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Cosmos 02: "Una voz en la fuga cósmica"


Hasta ahora hemos escuchado solamente la voz de la vida en un pequeño mundo.  Pero al fin nos disponemos a captar otras voces en la fuga cósmica
Carl Sagan.

 

 

Video reproducible a pantalla completa

 

En ocasiones alguien señala hasta qué punto es afortunada la coincidencia de que la Tierra esté perfectamente adaptada a la vida: temperaturas moderadas, agua líquida, atmósfera de oxígeno, etc.  Pero esto supone confundir por lo menos en parte causa y efecto.  Nosotros, habitantes de la Tierra, estamos adaptados al medio ambiente de la Tierra porque crecimos aquí.  Las formas anteriores de vida que no estaban perfectamente adaptadas murieron. Nosotros descendemos de organismos que prosperaron.  No hay duda de que los organismos que evolucionan en un mundo muy diferente son también muy distintos.

 

La diversidad que observamos en la Tierra es fruto de miles de millones de años de evolución y toda la vida que vemos en la Tierra está estrechamente relacionada. Tenemos una química orgánica común y una herencia evolutiva común.  Como consecuencia de esto nuestros biólogos se ven profundamente limitados. Estudian solamente un tipo único de biología, un tema solitario en la música de la vida.

 

ThumbnailUn caso muy curioso es el de los cangrejos samuráis de Japón. ¿Cómo se consigue que el rostro de un guerrero samurái quede grabado en el caparazón de un cangrejo Heike?. La respuesta parece ser que fueron los hombres quienes hicieron la cara.  Las formas en los caparazones de los cangrejos son heredadas. Pero entre los cangrejos, como entre las personas, hay muchas líneas hereditarias diferentes.  Supongamos que entre los antepasados lejanos de este cangrejo surgiera casualmente uno con una forma que parecía, aunque fuera ligeramente, un rostro humano. Los pescadores pueden haber sentido escrúpulos para comer un cangrejo así. Al devolverlo al mar pusieron en marcha un proceso evolutivo: Si eres un cangrejo y tu caparazón es corriente, los hombres te comerán. Tu linaje dejará pocos descendientes. Si tu caparazón se parece un poco a una cara, te echarán de nuevo al mar. Podrás dejar más descendientes. A medida que pasaban las generaciones, tanto de cangrejos como de pescadores, los cangrejos cuyas formas se parecían más a una cara de samurai sobrevivían preferentemente, hasta que al final se obtuvo no ya una cara humana, no sólo una  cara japonesa, sino el rostro de un samurai feroz y enfadado.  Todo esto no tiene nada que ver con lo que los cangrejos desean.  La selección viene impuesta desde el exterior.  Cuanto más se parece a un samurai mayores son sus probabilidades de sobrevivir.  Al final se obtiene una gran abundancia de cangrejos con cara de samurai.

 

Este proceso se denomina selección artificial.  En el caso del cangrejo de Heike, lo efectuaron de modo más o menos consciente los pescadores, y desde luego sin que los cangrejos se lo propusieran seriamente.  Pero los hombres han seleccionado deliberadamente durante miles de años, las plantas y animales que han de vivir y las que merecen morir.

 

Hace diez mil años no había vacas lecheras, ni perdigueros ni espigas grandes de trigo.  Cuando domesticamos a los antepasados de estas plantas y animales  a veces seres que presentaban un aspecto muy distinto controlamos su crianza.  Procuramos que algunas variedades cuyas propiedades considerábamos deseables se reprodujeran con preferencia a las demás.  Cuando deseamos un perro que nos ayudara a controlar un rebaño de ovejas, seleccionamos razas que eran inteligentes, obedientes y que mostraban un cierto talento previo con el rebaño, talento que es útil para los animales que cazan en jaurías.  Las ubres enormemente dilatadas del ganado lechero son el resultado del interés del hombre por la leche y el queso.  Nuestro trigo o nuestro maíz se ha criado durante diez mil generaciones para que sea más gustoso y nutritivo que sus escuálidos antepasados; ha cambiado tanto que sin la intervención humana no pueden ni reproducirse.

 

El hombre de hecho no produce variabilidad; lo único que hace es exponer inintencionadamente seres orgánicos a nuevas condiciones de vida, y luego la Naturaleza actúa sobre la organización, y causa la variabilidad.  Pero el hombre puede seleccionar y selecciona las variaciones que la Naturaleza le da, y de este modo las acumula de cualquier modo que desee.  Adapta así animales y plantas a su propio beneficio o placer.  Puede hacerlo metódicamente o puede hacerlo inconscientemente preservando los individuos que le son más útiles de momento, sin pensar en alterar la raza... No hay motivo aparente para que los principios que han actuado con tanta eficacia en la domesticación no hayan actuado en la Naturaleza... Nacen más individuos de los que pueden sobrevivir... La ventaja más ligera en un ser, de cualquier edad o en cualquier estación, sobre los demás seres con los cuales entra en competición, o una adaptación mejor, por mínima que sea, a las condiciones físicas que le rodean, cambiará el equilibrio en su favor
Charles Darwin, El origen de las especies.

