Hasta el momento parecía que ninguno de los más de 500 planetas extrasolares descubiertos  reunían las excepcionales condiciones que se dan en Gliese 581g, un mundo que tiene tres veces la masa de la Tierra (suficiente para sustentar una atmósfera) y que se encuentra justo en el centro de la zona de habitabilidad de su estrella,  es decir, dentro de la estrecha franja orbital que permite la existencia de agua en estado líquido.

Muchos son los que, como yo, al contemplar los brillantes astros del cielo, se hicieran esas mismas preguntas. Desde los teóricos y los filósofos de la Antigüedad hasta los científicos y los escritores, no ya e ciencia ficción, sino de otras ramas de la literatura incluida la científica, se la hicieron en un momento dado de sus vidas. Ahora, en pleno siglo XXI, la pregunta, al tener más datos disponibles, nos la hacemos con más fuerza cada vez. Sabemos que el Universo es el mismo en todas partes y que en todas las regiones (por muy alejadas que estén) rigen las mismas leyes y constantes universales y, si eso es así (que lo es), no tenemos base científica para negar la existencia de vida inteligente en otros mundos repartidos por las innumerables galaxias y, tal posibilidad, se ha llegado a convertir en una auténtica aventura que, en primer lugar nos ha llevado a buscar mundos similares a nuestra Tierra, y, una vez que estos aparezcan, trataremos de ver, quiénes los pueblan.

Claro que la idea, no es nada nuevo. Hace ya más de 2000 años, Lucrecio, el poeta filósofo romano, razonaba que el nuestro no puede ser el único mundo habitado. “Debo confesaros”, escribió en su De Rerum Natura, “que existen otros mundos en otras regiones del cielo, y diferentes tribus de hombres y tipos de bestias salvajes”. Por estar de acuerdo con Lucrecio, el padre dominico Giordano Bruno pagó con su vida en 1600, pues fue quemado en la hoguera en una piazza romana por orden de la Inquisición.

Las Civilizaciones extraterrestres hicieron una espectacular entrada en la Ciencia en 1877 cuando el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli le habló al mundo de los Canales de Marte (que había descubierto su colega Ángelo Secchi) diciéndoles que eran artificiales, es decir, hechos por la mano de seres inteligentes. Aquello pico la curiosidad de un adinerado astrónomo americano, Percival Lowell que, construyó un Observatorio especial en Flagstaff, Arizona, con el único propósito de estudiar Marte. Cartografío muchos de los supuestos canales y conjeturó de qué manera los marcianos los habían excavado para irrigar la superficie del desierto planeta con agua extraída de los polos. Esta idea, a su vez, atrajo la imaginación del escritor inglés Herbert George Well, que hizo que los marcianos invadieran la Tierra con War os the Words (1898) con el resultado conocido por todos  en la emisión radiofónica que, cuarenta años después, habiendo sido adaptada paras la radio por el director americano Orson Welles, causó el pánico generalizado cuando se emitió el programa por primera vez, el 30 de Octubre de 1938.

                                                                              Canales de Marte

Marte sigue siendo noticia desde entonces y, cuando no es el agua líquida avistada y que emerge desde su interior, es el misterioso metano detectado en cierta región del planeta y que, bien podría ser un signo de la presencia de vida.

Exactamente veintitrés años después del pánico de 1938, la víspera de Todos los Santos de 1961, un pequeño grupo distinguido de científicos, entre ellos el Químico Americano Melvin Calvin, que acababa de recibir el premio Nobel de Química por su trabajo sobre la fotosíntesis, y el carismático científico americano y personaje de la televisión Carl Sagan se reunieron en el Laboratorio Nacional de Radioastronomía, en Green Bank, Virginia occidental, invitados por un joven astrónomo americano, Frank Drake. El tema a tratar era el de ver la manera de poder detectar señales de radio que pudieran haber emitido algunas Civilizaciones extraterrestres. Aquello desembocó en el considerable proyecto que se conoce por SETI que, habiendo pasado por mil vicisitudes, dejó de ser financiado por la NASA pero, continúa con el apoyo de Instituciones privadas. Todo aquello generó expectativas y creó un ambiente positivo que generó la creación de nuevas disciplinas como la exobiología, bioastronomía o astrobiología, con sus propios institutos, reuniones y publicaciones.

El sumun de todo este largo historial, vino a plasmarse cuando el 7 de agosto de 1996, se alcanzó su punto culminante. El Administrador de la NASA Daniel Goldin convocó en Washington una conferencia de prensa especial, televisada, presentada por el propio Presidente Clinton, para anunciar al mundo que un grupo de investigadores americanos, dirigidos por el geólogo de la NASA David Mackay, había detectado pruebas de vida pasada en Marte. Ya sabéis, el famoso proyectil fortuito –fragmento de roca- de 1,8 kg que fue descubierto en la Antártida y se pudo saber que, lo más probable, el meteorito, tenía su origen en Marte y su edad era de dieciséis millones de años. Clasificado como ALH 84001, dio tanto que hablar que, aún hoy, de vez en cuando surge alguna noticia sobre tan misterioso visitante.

Claro que, la presencia de vida fosilizada en aquel pedrusco, no convenció a muchos expertos y la cosa se quedó en la incógnita de que podría ser… Claro que, el entusiasmo de la vida en Marte y en otros lugares del Universo, sigue intacta. Si se hiciera una encuesta entre 200 científicos sobre la existencia de vida en otros planetas, el resultado a favor…sería sorprendente.

Claro que, hablamos y hablamos de “vida” en otros mundos y, la mayoría de las veces, lo que tenemos en la mente, es la vida tal como aquí, en la Tierra, la conocemos. Sin embargo, no es ese el camino y, debemos de partir de la base de que, cualquier forma de vida que podamos pensar, por muy extraña que esta nos pudiera parecer, ahí fuera podría estar y, desde luego, tampoco se puede descartar la vida que, como la nuestra o muy parecida, esté en planetas similares al nuestro. Antes de seguir, podríamos hacer una simple reflexión sobre esos procesos que nos llevan a la vida.

