La complejidad de la vida
¿Cómo pudo haber surgido la vida de la materia inerte? Si ya definir el término “vida” es todavía un tema espinoso para los biólogos, no hablemos de cómo lo es para el resto de los mortales. No obstante, aunque no podamos definirla, sí tenemos una idea intuitiva de qué es y qué no es. Y esa idea es el centro de nuestra historia de hoy.
Si alguna vez os dijeran que dentro del Sol, donde se están dando las reacciones de fusión nuclear, existe vida, ¿lo creeríais posible? Aunque fuera un tipo de vida diferente a la que conocemos. En una enana blanca, como Sirio B, una persona que pesara en la Tierra 75 Kg, pesaría en su superficie nada menos que 25 millones de Kg. La misma pregunta: ¿podría haber vida en la superficie de Sirio B aunque fuera de tipo diferente a la que conocemos?
Dejemos las estrellas y vayamos a otros entornos. Si os dijeran que un gas es un ser vivo, ¿podríais creerlo? ¿y si os dijeran que una molécula de agua tiene vida?.
Antes de continuar, dejadme introducir el término “complejidad” con un ejemplo familiar. En cierto aspecto, una rueda o un piñón de bicicleta de carreras no es un objeto complejo, pero una bicicleta de carreras montada sí lo sería. En una bicicleta de carreras las piezas tienen interacciones gracias a las cuales puede avanzar. La cadena engranada en los piñones que hacen girar las ruedas dirigidas por el el manillar, etc; cada pieza hace su función, pero todos los elementos están interaccionando. Sin embargo, si tuviéramos un montón de piezas de bicicleta sin montar: ruedas, palancas, manillares, etc., no estarían conectadas adecuadamente y no sería como una bicicleta propiamente hablando. En otras palabras: una bicicleta es “algo más que la suma de sus piezas”.
Dicho esto, volvamos a la vida.
Todos nos alarmamos cuando vemos que alguien mata un ser vivo, pero nadie se rasga las vestiduras cuando se disocia una molécula de agua o se hace explotar un gas. Y a nadie se le ocurre que haya vida en las estrellas o en las enanas blancas. Y la respuesta es que para que consideremos que haya vida, buscamos la complejidad.
En el fondo, pensamos que un gas o una molécula de agua no es un ser vivo porque son simples y sabemos predecir perfectamente su comportamiento. Ahora bien, si empezamos a juntar muchos átomos de diferente tipo, de maneras complicadas e interesantes, empezaremos a tener un sistema complejo. Cuantos más átomos juntemos, más complejo será el sistema y más se parecerá a un ser vivo. Y llegados a cierto punto podríamos haber formado vida y, ¿por qué no? un ser humano. Al igual que en el ejemplo anterior de la bicicleta, los átomos se han unido dando lugar a “algo más que la suma de las partes”.
Pero cuidado, esto no puede seguir indefinidamente. Imaginemos que juntamos más y más átomos. ¿Dónde está el límite? Una enana blanca como Sirio B tiene muchos átomos y a nadie se le ocurre que sea un ser vivo. Ni siquiera en su superficie nos planteamos que haya vida. Lo que sucede es que la gravedad es tan fuerte que la posible complejidad creada por los átomos anteriores se vería “chafada” por las fuerzas gravitatorias.
Esto nos comporta algunas conclusiones.
La vida es consecuencia, sobre todo, de la interacción electromagnética entre átomos. Las interacciones nucleares (fuerte y débil) o la gravedad no conllevan posibilidad de complejidad y, por tanto, ni de vida.
No consideramos vida donde no veamos complejidad. Es más: después de tantos años de investigación sabemos más de los átomos por separado y del funcionamiento interno de las estrellas que no del funcionamiento de un ser humano.
Así que hemos localizado la posibilidad de la existencia de vida en algún lugar entre dos puntos que son la máxima simplicidad (los átomos libres) y la gravedad extrema (que machaca la posible complejidad creada).
Puede que, realmente, seamos los seres más complejos del Universo. ¡Quién sabe! Aun así, recordad: no se ha descubierto todavía ninguna ley de la física o en las condiciones iniciales del Universo que tenga en cuenta la existencia del ser humano.
Y todavía me falta decir que para que haya vida sea un sistema capaz de disminuir su entropía, pero ese detalle es largo de explicar y lo dejaremos para otra ocasión.
