Mes: septiembre 2016

Tyson frente a Gabilondo

Tyson frente a Gabilondo

     Última actualizacón: 21 septiembre 2017 a las 10:46

Hoy os dejo con una anotación breve aunque intensa si aceptáis dedicar unos minutos a ver, oír, escuchar, sentir y absorber la entrevista que Iñaki Gabilondo tuvo la fortuna de hacerle a Neil deGrasse Tyson. Creo que el personaje no necesita presentación ya que desde que se reeditó la serie Cosmos, es uno de los rostros más reconocidos del planeta. Pero lo que es más importante, bajo mi punto de vista, es que se trata de una persona con una capacidad ilimitada de comunicar: tan pronto lo ves hablar, gesticular y sonreír mientras te aclara conceptos complejos de astrofísica o de biología, quedas inmediatamente atrapado.

La entrevista está dividida en dos partes. Os dejo mis impresiones y lo que destacaría de cada una de ellas. Me gustaría conocer tu opinión.

Hoy, en ‘Cuando ya no esté. El mundo dentro de 25 años’, Gabilondo se reunirá con Neil deGrasse Tyson, uno de los divulgadores más prestigiosos y mediáticos del momento y director del Planetario Hayden en el Centro Rose para la Tierra y el Espacio. Neil De Grasse Tyson, conocido por ser el narrador de la exitosa serie Cosmos, nos recuerda que somos polvo de estrellas; y nos alerta sobre la falta de apoyo a la ciencia. De su instituto de secundaria del Bronx han salido el mismo número de Premios Nobel que de España.

PRIMERA PARTE

He de reconocer que desconocía una de los principales objetivos de las misiones a Marte: aprender cómo muere un planeta. Es lo que se llama «planetología comparada». Sabemos que en Marte existió agua líquida en la superficie, que tiene estaciones similares a las de la Tierra, un comportamiento geológico parecido etc. Entonces, ¿podría la Tierra convertirse en Marte algún día? Esta pregunta es muy relevante ya que quizás aún estemos a tiempo de revertir el cambio climático que podría convertir la Tierra en un lugar como el planeta rojo. Para lograrlo, saber qué le pasó a Marte es un inmejorable punto de partida.

Otro tema que ha aparecido bastante en la entrevista es el tema de la inversión en ciencia. Me ha encantado la frase «curiosidad a precio asequible», en el sentido de que se pueden hacer muchas cosas cuando te mueves por debajo del «radar presupuestario», es decir, cuando los científicos no piden una cantidad de dinero tan grande que haga que a los políticos le suden hasta las orejas. Por ejemplo, la misión del telescopio Hubble es relativamente barata (2.000 millones de euros), que es lo que vienen a costar 150 km de línea de alta velocidad en España. Por lo tanto, si se puede tanto con relativamente tan poco, la pregunta es ¿porqué no se hace?

Por último, de esta primera parte destacaría la cuestión de la vida eterna. Se dice que la ciencia será capaz de hacernos inmortales, pero Tyson plantea una cuestión importante: ¿quién quiere vivir para siempre? Para rechazar esta posibilidad, nos cuenta que conocer la finitud de nuestra vida es una motivación, una motivación para conseguir cosas en la vida. Si supiéramos que no vamos a morir, nos pasaríamos el día tirados en la cama.

SEGUNDA PARTE

Como no podía ser de otro modo, en la entrevista surgió el tema de la posible existencia de vida extraterrestre. Tyson sostiene que debemos tener cuidado con lo que deseamos. Si buscamos vida inteligente en el espacio, quizás la encontremos y sean más inteligentes que nosotros. «Quizás nosotros seamos los hámsters en una jaula llamada Tierra».

Tampoco podía faltar la alusión a Carl Sagan y una de sus frases más memorables: somos polvo de estrellas. Y es que saber que todo lo que vemos a nuestro alrededor está formado por los mismos constituyentes esenciales, y que al final todos venimos de las estrellas, supone una lección de humildad y, al mismo tiempo, un asombro maravilloso que a poco que tengamos sangre en las venas nos debe llevar a reflexionar sobre la importancia de comprender cómo funciona el universo.

