Thank you for helping us celebrate the 80th birthday of our good friend Buzz Aldrin.

With your help, we presented Buzz with more than 8,000 birthday greetings from all over the world. Your heartfelt good wishes were inspirational, moving, and some even quite funny. Buzz appreciated them all!

Buzz Aldrin is an astronaut, explorer, hero, and tireless advocate for space exploration. The Planetary Society is honored to have him serve on our Advisory Council and work with us to guide the future of space exploration.

He is now actively engaged with the new plan proposed by the Administration for human space exploration.   Like us, he is deeply committed to seeing humans move beyond the Moon and into the solar system. 

Sincerely,

Louis Friedman
Executive Director
The Planetary Society

¿O sí?

La realidad es que sí. Los átomos, en cumplimiento de leyes físicas simples, se organizan en estructuras. La más sencilla es una molécula, que puede estar formada por algunos átomos, pero se llega a estructuras bastante complejas y ordenadas, como los cristales y fibras naturales y maravillosas formas como las buckyballs.

Una célula es un sistema muy complejo (célula animal)

Claro que nada de esto se aproxima al nivel de organización que implica la vida. Recordemos ahora la parte de la frase sobre los átomos que dice “lograron crear mecanismos”, lo cual jamás puede ser cierto… al menos no en la forma directa que uno se imagina al primer momento. Un virus, por ejemplo, es una especie de “máquina” capaz de propagarse. No de reproducirse, al menos no en el sentido que se le da a la palabra en biología, pero sí de activar un mecanismo que permite obtener copias de sí mismo.

Antes de seguir quiero hacer una salvedad: todo lo que diga encontrará alguien para discutirlo. Los conceptos básicos que se aplican a la vida aún no están del todo definidos. Por ejemplo, sé que hay corrientes de pensamiento para las cuales lo virus no son seres vivos. De acuerdo, sólo es cuestión de definiciones, y no es necesario —ni posible— discutirlas aquí. Yo prefiero incluir a los virus en este análisis porque son algo así como el primer nivel de estructura a discutir (sí, sé que existen estructuras menores, pero no con tanta entidad).

Siguiendo en la línea que venía, la cuestión es que parece haber una barrera entre el nivel de organización que pueden alcanzar los átomos por leyes simples de la física y la estructura que presenta la vida. ¿Es esto cierto? Da para discutir mucho, pero creo, en base a muchas líneas de investigación y descubrimientos que se vienen presentando, que no. La estructuración de la vida es gradual. De un evento físico no surge una célula ni, mucho menos, un ratón, pero la realidad es que cada uno de los pasos intermedios que llevan desde un amasijo de átomos a una de estas formas de vida son dados por fenómenos que tienen que ver con la física, la química y… la propia orientación de lo que es la vida. Digamos que la vida, una vez aparecida, crea un entorno de leyes propias que impulsan su desarrollo. ¿Cómo y por qué se crean estas leyes, en base a qué voluntad? Ninguna. (Y aquí surgirán de nuevo las discusiones.) Simplemente, no puede existir la vida sin esas leyes. El hecho de que estemos en un planeta que tenga vida por doquier, y muy desarrollada, es porque la vida, cuando existe, sigue estas reglas que le permiten desarrollarse, y si no las sigue desaparece. Es como decir que hay leyes físicas, leyes básicas del universo, que han sido puestas especialmente para la vida. De hecho, considerando la vida una forma de la materia, creo que es así. Es decir, la vida —cumpliendo los requisitos— sería algo inevitable en el Universo…

Me estoy extendiendo fuera del tema. No pretendo estudiarlo filosóficamente, sino usar un poco de lógica para llegar a una respuesta para una pregunta que se hacen los científicos, y que nos hacemos todos, excepto aquellos que quieren creer en entidades superiores que se ocuparon de ello (lo cual es, simplemente, pasar el problema a otro nivel, sin resolverlo): ¿Cómo es que la vida evolucionó desde átomos, moléculas, células, seres simples, a una especie como la nuestra, tan tremendamente compleja y capaz de, como lo estoy haciendo yo, reflexionar sobre sí misma, transmitirlo y, además, cambiar el mundo como lo estamos cambiando?

Yo creo en una cosa, y esto puede desatar miles de discusiones: llegar desde materiales básicos a la creación del ser humano se basó en juntar los materiales (átomos), tener las leyes físicas actuando y a la casualidad (o azar). ¿Qué quiero decir con “casualidad”? Que la existencia de la vida está ligada a un sorteo permanente. Que hay una enormidad de cosas que son necesarias para que pueda haber vida (es innegable que se han dado en este planeta) y para que pueda continuar una vez producida. Que fue necesario un transcurso determinado de hechos y situaciones para que los microorganismos aparecieran, se propagaran, compitieran y se fueran haciendo más y más complejos. Que se debieron dar infinidad de circunstancias para que estos organismos se convirtieran en estructuras multicelulares y para que estas estructuras se organizaran en órganos ubicados dentro de seres complejos. Y que se necesitaron enormidad de coincidencias y hechos casuales para que las condiciones llevaran a algunos de estos seres terrestres, vertebrados, pequeños mamíferos (por los cuales durante una enormidad de tiempo ningún juez cósmico hubiese apostado), a evolucionar para convertirse en los animales que más influimos en este mundo: nosotros.

La cantidad de circunstancias, situaciones y condiciones en juego es enorme. En un libro muy interesante de Carl Sagan, anterior a Cosmos, llamado Vida inteligente en el Cosmos (junto a I. S. Shklovskii), se plantea muy bien este tema. Se puede encontrar allí una enumeración de las condiciones que requiere la vida y una especie como la nuestra para existir. Desde las características de nuestra galaxia, su edad, composición, situación, forma; a las de nuestro Sol, su sistema de planetas, la ubicación de la Tierra, su tamaño, su rotación, su inclinación, su composición, los vecinos que tiene… y mucho más.

Yo voy a agregar algunas cosas que me parecen significativas, que han surgido de los últimos descubrimientos y observaciones. Enumero algunas, aunque ya verán que hay más. Extinciones y cambios físicos producidos por impactos de asteroides; influencia de estrellas cercanas, fijas y viajeras; el “clima” interestelar; el “clima” galáctico; las circunstancias que han sufrido los otros planetas; nuestras circunstancias, nada comunes…

Extinciones

Grandes rocas errantes pululan por el Sistema Solar. Los asteroides no son ni cosa del pasado ni riesgos de muy baja probabilidad. Hay pruebas muy concretas sobre diversos impactos de consideración sobre nuestro mundo. Encima, hasta parecen tener una regularidad. No es sólo que tenemos la suerte de que en los últimos 10 millones de años no haya caído un gran asteroide en la Tierra, lo que nos hubiese hecho desaparecer incluso antes de que apareciéramos, sino que tenemos la suerte de que antes de eso sí cayeron de esos asteroides, y de que cambiaran las cosas a nuestro favor. ¿Estaríamos aquí si no hubiese impactado un cuerpo de unos 10 km de diámetro en el Caribe, más precisamente sobre el borde de la península de Yucatán, y hubiese producido una hecatombe para quienes reinaban en el mundo en esa época, los dinosaurios? ¿Quién puede saberlo? ¿Y si no hubiesen ocurrido las extinciones anteriores, fueran por las causas que fueran, estaríamos aquí? Quizás un día se sepa lo suficiente como para simular en computadoras una ecología planetaria entera y ver qué hubiera pasado. Será muy interesante.

Los asteroides cayeron, es un hecho. Y forman parte de las condiciones necesarias —algunos discutirán que no— para que estemos aquí… Veamos algunas nuevas informaciones:

La mayoría de los amonites (moluscos) se extinguió hace 380 millones de años.

Hace 380 millones de años se produjo una importante extinción entre los animales que poblaban el mar, en especial de los amonites, unos moluscos emparentados con los pulpos y calamares pero cubiertos con una concha espiralada y de tamaños a veces gigantescos. Nunco se supo por qué fue. Ahora surgen pistas de que esta mortalidad estuvo relacionada —igual que hace 65 millones de años, en el momento en que los dinosaurios dominaban nuestro mundo— con el impacto de un cuerpo extraterrestre.

Algunos geólogos dicen que hace unos 380 millones de años, un asteroide llegado desde el espacio golpeó contra la Tierra. Creen que el impacto eliminó una importante fracción de los seres vivos. Esta idea puede fortalecer la discutida conexión entre las extinciones masivas y los impactos. Hasta ahora, el único candidato para hacer esta relación era el meteoro que habría causado el exterminio de los dinosaurios, caído en la península de Yucatán, en México.

Brooks Ellwood, de Louisiana State University en Baton Rouge, Estados Unidos, dice que los signos de una antigua catátrofe coinciden con la desaparición de muchas especies animales. “Esto no quiere decir que el impacto en sí mismo haya matado a los animales; la sugerencia es que tuvo algo que ver.” Y agregó que hoy, aunque no se puedan encontrar rastros del cráter de una roca del espacio, se puede saber dónde ha caído.

Otros investigadores coinciden en que hubo un impacto más o menos en esa época, pero creen que la evidencia de que produjo una extinción masiva es muy débil.

El equipo de Ellwood descubrió rocas en Marruecos que fueron enterradas alrededor de 380 millones de años atrás bajo una capa de sedimento que parece formada por restos de una explosión cataclísmica. El sedimento tiene propiedades magnéticas inusuales y contiene granos de cuarzo que parecen haber experimentado tensiones extremas.

Más o menos para esa época se produjo la desaparición del registro fósil de alrededor del 40% de los grupos de animales marinos.

El geólogo Paul Wignall, de la Leeds University, Reino Unido, dice que hay una fuerte evidencia del impacto. Si se lo pudiese relacionar con una extinción masiva sería un gran hallazgo. Si fuera cierto, el potencial letal de los impactos crecería enormemente.

Pero no está claro cuántas desapariciones se produjeron en la época del impacto. Wignall dice que la mortalidad puede haber sido mucho menor que lo que sugiere el equipo de Ellwood. Él piensa que los paleontólogos deberían buscar las pistas que les den una mejor imagen de lo que pasó en aquella época.

