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La biografía de la Vida 03. La Química se apunta a lo bio.




En la entrada anterior de la serie sobre La Biografía de la Vida explicábamos dos ideas que me parece importante recordar. En un primer bloque hablamos de algunas generalidades químicas, insinuando que el paso de la química prebiótica a la bioquímica y sus moléculas tuvo que ser algo inevitable en el mundo primigenio. Presentamos después las principales moléculas bioquímicas que tejerán y destejerán la Vida. Acabamos con un bloque acerca de las principales teorías acerca de cómo apareció la Vida sobre nuestro planeta. Hoy nos toca avanzar a través de un tema bastante arduo: Teorías sobre lo que pudo ser el camino más posible desde la química prebiótica hacia el mundo de la especialización biótica. En esta entrada hablaremos desde los inicios incipientes hasta el momento en que la trama estaba preparada para dar el salto a la complejidad. Nos moveremos por un terreno resbaladizo en donde algunas teorías son absolutamente deterministas con el suceso -la Vida fue un subproducto de lo obligado- y otras absolutamente azarosas, evolutivas y competitivas –la Vida como el resultado de un largo camino de circunstancias-.

Es claro que lo químico inorgánico y lo bioquímico son estados muy diferentes. Pero quiero enfatizar el porqué con relación a la Vida. Un sistema puramente químico está avocado a la estabilidad que le imponen las leyes termodinámicas. No evolucionará nunca. Un sistema bioquímico vivo se mantiene de forma dinámica continuamente al borde del desequilibrio, lo que le permite ganar orden y evolucionar gracias a la incorporación de energía exterior al sistema. Materia “muerta” versus materia “viva”.

Dicho lo anterior tengo que introducir una cuña para manifestar claramente mi admiración y asombro por la inteligencia y empeño que han manifestado todos y cada uno de los científicos que se atrevieron con tan arduo tema. Algunos de ellos saldrán a relucir a lo largo de las siguientes líneas.

Seguimos entre los ocultos recovecos del Hadeico: desde hace 4.570 hasta 3.800 millones de años.

Un posible primer arranque de motores

Los avances de la física estadística, de la secuenciación genética y la comprensión más rica de la química interestelar, geoquímica y bioquímica, han hecho que los científicos puedan imaginar cómo los sistemas naturales podrían haber alumbrado la existencia de la Vida. Una de las teorías clásicas la ha enunciado el biofísico Harold J. Morowitz en su libro Energy Flow in Biology (1979). La idea surgió al contemplar cómo actúa la geosfera en determinados procesos. Por ejemplo, la radiación solar es absorbida sobre la superficie del planeta produciendo diferencias de temperatura en diferentes lugares. Físicamente, los principios generales de la geofísica serían capaces de aliviar estas diferencias mediante sencillos procesos de difusión. Sin embargo este camino sería tremendamente lento debido a la gran resistencia a seguir una sucesiva cadena de estados próximos al equilibrio. En su lugar la geosfera lo realiza mediante el transporte intenso y eficaz de energía a través de un flujo ordenado que se concreta en un frente de tormentas convectivas, como pueden ser los huracanes. Con ello la naturaleza, de una forma muy “elegante”, eficaz y rápida, disipa altas concentraciones de energía a través de rozamientos en movimientos, transformándolos en energía de baja calidad en forma de calor. Sorprendente no podemos negar que con esos procesos el obligado incremento de la entropía queda asegurado, a pesar de pasar por un estado intermedio de mayor orden.

Huracán Katrina, un ejemplo para Harold Morowitz de canal de flujo energético (Wikipedia, dominio público)

En la Tierra primitiva la generación de energía era descomunal, y como consecuencia de ello se iba “embalsando” un volumen de energía muy grande. Provenía de todos los fenómenos geofísicos y cósmicos que ocurrían en aquel momento del Hadeico y que ya conocemos. Por un lado la geoquímica estaba manteniendo un escenario de reacciones redox en donde el intercambio de electrones energéticos era la moneda habitual, mientras que por otro lado el sol enviaba su radiación de fotones generados en su particular horno de fusión. Este panorama acumulativo llegó a una situación inestable que pudo ser el detonador que inició la cadena de acontecimientos que trajo la Vida.