Durante el proceso de evolución de nuestro planeta, en las aguas del Océano más primitivo, surgieron sustancias orgánicas complejas y de gran variedad, similares a las integradoras de los actuales organismos vivos. Pero entre estos últimos y la simple solución acuosa de sustancias orgánicas se produce un salto abismal.

La base de los organismos vegetales o animales, o sea, el fundamento de los cuerpos de hongos, bacterias, amibas, virus  y otros organismos simples, es el protoplasma, el sustrato material en donde se desarrollan los fenómenos vitales. En su aspecto más externo, el protoplasma se presenta como una masa viscosa semilíquida de color grisáceo, en cuya composición, además del agua, se hallan, un gran número, proteínas y otras sustancias orgánicas y sales inorgánicas. Pero existen en esa mezcla más sustancias, ya que debemos recordar que el protoplasma tiene una organización muy compleja, rasgo que demuestra, en primer lugar, por su estructura concreta, en una determinada distribución especial recíproca de las partículas que forman las distintas sustancias del protoplasma y, en segundo lugar, en una armonía determinada, con un orden especial y con una regularidad concreta de aquellos procesos físicos y químicos que en él se producen.

Así que, la materia viva, la encontramos representada hoy día, por organismos, por sistemas individuales que tienen una forma concreta y una organización precisa y armónica. Nada de esto, como cabe esperar, ocurrió en aquellas primitivas aguas del océano.

Al estudiar diferentes soluciones, entre ellas las de sustancias orgánicas, se demuestras que en éstas las distintas partículas están repartidas de forma más o menos regular por todo el volumen del disolvente, en un estado constante de movimiento y desorden. Por tanto, las sustancias a tratar se encuentra aquí indisolublemente fundida con su medio y, además, no tiene una estructura concreta, con base en la disposición regular de unas partículas con respecto de otras. Sin embargo, no podemos llegar a imaginarnos un organismo que no tenga una estructura y se encuentre disuelto en el medio que le rodea. Por esta razón, en el camino que nos lleva desde las sustancias orgánicas hasta los seres vivos debieron crearse con total seguridad unas formas individuales, unos sistemas separados de su medio y con un orden interior de las partículas de la materia.

Puede obtenerse cristalizada en forma específica para cada especie. La hemoglobina es un cromoproteido formado por una protoporfirina ferrosa llamada hem (4 %) unida como ácido y base a una fracción proteica sulfurada llamada globina (96 %). El hem está formado por 4 núcleos pirrólicos, cada uno constituido por un N unido en el vértice de un anillo de 4 C. Ese núcleo se reúne a los distintos metales (Fe, Cu, Co, Mg) y forma las metalporfirinas. Si el Fe es ferroso toma el nombre de hem y si férrico el de hematina.

Las sustancias orgánicas de bajo peso molecular, como alcoholes o azúcares, si se disuelven en el agua quedan fuertemente desmenuzadas y se distribuyen de forma homogénea, por toda la solución, en forma de moléculas sueltas que quedan más o menos independientes las unas de las otras. Por esta razón sus propiedades dependerán sobre todo, de la estructura de las mismas moléculas y del orden de los átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y otros en el interior de las mismas.

Pero en cuanto aumenta el tamaño de las moléculas, se añaden a estas leyes sencillas de la química orgánica, otras nuevas, y más complejas, cuyo estudio es materia de la química de los coloides. Las soluciones más o menos diluidas de sustancias de peso molecular ligero, son sistemas muy estables en los que el grado de fraccionamiento de la sustancia y la uniformidad en el momento de distribuirse en el espacio no cambian por ellos mismos. En cambio, las partículas de los cuerpos de un peso molecular elevado dan soluciones coloides, características por su inestabilidad. Bajo la influencia de varios factores, estas partículas tienden a dar combinaciones entre ellas mismas, creando así, auténticos enjambres, llamados agregados o complejos. Sin embargo, ocurre con mucha frecuencia que esta unión entre las partículas es tan intensa que la sustancia coloidal se distancia de la solución dejando sedimento. Coagulación es el nombre que recibe este proceso.

Estas sustancias orgánicas disueltas quedan concentradas en puntos concretos, formando unos coágulos en donde las diferentes moléculas o partículas se encuentran ligadas entre ellas de una forma determinada, por lo que se crean relaciones nuevas y más complejas, por la disposición de los átomos en las moléculas, pero también por el orden que adoptan las moléculas entre ellas.

Sustancias Minerales del Plasma

Cloro. En cantidad de 1.80 gramos %o para el Cl globular y 3.60 gramos % para el plasmático, con un índice clorémico de 0,50. Está casi todo ionizado representando los dos tercios del anión del plasma. Dada la facilidad con que atraviesa la membrana del glóbulo rojo, interviene en la regulación del equilibrio iónico sanguíneo.

Fósforo. En cantidad de 4 a 5 miligramos por ciento se encuentra bajo forma de fósforo inorgánico mono y bibásico y orgánico combinado a los prótidos, glúcidos y lípidos.

Azufre. Se encuentra bajo forma inorgánica formando suifatos y orgánica particularmente en las proteínas sulfuradas.

Iodo, bromo y flúor, Se encuentran en pequeñas cantidades.

Sodio. En cantidad de 340 mlg % es el catión predominante en los líquidos extra-celulares ya que la membrana celular se muestra como impermeable para él.

Potasio. Inversamente el potasio se encuentra en mucha mayor cantidad en el interior del glóbulo rojo. Se encuentra en equilibrio con el Na y ambos cationes no se desplazan mutuamente, siendo el predominio de uno de ellos nocivo para el organismo. El plasma contiene 20 mlg %.