El paleontólogo Norman MacLeod, que estudia las extinciones masivas en el Natural History Museum de Londres, coincide en que aunque 40% es el valor correcto para aquel período de la historia de la Tierra, no es una extinción masiva, sino parte de una serie de sucesos mucha más extensa. MacLeod duda de que las extinciones masivas sean resultado de intervenciones extraterrestres. “Los impactos son un fenómeno bastante común”, dice. “Pero no coinciden significativamente con los picos de extinción.”

Las estrellas vecinas

Un cúmulo gaseoso que genera estrellas es fuente de nacimiento de estrellas que luego colapsan

Estamos en el plioceno (hace unos 5 millones de ños) y unos protohombres, los australopitecos, caminan por la Tierra. La evolución ha necesitado mucho, mucho tiempo, para llegar desde los átomos hasta ellos. Una nube interestelar viajera pasa “cerca” de nuestro Sistema Solar, a unas decenas de años luz. ¿Qué es exactamente esta “nube” interestelar? Se trata de gases y materiales en los que se forman grumos a partir de los que nacen estrellas masivas que duran muy poco tiempo y estallan en supernovas. Esta nube viajera ha seguido su camino y se halla ahora a 400 años luz de la Tierra, donde sigue desplazándose. Es muy probable que los australopitecos hayan visto alguna supernova que se encendió y colapsó en esta nube, a unos 130 años luz de nosotros. Si una de esas estrellas hubiese estallado a menor distancia, digamos a 25 años luz, la historia hubiese sido otra: no estaríamos aquí. Y quizás tendíamos una vida muy básica en el planeta, o nada de ella (más detalles en Las Supernovas impactan la Tierra).

Las estrellas sufren convulsiones, a veces inexplicables, como la de la rara estrella V838 Monoceris. Estos colapsos pueden ser muy peligrosas para sus vecinos

El llamado Grupo Local de galaxias al que pertenecemos es, afortunadamente, una agrupación muy poco poblada, sino podríamos ser, en cualquier momento (o haber sido aún antes de existir como especie) destruidos en catástrofes cósmicas como las que ocurren en los grupos con gran población de galaxias. Los astrónomos comprenden cada vez más el porqué de las formas de las galaxias, y parece que muchas (incluso la nuestra) han sufrido impactos contra otras para llegar a tener la figura que tienen. Gracias al telescopio espacial Hubble se están viendo en los últimos tiempos muy buenas imágenes de colisiones entre galaxias.

El “clima” interestelar

Los restos de la terrible explosión de una supernova

Vivimos dentro de una burbuja. El planeta, el Sistema Solar, nuestro grupo local. El estallido de una supernova ha dejado un resto fósil en nuestro entorno: creó una enorme burbuja en el medio interestelar y nosotros nos encontramos dentro de ella. Los astrónomos la llaman “Burbuja local”. Tiene forma de maní, mide unos trescientos años luz de longitud y está prácticamente vacía. El gas dentro de la burbuja es muy tenue (0,001 átomos por centímetro cúbico) y muy caliente (un millón de grados), es decir, mil veces menos denso y entre cien y cien mil veces más caliente que el medio interestelar ordinario. Esta situación tiene influencia sobre nosotros, porque estamos inmersos dentro. ¿Qué pasaría si nos hubiese tocado estar dentro de una burbuja de gases ardientes resultantes de una explosión más reciente o de otro suceso catastrófico? ¿O si estuviésemos en una zona mucho más fría del espacio? No estaríamos aquí.

El “clima” galáctico

La galaxia en que vivimos podría tener una mayor influencia en nuestro clima que lo que se pensaba hasta ahora. Un reciente estudio, controvertido aún, asegura que el impacto de los rayos cósmicos sobre nuestro clima puede ser mayor que el del efecto invernadero que produce el dióxido de carbono.

Galaxia espiral típica

Según uno de los autores de este estudio, el físico Nir Shaviv de la Universidad Hebrea de Jerusalén, en Israel, el dióxido de carbono no es tan “mal muchacho” como dice la gente. Shaviv y el climatólogo Ján Veizer de la Universidad Ruhr, de Alemania, estiman que el clima terrestre, que exhibe subas y bajas de temperatura global que al graficarse forman una figura de dientes de sierra, está relacionado con los brazos espirales de nuestra galaxia. Cada 150 millones de años, el planeta se enfría a causa del impacto de rayos cósmicos, cuando pasa por ciertas regiones de la galaxia con diferente cantidad de polvo interestelar.

Los rayos cósmicos provenientes de las estrellas moribundas que hay en los brazos de la Vía Láctea, ricos en polvo, incrementan la cantidad de partículas cargadas en nuestra atmósfera. Hay algunas evidencias de que esto ayuda a la formación de nubes bajas, que enfrían la Tierra.

Shaviv y Veizer crearon un modelo matemático del impacto de rayos cósmicos en nuestra atmósfera. Compararon sus predicciones con las estimaciones de otros investigadores sobre las temperaturas globales y los niveles de dióxido de carbono a lo largo de los últimos 500 millones de años, y llegaron a la conclusión de que los rayos cósmicos por sí solos pueden ser causa del 75% de los cambios del clima global durante ese período y que menos de la mitad del calentamiento global que se observa desde el comienzo del siglo veinte es debido al efecto invernadero.

La teoría, como es normal en la ciencia, no es del todo aceptada. Los expertos en clima mundial están a la espectativa, considerando que algunas de las conexiones que se han establecido son débiles. Se debe tener en cuenta, dicen los paleontólogos, que se trata de una correlación entre la temperatura, que es inferida de los registros sedimentarios, de la cantidad de dióxido de carbono, que se deduce del análisis de conchas marinas fosilizadas, y de la cantidad de rayos cósmicos, que se calculan a partir de los meteoritos. Las tres técnicas están abiertas a interpretaciones. Además, uno de los períodos fríos de la reconstrucción matemática es, en la realidad, una época que los geólogos consideran caliente. De todos modos, también hay muchos otros que están muy interesados e intrigados.

La variabilidad solar afecta la cantidad de rayos cósmicos que impactan a nuestro planeta. El Sol produce radiaciones similares a los rayos cósmicos, especialmente en el período más caliente, llamado máximo solar (maximum), de su ciclo de 11 años. Estudios anteriores no pudieron separar el impacto climático de esta radiación, de los rayos cósmicos que llegan desde la galaxia y de la mayor radiación calórica que llega desde el Sol.

Los otros planetas y la Luna

Recientemente, se ha anunciado el hallazgo de un sistema planetario que podría ser similar al nuestro. En realidad no se ha logrado aún una observación tan directa que permita afirmarlo, sino que se deduce como posibilidad. Este sistema presenta un planeta gaseoso gigante similar a nuestro Júpiter, ubicado a una distancia orbital similar a la que tiene Júpiter en nuestro sistema. El sol es similar al nuestro, lo que deja lugar a que haya allí planetas ubicados en las órbitas interiores, dentro de la franja de habitabilidad en la que la radiación solar es suficiente para sostener la vida y no es excesiva como para impedirla. Si nuestro sistema no tuviese las características que posee, la vida en la Tierra tendría problemas. Por ejemplo, podría haber planetas, planetoides o grandes asteroides (de hecho algo hay) que giraran en planos diferentes y con órbitas excéntricas y deformes. Cuerpos así podrían producir variaciones cíclicas que hicieran imposible —o difícil— la vida. Venus parece haber sufrido un impacto que le cambió el sentido de rotación sobre sí mismo. Es posible que este impacto también haya desbaratado su atmósfera y su clima. Podría habernos pasado a nosotros, y de hecho parecería que nos ocurrió, sólo que fue durante el génesis del sistema planetario y además (otra gran casualidad y premio cósmico) nos dejó a la Luna, excelente compañera para facilitar la vida. (Ver La luna más rara.)

¿Características especiales de nuestro mundo?

Según una teoría del geofísico J. Marvin Herndon, la Tierra es una gigantesca planta natural de generación nuclear. Nosotros vivimos en su delgada coraza, mientras a algo más de 6.000 kilómetros bajo nuestros pies se quema por la fisión nuclear una bola de uranio de unos ocho kilómetros de diámetro, produciendo un intenso calor que hace hervir el metal del núcleo, lo que produce el campo magnético terrestre y alimenta los volcanes y los movimientos de las placas continentales.

Nuestro planeta es un objeto muy especial, quizás único, en el espacio que nos rodea

La cosa no acaba aquí: si el calor del reactor es el que produce la circulación de hierro fundido (por convección) que genera el campo magnético terrestre, entonces los planetas que no tienen su reactor natural no tendrían un campo magnético (magnetósfera) que los proteja de las radiaciones de su sol —como Marte y la Luna— lo que hace que difícilmente puedan sostener vida. Ver: Reactor nuclear planetario.

Pero ésta es sólo una teoría. Lo que está más en firme es que nuestro mundo y su luna forman un sistema muy particular, mucho más estable que si se tratara de un planeta solitario. Gracias a esto —a nuestra Luna— tenemos un clima más o menos estable, conservamos la atmósfera que tenemos y la velocidad y el ángulo de nuestro giro son los que son. Si no estuviese la Luna, el planeta se vería sujeto a cambios en su eje de rotación muy graves para los seres vivos.

Texto extraído de Zapping

La exploración que están realizando en Marte los dos robots de la NASA ha causado que los medios periodísticos se saquen de la manga el tema de los microbios capaces de sobrevivir en hábitats extremos, porque éstos son los que se podrían hallar en las condiciones que presenta Marte hoy en día. Y también en otros planetas y lunas de nuestro Sistema Solar.

Ampliación de lo que parece un antiguo microbio fosilizado en un meteorito al que se considera proveniente de Marte. Créditos de la Imagen: NASA (La forma alargada ha sido coloreada)

El ciudadano común está impresionado, pero aclaremos no es un tema nuevo: la exobiología lo viene discutiendo y tratando extensamente desde hace años. En Internet hay sitios enteros dedicados a este tipo de información.

Sin embargo, la sensación existe: la gente está sorprendida, los propios científicos están sorprendidos.