Esta situación de tensiones de la Tierra primitiva le sirvió a Morowitz de base para trasladar a la biosfera la teoría de creación de flujos energéticos que comentábamos al hablar de los huracanes. En particular, en cómo se aprovecha la energía de los enlaces químicos. En un mundo primigenio debían sucederse infinitud de reacciones redox,[1] una de ellas la del hidrógeno molecular (un reductor) con el dióxido de carbono (un oxidante). La verdad es que no es fácil que esta reacción se produzca de forma espontánea en la naturaleza aunque sea exoenergética -libera energía-. Por el contrario, los organismos vivos consumen abundantemente estas moléculas para sintetizar otras diferentes, a través de sus procesos metabólicos, con unos rendimientos energéticos próximos al 100%. ¿Cómo explica Morowitz esta habilidad? Propone que en un momento determinado, y como alivio de la situación de inestabilidad generada por el estrés de potenciales redox que abundaban en la naturaleza primigenia, se generó en la biosfera un espontáneo, rápido y nuevo canal de energía, que mejoró el aprovechamiento de los procesos redox, aprovechamiento que iba a permanecer en el tiempo: es como si se hubiera gestado un cambio de fase en el proceso de paso desde un estado inestable de tensión energética a un nuevo estado estable. Ésta es la idea fundamental.

Así se explicaría que el aprovechamiento del potencial redox por la Vida sea prácticamente del 100%. Esto pudo iniciarse, de acuerdo a Morowitz, con un “cambio de fase” en las condiciones geoquímicas, que se concretó en la nueva figura de un ciclo anabólico casi universal, mediante el cual los seres vivos, hasta hoy en día, montan sus estructuras. Se trata del ciclo del ácido cítrico o de Krebs, del que hablaremos en el momento oportuno, y que surgió en los primeros momentos de la Tierra primitiva.

También hemos dicho que existe otro estrés energético en la geosfera que lo produce la radiación solar. Antes del “invento” de la fotosíntesis esta energía, prácticamente en su totalidad, se transformaba en calor en los océanos gracias a múltiples y débiles procesos de dispersión elástica, que eran los motores del clima global. Este es el argumento que también hace pensar a Morowitz en la espontánea generación de otro nuevo flujo de energía, que provocó un inédito “cambio de fase”, tras el que la energía solar fue aprovechada por biomoléculas, como la rodopsina o la clorofila, mediante proceso físicos de absorción inelástica. Y, además, con un rendimiento extremadamente elevado. Con ello los seres fotosintéticos transformaban la energía solar de alta calidad en energía calorífica de baja calidad resultante de su metabolismo. Como hablamos más arriba acerca de los tornados, la entropía había ganado una vez más con el proceso.

Las consecuencias de estos dos “cambios de fase” conforman dos de los constituyentes principales de la Vida: los ciclos metabólicos y la fotosíntesis. Visto lo visto, a Morowitz no le quedó otra que postular lo que resultaba casi una evidencia: la Vida surge espontáneamente y de forma rápida como consecuencia de la geoquímica y la geofísica, en un planeta estresado por la superabundancia de energía. Y en cualquier parte del universo en que se den estas circunstancias tiene que suceder lo mismo.

En base a estas ideas –que tienen un serio soporte físico-matemático en la mecánica estadística de procesos fuera del equilibrio, o de caos- Morowitz pensó que el sistema formado por la Tierra primigenia iba alcanzando progresivos estados de equilibrio cuasi estable que en un momento determinado se destensionaban mediante la generación de flujos de energía. Ello hacía que se fueran traspasando umbrales, a través de los cuales se producía algo semejante a un cambio de estado. Después de este proceso se llegaba a otra situación del sistema con un equilibrio energético más estable que el de partida. Y vuelta a empezar.

Morowitz cree que el camino se inició con un panel de diversas vías metabólicas, que se unificaron gracias al invento de la fosforilación oxidativa que creó las pilas de bioenergía en forma de moléculas de ATP (nos serán presentadas más tarde en esta serie). Nuestro Último Antepasado Común Universal (LUCA) fue el que recopiló todos los avances, representando así el final del mundo exclusivamente abiótico. Con posterioridad se conquistó la fijación del nitrógeno, la innovación de la fotosíntesis complementada con en el ciclo reductor de Calvin, las endosimbiosis, la multicelularidad… un proceso continuo de cambios de estado que poco a poco iremos conociendo.