Fuentes:
“Así de simple”, John Gribbin
“Plantar cara. La ciencia y sus adversarios”, Steven Weinberg
El día 30 de marzo de 2007 a las 13:22
Al respecto, es indispensable el libro “El Quark y el Jaguar (aventuras en lo simple y lo complejo)” de Murray Gell-Mann, quizá uno de los mejores libros de divulgación del pasado siglo.
En él se hace hincapié en la definición de seres complejos adaptativos y de cómo extraen y comprimen regularidades de su entorno. Todo ello se relaciona con un panorama de la física cuántica actual, para terminar en una encendida defensa de los diversos sistemas complejos (naturales y culturales) tan necesaria hoy en día.
Enhorabuena por el excelente blog, dan ganas de empezar uno.
El día 30 de marzo de 2007 a las 14:58
perdón por el intrusismo, pero me parece el mejor lugar para ponerlo…. me ha hecho mucha gracias:
http://xkcd.com/c242.html
(visto en meneame http://meneame.net/story/diferencia-entre-cientifico-persona-normal-vineta-explicativa , o sea que he historeado un meneame.. el mundo al reves.. jajaja)
feliz semana santa a todos!!
El día 31 de marzo de 2007 a las 18:23
Hoy nos planteas una reflexión que no tiene una solución facil ¿que es la vida? depende de la ciencia y en muchos casos uncluso de las creencias mas profundas del ser humano. Asi que este fin de semana necesariamente será reflexivo.
El día 31 de marzo de 2007 a las 20:50
Natxo: a ver si puede caer ese libro. Gracias.
gamberro: haces honor a tu nick.
Consumidor: fíjate que no hablo de creencias, tan sólo de la necesidad implícita de complejidad para su existencia. Espero ese fin de semana de reflexión
Salud!
El día 1 de abril de 2007 a las 00:45
Pues yo leí, bueno releído, dos libros que hablan, largo y tendido sobre el asunto,: “De la Materia a la vida” de Jean Charon,especialmente. El otro es “La mente cambiante”. Son ya algo antiguos, pero la vida es aún más. Salu2
El día 1 de abril de 2007 a las 14:50
Yo no creo que haya una diferencia clara entre algo vivo y algo muerto. Lo saben bien los que estudian los virus. Creo que el virus del mosaico del tabaco es especialmente “inanimado” y se comporta como un mineral, hasta que entra en contacto con una célula. Lo único que hacen de vivo los virus es meter su adn en la célula de al lado.
Y hablando de adn, un excelente criterio aplicable a toda la que conocemos es la existencia o no de adn, pero claro, quizás haya vida sin adn en otros planetas que nos haga dudar, como pones en tus ejemplos. Si al final nos tendremos que conformar con definiciones tontas como “los seres vivos son los que tienen aspecto de seres vivos”
El día 1 de abril de 2007 a las 17:48
Es difícil esta cuestión, sobre todo si se planeta desde una visión fragmentada del ser con su medio, es decir, imagina un átomo de oxigeno que entra en interacción con el cuerpo, de repente ya es parte nuestro y por lo tanto fragmento de nuestra vida, pero ¿antes estaba muerto o vivo?
Hay teorías, como la de Lovelock, que ven en el planeta tierra a un ser vivo, complejo, y en los seres que lo pueblan, el ambiente que lo cubre, los minerales que lo forman, partes relacionadas que desarrollan la homeostasis necesaría para la continuación de la vida. El planeta es un organismo y nosotros orgánulos básicos de su estructura.
Entre las fantasías de Horbiger había un precepto que me llama la atención, el de que el universo es un organismo vivo. Los mismos criterios de la teoría de Gaia podrían aplicarse a este nivel.
A lo que quiero llegar es a que las formas en el mundo siempre son totalidades referenciales, fragmentos de un conjunto siempre más grande. Lo vivo y lo muerto sólo son diferentes cuando se les descontextualiza, pero al intuir que cada cosas juega un papel primordial en el medio, nos damos cuenta de que la vida y la muerte son conceptos irrelevantes, en todo caso sólo la vida existe. Por ultimo te comparto un poema en prosa de Jaime Sabines que dice mejor esto que he tratado de reflexionar.
