Algunas veces, mirando la historia evolutiva de la vida, uno tiende a pensar que, de todas las estructuras complejas producidas por la biología terrestre (es lo único que conocemos), ninguna es más importante que el cerebro, el más complejo de todos los órganos. Lo que nos lleva a plantearnos una prgunta: ¿Son los cerebros sólo accidentes aleatorios de la evolución, o son los unevitables productos derivados de un proceso de complejificación que sigue unas leyes? Una hipótesis muy generalizada es que si surge la vida en otros planetas, ésta tendrá un desarrollo muy similar al de la vida en nuestro planeta, la Tierra. Los defensosres de SETI, la bísqueda de inteligencia estraterrestre, argumentan que en el curso de miles de años la vida estraterrrestre se hará más compleja para formar plantas y animales, y finalmente descubrirá su cognición y la inteligencia, como sucedió aquí. Eso en los planetas que estén en evolución y, en otros, evolucionados como la Tierra, la vida ya estará presente.

Hablamos del cerebro humano por ser el “desconocido” mejor conocido, muchas son las inteligencias que están presentes en nuestrto planeta y que, no hemos podido llegar a conocer. De algunos animales, podemos haber vislumbrado alguna clase de inteligencia y, si me apuran, hasta de sentimientos pero, lo que se dice conocer lo que se puede fraguar en sus cerebros…, es una gran incognita para nosotros que, somos los seres predominantes en el planeta y, además de ser conscientes hemos llegado a presentir que tenemos “Alma”, algo tan complejo que, siendo portadora de los sentimientos y los pensamientos, es, sin embargo, inmaterial y eterea. Eso que llamamos Alma es en realidad la sabiduría, la que nos lleve a comprender sobre las cosas, sobre el mundo, sobre el Universo y, también sobre la misma condición humana.

El cerebro es de una complejidad tal que, no hemos podido llegar a comprender toda su grandeza, y, sabemos que rige todo lo que acontece en nuestros cuerpos, desde él se emiten las ordenes necesarias para hacer los precisos movimientos, para hablar o correr, o, en otros casos, para pensaqr y generar pensamientos y…

también sentimientos que, en realidad y a través del Amor y la Familia, es el verdadero motor que mueve el mundo en el que vivímos, es el mayor incentivo que tenemos para luchar y seguir adelante en la dura batalla que, la Naturaleza y la Vida, nos plantea cada día.

Decíamos que en otros planetas (al menos en una fracción de todos los planetas presentes en las galaxias), también habrá surgido y evolucionado la vida inteligente que, como la nuestra, habrá avanzado y desarrollado su propia tecnología, e incluso algunas de esas comunidades tecnológicos pueden estar en este preciso momento tratando (como hacemos nosotros) de entrar en contacto con nosotros y con otras inteligencias dispersas a lo largo y a lo ancho del vasto Universo. Así pues, los investigadores de SETI suscriben generalmente la idea de la escala de progreso, al aceptar que no sólo la vida, sino también la mente, están en cierto sentido predestinadas a aparecer en el universo.

Así, el recipiente puede ser diferente pero, el cerebro portador de la mente, será parecido o similar al nuestro y se regirá por los mismos parámetros y funciones. Un inmenso entramado de neuronas y cogniciones que reciben, controlan y envían información que procesa para conocer el mundo exterior y comprender, su lugar en el Cosmos.

Claro que, este punto de vista, aunque dominante, esconde de nuevo una hipótesis enorme acerca de la naturaleza del Universo. Significa aceptar, de hecho, que las leyes de la naturaleza están “amañadas” no sólo a favor de la complejidad, o sólo a favor de la vida, sino también a favor de la Mente. Dicho de otra manera, creo que la Naturaleza misma es MENTE, de otra manera a mí me resulta muy difícil copmprender que la mente no esté inscrita de una fiorma fundamental en esas leyes naturales que todo lo rigen y hacen que las cosas ocurran como vemos que pasan. Es,así, altamente significativo, por supuesto, que los productos de la tendencia de complejificación de la naturaleza -seres inteligentes como el Homo Sapiens- sean capaces de entender lass propias leyes que han dado lugar al “entendimiento” si, esos sujetos, fueran totalmente ajenos a ella.

