Nuevas formas de entender la naturaleza

Tradicionalmente se ha intentado entender la vida desde la qu¨ªmica y la biolog¨ªa, como una serie de fen¨®menos en lo que lo importante son unidades o estructuras como son las c¨¦lulas y las unidades hereditarias contenidas en sus n¨²cleos, esto es, los cromosomas, compuestos del ya c¨¦lebre ADN (¨¢cido desoxirribonucleico). Efectivamente, la doble h¨¦lice de nucle¨®tidos que forma el ADN nos ayuda a comprender c¨®mo se transmite la herencia biol¨®gica que los progenitores legan a su descendencia, pero ?c¨®mo empez¨® todo?, ?c¨®mo pudieron formarse, por ejemplo, los amino¨¢cidos, "pilares" de las ubicuas prote¨ªnas? En 1953, el estadounidense Stanley Miller dio un paso de gigante en el camino hacia la comprensi¨®n, desde la qu¨ªmica, del origen de la vida simulando el efecto de la luz ultravioleta en la "sopa primigenia" que debi¨® existir en la Tierra primitiva (rica, se supone, en compuestos org¨¢nicos sencillos como el metano, el amoniaco, el hidr¨®geno, el agua o el di¨®xido de carbono). Para ello hizo pasar una descarga el¨¦ctrica de alto voltaje a trav¨¦s de una mezcla de gases, encontrando que aparec¨ªan diversos productos qu¨ªmicos entre los que se encontraban varios amino¨¢cidos.

Es una introducci¨®n a los or¨ªgenes termodin¨¢micos de la vida, lo que es tanto como decir a la f¨ªsica, cosmolog¨ªa, ecolog¨ªa y evoluci¨®n

Sin duda, la senda qu¨ªmica abierta por Miller, y la biol¨®gico-molecular representada por Watson y Crick y la doble h¨¦lice, son fundamentales para resolver ese tremendo y para nosotros tan apreciado rompecabezas que es la aparici¨®n, mantenimiento y evoluci¨®n de la vida, pero de ning¨²n modo son ¨²nicas, porque la vida no es s¨®lo copia de mol¨¦culas, es tambi¨¦n transformaci¨®n de energ¨ªa. Y nadie ha hecho m¨¢s para que nos demos cuenta de este, por otra parte -uno est¨¢ tentado de a?adir-, trivial hecho, que todos aquellos cient¨ªficos que a lo largo de las ¨²ltimas d¨¦cadas han logrado que la termodin¨¢mica (la ciencia que se ocupa de los intercambios energ¨¦ticos) se haya desarrollado lo suficiente como para poder tratar no s¨®lo sistemas cerrados y en equilibrio, sino tambi¨¦n abiertos, porque ?qu¨¦ es la vida, los organismos vivos, sino una estructura abierta que intercambia energ¨ªa con el exterior?

De hecho, en lugar de hablar de intercambios energ¨¦ticos es preferible referirse a gradientes, a diferencias de magnitudes como pueden ser la temperatura o la presi¨®n. Los gradientes son la aut¨¦ntica fuente de la vida, que tiene que luchar contra la tendencia de la naturaleza a reducir gradientes, es decir, contra la tendencia de la energ¨ªa a disiparse conforme a la segunda ley de la termodin¨¢mica (expresada seg¨²n la a menudo citada entrop¨ªa). Para los seres vivos, el equilibrio termodin¨¢mico equivale a la muerte, por lo que para comprender la vida es imperativo entender la termodin¨¢mica del no equilibrio. Aunque nos parezca que los sistemas complejos est¨¢n organizados por fuerzas externas (para algunos por un Dios), no es as¨ª: est¨¢n asociados a gradientes y son reacciones naturales ante ¨¦stos. La complejidad de la vida -y de otros sistemas existentes en la naturaleza- es una derivaci¨®n natural de la tendencia a reducci¨®n de gradientes: all¨ª donde las circunstancias lo permiten, surgen organizaciones c¨ªclicas para disipar entrop¨ªa en forma de calor. Puede incluso argumentarse -es una nueva forma, poco darwiniana, de entender la evoluci¨®n- que puesto que el acceso a los gradientes se mejora mediante el perfeccionamiento de la percepci¨®n, el incremento de la inteligencia es una tendencia evolutiva que promueve selectivamente la prosperidad de aquellos que explotan recursos menguantes sin agotarlos.

