Cuando pensamos en la edad y el tamaño del universo lo hacemos generalmente utilizando medidas de tiempo y espacio como años, kilómetros o años-luz. Como ya hemos visto, estas medidas son extraordinariamente antropomórficas. ¿Por qué medir la edad del universo con un “reloj” que hace “tic” cada vez que nuestro planeta completa una órbita alrededor de su estrella madre, el Sol? ¿Por qué medir su densidad en términos de átomos por metro cúbico? Las respuestas a estas preguntas son por supuesto la misma: porque es conveniente y siempre lo hemos hecho así.

 A medida que examinamos volúmenes cada vez mayores del Universo, la densidad de material que encontramos sigue disminuyendo hasta que salimos de las dimensiones de los cúmulos de galaxias. Cuando llegamos a dicha escala, la acumulación de materia empieza a desvanecerse y se parece cada vez más a una minúscula perturbación aleatoria de un mar uniforme de materia, con una densidad de aproximadamente un átomo por cada metro cúbico.

A medida que buscamos en las mayores dimensiones visibles del Universo, encontramos que las desviaciones de la uniformidad perfecta de la materia y la radiación se quedan en un bajo nivel de sólo una parte en cien mil. Esto nos muestra que el Universo no es lo que se ha llegado a conocerse como un fractal, en donde la acumulación de materia en cada escala parece una imagen ampliada de la escala superior siguiente.

Que el Universo posea una densidad muy baja no es un accidente. La expansión del Universo relaciona su tamaño y su edad con la atracción gravitatoria del material que contiene. Para que el Universo se expanda el tiempo suficiente para permitir que los ladrillos de la vida se formen en los interiores de las estrellas debe tener una edad de miles de millones de años. Esto significa que debe tener una extensión de de miles de millones de años luz y poseer una densidad de materia promedio muy pequeña y una temperatura muy baja.

¡Vaya! No era a esta clase de medidas a las que me refiero abajo que son unidades “naturales” para medir masa, longitud y tiempo.

“La masa de Stoney m_S (expresada en términos contemporáneos) toma la forma:

{\displaystyle m_{S}={\sqrt {\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}G}}}={\sqrt {\alpha }}\,m_{P}}

donde ε₀ es la permitividad del vacío, e es la carga elemental y G es la constante gravitacional, y donde α es la constante de estructura fina y m_P es la masa de Planck.”

Ésta es 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 e 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.

Después de identificar las galaxias en imágenes bidimensionales como la mostrada arriba a la derecha, se mide la distancia para crear el mapa tridimensional. El SDSS actualmente reporta información en tres dimensiones para más de 200 000 galaxias, rivalizando con el conteo de galaxias en 3D del mapa celeste de Campo en Dos Grados.

“Imagen que explica la diferencia sobre el dato de la edad del universo (1.37×10¹⁰ años) en comparación a la estimación sobre el radio real del universo observable (4.65×10¹⁰ años luz).⁴​ La explicación de tal sería que al mirar la radiación de fondo y las galaxias más lejanas se observa el pasado con una mayor densidad de materia por centímetro cúbico del universo.”

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

En función de la materia el Universo será abierto, cerrado o plano. Los cosmólogos llaman a ésto la Densidad Critica del Universo y está referido a la cantidad de masa que contiene.

Lo cierto es que, la densidad del universo es muy pequeña, no todo son galaxias, Nebulosas y mundos. 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.

          Una estrella llamada “Matusalen” determina que el Universo es más viejo de que que se creía

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.

                         El “polvo” de las estrellas podría tener la respuesta de cómo la vida llegó a la Tierra

           La vida que surgió en el planeta Tierra a partir del polvo de estrellas, es decir, del material del que está formado el mundo que, ayudado por el entorno, la presencia de agua líquida, la radiación del Sol y otros factores presentes, lo hicieron posible.

¿Por qué nuestro universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos también tienen sus problemas. Conforme para el tiempo en el universo el proceso de formación de estrellas se frena. Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habrían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas. Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.

                                          En lugares como este se forman los elementos de la vida

Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre las atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y, a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad. En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.

Esta marca oscura y estirada es la última cicatriz de impacto de Júpiter, un penacho de restos creado mientras un pequeño asteroide o un cometa se desintegraba tras zambullirse en el interior de la atmósfera del gigante gaseoso.

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas. Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra, habiendo tenido efectos catastróficos.  Somos afortunados al tener la protección de la Luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta. La caída en el planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución.