En cierta manera, tales pensamientos son visiones inspiradoras. Pero, ¿es verosímil? ¿Podemos que creer que el universo no sólo es bioamigable, sino también menteamigable. ¿Son tántos los mundos que, como la Tierra, tendrán las condiciones precisas para la vida? y, ¿Será la vida, toda la vida del Universo, basada, como la de la Tierra en el Carbono?

Claro que, en este apartado del saber humano, son muchas las versiones que, a lo largo de nuestra historia han sido vertidas. En 1964, el biólogo George Simpson escribió un artíoculo escéptico titulado “Sobre la no predominancia de los humanoides”, en el que reslataba la futulidad de la búsqueda de vida estraterrestre acanzada. Lo calificaba como “una apuesta contra las probabilidades más adversas de la historia”. Señalando que los seres humanos son el producto de innumerables incidentes históricos especiales, concluía:

“La hipótesis hecha tan abiertamente por astrónomos, físicos y algunos bioquímicos, según la cual una vez que la vida se pone en marcha en alguna parte, los humanoides aparecerán final e inevitablemente, es lisa y llanamente falsa”. En un famoso debate con el defensor de SETI Carl Sagan, el Biólogo Ernst Mayr se hacía eco del escepticismo de Simpson: “En la Tierra entre millones de linajes u organismos y quizá 50.000 millones de sucesos de especiación, sólo uno condujo a una alta inteligencia; eso me hace creer en su completa improbabilidad”.

¿De qué manera podría ser la vida en otros mundos? De haberla, podría ser ¡de tántas maneras! que no debemos descartar aquella que teniendo la condición de vida, incluso esté fuera de nuestro alcance de visión y, estándo a nuestro lado, sea totalmente ajena a nuestros sentidos. Las formas que la vida pueda tomar (aquí mismo en la Tierra somos testigos), son de múltiples fasetas, de diversas maneras y, hasta desconocidas. ¿quién conoce a todos los seres vivos que conviven con nostros en el aTierra?

Por otra parte, el especialista Jay Gould denuncia análogamente la idea de que la vida está destinada a producir mente. Imaginemos, dice él, que una catastrofe barriera toda la vida avanzada sobre la Tierra, dejando sólo microbios. Si se repitiera el drama evolutivo, ¿qué sucedería? ¿Cabría esperar una pauta de desarrollo básicamente similar, en la que volverían a emerger peses, vertebrados, mamíferos, reptiles y bípedos inteligentes? Nada de eso, concluye él. La historia de la vida sobre la Tierra es una loteria gigantesca, con muchos más perdedores que ganadores.

Muchas formas de vida pasada, ya no están aquí con nosotros. De hecho, sólo el 1% de las epecies que han poblado la Tierra viven actualmente y, tenemos que tener claro que, la única manera de evolucionar es mutar, sin mutaciones no hay evolución, dado que la dinámica del planeta es cambiante y nos exige una adaptación, aunque a lo largo de miles de años, nosotros y otros seres vivos mutan para sobrevivir.

La vida contiene tantos accidentes del destino, tántas carambolas arbitrarias que la pauta de cambio es esencialmente aleatoria. Los millones de pasos fortuitos que construyen nuestra propia historia evolutiva nunca sucederían por segunda vez, ni siquiera en lineas generales. La historia recorrería “otro camino” , de modo que,

“la enorme mayoría de las repeticiones nunca produciría…una criatura con autoconsciencia… La probabilidad de que este escenario alternativo (por ejemplo, repetición) contenga algo remotamente parecido a un ser humano debe ser practicamente nula”.