Calcio. En cantidad de 10 miligramos por ciento se encuentra, la mitad bajo forma inorgánica y la mitad bajo forma orgánica, unido a las proteínas. Existe una relación entre Ca y P que es igual a 2 y por otra parte el producto de sus concentraciones debe ser mayor de 40.

Otros cationes como el Mg, Cu, Zn, Co, Mn, Ai, etc., se encuentran en pequeñas cantidades y su significación fisiológica es todavía discutida.

Así, mediante estas transiciones y transmutaciones, se llega a lo que se conoce como las sustancias vitales para la vida, y, en nuestro mundo, sabemos los caminos que se han recorrido hasta llegar a nosotros (más o menos), lo cual, es una buena base para pensar en esos posibles “seres extraterrestres” que podrían estar en esos mundos lejanos y que, también se puede pensar que, pudieran estar constituidos a partir de otro elemento distinto del Carbono, la base de la vida en la Tierra. Por mi parte, creo que, “esos seres”, al igual que todos los que existen en la Tierra, estarán constituidos de la misma manera en lo esencial, es decir, estarán basados en los mismos elementos que los seres de la Tierra y, sus morfologías, serán variadas e incluso extrañas, ya que, dependiendo del planeta que los acoja, de los soles que lo calienten, de la Gravedad, de su exposición a las radiaciones, de los océanos, volcanes y las placas tectónicas que muevan aquellos mundos y…de otros muchos factores, dependerá la forma de vida que “allí” nos podamos encontrar pero, eso sí, el Carbono será la base de esas vidas que, como la nuestra, habrán evolucionado hasta…¿quién sabe dónde?

La Química, las limitaciones celulares, los azúcares, el protoplasma, los mecanismos vitales, los ingredientes necesarios que, como el agua, se hacen imprescindibles para llegar a cierto punto desde el que se produce el salto hasta el nivel vital…¿Serán los mismos en todas partes?

                                      Todo lo que podamos imaginar…, será posible y, mucho más

Muchas veces hemos podido leer que sobre la existencia de formas de vida constituidas con componentes moleculares distintos de las proteínas, los ácidos nucleicos y otros constituyentes biológicos típicos, o incluso constituida de otros átomos distintos, como, por ejemplo, con el carbono sustituido por el silicio, su pariente más cercano en la tabla periódica de elementos. Claro que, base válida para tales especulaciones…No la hay, ya que, lo que es capaz de hacer el Carbono, no lo puede hacer el Silicio y, sin embargo, tal verdad, no debería condicionarnos para negar la posibilidad de otras formas de vida que, siendo diferentes a las nuestras, también estén basadas en otros elementos diferentes.

Si nos fijamos en dos vecinos cercanos: Venus y Marte, podemos ver que, el primero se halla más cerca del Sol que la Tierra, y Marte, que se halla más lejos de aquel, ocupan los limites externos de lo que a veces se denomina la zona habitable. De los dos, Venus, con una temperatura superficial cercana a los 500ºC, parece demasiado caliente para albergar la vida (sólo lo parece). Y, no se descarta que lo pudiera haber sido en los primeros tiempos de su formación pero, ¿lo sabremos alguna vez?

                                                                                       El  planeta Marte en los cielos nocturnos.

Marte, por el contrario, con una baja temperatura superficial que se ha comprobado es,  de -53ºC, parece demasiado frío para albergar vida (sólo lo parece), al menos en la superficie. Su atmósfera es tenue, constituida principalmente por dióxido de carbono, parte de la cual se hiela cada invierno para cubrir los polos con un casquete blanco, que primero se creyó que estaba constituido por hielo de agua pero que ahora se ha identificado como lo que denominamos hielo seco, la sustancias expulsada de los extintores de incendio. Sin embargo, hay agua abundante en Marte ; existe en forma de hielo permanente bajo el casquete polar Norte de Hielo Seco en el suelo en la forma de permafrost, como el que se encuentra en alguna parte de Siberia, por ejemplo.

Claro que, las sondas y naves que allí hemos enviado (Mars Phoenix y otras), nos han confirmado que, el agua en Marte está presente y, en algunos lugares emerge desde el subsuelo. Si hubiera hidrógeno molecular disponible, posiblemente podrían existir allí Bacterias similares a algunas formas presentes en las rocas de la Tierra. No sabemos a qué profundidad habría que excavar para encontrarlas.

Bueno, las pruebas que tenemos del pasado de Marte, dejan poco espacio para dudar de que, en el tiempo pasado, el planeta disfrutó de ser un mundo diferente, con un clima más suave, una atmósfera distinta, mares y océanos y, correntías de agua líquida que horadó la superficie, dejando las señales que nuestras sondas nos han podido mostrar de aquel mundo que fue, y, según las actuales circunstancias, todo parece apuntar que, de haber alguna clase de vida en aquel planeta, ésta debe encontrarse bajo la superficie, en las profundas grietas y grutas que, su antigua actividad volcánica dejó y en la que, posiblemente, al existir una temperatura más cálida, el agua pueda correr libremente haciendo posible la existencia de bacterias, líquenes y hongos…(¿quién sabe qué cosas más?) que en la superficie no tienen la posibilidad de subsistir. Acordaos de esas emisiones de metano detectadas por la NASA, nadie conoce su fuente y, las especulaciones están servidas.

Cuando pensamos en esos otros mundos, la imaginaciópn nos lleva a pensar que pueden estar definidos por leyes de la naturaleza iguales a las que gobiernan el universo tal como lo conocemos, pero, también podrían estar caracterizados por diferentes valores de constantes adimensionales (no creo). Estos cambios numéricos alterarían toda la fábrica de los mundos imaginarios. Los átomos pueden tener propiedades diferentes. La gravedad puede tener un papel en el mundo a pequeña escala.  La naturaleza cuántica de la realidad puede intervenir en lugares insospechados. ¡Qué imaginación, si existieran esos mundos con leyes distintas…No sería en nuestro Universo.

