Sobre la vida en Procyon (Segunda Parte)

La semana pasada os comenté algunos de los problemas bioquímicos que encontramos al explicar el origen espontáneo de la vida en la Tierra, en particular, o en cualquier planeta, en general. Pero ahí no acaba todo... ¡hay más!

La vida tal y como la conocemos (¿cuántas veces tendremos que usar esta coletilla?) está basada en el ADN. El llamado .Ácido Desoxirribonucleico es, como sin duda ya sabréis, una larga cadena de bases nitrogenadas que sirven a los seres vivos como “plantilla” para la fabricación de proteínas (los antes mencionados aminoácidos). Cada organismo tiene su propio código genético y lo perpetúa al reproducirse. No en vano, se trata de una molécula (o cadena de ellas, según se mire) notoriamente estable que solo produce fallos en su replicación muy de tarde en tarde: las famosas mutaciones.

Pero presenta un problema. Y gordo. El ADN, para funcionar, precisa de la presencia de catalizadores (enzimas). Que en un mundo primitivo apareciera espontáneamente una macromolécula tan compleja como el ADN es milagroso; pero que además hubiera enzimas pululando por allí, inútiles hasta entonces... ¡es la repanocha!

Los científicos plantean como solución que quizá la vida primitiva no usó el ADN como primera opción y que hubo con anterioridad un “Mundo del ARN”. El Ácido Ribonucleico, que es casi tan complejo como el ADN pero mucho menos preciso y estable, tiene propiedades autocatalizadoras y puede actuar sin la presencia de enzimas. Y antes que el “Mundo del ARN” pudo existir un “Mundo de Algo-Más-Simple”, una molécula de más fácil aparición que también tuviera capacidad de autorreplicarse... ¿quién sabe?

Ante la dificultad de la ciencia actual para explicar el origen de la vida en la Tierra (enigma que todas las religiones de ayer y hoy han resuelto de un plumazo... o de un soplo, debería decir) últimamente se han alzado voces defendiendo la teoría de la Panspermia: la vida no es originaria de la Tierra sino que llegó a ella a lomos de meteoritos o cometas. En principio, nada que objetar, pero me parece que a la larga es resolver la cuestión trasladando el problema a otro lado: ¿de dónde vino la vida? Y lo que es más grave, ¿cómo apareció allí? ¿Acaso llegó a su vez de otra parte?

Estaba dándole vueltas a todo esto cuando descubrí no sé dónde un nuevo enfoque del tema que venía de un campo insospechado: la Termodinámica (¡Sorpresa!)

Supongo que todos habréis oído hablar de la Entropía. En la escuela enseñan que es un indicador del “grado de desorden” de un sistema. No me gusta esa definición. Me parece más ajustado decir que es la medida de la incapacidad para producir trabajo o evolucionar: poca entropía significa mucha capacidad transformadora; mucha entropía, poca capacidad.

En una pila eléctrica nueva, por ejemplo, existe una amplia diferencia de potencial entre sus dos polos y tiene, por tanto, baja entropía. Si cerramos el circuito con una bombilla, la corriente irá de un polo al otro, encendiendo la luz en su camino, hasta que la pila se gasta y la bombilla se apaga. Ya no hay diferencia de potencial entre los polos de la pila: la entropía ha alcanzado un máximo. Una barra de hierro con un extremo frío y otro al rojo vivo tiene poca entropía. Cuando ha alcanzado el equilibrio térmico su entropía ha crecido. ¿Se entiende?

Todos los sistemas aislados (incluido el universo en su conjunto) tienden a aumentar su entropía de manera natural. La entropía siempre crece. Es un proceso irreversible. Eso es lo que define la llamada “flecha del tiempo”: el tiempo avanza siempre en el sentido del aumento de la entropía; no al revés.

Momentos después del Big Bang, la entropía del universo era muy baja: podía ocurrir casi cualquier cosa. En los miles de millones de años transcurridos desde entonces, el sistema ha ido evolucionando: el hidrógeno primitivo se organizó en estrellas donde se transmutó en otros elementos menos combustibles, las galaxias se están alejando unas de otras sin remedio, las diversas formas de energía del sistema se han ido transformando en energía térmica (calor), una forma “degradada” de energía con menos capacidad de generar trabajo... En resumen, la entropía del universo ha crecido una barbaridad. ¿Cómo acabará todo esto? El final se conoce como “Muerte térmica del universo” y ocurrirá dentro de muchísimos millones de años (¡no hay que alarmarse!). La entropía habrá alcanzado un máximo y el universo quedará muerto, oscuro y frío, incapaz de producir nada.

¿Qué tiene esto que ver con la vida? Todo. Cuando algo está “vivo” lo que hace es rebajar su entropía a costa de la del entorno. La vida significa entropía baja, desequilibrio, muchísima capacidad de evolución. La vida es la respuesta de la materia al aumento inexorable de la entropía del universo. Evidentemente esto no explica cómo apareció la vida pero quizá nos apunta una respuesta al por qué.