Si eso fuera así (que lo podría ser, ningún dato tenemos a favor de lo contrario), ¿qué seres surgirían a la vida? o, quizás, no surgiera ninguno. Es difícil refutar la lógica del argumento de Simpson y Gould. Si la evolución mno es otra cosa que una lotería, una caminata de borracho, entonces hay pocas razones por las que la vida debiera ir más allá del nivel de los microbios, ninguna expectativa que avanzara obligatoriamente hacia la inteligencia, el cerebro, la conciencia y al “Alma” y, mucho menos, que pudiera desarrollar características humanoides. Nos veríamos entonces obligados a coincidir con la melancólica conclusión de Monod: “El hombre sabe que finalmente está solo en la inmensidad del universo, del que ha emergido sólo por azar”.Sólo si hay más que azar en ello, , sólo si la Naturaleza tiene un sesgo ingeniosamente incorporado hacia la vida y la muerte, esperaríamos ver repetido en otros mundos, lo que con la vida ocurrió en el nuestro.

La búsqueda de la vida en otros lugares del Universo es, por consiguiente, el terreno de prueba para dos visiones del mundo diametralmente opuestas. Por una parte, está la ciencia ortodoxa, con su filosofía nihilista del universo sin sentido, leyes impersonales carentes de finalidad, un cosmos en el que la vida y la mente, la ciencia y el arte, la esperanza y el miedo son sólo embellecimientos accidentales y casuales en un tapiz de corrupción cósmica irreversible.

Para llegar hasta aquí, 10.000 millones de años hicieron falta

Por otra parte, hay una versión alternativa innegablemente romántica, pero posiblemente cierta de todas formas, la visión de un universo autoorganizador y autocomplejificador, gobernado por leyes ingeniosas que animan a la materia para que ésta alcance una evolución predeterminada que la lleva hacia la consciencia y la mente. Un Universo en el que la emergencia de seres pensantes sería una parte fundamental e integral del esquema global de las cosas. Es decir, un Universo en el que no estamos solos y en el que, esa misma complejidad de la que hablamos, nos lleva a través de la mutación hacia la evolución necesaria para la adaptación al ritmo que el Universo nos marca.

Particularmente me quedo con la segunda opción. De no ser así, si el Universo nos trajo por razones fortuítas y sólo se debe al azar nuestra presencia aquí, entonces, ¿para qué tantos mundos?, ¿para qué tanto sufrimiento y dolor?, ¿para qué, en definitiva, tanto Amor y sacrificio? ¡Sería todo un sinsentido tan grande!

Si alguna vez somos visitados por seres de otros mundos, o, por el contrario, somos nosostros los que los visitamos a ellos, creo que, para cuando eso suceda, nosotros seremos seres muy diferentes a lo que ahora somos. Con el Tiempo, nuestra especie (si ha sido respetada por la Naturaleza y sigue aquí), habrá alcanzado un grado evolutivo muy grande y, se podría decir que habríamos alcanzado el estatus de seres superiores que, dominadores de los secretos de la Naturaleza, no necesitan invadir los derechos de otros seres y especies para tener lo que necesitamos y, de la misma manera, pasaría con los que nos puedan visitar.

¿Qué lógica podría tener que, viajeros muy adelantados y en posesión de los más grandes conocimientos, vinieran aquí a causarnos daño? Nuestro mundo es mundo común, mundos como el nuestro existen a miles, cientos de miles y millones en nuestra misma Galaxia y en otras. Nada puede contener que no contengan otros millones de mundos iguales o parecidos. Siendo así (que lo es), ¿qué sentido puede tener que vengan desde tan lejos para quitarnos algo? Si el acontecimiento finalmente sucede (que sucederá), será sólo cuestión de hacer nuevos conocimientos y amistades, intercambiar lo que sabemos y estudiar las costumbres de otras especies que en el Universo están presentes pero, no creo que, para ese tiempo futuro, sea de otra manera.

El único peligro que veo está en nosotros mismos: ¿Qué pasará con la Inteligencia Artificial? ¿Hasta dónde la llevaremos? ¿Crearemos seres con la inteligencia suficiente para generar sus propias ideas? ¿Llegarán esos seres artificiales a tener sentimientos? Si eso llega… ¡Las cosas se pondrían muy feas!

