrestres que viven en ambientes extremos.
Las estadísticas con una muestras de una unidad no tienen demasiado sentido y hasta que descubramos otra biosfera seguirá seguiremos en esa situación.
Una vez se inicia la vida la evolución darwiniana permitirá que tarde o temprano esa vida adquiera ciertos grados de complejidad. Pero hace falta que en primer lugar aparezca esa vida. Podemos decir que los números son muy grandes y que necesariamente debe de haber vida en otros lugares del Cosmos, pero esto no es un buen argumento. Incluso con las condiciones apropiadas podría ocurrir que la probabilidad de aparición de vida fuera tan pequeña que incluso con la inmensa cantidad de mundos que hay el único sitio habitado de la galaxia fuese nuestro mundo. Todo depende de los procesos que dieron lugar a la vida. Crear moléculas orgánicas parece muy sencillo, pero no lo es que se organicen de tal modo que puedan procesar información. Se desconoce completamente la probabilidad de que se origine la vida si se dan las condiciones apropiadas.
En donde la ciencia dice pocas cosas los científicos tienen campo para opinar sobre el asunto. Gerald Joyce, del Scripps Research Institute en La Jolla, ha escrito recientemente un ensayo sobre este tema. Según él podemos elaborar una definición de vida: la vida se auto-reproduce, transmite información heredable a su progenie y sufre evolución darwiniana gracias a la selección natural.
Este investigador se refiere a la información heredable por la vida como “bits” (en forma bases de ADN para la vida conocida) y que la evolución darwiniana produce nuevas combinaciones de estos bits de información. Pero, según él, esto no define una nueva forma de vida o una vida alienígena.
Los organismos pueden aparecer directamente a través de reacciones químicas en una sopa primordial o desprenderse de una biología ya existente. Un sistema genético que contiene más bits de información de los que se requieren para iniciar sus operaciones podría ser razonablemente considerado como una nueva forma de vida. Una forma de vida que aparece a partir de una sopa química primordial libre de bits se puede considerar nueva, mientras que la que deriva de células biológicas ya existentes tendrían un largo camino por delante hasta que cruzase ese umbral.
Según este investigador esta diferencia entre la iniciación química o biológica de vida contribuye a la confusión y desinformación. Dado que sólo conocemos un ejemplo de vida no podemos estimar la probabilidad de que aparezcan nuevas formas de vida, sea en la Tierra o en cualquier otro sitio.
Joyce dice que cree que los seres humanos estamos solos o lejos de otras formas de vida en el Universo, sobre todo si se trata de una forma inteligente (y benevolente). Según él, desear que haya vida en otras estrellas no va cambiar nuestras estimaciones reales sobre el problema, hay que descubrir formas alternativas de vida o crearlas en el laboratorio. Opina que puede que quizás haya algún día un Cristóbal Colón que viaje grandes distancias a otro mundo, pero que lo más probable es que haya algún Geppetto que cree un nuevo ser.
Posiblemente este investigador tenga razón en que es difícil decir algo con fundamento sobre la vida en el Universo si no se investiga al respecto. Basarnos en la fe, o en nuestros buenos deseos o incluso en el Principio Copernicano, no es suficiente.
En esta línea se sitúa otro trabajo que estudia esa parte química que dio lugar a la vida. Como ya mencionamos antes, una vez tenemos un sistema químico de gestión de información genética la evolución hace el resto. Pero, ¿cómo se llega ahí a partir de una sopa química libre de bits? Si creemos que en una sopa las moléculas orgánicas combinadas al azar van a dar lugar a una célula con ADN y proteínas de la noche a la mañana entonces la probabilidad de que surja la vida es exactamente cero.
Wim Hordijk, Mike Steel y Stuart Kauffman estudian el aspecto de la evolución química prebiótica según conjuntos autocatalíticos. Estos conjuntos serían factorías químicas en las que los productos de una reacción catalizarían otras reacciones en un bucle de retroalimentación. El resultado sería un ciclo de síntesis química autocontenido. Recientemente se han descubierto conjuntos catalíticos reales en el laboratorio funcionando de esta manera, así que la idea cuenta con apoyo experimental.
Estos investigadores han estudiado las propiedades matemáticas de estos conjuntos y muestran que estos conjuntos pueden dar lugar muchos subconjuntos autocatalíticos de muchos tipos diferentes que algunas veces se solapan. Por tanto, estos conjuntos tienen una estructura compleja y rica.
Lo más interesante quizás sea que muestran cómo estas estructuras químicas pueden evolucionar produciendo nuevos subconjuntos dentro que dependen unos de otros. Dentro de un ambiente determinado la presión de selección haría que estos conjuntos evolucionasen. De este modo se daría lugar a una emergencia de complejidad en el sistema.
Y lo que es más, este tipo de comportamiento es independiente de la naturaleza del substrato químico. Las unidades empleadas pueden ser variadas, sencilla o incluso ser ya muy complejas. Las bacterias de nuestro tracto digestivo puede considerarse uno de estos conjuntos, pero incluso la economía puede considerar uno de esos conjuntos, transformando materias primas en objetos de consumo o bienes de equipo que permiten obtener más materias primas.
Este tipo de trabajo es interesante porque no solamente trata de explicar el origen de la vida, sino que además trata de explicar otros sistemas complejos o de cómo estos pueden aparecer por emergencia de subunidades más sencillas.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3826