                  

Cuando comento este tema no puedo evitar el recuerdo del meteorito caído en la Tierra que impactó en la península de Yucatán hace 65 millones de años, al final de la Era Mesozoica, cuando según todos los indicios, los dinosaurios se extinguieron. Sin embargo, aquel suceso catastrófico para los grandes lagartos, en realidad supuso que la Tierra fue rescatada de un callejón sin salida evolutivo. Parece que los dinosaurios evolucionaron por una vía que desarrollaba el tamaño físico antes que el tamaño cerebral.

La desaparición de los dinosaurios junto con otras formas de vida sobre la Tierra en aquella época, hizo un hueco para la aparición de los mamíferos. Se desarrolló la diversidad una vez desaparecidos los grandes depredadores. Así que, al menos en este caso concreto, el impacto nos hizo un gran favor, ya que hizo posible que 65 millones de años más tarde pudiéramos llegar nosotros. Los dinosaurios dominaron el planeta durante 150 millones de años; nosotros, en comparación, llevamos tres días y, desde luego, ¡la que hemos formado!

Después de los Dinosaurios surgieron otras formas de vida que, evolucionadas, llegaron hasta aquí (arriba una muestra).

En nuestro sistema solar la vida se desarrolló por primera vez sorprendentemente pronto tras la formación de un entorno terrestre hospitalario.  Hay algo inusual en esto. El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, etc.

Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia.  El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro. Al menos, en el primer sistema solar habitado observado, ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t(bio) y t(estrella) que son aproximadamente iguales; el t(bio) – tiempo biológico para la aparición de la vida – algo más extenso.

       La atmósfera actual requirió un largo proceso

Muchos son los parámetros a tener en cuenta para llegar a la formación de nuestra atmósfera planetaria y todo el ecosistema que tenemos y del que podemos disfrutar. Claro que, nadie cae en la cuenta de que, eso lo tenemos y es posible, gracias a unos “seres” infinitesimales, los procariotas que realizan el “milagro”.

La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante la cual el oxígeno es liberado por la foto-disociación de vapor de agua. En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual.  Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la radiación en el intervalo de longitudes de onda del orden de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua.

Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella estable que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma forma como objeto principal.

A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un universo grande y frío en el que es difícil la aparición de la vida, y en el supuesto de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra.

                                              Aurora boreal

Formacion de Auroras Boreales y Australes, Cinturones de Van Allen, Ciclo del Agua, Formación de Nubes, Tipos de Nubes, Cristales de Hielo y Nieve, Niebla, Vientos, Ciclones y Anti-ciclones, Formación de Tornados, Formacion de Huracanes, Relámpagos, Refracción de la Luz, Corrientes Oceánicas, Capa de Ozono, Patrones de Temperatura, Patrones Precipitación, Origen de la Atmosfera, Termómetro, Terñometro, Barómetro, Pluviómetro.

Los biólogos, sin embargo, parecen admitir sin problemas la posibilidad de otras formas de vida, pero no están tan seguros de que sea probable que se desarrollen espontáneamente, sin un empujón de formas de vida basadas en el carbono. La mayoría de las estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el universo se centran en formas de vida similares a nosotros que habiten en planetas parecidos a la Tierra y que necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia entre el planeta y su estrella, la radiación recibida, etc. En este punto, parece lógico recordar que antes de 1.957 se descubrió la coincidencia entre los valores de las constantes de la Naturaleza que tienen importantes consecuencias para la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el universo.

Múltiples formas de vida, tanto macro como microscópicas, están presentes en nuestro planeta, y, de la misma manera, lo estarán en otros que, estando en la zona habitable de su estrella, tengan condiciones similares o parecidas a las nuestras.

Hay una coincidencia o curiosidad adicional que existe entre el tiempo de evolución biológico y la astronomía. Puesto que no es sorprendente que las edades de las estrellas típicas sean similares a la edad actual del universo, hay también una aparente coincidencia entre la edad del universo y el tiempo que ha necesitado para desarrollar formas de vida como nosotros.

Si miramos retrospectivamente cuánto tiempo han estado en escena nuestros ancestros inteligentes (Homo Sapiens) vemos que han sido sólo unos doscientos mil años, mucho menos que la edad del universo, trece mil millones de años, o sea, menos de dos centésimos de la Historia del Universo.  Pero si nuestros descendientes se prolongan en el futuro indefinidamente, la situación dará la vuelta y cuando se precise el tiempo que llevamos en el universo, se hablará de miles de millones de años.

Brandon Carter y Richard Gott han argumentado que esto parece hacernos bastante especiales comparados con observadores en el futuro muy lejano.

                            Como decía Peter Kolosimo… “Hay otros mundos pero están en este”

A veces, nuestra imaginación dibuja mundos de ilusión y fantasía pero,  en realidad… ¿serán sólo sueños?, o, por el contrario, pudieran estar en alguna parte del Universo todas esas cosas que imaginamos que pudieran estar presentes en otros mundos lejanos que, como el nuestro…posibilito la llegada de la vida.