Preservémonos de nosotros mismos.

emilio silvera

PD. Mucho de lo que aquí habeis leido ha sido tomado del Libro “El Quinto milagro” de Paul Davies

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El filósofo existencialista Karl Jaspers se sintió provocado por los escritos de Eddington a considerar el significado de nuestra existencia en un lugar particular en una época particular de la historia cósmica. En su influyente libro “Origen y meta de la historia”, escrito en 1.949, poco después de la muerte de Eddington, pregunta:

“¿Por qué vivimos y desarrollamos nuestra historia en este punto concreto del espacio infinito, en un minúsculo grano de polvo en el universo, un rincón marginal? ¿Por qué precisamente ahora en el tiempo infinito? Estas son cuestiones cuya insolubilidad nos hace conscientes de un enigma.

El hecho fundamental de nuestra existencia es que parecemos estar aislados en el cosmos. Somos los únicos seres racionales capaces de expresarse en el silencio del universo. En la historia del Sistema Solar se ha dado en la Tierra, durante un periodo de tiempo infinitesimalmente corto, una situación en la que los seres humanos evolucionan y adquieren conocimientos que incluye el ser conscientes de sí mismos y de existir… Dentro del Cosmos ilimitado, en un minúsculo planeta, durante un minúsculo periodo de tiempo de unos pocos milenios, algo ha tenido lugar como si este planeta fura lo que abarca todo, lo auténtico. Este es el lugar, una mota de polvo en la inmensidad del cosmos, en el que el ser ha despertado con el hombre”.

Cuando en las noches oscuras hemos podido mirar al cielo cuajado de estrellas, ¿quién no pensó alguna vez en que algunas estarían rodeadas de mundos como ocurre en nuestro propio Sistema solar, y, en alguno de ellos, podrían existir seres inteligentes que, como nosotros piensen algo semejante mirando las estrellas desde su planeta? ¡Mundos lejanos y seres que, como nosotros tienen consciencia! Sí, están muy lejos… Pero…, ¿estarán realmente?

Hay en las palabras de Carl Jaspers algunas grandes hipótesis sobre el carácter único de la vida humana en el universo (creo que equivocada). En cualquier caso se plantea la pregunta, aunque no se responde, de por qué estamos aquí en el tiempo y lugar en que lo hacemos. Hemos visto que la cosmología moderna puede ofrecer algunas respuestas esclarecedoras a estas preguntas.

En alguno de mis anteriores trabajos quedaron reflejadas todas las respuestas a estas preguntas. Nada sucede porque sí, todo es consecuencia directa de la causalidad. Cada suceso tiene su razón de ser en función de unos hechos anteriores, de unas circunstancias, de unos fenómenos concretos que de no haberse producido el tal suceso, tampoco se habrían significado sus consecuencias y, simplemente, no existirían. Con la vida en nuestro planeta, ocurrió igual. La Vida en la Tierra es el producto de una serie de circunstancias que, lo mismo que se han dado aquí, se habrán dado en otros lugares del espacio infinito.

Las condiciones del planeta, la atmósfera, el agua líquida… ¡la vida!

Una atmósfera primitiva evolucionada, la composición primigenia de los mares y océanos con sus compuestos, expuestos al bombardeo continuo de radiación del espacio exterior que llegaba en ausencia de la capa de ozono, la temperatura ideal en relación a la distancia del Sol a la Tierra y otra serie de circunstancias muy concretas, como la edad del Sistema Solar y los componentes con elementos complejos del planeta Tierra, hecho del material estelar evolucionado a partir de supernovas, todos estos elementos y circunstancias especiales en el espacio y en el tiempo, hicieron posible el nacimiento de esa primera célula que fue capaz de reproducirse a sí misma y que, miles de millones de  años después, el tiempo hizo posible que evolucionara hasta lo que hoy es el hombre que, a partir de materia inerte, se convirtió en un ser pensante que ahora es capaz de exponer aquí mismo estas cuestiones. ¡Es verdaderamente maravilloso!

El entorno cambiante en un universo en expansión como el nuestro, a medida que se enfría y envejece (la entropía) es posible que se formen átomos, moléculas, galaxias, estrellas, planetas y organismos vivos. En el futuro, las estrellas agotarán su combustible nuclear y morirán todas. En función de sus masas serán estrellas enanas blancas (como nuestro Sol), estrellas de neutrones (a partir de 1’5 masas solares hasta 3 masas solares) y agujeros negros a partir de 3 masas solares. Hay un recorrido de historia cósmica en el que nuestro tipo de evolución biológica debe ocurrir bajo esas circunstancias especiales a las que antes me referí.