El soporte teórico a esta hipótesis de Morowitz lo encontramos en los trabajos del físico Jeremy England.[2] Apoyándose en la estadística, las matemáticas y las leyes universales de la termodinámica, en especial la del obligado aumento de la entropía global, ha demostrado que cualquier sistema local dentro del Universo, alejado de un equilibrio estable, con una particular fuente de energía a su disposición y un sumidero de calor, puede evolucionar hacia otro estado, alejado del equilibrio energético, mucho más ordenado (lo que parece contravenir la obligación de incrementarse la entropía) y más eficiente consumidor de energía (con la que soporta el aparente contrasentido del salto a un mayor orden). Este nuevo estado es irreversible y tendente a consumos cada vez mayores y más eficientes de energía, lo cual puede hacer la sucesión de “cambios de estado” obligatoriamente exponencial. La probabilidad de que esto ocurra es baja a menos de que, como hemos comentado, haya un determinado tipo de fuente de energía y de sumidero de calor que se acople con las específicas condiciones del sistema particular, lo cual acelera tremendamente, a escalas geológicas, los cambios de fase. Y esto es lo que sucede en la Tierra, en donde coinciden los materiales apropiados, con una fuente de calor apropiada como es el Sol, y unos sumideros de calor  igualmente apropiados en la atmósfera y el agua oceánica.

Y así de una forma inevitable, dirigida por las leyes universales de la termodinámica, la Vida se habría ido manifestando cada vez más compleja, mayor y más eficiente consumidora de energía, como un medio para aliviar la acumulación de energía libre de la geosfera: parece por tanto que un mundo con Vida tuvo que ser más probable que un mundo sin ella. Lo que apunta claramente a un proceso determinista y no azaroso. La evolución determinista de la química del metabolismo, a través de todos sus progresivos posteriores “cambios de fase”, fue la que poco a poco fue condicionando la variabilidad de los organismos vivos, cuya aparición y fenotipos sería un subproducto de estas conquistas metabólicas.

Primeras moléculas orgánicas sencillas de la química prebiótica

En un principio la química prebiótica iniciaría el camino sin ningún problema, tan sólo había que trabajar con moléculas relativamente sencillas que quedaron disueltas en las aguas primigenias.

Es fácil sintetizar de una forma casi espontánea azúcares, aminoácidos y algo parecido a elementales nucleótidos: los químicos norteamericanos Stanley Miller y Harold Urey lo consiguieron en 1953 con sus experimentos. Sólo necesitaron metano, amoniaco, agua, un poco de energía y algo de tiempo, no demasiado. Entre las décadas de los 50 y los 60 otro bioquímico estadounidense, Sidney W. Fox, demostró que los aminoácidos podían formar espontáneamente pequeños péptidos. En 1961 el también bioquímico, en este caso español, Juan Oró, obtuvo algunas purinas –un tipo de base nitrogenada del ADN o ARN- y en 1962, en otro experimento, consiguió la síntesis de dos azúcares, ribosa y desoxirribosa, asimismo componentes de soporte de los ácidos nucleicos en el ADN y ARN. En 2012 y tras unos trabajos[3] de más de diez años, un grupo de biólogos dirigidos por Michael Blaiber ha encontrado, a partir de un conjunto de 12 o 13 aminoácidos prebióticos producidos por sencillos procesos químicos semejantes a los existentes en la Tierra primitiva, el camino para sintetizar primitivas proteínas plegadas (del tipo β-trefoil). El plegamiento es esencial para el desarrollo de sus funciones. Los propios aminoácidos dispondrían por ellos mismos de la información necesaria para ello.

Un artículo publicado en 2015[4] explica cómo ha sido posible sintetizar experimentalmente, y de forma altamente eficiente, los monómeros fundamentales de la bioquímica -ribonucleótidos, aminoácidos y precursores de lípidos- a partir de dos sencillas moléculas: el ácido cianídrico, HCN, y el sulfuro de hidrógeno, SH2. En la Tierra primigenia el primero habría sido generado por la interacción entre el carbono aportado por meteoritos y el nitrógeno atmosférico, gracias a las altas temperaturas alcanzadas en el impacto. El SH2 habría surgido en la reacción de ciertos sulfuros metálicos con el HCN en disolución. Además es un gas típico de las emisiones volcánicas.

