En lo que a mi concierne, el mejor tiempo que puedo dedicar -aparte de la familia y el trabajo-, está en el ámbito de la Ciencia en sus diversas direcciones o campos y, sobre todo, la Física, Astronomía, Astrofísica y Biología, junto con las complejidades a las que nos enfrentamos cuando queremos profundizar en nuestras mentes, ese lugar de inmensas posibilidades que, tiene poderes que ni podemos imaginar.
Somos inquietos y curiosos por naturaleza, nunca estamos satisfechos con nada y siempre queremos más. Sí, pudimos llegar a saber que existían los protones, neutrones y electrones y que, con ellos, se formaba el átomo, seguimos insistiendo al intuir que, más allá, en lo más profundo del núcleo, podrían existir otros objetos infinitesimales que llamamos Quarks. Fuimos poco a poco conociendo de qué estaba hecha la materia.
Las moléculas de la Vida
Pudimos desvelar las moléculas que se formaban cuando los átomos se unían y cuando éstas se juntaban formaban los cuerpos, los objetos del universo que podemos contemplar. El Mundo que nos acoge está hecho de esas partículas pequeñitas que se juntan para construir la materia que lo constituye.
El paso del tiempo convierte en líquido, gas o sólido algunos materiales y, a otros, los deforma hasta perder su estructura original para convertirlos en lo que antes no eran. Nada permanece, todo cambia. Sea cual fuere la línea de división, habrá algunos casos en los que no podamos definirla y, en otros, habrá objetos tan próximos a ella que el lenguaje ordinario no será lo suficientemente preciso como para poder afirmar a qué lado pertenece. Y, la propiedad de la vida, está, precisamente, en uno de esos continuos.
Para probar esto basta que consideremos los virus: son las estructuras biológicas más pequeñas que se conocen con la propiedad de poder “comer” (absorber sustancias situadas en sus proximidades), crecer y fabricar copias exactas de sí mismas.
Son mucho más pequeños que una bacteria (en realidad, algunos virus infectan las bacterias) y pasan sin dificultad a través de un filtro de porcelana fina que, aunque a nosotros nos parezca que está completamente sellada y su superficie es totalmente hermética y lisa, para ellos, tan “infinitamente” pequeños, ofrece miles de huecos por los que poder colarse.
Nuevas grabaciones en vídeo de un virus que infecta a las células sugiere que los virus se expanden mucho más rápido de lo que pensábamos. El descubrimiento de este mecanismo permitirá crear nuevos fármacos para hacer frente a algunos virus. En la punta de un alfiler caben millones de ellos. De hecho, los virus tienen el tamaño de una décima de micrómetro (diezmillonésima parte del metro).
El mundo de lo muy pequeño es fascinante y, por ejemplo, si hablamos de átomos, se necesitarían aproximadamente una cantidad para nosotros inconmensurable de átomos (602.300.000.000.000.000.000.000) para lograr un solo gramo de materia. Fijaos que hablamos de lo pequeño que pueden llegar a ser los virus y, sin embargo, el Hidrógeno con un sólo protón es el átomo más ligero y su masa es 400.000 veces menor que la masa de un virus, como antes dije, el organismo vivo más pequelo que se conoce.
El virus más diminuto conocido mide unos o,00000002 m; su tamaño es 2.000 veces mayor que el del átomo. Y, en la punta del alfiler que antes mencionamos cabrían 60.000.000.000 (sesenta mil millones) de átomos.
No hay consenso en la comunidad científica sobre si los virus son o no organismos vivos. Lo cierto es que, sean lo que sean, lo cierto es que es el enemigo.
Como los virus son menores que la longitud de onda de la luz, no pueden observarse con un microscopio luminoso ordinario, pero los bioquímicos disponen de métodos ingeniosos que les permiten deducir su estructura, ya que pueden verlos mediante bombardeos con rayos X u otras partículas elementales.
En ralidad, se puede decir que un cristal “crece”, pero lo hace de un modo ciertamente trivial. Cuando se encuentra en una solución que contiene un compuesto semejante a él, dicho compuesto se irá depositando sobre su superficie; a medida que esto ocurre, el cristal se va haciendo mayor, pero el virus, igual que todos los seres vivos, crece de una manera más asombrosa: toma elementos de su entorno, los sintetiza en compuestos que no están presentes en el mismo y hace que se combinen unos con otros de tal manera que lleguen a dar una estructura compleja, réplica del propio virus.