Podríamos imaginar fácilmente números diferentes para las constantes de la Naturaleza de forma tal que los mundos también serían distintos al planeta Tierra y la vida no sería posible en ellos. Aumentemos la constante de estructura fina más grande y no podrá haber átomos, hagamos la intensidad de la gravedad mayor y las estrellas agotarán su combustible muy rápidamente, reduzcamos la intensidad de las fuerzas nucleares y no podrá haber bioquímica, y así sucesivamente.

“La Constante de la Estructura Fina, un número fundamental que afecta al color de la luz emitido por los átomos y todas las interacciones químicas, no ha cambiado en más de siete mil millones de años, según observaciones hechas por un equipo de astrónomos que estudian la evolución de las galaxias y del universo.

“El valor más preciso de la constante de estructura fina-“

Hay cambios infinitesimales que seguramente podrían ser soportados sin notar cambios perceptibles, como por ejemplo en la vigésima cifra decimal de la constante de estructura fina. Si el cambio se produjera en la segunda cifra decimal, los cambios serían muy importantes. Las propiedades de los átomos se alteran y procesos complicados como el plegamiento de las proteínas o la replicación del ADN pueden verse afectados de manera adversa. Sin embargo, para la complejidad química pueden abrirse nuevas posibilidades. Es difícil evaluar las consecuencias de estos cambios, pero está claro que, si los cambios consiguen cierta importancia, los núcleos dejarían de existir, no se formarían células y la vida se ausentaría del planeta, siendo imposible alguna forma de vida.

Las constantes de la naturaleza ¡son intocables!

Un equipo de astrónomos ha conseguido encontrar una vasta reserva de gas intergaláctico situada a unos 400 millones de años luz de la Tierra en la que podría encontrarse la “materia perdida” del Universo que los científicos llevan años buscando.

          Miles de millones de galaxias formadas a lo largo de miles de millones de años

Ahora sabemos que el universo tiene que tener miles de millones de años para que haya transcurrido el tiempo necesario par que los ladrillos de la vida sean fabricados en las estrellas y la gravitación nos dice que la edad del universo esta directamente ligada con otras propiedades como la densidad, temperatura, y el brillo del cielo.

Puesto que el universo debe expandirse durante miles de millones de años, debe llegar a tener una extensión visible de miles de millones de años luz. Puesto que su temperatura y densidad disminuyen a medida que se expande, necesariamente se hace frío y disperso. Como hemos visto, la densidad del universo es hoy de poco más que 1 átomo por m³ de espacio. Traducida en una medida de las distancias medias entre estrellas o galaxias, esta densidad tan baja muestra por qué no es sorprendente que otros sistemas estelares estén tan alejados y sea difícil el contacto con extraterrestres. Si existen en el universo otras formas de vía avanzada, entonces, como nosotros, habrán evolucionado sin ser perturbadas por otros seres de otros mundos hasta alcanzar una fase tecnológica avanzada.

La expansión del universo es precisamente la que ha hecho posible que el alejamiento entre estrellas, con sus enormes fuentes de radiación, no incidieran en las células orgánicas que más tarde evolucionarían hasta llegar a nosotros. Diez mil millones de años de alejamiento continuado y el enfriamiento que acompaña a dicha expansión permitieron que, con la temperatura ideal y una radiación baja, los seres vivos continuaran su andadura en este planeta minúsculo, situado en la periferia de la galaxia que comparado al conjunto de esta, es sólo una mota de polvo donde unos insignificantes seres laboriosos, curiosos y osados, son conscientes de estar allí y están pretendiendo determinar las leyes, no ya de su mundo o de su galaxia, sino que su osadía ilimitada les lleva a pretender conocer el destino de todo el universo.

El ser humano ha hecho un largo recorrido para ahora sentirse insignificante.

Cuando a solas pienso en todo esto, la verdad es que no me siento nada insignificante y nada humilde ante la inmensidad de los cielos. Las estrellas pueden ser enormes y juntas, formar inmensas galaxias… pero no pueden pensar ni amar; no tienen curiosidad, ni en ellas está el poder de ahondar en el porqué de las cosas. Nosotros sí podemos hacer todo eso y más.

La estructura de los átomos y las moléculas está controlada casi por completo por dos números: la razón entre las masas del electrón y el protón, b, que es aproximadamente igual a 1/1.836, y la constante de estructura fina, a, que es aproximadamente 1/137. Supongamos que permitimos que estas dos constantes cambien su valor de forma independiente y supongamos también (para hacerlo sencillo) que ninguna otra constante de la Naturaleza cambie. ¿Qué le sucede al mundo si las leyes de la naturaleza siguen siendo las mismas?