Después de convivir durante al menos dos o tres siglos con la creencia de que la vida está conectada directamente con el sol, el agua y las temperaturas moderadas (proveniente del conocimiento científico, no de mistificaciones), en un par de décadas, y más que nada en los últimos años, nos hemos topado con el descubrimiento de que la vida medra en ambientes inimaginables de la Tierra, una vida adaptada —muy bien adaptada y a gusto— a condiciones muy fuera de la línea de lo que considerábamos posible.

Especulábamos, con cierta tristeza, sobre las arideces, sequedades, temperaturas y condiciones químicas imposibles de los planetas y lunas de nuestro sistema. Muchos de nosotros hemos escuchado más de una vez que nuestro planeta es el único favorable para la vida: un planeta de agua, con una luna única, una rotación estable que otros no tienen, con un movimiento de placas y una vida a nivel geofísico (interna) que no se observa en otros lugares. Y esto es bastante cierto, claro.

Nuestro planeta tiene en sus océanos el ambiente más enorme que se pueda imaginar como caldero para experimentar con la vida. A los científicos les parecía —y hasta lo juraban— que sólo aquí podía haberse desarrollado la vida que conocemos.

Alguien puede agregar que nuestro planeta de por sí es, además, un lugar templado. Y es cierto, pero no por eso deja de tener sitios que creemos que son, por definición, por lo que sabemos de las células, los organismos y su funcionamiento, definitivamente “inhabitables”.

También hemos escuchado interminablemente sobre la capacidad única del extremo inferior de la cadena de producción alimenticia, las plantas, que son las únicas capaces de generar las células de sus cuerpos a partir de lo básico: el agua, los minerales y la luz del sol. Sin ellas, sin la fotosíntesis —nos decían en una de las primeras clases de biología—, la vida no es posible.

Ahora los científicos se han encontrado con seres que, con extrañas soluciones de adquisición de alimento y equilibrio de energía y una bizarra relación con el medio ambiente, viven en sitios absolutamente crueles e inesperados. De pronto parece que casi cualquier lugar de nuestro mundo tiene organismos que viven ahí.

Aclaremos que no es que estos organismos apenas sobreviven en estas condiciones, sino que estos ambientes extremos son su hábitat natural. Viven felices ahí. Los ambientes extremos son sus hogares. Más de uno de esos seres muere si se lo extrae de su ambiente y se lo coloca en condiciones que para nosotros —y para la vida en general que conocíamos hasta ahora— serían paradisíacas.

Es por ello que se les ha denominado extremófilos.

Es obvio que descubrir vida que prolifera feliz en estos ambientes extremos ha llevado a una explosión de la imaginación de los que buscan vida fuera del planeta. Ahora es mucho más plausible pensar que ahí fuera puede haber algo vivo. Sí, nuestros océanos pueden haber sido la sopa primordial de la vida, pero los componentes podrían haber llegado desde el espacio —porque se los detecta en las nubes interestelares y en los meteoritos que caen aquí— y también podría ser que desde aquí hayan saltado de regreso al espacio… No es un afiebrado divague mío, es lo que se especula hoy en algunas corrientes científicas.

No es que la vida terrestre haya necesitado cohetes y cápsulas espaciales para salir del planeta (¿las suelas sucias de los astronautas?), sino que se habría desparramado debido a desprendimientos producidos por los impactos de los asteroides y cometas que han golpeado periódicamente nuestro mundo. Una retro-panspermia, lo inverso de lo que se ha especulado siempre.

Hay extremófilos y extremófilos

Que los nombremos bajo un único denominador puede hacer parecer que todos ellos son una misma cosa, una misma clase de organismo, incluidos dentro de un tipo, clase o philum. Pero hay una buena variedad de formas.

También es importante definir qué es un ambiente extremo —para la vida, claro— y qué no lo es. Antes de toda esta seguidilla de impresionantes hallazgos, un “ambiente extremo” era aquel en el que la vida no podía existir.

Imagen del que sería el microbio más antiguo hallado hasta ahora (Birger Rasmussen, Australia)

Es obvio que cada vez que se encuentra en esos lugares algo que se retuerce, reproduce, alimenta y crece, las fronteras cambian.

¿Cuál sería una definición básica para determinar hasta dónde pueden colonizar ambientes los seres vivos?

En general todo organismo tiene funciones que debe mantener para poder sobrevivir, y la mayoría de ellas están basadas en el intercambio de materia y energía con el medio. Es decir, que el medio debe permitirle realizar estas funciones.

A medida que descubrimos lo que la propia vida —sólo adaptándose— ha logrado hacer desde hace millones de años, las nuevas maneras que han surgido de adquirir energía y alimentos, descubrimos que no hay definiciones que valgan.

He visto que se habla de organismos medrando bajo stress. Esto significa, para mí, que un individuo de una de estas especies extremófilas se encuentra en situación incómoda en ese ambiente extremo, sufriendo. Esto sería correcto decirlo si queremos pensar que todos los organismos están adaptados, en realidad, a las condiciones físicas y químicas estándar —medias— de la superficie de la Tierra, y que a veces la naturaleza los obliga a estar en otros sitios menos bondadosos, donde deben esforzarse por sobrevivir. Y que las condiciones que generan stress son las situaciones en las que se somete a un organismo a variaciones, hacia cualquier extremo, de las condiciones estándar.

Bien podría ser al revés. Ya veremos que las condiciones en las que apareció la vida podrían ser las llamadas “extremas”, no las moderadas.

Ocurre que así como durante mucho tiempo nuestra cultura se dejó llevar por el antropocentrismo —y también por un rancio centrismo cultural, como cuando Europa se encontró con América—, si pensamos de este modo nos estamos dejando arrastrar por otro desplazamiento del punto de vista: los organismos que viven en esas condiciones no pueden estar sufriendo, porque están absolutamente adaptados. Allí viven felices y en las condiciones que necesitan. Si se los quita de ahí y se los pone en el mejor de los paraísos campestres de nuestro mundo conocido, en el más fértil, templado y rico que queramos, ellos mueren.

Analicemos ahora los extremos de los que hablamos. Son de dos clases. Fisicos: temperatura, radiación, presión. Y geoquímicos: desecación, salinidad, concentración de oxígeno, acidez, potencial de oxidación.

Para manejarse con estos extremos, los organismos han generado distintas estrategias, dependiendo de cada caso. Evolucionando, han desarrollado respuestas que llevaron a fisiologías distintas o una capacidad de reparación del daño que les produce el medio. Como nosotros, por ejemplo, que transpiramos para regular nuestra temperatura y regeneramos la piel constantemente.

Aislarse del medio es una solución. Nosotros lo hemos hecho con nuestra piel, y no hablemos de —para ir a extremos— los escarabajos, con sus durísimas armaduras.

Cyanidium caldarium (famosa y enigmática alga roja, eucariota y también termófila) y Dunaliella acidophila (microalga, eucariota) viven en un pH de 5 (ácido) y pueden resistir aún peores (hasta pH 0, que es un valor terrible: es la acidez de una disolución de ácido clorhídrico). Estas células tienen un citoplasma neutro, mientras que sus proteínas externas son tolerantes del ácido.

Dije antes que un organismo que vive en un ambiente extremo no debería ser considerado como uno de nosotros que se ha modificado a causa de las agresiones. Bien puede ser al revés: quién dice que estos organismos no son mucho más viejos que nosotros y que nuestros ancestros son los que cambiaron en respuesta a condiciones más suaves.

Los pozos termales alojan vida extrema

Si un extremófilo vive en un ambiente con más de una característica extrema, entonces es un poliextremófilo, como por ejemplo Sulfolobus acidocalcarius, una archea que vive en un medio de 80° C y, como si eso fuera poco, con un pH de 3.

Ya dije que se han encontrado extremófilos que pertenecen a muchas divisiones de los seres vivos.

Entre ellos hay eucariotas, que son aquellos cuyas células tienen la información genética envuelta dentro de una membrana que envuelve lo que llamamos núcleo. Las células de las plantas y de los animales pluricelulares casi siempre son eucariotas.

También hay procariotas —bacterias y archeas—, organismos ancestrales desde el punto de vista filogenético. Son seres unicelulares que tienen la información genética dispersa por su citoplasma: no tienen núcleo.

Y entre los extremófilos no faltan los pluricelulares, y hasta hay vertebrados, aunque parezca increíble.

Con respecto a algo que dije antes, sepamos que entre los termófilos (seres que viven en temperaturas extremas) aparecen más que nada procariotas (ancestrales, como dijimos), de modo que, basándonos en el punto de vista evolutivo, se deduce que los primeros ambientes de la vida —lo “normal” en los ecosistemas antiguos— tenían estas condiciones extremas.

Unos microbios muy primitivos hallados por científicos chinos en rocas cubiertas por el mar hace 1.400 millones de años parecen dar apoyo a la teoría sobre el origen de la vida a partir de “chimeneas subterráneas”.

Las evidencias geológicas encontradas en rocas cerca de la Gran Muralla, en el noreste de China, desafían la actual teoría que dice que la evolución depende exclusivamente de la luz del sol.

Los estudios parecen apuntar a que varios microbios fosilizados, del tamaño de un micrón y forma de bulbo o de hilo, fueron capaces de sobrevivir en condiciones extremas, sin luz ni oxígeno, a temperaturas y niveles de presión extremos.

Los microbios obtenían energía y nutrientes mediante la transformación de sulfuro de hidrógeno, un gas tóxico para el ser humano y muchos de los animales actuales, y que era emitido en forma de humo oscuro por chimeneas naturales.

Los expertos consideran que el descubrimiento (logrado por Li Jianghai, profesor del Instituto de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Beijing) es importante para acercarse a la comprensión del origen de la vida y evaluar la posibilidad de que también se haya iniciado la vida en otros planetas.

Al extremo de mucho, mucho calor

Thermocrinis ruber, bacteria amante del calor © K.O.Stetter & R.Rachel, Univ.Regensburg

La temperatura afecta a los tres tipos fundamentales de moléculas biológicas —lípidos, proteínas y ácidos nucleicos— produciendo cambios en su estructura que desembocan, entre otras cosas, en la desnaturalización (degradación) de estas moléculas.

También hay una correlación inversa entre la solubilidad de los gases en el agua y la temperatura, de manera que a altas temperaturas se puede producir falta de oxígeno y/o de CO₂ (anhidrido carbónico o dióxido de carbono) en el agua.

