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¿Qué es un ser vivo?

Área: Biología — Noviembre 2, 2015

En esta entrada se propone una posible definición de ser vivo argumentando cada punto de la que consta.

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Una colonia madre de volvox se rompe liberando colonias hijas que ya tienen colonias nietas creciendo en su interior. Foto: Wim van Egmond.

En la portada de NeoFronteras salía hace algún tiempo una noticia sobre los virus y sobre si estaban o no vivos. A raíz del hilo de conversación de esta noticia pudimos llegar a una determinada definición de ser vivo.

Puede que sea interesante sacar de ese hilo la definición y explicarla mejor para aquellos que sientan curiosidad por este tema o que quieran repasar ciertos conceptos.

Lo primero que hay que recalcar es que no vamos a definir la vida, sino a los seres vivos. Esto es mucho más práctico y positivista. Además, hay que ser plenamente conscientes del hecho de que sólo conocemos un ejemplo de vida: la de la Tierra. Planeta en el que sólo se ha dado una abiogénesis, que sepamos.

Podemos especular sobre otras formas de vida en el Universo, pero no es leal basarse en algo que no se conoce para llegar a una definición científica. Lo mejor es basarse, entonces, en los seres vivos terrestre.

Por consiguiente, la definición de ser vivo a la que podamos llegar no será más que una descripción lo más general posible de cualquier criatura de la Tierra, independientemente de su grado de complejidad. Es decir, esta definición será un denominador común a todos los seres vivos conocidos. Aunque la definición puede englobar a muchos otros posibles seres vivos del Universo.

La primera característica que salta a la vista de los seres vivos de la Tierra es que están basados en reacciones químicas. En algunos casos se toma energía del exterior y se forman moléculas ricas en energía y en otros se degradan esos compuestos para conseguir energía. La fotosíntesis, por ejemplo, pertenecería al primer caso y la respiración celular, sistema mediante el cual oxidamos la glucosa, al segundo. Pero hay otros ejemplos de ambos.

Así que ya tenemos nuestra segunda condición para ser vivo: está basado en la química. Posiblemente, en otros mundos las moléculas químicas de la vida alienígena sean otras, pero los procesos serán similares y estarán basadas con alta probabilidad en el carbono y en el agua como disolvente.

El carbono puede formar moléculas muy complejas, cosa que otros elementos no pueden. Además, este elemento es muy abundante en el Universo. De hecho, los elementos que forman los seres vivos terrestres abundan en el Universo. Al parecer la vida se basa en lo que hay.

Pero es muy posible que haya seres que usen arsénico en lugar de fósforo, entre otras posibles variaciones.

El agua es una molécula polar abundante en el Universo que puede disolver muy bien una infinidad de sustancias y, además, formar esferas huecas con ciertos lípidos, lo que permite la creación de proto-membranas celulares. Además, la gama de temperaturas y presiones para las que este compuesto permanece en estado líquido es muy amplia.

Así que si tenemos que buscar seres vivos por ahí afuera lo ideal es buscarlos en donde haya agua líquida, algo que es más probable que se dé en los planetas de tipo rocoso de tamaño similar a la Tierra que estén en la zona de habitabilidad de su estrella.

Puede que haya seres del frío que usen amoniaco como disolvente, pero no contamos con ningún ejemplo. Además, cuanto más frío hace, más lentas son las reacciones químicas y más tardaría en aparecer una posible vida del ultrafrío. Además, su metabolismo sería muy lento y su sucesión generacional también, por lo que también sería lenta su evolución.

Algunos autores de ciencia ficción como Robert L. Forward especularon en su día sobre la existencia de cierta “química nuclear” que se podría dar en las estrellas de neutrones, de tal modo que podrían aparecer seres ultradensos basados en reacciones nucleares en esos lugares cuyo ritmo temporal fuera mucho más rápido que el nuestro debido a lo rápidas que serían las reacciones nucleares. Pero no tenemos ninguna prueba de que esto pueda existir. Entre otras cosas porque no podemos reproducir en el laboratorios las condiciones de la superficie de una estrella de neutrones.

La actividad química de los seres vivos les permite mantener un desequilibrio termodinámico con el medio en el que están. Su pH, su presión osmótica, su humedad, su temperatura, su potencial eléctrico, etc, pueden ser distintos a los de su medio. Así por ejemplo, si nos circunscribimos a una célula, esta cuenta en su membrana con proteínas que bombean sustancias a un lado y a otro de la membrana que les separa del medio. Pueden ser, por ejemplo, iones de potasio u otros iones. También generan invaginaciones y sueltan vesículas. Es decir, intercambian materia con el exterior y pueden crecer o desarrollarse cuando ese intercambio es asimétrico. Los seres vivos hacen todo esto a costa de un consumo de energía y es realizado de forma activa.

Este desequilibrio permite al ser vivo, entre otras cosas, autorrepararse en caso de pequeños daños o mal funcionamiento, pero hasta cierto punto.

Cuando el ser vivo muere se restablece el equilibrio termodinámico con el medio y se reduce la complejidad química hasta que sólo quedan moléculas simples.

Sin embargo, la muerte no puede formar parte de la definición de ser vivo, pues hay seres que son virtualmente inmortales si las condiciones son buenas. Además, estos seres no son necesariamente microorganismos. Aunque un daño causado por un agente externo, como una temperatura excesiva, un compuesto químico agresivo o el ataque de un depredador pueden poner fin a uno de esos seres “inmortales”.