Si deducimos las consecuencias pronto encontramos que no hay muchos espacios para maniobrar. Incrementemos  β demasiado y no puede haber estructuras moleculares ordenadas porque es el pequeño valor de beta el que asegura que los electrones ocupen posiciones bien definidas alrededor de un núcleo atómico y las cargas negativas de los electrones igualan las cargas positivas de los protones haciendo estable el núcleo y el átomo.

Si en lugar de a versión b, jugamos a cambiar la intensidad de la fuerza nuclear fuerte a_F, junto con la de a, entonces, a menos que  a_F > 0,3 a^½, los elementos como el carbono no existirían.

No podrían existir químicos orgánicos, no podrían mantenerse unidos. Si aumentamos a_F en solo un 4 por 100, aparece un desastre potencial porque ahora puede existir un nuevo núcleo de helio, el helio-2, hecho de 2 protones y ningún neutrón, que permite reacciones nucleares directas y más rápidas que de protón + protón →  helio-2.

Las estrellas agotarían rápidamente su combustible y se hundirían en estados degenerados o en agujeros negros. Por el contrario, si a_F decreciera en un 10 por 100, el núcleo de deuterio dejaría de estar ligado y se bloquearía el camino a los caminos astrofísicos nucleares hacia los elementos bioquímicos necesarios para la vida.

¡Es todo tan complejo!

emilio silvera

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Por supuesto, los Biólogos deben clasificar los organismos de acuerdo con sus características visibles y, para inferir las relaciones de parentesco, deben atender tanto a los organismos vivos como a los fósiles de las especies ya extinguidas. Tanto la naturaleza como la cantidad de datos disponibles han aumentado tremendamente durante las últimas décadas. En particular, los paleontólogos parece que no acaben nunca de descubrir los más increíbles escondrijos de fósiles -auténticas cuevas de Aladino de antiguas criaturas cuya existencia nunca hubiéramos podido imaginar-. En fechas tan rcientes como los años sesenta, los biólogos todavía dudaban de que pudiéramos nunca encontrar fósiles significativos del período Precámbrico -el período geológico de hace más de 545 millones de años, cuando todavía no había evolucionado ningún organismo con caparazón o esqueleto duro, de modo que la fosilización parecía imposible.

El esquisto de Burgess (comúnmente llamado en inglés: «Burgess Shale» ) es el nombre de un célebre yacimiento de fósiles, ubicado en las inmediaciones del collado de Burgess en el Parque Nacional Yoho de la provincia de Columbia Británica, en Canadá.

Hoy (en la imagern de arriba se quiere significar) conocemos varios yacimientos de fósiles precámbricos en varios continentes. Del posterior período Cámbrico -y en particular del Burgess Shale de Canadá -arriba-, de unos 530 millones de años de antigüedad y estudiado muy especialmente por Simón Conway Morris de la Universidad de Cambridge- han surgido series de organismos con aspecto de antrópodos muy diferentes e cualquiera de los actuales.

                                   Depredador gigante del Cámbrico hallado en el Sahara y Antrópodos

Un predador gigante del Cámbrico, hallado en el Sahara. Las arenas del Sáhara han brindado a los investigadores ejemplares gigantes de anamalocaris, uno de los animales más extraños del Cámbrico y el de mayor tamaño, hallado por primera vez en el yacimiento de Burgess Shale (Canadá). Peter van Roy y Derek Briggs, que estudian la fauna fósil de los yacimientos marroquíes de Fezouata, publican en Naturesu hallazgo y señalan que se trata de los anomalocaris de mayor tamaño y más recientes hallados hasta la fecha.

Anomalocaris (“gamba extraña”) es un género de animales esxtintos, perteneciente a la familia de los anomalocarídidos la cual se relaciona con los artrópodos. Se estima que los Anomalocaris existieron entre comienzos y mediados del período Cámbrico, desde hace aproximadamente 525 hasta 510 millones de años. Sus primeros fósiles fueron descubiertos en el esquisto de Ogygopsis, llegando a poseer más hallazgos en el famoso esquisto de Burgess.

El Anomalocaris expone rasgos muy llamativos como “brazos” armados con espinas, ojos compuestos, lóbulos laterales que rodeaban todo el cuerpo, entre otros. Las diferentes especies de Anomalocaris estaban en la cima de la cadena alimentaria en los océanos del planeta. Alcanzando hasta un metro de largo, se trataba de una criatura realmente gigantesca para su época, por lo que depredaba toda clase de fauna contemporánea.