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Pero si los hombres pueden crear nuevas variedades de plantas y de animales, ¿no ha de poder hacer lo mismo la naturaleza?  Este proceso similar se denomina selección natural.  Las alteraciones que hemos provocado en animales y vegetales durante la corta estancia de los hombres sobre la Tierra y la evidencia fósil demuestran claramente que la vida ha cambiado de modo fundamental a lo largo de las eras.  Los restos fósiles nos hablan sin ambigüedad de seres presentes antes en números enormes y que actualmente han desaparecido de modo absoluto.

 

Las especies que se han extinguido en la historia de la Tierra son mucho más numerosas que las existentes actualmente; son los experimentos conclusos de la evolución.

 

Hace cuatro mil millones de años, la Tierra era un paraíso molecular.  La evolución estaba ya definitivamente en marcha, incluso al nivel molecular, gracias a la reproducción, la mutación y la eliminación selectiva de las variedades menos eficientes.  A medida que pasaba el tiempo conseguían reproducirse mejor.  Llegaron a unirse entre sí moléculas con funciones especializadas, constituyendo una especie de colectivo molecular: la primera célula. Las células vegetales de hoy en día tienen diminutas fábricas moleculares, llamadas cloroplastos, que se encargan de la fotosíntesis: la conversión de la luz solar, el agua y el dióxido de carbono en hidratos de carbono y oxígeno.  Las células presentes en una gota de sangre contienen un tipo diferente de fábrica molecular, el mitocondrio, que combina el alimento con el oxígeno para extraer energía útil.  Estas fábricas están actualmente dentro de las células vegetales y animales, pero pueden haber sido en otros tiempos células libres.

 

Hace unos tres mil millones de años se había reunido un cierto número de plantas unicelulares, quizás porque una mutación impidió que una sola célula sola se separara después de dividirse en dos.  Habían evolucionado los primeros organismos multicelulares.  Cada célula de nuestro cuerpo es una especie de comuna, con partes que antes vivían libremente y que se han reunido para el bien común.  Y nosotros estamos compuestos por cien billones de células.  Cada uno de nosotros es una multitud.

  

La evolución funciona mediante la mutación del código genético (ADN) y la selección.  Se pueden producir mutaciones durante la reproducción de la molécula si la enzima polimerasa, que realiza la duplicación del ADN, comete un error.  Pero es raro que lo haga.  Las mutaciones se producen también a causa de la radiactividad, de la luz ultravioleta del Sol, de los rayos cósmicos o de sustancias químicas en el medio ambiente, todo lo cual puede cambiar los nucleótidos o atar en forma de nudos a los ácidos nucleicos.  Si el número de mutaciones es demasiado elevado, perdemos la herencia de cuatro mil millones de años de lenta evolución. Si es demasiado bajo, no se dispondrá de nuevas variedades para adaptarse a algún cambio futuro en el medio ambiente. La evolución de la vida exige un equilibrio más o menos preciso entre mutación y selección. Cuando este equilibrio se consigue se obtienen adaptaciones notables.


ThumbnailEn 1950, Stanley Miller comenzó sus experimentos sobre química orgánica prebiológica. En el conocido como el experimento de Miller, se vierte una mezcla con los gases de la Tierra primitiva: hidrógeno, agua, amoníaco, metano, sulfuro de hidrógeno, en una vaso hermético y se somete a descargas eléctricas, que simulan los relámpagos de la Tierra primitiva. El vaso de reacción es al principio transparente: los gases precursores son totalmente invisibles. Pero al cabo de diez minutos de chispas, vemos aparecer un extraño pigmento marrón que desciende lentamente por los costados del vaso. El interior se hace paulatinamente opaco, y se cubre con un espeso alquitrán marrón. Ese alquitrán es una colección muy rica de moléculas orgánicas complejas, incluyendo a las partes constitutivas de proteínas y ácidos nucleicos.  Resulta pues que la sustancia de la vida es muy fácil de fabricar.

 

Pero en el vaso reactivo hay solamente las notas de la música de la vida: no la música en sí. Hay que disponer los bloques constructivos moleculares en la secuencia correcta. La vida es desde luego algo más que aminoácidos fabricando sus proteínas, y nucleótidos fabricando sus ácidos nucleicos. Pero el hecho mismo de ordenar estos bloques constructivos en moléculas de cadena larga ha supuesto un progreso sustancial de laboratorio. Se han reunido aminoácidos en las condiciones de la Tierra primitiva formando moléculas que parecen proteínas. 

