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Qué es la vida?


Definiendo a la Vida

El siguiente es el texto correspondiente a la charla realizada en la Escuela de Ranchillos (Tucuman) en el marco de la Semana de la ciencia del año 2011

Definiendo Vida: Integración, autoorganización y autopoiesis.

Cuando observamos cualquier ser vivo: una hoja de un árbol, un insecto, un perro, un árbol  centenario,  un delfín, un ser humano, debemos tener presente que cada una de las especies incluida la nuestra es resultado de un complejo proceso de integración de sistemas. Nuestra especie es un visitante reciente de este planeta, que forma parte de la red de la vida. Vive, existe y es, gracias a lo que lo precedió y a lo que lo rodea. Para que exista y seamos testigos de un árbol, un pájaro o un perro se necesitaron más de 30000 millones de años. Durante todo este tiempo ha existido la vida sobre el planeta.

¿Qué nos lleva a decir que tanto toda la naturaleza que me rodea y yo (lo que, en realidad, es lo mismo), estamos vivos? ¿Qué es la vida? Se ha definido la vida como la capacidad de nacer, crecer, reproducirse y morir. Sin embargo esta definición es incompleta, ya que limita la definición a los macroorganismos eucariotas, animales y plantas. Las bacterias son células vivas y no mueren al final de su ciclo vital, sino que se dividen. Además, cualquier organismo estéril, o infértil, no entraría en la definición.

Por otra parte, los libros de texto se detienen a describir las propiedades de la vida pero no coinciden en una definición. Podemos, entonces dar una definición más adecuada de vida, que es:

La vida es la propiedad emergente de sistemas autopiéticos disipativos.

Ahora vamos a ver qué significa esta definición.

Propiedad Emergente: Cada organismo vivo, cada célula, cada molécula que conforma una célula esta compuesta por integración, unión, asociación de sub-elementos. Las propiedades que tienen cada uno de ellos son diferentes a la suma de las propiedades de las partes. Por ejemplo, una proteína tiene actividad, función, propiedades que no pueden deducirse de las propiedades de los átomos que la componen. Una molécula de azúcar tiene propiedades que “emergen” de la unión de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Una célula bacteriana, que metaboliza azúcares, produce ácidos nucleicos que contienen la información necesaria para “producir” otra célula y todas estas capacidades resultan de la integración extremadamente compleja entre las moléculas que la componen y son mucho más que la suma de las propiedades de las diversas moléculas.

Autoorganización y disipación: La autoorganización es una propiedad de los sistemas vivos que permiten diferenciarnos de una máquina. Una maquina es creada “para hacer algo”, tiene  una función que es creada por alguien. En cambio un ser vivo es autoorganizado: Cada parte es a su vez la causa y efecto, un medio y un fin. Un organismo es una entidad autoorganizada, son propósitos naturales. Los organismos vivos se construyen a sí mismos a partir de material externo, importado, fuera de ellos. ¿Qué es lo que dirige esta autoorganización? Lo que la dirige es la disipación de la energía. Como todo en la  naturaleza, los organismos también cumplen la segunda ley de la termodinámica. Al comenzar cualquier reacción química hay una cierta cantidad de energía que al finalizar la reacción se ha disipado. La dirección en que la reacción ocurre está dada por un gradiente de energía. La energía será disipada de un estado de mayor energía a otro menor (aumentado la entropía o “desorden” de las moléculas, átomos, etc.). Si pensamos en la fotosíntesis, la energía solar (energía libre, útil) es transformada, disipada, al construirse otras moléculas necesarias para generar componentes de la célula y de la planta. La planta esta viva, porque disipa energía de manera eficiente para generar el material que la constituye (se autoorganiza).

Según la segunda ley de la termodinámica, la energía fluye en un gradiente y es degradada, disipada, dispersada, hasta igualar la cantidad de energía en todas las partes del espacio. Sin embargo, la autoorganización direccionada por un gradiente energético, no es suficiente para definir vida. Si pensamos en el agua de la mochila de un inodoro que es liberada siguiendo la gravedad (disipando energía potencial) el agua se auto-organizará dando círculos. Si las moléculas simples (agua) se exponen a un gradiente específico (desde la mochila del inodoro, un lugar elevado hacia abajo por fuerza de gravedad) se autoorganiza en sistemas y comportamientos mas complejos. Entonces, la autoorganización ocurre también en materia inanimada. Necesitamos algo más para poder definir la vida.

Hay sistemas complejos que además de autoorganizarse, constituyen una red de nodos capaces de autogenerarse. La vida surge, entonces, a partir de la Autopoiesis. El profesor chileno Humberto Maturana es el creador de este término para definir a los sistemas complejos que se organizan en una red en la que cada parte participa en la generación o transformación de los otros nodos, de manera que la red se autogenera. Por ello, Lynn Margulis define a la vida como un verbo. Se trata de un proceso: Los organismos mantienen su estructura y tienen la capacidad de regeneración a pesar de los cambios en sus condiciones externas; capaces de crear sus propios componentes así como modificar su composición interna. En una célula cada molécula sintetizada (creada) influye y participa en la creación de más moléculas similares y en el resto de las moléculas. Es una compleja red metabólica. De la misma manera todos los organismos están interrelacionados en una compleja red que abarca relaciones entre los organismos de un ecosistema y relaciones entre ecosistemas.

Esta interrelación entre todos los organismos que conforman la biósfera (el conjunto de los seres vivos propios del planeta Tierra) llevó a desarrollar la Teoría de Gaia. Esta teoría fue creada por James Lovelock, un científico estadounidense, que trabajando para la NASA comprendió que el planeta Tierra es un “Planeta Vivo”, ya que la tierra es un sistema complejo autoorganizado, autopoiético que presenta propiedades emergentes. La Tierra es una entidad compleja que implica a la biosfera, atmósfera, océanos y tierra; constituyendo en su totalidad un sistema retroalimentado que mantiene condiciones físico-químicas óptimas para la vida en el planeta.  Toda la vida de la tierra en su conjunto interacciona y tiene la capacidad de mantener las condiciones en que sea posible la continuidad de su existencia. Así, se ha mantenido durante miles de años las temperaturas medias óptimas para la vida, las concentraciones salinas de los océanos en cuya regulación participan los organismos, etc.

En la película AVATAR el director toma la base de la teoría de Gaia para relatar la historia de los habitantes de “Pandora”. Ellos, a diferencia de sus voraces invasores, son capaces de comprender que la vida sólo puede existir gracias a una intrincada red de relaciones e interconexiones entre todos y cada uno de sus componentes.

Afortunadamente, científicos comprometidos están informando desde hace varios años acerca de la importancia de los procesos de integración y asociación en el mantenimiento de la vida y su implicancia evolutiva. Actualmente, los puntos de vista integracionistas, holísticos, en contraposición a los tradicionales puntos de vista individualistas, egoístas y competitivos, están tomando relevancia, lo que representa un gran paso en el conocimiento científico que ha permanecido durante mucho tiempo arraigado a dogmas bastante alejados de la realidad.

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