¿Qué como se originó la vida?

Es la pregunta del millón. Unos opinan que se originó fuera de la Tierra y que un cometa la sembró de organismos. Otras versiones apuestan por el océano y un caldo primordial, o pequeñas charcas templadas bombardeadas por rayos ultravioletas y gamma en una atmósfera poco evolucionada, o en las cercanías de turbulencias termales de chimeneas situadas en los fondos marinos, en cuyo ambiente existirían nutrientes, energías y protección contra agresiones exteriores, principalmente impactos extraterrestres, otros han optado por superficies de granos de pirita, donde la capacidad de adsorción de este mineral para una gran diversidad de moléculas y la energía proporcionada por la síntesis de dicho cristal permiten suponer que tal vez constituyeron una serie de circunstancias favorables para la aparición de la materia viva.

Como veréis, todos estos que han opinado en las distintas maneras en que pudo llegar aquí la vida, saben tanto de ello, como se yo, o sea, nada. Sólo tenemos aproximaciones e ideas que, pueden ser más o menos certeras, pero al fin y al cabo, hipótesis. Freeman Dyson un renombrado físico que ha pensado profundamente sobre el origen de la vida, sugiere que en realidad la vida comenzó en dos ocasiones , una por la vía del ARN y otra por la vía de las proteínas. Las célulascon proteínas y ácidos nucleícos interactivos habrían surgido más tarde en una fusión protobiológica- La idea no es extravagante.

No nos hallamos cerca de resolver el enigma del origen de la vida. La investigación sobre este tema se asemeja aun laberinto con muchas entradas, y sencillamente todavía no hemos explorado a fondo todaslas rutas para saber cuáles acaban en un callejón sin salida. Con todo, cada vez más químicos y biólogos abandonan la antigua concepción del origen de la vida por mediación de reacciones químicas improbables que acabaron produciéndose sólo porque se disponía de muy dilatados intervalos de tiempo. La mayoría cree en la actualidad que el origen (los orígenes, porque puede haber ocurridomásde una vez) de la vida se produjo por mediode una química probable y eficiente. Hay una ruta directa que atraviesaellaberinto, sólo nos queda encontrarla.

Aunque todavía no hemos logrado acotar con precisión la línea de tiempo de la evolución prebiótica, todo parece indicar que hace tres mil ochocientos millones de años la vida ya se había establecido firmemente en nuestro planeta. Según todos losdatos disponibles, podemos afirmar casi con certeza que hace tres mil quinientos millones de años ya había dado comienzo la diversificación  metabólica que habría de garantizar la perpetuación de la vida. Vivían ya entonces complejas comunidades de microorganismos que reciclaban carbono y otroselementos dela biosfera, y es posible que incluso se hubiere desarrollado la fotosíntesis. Así pues, las rocas más antiguas que conocemos de la Tierra se encuentran justamente en el punto en el que la raigambre de la evolución primordial comienza la diversificación de genes y organismosque inferimos del árbol de la vida.

Una vez la vida se puso en marcha, ¿adónde sedirigió? ¿Por qué camino evolucionó la naciente biología? Habría que profundizar muchomás y en muchos aspectos, como por ejemplo, lo que supuso en su momento la revolución del oxígeno cuando la Tierra completaba una transformacion radical en su ambiente: más de dos mil millones de años después de la formación de nuestro planeta, el oxígeno comenzaba a invadir la atmósfera y la superficie de los océanos. La revolución del oxígeno redirigió la evolución y dio origen a un nuevo orden biológico que, en un futuro aun muy lejano, habría de conducir a nuestra especie.