Cuando se llega cerca de los 100° C, la fluidificación de la membrana celular puede ser letal. Por otra parte, no menos importante, la clorofila se degrada a los 75°, perdiéndose la capacidad fotosintética.

A pesar de todo esto existen los hipertermófilos, que viven con toda naturalidad por encima de los 80° C.

El hipertermófilo de alta temperatura más extremo es la Pyrolobus fumarii (bacteria, procariota, archea), que vive en las paredes de las fumarolas hidrotermales submarinas. Es un quimiolitótrofo nitratorreductor (ataca las piedras y aprovecha los nitratos) y, por lo que se ha podido medir hasta ahora, es capaz de medrar a hasta 114° C, bien por arriba de la temperatura de vaporización del agua. Incluso, a temperaturas menores de 90° C deja de desarrollarse. Es un ambiente demasiado frío para ella.

Otro hipertermófilo que vive en chimeneas del fondo del mar, la archaea productora de metano Methanopyrus spp, está atrayendo ahora mucha atención porque su filogenética está muy cercana a la raíz del árbol de la vida. Se espera que el análisis de sus genes y su actividad ayuden a clarificar cómo sobrevivían las primeras células del mundo.

Hay termófilos entre las bacterias fototróficas (cianobacterias, bacterias púrpuras y verdes), eubacterias (Bacillus, Clostridium, Thiobacillus, bacteria ácido-láctica, Desulfotomaculum, actinomicetos, espiroquetas, Thermus y muchos otros géneros), así como en las archeas (Pyrococcus, Thermococcus, Thermoplasma, Sulfolobus y las metanógenas).

En contraste, los eucariotas soportan un límite superior de temperatura menos alto, de 60° C para algunos protozoos, algas y hongos, en torno a los 48° C para las plantas vasculares, y de 40° C para los peces, posiblemente porque la solubilidad del oxígeno disminuye a mayor temperatura.

Y mucho frío también

A muy bajas temperaturas también medra la vida. Se han encontrado microorganismos con actividad biológica bien debajo del punto de congelación, en un ambiente a -18° C (un freezer de heladera está entre -10 y -18° C).

Hace un par de años, científicos de la National Science Foundation (NSF) de los Estados Unidos hallaron en el polo sur microbios que resisten el frío y las intensas radiaciones ultravioletas del sitio, y que son capaces de vivir en la oscuridad y con escasez de agua líquida. Estas bacterias mostraban un metabolismo activo y con síntesis de ADN a temperaturas ambientes de -12 a -17° C. Se supone que poseen enzimas y membranas que les permiten medrar en esos terribles entornos, muy similares a los de Marte.

Este valor de -18 grados numéricamente no parece mucho. La principal razón por la que la diferencia en grados no es tan amplia en el extremo frío —en comparación con los límites que se alcanzan hacia arriba— es que debajo de los 0° C, como todos sabemos, el agua se congela. Congelada deja de ser el medio para reacciones metabólicas, pero además, dado que el agua se expande al hacerse hielo, los cristales rompen la membrana celular.

Por esta razón la mayoría de los organismos —aún más los unicelulares— sufren daños que los llevan a la muerte. La excepción es un nematodo llamado Panagrolaimus davidi, que puede resistir vivo con la totalidad del agua de su cuerpo congelada.

Los científicos vienen estudiando los microbios que toleran las más gélidas temperaturas de la Tierra en los helados mares y lagos árticos y en los secos valles antárticos. Se procura aprender, así, dónde buscar la vida en otros mundos. Se cree que existen posibilidades de encontrar algún tipo de vida en los lechos de Marte (que ahora se sabe fueron mares salados) y bacterias envueltas en fluidos y hielo en la luna de Júpiter llamada Europa.

Los científicos neocelandeses que investigan en la Antártida opinan que el hallazgo de microorganismos cuya existencia transcurre bajo las gélidas superficies de ese continente ha fortalecido la posibilidad de encontrar organismos vivos en Marte. También para ellos, los organismos vivos de la Antártida viven en condiciones geológicas similares a las del planeta rojo.

El clima de la Antártida se caracteriza por frías temperaturas, que pueden bajar de los treinta grados centígrados bajo cero, y por la sequedad extrema del medio ambiente, que en la Antártida recibe unos 10 milímetros de lluvias anuales. Muchos lugares de Marte se aproximan mucho a eso.

Los científicos dicen que no se debe perder la posibilidad de estudiar los microorganismos en la Antártida, para así estar preparados respecto a lo que se puede encontrar en los mundos gélidos, en vez de tener que esperar a que se pueda viajar al planeta rojo.

Los microorganismos hallados en la Antártida, localizados en un área conocida como Valles Secos, fueron identificados como Beauverias bassianas, unos hongos que pertenecen a una especie emparentada con los de la penicilina. Estos hongos viven enterrados bajo la superficie de la tierra, a una profundidad de entre tres y ocho centímetros.

Los científicos notaron además que el hábitat de la colonia de microbios tiene un alto grado de salinidad, de unas siete veces, al menos, el grado de salinidad de los océanos.

Y otros soportan radiaciones

La radiación es energía en movimiento, bien en forma de haces de partículas —protones, neutrones— o como ondas electromagnéticas —rayos gamma, rayos-X, utravioletas, de luz.

No es habitual que en la superficie de la Tierra haya niveles extremos de radiación, pero igualmente se han estudiado los efectos de una radiación intensa, tanto de ultravioleta como de radiación ionizante, por su importancia en medicina, producción de energía o en los viajes espaciales.

Los daños que puede producir el exceso de radiación van desde la disminución de la movilidad o inhibir la fotosíntesis, hasta algo mucho más importante: daño a los ácidos nucleicos. Cuando una criatura se ve expuesta a una dosis alta de radiación, esta energía intensa causa la descomposición de la molécula de ADN —la colección de todos los genes en un ser vivo que constituyen su esencia—, y ninguna criatura puede sobrevivir si sus genes no funcionan bien.

En este caso el daño es directo, pero también puede ser indirecto, a través de la formación de contenidos de oxígeno reactivo, que reaccionan tanto con las bases como con los dobles y triples enlaces.

Deinococcus radiodurans

A pesar de todo esto, tenemos extremófilos resistentes a la radiación. La bacteria Deinococcus radiodurans es famosa por su capacidad de resistir la radiación ionizante. Una dosis de 500 a 1000 rads es suficiente para matar a una persona. La D. radiodurans perdura aún después de haber sido sometida a 1.500.000 rads, ¡tres mil veces más!

La mayoría de los microbios tienen herramientas para reparar —ocasionalmente— los daños en su ADN. Por ejemplo, cuando se avería una parte del ADN de Escherichia coli, una bacteria muy común que vive en nuestros intestinos, usualmente puede repararlo y seguir viviendo. Sin embargo, no puede sobrevivir a dos o tres daños grandes en su ADN. D. radiodurans, por su parte, puede recomponer en unas pocas horas el ADN fragmentado a causa de la radiación.

Una de las razones es que tiene una gran cantidad de copias de sus genes. Las células de D. radiodurans poseen de cuatro a diez copias de su molécula de ADN, mientras que la mayoría de las bacterias poseen sólo una copia. Estas copias sirven como reserva, son como los resguardos de seguridad que uno guarda de los archivos de una computadora.

De esta manera, cuando la radiación daña el ADN de D. radiodurans, el microbio tiene muchas oportunidades de encontrar una copia intacta de cada gen para usarla y recomponer su ADN. Una proteína especial llamada RecA es la que une los fragmentos. Y parece que D. radiodurans tendría más herramientas de reparación.

Estos procesos aún se están estudiando. Los científicos no tienen completamente claro cómo y por qué D. radiodurans es mucho más resistente a la radiación que otros microbios que tienen las mismas herramientas. Otras bacterias tienen más de una copia de sus genes, aunque no tantas como D. radiodurans.

Los científicos están examinando los genes de D. radiodurans, tratando de entender qué otras herramientas puede tener la bacteria que le confieren una protección extra contra la radiación.

Lo más importante que intentan saber es por qué D. radiodurans desarrolló esta superresistencia a la radiación, ya que el microbio no podría estar expuesto a tan increíbles niveles de radiación en ningún lugar de la naturaleza de la Tierra.

También es increíble que D. radiodurans sea capaz de sobrevivir largos periodos sin una sola gota de agua. Algunos investigadores piensan que la resistencia a la radiación de la bacteria es un efecto colateral de su habilidad para soportar largos períodos sin agua, algo que sí ocurre en muchos lugares. La deshidratación causa los mismos daños en el ADN que la radiación, de modo que requiere el mismo proceso de reparación.

Otros organismos que pueden soportar altos niveles de radiación son dos especies de bacterias del género Rubrobacter y el alga verde Dunaliella bardawil.

Un lago que se formó en el cráter del volcán Licancábur, ubicado a unos 6.100 m de altitud en el Altiplano andino y en la frontera entre Bolivia y Chile, es el lugar ideal para saber cómo se han adaptado los organismos que viven en lagos como ése a la atmósfera enrarecida y al dañino ambiente con alta radiación UV (ultravioleta). Allí se llevan a cabo experimentos sobre estos organismos.

Altas presiones también

La presión varía con la altitud. En la atmósfera, por ejemplo, a 10 km de altitud la presión es casi un cuarto de la que existe a nivel del mar. Nosotros hemos evolucionado en una presión de una atmósfera, que es igual a 101,3 kilopascales (el pascal es la unidad que se utiliza para medir la presión por metro cuadrado) y también a los famosos 760 mm de mercurio de los barómetros tradicionales.

Nuestros ancestros acuáticos, sin embargo, estaban sometidos a una mayor presión, pero hidrostática (en el agua). La presión hidrostática crece en 10,5 kilopascales por cada metro de profundidad. A cinco metros de profundidad, ya tenemos un 50% más de presión que en la superficie.

En la litósfera (dentro de la estructura rocosa del planeta) la presión litosférica crece 22,6 kilopascales por cada metro hacia abajo. A cinco metros debajo del suelo, la presión es un 110% superior a la del aire en la superficie del planeta.