Para finalizar me quedaría con una reflexión interesante: el objetivo de la divulgación científica es formar una generación de personas y, por ende, de los políticos que nos gobernarán en el futuro, a quienes no haya que explicarles qué es la ciencia o cuán importante es la inversión en ciencia. Ellos mismos lo asumirán como un tema propio, y sabrán qué es lo que hay que hacer.

PS. No me ha gustado nada la actitud de Iñaki Gabilondo. Menos mal que Tyson capta todo el interés así que más valdría dejarlo hablar y hablar de todo lo que se le ocurra…

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¿Cómo llegaron nuestros antepasados a América?

¿Cómo llegaron nuestros antepasados a América?

     Última actualizacón: 11 marzo 2018 a las 14:25

Hace poco hablamos aquí de quiénes habían sido los primeros pobladores de América y cómo habían llegado al “nuevo” continente. Si bien aquella anotación trataba de desmentir la llamada “hipótesis Solutrense” (la idea de que una migración transatlántica fue el punto de origen del poblamiento de América), ya planteaba el escenario de la colonización americana desde Siberia al afirmar que la entrada en el continente “no pudo verificarse hasta que se produjo el deshielo de la franja costera del Pacífico hace unos 13.000 años y con él, la apertura de rutas de tránsito en el interior de América del Norte”. Pues bien, hace unos días se publicó un interesante trabajo en la revista Nature que analiza precisamente esta cuestión y despeja bastantes dudas al respecto.

El contexto

Antes de profundizar en las conclusiones de este estudio debemos saber que se han planteado distintas hipótesis acerca de la forma de entrada al continente americano desde Beringia: hace unos 30.000 años (mientras no se diga lo contrario, emplearemos fechas radiocarbónicas calibradas a lo largo de este artículo) el hielo de los glaciares Laurentino y de la Cordillera cubría gran parte de lo que hoy en día es Canadá, impidiendo el paso tanto de la fauna como de la flora al resto del continente. Sin embargo, diferentes periodos cálidos provocaron la progresiva retirada del hielo y, con ello, la apertura de vías de paso a lo largo tanto de la costa del Pacífico como de las llanuras al este de las Montañas Rocosas. Así, hace aproximadamente 13.500 años, nuestros ancestros desarrollaron un complejo de herramientas de piedra distintivo que hoy conocemos como “cultura Clovis”. Siguiendo la abundante caza representada por los grandes mamuts, bisontes y otros animales —fáciles de cazar debido a que no estaban acostumbrados a la presencia humana— se expandieron rápidamente hacia el sur colonizando todo el continente en un corto plazo de tiempo (alrededor de 1.000 años).

Como vemos, se han venido barajando dos principales rutas como posible acceso de nuestros ancestros desde las estepas siberianas al norte del continente americano: una costera y otra por las llanuras del interior.

La investigación

El estudio que ahora analizamos, encabezado por Mikkel Winther Pedersen de la Universidad de Copenhague, ha analizado restos de polen, macrofósiles y ADN metagenómico 1 de muestras obtenidas en el corredor libre de hielo (ice-free corridor, IFC) que se formó entre las placas de hielo Laurentina y de la Cordillera, es decir, en la ruta que discurrió por el interior de lo que hoy es Canadá.

Evolución glaciares América del Norte. Tomado de Madsen, D. B. (2004), Entering America: northeast Asia and Beringia before the last glacial maximum.

Evolución glaciares América del Norte. Tomado de Madsen, D. B. (2004), Entering America: northeast Asia and Beringia before the last glacial maximum.