Como el presente trabajo es un simple repaso al origen de la vida y no se trata de un tratado de biologia, no puedo profundizar en el mismo para determinary pormenorizar acerca de los muchos fósiles hallados portodoslosrincones delmundo y que nos hablan de un pasado muy lejano en el que, en elárbol de la vida, construido a partir de comparaciones entre secuencias de nucleotidos de genes de diversos organismos, donde las plantas y los animales quedan reducidos a simples brotes en la punta de una sola de las ramas. La mayor diversidad de la vida y, por extension, la mayor parte de su historia en nuestro planeta, es microbiana. Antes de explorar las rocas precambricas en busca de rastros de las formas primeras de vida, convendríaconoceralgunas cuestiones acercadelas bacterias y arqueas, los diminutos arquitectos del ecosistema terrestre.

No todos conocen que las plantas, los animales, los hongos, las algas y los protozoos son todos organismos eucariotas, genealógicamente vinculados por un modo deorganización celular en el que el material genético apareceencerrado en el interior de una estructura membranosa llamada núcleo. Las bacterias y otros procariotas son distintos: sus células carecen de núcleo. Porlo que respecta a la importancia biológica los eucariotas juegan con una clara ventaja; los organismos eucariotas representan una gran variedad de tamaños y formas que van desde los escorpiones, los elefantes y las setas hastas 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 más complejas.

Sin embargo, son los procariotas los que destacan por su diversidad. La diversidad metabólica de los microorganismos procariotas, sigue siendo un aspecto clave para la explorar la historia de la vida primigenia. Adentrarse en el fascinante universo de los procariotas e investigar lasnumerosas formas demetabolismos que utilizan para vivir, es, sin duda, fascinante. Lo mismo respiran oxigeno que nitrato disuelto en (NO₃) en lugar de oxígeno, y en otras utilizan iones sulfato (SO₄^2-) u oxídos metálicos de hierro o manganeso. Unospocos procariotaspueden incluso utilizar CO_2, que hacen reaccionarcon ácido acético en un proceso que genera gas natural, que esel gasmetano (CH₄).  Los organismos procariotas han desarrollado además toda suerte de reacciones de fermentacion.

No quiero hacer demasiado largo el comentario y tendréque dejara un lado las cianobacterias, grupo de bacteria fotosintéticas que, intervienen en procesos maravillosos e increibles hastaelpuntode ser las responsables del clima ecológico dela Tierra. Las variaciones bacterianas sobre temas metabólicos de la respiración, la fermentación y la fotosíntesis son, pues, impresionantes, pero losorganismos procarioticos han desarrollado todavía otro modo crecer que escompletamente desconocido en los eucariotas la quimiosíntesis. Como los organismos fotosintéticos, los microbios fotosintéticos toman el Carbono del CO₂, pero obtiene la energía de reacciones químicas y no dela radiación solar, lo que consigue combinando oxígeno o nitrato. Los procariotas metanogénicos resultan de particular interés para laecología y la evolución; estasdiminutas células extraen energía de una reacción entre hidrógeno  y dioxido de carbobo en laque selibera metano (será ese el origen del metano detectadoen Marte). 

Pero, dejemos los detalles y hablemos demanera más general. Lo que sí se es una cosa: La Vida es inevitable.

Si señor, ha oído usted perfectamente. La vida en el Universo es inevitable. Son muchas las cosas que han influido para que eso sea así.

Pensemos un momento: si la fuerza nuclear fuerte, la nuclear débil, el electromagnetismo, la Gravitación, las constantes Universales fundamentales, la masa y la carga de las partículas elementales, la diversidad de las familias de partículas, la energía de las estrellas y de los planetas, y un sin fin de detalles más…….

Si todo esto fuera de otra manera, si simplemente la carga y masa del electrón, fuera distinta, nosotros no podríamos estar aquí, y nuestro Universo sería otra cosa, incluso un Universo sin vida.

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1. A comienzos del siglo XXI, la Humanidad se ve frenada en sus avances y proyectos por la falta de energía, las fuentes energéticas son del tipo fósil (petróleo, Gas, Carbón) y tienen una duración limitada, le quedan unos 500 años para su agotamiento total. Las de fisión nuclear, todos sabemos el enorme coste que pagamos con sus residuos nocivos para la vida. Las fuentes de otro tipo: Solar, eólica, maretriz, etc., son muy costosas y el resultado no es el óptimo.