Te digo en serio que la muerte no existe. De pronto lo descubres. Cuando el pedazo de carbón no es más madera quemada sino carbón a solas, lleno de sí mismo, con su propia vida; cuando la corteza del árbol o la hoja desprendida flota sobre el arroyo, y la piedra en el fondo junto a los caracoles crece mansamente; el agua llena de tantas cosas minúsculas, llena de luz, de música, de insectos destruidos, de zancudos cristianos caminando sobre su superficie; el agua que se bebe la sombra de los árboles; el ganado a su orilla, las quietas vacas en el viento, el viento quieto como una transparencia; toda la tarde, todo el concierto, la armonía, el deslumbrante misterio que estaba allí a tu alcance, tan sencillo y tan simple. Y tú dentro de todo, con todo en ti mismo. -Te digo que sólo la vida existe.
Te digo en serio, Jaime Sabines
Saludos.
El día 2 de abril de 2007 a las 05:56
Alejandro creo que es ahí precisamente donde entraría a ayudarnos un poco el concepto de entropia, para que obviamente no todo este vivo, que es lo mismo que decir que todo esta muerto, por negación de conceptos.
De la Poesía de Jaime Sabines tenemos una oda a la entropia, pero es un concepto que se presta mucho más al réquiem… Omalaled ha dado unos buenos puntos, y creo que la mayor parte de problemas se dan cuando se intenta analizar o definir la vida en una dualidad con lo inerte, de la biología como contrario a la química y la física; precisamente cuando intentamos abordar el tema desde los elementos físicos y químicos damos con que la dualidad se ha roto, y se cree entonces que no se ha conseguido la definición… Yo no tengo problemas en aceptar ninguna (siempre y cuando me la aclaren), pero prefiero las positivas a las negativas, y por tanto me quedo con la definición constituida con los elementos propios de la materia, sea inerte o “viva”; es decir, la complejidad, la composición, la entropia, etc.
El día 2 de abril de 2007 a las 05:57
La vida obviamente es un sistema holístico tal como lo describío Omalaled, del análisis de sus partes por separado todo, o como el todo sólo como la suma, un pájaro describiría una curva parabólica al ser arrojado al aire en vez de volar -y sea dicho de paso, también es aplicable a casi todo cacharro volante inerte-. La vida es subjetiva en el punto en que es compleja para nuestra forma intuitiva de pensar el mundo, tiene un comportamiento y no leyes físicas; y por otra parte es objetiva en tanto que es un sistema complejo (ahora ya dicho con propiedad matemática) en el que pequeñas variaciones en sus partes (un impulso nervioso por ejemplo) genera grandes variaciones en el resultado final. Esto es aplicable a más sistemas inertes, pero ya hemos acotado por un buen lado la definición; si le sumamos el concepto de entropía tendremos una definición un tanto satisfactoria y bastante flexible, lo que se conoce como homeostásis: El equilibrio dinámico de un sistema. Un arroyo, una estrella, etc. Son sistemas que degeneran… una montaña o un planeta son sistemas estáticos (no dinámicos pero si en equilibrio), y ciertas cosas que consideramos como vivas están justo en el límite: los virus no están vivos, aunque “irónicamente todo el mundo quiere matarlos”, James Trefil.
Resta definir el sistema al que hacemos referencia? no, precisamente el sistema se define por identidad, es decir se manifiesta holisticamente, aunque decidamos arbitrariamente decidir que un roedor esta vivo hasta el límite de sus encías sin contar sus dientes, estos seguirán creciendo y formando parte del mismo, siendo aún complejos (las pequeñas variaciones en las proteínas son las que determinan en últimas que el calcio forme esa estructura en vez de un simple cristal) y homeostáticos.
El día 2 de abril de 2007 a las 05:58
Otro enfoque interesante pero menos flexible, es interpretar la “vida” como su origen, es decir desde la abiogenesis y evolución; la vida por tanto sería un sistema de replicación variable con herencia de carácteres. Esto nos sirve para definir la vida como fenómeno natural, descartando las posibles creaciones del hombre, que en todo caso no rompería la cadena, el hombre es un ser natural y toda la complejidad a la que pueda dar existencia, se debe en primera instancia a su existencia compleja.
El problema es bastante profundo, pero creo que en definitiva acotable, y con necesidad de tratarlo de esa forma, no hacerlo nos lleva al vitalismo universal y otras cosas al derribar la barrera entre el ser y el sistema; que de nuevo insisto, es una manifestación del mismo sistema, no algo establecido arbitraria y subjetivamente.
El día 2 de abril de 2007 a las 12:03
Poco puedo aportar a este tema, tan lejos de mi especialidad. Pero al menos sí puedo recomendar un libro que me gustó mucho por lo original de su propuesta y su “mensaje” final: “Peña Laja” de Manuel Pimentel.