Como ya hemos apuntado y podemos ver en esta serie de imágenes, durante el último máximo glaciar enormes masas de hielo mantenían aislada Beringia del resto de América. Sin embargo, hace aproximadamente 15.000 años se abrió un corredor de unos 1.500 km de longitud que permitió el paso entre ambas regiones. Hasta ahora se desconocía a ciencia cierta cuándo se había producido la colonización de dicha franja de terreno por animales y plantas, cuestión de crucial importancia ya que la presencia de caza y vegetación para su recolección es una premisa ineludible para cualquier migración humana (insistamos en que nuestros antepasados tenían que recorrer a pie 1.500 kilómetros). Pedersen y su equipo han encontrado pruebas de la existencia de vegetación esteparia, bisontes y mamuts en dicho corredor desde hace aproximadamente 12.600 años; de ahí que se concluya que antes de esa fecha no fuera posible cruzar por dicha vía (aunque el corredor quedó físicamente libre de hielo hace entre 15.000 y 14.000 años, la deglaciación trajo consigo una inundación de la región que duró unos 2.000 años más).

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Momento en que se abre el corredor libre de hielo (ice-free corridor): a. Hace unos 13.000 años aún quedaba una masa de hielo que conectaba los dos glaciares; b. Hace unos 12.500 años quedó despejado el paso. Tomado de Madsen, D. B. (2004), Entering America: northeast Asia and Beringia before the last glacial maximum.

La primera consecuencia que podemos extraer de estos resultados es que confirman que el paso a través de las llanuras al este de las Rocosas no estaba disponible para quienes llegaron a Sudamérica hace 14.700 años y se asentaron en lo que hoy conocemos como el yacimiento de Monte Verde. La segunda consecuencia es que el paso se abrió también demasiado tarde para explicar la presencia de la cultura Clovis. De hecho, las pruebas arqueológicas más antiguas encontradas en la región del río de la Paz y la zona del lago Charlie (ambos en la actual Columbia Británica, en pleno corredor libre de hielo), son posteriores a 12.600 años.

Por lo tanto, los investigadores concluyen que nuestros ancestros debieron entrar en América por una ruta diferente a la del corredor libre de hielo: tuvieron que hacerlo por la costa del Pacífico.

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Resumen de las hipótesis barajadas por Pedersen, M. W., et al. (2016), «Postglacial viability and colonization in North America’s ice-free corridor». Nature, En línea.

Profundizando aún más

Tras la publicación de este trabajo aparecieron una serie de noticias (tanto en medios más especializados en tratar noticias científicas como en otros de carácter generalista) cuyos titulares grandilocuentes afirmaban que los libros de historia estaban equivocados y que había que reescribir nuestro conocimiento sobre la colonización de América. Como suele pasar, las cosas no son tan drásticas.

El trabajo de Pedersen y sus colaboradores es muy importante ya que consigue datos cruciales de una región donde el solo hecho llegar a ella es en sí mismo una proeza. Además, tanto las técnicas empleadas como el propio análisis de los datos abren la puerta a nuevas investigaciones ya que es preciso contar con más pruebas como las ofrecidas para completar el cuadro de la colonización del nuevo continente. Sin embargo, hemos de tener presente que la hipótesis de la colonización América a través de las costas de Beringia y del Pacífico por zonas ahora sumergidas debido al ascenso del nivel del mar se planteó por primera vez en 1960 por Calvin Huesser y en 1979 por Kurt Fladmark.

Este modelo de colonización afirma que las poblaciones que vivían a lo largo del margen noroccidental de la costa asiática del Pacífico comenzaron su expansión desde Beringia hacia la costa de América del Norte hace entre 16.800 y 15.600 años. Como hemos apuntado, el nivel del mar durante el final del último máximo glaciar era mucho menor que hoy en día, lo que dejaba expuestas amplias zonas de costa para la habitación humana y donde no alcanzaban los hielos del glaciar de la Cordillera (lo que permitía además la presencia de fuentes de alimento).

En cualquier caso, nuestros antepasados tuvieron que subsistir en el ambiente extremo del ártico siberiano y sabemos que lo lograron porque hace alrededor de 32.000 años dejaron su huella en el yacimiento que hoy conocemos como “Cuerno de rinoceronte” en la cuenca del río Yana (Rhinoceros Horn site – RHS). Este yacimiento se encuentra en el noroeste de Beringia y está formado por varios estratos congelados y bien conservados que albergan artefactos de piedra y restos de animales ya extintos (quien esté interesado en ampliar esta información puede seguir el trabajo del arqueólogo Vladimir Pitulko y su equipo).