Otra característica que tienen los seres vivos es que interactúan con el medio y otros seres a través de lo que podemos llamar “sentidos”. Incluso un microbio puede oler a otros seres o tocar a otros seres. Digamos que un ser vivo intercambia información con el medio y con otros seres vivos. La información adquirida es procesada y le permite modificar su conducta según algún esquema algorítmico. Se puede afirmar, por tanto, que los seres vivos tienen capacidades computacionales. Es decir, esto permite al individuo adaptarse a ciertos cambios en el entorno.

Por consiguiente, los seres vivos transmiten, adquieren y procesan información procedente del medio y de otros seres vivos.

Pero hay además otro nivel más profundo de almacenamiento y procesado de información: el genético.

Si nos centramos en los genes, veremos que están basados en la molécula de ADN. Los genes no son más que una unidad básica de información que dice cómo hacer una determinada proteína o enzima y cuyo substrato físico es una secuencia de ADN. Es decir, los genes son información y no materia, aunque necesiten de un substrato material. Esta información genética de base química puede pasar a otros seres que, en general, son sus descendientes. Aunque también se da una trasferencia horizontal de genes, de tal modo que un ser puede adquirir genes, además de sus progenitores, de otros seres con los que no está emparentado, por ejemplo de un virus. Esta transferencia horizontal se da también entre bacterias sin mediación de virus, entre otros casos.

Así que los seres vivos tienen una memoria química de su entorno, de su naturaleza y de su pasado que transmiten al futuro.

Los seres vivos, además, usan la memoria genética, su maquinaria bioquímica y su desequilibrio termodinámico para hacer copias de sí mismos. Fenómeno este al que llamamos reproducción.

La característica más notable de las poblaciones de seres vivos es que evolucionan, es decir, cambian a través de la reproducción de los individuos de la población según pasan las generaciones. No necesariamente mejoran o empeoran, no hay progreso obligatorio. Sólo hay cambio, cualesquiera que este sea.

A una de esas poblaciones o colectividades la podemos llamar una especie, pero no necesariamente es así siempre. Cada ser individual no evoluciona, lo hace su especie o su población. Pero es sobre cada individuo sobre el que recae la presión de selección y sobre cada individuo se producen la variación genética.

En general los mutantes nacen, no se hacen. Y nacen así cuando se produce un error o un cambio en sus genes respecto a los de sus progenitores. La evolución opera sobre una gama de variación genética. Si no hay esta variación en la población entonces no hay evolución (una población de clones no evoluciona a no ser que aparezcan mutaciones). No importa su origen, esta variación puede darse por mutación, por combinación sexual, por transferencia horizontal, etc.

Dentro de una población, habrá individuos con distintos genes que proporcionarán anatomías y comportamientos ligeramente distintos (fenotipos). Sobre todos y cada uno de ellos opera la presión de selección. En unos de un modo positivo para el individuo y otros de un modo negativo para el mismo. La evolución sería un fenómeno emergente de la población que no se da en los individuos.

La presión de selección depende de las circunstancias y varía de un ecosistema a otro y de una especie a otra. Este último aspecto y otros, como el que aparezcan o no ciertas mutaciones, hacen que la evolución sea contingente.

Así por ejemplo, puede que la presión de selección favorezca la formación de agregados celulares para que la corriente de agua no se lleve las células adheridas a las rocas o, por el contrario, que favorezca las células independientes para que floten mejor en la comunidad planctónica y que la gravedad no se las lleve al fondo en donde morirían. Es decir, la presión de selección altera la supervivencia de los individuos.

En todo caso, esta supervivencia es evolutivamente significativa para la población en tanto en cuanto le permite al individuo tener más o menos oportunidades de reproducirse y legar más fácilmente sus genes. No se trata sólo de que los más fuertes sobrevivan y pasen sus genes a la siguiente generación, sino que se tenga el máximo éxito en reproducirse.

Puede que las bellas plumas de un ave del paraíso macho hagan que sea más visible a los depredadores y muera antes que si no las tuviera, pero son precisamente esas mismas plumas las que le permiten reproducirse y pasar sus genes. Así que su éxito reproductor individual, que permite a la especie evolucionar hacia plumajes cada vez más bellos, va en detrimento de su supervivencia como individuo.

Finalmente, si juntamos todos estos conceptos e ideas, nos sale la siguiente definición de ser vivo:

Un ser vivo (al menos para la vida tal y como la conocemos) sería un sistema de base química de procesado y almacenamiento de información capaz de hacer copias de sí mismo (reproducirse), autorrepararse y adaptarse al entorno en un estricto desequilibrio termodinámico con el medio que mantiene activamente. Medio con el que interactúa e intercambia información y materia y del que también forman parte otros seres vivos. Además, una colectividad de seres vivos emparentados evoluciona por presión de selección debido a cambios en la información que portan los individuos y que transmiten a su descendencia gracias al éxito reproductor condicionado por dicha presión.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/especiales/?p=210

1 Comentario

  1. Miguel Ángel:

    Muy querido Neo:

    En aquella noticia de los virus me quedé con ganas de proponerle que mencionase el asunto de los “mínimos locales de energía” del mismo modo que en el comentario 21 de: http://neofronteras.com/?p=3880
    Ahora bien, la definición sería menos sencilla y concisa, dos requisitos muy deseables. Lo dejo en sus manos pero, de todos modos, considero oportuno el enlace para enriquecer la definición. Además, creo que es uno de los mejores comentarios que nos ha brindado.

    Reciba un abrazo lleno de vida.

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