Representación esquemática de la molécula de ADN, la molécula portadora de la información genética. Las moléculas se forman por la Asociación de dos o más átomos, que se mantienen juntas por medio de enlaces químicos.
Pero la evolución continuó su camino y se formaron moléculas de ADN que se ramificaron por todas partes dentro de muchas clases de seres vivos no ya tan pequeños y con otras características que vinieron a cambiar la faz del planeta.
La doble hélice del ADN consiste en dos polinucleótidos enlazados a través de puentes de hidrógeno entre bases de cada cadena. b) Una timina de un lado se une con una adenina del otro. c) Una citosina con una guanina. Las unidades menores , llamadas nucleótidos están constituidas por átomos de Carbono, Oxigeno, Nitrógeno, Hidrógeno y Fósforo; pero donde las proteínas tienen unas veinte unidades de aminoácidos, el ácido nucleico tiene solamente cuatro nucleótidos distintos.
Se han encontrado moléculas y aminoácidos necesarios para la vida en nebulosas
Se pueden encadenar miles de nucleótidos entre sí, como lo hacen las subunidades de aminoácidos de las proteínas en una variedad practicamente infinita de combinaciones, para formar cientos de miles de millones de moléculas de ácido nucleico. Exactamente igual que los aminoácidos, cada nucleótido es asimétrico y orientado a la izquierda. A causa de ello, la espina dorsal de una molécula de ácido nucleico, igual que la de una molécula de proteína, tiene una estructura helicoidal orientada hacia la derecha.
Esta cosita tan pequñita… ¡tendría tanto que contarnos! La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a cuatro sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico lo tenemos en la molécula de Bromo-cloro-yodo-metano. El carbono está unido a bromo, cloro, yodo e hidrógeno, cuatro sustituyentes diferentes que lo convierten en quiral o asimétrico. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas. La relación entre una molécula y su imagen especular no superponible es de enantiómeros.
¡Tan sencilla y tan importante! El Agua de la Vida
La enorme variedad de formas, colores, comportamientos, etc que acompaña a los objetos, incluidos los vivientes, sería una consecuencia de la riqueza en la información que soportan las moléculas (y sus agregados) que forman parte de dichos objetos. Ello explicaría que las moléculas de la vida sean en general de grandes dimensiones (macromoléculas). La inmensa mayoría de ellas contiene carbono. Debido a su tetra-valencia y a la gran capacidad que posee dicho átomo para unirse consigo mismo, dichas moléculas pueden considerarse como un esqueleto formado por cadenas de esos átomos.
El carbono no es el único átomo con capacidad para formar los citados esqueletos. Próximos al carbono en la tabla periódica, el silicio, fósforo y boro comparten con dicho átomo esa característica, si bien en un grado mucho menor. Refiriéndonos al silicio, señalaremos que las “moléculas” que dicho átomo forma con el oxígeno y otros átomos, generalmente metálicos poseyendo gran nivel de información, difieren en varios aspectos de las moléculas orgánicas, es decir, de las que poseen un esqueleto de átomos de carbono.
El mundo de los silicatos es de una gran diversidad, existiendo centenares de especies de minerales. Esas diferencias se refieren fundamentalmente a que el enlace químico en el caso de las moléculas orgánicas es covalente, y cuando se forma la sustancia correspondiente (cuatrillones de moléculas) o es un líquido, como es el caso de los aceites, o bien un sólido que funde fácilmente. Entre las moléculas que lo forman se ejercen unas fuerzas, llamadas de Van der Waals, que pueden considerarse como residuales de las fuerzas electromagnéticas, algo más débiles que éstas. En cambio, en los silicatos sólidos (como en el caso del topacio) el enlace covalente o iónico no se limita a una molécula, sino que se extiende en el espacio ocupado por el sólido, resultando un entramado particularmente fuerte.
Realizando simulaciones en el supercomputador Mare-Nostrum de Barcelona, investigadores del CSIC y la Universidad Complutense de Madrid han comprobado que la clave del peculiar crecimiento de los cristales de nieve está en la estructura de su superficie. Predecir la forma y velocidad a la que crecen estos cristales puede ayudar a entender algunos efectos del cambio climático.
Al igual que para los cristales de hielo, en la mayoría de los silicatos la información que soportan es pequeña, aunque conviene matizar este punto. Para un cristal ideal así sería en efecto, pero ocurre que en la realidad el cristal ideal es una abstracción, ya que en el cristal real existen aquí y allá los llamados defectos puntuales que trastocan la periodicidad espacial propia de las redes ideales. Precisamente esos defectos puntuales podían proporcionar una mayor información.