Por otro lado, la prueba arqueológica más fiable que poseemos del este de Beringia procede del yacimiento de Swan Point (en Alaska central) datado en 14.000 años, que nos sirve para documentar la dispersión de nuestros antepasados por esa ruta.

(A) En verde claro se muestra la tierra firme cuando los niveles del mar eran más bajos. En verde oscuro, la tierra emergida en la actualidad. Durante el Último Máximo Glacial, las capas de hielo bloqueaban el acceso a América desde Beringia y las poblaciones no pudieron traspasar el cinturón de hielo de las Aleutianas. Los yacimientos Yana Rinoceros Horn (hace 32 ka) y Swan Point (hace 14 ka) ilustran las diferencias temporales y geográficas en el registro arqueológico. (B) Las capas de hielo comenzaron a retirarse hace cerca de 17 ka, y la ruta costera quedó practicable hace cerca de 15 ka. El rápido crecimiento demográfico hace cerca de 16 ka probablemente marca las migraciones hacia el sur.

(A) En verde claro se muestra la tierra firme cuando los niveles del mar eran más bajos. En verde oscuro, la tierra emergida en la actualidad. Durante el Último Máximo Glacial, las capas de hielo bloqueaban el acceso a América desde Beringia y las poblaciones no pudieron traspasar el cinturón de hielo de las Aleutianas. Los yacimientos Yana Rinoceros Horn (hace 32 ka) y Swan Point (hace 14 ka) ilustran las diferencias temporales y geográficas en el registro arqueológico.
(B) Las capas de hielo comenzaron a retirarse hace cerca de 17 ka, y la ruta costera quedó practicable hace cerca de 15 ka. El rápido crecimiento demográfico hace cerca de 16 ka probablemente marca las migraciones hacia el sur.

Por lo tanto, el trabajo de Pedersen y colaboradores nos aporta datos que se esperan desde hace mucho tiempo. Ya en 2004 Madsen apuntaba que los intensos debates dentro de la comunidad científica acerca del momento en que se produjo la apertura tanto del corredor costero como del interior se debían a las dataciones imprecisas y al hecho de que varios de los glaciares de la Cordillera habían reaccionado de forma diferente al cambio climático.  De hecho, defendía que el corredor costero pudo quedar libre de hielo y por tanto abierto a la colonización humana al menos hace 15.000 años. En cambio, el corredor interior (el situado al este de las Rocosas) no se habría abierto hasta hace 14.000 o 13.500 años (fechas no muy lejanas de las que Pedersen refiere en el trabajo que ahora analizamos).

Aunque aún falta encontrar pruebas arqueológicas de la presencia humana en dichas zonas (y es algo que quizás nunca logremos), los restos humanos hallados en Arlington Springs, en la isla Santa Rosa (en la costa de California) y que han sido datados en 13.000 años, demuestran a las claras que los primeros americanos usaban embarcaciones y conocían los rudimentos de la navegación.

Una vez que nuestros antepasados llegaron a la costa noroeste del Pacífico americano, podrían haber continuado su expansión costera hacia el sur hasta Chile, así como hacia el este a lo largo del borde sur de las masas de hielo continentales, posiblemente siguiendo las manadas de mamuts hacia lo que hoy en día es el estado de Wisconsin.

Otras alternativas

Hemos analizado la llegada de nuestros antepasados a América por la costa del Pacífico, pero también se han propuesto otras alternativas. Por ejemplo, el modelo llamado pre-último máximo glaciar (pre-Last Glacial Maximum – pre-LGM) sostiene que las poblaciones que se encontraban en Siberia pudieron cruzar el puente de Beringia hacia América hace entre 29.000 y 23.700 años, es decir, antes de la formación de la barrera de glaciares en lo que hoy es Canadá, y de la barrera ecológica en la parte occidental de Beringia.