Los paleontólogos disponen ahora de una maravillosa serie de aves fósiles -organismos frágiles que no se focilizan fácilmente- que enriquecen enormemente nuestra apreciación de la evolución de las aves que solía basarse únicamente en Archaeopteryx. En 1998 nos llegó la noticia del hallazgo de fósiles de dinosaurios con plumas -dinosaurios que están claramente relacionados con las aves pero que tradicionalmente no se clasificarían entre las aves.

Recreación de un ‘Tianyulong confuciusi’m, un dinosaurio con plumas encontrado en China. / Nature

Los fósiles humanos, tan confusos y esquivos en el pasado, conforman hoy una secuencia más satisfactoria, aunque más diversa, hasta nuestros antepasados de las llanuras de África de hace 4,5 millones de años; sólo uno de los diversos linajes desembocó en la especie Homo sapiens. En suma, los descubrimientos recientes de fósiles han sido maravillosos, y todas las nuevas extraordinarias criaturas son agua para el molino de los taxónomos. Si no intentamos clasificarlas, no sabremos nunca qué son realmente.

Las imágenes de abajo corresponden a fósiles de homínidos, dichas huellas fueron escaneadas y digitalizadas por el profesor Mateo Bennett, de la Universidad de Bournemouth, en el Reino Unido. Recontruidas por expertos, este ha sido el resultado final. Si los llevamos al peluquero, se duchan y le ponemos un buen vestido y traje con los abalorios y complementos, ¿Quién los distinguiría de los hombres y mujeres de hoy, y, sin embargo, tienen muchísimos años.

La evidencia fósil sugiere que los primeros humanos modernos podrían haberse dividido en numerosas poblaciones aisladas antes de dejar África en una serie de migraciones, según un estudio de la Universidad de Vienna en Austria (Alemania). La investigación se publica esta semana en la revista ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ (PNAS).

Los investigadores descubrieron que, en vez de una única dispersión desde África hacia el exterior, su evidencia muestra que los primeros humanos modernos se dividían ya en diferentes poblaciones. ¡Qué mérito tienen nuestros antepasados que, sin más medios que sus piernas y su propias energías, se recorrieron el mundo buscando el acomodo para su mejor supervivencia.

¿Qué podemos decir de las Bacterias, Arqueas y Protozoos?

Woese en 1977 agrupa los seres vivos en seis Reinos: Eubacterias, Arqueobacterias, Protista, Fungi, Vegetal y Animal. A través de sus investigaciones llega a la conclusión de que las arqueobacterias son procariotas pero no bacterias. En 1990 propone tres Dominios: Bacterias, Arqueas y Eucariotas. El Dominio es de categoría taxonómica superior al Reino.

Lynn Margulis y Karlene Schwartz revisan la propuesta de Wittaker y en 1997 establecen Cinco Reinos: Monera, Protoctista, Fungi (en el que incluyen Líquenes), Vegetal, Animal.

Cavalier-Smith en 1998 divide los seres vivos en dos Imperios y seis Reinos: Bacterias, Protozoos, Cromistas, Fungi, Vegetal, Animal.

Estas clasificaciones han ido variando al aparecer nuevas formas de estudiar su historia evolutiva, como por ejemplo, las técnicas que permiten comparar el ADN de las especies. Y no siempre han sido aceptadas por toda la comunidad científica, todo lo contrario, en algún caso han sido (y siguen siendo) muy discutidas. Así es el proceso de construcción de la Ciencia.

                                                                             ¿Qué es una célula?

Una célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones, como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores.

     Y pensar que aquí comenzó todo hace ahora 4.000 millones de años. La Tierra comenzó a enfriarse y unos 500 de años más tarde de haberse formado, aparecieron los primeros “seres” unicelulares

Aquella primera célula que supo replicarse lo comenzó todo, allí empezó la aventura de la vida que nos ha traído hasta aquí. La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años.

Células animal y vegetal

Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protista, que también tienen células con propiedades características).

Es maravilloso poder comprobar la proliferación de la vida en cualquier lugar y entorno de nuestro planeta que, hasta en lugares que parecen imposibles para albergar la vida, allí está presente, se adapta al medio díscolo y, a veces imposible, testaruda sigue adelante, imparable, las ganas de vivir es más fuerte que la precariedad y el medio de condiciones imposibles.

Una comunidad gusano de tubo crece en la cima de un montículo de lava cerca de una fuente hidrotermal del Golfo de California. Los grandes gusanos en esta imagen miden aproximadamente 1.5 metros de largo. (2ª imagen),

Las fosas pueden ser más productivas que muchos lugares en las zonas abisales o hasales, pero los verdaderos oasis en el mar profundo son las fuentes hidrotermales y las emanaciones de metano. La quimiosíntesis entrega la energía a estas comunidades únicas, cuya biomasa es comúnmente dominada por especies grandes que tiene relaciones mutualistas con microbios simbiontes, oxidadores de azufre. Compuestos reducidos, tales como sulfuros y metano, sirven como fuente de energía química para bacterias y arqueas, permitiendo que la productividad en estos ambientes del fondo marino compita con aquella que vemos en sistemas marinos menos profundos.