Hace mucho tiempo ya que en la mente de muchos  fueron imaginados mundos llenos de criaturas y, desde entonces, no hemos parado de una u otra forma, de buscar una señal, un indicio, una prueba de que la Galaxia y el Universo está, como la Tierra, poblado de criaturas.

Y pensar que todo comenzó en un instante en el que nació el Tiempo y se creó el Espacio… En el proceso,  surgieron las primeros quarks que pudieron unirse para formar protones y electrones que formaron los primeros núcleos y, cuando estos núcleos fueron rodeados por los electrones, nacieron los átomos que evolucionando y juntándose hicieron posible la materia; todo ello, interaccionado por cuatro fuerzas fundamentales que, desde entonces, por la rotura de la simetría original divididas en cuatro parcelas distintas, rigen el universo. La fuerza nuclear fuerte responsable de mantener unidos los nucleones, la fuerza nuclear débil, responsable de la radiactividad natural desintegrando elementos como el uranio, el electromagnetismo que es el responsable de todos los fenómenos eléctricos y magnéticos, y la fuerza de gravedad que mantiene unidos los planetas y las galaxias.

Cuando pensamos profundamente en la inmensidad del Universo nos situamos en punto en que, nos vemos sobrepasado y nos vemos transportados a una situación en donde resulta especialmente apropiado utilizar las unidades “naturales”; la masa, longitud y tiempo de Stoney y Planck, las que ellos introdujeron en la ciencia física para ayudarnos a escapar de la camisa de fuerza que suponía la perspectiva centrada en el ser humano.

Es fácil caer en la tentación de mirarnos el ombligo y no hacerlo al entorno que nos rodea. Muchas más cosas habríamos evitado y habríamos descubierto si por una sola vez hubiésemos dejado el ego a un lado y, en lugar de estar pendientes de nosotros mismos, lo hubiéramos hecho con respecto a la Naturaleza que, en definitiva, es la que nos enseña el camino a seguir.

Cuando miramos alguna Imagen de una región concreta del Universo, nos puede inducir a una sensación equivocada. El Universo es tan enormemente grande que, en su mayor parte, son espacios vacíos y a lo largo del espacio-tiempo está jalonado por galaxias y cúmulos de galaxias dónde están las estrellas y los mundos. En realidad:

El cuadro expresa la densidad de materia del universo de varias maneras diferentes que muestran el alejamiento que cabría esperar entre los planetas, estrellas y galaxias. No debería sorprendernos que encontrar vida extraterrestre sea tan raro. Y, si hablamos de inmensidad, no debemos perder de vista ciertos números:

– La edad actual del universo visible ≈ 10⁶⁰ tiempos de Planck

– Tamaño actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ longitudes de Planck

– La masa actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ masas de Planck

– Vemos así que la bajísima densidad de materia en el universo es un reflejo del hecho de que:

– Densidad actual del universo visible ≈10^-120 de la densidad de Planck

– Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto es, por tanto

– Temperatura actual del Universo visible ≈ 10^-30 de la Planck

Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el Universo está estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcción.

Con respecto a sus propios patrones, el universo es viejo. El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck. Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser. Pero, pese a la enorme edad del universo en “tics” de Tiempo de Planck,  hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.

Inmerso en todos éstos parámetros que el Universo pone delante de nosotros para que nos podamos asombrar sin límite y sintamos como una especie de magia se apodera de nosotros, también somos conscientes de que, a pesar de esos grandes números (acordaos del número de Eddintong: 10⁸⁰ que significaba en número de partículas del Universo), si queremos números realmente grandes, curiosamente, no es la astronomía el lugar para buscarlos. Los grandes números de la astronomía son aditivos. Aparecen porquer estamos contando estrellas, planetas, átomos y fotones en un volumen enorme. Si queremos números realmente enormes tendremos que encontrar un lugar donde las posibilidades más que sumarse se multipliquen. Para esto necesitamos complejidad. Y para la complejidad necesitamos Biología.