Claro que, a todo esto, todavía no hemos dejado de preguntarnos: ¿De dónde viene la vida? Y, la hipótesis extraterrestre, es, al menos, tan buena como otro cualquiera. En la actualidad, cientos o miles de investigadores dedican su tiempo y esfuerzo a investigar el origen de la vida y, no puedo decir con certeza que, algún día, podamos responder a esa pregunta.

Ya nos resulta asombro saber que, la Vida, apareció en la Tierra hace ahora unos 4.000 millones de años, unos 500 millones de años después de que el planeta se condensara, con los otros planetas del Sistema solar, en un disco de gas y polvo que, giraba alrededor de una joven estrella que iba a convertirse en nuestro Sol. Fenómenos de violencia extrema, incompatible con el mantenimiento de ninguna clase de vida, rodearon este nacimiento. Todo tipo de cuerpos y objetos venidos del exterior golpearon, en aquellos primeros momentos, al recién nacido planeta: Cometas, Asteroides y otros golpearon con saña su incandescente superficie. Pasados aquellos “primeros momentos” la Tierra era poseedora de la materia primigenia que, tratada en la forma adecuada por la Naturaleza, hizo posible el surgir de la vida primaria que, ha podido evolucionar hasta llegar a los pensamientos.

¡Nos quedan tantas sorpresas sobre la Vida! No sólo la que podamos descubrir en el exterior, sino que, también la que está presente en nuestro planeta nos tiene muchas sorpresas reservadas y, para que éstas lleguen, necesitamos saber.

emilio silvera

Estructuración del protoplasma de la Vida

En la Gran Nebulosa de Orión, también conocida como M42, y una de las nebulosas más famosas del cielo, podríamos encontrar ese Laboratorio natural en el que se cuecen los elemetos que dan lugar a las sustancias necesarias para la aparición de la vida. Este producto de una explosión supernova, contiene todos los ingredientes necesarios para ello y, de este conglomerado de gas y polvo en el que están presentes átomos y moléculas diversas, se encuentra la fuente, no sólo de nuevas estrellas y nuevos mundos, sino que, también están ahí los materiales necesarios para el surgir de la vida.

Muchas son las veces que aquí, en este lugar dedicado a distintas disciplinas de la Ciencia, hemos hablado de la Vida. Sin embargo, nunca nos hemos parado a explicar algunos de los procesos del origen de la vida, conociendo antes, aunque sea de manera sencilla y sin profundidad, aquellos principios básicos de la estructura del protoplasma, ese sustrato material que será la base de todos los seres vivos, sin excepción.  Para poder alcanzar nuestro objetivo y así poder responder a la cuestión de la evolución y al proceso del orgien de la vida, una de las fuentes que debemos conocer, es, sin duda alguna, el protoplasma y, la mejor explicación la encontré en el Libro de Alesandr Ivanovich Oparín, El Origen de la Vida que nos lo cuenta como como sigue:

A finales del siglo XIX y principios del XX, había científicos que creían que los organismos sólo eran “máquinas vivientes” especiales, de estructuras muy complejas y, aseguraban que la estructura del protoplasma era algo así como una máquina, construido conforme a un determinado plan y que estaba formado por “vigas” y “tirantes” como si de un puente se tratara y que, de manera similar a éste, los lazos de unión tenían unida toda la estructura que, de esta manera, se mantenía firme, y, esa estructura de tan estricto orden en la colocación recíproca de las distintas partes del protoplasma, era precisamente, según ellos, la causa específica de la vida.

Pero el estudio concreto del protoplasma desmintió esta teoría mecanicista. Fue probado que no existía ninguna estructura parecida a una máquina ni siquiera a las de máxima precisión, en el interior del protoplasma.

Es bien conocido que la masa básica del protoplasma es líquida; nos hallamos ante un coacervado complejo, constituido por una gran cantidad de sustancias orgánicas de un peso molecular considerable, entre estas destacan las proteínas y los lipoides. Por esta razón, se encuentran flotando a su libre albedrío en esa sustancia coacervática fundamental, partículas filamentosas coloides, quizás enormes moléculas proteínicas sueltas, y muy probablemente, auténticos enjambres de esas moléculas. El tamaño de las partículas es tan diminuto que no se distinguen ni a través de los microscopios actuales más sofisticados. Pero encontramos otros elementos visibles en el interior del protoplasma. Cuando las moléculas proteínicas y de otras sustancias se unen formando conglomerados, destacan en la masa protoplasmática en forma de pequeñas gotas, captadas a través del microscopio, o en forma de coágulos, con una determina estructura denominados elementos morfológicos. El núcleo, las plastídulas, las mitocondrias, etcétera.

Una célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (10¹⁴), como en el caso del ser humano.. Las células suelen poseer un tamaño de 10 μm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores.

Estos elementos protoplasmáticos, observables a través del microscopio, son, esencialmente, una manifestación aparente y externa de determinadas relaciones de solubilidad, enormemente complejas, de las distintas sustancias que conforman el protoplasma y que se ha podido comprobar que tiene, un papel determinante, en el curso del proceso de la vida, que no se puede comparar de ningún modo con el papel que desempeña una máquina en su trabajo específico. Esto queda totalmente justificado por la sencilla razón de que una máquina y el protoplasma son dos sistemas distintos y contrarios.

Sin duda, lo que caracteriza la función de una máquina es el desplazamiento mecánico de sus diferentes partes en el espacio. Por esa razón hay que insistir que el elemento más importante de la estructura de una máquina es, precisamente, la colocación de sus piezas; mientras que el proceso vital tiene un carácter totalmente distinto. Se manifiesta esencialmente con el recambio de sustancias, o sea, con la interacción química de las diferentes partes que conforman el protoplasma. Por esto deducimos que el elemento primordial en toda la estructuración del protoplasma es el orden concreto que siguen los procesos químicos en el tiempo, la forma tan armónica en que se combinan, siempre con tendencia a conservar en su conjunto el sistema vital.