Hay proyectos paralizados debido a que su enorme coste energético no es posible de soportar, y, en consecuencia, están congeladas unas investigaciones que darían un fruto muy grande para la Humanidad.

Se podría decir que estamos en una Civilización del nivel Cero, colocada en el punto de partida y con las herramientas precisas para comenzar a caminar: La energía de fisión (investigando la de fusión) y también las que obtenemos de nuestro Sol, de las mareas y del viento.

Otras herramientas que tiene la Humanidad son aún más importantes, y tenemos acceso a las estrellas a través de telescopios que, como el Hubble, nos permiten fotografiar galaxias situadas a miles de millones de años-luz de nuestro sistema solar o estudiar la composición de nubes estelares y de cúmulos de estrellas.

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Las variadas teorías que llegaron a constituir la física cuántica a finales del primer cuarto de siglo, eran conocidas colectivamente como el modelo estándar.  Considerado desde su punto de vista, el mundo esta compuesto de dos categorías generales de partículas: las de espín fraccionario (½), llamadas fermiones, en homenaje a Enrico Fermi, y las de espin entero (o,  1 ó 2), llamadas Bosones, en homenaje a Satyendra Nath Bose, quien, junto con Einstein, desarrolló las leyes estadísticas que gobiernan su conducta.

Los fermiones comprenden la materia.  Obedecen a lo que se llama el principio de exclusión de Pauli, formulado por éste en 1.925, y, según el cual, dos fermiones no pueden ocupar al mismo tiempo un determinado estado cuántico.   Debido a esta característica de los fermiones, solo un número limitado de electrones pueden ocupar cada capa de un  átomo, y hay un límite superior para el número de protones y neutrones que pueden unirse para formar un núcleo atómico estable.  Los protones, nuetrones y electrones son todos fermiones.

Los Bosones transmiten fuerza, no obedecen al principio de exclusión de Pauli, y por consiguiente varias fuerzas diferentes pueden actuar en el mismo lugar al mismo tiempo.   Los átomos de ésta libreta, por ejemplo, están sujetos simultáneamente a la atracción electrica entre sus protones y electrones, y a la fuerza de gravedad de la Tierra.

Sabéis, lo he explicado muchas veces, que existen cuatro fuerzas fundamentales (o clases de interacciones, en la terminología cuántica): la gravitación, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares débil y fuerte.  Cada una tiene un papel distinto.  La gravitación, la atracción universal de todas las partículas materiales  entre sí, mantiene unidos a todos los planetas y sus satélites, todos ellos a su estrella, la estrella a su Galaxia, la Galaxia a las demás Galaxias.  El electromagnetismo, la atracción entre las partículas con cargas eléctricas o magnéticas opuestas, produce luz y todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo la radiación de onda larga llamada ondas de radio y la radiación de onda corta llamada rayos X y rayos gamma.

El electromagnetismo también une grupos de átomos para formar moléculas, y es la causa de la estructura de la materia tal como la conocemos.

La fuerte nuclear fuerte une protones y neutrones (llamados nucleones) en los núcleos de los átomos, y une las partículas fundamentales llamadas quarks para formar cada nucleon.  Es la más potente de todas las fuerzas y al contrario de las demás, su potencia crece con la distancia.

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Se escribe, se dice, se teoriza, se especula; pero de manera cierta, sabemos menos de nuestro cerebro que de las galaxias lejanas situadas a miles de millones de años-luz de nuestro sistema solar.

Son muchos los misterios encerrados en ese centro de control del sistema nervioso al que llamamos cerebro. Está constituido por un gran conjunto de neuronas que reciben, analizan y procesan la información, no sólo de todo el cuerpo, sino que también acoge a toda la información y sensaciones que llegan del exterior, para determinar una batería de órdenes que pone en marcha las distintas regiones de nuestro organismo.