El cristal ideal no existe, en su estado natural, todos tienen imperfecciones y, sólo el elaborado, se podría decir que son cristales perfectos y, sin embargo, la mano del hombre lo que ha producido con tal intervención es perder una valiosa información inserta en ese cuerpo natural.
Si prescindimos de las orgánicas, el resto de las moléculas que resultan de la combinación entre los diferentes átomos no llega a 100.000, frente a los varios millones de las primeras. Resulta razonable suponer que toda la enorme variedad de moléculas existentes, principalmente en los planetas rocosos, se haya formado por evolución de los átomos, como corresponde a un proceso evolutivo. La molécula poseería mayor orden que los átomos de donde procede, esto es, menor entropía. En su formación, el ambiente se habría desordenado al ganar entropía en una cierta cantidad tal, que arrojarse un balance total positivo.
No puedo dejar pasar la oportunidad, aunque sea de pasada, de mencionar las sustancias. Las así llamadas, son cuerpos formados por moléculas idénticas, entre las cuales pueden o no existir enlaces químicos. Veremos varios ejemplos. Las sustancias como el oxígeno, cloro, metano, amoníaco, etc, se presentan en estado gaseoso en condiciones ordinarias de presión y temperatura. En esas nebulosas como la de arriba, están todas presentes.
En cualquier caso, un gas como los citados consiste en un enjambre de las moléculas correspondientes. Entre ellas no se ejercen fuerzas, salvo cuando colisionan, lo que hacen con una frecuencia que depende de la concentración, es decir, del número de ellas que están concentradas en la unidad de volumen; número que podemos calcular conociendo la presión y temperatura de la masa de gas confinada en un volumen conocido.
El Plasma de las estrellas y otros cuerpos estelares forman el estado más común de la materia en nuestro Universo -al menos la que vemos-
Si las temperaturas reinantes, son de miles de millones de grados, el estado de la materia es el plasma, el material más común del universo, el de las estrellas (aparte de la materia oscura, que no sabemos ni lo que es, ni donde está, ni que “estado” es el suyo, o, si realmente existe).
Los (otros) estados de la materia: mucho más que sólido, líquido y gas
En condiciones ordinarias de presión, la temperatura por debajo de la cual existe el líquido y/o sólido depende del tipo de sustancia. Se denomina temperatura de ebullición o fusión la que corresponde a los sucesivos equilibrios (a presión dada) de fases: vapor ↔ líquido ↔ sólido. Estas temperaturas son muy variadas, por ejemplo, para los gases nobles son muy bajas; también para el oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). En cambio, la mayoría de las sustancias son sólidos en condiciones ordinarias (grasas, ceras…
Fotografía del cometa C/2001 Q4 (NEAT) tomada el 7 de mayo de 2004 por el telescopio del Observatorio Nacional Kitt Peak, cerca de Tucson, Arizona. En estos objetos se encierran misterios que…
Un equipo de químicos de la Universidad de California en Berkeley y de la Universidad de Hawaii, Manoa, ha demostrado que las condiciones en el espacio pueden generar dipéptidos (pares de aminoácidos enlazados), que son elementos esenciales comunes a todos los seres vivos.
Moléculas esenciales para la vida y aminoácidos han sido localizados en las Nebulosas
El descubrimiento abre la puerta a la posibilidad de que estas moléculas llegaran a la Tierra a bordo de un cometa o de meteoritos, catalizando la formación de proteínas (polipéptidos), enzimas y moléculas aún más complejas y necesarias para la vida, como los azúcares.
Una de las posibilidades es que llegara del Espacio
Sería bonito saber cómo llegó la Vida a nuestro Mundo y, a lo más que hemos podido alcanzar es al hecho cierto de que, en las rocas más antiguas que han sido datadas en la Tierra, se encontraron fósiles de bacterias de hace 3.800 millones de años. Así que la Vida, llegó temprano a nuestro mundo y ha tenido tiempo más que suficiente para evolucionar pero, en realidad, no sabemos cómo ni de donde llegó. Sólo tenemos algunas sospechas, indicios y, conjeturas.
Bueno el entretenimiento ha sido bueno y se dejaron aquí algunos hechos, algunos sucesos, cosas y también ideas que, todas juntas, nos podrían llevar a saber, un poco más de todo lo aquí tratado.
emilio silvera
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