Se me ocurre que al igual que todos los sistemas tienden espontáneamente a alcanzar su mínimo contenido energético (por eso las órbitas de los electrones en el átomo son estables y los objetos caen en los campos gravitatorios), la materia del universo tiende a organizarse de manera natural creando vida cuando se dan las condiciones químicas y medioambientales adecuadas. ¿Por qué no?

Supongo que en multitud de esos planetas en formación a los que antes aludía debieron darse esas condiciones y que la vida pudo aparecer en muchos de ellos. Creo en un universo lleno de vida, ¿qué le voy a hacer? Por eso en la serie “Procyon” hay tantos planetas que albergan formas de vida autóctonas. Y no solo microorganismos (poco vistosos para una historieta) también plantas y animales altamente evolucionados. Porque imagino que partiendo de códigos genéticos similares, aunque quizá no idénticos a los terrestres, y un medio ambiente parecido (agua líquida en forma de ríos, lagos y océanos, temperaturas moderadas, radiación solar equivalente, etc.) es muy probable que se diera el fenómeno conocido como “convergencia evolutiva”, esto es, organismos que en principio no tienen nada que ver, evolucionan de manera similar para adaptarse a un determinado medio ambiente y acaban pareciéndose.

Una última consideración: supongo que habéis oído hablar de la ecuación de Drake. Es un cálculo muy imaginativo de la probabilidad de que existan civilizaciones alienígenas en nuestra galaxia. Digo “muy imaginativo” porque a muchas de las variables que en ella intervienen se les adjudicaron valores “a bulto” según el pensamiento de las personas y la época en que se formuló... ¡una época en la que ni siquiera se habían descubierto planetas extrasolares! Siempre he tenido la sensación de que, aunque el resultado de la ecuación sea la mar de alentador y resulte más que probable que compartamos la galaxia con un buen puñado de especies inteligentes, los valores elegidos son muy poco optimistas.

Estoy convencido de que la vida bulle por doquier en el universo y que empecemos a encontrarla es solo cuestión de tiempo. Ahí fuera debe haber de todo, amigos.

R. MACHUCA-16

FE DE ERRATAS: Al pasar al ordenador el artículo de la pasada semana debí comerme alguna palabra y el resultado final sonaba raro. Encelado es un satélite de Saturno, no de Júpiter, como todo el mundo sabe (...o debería saber). Mil perdones.

SOBRE LA VIDA EN “PROCYON” (PRIMERA PARTE)

Los lectores habituales de la serie habrán descubierto, quizá con un cierto estupor, que al menos dos o tres planetas de cada sistema planetario de la Federación albergan formas de vida autóctonas (vida no inteligente, que de eso va este cómic). Esto podría parecer normal si consideramos la obra como una mera fantasía de ciencia ficción a las que el cine y la literatura nos tienen tan acostumbrados, pero resulta del todo chocante si con lo que lo comparamos es con las noticias sobre exploración espacial que la NASA y otras agencias nos van ofreciendo. En el Sistema Solar hay muchas cosas maravillosas pero, excepto en La Tierra, por supuesto, la vida brilla por su ausencia... ¡al menos de momento!

¿Por qué he decidido que la vida sea algo omnipresente en “Procyon”? ¿Por qué, vayan donde vayan los personajes, descubren animales y plantas alienígenas? ¿Es una simple fantasía? ¿Es solo para dar ambiente a los libros? ¿Es para divertirme haciendo fichas para este blog? En este artículo intentaré dar respuesta a estas preguntas aunque para ello tenga que meterme en un auténtico berenjenal. Ya que me voy a tirar diez años componiendo esta obra (¡que ya van cuatro, caramba!) procuro reflejar en ella, aunque solo sea de pasada aquellos temas que desde crío pican mi insaciable curiosidad y, qué duda cabe, el de la vida misma es uno de ellos.

Este es un asunto peliagudo y complejo en el que chocan frontalmente las más diversas teorías biológicas, físicas, filosóficas y religiosas, dejando poco margen de maniobra a los que modestamente queremos aclarar conceptos.

¿Qué es la vida? Esta es la pregunta del millón. Todo el mundo cree saber lo que es la vida y cuando se plantea esta cuestión evocan en su memoria, con total automatismo, imágenes de flores, mariposas, pajaritos y bebés sonrosados, Nada más lejos de la realidad. En su inmensa mayoría, los seres que comparten ese atributo que llamamos “vida” son organismos unicelulares: bacterias, protozoos, algas cianofíceas, arqueas, virus y una multitud de microorganismos que aún no han sido catalogados o ni siquiera se han descubierto. Los seres pluricelulares (como nosotros) son una rareza. Que grupos más o menos numerosos de esos microorganismos se hayan asociado, especializándose por cuadrillas para realizar funciones específicas, es un avance evolutivo que muy pocos de esos seres han experimentado. ¡Y de alcanzar la inteligencia ni te cuento!