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Podcast.
Artículo original.
Artículo en ArXiv.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
Compartir »

6 Comentarios

  1. Alejandro Álvarez Silva:

    Muy interesante este estudio sobre conjuntos autocatalíticos. Buena línea de investigación:
    Alejandro Álvarez

  2. tomás:

    “… podemos elaborar una definición de vida: la vida se auto-reproduce, transmite información heredable a su progenie y sufre evolución darwiniana gracias a la selección natural”. Pues me parece muy insuficiente por parte de las dos primeras premisas y no considero imprescindible la evolución para la vida, al menos de una forma continua. Una cosa es que se dé tal fenómeno y otra que sea necesario permanentemente. Podría haber periodos larguísimos de estabilidad.
    Mucho más razonable me parece que un organismo vivo necesite de relación, nutrición, reproducción, homeóstais y organización interna para disminución de su entropía. No sé, así, sin meditarlo en profundidad, si estas dos últimas son redundantes. Y quizá sobre la reproducción.

  3. lluís:

    El punto que me parece interesante es precisamente el hecho de que se puede transmitir información( tambien cultural) heredable (en forma de bits)a la progenie.Esto empalma con las ideas de Turing y de Shannon, sobre la teoría de la información como elemento esencial en el origen de la vida.De hecho los genes son pequeñas “bombas” de información,aunque me pregunto si puede existir una sopa química primordial libre de “bits”.

  4. tomás:

    No niego, amigo “lluís” que la transmisión de información sea importante; digo que es insuficiente.
    Un fuerte abrazo.

  5. daniel:

    Si me permites una pequeña disgresión que se me ocurrió a raíz de una conferencia del fallecido Juan Oró:
    “La evolución química y el origen de la vida en la Tierra”
    Fecha: 16/10/1975
    http://www.march.es/conferencias/anteriores/voz.aspx?id=633

    La vida es un proceso de reducción-oxidación. Por tanto se necesitan átomos capaces de reducir, átomos capaces de oxidar y átomos capaces de reducirse y oxidarse. El H es reductor, y es el elemento más abundante en el universo, por tanto ha entrado en el juego de la vida. El He es el siguiente elemento en abundancia, pero es inerte. El siguiente es el C, que además es reducible y oxidable, es decir es apto como intermediario de la vida (la vida entendida como reducción-oxidación). Luego está el N, pero se ha seleccionado el siguiente en abundancia, que es el O, obviamente oxidante, porque con el H forma el agua, molécula estable y versátil. Así pues H, C y O forman la tríada del juego de la vida. El N sirve de apoyo, junto con otros elementos como el P o el S. Hay que decir que el Ne es el siguiente en abundancia después del O, pero al igual que el He es inerte. Después viene el Mg, y después el Si. El Si es muy oxidable pero difícil de reducir, por eso forma moléculas estables con el O, secuestrándolo. Y por eso la vida se basa en el C y no en el Si. De todo lo anterior se deduce que no hay nada extraño en la vida: es inevitable dada la composición del Universo; aunque eso sí, la vida no puede aparecer en cualquier parte, necesita unas condiciones adecuadas: un planeta de cierto tamaño a la distancia adecuada de una estrella como el sol. Pero una vez que se dan esas condiciones de temperatura, gravedad y fuente de energía, la vida aparece.

  6. Miguel Angel:

    Estimado tomás:

    Me adhiero a tu discrepancia con la definición de vida que da Joyce. Si te parecen cuestionables las dos primeras premisas yo cuestionaría también el papel de la selección natural. Para Stephen Jay Gould el papel de esta “selección natural” está sobredimensionado: ya hemos hablado en muchas ocasiones del paepl tan importante que representan las contigencias y además no es el medio el que selecciona a las especies, sino que la especies influyen y transforman el medio ambiente (hay CODETERMINACIÓN).
    El concepto queda aún mas incompleto si no somos conscientes de que las grandes innovaciones se han producido al establecerse relaciones de cooperación: actualmente se cree las mitocondrias de los eucariotas serían antiguas bacterias que se convirtieron en el motor celular y los organismos comlejos no somos otra cosa que mogollón de células colaborando unas con otras.

    En cuanto a si estamos solos ¿cuantos eventos ha ocurrido en el Universo en una única ocasión? Solamente me viene a la memoria el controvertido Big Bang. No podemos dar argumentos sólidos pero parece que lo lógico sería que hubiese vida en otros lugares…incluso aunque sólo hubiese surgido vida en La Tierra habría que descartar por completo la panspermia para estar seguros de que estamos solos. Además estamos viendo que algunosa extremófilos pueden aguantar el vacío, la radiación cósmica, el impacto que los arranque y la reentrada en el nuevo planeta o Luna.
    Para mí la sorpresa es que no hubiese mas vida.

RSS feed for comments on this post.

Lo sentimos, esta noticia está ya cerrada a comentarios.