Es de vital importancia para la formación del protoplasma que exista una estructura interna determinada. Pero otro factor no menos decisivo es la organización en el tiempo, o sea, que los procesos que se dan en el protoplasma lo hagan en armonía. Cualquier organismo, tanto animal, planta o microbio, vive únicamente mientras pasen por él, de forma continuada y constante, nuevas partículas de sustancias, cargadas de energía. Distintos cuerpos químicos pasan del medio ambiente al organismo; y cuando están dentro, sufren unos determinados y esenciales trastornos, mediante los cuales acaban convirtiéndose en sustancias del propio organismo invadido y serán iguales que aquellos cuerpos químicos que antes formaban parte del ser vivo. Este proceso se conoce con el nombre de asimilación. Sin embargo, de forma paralela a este proceso se da la desasimilación, que se trata precisamente del proceso contrario, es decir, las distintas sustancias que forman la parte del organismo vivo son sensibles a los cambios del propio organismo, se desintegran a menor o mayor velocidad, y son sustituidas por los cuerpos asimilados. De esta forma, los productos de la desintegración se echan al medio envolvente.

¡Y pensar que todo está formado por esas partículas infinitesimales que llamamos Quarks y Leptones!

Es muy cierto que la sustancia del organismo vivo siempre se encuentra en movimiento, desintegrándose y volviendo a formarse de manera continua en virtud de la gran cantidad de reacciones de desintegración y síntesis, que se dan guardando una fuerte relación entre ellas. Ya Heráclito, aquel gran dialéctico de la antigua Grecia, nos decía: “nuestros cuerpos fluyen como un arroyo, y de la misma manera que el agua de éste, la materia se renueva en ellos.” Está claro que una corriente o un chorro de agua pueden mantener su forma, su aspecto externo, durante un tiempo, pero su aspecto sólo es la manifestación exterior de ese proceso continuo y constante del movimiento de las partículas del agua. Incluso la misma existencia de este sistema depende, naturalmente, de que las renovadas moléculas de materia pasen constantemente, y a una velocidad determinada por el chorro de agua. Pero si interrumpimos este proceso, el chorro dejará de existir como tal. Lo mismo sucede en todos los sistemas conocidos como dinámicos, los cuales tienen un proceso concreto.

Es un hecho concreto e innegable que los seres vivos también son sistemas dinámicos. Igual que el chorro de agua al que antes hacíamos referencia, su forma y su estructura sólo forman parte de la expresión externa y aparente de un equilibrio, muy competente, formado por procesos que se dan en el ser vivo en sucesión permanente a lo largo de toda su vida. Sin embargo, el carácter de estos procesos es totalmente diferente a los que ocurre en los sistemas dinámicos de la naturaleza orgánica.

Las moléculas de agua llegan al chorro, ya como moléculas de agua, y lo atraviesan sin que se produzca ningún cambio. Pues el organismo toma del medio ambiente sustancias ajenas y desconocidas para él, pero a continuación, mediante procesos químicos muy complejos, son convertidos en sustancias del propio organismo, muy parecidas a los materiales que forman su cuerpo.

Precisamente esto es lo que hace posible las condiciones que mantienen constantemente la composición y estructura del organismo, ignorando este proceso continuo e ininterrumpido de desasimilación que se da en todos los organismos vivos.

Así pues, desde una perspectiva puramente química, el recambio de sustancias, también llamado metabolismo, es un conjunto enorme de reacciones más o menos sencillas, de oxidación, reducción, hidrólisis, condensación, etcétera. Lo que lo hace diferente del protoplasma, es que en el metabolismo, estas reacciones se encuentran organizadas en el tiempo de de cierto modo, las cuales se combinan para poder crear un sistema integral. Dichas reacciones no surgen por casualidad, y de forma caótica, sino que se dan en estricta sucesión, y en un orden armónico concreto.

Ese orden será la base de todos los fenómenos vitales conocidos. En la fermentación alcohólica, por ejemplo, el azúcar proveniente del líquido, que es fermentable, penetra en la célula de la levadura, sufriendo determinados trastornos químicos. O sea, primero se le incorpora el ácido fosfórico y luego se divide en dos partes.

Una de las cuales experimentará un proceso de reducción, mientras que la otra se oxidará, quedando convertida, finalmente, en ácido pirúvico, que más tarde se descompondrá en anhídrido carbónico y acetaldehído. Este último se reducirá, quedando transformado después en alcohol etílico. Como resultado, podemos observar que el azúcar queda convertido en alcohol y anhídrido carbónico.

Aquí podemos contemplar una célula de levadura. Se reproducen por germinación o sexualmente (…algo más interesante…). Las protuberancias de esta célula (esos círculos que parecen ojos de pescado) son las huellas de las cicatrices dejadas por las yemas al separarse. La fotografía aumenta el tamaño de la célula 12.500 veces.

Esto nos demuestra que en la célula de la levadura, lo que determina la producción de estas sustancias es el extraordinario rigor con que se dan todas estas reacciones, las cuales se suceden de forma muy ordenada. Sólo con que sustituyésemos en esta cadena de transmutaciones un único eslabón o si alterásemos en lo más mínimo el orden de dichas transmutaciones ya no tendríamos como resultado alcohol etílico, sino cualquier otra sustancia. En efecto, en las bacterias de la fermentación de la leche, el azúcar, al principio sufría los mismos cambios en la levadura, pero cuando se llega a la fermentación del ácido pirúvico, éste ya no se descompone, todo lo contrario, se reduce al instante. Esto explica que en las bacterias de la fermentación láctica el azúcar no se transforme en alcohol etílico, sino en ácido láctico.