Cuando los humanos llegaron a la cuenca del río Yana (el yacimiento RHS que hemos mencionado) hace 32.000 años, las capas de hielo se habían reducido debido al clima cálido, dejando pasillos abiertos a través de los cuales podrían haber pasado hacia América. Ocho mil años después, las capas de hielo habrían crecido lo suficiente como para obstruir esos pasos, debiendo esperar otros ocho mil años más para verlos libres de hielo de nuevo.

Referencias

Artículo principal:

Pedersen, M. W., et al. (2016), «Postglacial viability and colonization in North America’s ice-free corridor«. Nature, En línea.

Más información:

Dyke, A. S. (2004), «An outline of North American deglaciation with emphasis on central and northern Canada». En: Ehlers, J. y Gibbard, P. L. (ed.). Developments in Quaternary Sciences. Elsevier, 373-424.

Ehlers, J. y  Gibbard, P. L. (2004), Quaternary glaciations: extent and chronology. Amsterdam; San Diego: Elsevier.

Erlandson, J. M. y  Braje, T. J. (2011), «From Asia to the Americas by boat? Paleogeography, paleoecology, and stemmed points of the northwest Pacific». Quaternary International, vol. 239, núm. 1–2, p. 28-37.

Fladmark, K. R. (1979), «Routes: alternate migration corridors for early man in North America.». American Antiquity, vol. 44, núm. 1, p. 55-69.

Heusser, Calvin J. (1960), Late-Pleistocene environments of North Pacific North America. An elaboration of late-glacial and postglacial climate, physiographic, and biotic changes. New York: American Geographical Society, Special Publication nº 35, 308 pp.

Madsen, D. B. (2004), Entering America: northeast Asia and Beringia before the last glacial maximum. Salt Lake City: University of Utah Press, vi, 486 p.

Goebel, T.; Waters, M. R. y  O’Rourke, D. H. (2008), «The Late Pleistocene dispersal of modern humans in the Americas». Science, vol. 319, núm. 5869, p. 1497-1502.

Pitulko, V. V., et al. (2004), «The Yana RHS Site: humans in the arctic before the Last Glacial Maximum». Science, vol. 303, núm. 5654, p. 52-56.

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Notas

  1. El análisis de ADN metagenómico consiste en la aplicación de técnicas genómicas modernas para el estudio directo de comunidades de microorganismos en su entorno natural, evitando la necesidad de aislar y cultivar cada una de las especies que componen la comunidad
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Siete días … 19 a 25 de septiembre (migración Homo sapiens)

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     Última actualizacón: 21 septiembre 2017 a las 10:25

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ÚLTIMA ANOTACIÓN:

Reseña: ¿Qué sabemos de la epigenética?

NOTICIAS CIENTÍFICAS

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Cuatro artículos consecutivos en Nature para hablar de la migración de Homo sapiens

El ser humano anatómicamente moderno, Homo sapiens, salió de África y comenzó un viaje de migración por el planeta que se dividió en cuatro grandes oleadas que comenzaron hace 125.000 años. Una serie de estudios publicados en la revista Nature nos indican, a partir de datos paleoclimáticos, cuáles fueron los patrones de migración de nuestros antepasados.

Los datos hablan de cuatro salidas a través de la península arábiga y Oriente Medio durante periodos glaciales que ocurrieron en los intervalos de entre 106.000 y 94.000, 89.000 y 73.000, 59.000 y 47.000, y 45.000 y 29.000 años. El modelo confirma que los cambios en las temperaturas inducidos por ligeras variaciones de la órbita terrestre fueron el principal motor de estas migraciones. Otro dato relevante es que incluye la llegada temprana de los primeros Homo sapiens a China hace unos 90.000 años, un dato que pusieron de manifiesto el año pasado las investigaciones llevadas a cabo por María Martinón-Torres y José María Bermúdez de Castro junto a sus colegas chinos.