El océano presenta profundidades extremas, en las que la presión es enorme. El punto de ebullición del agua crece con la presión, así que en el fondo oceánico, donde hay fumarolas volcánicas con temperaturas que deberían vaporizarla, el agua del mar se mantiene líquida a 400° C. Este fenómeno incrementa la temperatura a la que es posible el crecimiento microbiano.

Ya hablamos antes de los efectos de la temperatura, pero ¿qué le hace la presión a los seres vivos? Entre otras acciones, la presión produce un cambio de volumen del organismo (lo reduce); además, comprime el empaquetamiento de los lípidos de manera que hace menos fluidas sus membranas. El aumento de la presión puede también inhibir reacciones químicas.

Aunque muchos seres pueden adaptarse a una presión muy alta, lo que no soporta casi ninguno son los cambios repentinos, que pueden ser letales.

La fosa de las Marianas es la mayor depresión marina del mundo, con 11.000-11.200 m de profundidad. Allí, además de Piccard con el batiscafo, bajaron expediciones con submarinos robóticos que han encontrado, además de organismos que podrían vivir a temperatura y presión estándar, otros, llamados piezófilos, que están totalmente adaptados a presiones de 70-80 megapascales (casi mil veces la presión que soportamos nosotros en la superficie). Estas especies no sobreviven a presiones menores a los 50 megapascales.

El submarino científico japonés Kaiko, por ejemplo, alcanzó las máximas profundidades oceánicas del mundo, realizando más de 250 exploraciones que permitieron descubrir 180 bacterias y 350 nuevas especies, útiles para aplicaciones médicas e industriales.

Este vehículo no tripulado, operado en forma remota, tenía apenas tres metros de largo y pesaba 10,6 toneladas. Fue perdido en medio de un tifón y ahora procuran reemplazarlo.

En el lecho de la depresión Challenger, la más profunda del mundo, en la fosa Maruyama, situada cerca de Guam (Islas Marianas) en el océano Pácifico occidental, los brazos robóticos de Kaiko llevaron a cabo una búsqueda de microbios, con ricos resultados.

El científico Yuichi Nogi descubrió, en la fosa de las Marianas, la bacteria Moritella yayanosii, que contiene proteínas como la DHA y la EPA, ampliamente utilizadas en la medicina. Los investigadores intentan desarrollar a partir de ella nuevos y más potentes medicamentos contra la hipertensión y el cáncer, así como un agente purificador de la sangre.

Complejo hábitat alrededor del Riftia pachyptila

Otro hallazgo fue la bacteria Shewanella violacea, en una exploración a 6.500 metros en la Fosa de Tyukyu, cerca de la meridional isla japonesa de Okinawa. Esta bacteria tiene mecanismos particulares de regulación de la presión.

La Shewanella violacea se está probando en la industria de los semiconductores. Los científicos creen que algunas estructuras cristalinas de la bacteria podrían aplicarse a la creación de compuestos químicos útiles para el desarrollo de materiales semiconductores.

El biólogo marino Shinji Tsuchida participó en varias exploraciones en la fosa de las Marianas. En el océano Indico, gracias al submarino robot halló vida en torno a las “fumarolas negras” (del inglés black smokers), una suerte de géiseres submarinos que arrojan agua muy caliente rica en minerales desde el fondo del océano.

Las especies halladas en ese lugar proliferan en un ambiente con gran concentración de sulfuro de hidrógeno (altamente venenoso para los animales) y metano, y una presión mil veces superior a la de la superficie marina. La teoría común señalaba que nada podría sobrevivir en semejantes ambientes extremos, a los que la luz del sol jamás llega.

Allí, en aguas cercanas a Okinawa, donde a profundidades de más de 2.500 metros la temperatura del agua llega a 360° C, se encontraron, por ejemplo, el extraño gusano tubícola Riftia pachyptila, el pequeño cangrejo blanco Austinograea rodriguezensis, y varias especies de camarones y mejillones.

El gusano tubícola parece realmente extraterrestre: no tiene boca ni tracto digestivo y se alimenta del sulfuro de hidrógeno (que es considerado un veneno de amplio espectro), pero no directamente. Contiene una bacteria que vive en simbiosis con él. La bacteria posee una enzima en su organismo que disuelve el sulfuro de hidrógeno y lo convierte en materia orgánica que alimenta al gusano.

Alrededor de estos gusanos se ha creado todo una comunidad de seres vivos de diferentes tipos, que dependen de éstos.

Si todo está muy seco…

El agua posee muchas propiedades que la convierten en el solvente esencial de la vida. Los seres vivos son en gran parte de agua. Así que si falta el agua, la vida no es posible… ¿o sí?

Por lo que se sabe hasta ahora, la falta de agua en un ambiente sí parece ser determinante. El año pasado, en la parte más seca del desierto de Atacama (Chile), un equipo de investigación llevó a cabo experimentos similares a los realizados por las sondas Viking en Marte para encontrar microbios. No hallaron ninguna evidencia de vida. Los científicos calificaron de “altamente inusual” este descubrimiento, por ser un ambiente expuesto a la atmósfera terrestre. Pero Atacama es la región más seca del mundo.

Ubicado a 1.000 metros de altitud, el desierto de Atacama tiene una antigüedad de 15 millones de años y es 50 veces más árido que el Valle de la Muerte californiano. Dicen los investigadores que la razón de que sea tan seco y virtualmente estéril es porque la humedad está bloqueada a ambos lados, por los Andes al este y por montañas costeras al oeste.

Los científicos estudiaron la parte más seca de Atacama, un área llamada “de doble sombra de lluvia”. Durante los últimos cuatro años, la estación meteorológica del equipo registró una única precipitación de tan sólo unos míseros 0,25 mm de humedad. La hipótesis del equipo es que en el corazón del desierto de Atacama llueve, en promedio, una vez cada diez años.

Fred A. Rainey, profesor asociado de ciencias biológicas en la Universidad Estatal de Louisiana y experto en microorganismos de ambientes extremos, dijo que Atacama fue el único lugar de la Tierra en el que tomó muestras de suelo para cultivar microorganismos en el laboratorio de las que no creció nada. Dijo que, normalmente, cuando se toma una muestra de suelo de cualquier ambiente y se lo pone en un medio de cultivo, se pueden ver diferentes colonias bacterianas creciendo allí después de unos pocos días. Pero, en el caso de suelos recogidos en algunas áreas de la región central del desierto de Atacama, no aparece ninguna o muy pocas colonias bacterianas, aún después de veinte días de incubación.

Pero luego de esta investigación con resultados negativos, científicos del Instituto del Desierto de Chile detectaron la presencia de vida microscópica en los cerros que rodean la ciudad de Antofagasta (ubicada al borde del desierto de Atacama). Se trata de bacterias fotosintéticas denominadas cianobacterias, primeras habitantes del planeta.

Desde hace cuatro años, científicos del Instituto del Desierto de la Universidad de Antofagasta (INDES), encabezados por el académico Dr. Benito Gómez Silva, realizan un estudio de los organismos fotosintéticos del desierto de Atacama. Aunque el lugar posee bajísimos índices de humedad, ahí se encuentran organismos hipolíticos, es decir, que viven en las piedras, enterrados bajo la superficie, especialmente en aquellas rocas translúcidas como el cuarzo o el granito, mineral que abunda en esa zona.

Los microrganismos hallados son fotosintéticos y corresponden a una cianobacteria, primeros entes que evolucionaron en la Tierra, siendo responsables de la producción de oxígeno en la atmósfera hace millones de años. Estos microorganismos, dicen los científicos chilenos, podrían ser útiles en biotecnología, pues resisten las condiciones extremas del desierto de Atacama.

En otros ambientes menos extremos pero también muy secos, sin embargo, se encuentran organismos con adaptaciones que les permiten sobrevivir a la falta de agua. Hay organismos que pueden tolerar la desecación extrema porque son capaces de entrar en un estado llamado anhidrobiosis, que se caracteriza porque el organismo tiene una cantidad de agua intracelular pequeña y porque no posee actividad metabólica.

Este estado puede ser alcanzado por una gran variedad de organismos, incluyendo bacterias, levaduras, hongos, plantas, insectos, tardígrados (invertebrados muy pequeños, con el aspecto de los ácaros, a los que se les llama “ositos de agua”), nematodos micófagos, y el crustáceo Artemia salina (que es el que se vende a los niños como un polvillo mágico que se echa en el agua y del que nacen, “milagrosamente”, los “hombrecitos de mar” o “monitos de mar”).

De todos modos, los cambios irreversibles, como la desnaturalización y ruptura de las estructuras de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, así como la acumulación de especies oxigenadas reactivas durante la deshidratación, especialmente bajo la radiación solar, son mecanismos de desecación que producen la muerte.

Salado, salado

Se sabe ahora que los organismos vivos pueden vivir en un rango de salinidad que va desde el del agua destilada (o sea ninguno) hasta el de las soluciones saturadas de sal.

Hay una forma de arqueobacterias que está adaptada a la vida en ambientes altamente salinos. Estos organismos, conocidos con el nombre de halófilos (amantes de la sal), viven en ambientes salinos y húmedos como el Mar Muerto (Jordania e Israel) y el Great Salt Lake (Gran Lago Salado) de Utah, Estados Unidos.

La antigüedad específica de los halófilos aún no se conoce, pero debido a que respiran oxígeno se cree que no son una de las primeras formas de arqueobacterias. El oxígeno no era uno de los componentes principales de la atmósfera terrestre hasta que los organismos anaeróbicos, como las cianobacterias, comenzaron a producirlo. Sin embargo, existe evidencia que indicaría que los halófilos estarían muy cerca de las raíces del árbol de la vida. Si los estudios indicaran que los halófilos son las arqueobacterias más antiguas, esto apuntaría a que el origen de la vida fue en agua muy salada.

La salinidad, como la temperatura, tiene efecto en las propiedades del agua. Un aumento de la salinidad aumenta la presión osmótica (importante para los organismos), además de bajar la temperatura de congelación (normalmente de 0° C).

Debido a la diferente presión osmótica, la vida en altas concentraciones de sal debe ser capaz de solucionar cuestiones relativas a la presión de la tensión hídrica, la deshidratación celular y la desecación.