Un estudio de la síntesis de distintas sustancias en el protoplasma demuestra que éstas no se crean de repente, y no provienen de un acto químico especial, sino que son el resultado de una cadena larguísima de trastornos químicos.

No puede constituirse un cuerpo químico complejo, propio de un ser vivo en concreto, sin que se produzcan centenares o miles de reacciones en un orden regular, constante, y ya previsto con rigurosidad, lo cual constituirá la base de la existencia del protoplasma.

Porque cuanto más compleja es la sustancia, más reacciones intervienen en su formación dentro del protoplasma y estas reacciones deben coordinarse entre sí con mayor rigor y exactitud. En efecto, investigaciones bastante recientes han demostrado que en la síntesis de las proteínas a partir de los aminoácidos toman parte gran cantidad de reacciones que se producen en una sucesión muy ordenada. Únicamente como consecuencia de esta rigurosa armonía, de esta sucesión ordenada de las reacciones, se da en el protoplasma vivo ese ritmo estructural, esa regularidad en la sucesión de los distintos aminoácidos que también podemos apreciar en las proteínas actuales.

Por consiguiente, las moléculas proteínicas, así originadas y con una estructura determinada se agrupan entre sí, y ciertas leyes las hacen tender a la formación de auténticos conglomerados moleculares que se acaban separando de la masa protoplasmática y se distinguen como elementos morfológicos, visibles a través del microscopio, como formas protoplasmáticas características por su gran movilidad. De esta manera, la composición química propia del protoplasma, como su estructura, son la manifestación del orden en que se producen estos procesos químicos que se dan de forma continua y permanente en la materia viva.

Las grandes moléculas de los sistemas vivos tienen una estructura modular mantenida mediante enlaces covalentes y formada esencialmente por tan sólo seis elementos químicos: Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno, Oxígeno, Fósforo y Azufre. Los azúcares (moléculas formadas en torno a un anillo de carbono, oxígeno e hidrógeno) son los bloques de construcción básicos de los carbohidratos. Los almidones y la celulosa están compuestos por cadenas de azúcares (glucosa), siendo utilizados los primeros como almacenamiento de energía y la celulosa como estructura de las paredes celulares vegetales. Las diferencias entre ambas moléculas son tan sutiles como pequeñas variaciones en los enlaces intermoleculares, pero el resultado es tan diferente que nuestro organismo, por ejemplo, puede digerir el almidón y no la celulosa.

Pues bien, debemos preguntarnos de qué depende ese orden, propio de la organización del protoplasma, y cuáles son sus causas inmediatas. Un estudio minucioso sobre esta cuestión dejará demostrado que el orden indicado no es simplemente algo externo, que queda al margen de la materia viva, teoría defendida por los idealistas; en cambio, hoy día, sabemos perfectamente que la velocidad, la dirección y el encadenamiento de las diferentes reacciones, todo lo que forma el orden que estamos viendo, depende totalmente de las relaciones físicas y químicas que se establecen en el protoplasma vivo.

Las propiedades químicas de las sustancias integradoras del protoplasma, en primer lugar, y también las de las sustancias orgánicas que intervienen son las que constituyen la base de todo ello. Dichas sustancias orgánicas poseen enormes posibilidades químicas y pueden generar gran variedad de reacciones. Pero, aprovechan estas posibilidades con mucha “pereza”, lentamente, a veces a una velocidad ínfima. En muchas ocasiones, se necesitan meses e incluso años, para que llegue a producirse alguna de las reacciones efectuadas entre las mismas sustancias orgánicas. Por esto, los químicos, para acelerar el proceso de las reacciones entre las sustancias orgánicas, usan a menudo en su trabajo diferentes sustancias de acción enérgica-ácidos y álcalis fuertes, etcétera.

Para conseguir tal aceleramiento cada vez con más frecuencia, los químicos recurren a la utilización de los catalizadores. Hace ya mucho tiempo que habían notado que sólo con añadir una pequeña dosis de algún catalizador a la mezcla donde se estaba realizando una reacción, se producía un gran aceleramiento de ésta. Además, otra propiedad propia e los catalizadores es que no se destruyen durante el proceso de la reacción, y cuando esta finaliza, comprobamos que queda exactamente la misma cantidad de catalizador que añadimos a la mezcla al principio. Así que, cantidades insignificantes de catalizador son suficientes, muchas veces, pata provocar la rápida transmutación de masas considerables de diferentes sustancias. Esta cualidad, hoy día, es de gran utilidad para la industria química, que usa como catalizadores distintos metales, sus óxidos, sus sales y otros cuerpos orgánicos o inorgánicos. Las reacciones químicas dadas en animales y vegetales entre las distintas sustancias orgánicas se suceden a gran velocidad. De lo contrario, la Vida no pasaría tan rápida como en realidad pasa. Se sabe que la gran velocidad de las reacciones químicas producidas en el protoplasma es debida a la presencia constante de catalizadores biológicos especiales llamados fermentos.

Leyendo sobre el Protoplasma y sus complejos caminos, podemos llegar a comprender que, efectivamente, todos somos uno, y, sin embargo, diferentes. ¡Ese largo camino recorrido hasta llegar aquí! No sabemos mediante qué mecanismos llegan a nuestros cerebros esas ráfagas luminosas del saber que, a unos les hace comprender ciertas cuestiones complejas y, a otros no nos llegan esos fogonazos de luz que alumbren los rincones oscuros existentes en nuestras mentes. Así, para unos es el futbol y para otros las estrellas su mayor preocupación.