Nuestros cerebros contienen unos diez mil millones de neuronas, de cada una de las cuales salen antenas, o axones, que a su vez se unen aproximadamente a otras mil. Estas conexiones desempeñan un papel en la creación de nuestras ideas y recuerdos. Cómo se hace es todavía uno de los secretos más grandes que la Naturaleza guarda. Así, si cada neurona establece mil conexiones diferentes con los otros diez mil millones de neuronas en el mismo grupo, entonces el número de formas diferentes en que podría establecer conexiones en el mismo grupo de neuronas es 10⁷ x 10⁷ x 10⁷ x … un millar de veces. Esto da 10^7.000 posibles estructuras de4 conexiones.

Pero, el número anteriormente expuesto, aunque es enorme, es simplemente el número para un sólo grupo de neuronas. El número total para 10⁷ neuronas es 10^7.000 multiplicado por sí mismo 10⁷ veces. Esto es 10^{70.000.000.000}. Si los aproximadamente 1.000 grupos de neuronas pueden operar independientemente unos de otros, entonces cada uno de ellos contribuye con 10^{70.000.000.000} cableados posibles, lo que aumenta el total hasta el número de Holderness. Esta es la estimación moderna del número de estructuras eléctricas diferentes que podría sostener nuestros cerebros y, en cierto sentido, es el número de posibles pensamientos o ideas diferentes que podría tener un cerebro humano.

Cuando sumergido en los laberintos de la complejidad profunda del Universo y de las mentes que por medio de las estrellas y los mundos han sido creados por la Naturaleza…, no puedo dejar de pensar en el hecho de que, siendo todo eso así (que lo es), la creación de mentes como las nuestras podría ser una temeridad, ya que, aún sin evolucionar lo suficiente, ya estamos pretendiendo “cosas” que van mucho más allá de lo que se podría consisderar “normal”. No sólo estamos tratando de viajar a las estrellas, también queremos crear vida artificial y, pensando en ello, me tengo que hacer una pregunta:

¿Si nosotros llegamos a evolucionar lo suficiente como para poder llegar a otras galaxias, y la vida artificial que tratamos de crear, por nuestra inconsciente temeridad es dotada de “conciencia” y de “sentimientos”, no es posible que sea la nueva raza?

Lo cierto amigos es que…no llego a fiarme de nosotros mismos. Somos capaces de lo mejor pero, también de lo peor y, como nuestra imaginación no tiene límites… ¿quién sabe hasta dónde podremos llegar? Nuestra especie lleva en los genes la lucha, el no darse por vencido, una inmensa curiosidad, una ambición sin límites para alcanzar logros “inalcanzables” (hoy), y, con el tiempo por delante…

Podríamos construir modernos Frankenstein, que suplieran a la especie humana, o, si son inteligentes -como cabría esperar- nos dejen como animales de compañía. A veces, uno no puede evitar ciertos pensamientos que no siendo nada agradables… podrían ser realidad en el futuro.

emilio silvera

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Cancion de Navidad, la afamada historia de redencion escrita por Charles Dickens, se inicia con una amonestación a los lectores para que presten atención a un hecho particular: “El viejo Marley estaba bien muerto… Este hecho debe comprenderse cabalmente, pues de otro modo nada maravilloso puede derivarse de la historia que voy a relatar”.

La Historia de la vida primigenia tiene su propio “Jacob Marley; hecho que, como la muerte del avaro de la historia de Dickens, es necesario comprender cabalmente para que la narración cobre sentido. El primero de ellos es la diversidad metabolica de los microorganismos procariotas, un aspecto clave para explorar la historia de la vida primigenia. Conviene que nos familiaricemos con las numerosas formas de metabolismo que utilizan los procariotas para vivir y que averiguemos donde encajan esos minusculos organismos en el arbol de la vida antes de que podamos calzarnos de nuevo las botas para volver al campo como paleontologos.