Sí “ese” Manuel Pimentel que fue Ministro de Trabajo y que dimitió (o cesó, o le echaron, no sé) por no estar de acuerdo con la reforma laboral que justo ahora el Constitucional ha considerado inconstitucional.
Pues resulta que este señor escribió el libro ¡mientras era ministro!, y es de todo punto sorprendente, habla de la evolución, de la investigación antropológica (mejor: paleoantropológica), y simultáneamente de la manipulación genética, para expresar ideas que no cuento para no destripar el libro, pero que me hicieron pensar un buen rato.
Y conste que no soy familia, ¿eh?
El día 3 de abril de 2007 a las 04:04
Bueno, antes que nada hay que recordar que la “vida” es un concepto, lo que realmente existe son los seres vivos, y a mi parecer son sistemas termodinamicos abiertos (comparten materia y energia con el medio) autopoieticos y que logran reducir su entropia, exportandola al medio (neguentropia), sin violar la segunda ley de la termodinamica, ni ninguna ley de la fisica o la quimica.
Ademas de acuerdo con lo que dicen anteriormente, se caracterizan en general por poseer una organizacion compleja que mantienen a cambio de materia y energia del medio (sistemas abiertos), esa es mi opinion, la neguentropia y la autopoiesis son conceptos que permiten delimitarlos mas de la materia inerte.
Saludos desde Chile…
El día 3 de abril de 2007 a las 12:55
Según ha ido avanzando la ciencia, la definición de vida y ser vivo ha ido actualizándose.Una de las definiciones más aceptadas en las actualidad (muy en la línea de la definición de Rulo) define ser vivo como una estructura molecular capaz de establecer un soporte material de transferencia energética homeostática cuando es estimulada por el medio en condiciones favorables.
El día 3 de abril de 2007 a las 19:58
Si se me permite, sin ser entendido en la materia, me quedaría, para establecer un límite, con conceptos simples que apuntan varios de los comentarios, la complejidad , la entropía y la capacidad de autoreplicación del ADN (que es precisamente lo que deja fuera a los virus).
Curiosamente, sin embargo, el estudio del origen de la vida analiza o parte de la aparición de los primeros aminoácidos (que se convertirían, vete tú a saber cómo :-)) en proteínas y que luego . . . )
peterlorre
El día 4 de abril de 2007 a las 01:17
Gracias a todos por las aportaciones.
Un detalle, Rulo, es que la segunda ley de la termodinámica no puede violarse, efectivamente. Si un sistema tiene entropia negativa es porque absorbe energía del entorno para poder hacerlo (en nuestro caso la del Sol).
PeterLorre, en el cole (hace ya muchos años) nos dijeron que sería muy difícil explicarle a un extraterrestre que un coche no es un ser vivo por aquello de nacen, crecen, se nutren, reproducen y mueren. Y la verdad es qeu aun hoy me costaría
Salud!
El día 5 de abril de 2007 a las 17:42
vale por tu aclaracion omalaled, pero es que he escuchado a muchos que dicen que los seres vivos violan la segunda ley, o creacionistas que dicen que la evolucion no puede existir porque viola las leyes de la termodinamica, bueno, nunca van a entender, son un caso aparte, saludos…
El día 11 de abril de 2007 a las 01:24
Aunque en los seres vivos hay complejidad, no parece esta la causa primera de la vida, puede haber cosas complejas, como un coche, que no están vivas. También se hace dificil establecer teóricamente en qué momento exactamente un aumento de la complejidad implica entrar en el reino de los vivos.
Está, por ejemplo, el ciclo de la lluvia y el ciclo de la vida, tienen bastante en común: se perpetúan en determinadas condiciones. En el caso de la vida nos encontramos con estructuras que se replican, a veces no con exactitud (mutaciones) llegando a producirse con el paso del tiempo seres monstruosos como nosotros (jeje).
Un científico nunca encontrará diferencia alguna entre los constituyentes básicos de lo inerte y de lo vivo. Los componentes, la naturaleza de los enlaces… en ese contexto estamos hablando de lo mismo.
Claro que también hay otros contextos, por ejemplo el que parte de la premisa de que lo que yo defino como átomo no es algo aislado ni independiente de un humano consciente haciendo uso de sus facultades como ser vivo, pensando, definiendo, percibiendo, etc. Desde este punto de vista un átomo no sería algo que existe como tal por sí mismo sino, en cierto modo, el resultado de un proceso cerebral vivo; ya sea que ese átomo pertenezca a una piedra o a una rana.