Las comunidades de fuentes hidrotermales no han sido encontradas en el margen chileno hasta ahora, pero su existencia ha sido predicha por el hecho de que suelen ser encontradas en centros de expansión, como es la dorsal meso-oceánica Chilena, la cual es subducida por debajo de Chile continental. El agua expulsada desde las fuentes hidrotermales puede variar entre los 20 y 400ºC y es rica en compuestos reducidos como sulfuros y metano. El sustrato rígido esta formado por basalto enfriado, la precipitación de sulfuros metálicos y organismos como gusanos tubulares y bivalvos.

Los gusanos tubulares que tienen una tasa más rápida de crecimiento en el mundo, Riftia pachyptila, se asientan en lugares en donde tienen un acceso directo a un flujo de agua tibia, rica en sulfuros, la cual absorben en sus rojas plumas branquiales.

Aquí tenemos el Laboratorio gigante en el que surgieron tantas maravillas

Hoy la astronomía ha dejado de ser esa ciencia que antiguamente se dedicaba a buscar y contar estrellitas en nuestro cielo nocturno, a buena hora, hoy diríamos que astronomía es una ciencia dedicada a la búsqueda de vida fuera de nuestro planeta y también de escudriñar en los mas recónditos lugares del cosmos buscando los secretos que nuestro universo aun no nos quiere develar.

Para ello, es que hoy, muchas ciencias se han unido a este casi legado Galileano. Ya cada día se nos hace mas común escuchar hablar de astro-biólogos, exo-quimicos, geofísicos y muchos otros, y la verdad es que todos apuntan a un solo pistilo, la vida.

Pero si bien hoy existen sondas espaciales visitando planetas y lunas, telescopios dentro y fuera de nuestra tierra, cual gigantescos ojos observando y estudiando nuestros vecinos desde el mas cercano hasta los mas de afuera del vecindario. Es precisamente aquí, en nuestro planeta donde se desarrollan los mayores estudios y experimentos de cómo y que tipo de vida podría haber allí afuera.

Algunos de estos datos los he tomado prestados de la bonita e instructiva página de nuestro amigo Abdel, él la titula “Universo para Todos” y, desde luego, hay que reconocerle el mérito de su afán divulgativo. Gracias amigo chileno.

Sí, amigos míos, la vida pudo llegar desde fuera. Así lo inducen nuevas evidencias. Un meteorito con un tipo de nitrógeno distinto del que se encuentra en la tierra el cual produce amonio si se calienta parece inclinar cada vez más la balanza a que la vida en nuestro planeta proviene de un fenómeno cósmico.

¿Qué opinas tú?

Que os guste el reportaje.

[?]

¿La Vida? Algo que no sabemos explicar pero, lo intentamos. Como dice Kauffman: “la vida cristaliza a partir de un nivel crítico de diversidad molecular, debido a que la propia clausura catalítica cristaliza”.

Aquí surgió la Vida. El planeta y su entorno, tenían todos los ingredientes necesarios para que, tal maravilla, pudiera surgir a un Universo que, siendo tan inmensamente grande y estar lleno de asombrosos objetos y sucesos, ninguno de ellos, se podría comparar con este que llamamos vida y que, asciende desde la materia “inerte” hasta los pensamientos.

Sean cuales sean los orígenes de la vida, las teorías que incluyen redes, conexiones y criticalidad autoorganizada proporcionan unas ideas nuevas y poderosas sobre el modo en que funciona la vida una vez que ha surgido. Claro que, el origen de la vida ha hecho que muchas mentes despiertas y dotadas de un profundo entendimiento, emitan teorías que, aunque no todas puedan ser reflejo de lo que la vida es, hay que admitir que cada una de ellas, al menos nos indica un posible camino por el que la vida pudo surgir.

Dichas teorías o especulaciones en algunos casos, han ofrecido un ejemplo sorprendente de la medida en que la complejidad de los seres vivos (sin duda, lo más complejo que existe en el universo) podría estar basada en una profunda sencillez, cuyo secreto, está escondido en la materia.

Son muchos los misterios que a todos los niveles subyacen en lo que conocemos como vida, por ejemplo, en el funcionar de las células, al nivel de los genes que aportan las instrucciones que gobiernan lo que a veces se llama de una manera imprecisa la maquinaria de la célula. Estas instrucciones se encuentran en última instancia codificadas en el ADN, las grandes moléculas de las que están constituidos los genes; pero tanto la maquinaria como la estructura del cuerpo están hechas de proteínas. Elementos tales como el pelo y las uñas de los dedos, así como los músculos, son tipos de proteínas y también lo son sustancias como la hemoglobina, que transporta el oxígeno en la sangre, y las enzimas, que son los catalizadores biológicos esenciales que favorecen las reacciones químicas importantes para la vida.