Estructuras, (1) primaria, (2) secundaria  y (3) terciaria ya plegada, de una proteína (Wikipedia, GNU FDL 1.2)

Una vez formados en la naturaleza este tipo de compuestos orgánicos elementales, que serían inicialmente tan sólo unos treinta o cuarenta, se vieron en condiciones de seguir un camino de combinación entre ellos de forma que aparecieran polímeros con estructuras moleculares más complejas. Inicialmente serían polisacáridos, polipéptidos y polinucleótidos. Más tarde aparecerían los lípidos complejos. El proceso pudo ser tutelado según los principios generales definidos por Morowitz, o quizás simplemente como consecuencia del juego de la competencia y evolución, tesis que planteamos en los siguientes pasos, que les llevó a encontrar unas formas termodinámicamente más estables, algunas de las cuales resultaron ser geométricamente muy laberínticas.

Estas formas tan particulares que adoptaban las cadenas de los polímeros que iban apareciendo eran como su tarjeta de visita: con una cara exterior real llena de recovecos físicos y una capacidad de generar posibles enlaces adicionales extramoleculares en los rincones de su estructura, lo cual facilitaba en alguna medida la complementariedad entre dos o más de estos polímeros. Se habría llegado a una tremenda versatibilidad, a partir de la cual estas moléculas ya más “serias” interactuaban con el medio que les rodeaba, siendo capaces de ejercer un involuntario influjo sobre él, modificándolo o resistiéndose a ser modificadas, lo que podría ser considerado como algo semejante a una primitiva función catalítica.  Sus inicios debieron ser muy débiles e inespecíficos, para irse potenciando con el paso del tiempo. Aquellas estructuras más estables y eficientes, con mayor capacidad de influir, serían las que sobrevivirían en el mundo prebiótico.

Supongamos pues un caldo lleno ya de estas moléculas de polipéptidos y polinucleótidos, una charca sobre una roca del acantilado o un lúgubre espacio en las profundidades más remotas de los océanos. Quizás habían llegado transportados por los meteoritos y cometas que caían sobre la Tierra. En aquel momento aún todo era química, y sólo química prebiótica. A partir de este escenario tuvo que derivar la complejidad.

Primeros autorreplicantes: moléculas “selfmade” sobre bandejas planas

La complejidad, con el tiempo, acabará llamándose metabolismo y replicación. Es decir, capacidad de tener una máquina en movimiento, generando no sólo las moléculas necesarias para seguir funcionando sino también la diversidad. Al estar sometidas a mutaciones, al autorreplicarse solas o con ayuda, al transmitir sus cambios en el proceso, iniciaron un camino para la herencia, paso previo e imprescindible al de modelado por la selección.

En esta senda la mayoría de expertos apuestan por un mundo inicial de química prebiótica en donde apareció un primer replicante. Una molécula que no iba mucho más allá que hasta una incipiente y simple reproducción de sí misma. Se encontró inmersa en un mundo que le imponía múltiples interrelaciones, algunas de las cuales condujeron a un proceso cíclico de síntesis que se asemejaba a una máquina sin fin, y en el que dicha molécula participaba de forma principal. El mecanismo pudo ser algo parecido a un ciclo catalizado por el propio primer replicante, ciclo al que entraban  moléculas del entorno y del que surgían otras como subproductos del mismo, entre las que se encontrarían moléculas iguales al replicante. Aunque sencillas, no dejaban de ser auténticas fábricas cíclicas de síntesis de un polímero elemental. El hecho de que la autocatálisis sea un proceso natural muy común en los sistemas cíclicos bioquímicos de la naturaleza nos permite pensar que este primer replicante no fue una entelequia teórica. La autorreplicación primigenia no sería muy sofisticada, no habría más complejidad en el proceso que repetir su recreación, sin un más allá, de una forma que podríamos llamar “rutinaria” y sin consecuencias inmediatas.

Ejemplo de posible ciclo autocatalítico del primer replicante A1 apoyado en una cadena de moléculas “familiares”

Este proceso no se correspondía aún a una replicación “vital”, ya que se produciría de una forma aleatoria y no persistente en el tiempo.

¿Por qué pensamos en autorreplicadores? Ya vimos en la entrada anterior cómo las reacciones entre átomos y moléculas construyendo nuevas estructuras químicas era un proceso relativamente sencillo. Bastaba cumplir unas sencillas condiciones que estuvieran de acuerdo con la segunda ley de la Termodinámica. Pero dentro de este esquema la dinámica de las reacciones, como podemos imaginar, puede ser muy variada. Y en la química primigenia,  cuando se tuvieron que producir las reacciones químicas formadoras de nuevas molécula más complejas, las cosas tuvieron que ir muy deprisa dado el plazo tan corto entre la formación de la Tierra y el primer indicio de Vida sobre ella. Y aquí entra la idea de la catálisis, proceso por el que mediante la intermediación de una molécula ajena al núcleo de  la reacción química, su velocidad se acelera de forma exponencial. Y pensemos en el plus de velocidad que se añadiría si el catalizador fuera la misma molécula que interviene.