No me toméis muy en serio, que estoy haciendo un rato antes de irme a dormir. Enhorabuena por este excelente y entretenido blog.
El día 11 de abril de 2007 a las 01:33
Hola, tocayo
los seres vivos no violan ninguna ley de la termodinámica. No se ha podido hacer ninguna experiencia que la viole. Y nosotros … bastante tenemos con la necesidad de comer y que esa estrellita llamada Sol esté luciendo.
Estoy de acuerdo, rli. Pero ojo, no digo que la complejidad se la primera causa de vida, sino que es condición necesaria para que la haya (que sea suficiente o no es otra cosa). Y sí, es muy tarde, aunque me quedaré un ratillo más picando más artículos. Buenas noches.
Salud!
El día 12 de abril de 2007 a las 15:25
La aproximacio’n desde la fi’sica es buena (en biologi’a hablamos de metabolismo para contar +/- lo mismo), pero le falta el elemento de la (auto)replicacio’n. Estoy en la li’nea de rli y PeterLorre, pero debo puntualizar.
Replicarse, tambie’n se replican los priones. Sin embargo hay gran resistencia a considerarlos vida, xq no portan la informacio’n simbo’lica para ello.
La u’nica fuente natural de informacio’n simbo’lica (recordemos q el co’digo es arbitrario) a nivel molecular q conocemos es el ADN/ARN. Pero mejor no hablar de ADN xq podri’a haber formas de vida ana’logas a las q conocemos q almacenasen informacio’n de otra manera. Asi’ q hagamos abstraccio’n: una estructura molecular y q contiene la informacio’n simbo’lica para replicarse.
En este nivel de vida, se incluyen los virus. Si cambiamos “replicar” por “autoreplicar”, entonces la propia estructura debe adema’s contener la maquinaria molecular necesaria para traducir de lenguaje simbo’lico a estructura real. Y ahi’ ya entra lo q todo el mundo entiende por vida, xq implica necesariamente la presencia de metabolismo. (Aunq personalmente prefiero la definicion anterior y considerar a los virus como vida).
Si dejamos la definicio’n asi’ de abstracta no solo nos caben potenciales formas de vida fuera del ADN/ARN, sino q tambie’n nos caben cosas tan fascinantes como los sistemas de vida artificial.
El día 25 de abril de 2007 a las 06:02
Son sistemas complejos pero la pregunta fundamental para mi es:
¿En qué momento un sistema complejo tiene conciencia de su propia existencia?
Tal vez no sea pregunta cientifica, pero si filosófica
El día 25 de abril de 2007 a las 09:21
… y una muy buena pregunta.
En etologi’a se usa como aproximacio’n el test del espejo. En un entorno artificial solo se me ocurre el test de Turing. Pero es muy limitado xq lo q demuestra o no demuestra es un nivel de conciencia no distinguible del humano. Un nivel de conciencia diferente (por defecto o, teo’ricamente, por exceso) no pasa el test.
El día 23 de mayo de 2007 a las 23:55
El hecho de que en este planeta haya surgido algo tan peculiar como la conciencia en el proceso evolutivo, no implica que esta sea una consecuencia lógica, algo a lo que indefectiblemente se acabaría llegando, parece más bien una peculiaridad, un rasgo asombroso entre otros tantos que surgen.
Para nosotros tiene pleno sentido esa dicotomía consciencia-inconsciencia, de hecho ni siquiera nuestra imaginación – que se nutre de recuerdos y experiencias- puede intuir un estado mental ajeno a este binomio, de un modo parecido a la imposibilidad de un ciego para imaginar la luz.
Pero nada impide contemplar la posibilidad de que en otro planeta haya surgido algún rasgo o estado completamente inimaginable por nosotros que no tenga que ver con la conciencia y que sin embargo cumpla un papel en la perpetuación de ese ciclo de réplica.
El día 27 de mayo de 2007 a las 03:45
Este blog, me hace reflexionar sobre los muchos libros que me hace falta leer, y los muy pocos, pero pocos que he leido…
Maurice saludos desde Mexico ajuaaaa
El día 27 de mayo de 2007 a las 23:50
Hay mucha cosa muy buena que nos falta a todos por leer
Salud!