Las propias proteínas son grandes moléculas formadas por subunidades llamadas aminoácidos, y esta es la razón por la que resulta tan intrigante el descubrimiento de que los aminoácidos existen en el tipo de nubes interestelares a partir de las cuales se forman las estrellas como el Sol y los planetas como la Tierra y todos los que vemos en nuestro Sistema solar.

El código genético que está en el ADN contiene instrucciones para fabricar proteínas y, luego, estas proteínas realizan las tareas de que se compone la vida. Pero, en este proceso hay otro paso que resulta sorprendente. Cuando un gen se activa (cómo y por qué sucede esto va más allá de los objetivos de esta explicación), la información que interesa en ese momento se copia primero en una molécula muy similar llamada ARN. Posteriormente, la maquinaria de la célula lee el ARN y actúa según sus instrucciones para fabricar la proteína adecuada.

Este proceso de dos pasos probablemente nos esté diciendo algo sobre el modo en que se originó la vida, y existe alguna posibilidad de que el ARN se “inventara” antes que el ADN. En la situación que describe Kauffman,  la “cristalización” de la vida tiene lugar en el nivel de las proteínas, en una sopa química rica en aminoácidos, donde surgieron las primeras redes auto-catalíticas de la vida; en este modelo encaja fácilmente la posibilidad de que el ARN participara en una fase temprana y que, posteriormente, las presiones evolutivas asociadas con la competencia entre las distintas redes auto-catalíticas pudieran haber conducido al sistema a la situación que vemos en la actualidad.

Los puntos relevantes que aconsejan estos pensamientos en la investigación desarrollada sobre el modo en que funcionan las células son, por un lado, el hecho de que los genes actúan para controlar la maquinaria celular y, por otro (siendo éste el aspecto crucial) que los genes pueden afectarse mutuamente, cuando un gen activa o desactiva a otro.

Cuando fueron desarrollados estos trabajos de investigación se pensaba que había unos cien mil genes diferentes en el ADN humano –es decir, en el genoma humano-. Desde entonces, el proyecto del genoma humano ha demostrado que tal estimación era excesiva, y que sólo hay alrededor de un tercio de dicho número de genes para especificar lo que debe ser una criatura humana.

A todo esto, no tenemos más remedio que admitir que la evolución es un hecho, al igual que lo es la forma elíptica de la órbita que describe un planeta alrededor del Sol. Tanto en el registro fósil como en los diversos estudios realizados sobre la vida actual en la Tierra, se puede encontrar un número considerable de pruebas relativas al modo en que actúa la evolución, transformando una especie en otra. La teoría de la selección natural, a la que llegaron de manera independiente Charles Darwin y Alfred Russell Wallace en la segunda mitad del siglo XIX, es un modelo que ofrece una explicación  de por qué se produce la evolución, del mismo modo que la teoría de la gravedad, desarrollada por Newton durante la segunda mitad del siglo XVII, es un modelo que explica porque los planetas describen órbitas elípticas. Ni la teoría, ni el modelo, constituyen la última palabra sobre la cuestión que abordan. De hecho, la teoría de Newton fue mejorada por la de Einstein a principios del siglo XX, que descubrió un modelo más completo para explicar cómo actúa la Gravedad –la teoría general de la relatividad- y, de la misma manera, en el ámbito de los estudios sobre la vida, vendrán otras nuevas maneras y formas de ver y enfocar los problemas que nos lleven a un entendimiento más amplia y fidedigno de cómo la vida se puedo abrir camino partiendo de la “materia inerte” hasta las pensamientos.

La hipotesis de la reina roja es una hipótesis de la teoría evolutiva que toma su nombre de un relato de Lewis Carroll, donde Alicia entra en un mundo donde por más que se mueva parece que no avance en absoluto debido a que el mundo a su alrededor -a su vez- también se mueve. Se trata en realidad de un libro escrito por Matt Ridley en 1993 donde el autor publica sus ideas respecto a ciertas cuestiones relacionadas con la co-evolucion de algunas especies y la influencia del sexo es la evolución.

Claro que, la Vida, tiene una regla esencial que, de no cumplirse, esa clase de vida está abocada a su desaparición, es decir, los individuos que sobreviven son aquellos que mejor se adaptan al medio-ambiente, es lo que se conoce como “la supervivencia del más apto”.