Se cree que en una disolución tridimensional, como podía ser el entorno de una charca o del fondo del mar, la generación espontánea de autorreplicadores debía ser bastante compleja dada la dispersión en que se encontrarían los actores que tenían que participar. Por otro lado, la unión de moléculas más elementales para formar polímeros se realiza normalmente mediando un proceso de condensación, durante el que se elimina una molécula de agua, y esto sería muy difícil en el seno de una disolución precisamente en agua. Así que ¿por qué no imaginar un mecanismo medianamente probable, mediante el cual se pudiera echar el lazo a los ladrillos necesarios para las estructuras moleculares de los autorreplicadores en un entorno en donde la autocatálisis fuera a la postre menos dificultosa? El proceso pudo darse sobre  una superficie que limitara la dispersión a tan sólo dos dimensiones, sobre la que las moléculas que la recubrieran establecerían relaciones entre sí, aprovechando el “velcro” que supone la fuerza de sus enlaces químicos. Estos no serían demasiado potentes, ya que debían permitir la flexibilidad y fluidez suficiente como para que se produjera un fácil tejer y destejer de moléculas. Dado que los velcros de las moléculas de tipo orgánico suelen presentar anclajes electromagnéticos negativos, una especie de anzuelos aniónicos del tipo -PO32- o -COO-, las superficies donde reposaban tendrían que ofrecer la cara contraria. Una posibilidad entre los materiales catiónicos lo encontramos en la pirita, que además forma sales insolubles que fácilmente se decantan produciendo sólidos. Volveremos con la pirita, S2Fe, más tarde en esta historia, ya que es una de las bases de la teoría del “mundo del hierro y el azufre”. Recordemos que esta teoría la apuntó ya el bioquímico alemán Günter Wächtershäuser defensor, al igual que Morowitz, del axioma “primero el metabolismo”, por el que proponía que una forma primitiva de metabolismo precedió en el entorno de la biología a su contrapartida genética, y en el que intervendrían especies químicas y compuestos de hierro y azufre. La energía liberada a partir de las reacciones redox de los sulfuros metálicos no sólo estaba disponible para la síntesis de moléculas orgánicas sencillas, sino también para la formación de polímeros de largas cadenas.

Nos quedamos en este momento procesal, después de levantar acta notarial de cómo pudo iniciarse la Vida y las primeras simples moléculas autorreplicantes. En un mundo escondido y casi abstracto que, al menos a mí, me resulta muy difícil de imaginar. Espero que el interés del tema haya hecho más llevadera la lectura, a pesar de su evidente aridez. A lo largo del esfuerzo hemos convivido con un eslabón  muy importante de nuestra historia. En la próxima entrada seguiremos su pista y veremos cómo se fueron complicando sus funcionalidades, con la conquista de la información y la replicación a gran escala, lo que nos llevará hasta el mundo del ARN, fin de una etapa e inicio de algo nuevo.

  1. Se denomina reacción de reducción-oxidación, de óxido-reducción o simplemente reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos. []
  2. Podréis encontrar una explicación que aclara el tema en esta entrada del blog “Qué vida esta” publicado por Samu. []
  3. Que se han publicado en la revista científica PNAS de noviembre de 2012. []
  4. En la publicación Nature Chemistry y que encontraréis en este enlace. []

Sobre el autor:

jreguart ( )

 

{ 14 } Comentarios

  1. Gravatar ubaldo crespi | 20/05/2013 at 05:31 | Permalink

    no hay aridez en vuestra lectura, es apasionante, muy buena digno de este sitio y de el mejor nivel ya entraremos en algunas controversias desde ya muy pero muy bueno. grasias. Ubi

  2. Gravatar jreguart | 20/05/2013 at 04:01 | Permalink

    Hola Ubi, muchas gracias por tus comentarios. Cuando comencé a profundizar en este tema me pareció francamente asombroso todo lo que leía. Pero así como , por poner un ejemplo, cuando estaba con temas del Triásico, tan documentados y tan próximos a mi vida real, eran de fácil y divertida lectura, cuando leía cosas de estos autorreplicadores iniciales sentía como que todo lo que hoy suponemos de las primeras etapas de la Vida no resultaba tan vistoso, e incluso muy árido. Quizás es que mi formación no sea de químico y me costaba más entender todo eso que se suponer pasó entre la química prebiótica y la biótica. De todas formas me abría un camino de explicación plausible a algo que yo necesitaba encontrar explicación: así que “duro” pero apasionante. Me alegro que compartas el asombro.