Entre los halófilos se encuentra una variedad de microbios. Muchos son archeas y cianobacterias, además del alga verde Dunaliella salina, que puede sobrevivir en soluciones saturadas de cloruro de sodio.

Microfotografía en colores simulados de Tindallia californiensis – © R. Hoover, NASA

El lago Mono, en California, Estados Unidos, es un cuerpo de agua extremadamente salado y además alcalino. Es casi tres veces más salado que el agua de mar y tiene un pH de 10. Sin embargo, el lago Mono sostiene una gran variedad de vida; desde microbios, pasando por plankton y llegando a pequeños camarones.

El Tindallia californiensis se encuentra aquí como en su hogar. Prospera en condiciones altamente alcalinas (pH de 8 a 10,5) y con concentraciones salinas cercanas al 20%.

Hay allí otro raro microbio: Spirochaeta americana. Lo encontraron viviendo junto al T. californiensis y a una cantidad de especies microbianas —que se supone llegan a varios centenares— en las muestras de lodo del lago Mono. Encontrar nuevas especies en esta abundante colección de vida microbiana es un trabajo de detectives.

“La recolección de muestras en el fondo fangoso de este lago, y el mantenerlas vivas, puede ser un asunto complicado,” dice el investigador que trabaja en este lago. “Estas especies mueren ante la presencia de oxígeno, así que hay que tener mucho cuidado para protegerlas”.

Acidez extrema o alcalinidad extrema

El pH fue definido en 1909 por el químico danés Sorensen como el potencial hidrógeno (pH), o logaritmo negativo de la concentración molar (más exactamente de la actividad molar) de los iones hidrógeno.

Esto es: pH = -log [H⁺]. Desde entonces, se utiliza universalmente el término pH.

Como esto debe haber sonado para muchos muy técnico y seguramente poco explicativo, para darnos una idea veamos una pequeña tabla de los pH de diversas sustancias:

Los procesos biológicos normales tienden a ocurrir en un rango medio del espectro de pH. El pH tanto intracelular como ambiental suele encontrarse en este valor, de alrededor de 6 a 7.

Sin embargo en algunos sitios de la naturaleza el pH puede ser muy alto, como sucede en los lagos salinos o zonas de desecación, o muy bajo, llegando hasta 0 (extremadamente ácido, como el ácido clorhídrico).

A este pH excepcionalmente bajo las proteínas se desnaturalizan.

Sin embargo, existen organismos que viven con estos niveles de acidez. Son llamados acidófilos.

No se hallan peces y cianobacterias en un pH más bajo de 4, las plantas e insectos viven en sitios que tienen entre 2-3, pero los eucariotas unicelulares pueden vivir por debajo de 1.

El acidófilo más conocido es el alga roja Cyanidium caldarium, que ha sido hallada en la naturaleza a un pH de 0,5, aunque su óptimo en el crecimiento en cultivo es de 2-3. El alga verde Dunaliella acidophila puede también sobrevivir a 0 de pH, con un máximo de 1. Tres hongos, Acontium cylatium, Cephalosporium sp y Trichosporon cerebriae crecen a pH 0.

En estos ambientes de extrema acidez también se han encontrado archeas.

Los heterótrofos aeróbeos Picrophilus oshimae y Picrophilus torridus tienen un crecimiento óptimo a pH 0,7 y 60° C

En una mina de hierro y en una mezcla de ácido sulfúrico y altos niveles de cobre, arsénico, cadmio y zinc, apareció una rareza: Ferroplasma acidarmanus, con membrana únicamente, sin pared celular.

Existe el otro extremo, el de los alcalófilos, que prefieren pH altos, con una diferencia de dos o más unidades de pH entre el medio interno y externo de la célula. Hay representantes de todos los dominios y del reino de los eucariotas capaces de tolerar pH altos (elevada alcalinidad), de hasta 11.

¡En agua sulfurosa!

Las aguas del río Tinto, en la provincia de Huelva, España, fueran consideradas muertas durante años a causa de la actividad minera de la faja pirítica —que se realizó durante mucho tiempo— y otros motivos, relacionados con actividad industrial más reciente.

Un grupo de investigadores y estudiantes de la Universidad Autónoma de Madrid, que iniciaron a finales de los ochenta el estudio de los posibles microorganismos del Río Tinto, descubrieron con sorpresa que el área fuente de este río de España albergaba una comunidad de microbios muy diversa, resultado inconsistente con un ambiente supuestamente degradado.

Estudios posteriores de la microbiología y química del agua en los noventa empezaron a evidenciar que gran parte de las condiciones de extrema acidez alcanzadas en el río eran originadas por la actividad de ciertos microorganismos, que son capaces de sobrevivir oxidando los sulfuros metálicos, como la pirita, que conforman parte del basamento de la cuenca minera y que han sido fuente de su riqueza.

En efecto, la oxidación de la pirita por microbios quimiolitótrofos (así se definen), produce la generación de una solución ácida con alta concentración en hierro oxidado, que es la sustancia que da el color característico al río Tinto.

La quimiolitotrofía es el proceso metabólico que usan algunos microorganismos para procurarse energía a partir de moléculas inorgánicas. En el caso del río Tinto, bacterias “comedoras de rocas” como Leptospirillum ferrooxidans y Acidithiobacillus ferrooxidans consiguen su energía oxidando los iones de hierro ferroso (Fe₂+) de la pirita, convirtiéndolos en iones férricos (Fe₃+). El Acidithiobacillus también es capaz de conseguir energía oxidando el azufre.

A causa de la pequeña cantidad de energía que se genera en la oxidación de ion ferroso a férrico, estas poblaciones de bacterias deben oxidar una gran cantidad de hierro para crecer. Como resultado, relativamente pequeños crecimientos en la población bacteriana producen la precipitación de masivas cantidades de material férrico.

El equipo de investigación ha recogido en ese río unos 1.300 organismos diferentes, incluyendo arqueobacterias, levaduras, hongos y protistas. La biomasa más abundante en el río parecen ser algas. Masas de algas cubren a menudo la superficie del agua, tiñendo las rojas aguas de verde y produciendo burbujas de oxígeno.

Uno de los científicos del equipo piensa que es inexplicable que unos organismos eucariotas como las algas sean capaces de prosperar en estas duras condiciones de acidez y concentraciones metálicas tan elevadas.

¿Y el aire qué?

Hay que hacer referencia a un aspecto que no debemos olvidar: aunque hoy en día el ambiente terrestre es mayoritariamente aeróbeo, es decir con oxígeno (tanto en el aire como en el agua), este elemento es, en realidad, una sustancia activa y tóxica a la que nos hemos adaptado.

El aumento del oxígeno como gas atmosférico modificó los rasgos de la vida en la Tierra. Muchas formas de vida murieron, mientras que otras se adaptaron a la nueva concentración de este gas.

En ese sentido, todos los organismos aeróbeos deberíamos ser considerados extremófilos.

Dentro de las piedras

El 80 por ciento de la flora antártica no es muy diferente de la de otras zonas del planeta. Sin embargo, en el 20 por ciento restante aparecen formas de vida únicas, tan curiosas como la de la imagen de arriba (franja oscura).

Se trata de las comunidades o líquenes endolíticos, “una asociación de hongo y alga que vive dentro de las piedras en una zona de la Antártida conocida como ‘valles secos’, donde se pensaba que no existían formas de vida pluricelular”, relata el profesor de la Universidad Complutense Leopoldo García Sancho.

Este tipo de liquen se ha hecho muy famoso porque “ha servido para diseñar teóricamente lo que puede ser la vida en Marte o los últimos tipos de vida que hayan existido en dicho planeta, y en ellos se basa el proyecto de Vida en Marte de la NASA”.

Las peculiaridades de los líquenes antárticos son en su mayoría morfológicas. “Se ha llegado a hablar incluso de ‘gigantismo’. Algunos ejemplares pueden llegar a alcanzar tamaños descomunales con respecto a otros de su misma especie en distintas zonas”.

En cuanto a su crecimiento, es completamente distinto en las dos zonas del continente: “En la parte continental, la tasa de crecimiento es bajísima, muchos de los líquenes tienen más de 1.000 años”.

En prácticamente todos los desiertos del mundo, en las rocas de cuarzo, que son translúcidas, habitan organismos endolíticos. En el desierto de Mojave, en las zonas más áridas, casi todas las rocas que se encontraron estaban colonizadas por estos organismos.

Un equipo de científicos de la Universidad del Estado de Oregon descubrió bacterias dentro de una perforación de 1.350 metros de profundidad horadada en la roca volcánica cerca de Hilo, Hawai. El agujero comienza en la roca ígnea del volcán Mauna Loa y pasa a través de lava del volcán Mauna Kea. A 1.000 metros encontraron cristales de basalto fracturados que se formaron cuando la lava fluyó al océano.

Luego de un minucioso examen, encontraron que esta lava había sido cambiada por microorganismos. Usando microscopio electrónico, hallaron allí unos diminutos microbios esféricos y fueron capaces de extraerles el ADN, que ahora están estudiando.

El aguante sin luz

Aún se discute si el asteroide que dejó su marca en Yucatán fue el que eliminó a los dinosaurios. Sea o no el caso, su efecto fue mundial. El registro fósil muestra que al final del Cretácico, la vegetación de Nueva Zelanda estaba dominada por coníferas y plantas con flores. El registro muestra también que muchas de estas especies desaparecieron súbitamente al final de ese período y fueron reemplazadas por esporas y filamentos de hongos preservados por una capa de carbón de cuatro milímetros de espesor. Esta capa coincide con la deposición de iridio, un elemento raro en la corteza de la Tierra pero abundante en los asteroides.

Es decir, sí hubo una catástrofe mundial. Los científicos pudieron reconstruir el evento mes a mes, con una gran resolución temporal. Durante un período muy corto (entre unos pocos meses a un par de años) los hongos y otras saprofitas que vivían de organismos muertos fueron la forma dominante de vida sobre la Tierra. El polvo atmosférico bloqueó la luz solar y provocó la muerte de las plantas que dependían de la fotosíntesis.

La capa de hongos fósiles es seguida por un intervalo de sesenta centímetros de espesor que contiene trazas de la flora que se iba recuperando, la cual se restableció relativamente rápido: los helechos terrestres primero, seguidos luego de décadas o siglos por una vegetación más diversa, tipo bosque.

