miércoles, 10 de diciembre de 2008


11 - Naturaleza de la Vida

¿Alguna vez te has preguntado qué es la vida en realidad? Claro, podemos apuntar a una flor instintivamente y decir que está viva, pero ¿cómo lo sabemos?

Autores: Chris Impey y Erika Offerdahl
Traducido para Astroseti por: Claudia Rodríguez

Por otra parte, hay muchas cosas que muestran características parecidas a las de los seres vivos, pero de alguna manera, por intuición, sabemos que algunas cosas, como el fuego, no están vivas. Cuando hablamos de vida, ¿a qué nos referimos? Al nivel más fundamental, podemos describir la vida como un proceso, una serie de reacciones químicas en las que intervienen moléculas basadas en el carbono.

En este proceso, la materia y la energía se introducen en un sistema, se utilizan para colaborar en el crecimiento y la reproducción, y se expulsan como productos de desecho. Pero te darás cuenta de que esto deja mucha ambigüedad al meter algo en la categoría de "vivo" o "no vivo" basándose en esta simple definición. Al considerar lo que está vivo, es importante apuntar que estamos limitados en cuanto a las observaciones que podemos realizar en la Tierra.

Sin embargo, muchos biólogos estarían de acuerdo en que las siguientes frases contienen un conjunto de requisitos para que algo se considere vivo:
-Las cosas vivientes crecen, se desarrollan y se reproducen.
-Las cosas vivientes son fábricas químicas altamente organizadas.

Parte de las metas de la astrobiología es examinar la naturaleza de la vida en la Tierra para mejorar nuestra búsqueda de vida en cualquier otra parte del Universo. Por tanto, es importante caracterizar la vida en la Tierra tanto como se pueda. Por ejemplo, la unidad más pequeña en la que ocurren los procesos de la vida es la célula. Todos los seres vivientes están compuestos por una o más células que, por su parte, contienen un intrincado conjunto de moléculas.

¿Pero de qué elementos, exactamente, está hecha la vida?
Como apunte interesante, la mayor parte del cuerpo, un 99%, está hecha de sólo cuatro elementos: hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno.

En los organismos vivos, cada uno de estos ingredientes químicos tiene algunos aspectos interesantes.

Primero, la gran cantidad de hidrógeno y oxígeno, y en particular la proporción entre estos dos elementos (dos átomos de hidrógeno por cada uno de oxígeno), sirve como un indicador del alto porcentaje de agua que requiere la vida en la Tierra.

Segundo, cuando examinamos la atmósfera terrestre, vemos que el nitrógeno es el elemento más abundante. Además, es un componente importante de todo lo vivo, dado que se encuentra en muchas moléculas, como el ADN.

Finalmente, el carbono es el elemento considerado como base para la vida en la Tierra. De hecho, la química orgánica se define a veces como los procesos químicos del carbono y de sus compuestos, sin tener en cuenta si interviene o no un organismo vivo.

El carbono es único por su capacidad para construir moléculas largas y complejas. En comparación, el hidrógeno se puede combinar con el oxígeno para formar sólo dos moléculas: agua (H2O) y peróxido de hidrógeno (H2O2).

De manera similar, el hidrógeno se puede combinar con el nitrógeno para formar sólo otras dos moléculas: amoniaco (NH3) e hidrazina (N2H2). Y por otra parte, se desconoce la cantidad de maneras en las que el hidrógeno se puede combinar con nitrógeno, de lo muchas que son.

La molécula más larga de las citadas en el libro Handbook of Chemistry and Physics tiene una fórmula química que es C90H154. El carbono es, como se puede ver, un elemento versátil para crear formas de vida, y el perfecto bloque de construcción de estructuras complejas. Todos los elementos de la vida vistos anteriormente (excepto el hidrógeno) se crean en el interior de estrellas, y son comunes en el universo.

Es destacable que la composición química de la vida en la Tierra se asemeja a la composición de una estrella más que a la de la Tierra. Carbono y nitrógeno, ambos necesarios para la vida tal y como la conocemos, son más comunes en el Sol que en nuestro planeta. Hierro, silicio y magnesio son los elementos más comunes en la Tierra, aparte del oxígeno, pero juegan papeles pequeños en nuestra química orgánica.

Aunque tenemos dificultades al hacer una definición de la vida en la Tierra que sea concreta y lo incluya todo, parece (como hemos visto antes) que podemos caracterizar algunas cosas generales de la vida aquí.

¿Qué hay de la vida más allá de la Tierra?
¿La única posibilidad de vida es la química basada en el carbono?

Los químicos (y los escritores de ciencia ficción) han especulado sobre una química de la vida basada en el silicio, o algún otro elemento. Casi más especulativa es la idea de una vida basada en algún otro principio de organización, como campos eléctricos o magnéticos. Nadie ha observado nunca estas formas de vida, así que no podemos decir nada serio acerca de ellas. Sin embargo, la química de los elementos del universo se entiende bien. En cuanto a una base para la vida, se suele estar de acuerdo en que el carbono tiene una capacidad superior que cualquier otro elemento para formar cadenas complejas, y así servir como un bloque para construir la vida.

¿Y qué hay del agua?

Se ha sugerido que el agua es el único requisito para toda la vida en la Tierra. De manera más general se ha determinado que la vida, como mínimo, debe tener un disolvente líquido para facilitar las reacciones químicas.

¿Debe la vida usar agua, o podría utilizar algún otro líquido para cumplir sus tareas biogénicas? Primero, debemos saber que el agua es, posiblemente, el líquido más abundante del universo. El oxígeno es mucho más abundante que el silicio, el principal elemento formador de rocas. Por tanto, un planeta rocoso que use todo su silicio combinándolo con el oxígeno para hacer rocas, todavía tendrá bastante oxígeno para combinarlo con el elemento más abundante, el hidrógeno, para hacer hielo, o agua.

El agua permanece líquida en un gran rango de temperaturas, y actúa como disolvente para una gran variedad de materiales, con lo que se forman disoluciones. Con este papel, el agua es esencial para muchas funciones celulares: disuelve y transporta nutrientes y productos de desecho dentro de la célula, regula la temperatura del organismo, e incluso juega un papel en la protección de la dañina radiación UV. Por eso no es sorprendente que los astrobiólogos afirmen que las formas de vida complejas se originaron en los vastos océanos terrestres.

Incluso en la tierra, un alto porcentaje del peso de las plantas (40%) y animales (70%) está compuesto por agua. Muchos disolventes se han propuesto como líquidos para la vida, como el amoniaco o el alcohol etílico; pero el agua es el más abundante y muestra ventajas únicas que facilitan el proceso de la vida.

Aunque nuestras observaciones sobre la vida se limitan a las que podemos realizar en la Tierra, es posible especular sobre la vida en otras partes del universo. Un problema que nos podemos encontrar, sin embargo, es determinar cuánto podemos ajustar la definición de vida. ¿Un virus se considera una forma de vida? Los virus son más simples que muchos organismos con un solo compartimento (no tienen equipamiento para reproducirse), pero se pueden reproducir usando materiales de las células huésped que invaden. No pueden, por tanto, funcionar del todo independientemente de otras células.

De manera similar, la tecnología ha avanzado hasta un punto en el que las máquinas y los ordenadores poseen muchos de los atributos de la vida. Algunos ordenadores han sido programados para evolucionar y adaptarse.
¿Podrían llamarse entidades vivas a algunas máquinas u ordenadores por esta razón?
Sin tener en cuenta dónde dibujamos la línea en casos como este, es casi seguro que tendremos que reevaluar nuestra definición cuando comencemos nuestra exploración de vida más allá de la Tierra.

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