Hace tiempo que estos fermentos fueron descubiertos, y ya con anterioridad, los científicos se habían fijado en ellos. Pues resultó que los fenómenos se podían extraer del protoplasma vivo y así separarse en forma de solución acuosa o como polvo seco de fácil solubilidad. Esto me hace pensar en lo que ocurre en las Nebulosas. No hace mucho se consiguieron fermentos en forma cristalina y se resolvió su composición química. Estos resultaron ser proteínas, y muchas veces, en combinación con otras sustancias de distinta naturaleza. Estos fermentos, por el carácter de su acción, se asemejan a los catalizadores inorgánicos. Sin embargo, se diferencian de ellos por la increíble intensidad de sus efectos.

En este sentido, los fermentos superan a los catalizadores inorgánicos de acción en centenares de miles, y en ocasiones hasta en millones de veces. Así que en los fermentos de naturaleza proteínica  se da un mecanismo increíblemente perfecto y racional que hace posible acelerar las reacciones químicas entre las distintas sustancias orgánicas. Los fermentos también se caracterizan por la excepcional especifidad de su acción.

Por supuesto, esto es a causa de las particularidades del efecto catalítico de las proteínas; pues la sustancia orgánica (el sustrato) que sufre alteraciones en el transcurso del proceso metabólico, forma ya al principio, una unión bastante compleja aunque de corta duración, con la correspondiente proteína-fermento. Esta fusión tan completa, no es estable, pues sufre distintos trastornos con mucha rapidez: el sustrato sufre las transformaciones correspondientes y el fermento se regenera, para poder unirse de nuevo a otras porciones del sustrato.

Entonces, para que las sustancias integradoras del protoplasma vivo puedan participar realmente con el metabolismo, debe combinarse con una proteína y constituir con ella un enlace complejo. De no ser así, sus posibilidades químicas se producirán muy lentamente y entonces perderán toda su importancia en el impetuoso proceso vital. Por esta razón el cómo se modifique una sustancia orgánica en el transcurso del metabolismo, depende, además de la estructura molecular de esta sustancia, y de las posibilidades químicas de la misma, también de la acción de fermentación de las proteínas protoplasmáticas, las cuales se encargan de llevar esa sustancia al proceso metabólico general.

Los fermentos, además de ser un poderoso acelerador de los procesos químicos sufridos por la materia viva; son también un mecanismo químico interno, el cual se encarga de que esos procesos sean conducidos por un cauce muy concreto. La gran especificidad de las proteínas-fermentos consigue que cada una de ellas forme enlaces complejos sólo con determinadas sustancias y catalice solamente algunas reacciones. Por esto, cuando se produce éste o el otro proceso vital, y con más motivo, cuando se verificas todo el proceso metabólico, actúan miles de proteínas-fermento de distintas clases. Cada una de estas proteínas puede catalizar de forma específica una sola reacción, y sólo el conjunto de acciones de todas ellas, en muy precisa combinación, hará posible ese orden regular de los fenómenos que entendemos como base del metabolismo.

                                                                    ¡Es tanta la diversidad de la Vida!

Con el uso de los distintos fermentos específicos que se obtienen a partir del organismo vivo, en el laboratorio, pueden reproducirse de forma aislada cada una de las reacciones químicas, y todos los eslabones que forman el proceso metabólico. Así desenredamos el ovillo tan sumamente complicado de las transmutaciones químicas producidas durante el metabolismo, donde miles de reacciones individuales se mezclan. Por este mismo procedimiento se puede descomponer el proceso metabólico en sus diferentes etapas químicas, se puede analizar las sustancias integradora de la materia viva, y además los distintos procesos realizados en ella.

De esa manera se demostró que la respiración funciona a partir de una serie de reacciones como la oxidación o la reducción, dichas reacciones se dan con muchísimo rigor en un orden estricto y cada una de éstas es catalizada por un fermento específico (S.Kóstichev, A. Liédev y otros autores).

Hoy día, ya hemos dado el salto del análisis de los procesos vitales a su reproducción, a su síntesis. De esta forma, combinando de manera precisa en una solución acuosa de azúcar, una veintena de fermentos distintos, obtenidos a partir de seres vivos, pueden reproducirse los fenómenos propios de la fermentación alcohólica. En este líquido, donde gran cantidad de proteínas distintas se hallan disueltas, los trastornos que sufre el azúcar son verificados en el mismo orden regular que siguen en la levadura viva, aunque aquí no existe ninguna estructura celular.

Todos estos procesos son, en realidad, terriblemente complejos y están expuestos a que, cualquier alteración del medio incida de manera directa en su devenir. Pero, por otra parte y en las  circunstancias adecuadas, no existe ningún factor físico o químico, ni sustancia orgánica o sal inorgánica que, de alguna manera, puedan alterar el curso de las reacciones fermentativas. Cualquier aumento o disminución de la temperatura, alguna modificación de la acidez del medio, del potencial oxidativo y de la composición salina o de la presión osmótica, alterará la correlación entre las velocidades de las distintas reacciones de fermentación, y de esta forma cambia su sucesión temporal. Es aquí donde se asientan todas las premisas de esa unidad entre el organismo y el medio, tan característica de la vida.

Esta organización tan especial de la sustancia viva influye en gran manera, en las células de los organismos actuales, en el orden y la dirección de las reacciones fermentativas, las cuales son la base del proceso metabólico. Cuando se agrupan las proteínas entre sí pueden quedar aisladas de la solución general y conseguir diferentes estructuras protoplasmáticas de muy ágil movimiento. Con total seguridad, sobre la superficie de estas estructuras se encuentran concentrados gran cantidad de fermentos.

Aparato de Miller que buscaba la Actividad integradora del
Origen de la vida 

Está claro que el orden característico de la organización del protoplasma está basado en las distintas propiedades químicas de las sustancias integradoras de la materia viva.

Esta gran variedad de sustancias existentes y su increíble capacidad de originar gran cantidad de reacciones químicas, pueden generar incalculables trastornos y cambios químicos. Pero debemos tener en cuenta que en el protoplasma vivo existen una serie de factores externos e internos que rigen estas transmutaciones, son factores como la presencia de conjuntos de fermentos; su relación cualitativa; la acidez del medio circundante; el potencial de oxido-reducción; las propiedades coloidales del protoplasma y su estructura, entre otros.