La termodin¨¢mica de la vida, de Eric Schneider y Doris Sagan, distinguido cient¨ªfico especializado en ecosistemas y en el desarrollo de la sostenibilidad (¨¢mbitos ambos particularmente bien adaptados para ser estudiados desde la ciencia de los sistemas abiertos) el primero y divulgador cient¨ªfico el segundo (es hijo del inolvidable Carl Sagan y de Lynn Margulis, con la que ha escrito libros como Microcosmos o ?Qu¨¦ es el sexo), constituye una magn¨ªfica, y bastante completa, introducci¨®n a los or¨ªgenes termodin¨¢micos de la vida, lo que es tanto como decir -y as¨ª lo expresa su subt¨ªtulo- a la f¨ªsica, cosmolog¨ªa, ecolog¨ªa y evoluci¨®n. De hecho, La termodin¨¢mica de la vida no trata s¨®lo de la vida tal y como la entendemos habitualmente, sino tambi¨¦n de otros sistemas complejos "no vivos" (en el sentido biol¨®gico), que al igual que la vida biol¨®gica surgen de forma espont¨¢nea debido a la existencia de un gradiente, esto es, a una diferencia de presi¨®n, de temperatura o de concentraci¨®n qu¨ªmica. Sistemas como reacciones qu¨ªmicas que se organizan de manera espont¨¢nea, o un tipo de c¨¦lulas llamadas de B¨¦nard, estructuras hexagonales que s¨®lo requieren para aparecer de una diferencia de temperatura a lo largo de un fluido. O como los tornados, sistemas c¨ªclicos complejos producidos por gradientes de presi¨®n barom¨¦trica en la atm¨®sfera, cuyo prop¨®sito es eliminar el gradiente del que nacen. Y tambi¨¦n est¨¢n los huracanes, enormes sistemas organizados que involucran trillones y trillones de mol¨¦culas y que pueden abarcar m¨¢s de mil kil¨®metros. Todos estos sistemas "viven" durante un tiempo, es decir, se individualizan y diferencian del caos circundante. La vida tiene un prop¨®sito natural similar, s¨®lo que, en vez de deshacer r¨¢pidamente un gradiente de presi¨®n y despu¨¦s desaparecer, tiende a reducir, en el transcurso de miles de millones de a?os, el enorme gradiente estelar que existe entre el Sol caliente y el espacio fr¨ªo, ganando complejidad en el proceso.

Si miramos m¨¢s all¨¢ de nuestro peque?o, parroquial, mundo terrestre, tambi¨¦n encontramos abundantes manifestaciones de la fecundidad de los gradientes. As¨ª, los gradientes de temperatura y presi¨®n en el interior de estrellas de gran masa constituyeron el crisol en el que se cocieron los elementos de la vida (difundidos luego por el cosmos a trav¨¦s de explosiones como las de las supernovas), y los gradientes c¨®smicos organizaron la qu¨ªmica del sistema solar, enviando los materiales m¨¢s densos al centro y los m¨¢s ligeros a la periferia. De hecho, el rango de aplicabilidad de la termodin¨¢mica del no equilibrio no se limita a sistemas f¨ªsicos o biol¨®gicos como los anteriores, tambi¨¦n arroja luz sobre la econom¨ªa, como se muestra en este muy recomendable libro. Es cierto que su lectura requiere de alg¨²n esfuerzo de concentraci¨®n, pero a cambio el lector recibe algo que no es frecuente en la sobredimensionada (en todos los ¨¢mbitos) producci¨®n editorial actual: la apasionante visi¨®n de un mundo cient¨ªfico nuevo, un mundo sin el cual es razonable pensar que no ser¨¢ posible comprender en el futuro no ya s¨®lo el origen y evoluci¨®n de la vida sino innumerables otros apartados de eso que llamamos Realidad.