Referencias:

Timmermann, A. y  Friedrich, T. (2016), «Late Pleistocene climate drivers of early human migration«. Nature, publicado en línea.

Malaspinas, A.-S., et al. (2016), «A genomic history of Aboriginal Australia«. Nature, publicado en línea.

Pagani, L., et al. (2016), «Genomic analyses inform on migration events during the peopling of Eurasia«. Nature, publicado en línea.

Mallick, S., et al. (2016), «The Simons Genome Diversity Project: 300 genomes from 142 diverse populations«. Nature, publicado en línea.

Noticia en el Next: Recomponiendo el puzle de la expansión humana.

 

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Siete días … 5 a 11 de septiembre (nuevos fósiles)

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ÚLTIMAS ANOTACIONES

Mirando con otros ojos … los insectos.

Orígenes. La vida. Introducción.

 

NOTICIAS CIENTÍFICAS

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Se describe un importante yacimiento del Pleistoceno en Guipúzcoa

El pasado año 2012 se localizó un importante yacimiento del Pleistoceno en una cantera de Arrasate (Guipúzcoa), que se ha denominado Artazu VII. Alberga una enorme abundancia de especies, tanto de micro como macrovertebrados, y en un estado de preservación excepcional.

Referencia: Suárez-Bilbao, A., et al. «A new Late Pleistocene non-anthropogenic vertebrate assemblage from the northern Iberian Peninsula: Artazu VII (Arrasate, Basque Country)«. Comptes Rendus Palevol, en prensa.

Noticia en el Cuaderno de Cultura Científica.

 

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Orígenes. La vida. Introducción

Orígenes. La vida. Introducción

     Última actualizacón: 21 septiembre 2017 a las 09:59

La segunda sección del volumen Orígenes que estamos comentando lleva por título “La vida” y ha sido escrito por Carlos Briones (aka @brionesci). Como nos explica en la introducción que voy a resumir, el objetivo de esta parte de la obra consiste en:

Exponer lo que la ciencia sabe (y lo mucho que ignora) sobre los acontecimientos que pudieron producirse y combinarse durante [el] lapso de tiempo, de no más de 400 Ma, que cambió para siempre el devenir de nuestro planeta. También mostraremos, más brevemente, los procesos y transiciones fundamentales que se han sucedido durante la evolución de los seres vivos.

Podríamos en suma resumir la finalidad de este bloque en la búsqueda de respuesta a una, aparentemente, sencilla pregunta: ¿Cómo a partir de la química, emergió la biología?

¿Cómo surgió la vida?

En la tarea de obtener respuestas para esta pregunta tan crucial para comprender cómo hemos llegado hasta aquí, los científicos emplean dos estrategias complementarias. La primera línea de trabajo es la que se denomina del pasado hacia el presente o de abajo hacia arriba. Consiste en proponer modelos y realizar experimentos para intentar llegar a la biología a partir de una química que sea progresivamente más compleja e inter-relacionada. Lo más complicado desde este punto de vista es establecer la frontera entre lo vivo y lo inanimado, es decir, a partir de qué momento puede empezar a considerarse como vivo un sistema químico.

La segunda aproximación se conoce como del presente hacia el pasado o de arriba hacia abajo y está basada en la comparación de los organismos actuales entre sí, y de éstos con las especies extintas que conocemos a través de sus fósiles. En la década de los ochenta del siglo pasado, y gracias al análisis de la información de un mismo gen, se demostró que todos los organismos provenimos de un mismo antepasado común: LUCA (del inglés Last Universal Common Ancestor). No sabemos cómo pudo ser LUCA, pero sí que sus características eran las mismas que tenemos en común todos sus descendientes.

A pesar de todos los esfuerzos, quizás nunca sepamos cómo ocurrió el origen de la vida, ya que éste fue un hecho histórico y por tanto irrepetible, pero cada vez tenemos más claro lo que pudo ocurrir.

Fumarolas negras

Fumarolas negras

¿Dónde se produjo el origen de la vida?