Se conoce una capa similar de hongos y algas de una catástrofe previa que ocurrió hace 251 millones de años en la frontera Pérmico-Triásico. Ésta fue una extinción en masa aún mayor: desapareció aproximadamente el 90% de las especies que existían hasta ese momento.

Microbios atómicos y eléctricos

Geobacter sulfurreducens. El recuadro ampliado de imagen muestra las estructuras similares a cabellos que utiliza para nadar. Imagen de University of Massachusetts.

Geobacter sulfurreducens es un microbio capaz de alimentarse de uranio radioactivo, que es soluble en el agua —lo que lo hace peligroso porque es disuelto y arrastrado por ella—, y convertirlo en una forma que se precipita, de modo que es más fácil separarlo. Estos microbios viven en la tierra común y pueden ser estimulados a crecer naturalmente agregando vinagre al suelo.

Investigadores financiados por el Departamento de Energía de los Estados Unidos usaron este microbio para reducir en un 70 por ciento el uranio disuelto en el agua de una mina llamada Rifle Mill, en Western Colorado, donde se extraía este mineral para las armas nucleares. El uranio disuelto en ese lugar contaminaba el agua subterránea, que luego fluía hacia el río Colorado.

A fines del año pasado, los científicos secuenciaron el genoma de G. sulfurreducens, identificando los genes que le dan al microbio esa capacidad. Encontraron los genes que le permiten nadar y “oler” los metales. Más de cien genes ayudan al microbio a producir energía transportando electrones en metales como el uranio. Descubrieron que es probable que este microbio se adapte y sea capaz de competir en entornos subterráneos, incluyendo suelos pobres en oxígeno, pero también en aquellos en los que este elemento existe en cantidad. Los descubrimientos fueron publicados en la revista Science.

El proceso que usa el microbio para obtener su energía de los metales se puede utilizar para fabricar baterías. Los científicos produjeron electricidad fijando celdas con microbios G. sulfurreducens a electrodos y capturando la corriente que se generó.

Hay otro microbio, el Geobacter metallireducens, que es capaz de descomponer el uranio y también el plutonio, un metal muy radioactivo.

En las profundidades del planeta

La perforación más profunda del mundo es el pozo SG-3, de 12.262 metros, en el área de Pechenga-Zapolyarny, península de Kola, Rusia. Estos pozos son experimentales. Además del aporte en conocimentos a la geofísica, se prueba en ellos hasta dónde es posible penetrar en la corteza de nuestro mundo.

Alcanzar grandes profundidades no es nada fácil de lograr. A medida que se avanza, el trabajo se hace cada vez más dificultoso, y el éxito final depende de la calidad técnica del equipo que se utiliza —que en los casos extremos, como el pozo SG3, requiere tecnología ultravanzada, comparable a la espacial—, pero también de la formación geológica en la que se perfora.

El programa alemán de perforación continental profunda (KTB) realizó varias perforaciones de la frontera Cretáceo-Terciaria en la roca cristalina de la cuenca del Bosque Negro Bávaro (Bavarian Black Forest, en Schwartzwald) en Europa central. De los seis pozos perforados, el más profundo tiene 9.100 m, y a esa profundidad la temperatura alcanzó los 265° C. En uno de estos pozos de KTB se hallaron hipertermófilos a una profundidad de 4.100 m, aunque no se pudieron lograr muestras cultivables de estos microorganismos. La temperatura de los líquidos era de 118° C (hasta ahora, la temperatura a la que se han podido cultivar hipertermófilos no ha excedido los 113° C).

En Gravenberg, Suecia, se hizo otra perforación muy profunda para estudiar los gases de las profundidades. Alcanzó los 6.800 m y ahí sí se pudieron aislar las bacterias termofílicas, a una profundidad de 5.278 m, donde había una temperatura de entre 65 y 75° C.

Estos hallazgos son más o menos fortuitos, porque estas perforaciones profundas siguen siendo muy pocas y no se ha encarado ninguna que esté específicamente orientada a la investigación microbiológica. Las que se realizan con el propósito de explorar la vida microbiana raramente alcanzan los 1.000 m. La exploración de la biosfera intra-terrestre profunda recién ha comenzado y es difícil predecir qué sorpresas nos pueden esperar allí.

Bajo el suelo del mar, comiendo vidrio

Vista microscópica de estructuras tubulares de unos 25 micrometros, sobre vidrio volcánico marrón (lava superenfriada). La muestra fue tomada en el sitio 504B del Ocean Drilling Project, una perforación que se realiza en el Pacífido ecuatorial oriental.

En un pozo realizado bajo el océano Pacífico se encontraron rastros de microbios que viven como topos, comiendo y avanzando por la roca, a 375 metros debajo de la corteza del fondo oceánico y a 4.000 metros por debajo del nivel del mar. Se trata de roca formada por lava submarina vitrificada, similar a la que se usaba en la edad de piedra para hacer puntas de flechas, en la que se hallaron las galerías (como de gusano) excavadas por los microbios.

Se podría dudar del origen de estas perforaciones, atribuyéndolos a fenómenos químicos que no involucren seres vivos, pero se halló material biológico adherido a las paredes internas de los túneles.

Hubert Staudigel, de la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California, en San Diego, Estados Unidos, descubridor de estos organismos, dijo que los microbios pueden hacerse camino excavando túneles al mismo tiempo que comen, ya que derivan energía química del vidrio y así encuentran protección de “organismos mayores”. Dice que estos microbios come-vidrio son los extremos inferiores de la cadena alimenticia de la ecología de este mundo en las rocas. Su estudio fue publicado en la revista Science en el año 2001.

Resistiendo el espacio exterior

En base a los experimentos realizados por los rusos y la NASA, se sabe que las formas sencillas de vida podrían sobrevivir los viajes interplanetarios o interestelares. Los científicos creen que lo harían en un estado muy poco vital, congelados y deshidratados, dentro de los asteroides rocosos más grandes, protegidas de los rayos cósmicos.

Al caer en planetas con las condiciones necesarias, podrían revivir y medrar allí, adaptándose a sus condiciones.

En un experimento de la NASA, la bacteria Bacillus subtilis sobrevivió casi seis años abiertamente expuesta al espacio. La bacteria Deinococcus radiodurans ha soportado tranquilamente pruebas de exposición a rayos gama equivalentes a haber estado millones de años en el espacio, además de aceleraciones equivalente a 33.000 veces la gravedad terrestre.

Además, se han podido volver a la vida bacterias halladas insertas dentro de fósiles terrestres después de haber estado latentes durante 25 a 40 millones de años. Es obvio que algunos de estos microbios serían capaces de sobrevivir los viajes interestelares y llegar vivos a otros planetas, a pesar de la alta energía de los impactos de los cometas y asteroides.

Flotando en altitudes extremas

Científicos del departamento de Astrobiología de la Universidad de Cardiff (Reino Unido) y de Hyderabad (India) han tomado muestras de aire con contenido biológico en las capas estratosféricas superiores. En enero de 2001 lanzaron varios globos sonda desde Hyderabad, que tomaron muestras a altitudes de hasta 41 km, congelándolas in situ.

Los resultados de estos experimentos se publicaron en FEMS Letters, una publicación de la Federación de Sociedades Microbiológicas Europeas.

Cuando estas muestras fueron descongeladas y cultivadas, se hallaron dos tipos de bacteria similares a las Bacillus simplex y Staphylococcus pasteuri, comunes en los suelos. También había un tipo de hongo que parece ser Engyodontium album. La densidad de estos microorganismos era reducida, pero real. Aunque no se pueda descartar del todo una mínima posibilidad de contaminación antes o después del vuelo de los globos sonda, tampoco existe prueba alguna para dudar de la correcta realización del experimento.

Estos resultados han producido una fuerte disputa en la comunidad exobiológica y microbiológica por dos motivos. El primero es la dificultad de comprender cómo han logrado llegar esos microorganismos a semejantes altitudes. El segundo, más serio todavía, es la posibilidad de que estos seres no vengan desde abajo, sino desde arriba, transportados por objetos no terrestres como los cometas. Esto sería una vindicación directa de la polémica teoría de la panspermia, según la cual la vida en la Tierra —y en otros planetas— bien podría haber sido sembrada desde el espacio.

La panspermia no es una teoría generalmente bien aceptada por la comunidad científica en estos momentos y cualquier posible vindicación de la misma es escrutada con cien ojos.

Sea como fuere, es evidente que la vida es un fenómeno persistente que se manifiesta en ambientes extremos de todo tipo, desde géiseres hirvientes hasta inhóspitos desiertos y ríos ácidos. Lo extraño de estos microorganismos presuntamente capturados a 41 km de altitud no es su existencia, sino de qué manera han acabado allí… y se mantienen allí (si es que no están permanentemente lloviendo desde el espacio, como podría afirmar la panspermia).

El astrofísico Jayant Naralikar —que ha colaborado en los experimentos descritos— sugirió a la prensa que el virus del SARS podría tratarse de uno de estos organismos extraterrestres, o al menos de alta atmósfera.

Esto es como mínimo aventurado y sólo podría considerarse después de descartar otras causas mucho más comunes, como, por ejemplo, la situación higiénico-sanitaria en los focos de la infección y la formación convencional de nuevas cepas víricas, bien documentadas en el caso de enfermedades como el SIDA y determinadas fiebres hemorrágicas, como el Ébola.

También hay que considerar que se acepta comúnmente que, por razones evolutivas, los organismos de orígenes muy distintos interactúan mal. Los proponentes de esta hipótesis “altoatmosférica” para el origen del SARS deberían explicar cómo es posible que estos microorganismos sean capaces de interactuar con seres que han seguido caminos evolutivos muy distintos, como los humanos.

Muy, muy antiguos

Un investigador ha encontrado algo que a su parecer son fósiles de como mínimo 3.200 millones de años de antigüedad (y hasta podrían tener 3.500 millones o más aún), lo que sugiere que la vida en la Tierra se habría originado en el fondo del océano, en lugares donde la luz del sol jamás ha llegado, en sitios profundos calentados por efecto de los volcanes.