En alguna ocasión os he hablado aquí (en relación a la biología evolutiva) a eso que se conoce como “el efecto de la Reina Roja”, según el personaje que aparece en Alicia en el País de las maravillas, de Lewis Carroll, que debe correr tan rápido como pueda, con el fin de permanecer en el mismo lugar.

El final de toda la historia desemboca, aparentemente, en un proceso de coevolución, en el que todas las especies implicadas en una red sufren cambios cuando una de ellas cambia, impulsará de forma natural los ecosistemas complejos desde los extremos hacia la interesante zona de la criticalidad autoorganizada, en la transición de las fases que se producen al borde del caos. Si un grupo de organismos está bloqueado en una estrategia estable, es probable que una mutación que afecte a una de las especies desbloquee la red, permitiendo su evolución.

La evolución por selección natural garantizará que un cambio perjudicial para las especies implicadas vaya desapareciendo a lo largo de varias generaciones; pero todo cambio beneficioso se propagará, y al hacerlo, desbloqueará otras redes, impulsando el sistema hacia el borde del caos. En el otro lado de la transición de las fases, en el régimen caótico, sucederá lo mismo, pero a la inversa. Dado que las reglas del juego de la vida cambian con cada generación, cualquier grupo de individuos que consiga hasta cierto punto aislarse del caos, reduciendo el número de sus conexiones con el mundo exterior, tendrá una oportunidad de evolucionar por selección natural, hasta llegar a un estado que se beneficia de las oportunidades que hayan podido surgir.

Hemos podido ver cómo, las interacciones entre especies, lo pueden cambiar todo y, casi siempre, desemboca en la supremacía de una que, generalmente, produce la extinción de la otra. Siendo eso así (que lo es) –aunque no en todos los casos-), tendremos que tener sumo cuidado cuando llegado el momento, podamos contactar por primera vez con seres de otros mundos que, no sabemos de qué propiedades podrán estar dotados física y mentalmente y, si sus morfologías y organismos son compatibles con los nuestros y con nuestro propio entorno.

Cuando tratamos de cuestiones que afectan a la vida, todo se nos vuelve complejo e ininteligible, es una de las disciplinas que no hemos podido llegar a dominar bien, dado que, como decía por ahí arriba, estamos tratando con lo más complejo que en el universo habita ¡La Vida!.

Claro que, aunque nuestro entorno sea el ideal no podemos dejar que todo transcurra sin  que nosotros, estemos pendientes de los comportamientos y, de no vigilar nuestro propio cuidado, las cosas podrían terminar de manera muy desagradable. De hecho, más de uno se ve abocado a su desaparición precisamente por no prestar atención a su propia vida que, siendo tan valiosa, se la deja escapar por unos placeres mal entendidos. La moderación es la madre de la razón.

emilio silvera

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Las galaxias que, como universos en miniatura pueblan el Universo inconmensurable

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En la Imagen aparecen galaxias situadas a 13.000 millones de Años-Luz, es decir, galaxias que estaban presentes cuando el Universo tenía unos cientos de millones de años de edad. ¿Podremos alguna vez, captar con nuestros ingenios, el borde del Universo, o, incluso, llegar a captar otros universos?

No podemos dejar de pensar en lo insignificantes que somos en el contexto del Universo, una colonia de seres pensantes y conscientes que ha llegado a poder percibir el lugar que ocupa en tan majestuoso lugar, un pequeño mundo de roca y agua con todas las características necesarias para soportar la vida.

En nuestra Galaxia,  la Vía Láctea, existen miles de millones de planetas parecidos a la Tierra, con las condiciones ideales para ofrecer hábitats idóneos en los que la Vida, como lo hizo en la Tierra, puede prosperar. El hecho de que no hayamos podido confirmar eso, es debido sencillamente a las distancias que nos separan, nuestra Civilización no ha podido alcanzar la tecnología necesaria para surcar el Espacio Interestelar y viajar a las estrellas de donde venimos.

Los Quarks están confinados dentro de los nucleones y sujetos por la fuerza nuclear fuerte que transmiten los Bosones que llamamos Gluones. La fuerza trabaja como un muelle de acero, cuanto más lo tensamos más resistencia nos pondrá.

Hemos sido capaces en relativamente poco Tiempo, de conquistar algunos conocimientos en las escalas de lo infinitesimal, construimos aparatos que nos han permitido llegar hasta las entrañas del átomo, hasta los dominios de los Quarks y los Gluones, y, de la misma manera, en el extremo opuesto de las escalas, también, hemos sabido hacernos con ingenios que barren las más lejanas regiones del Cosmos para poder captar imágenes que, como la de arriba, nos muestra galaxias del pasado, situadas a miles de millones de años-luz de nuestro entorno.

Sin embargo… ¡Nos queda tanto por aprender!

emilio silvera

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