¿Qué es lo que define la vida? ¿En qué se diferencian esos organismos que llamamos “vivos” de otras estructuras químicas de las que decimos que “no están vivas”? En principio, dicen los que saben de esto, los “seres vivos” se distinguen por compartir tres características fundamentales: tienen capacidad de autorreplicación (que se reproducen, vaya), tienen un metabolismo (un intercambio físico-químico con el medio que les rodea) y una cubierta que les aísla de entorno. Así de simple... ¡y así de complejo! Porque para que se cree vida en algún lugar del universo las tres características tienen que darse a la vez. Se conocen moléculas y cristales complejos con capacidad de crear copias de sí mismas, estructuras químicas que interaccionan con el medio en que se encuentren, alterándolo sin remedio, y vesículas corpusculares de naturaleza lipídica que aparecen espontáneamente en los lugares más insospechados. De ninguna de estas cosas se puede decir que estén “vivas” porque carecen de alguna de las otras características antes comentadas.

La vida tal y como la conocemos está basada en la prodigiosa capacidad del Carbono para combinarse de infinidad de formas y maneras (algunas de ellas de reciente descubrimiento, como el grafeno, que ha dado lugar a un avance significativo de la nanotecnología). En otros lugares del universo puede haber aparecido vida basada en algún otro elemento de la tabla periódica, ¿quién sabe? (el silicio, por ejemplo; un primo hermano del Carbono) Pero ninguno de ellos muestra la increíble versatilidad del Carbono para producir moléculas complejas. Por eso a la química del Carbono la denominamos “Química Orgánica”.

Cabe decir, aunque solo sea a título de curiosidad, que en los primeros millones de años del universo no existía el Carbono. Después del Big Bang los únicos elementos que había eran Hidrógeno y Helio. Los elementos más pesados fueron creados en el corazón de la primera generación de estrellas. Cuando estas estrellas primigenias concluyeron su ciclo vital y estallaron, regalaron al universo los elementos fundamentales para que apareciera la vida en él: Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo... y, por supuesto, Carbono. Así pues, como decía Carl Sagan, estamos hechos de “polvo de estrellas”.

Imaginad: Millones de años después del Big Bang, tenemos un sistema planetario en formación. En el centro de la nube de polvo en rotación que dejó la explosión de una supernova empieza a lucir una joven estrella, quizá de tercera o cuarta generación (como El Sol). En torno a ella se van agrupando los materiales de derribo formando montones que serán el germen de los futuros planetas. ¿En cuáles de ellos podría aparecer la vida? Los que sean capaces de poseer Agua Líquida, por supuesto. El agua es la clave de todo. Es el disolvente natural más extendido del universo y el medio neutro ideal para que floten esas moléculas que se organizarán para crear vida. ¿Y en qué planetas de ese sistema que estamos imaginando habrá agua líquida? Los que estén a la distancia adecuada de la estrella para tener una temperatura superficial entre 0 y 100 grados ¿es así? Sí y no. Recientes investigaciones han descubierto que en el interior de algunos satélites de planetas gigantes también puede haber agua en estado líquido por muy alejados de su estrella que estén (Encelado y Europa en Júpiter, por ejemplo). La fuerte gravedad de estos planetas calienta el núcleo de sus satélites y hace, por tanto, que el agua que puedan contener permanezca en estado líquido. Ahí también puede haber vida, ¿o no?

Recapitulemos. Tenemos un planeta rocoso en formación, con su vulcanismo desbocado, sus desaforadas tormentas, meteoritos y cometas que caen día sí-día no del cielo... y sus charcas de agua sucia (pero líquida) donde junto a litros de ácido sulfúrico, clorhídrico, y alguna que otra porquería más flotan indolentes esas moléculas de algún compuesto de Carbono que de forma milagrosa darán lugar a la vida. ¿Cómo? Pues ni puñetera idea. En el siglo pasado, dos osados científicos (Miller y Urey creo que se llamaban) realizaron un experimento notable: En un sofisticado crisol vertieron unas medidas de las sustancias que creían debían existir en esa Tierra primigenia, lo cerraron herméticamente y lo sometieron a fuertes sacudidas, descargas eléctricas e intensas radiaciones. Cuando consideraron oportuno lo abrieron y descubrieron, con alegría y decepción a partes iguales, que se habían creado aminoácidos (“los ladrillos de la vida”) pero nada que pudiera considerarse “vivo”. ¿Y qué esperaban? ¿Obtener en unos meses lo que a la Tierra le costó millones de años? ¡Lo sorprendente hubiera sido que al abrir el crisol hubiera salido un hámster!

La semana que viene os hablaré de ARN, ADN, entropía y sobre qué demonios tiene todo esto que ver con el cómic “Procyon”. ¡Hasta pronto!

R. MACHUCA-16