Se plantean dos posibilidades: pudo ser endógeno, es decir, haberse iniciado en entornos tan distintos como pequeños charcos, la superficie del mar, las emanaciones hidrotermales submarinas o la atmósfera. Pero también pudo ser exógeno, lo que implicaría que la vida (o alguno de sus constituyentes moleculares) se formó en otros planetas o satélites. Es lo que conocemos como panspermia. Lo más probable que haya un poco de los dos aspectos, y parte de los ingredientes se formaran en la Tierra, y otros llegaran con los meteoritos o cometas. En cualquier caso, la discusión sobre si el origen de la vida se produjo en nuestro planeta o fuera de él no resuelve ningún problema; simplemente lo cambia de lugar.

El azar

Cuando tratamos de comprender un suceso tan complejo, es imposible no pensar en el posible papel que haya podido tener la necesidad y el azar en el surgimiento de la vida. En este sentido, tenemos que hablar de Jaques Monod, un biólogo francés que sostuvo que “la estructura actual de la biosfera no excluye, sino que al contrario apoya, la hipótesis de que el acontecimiento decisivo sólo haya ocurrido una vez. Esto significaría que su probabilidad a priori era casi nula. […] Nuestro número ha salido en el juego de la ruleta del casino de Montecarlo”.

Frente a esta posición, Robert Shapiro (químico) mantiene que “si la vida hubiese surgido en nuestro planeta como resultado del puro azar, la aplicación de la teoría de probabilidades indica que se habría requerido para ello un tiempo mucho mayor que la edad del Universo”.

Por su parte, el también biólogo Christian de Duve afirmó “En mi opinión, la forma en que la vida se originó en la Tierra es, visto con suficiente amplitud, un fenómeno determinista. Por tanto, si se dan las mismas condiciones en otro planeta, debemos esperar que la vida surja en formas químicamente similares a las de la Tierra”.

La conclusión de nuestro autor es que “la vida sería el resultado de las opciones que tiene la materia para, sin dejar de obedecer las leyes de la física y la química, incrementar progresivamente la complejidad de los procesos en los que participa hasta generar una dinámica auto-replicativa que le permite mantenerse alejada del equilibrio termodinámico gracias a un consumo constante de energía. Los intentos frustrados de originar la vida fueron probablemente numerosos, de forma que LUCA y sus descendientes seríamos el resultado de muchas jornadas de suerte en la ruleta de la Tierra primitiva”.

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Pero, ¿qué es la vida?

Como sucede en cualquier campo de investigación, tratar de comprender el origen de la vida implica llegar a un cierto consenso sobre cuál es su objeto de estudio.

La primera definición racional la encontramos en las obras de Aristóteles quien afirmó que “Vida es aquello por lo cual un ser vivo se nutre, crece y perece por sí mismo”. A partir de aquí, nuestro autor realiza un recorrido histórico a través de las obras de Engels, Oparin, Schrödinger (y su famoso libro “¿Qué es la vida?”) y a los “autómatas auto-reproductores” como definía a los seres vivos el matemático John von Neumann.

Durante el último medio siglo también se han propuesto varias definiciones más cercanas a la química y la biología, como la de John D. Bernal en 1965: “La vida es un sistema de reacciones orgánicas acopladas potencialmente capaces de perpetuarse, catalizadas por etapas y de forma casi isoterma por catalizadores orgánicos específicos y complejos, que son producidos por el propio sistema”.

John Maynard Smith, Christian de Duve y Lynn Margulis ofrecieron cada uno también su punto de vista sobre tan escurridizo concepto, tal y como hicieron ya en España, Ricard Solé, Juan Pérez-Mercader y de forma conjunta, Kepa Ruiz-Mirazo, Juli Peretó y Álvaro Moreno.

Sin embargo, todas estas aproximaciones no han hecho sino mostrar lo complicado de la tarea, ya que hasta qué punto podemos preguntarnos qué es la vida antes de que encontremos otro ejemplo de vida fuera de la Tierra, con el cual podamos comparar las características de los seres vivos que conocemos. Robert Shapiro lo ha expuesto con maestría: “¿Cómo definiríamos lo que es un mamífero si el único mamífero que hemos visto es una cebra?”.