Al igual que los eucariotas, muchas bacterias respiran oxigeno. Pero otras bacterias utilizan para la respiración nitrato disuelto (NO₃^–) en lugar de Oxigeno, y aun otras usan iones sulfato (SO₄^2-) u oxifos metalicos de hierro o manganeso. Unos pocos procariotas pueden incluso utilizar CO₂, que parece reaccionar con acido acetico en un proceso que genera gas natural, que es el gas metano(CH4). Los organismos procariotas han desarrollado ademas toda suerte de reacciones de fermentacion.

Las bacterias tambien exhiben variaciones sobre el tema de la fotosintesis. Las cianobacterias, un grupo de bacterias fotosinteticas teñidas de color verde azulado por la clorofila y otros pigmentos, captan la luz del Sol y fijan CO₂ de forma muy parecida a como lo hacen las algas terrestres eucariotas. Sin embargo, cuando en el medio hay sulfuro de hidrogeno (H₂S, bien conocido por su caracteristico olor a “huevos podridos”), muchas cianobacterias utilizan este gas en lugar del agua para obtener los electrones que requiere la fotosintesis. Como productos secundarios se forman entonces azufre y sulfato, no oxigeno.

Las cianobacterias constituyen solo uno de los cinco grupos distintos de bacterias fotosinteticas. En los otros grupos, el aporte de electrones por H₂S, gas hidrogeno (H₂) o moleculas organicas es obligado, y nunca se produce oxigeno. Estas bacterias fotosinteticas captan la luz con bacterioclorofila en lugar de la clorofila, mas familiar. Algunas utilizan los mismos procesos bioquimicos que las cianobacterias y las plantas verdes para fijar dioxido de carbono, pero otras usan vias metabolicas muy distintas, y un tercer grupo se sirve de una fuente de carbono organico en lugar de CO₂.

Las variaciones bacterianas sobre temas metabolicos de la respiracion, la fermentacion y la fotosintesis son, pues, impresionantes, pero los organismos procarioticos han desarrollado todavia otro modo de crecer que es completamente desconocido en los eucariotas: la quimiosintesis. Como los organismos fotosinteticos, los microbios quimiosinteticos toman el Carbono del CO₂, pero obtienen la energia de reacciones quimicas y no de la radiacion solar, lo que consiguen combinando oxigeno o nitrato (o, de forma menos frecuente, el sulfato, el hierro oxidizado o el manganeso) se combina con gas hidrogeno, metano o formas reducidas de hierro, sulfuro o nitrogeno de tal forma que la celula capta la energia desprendida por la reaccion. Los procariotas metanogenicos resultan de particular interes para la ecologia y la evolucion; estas dominutas celulas extraen energia de una reaccion entre hidrogeno y dioxido de carbono en la que se libera metano.

Las vias metabolicas de los procariotas sustentan los ciclos bioquimicos que mantienen la Tierra en su condicon de planeta habitable. Fijemonos por ejemplo en el dioxido de carbono. Los volcanes aportan CO₂ a los oceanos y la atmosfera, pero la fotosintesis lo sustrae a un ritmo mas rapido. Tan rapido, de hecho, que los organismos fotosinteticos podrian desproveer de CO₂ a la atmosfera actual en poco menos de una decada. Naturalmente no ocurre asi, y ello se debe sobre todo a que esencialmente la respiracion realiza la reaccion fotosintetica en sentido inverso. Mientras que los organismos fotosinteticos hacen reaccionar CO2 con agua para producir azucares y oxigeno, los seres vivos que respiran (entre los que podemos incluirnos nosotros) hacen reaccionar azucar con oxigeno y en el proceso liberan agua y dioxido de carbono. Conjuntamente, la fotosintesis y la respiracion reciclan el carbono en la biosfera y sostienen asi la vida y su ambiente a lo largo del tiempo.