Claro que, algo sí hemos aprendido de nuestro cerebro, y poco a poco se van desvelando algunos misterios. Ahora podemos hablar de algunas estructuras, como por ejemplo los hemisferios cerebrales, que prácticamente ocupan la totalidad del encéfalo, y constituyen lo que vulgarmente conocemos como cerebro. En los hemisferios se controla la memoria, la inteligencia, y en ellos están situados los centros de integración sensorial, y se coordinan los actos voluntarios más complejos.

En lo que se conoce como diencéfalo cabe distinguir dos partes: la glándula pineal, cuya función es desconocida en relación a los vertebrados, a excepción de los anfibios, en los que tiene misiones fotorreceptoras; el tálamo, donde se interpretan los estímulos externos procedentes de los sentidos; y el hipotálamo, situado por debajo de la anterior y relacionado, en el caso de los seres humanos, con la percepción de distintos estados emocionales.

La importancia de nuestro cerebro queda reflejada en la relación entre su tamaño y el resto del sistema nervioso, que en el ser humano es mucho mayor que en cualquier otro vertebrado (al menos en nuestro mundo).

Otro rasgo del cerebro humano es su organización. A diferencia de lo que ocurre en la médula espinal, en el cerebro las fibras nerviosas recubiertas de mielina constituyen la materia blanca que se encuentra en su interior, mientras que la parte externa está compuesta por las masas de cuerpos celulares de las neuronas, que forman la materia gris o corteza cerebral. Las neuronas o células nerviosas son las unidades estructurales y funcionales del sistema nervioso que, en realidad, es como un mapa de múltiples ramificaciones y conexiones, que a la velocidad de la luz (impulsos eléctricos) se transmiten información las unos a las otras.

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Pienso en un mundo mucho más avanzado, dentro de 500 ó 1.000 años. ¿Qué habrá pasado con los robots?, máquinas cada vez más perfectas que llegaron a autofabricarse y repararse. ¿Cómo evolucionarán a partir de esos procesadores inteligentes de la nanotecnología? ¿Llegarán algún día a pensar por sí mismos? Ahí puede estar uno de los grandes peligros de la Humanidad.

La invención del robot (del checo, robota, trabajo) se debe al esfuerzo de las sociedades humanas por liberarse de las labores más ingratas y penosas a que se ven obligados algunos de sus individuos. En un principio, la apariencia de los robots sólo atendía a las razones prácticas de las funciones que cada modelo tenía que desempeñar, o sea, su morfología estaba aconsejada por criterios funcionales y prácticos.

Una vez superada la primera fase, el hombre trata de fabricar robots que cada vez sean más semejantes a su creador, y aunque las primeras figuras han sido algo groseras y poco hábiles en sus movimientos, poco a poco se va perfeccionando la imitación de los humanos.

Un robot se diferencia fundamentalmente de una máquina por su capacidad para  funcionar de modo automático sin la acción permanente del hombre. Los primeros robots se mostraron especialmente válidos para llevar a cabo aquellos trabajos sencillos y repetitivos que resultaban tediosos y pesados al hombre (al Ser Humano mejor). También son ideales para el trabajo en el que se está expuesto a cierto peligro o se trabaja con materiales peligrosos en lugares nocivos para los seres vivos.

Una de las condiciones esenciales que debe tener una máquina-robot para ser considerada como tal es la posibilidad de ser programada para hacer tareas diversas según las necesidades y la acción que de ellos se requieran en cada situación.

Dentro de algunas decenas de años, por ejemplo, no será necesario que ningún astronauta salga al espacio exterior para reparar estaciones espaciales o telescopios como hacen ahora, con riesgo de sus vidas, con el Hubble.

El miedo a los robots del futuro que antes citaba está relacionado con el hecho de que la robótica es el estudio de los problemas relacionados con el diseño, aplicación, control y sistemas sensoriales de los robots.

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