  3. Gravatar Argus | 21/05/2013 at 08:34 | Permalink

    Interesantísimo! ¿Hay algún ejemplo concreto de autoreplicante que se haya podido sintetizar en laboratorio, o alguna idea concreta de moléculas que se pudieran comportar así? No termino de entender el concepto: Un autoreplicante sería una molécula que tras una reacción con otros elementos da como producto una serie de moléculas entre las que está ella misma, ¿es así? La reacción sería A + materia prima = A + residuo. No veo entonces qué diferencia hay entre esa reacción y ninguna reacción, es decir, que parte de A permanece como sucede en cualquier equilibrio entre reactivos y productos.

    Dicho de otra manera: Cualquier modo de generar A a partir de ella misma es equivalente a (1) A es excedente en la reacción y (2) A es producto de B+C como en cualquier reacción convencional.

    No estoy seguro siquiera de mi propia duda, pero es que no termino de ver el “milagro” de la autoreplicación.

  4. Gravatar jreguart | 21/05/2013 at 02:02 | Permalink

    Hola Argus, me alegro que te guste la serie. El concepto de ciclo autocatalítico es bastante abstracto aunque creo que se puede entender. Tienes que alejarte de la idea de una simple reacción química de suma de reactivos igual a suma de productos. El actual ciclo metabólico de Calvin, parte del proceso de fotosíntesis, y del que hablaremos en otra entrada posterior, es un ejemplo de ciclo autocatalítico. Básicamente es un proceso en el que se reúnen secuencialmente una serie de moléculas intercambiando masa y energía, de forma que al final se cierra el de forma cíclica volviendo al punto de partida, a la molécula inicial, y vuelta a empezar. Esto puede ser muy complejo (muchos pasos) o simple (muy pocos). E incluso catalizado (favorecido) por uno de los mismos participantes, es decir, que la propia geometría y estructura atómica de la molécula directora es capaz de captar materia y energía que provoca nuevas reacciones. Se supone que en la fase de abiogénesis el ciclo tendría que ser lógicamente de los sencillitos. En una reacción química normal favorecida por una enzima catalizadora, ésta participa pero no se replica: al final no se ha recreado el original o una copia de esta molécula, simplemente reaparece al completar su tarea catalizadora. En un ciclo autorreplicante el autorreplicante tiene que tener la habilidad de conjuntar la obtención de energía y materia prima, amasarlos a través de diversos pasos, muchos o pocos, cambiando su propia estrcutura, para generar nuevas moléculas, una de las cuales vuelve a ser ella misma. El ciclo sigue girando quedando como un círculo en el que se aprovechan los “desechos” (por ejemplo azúcares para metabolizar), o bien la misma molécula impulsora queda además como residuo, que sería el paso imprescindible para transmitir información por herencia.

  5. Gravatar Argus | 22/05/2013 at 04:49 | Permalink

    Entonces, si he entendido bien, no es sólo el hecho de que una molécula se replique. Lo importante es que esa molécula tenga una complejidad notable. La cuestión es tener, por decirlo así, “fábricas” de ciertas moléculas complejas, que de otra manera no se formarían. Corrígeme si me equivoco y estoy diciendo alguna barbaridad, pero de no tratarse de moléculas complejas, también podríamos hablar, por ejemplo, de la “replicación” del hidrógeno en la electrólisis, siempre y cuando haya materia prima (agua y sal) y energía eléctrica.

  6. Gravatar jreguart | 23/05/2013 at 09:07 | Permalink

    Efectivamente Argus. Aunque no es preciso que fueran moléculas COMPLEJAS. Las primeras evidentemente y por cuestiones de mayor probabilidad con un complejo sencillo, serían pequeñas moléculas. En la siguiente entrada hablo de como se cree que estas pequeñas moléculas fueron ganando en complejidad. Con respecto a lo que me dices de la electrólisis del agua, sería un ejemplo muy intuitivo si cierras el ciclo con una síntesis del agua, por el que la energía que se produciría podría ser utilizada para otros menesteres, incluso para volver a producir hidrólisis.

