¡La Vida! Ese enigma maravilloso I

¡La Vida! Ese enigma maravilloso

Dentro de mi, según lo que puedo deducir de lo que siento, debe existir un astrobiologo que esta ávido de saber si, verdaderamente existe vida en otros lugares del Universo. Sobre todo, me refiero a la vida inteligente, ya que, de la vida de las bacterias y de los dominios eucariota y procariotas y otros, pocas dudas me caben de que, están presentes en mas lugares del Cosmos del que su7poner podemos.

Una de las preguntas que mas a menudo me suelo hacer es, ¿Qué aspectos de nuestra biología terrestre podrán encontrarse allí, en aquellos mundos lejanos que, situados en la nuestra o en otras galaxias, hayan podido surgir mediante los mecanismos que la Naturaleza ha puesto en marcha para que eso sea posible y, después de miles de millones de años, a través de la evolución, esos insignificantes “seres” infinitesimales puedan dar lugar a otros que, adquiriendo la conciencia de ser, puedan, como nosotros, hacerse algunas preguntas sobre los orígenes de la vida.

Uno de los temas más claros de la historia evolutiva es el carácter acumulativo de la diversidad biológica. Las especies individuales (al menos las de los organismos nucleados) aparecen y desaparecen en una sucesión geológica de extinciones que ponen de manifiesto la fragilidad de las poblaciones en un mundo de competencia y cambio ambiental. Pero la historia de las asociaciones –de formas de vida con una morfología y fisiología características- es una historia de acumulación. La visión de la evolución a gran escala es indiscutiblemente la de una acumulación en el tiempo gobernada por las reglas de funcionamiento de los ecosistemas. La serie de sustituciones que sugieren los enfoques al estilo de la genealogía de Abraham no consigue captar este atributo básico de la historia biológica.

Otros de los grandes temas son la coevolucion de la Tierra y la vida. Tanto los organismos como el ambiente han cambiado drásticamente con el tiempo, a menudo de forma concertada. Los cambios del clima, la geología e incluso la composición de la atmósfera y de los océanos han influido en el curso de la evolución, del mismo modo que las innovaciones biológicas han influido, a su vez, en la historia del medio ambiente. La impresión general que surge de la larga historia de nuestro planeta es la de interacciones entre organismos y ambientes. La épica evolutiva que registran los fósiles refleja tan bien como cualquier otra cosa la continua acción reciproca entre las posibilidades genéticas y las oportunidades ecológicas.

Esta visión amplia y general de la historia biológica nos proporciona el tema de mayor calado. La vida nació por mediación de procesos físicos en la Tierra primigenia. Estos mismos procesos –tectonicos, oceanográficos y atmosféricos- sustentaron la vida era tras era al tiempo que modificaban continuamente la superficie de la Tierra. Por fin, la vida se expandió y diversifico hasta convertirse en una fuerza planetaria por derecho propio, uniéndose a los procesos tectonicos y físico-químicos en la transformación de la atmósfera y los océanos. Según entiendo, el surgimiento de la vida como una característica definitoria –quizá la característica definitoria- de nuestro planeta es algo extraordinario. ¿Cuántas veces ha ocurrido lo mismo en la vastedad del Universo? Eso es lo que pienso cuando en una noche oscura miro hacia el cielo y veo la multitud de puntos brillantes que me dicen que, alrededor de esas estrellas titilantes, pueden estar orbitando planetas que, como el nuestro, pudiera albergar, alguna clase de vida.

El asombro y la humildad acompañaron a las antiguas historias de la creación, y son también consortes apropiados de la versión que ofrece la ciencia. En el árbol de la vida, construido a partir de comparaciones entre secuencias de nucleótidos de genes de diversos organismos, las plantas y los animales quedan reducidos a brotes en la punta de una sola de las ramas. La mayor diversidad de la vida y, por extensión, la mayor parte de su historia, es microbiana. Antes de explorar las rocas precámbricas en busca de rastros de las formas primeras de vida, conviene conocer algunas cosas acerca de las bacterias y las arqueas, los diminutos arquitectos de los ecosistemas terrestres.

Afortunadamente, podemos consultar una segunda biblioteca: la diversidad biológica que nos rodea en la actualidad. La biología comparativa nos ofrece abundantes recursos para el análisis evolutivo: la genealogía, que completa el registro paleontológico del tiempo, y la fisiología, que podemos contrastar con la crónica geológica del cambio ambiental. Solo la paleontología nos puede hablar de los trilobites, los dinosaurios y otras maravillas biológicas que ya no adornan la faz de la Tierra. Para comprender la historia de la vida, tenemos que urdir en una misma tela los descubrimientos de la geología y de la biología comparativa, utilizando los organismos vivos para reanimar a los fósiles y a los fósiles para averiguar como ha llegado a formarse la diversidad de nuestra propia era.

A pesar de su abrumadora diversidad de formas y funciones, todas las células comparten un conjunto común de características moleculares, en el que se incluye el ATP (la principal moneda de intercambio de energía de la vida), el ADN, el ARN, un código genético común (con unas pocas excepciones), la maquinaria molecular para la trascripción de la información genética del ADN al ARN, y mas maquinaria para la traducción de los mensajes de ARN a las proteínas estructurales y reguladoras de la función celular. La observación reciproca es igualmente sorprendente. A pesar de su fundamental unidad de estructura molecular, los organismos presentan una extraordinaria variedad de tamaño, forma, fisiología y comportamiento. La unidad y la diversidad de la vida son ambas excepcionales a su manera, y constituyen conjuntamente los dos grandes temas de estudio de la biología comparativa.