 

No hay nada en estos experimentos que sea exclusivo de la Tierra.  Los gases iniciales y las fuentes de energía son comunes a todo el Cosmos.  Es posible que reacciones químicas semejantes a las de nuestros vasos de laboratorios hagan nacer la materia orgánica presente en el espacio interestelar y los aminoácidos que se encuentran en los meteoritos.  Han de haberse dado procesos químicos semejantes en mil millones de mundos diferentes de la galaxia Vía Láctea.  Las moléculas de la vida llenan el Cosmos.

 

Es un juego divertido intentar supone como puede presentarse la vida en otros contextos, pero estamos terriblemente limitados por el hecho de que sólo conocemos un tipo de vida, la vida de la Tierra. Algunos autores de ciencia ficción y artistas  han especulado sobre el aspecto que podrían tener otros seres, pero muchas de esas visiones están claramente basadas en la vida que ya conocemos en nuestro planeta.

 

En un planeta gaseoso gigante como Júpiter, con una atmósfera rica en hidrógeno, helio, metano, agua y amoníaco, no hay superficie sólida accesible, sino una atmósfera densa y nebulosa en la cual las moléculas orgánicas pueden ir cayendo de los cielos como el maná, como los productos de nuestros experimentos de laboratorio.  Sin embargo, hay un obstáculo característico para la vida en un planeta así: la atmósfera es turbulenta, y en el fondo de ella la temperatura es muy alta.  Un organismo ha de ir con cuidado para no ser arrastrado al fondo y quedar abrasado.

 

 

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Una solución para vivir en estas condiciones consiste en reproducirse antes de quedar frito, confiando en que la convección se llevará algunos de tus vástagos a las capas más elevadas y más frías de la atmósfera.  Estos organismos podrían ser muy pequeños. Les llamaremos hundientes.  Pero uno podría ser también un flotante, una especie de gran globo de hidrógeno capaz de ir expulsando gases de helio y gases más pesados y de dejar sólo el gas más ligero, el hidrógeno; o bien un globo de aire caliente que se mantendría a flote conservando su interior caliente y utilizando la energía que saca del alimento que come. Un flotante podría comer moléculas orgánicas preformadas, o fabricarse moléculas propias a partir de la luz solar y del aire, de modo parecido a las plantas de la Tierra.  Hasta un cierto punto, cuanto mayor sea un flotante, más eficiente será. Los flotantes pueden impulsarse a sí mismos a través de la atmósfera planetario con ráfagas de gas, como un reactor o un cohete.  Nos los imaginamos dispuestos formando grandes e indolentes rebaños por todo el espacio visible, con dibujos en sus pieles, un camuflaje adaptativo que indica que también ellos tienen problemas.  Porque hay por lo menos otro nicho ecológico en un ambiente así: la caza. Los cazadores son rápidos y maniobrables. Se comen a los flotantes tanto por sus moléculas orgánicas como por su reserva de hidrógeno puro.  Los hundientes huecos podrían haber evolucionado para dar los primeros flotantes y los flotantes autopropulsados darían los primeros cazadores.  No puede haber muchos cazadores, porque si se comen a todos los flotantes, ellos mismos acaban pereciendo.

 

La física y la química permiten formas de vida de este tipo.  El arte les presta un cierto encanto.  Sin embargo la Naturaleza no tiene por qué seguir nuestras especulaciones. Pero si hay miles de millones de mundos habitados en la galaxia Vía Láctea, quizás habrá unos cuantos poblados por hundientes, flotantes y cazadores que nuestra imaginación, atemperada por las leyes de la física y de la química, ha generado.

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Publicado por Moebius

Comentarios

no entendi nada
camila (enviado el Domingo 27 Febrero 2011, 12:56)
me pueden decir que son las mutaciones? del texto una voz en la fuga cosmica
yoy (enviado el Jueves 29 Septiembre 2011, 19:58)
las mutaciones son cambios producidos por el azar en la información genética.
anonimo (enviado el Lunes 09 Enero 2012, 23:13)
es verdad , las mutaciones son cambios producidos al azar en la informacion genetica, no son ni benignos ni malignos, las mutaciones en su mayoria son neutras y los cambios que ellas han hecho hasta el dia de hoy son de un 0,5 %en la genetica de nuestra evolucion.... recuerda que todos provenimos de una misma celula... espero te sirba
franco (enviado el Martes 20 Enero 2015, 05:24)
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