  7. Gravatar Argus | 23/05/2013 at 10:17 | Permalink

    Gracias! ya lo voy viendo más claro. Precisamente eso quería puntualizar: en el ejemplo de la electrólisis se debería cerrar el ciclo con la síntesis de agua. Suponiendo que esto sucediera, tendríamos un ciclo que genera H2, consume agua y se autoabastece de energía. Es como si la química jugase a romper los principios de la termodinámica… a base de ciertas materias primas en abundancia.

  8. Gravatar jreguart | 23/05/2013 at 11:13 | Permalink

    Gracias Ubiar por tus loas. Creo que el compartir la admiración por la maquinaria de la Vida nos hace ser muy condescendientes con los que nos consideramos del mismo club. Espero seguir a la altura de tu opinión.

  9. Gravatar editora | 24/05/2013 at 10:56 | Permalink

    ¿Es la emergencia de la vida un proceso de contingencia radical? Es decir, ¿es causa necesaria un pasado único e irrepetible? O al contrario, ¿la vida emerge por el espacio como setas en el campo al darse las condiciones necesarias? Entonces, ¿cuántas condiciones son necesarias, tres, cuatro, una docena, infinitas? ¿Cómo resiste la vida que emerge en un instante el cambio inmediato? ¿Depende la existencia de vida de su reconocimiento; es decir, de un reconocimiento por parte de un observador inteligente, con un memoria al respecto que le permite identificarla? ¿Cuál es la probabilidad de que en una galaxia, a partir de estrellas que se formaron comprimiéndose hidrógeno, se formara también el ser vivo que ahora está delante de un ordenador, ordenador incluido? ¿Cuál es la relación entre la vida y el universo, es una relación sin fronteras o perfectamente delimitada? Pequeños fragmentos de un libro científico-artístico que recomendar, un extracto en http://goo.gl/51IfO

  10. Gravatar jreguart | 25/05/2013 at 09:43 | Permalink

    Hola Fletxallibre (me gusta más conocerte por este nombre que por Editora), realmente has dado en el clavo. Creo como mucha gente que el principal objetivo del Conocer es el tener datos para formar una Opinión propia, y con la opinión definir una posición personal y vital. Mi serie propone exclusivamente el conocimiento: Intentar saber qué es lo que se habla en los círculos más conocedores del tema. Apoyado en ello la opinión personal es eso, personal. Las preguntas que planteas son un buen tema para debate, y de hecho así ha sido y sigue siendo a lo largo de la historia del hombre. Como dice la reseña del libro que propones “cuestionar lo cuestionable” y después cada uno obrar en consecuencia. Mi opinión general que puede o no ser la verdad, simplemente es mi opinión: soy bastante agnóstico en cuanto a ideas “inamovibles” y para mi casi todo es plausible. Mientras no se demuestre lo contrario. Con los datos que conozco, creo que lo más probable es que la Vida es un resultado obligado siempre que se den las condiciones necesarias. Y de hecho ha sucedido en nuestro planeta. Estas condiciones mínimas pueden darse en otros lugares de nuestro universo dado su apabullante inmensidad ¿Cuántas condiciones? No creo que lo sepa nadie, si lo supiéramos posiblemente hubiéramos creado ya la vida en una probeta. Pero estamos en ello con humildad científica. No soy atropocéntrico, por lo que opino que la Vida es o no es sin necesidad de que haya una inteligencia (humana) filosofando sobre ella. Antes de la inteligencia había Vida y después de la inteligencia (apostaría a que el Homo desaparecerá algún día como cualquier otra especie) seguirá habiendo un Universo real que se seguirá expandiendo (aunque no haya nadie para observarlo). Vida y Universo participan de la misma esencia. Me parece que la explicación más plausible va por esta línea: entiendo mejor que todo sea uno, bajo la “dirección” impersonal de las leyes fundamentales que nos rigen, que un menú a medida de nuestros desconocimientos y miedos.Y esto antes de dar el salto a la opinión trascendente y religiosa, de la que creo cada uno es libre de manejar como íntimamente prefiera. Aunque personalmente no me cruje ningún tipo de pensamiento mientras no vaya en contra de lo que se haya demostrado como evidencia científica. Pienso comprar el libro que recomiendas, confieso que no sé quien es Didier Newman, pero me activa la curiosidad intelectual. Acabo repitiendo lo que dije al principio: en esta serie intento simplemente poner sobre un escaparate lo que sabemos, las reflexiones personales caerán después por su propio peso, fuera de mis escritos.