No es dificil imaginar un ciclo del carbono simple en el cual las cianobacterias fijen CO₂ en forma de materia organica y suministren oxigeno al medio mientras que las bacterias no fotosinteticas hacen lo contrario, al respirar oxigeno y regenerar el CO₂. Las plantas y las algas pueden realizar la misma funcion  que las cianobacterias, y los protozoos, los hongos y los animales pueden sustituir a las bacterias respiradoras (en ese sentido los procariotas y los eucariotas son funcionalmente equivalentes). Pero dejemos que algunas celulas caigan hasta el fondo del oceano y queden enterradas en sedimentos desprovistos de oxigeno. Aqui las limitaciones del metabolismo eucariota resultan evidentes, pues se necesitan reacciones que no consuman oxigeno (reacciones anaerobicas) para completar el ciclo del carbono. En los actuales sedimentos del fondo oceanico, la reduccion de sulfato y la respiracion con hierro y manganeso son tan importantes como la respiracion aerobica en el reciclado de la materia organica. En terminos mas generales, alli donde el carbono transita por medios falto de oxigeno, las bacterias son esenciales para completar el ciclo del carbono. Los eucariotas son opcionales.

El valor fundamental de los eucariotas se extiende tambien a otros elementos de importancia biologica. De hecho, en los ciclos biogeoquimicos del azufre y del nitrogeno, todas las vias metabolicas importantes para el reciclado de estos elementos son procariotas. Piensese en particular en el nitrogeno, un elemento esencial necesario para la sintesis de proteinas, acidos nucleicos y otros compuestos biologicos. Vivimos inmersos en gas nitrogeno. (El aire esta compuesto en un ochenta por 100 de su volumen por gas nitrogeno.) Pero este gigantesco almacen de nitrogeno no se encuentra biologicamente disponible para nosotros, que, como el resto de los animales, obtenemos el nitrogeno que necesitamos consumiendo otros organismos. Y el gas nitrogeno no se encuentra mas disponible para las vacas o el maiz que para los humanos. Las plantas pueden absorber amonio (NH₄ ⁺) o nitrato del suelo, pero ¿como llegan estos compuestos hasta alli? El amonio se libera durante la descomposicion de celulas muertas; el nitrogeno, a su vez, es producido por bacterias que oxidan amonio. En medios ricos en oxigeno el nitrato resultante queda disponible para las plantas (o, en ecosistemas acuaticos, para las algas y las cianobacterias), pero en los suelos anegados y otros ambientes pobres en O₂ otras bacterias usan nitrato para respirar y devuelven gas nitrogeno a la reserva atmosferica de N₂. (Buena parte del nitrato que se aporta a los campos con los abonos tiene ese destino.)

De modo que todavia no hemos resuelto nuestro problema. El amonio y el nitrato del suelo y del agua del mar provienen de celulas muertas, y las bacterias que respiran nitrato inexorablemtne sustraen nitrogeno biologicamente util de la biosfera. Entonces, ¿Que es lo que alimenta el ciclo del nitrogeno e impide que se frene? La respuesta es que algunos organismos son capaces de convertir nitrogeno atmosferico en amonio utilizando para ello las reservas de energia de la celula. Ningun organismo eucariota puede fijar nitrogeno por este proceso, pero si muchos procariotas. Los rayos fijan una pequeña cantidad de nitrogeno al cortar la atmosfera, pero la sed de nitrogeno de la biosfera es saciada principalmente por las bacterias.

Los ciclos del carbono, el nitrogeno, el azufre y otros elementos se encuentran ligados entre si formando un complejo sistema que controla el pulso biologico del planeta. Como los organismos necesitan nitrogeno para fabricar proteinas y otras moleculas, no podria haber ciclo de nitrogeno sin fijacion de nitrogeno. El propio metabolismo del nitrogeno depende de la presencia de enzimas que contienen hierro; por tanto, si no hubiera hierro biologicamente disponible no podria haber ciclo de nitrogeno… ni ciclo de carbono. La biologia de otros planetas puede incluir o no organismos grandes e inteligentes, pero lo que si habra siempre alli donde persista la vida son metabolismos complementarios que permiten el reciclado de los elementos biologicamente importantes de la biosfera.

A estas alturas debe haber quedado claro por que insistí en otros tabajos en que las plantas y los animales evolucionaron para hacerse un hueco en un mundo procariota y no al reves. Nuestro mundo es procariota, y no en el sentido trivial de que haya muchas celulas procariotas. Los metabolismos procariotas conforman los circuitos ecologicos fundamentales de la vida. Son las bacterias, y no los mamiferos, los que sustentan el funcionamiento eficiente y persistente de la biosfera.

emilio silvera

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