Aun el observador más superficial percibe que la diversidad biológica de la Tierra se manifiesta de acuerdo con un patrón de similitud jerarquizada. Los chimpancés y los humanos son claramente distintos, pero comparten muchos rasgos de su anatomía y fisiología, y se parecen mucho mas entre si que cualquiera de los dos y los caballos, por poner un ejemplo. A su vez, los humanos, los chimpancés y los caballos comparten rasgos como el pelo, los pulmones y las extremidades, que los separan de las carpas. Y todos los animales dotados de un esqueleto óseo comparten un patrón básico de organización anatómica que los diferencia de otros grupos de especies construidos con base a principios de diseño distinto como, por ejemplo, los insectos o las arañas.

La similitud jerarquizada de las especies era bien conocida por los antiguos naturalistas. Linneo la codifico hacia finales de la década de 1730 al proponer un sistema jerárquico de clasificación taxonómica que sigue utilizándose en nuestros días. Pero fue Charles Darwin quien reconoció explícitamente la naturaleza geanologica de este patrón. Las diferencias biológicas han surgido con el paso del tiempo -escribió- a través de la “descendencia con modificación”, es decir, por divergencia evolutiva a partir de antepasados comunes bajo la influencia de la selección natural.

Podemos explicar las similitudes entre humanos y chimpancés atribuyéndolas a su descendencia de un antepasado común que poseía las distintas características que los dos grupos comparten. Sus diferencias habrían aparecido a partir del momento en que divergieron.

El registro fósil de la ascendencia humana es notablemente incompleto, pero los restos de esqueletos hallados en África y Asia confirman esta predicción (predicción paleontológica de que los fósiles más antiguos de primates humanoides deberán asemejarse más al antepasado común de humanos y chimpancés que los humanos modernos). (Nótese que no cabe esperar que los miembros sucesivamente más antiguos de nuestro linaje se asemeje cada vez más a la morfología de los chimpancés. Los humanos no descienden de los chimpancés, sino que “ambos” humanos y chimpancés, divergieron a partir de un antepasado común que no era ni Homo ni Pan.)

Pero, volvamos de nuevo con el más lejano origen de la vida. Puesto que somos grandes animales, se nos puede perdonar que tengamos una visión del mundo que tiende a celebrar lo nuestro, pero la realidad es que nuestra perspectiva es errónea. Somos nosotros quienes hemos evolucionado para encajar en el mundo microbiano, y no al revés. Que esto sea así se debe, en parte, a una cuestión histórica, pero también tiene una explicación en términos de diversidad y funcionamiento del ecosistema. Si los animales son la guinda de la evolución, las bacterias son el pastel.

Las plantas, los animales, los hongos, las algas y los protozoos son todos organismos eucariotas, genealógicamente vinculados por un modo de organización celular en el que el material genético aparece encerrado en el interior de una estructura membranosa  llamada núcleo. Por lo que respecta a su importancia biológica, los eucariota parecen jugar con una clara ventaja; los organismos eucariota se presentan en una gran variedad de tamaños y formas que van desde los escorpiones, los elefantes y las setas hasta los geranios, las laminarias y las amebas. Los procariotas, en cambio, son en su mayoría diminutas esferas, cilindros o espirales. Algunas bacterias forman filamentos sencillos de células unidas por sus extremos, pero son muy pocas las que llegan a construir estructuras multicelulares mas complejas.

El tamaño y la forma sin duda dan ventaja al eucariota, pero la morfología es solo uno de los criterios posibles para medir la importancia ecológica. El metabolismo –el modo como un organismo obtiene materia y energía- es otro criterio, y de acuerdo con este son los procariotas los que destacan por si diversidad. Los organismos eucariotas básicamente viven de algunos de los tres modos siguientes. Algunos organismos, incluidos nosotros mismos, somos heterótrofos, es decir, obtenemos tanto el carbono como la energía que necesitamos para el crecimiento de ingerir moléculas orgánicas producidas por otros organismos. Para obtener energía, nuestras células utilizan oxigeno para descomponer azucares en dióxido de carbono y agua mediante el proceso denominado respiración aeróbica (es decir, que utiliza oxigeno). En caso de necesidad, podemos conseguir un poco de energía por medio de un segundo tipo de metabolismo llamado fermentación, un proceso anaeróbico (sin oxigeno) por el que una molécula orgánica se descompone en dos (solo las levaduras y unos pocos eucariota mas viven fundamentalmente con este metabolismo.) El tercer tipo principal de metabolismo energético que se encuentra en el eucariota es la fotosíntesis que realizan las algas y las plantas: la clorofila y otros pigmentos asociados captan la energía del Sol, y esta permite a las plantas fijar dióxido de carbono en forma de materia orgánica. Para convertir la luz en energía bioquímica las plantas necesitan un electrón, que proporciona el agua, y en el proceso se libera oxigeno como producto secundario.

Esto se hace largo y, parece conveniente dejar para mañana otra segunda parte que finalice de explicar el presente trabajo y la idea que trata de transmitir.

emilio silvera

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