  11. Gravatar Gencianal | 19/08/2013 at 04:56 | Permalink

    Buen artículo! Como ves voy “poniéndome al día” más despacio de lo que me gustaría, aunque al menos es por una buena razón: es lo que tiene el haber estado de vacaciones.

    Por eso no voy a andar muy atinado en el comentario, estoy “espeso”, simplemente unos apuntillos. Como ejemplo de falso “autorreplicante” podríamos citar los priones, pero estos no son en sí verdaderos replicantes ya que necesitan tener la estructura sintetizada por ahí, se limitan a cambiarle la configuración; pero vamos, por ese lado deberían de ir los tiros. Quizá no es una perspectiva correcta porque las condiciones son completamente diferentes, pero bueno, ahora es lo único actual que se me ocurre, con el permiso de algunos ARN autocatalíticos, que pueda dar una pista de lo que pudo pasar.

    Por otro lado, de nuevo remarco que pasara lo que pasara… es “para quitarse el sombrero”, porque menudo “gordo” de la lotería que nos tocó, no era precisamente fácil el que se formaran las moléculas en términos probabilísticos individuales. Claro que… si nos ponemos a escala planetaria, no debemos olvidar que había “ladrillos” en muchíiiisimos sitios, y claro, que si tienes una burrada de moléculas por ahí danzando. Por arrojar una perspectiva, si en dos gramos de hidrógeno hay 6,023 x 10^23 moléculas de hidrógeno… a saber cuántas tenemos en toda la superficie terrestre. Vale, que con moléculas complejas (PM 1000-2000) le quitamos unos órdenes de magnitud pero aún sigue siendo una burrada: así se compensa la baja probabilidad que decía antes, gracias a la fuerza bruta del número; y además, con un autorreplicante que saliera ya teníamos medio chiringuito montado.

    Pero bueno, no son más que desvaríos infundados (nada documentados) que buscan dar un poco de perspectiva, para que se pueda imaginar y comprender lo que pasó.

    Saludos

  12. Gravatar jreguart | 19/08/2013 at 06:14 | Permalink

    Hola Gencianal, todo es muy discutido aunque creo que no discutible. Yo he visto bastantes aproximaciones a cálculos probabilísticos sobre cuánto de difícil pudo ser la síntesis de una proteína compleja. Creo que los números nunca serán concluyentes ya que a falta de experimentos concretos todo queda en el baile de lo que quiera pensar cada uno. Personalmente me apunto siempre a lo que parece ser más plausible. Y aunque las probabilidades son mareadoras, mi razón me dice a la vista de lo que observamos gracias a los trabajos de los expertos, que ya que la Vida está aquí, es plausible que haya surgido de forma coherente,paso a paso, a partir de unas leyes universales elementales. Sigamos apostando por el camino del conocimiento. Un saludo.

  13. Gravatar nahuel | 24/03/2015 at 03:56 | Permalink

    el pro determinismo te brota hasta por los poros , al igual que yo ; creo que los átomos vienen con su libreto hecho . y entran al espacio/tiempo con la gravedad y todas las otras fuerzas fundamentales completando el círculo perfecto . recurriendo a un reduccionismo extremo ; me imagino a las particulas elementales presas de estas fuerzas y por lo tanto llevadas naturalmente a construir indefectiblemente este universo y la vida .

  14. Gravatar jreguart | 24/03/2015 at 09:22 | Permalink

    Hola Nahuel,

    efectivamente creo que todo tiene una apariencia muy compleja aunque un sustrato muy sencillo. Y que todo actúa según unas reglas elementales que ahí están. Bueno, no sé si puedo decir ahí están… pero sí puedo decir ahí hay algo que parece que está y que nos va explicando lo que suponemos que percibimos. Y si te he de decir la verdad, esta impresión me asusta hasta llegar a plantearme si somos una ficción, un sueño, una falla valenciana con sólo sentido dentro de nuestra física teórica.

    Me gusta también -aunque a nivel de curioso aficionadillo una vez más- la física de partículas. La teoría cuántica de campos nos permite explicar lo micro, realizar hipótesis que vemos se van cumpliendo en la realidad que percibimos. Y cuando veo que todo, todo, parte de unas abstracciones fantasmagóricas que llaman “campos”… me dan ganas de tirar la toalla y esconderme debajo de la cama.

    En fin. Las posibilidades de alcanzar el asombro son infinitas. Espero que sigamos en contacto a través de esta serie sobre el asombroso caminar de la Vida.

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