Todos estos fenómenos entrelazados entre sí y fuertemente relacionados con el orden regular de las reacciones químicas son propios del protoplasma vivo que desemboca en la muestra de estructuras morfológicas muy variadas. Pues bien, todo este orden sigue una dirección muy concreta, persigue un objetivo que al final desemboca en eso que llamamos vida y es verdaderamente importante darse cuenta de que, la dinámica del Universo, a través de las estrellas, de las explosiones supernovas, de las nebulosas y, finalmente, de los mundos, se vale de un conjunto de sucesos que vistos desde fuera pudieran parecer inmersos en un inmenso Caos pero que, en realidad, son simplemente pasos necesarios para que, la materia inerte, tome forma y evolucione hasta la vida que, de una u otra manera siempre se abrirá paso y estará presente en los lugares más insospechados que imaginar podamos, ya que, la vida, es algo irreversible en nuestro universo y está llamada a poblar miles de millones de mundos donde tomará las más variadas formas, unas veces conscientes y otras no, conformando un escenario de diversidad en el que, como ahora sabemos, prevalecerá aquella forma de vida que es consciente de SER.

Ahora conocemos las leyes de la Naturaleza, sabemos cómo se forman las distintas sustancias y elementos y que es, lo que de ellas puede surgir cuando se mezclan de una manera determinada y qué es lo que puede pasar cuando todo esto ocurre en el marco adecuado y en presencia de las condiciones idóneas para que surja el orden vital y su carácter perfectamente armónico que le hace estar siempre en consonancia con las condiciones del medio ambiente.

Todo esto nos lleva a comprender que es necesario e ineludible profundizar mucho más en la evolución de la materia a lo largo de la historia del mundo, del Sistema Solar, del Universo en los que, no puede caber ninguna duda, surgió, a partir de esa materia “inerte” lo que conocemos como ¡Vida! En sus miles de formas y colores (también olores y diversa y maravillosa hermosura) que, se podría decir, sin lugar a equivocarnos que, la esencia del Universo es, precisamente la Vida.

Todo fue posible a que, de alguna manera que no hemos llegado a comprender (aún), la vida surgió durante toda esta serie de procesos complejos inmersos en el Caos de una Complejidad que transmutaba la materia simple en otra, cada vez más compleja y organizada que seguía unos pasos que la llevaba a conseguir estructuras impensables de un orden superior y mucho más elevado de lo que, la “simple” materia, nos haría suponer que sería posible. Claro que, todo ello, sólo y únicamente fue posible gracias a la interrelación de la materia con el medio donde se dieron las bases para hacer posible la formación de sistemas individuales de orden plurimolecular que fue el factor determinante para la aparición de la vida y su posterior desarrollo en el planeta tal como la conocemos.

En el Universo todo es energía…la Vida, también.

emilio silvera

La vida, seguramente, fue el resultado de los mismos procesos químicos y físicos que formaron los océanos y la corteza continental de nuestro planeta. Sin embargo, la vida es distinta porque puede experimentar evolución darwiniana. La selección natural ha desempeñado un pepel fundamental en la evolución de plantas y animales durante los primeros tiempos de la historia de nuestro planeta, pero también dirigió la evolución química que hizo posible la propia vida. A grandes rasgos entendemos cómo pueden haber evolucionado las moléculas a partir de precursores simples presentes en la Tierra joven. Sin embargo, sigue siendo un misterio cómo las proteínas, los ácidos nucleicos y las membranas llegaron a interaccionar de forma tan compleja.

Según todos los indicios, en los primeros años del planeta, los continentes que hoy conocemos estaban todos unidos formando la denominada Pangea. El movimiento de las placas tectónicas terrestres logró que estos se separaran y, con el transcurso de millones de años, llegaron a adquirir la moderna forma que hoy conocemos. En todo ese transcurrir y, mientras tanto, una serie de condiciones nuevas aparecieron para hacer posible el surgir de la vida.

Para comprender el Universo tenemos que estudiar sus componentes, tenemos que saber de qué está hecho. La componente clásica del Universo, la que corresponde a materia y energía similares a lo que vemos a nuestro alrededor en galaxias, estrellas y planetas es una parte minoritaria: menos que el 5%. El resto está constituido por componentes exóticos, llamados por nuestro desconocimiento, simplemente energía y materia oscura.

Las leyes de la Física, aplicables a toda la materia y la energía, tienen sin duda un papel fundamental en la comprensión del Universo y por ello la Astrofísica ha tenido un desarrollo espectacular en los últimos tiempos a pesar de la escasez de materia como la que conocemos.

Hace unas fechas, al margen derecho de ésta página (como cada día) apareció la imagen de un meteoríto venido de Marte, ALH-84001,1. Para dejar algún dato sobre él, aquí os dejo algo de lo que dijeron en su día en los medios y, al final, lo que opino yo sobre el tema.

Un equipo de la NASA encargado de analizar los señalamientos al meteorito marciano ALH84001, reabrió la semana pasada una controversia sobre la vida extraterrestre que ya lleva 14 años, reafirmando y ofreciendo respaldo a su afirmación ampliamente cuestionada de que dicho meteorito, de 4.000 millones de años, muestra evidencia de vida microscópica en el planeta Marte.

Además de presentar la investigación que, según dicen, también desaprueban algunos de sus críticos, los científicos informaron que otros meteoritos marcianos parecen alojar fósiles microbianos distintos e identificables que apuntan aún más fuertemente a la existencia de vida.

“Nos sentimos más confiados que nunca de que Marte alguna vez fue, probablemente, y quizá todavía lo es, hogar de la vida”, dijo el jefe del equipo, David McKay en una conferencia patrocinada por la NASA sobre astrobiología.