Por lo tanto, una opción alternativa a tratar de ofrecer una definición de este concepto consiste en estudiar las características fundamentales que diferencian a los seres vivos de los inanimados. Y así encontramos tres propiedades comunes a todos los seres vivos: poseen información heredable que transmiten a su progenie, están compartimentados de forma que el ser vivo se diferencia de su entorno, y desarrollan un metabolismo gracias al cual intercambian materia y energía con dicho entorno.

Tenemos que destacar que la replicación de la información genética de los seres vivos no produce copias idénticas del original. Esto es muy importante porque de ahí surgen errores o mutaciones que son la fuente de cierto grado de diversidad. Esta característica es clave para que opere la evolución por selección natural: los individuos que estén mejor preparados para soportar las condiciones del ambiente (mejor adaptados) mostrarán una mayor eficiencia biológica y dejarán más descendientes que los demás.

Por lo tanto, con estos conceptos en mente, podemos tomar como una definición operativa válida la adoptada por el Instituto de Astrobiología de la NASA: “Un ser vivo es un sistema químico auto-mantenido que evoluciona como consecuencia de su interacción con el medio”.

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La química de los seres vivos.

En la parte final de la introducción vamos a conocer (aún de forma somera) algunos de los conceptos clave que vamos a necesitar para seguir el desarrollo de la sección.

Si analizamos la composición de los seres vivos al nivel más básico, es decir, estudiando los elementos de los que estamos hechos, tenemos que saber que el 99% de toda la materia viva está constituida únicamente por oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre. El 1% restante se reparte entre otros elementos de la tabla periódica (minoritarios pero imprescindibles). En definitiva, el análisis de la composición elemental de la vida pone de manifiesto que somos fundamentalmente agua y carbono.

Aunque nada impediría que exista algún tipo de vida no basada en agua y/o carbono (y de hecho en ninguna de las definiciones que se manejan se pone como condición dicha composición), resulta evidente que la bioquímica que conocemos utiliza la mejor base química posible.

Por último, no podemos dejar de hablar de las biomoléculas orgánicas: los glúcidos, los lípidos, los aminoácidos y proteínas, los nucleótidos y ácidos nucleicos y distintos tipos de metabolitos.

Los glúcidos: actúan como almacenadores de energía.

Los lípidos: son las principales moléculas que forman las membranas biológicas, y también pueden funcionar como compuestos de reserva energética y como moléculas reguladoras.

Los aminoácidos: son los constituyentes de los péptidos y proteínas, y desempeñan un papel fundamental en el metabolismo.

Los nucleótidos: son los monómeros que constituyen los ácidos nucleicos (ácido ribonucleico o ARN; y ácido desoxirribonucleico o ADN). Por otra parte, algunos ribonucleótidos como el ATP o el GTP son moléculas fundamentales como intercambiadoras de energía en el metabolismo. Se denomina genoma al conjunto de la información genética que posee una célula o un virus. En los organismos celulares, los genomas son de ADN y se estructuran en uno o más cromosomas. Por su parte los genes son regiones del genoma que poseen la información para ser transcritos en forma de ARN mensajero y otros tipos de ARN.

Las proteínas están formadas por cadenas de aminoácidos (generalmente de entre 100 y 600 monómeros) y son las principales responsables de las estructuras y funciones de las células.

Este rápido repaso por la composición química de la vida nos ha llevado desde el agua hasta, por ejemplo, el sistema nervioso central de un ser humano. Con ello se ponen de manifiesto los distintos niveles de complejidad que puede llegar a adquirir la química cuando se organiza en forma de sistemas vivos. Las características químicas y bioquímicas fundamentales de los organismos no han variado desde LUCA hasta hoy, lo que plantea un gran reto: intentar averiguar cómo se produjo la transición o el salto entre la química y la biología hace más de 3500 Ma.

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