“La cuna de la vida puede haber sido un terrible lugar, subterráneo y sulfuroso, nada diferente de la visión medioeval del Infierno”, dice Birger Rasmussen, paleobiólogo de la Universidad de Western Australia, quien reportó el hallazgo del fósil en la revista Nature.

Las formaciones halladas, que a entender de los científicos son organismos unicelulares, aparecieron en rocas australianas 600 millones de años más antiguas que la evidencia más primitiva de vida química que se haya encontrado en la Tierra. Además, este descubrimiento hace retroceder en alrededor de 2.700 millones de años la evidencia fósil de microbios que hayan vivido alrededor de fuentes calientes del fondo del océano.

Las formaciones parecen organismos filamentosos que miden una milésima de milímetro de diámetro y un décimo de milímetro de longitud. Estos seres pueden haber obtenido su energía de productos químicos relacionados con el azufre en lugar de la luz del sol, dijo Rasmussen, su descubridor.

“En las profundidades del océano, los manantiales calientes pueden haber sido hábitats atractivos para los primitivos microbios, ya que allí estaban protegidos de los efectos del bombardeo planetario y sumergidos en una rica sopa de metales y nutrientes”, explicó Rasmussen. “Semejante entorno puede haber ofrecido durante centenares de millones de años un lugar seguro para el desarrollo de la vida, antes de que la superficie de la Tierra se hiciese habitable.”

Estos hallazgos no terminan con el debate sobre cuál puede haber sido el lugar de origen de la vida en la Tierra, ya que esos microbios pueden haber migrado desde otro lugar.

Pero según piensa Andrew Knoll, profesor de paleobiología de la Universidad de Harvard, Rasmussen ha traído a la palestra el hecho de que las rocas volcánicas ubicadas en lugares fuera del alcance de la luz del sol, bañadas de agua hirviente, podrían ser el lugar donde se inició todo.

“La teoría actual de la biología es muy parecida a la visión medioeval del Infierno”, dice Knoll.

Charles Darwin teorizó que la vida podría haber comenzado en una pequeña charca calentada por el sol. En los años 50 los científicos demostraron que un rayo eléctrico caído en una mezcla de gases que simulaba la composición de la atmósfera de la primitiva Tierra produce aminoácidos, uno de los ladrillos de la vida.

Luego, sin embargo, los biólogos que buscan el origen de la vida concentraron su búsqueda en lugares en los que brota agua caliente a través de la corteza de la Tierra.

Rasmussen dice que se tropezó con los fósiles mientras examinaba el interior de unas rocas compuestas principalmente de cuarzo y pirita que se habían extraído de muchos metros debajo de la superficie. Su estudio trataba de determinar cuánto oxígeno había en la atmósfera primitiva.

El lugar del hallazgo es conocido como depósito del “Manantial de Azufre”, ubicado en la región de Pilbara, en el oeste de Australia. Esta región fue un antiguo lecho marino y ahora es accidentada, rocosa y caliente, con muy pocas lluvias.

“Luego de investigar centenares de sitios, encontré unas estructuras inusuales que contenían densos conjuntos de filamentos entrelazados”, explicó. “Tras un examen cuidadoso, llegué a la conclusión de que los filamentos tienen que ser biológicos.”

Knoll está de acuerdo, ya que los filamentos tienen tamaños y alineamientos regulares.

Rasmussen y Knoll creen que estos fósiles, además de sumarse al panorama de la primitiva vida sobre la Tierra, marcan un camino para los científicos que buscan vida en otros lugares del Sistema Solar.

Un asunto alucinante

Comencé esta recopilación impactado por un artículo que encontré en Internet hace bastante tiempo. Lamentablemente, mientras lo estaba traduciendo, el artículo desapareció de la red.

No sé qué credibilidad se le puede dar, pero de todos modos aquí lo pongo, porque sin duda es alucinante.

Nota: Por si alguien piensa que esto puede ser algo inventado por mí, lo refiero a un link que apunta aún a ese artículo desaparecido, ubicado en Astrobiology.com – observen allí el artículo “Scientists Claim to Revive Alien Bacteria, Discovery.com”, del día 10 may 2001.

Microbios en rocas y meteoritos: una nueva forma de vida no afectada por el tiempo, la temperatura y la presión

Giuseppe Geraci (*), Rosanna del Gaudio (*) and Bruno D’Argenio (**) (*) Dipartimento di Genetica, Biologia Generale e Molecolare, Università di Napoli “Federico II”, Naples, Italy (**) Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Napoli “Federico II”, Naples, Italy and Istituto di Ricerca Geomare Sud, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Naples, Italy

RESUMEN – Los cristales, rocas y vetas minerales de diferentes orígenes parecen contener vida microscópica viable que aparece nadando bajo el microscopio cuando la muestra es fragmentada apropiadamente y se la suspende en un medio nutriente. Esta forma de vida de las rocas parece no ser afectada por el tiempo, ya que se han encontrado microbios en muestras de eras geológicas diferentes, desde 2.800 millones de años de antigüedad a otras recientes, ni tampoco por la presión y la temperatura, ya que están presentes en rocas metamórficas e ígneas. Una búsqueda similar en meteoritos muestra que en esos materiales también hay microorganismos. Se han cultivado y clonado algunas especies microbianas derivadas de muestras de rocas y meteoritos. Se las ha clasificado por tipificación de 16S rDNA, encontrando que no son esencialmente diferentes de los organismos de hoy; además, resultan sensibles a la inhibición de crecimiento a causa de antibióticos específicos. Si las formas bacterianas encontradas en meteoritos realmente son de origen extraterrestre, su presencia apoyaría la hipótesis de que la vida llegó de fuera de la Tierra, con la indicación adicional de que podrían haber estado presentes en los materiales que formaron el Sistema Solar.

PALABRAS CLAVE: Bioastronomía, Microbios, Vida en las rocas, Vida en meteoritos, Origen de la vida.

INTRODUCCIÓN

Es de conocimiento común que existen fósiles bien reconocibles de formas de vida microbiana en antiguas rocas sedimentarias, tales como los estromatolitos arcaicos. Algunos microfósiles están tan bien preservados que ha sido posible su identificación y caracterización en términos de estructura y composición, permitiendo determinar qué tipos de microorganismos poblaban la Tierra en sus tiempos geológicos iniciales (Golubic y Seong-Joo, 1999; Nisbet, 2000; Rosing, 1999). Estos estudios son relevantes para comprender mejor el origen y evolución de la vida en la Tierra. Con ese propósito se formularon diferentes teorías en la primera mitad del siglo 19, que consideraban las peculiares condiciones prebióticas (J. D. L. Bernal, J.B.S. Haldane, A.I. Oparin), y también se realizaron experimentos de laboratorio en condiciones que duplicaban los entornos prebióticos supuestos (S.L. Miller).

Recientemente, los estudios geotérmicos sobre la presencia de vida en la joven Tierra han dado evidencia de que había microorganismos hace 3.200 millones de años (Rasmussen, 2000) o incluso antes 3.470 millones de años atrás, en base al resultado de la enzimología de redución de sulfato microbial (Shen et al, 2001). Todo esto ha llevado el comienzo de la presencia de vida organizada, capaz de realizar funciones bioquímicas complejas, a un período inmediatamente posterior al bombardeo pesado de meteoritos a la Tierra (Gogarten-Boeckel et al., 1995; Drake, 2000). ¿Cuánto tiempo fue necesario, en efecto, para la aparición de vida organizada en células con metabolismo activo luego de la acreción de nuestro planeta?

Al parecer fue suficiente un corto período, de unos pocos centenares de millones de años, para dar el salto entre el mundo de lo inorgánico y el mundo biológico (Nisbet, 2000). La posibilidad de que el origen de la vida pueda estar fuera de la Tierra, a donde fue importada, se ha tomado en consideración desde que lo propuso Svante Arrhenius (panspermia) al comienzo del siglo 19, con el refuerzo reciente de Fred Hoyle. Se ha considerado recientemente la posibilidad de que la vida se haya originado en la profundidad del espacio. En apoyo a esta hipótesis se ha reportado que un material sólido, producido por irradiación de químicos básicos en el vacío y a baja temperatura, al ser sumergido en agua creó espontáneamente estructuras membranosas similares a burbujas de jabón que tenían una capa interna y una externa. (Dworkin et al., 2001).

Los resultados del presente trabajo muestran que existen microorganismos reales dentro de cristales y rocas de composiciones químicas diferentes, además de en meteoritos, en una forma que presenta propiedades muy peculiares e inesperadas, que podría haber sido el vector ideal para propagarlos a través del universo.

Estos hallazgos surgieron de un estudio de microorganismos en muestras colectadas por medio de perforaciones superficiales en el fondo del mar, que luego fue extendido a diferentes tipos de rocas. Se encontró que las eurobacterias, en algunos casos archaea y en un caso un eucariota unicelular, no sólo aparecen en células calcificadas, muertas o parcialmente degradadas, como se ha establecido en una multitud de artículos de geomicrobiología (Banfield y Nealson, 1997), sino que están, además, en una forma que puede ser reactivada suspendiendo un fragmento apropiado del espécimen sólido en un medio nutriente.

En las observaciones iniciales se inspeccionaron alrededor de cincuenta muestras de diferentes dominios geológicos y eras y de diferentes composiciones químicas, y diez de ellos fueron analizados, incluyendo algunos meteoritos, proporcionados amablemente por el Real Museo Mineralógico de la University of Naples Federico II.

Figura 1.1 – Dominios (Pique para ampliar y ver explicación)

Figura 1.2 – Especímenes (Pique para ampliar y ver explicación)

MATERIALES Y MÉTODOS

El origen de los cristales, rocas, piezas de mineral y meteoritos utilizados se reporta en la explicación de la figura 1.1

Se obtuvieron pequeñas muestras de los especímenes mayores removiendo la capa externa y cortando luego en dos mitades la parte interior con un equipo estándar de corte de rocas. La nueva superficie expuesta se embebió en etanol y luego se puso en la llama de un mechero Bunsen durante dos minutos. En la superficie tratada se perforaron agujeros de 5 mm de profundidad con un taladro con puntas estériles. Se realizó un agujero mayor y luego uno menor, dentro de él. Del fondo del segundo agujero se obtuvo una muestra de roca raspando con una aguja esterilizada de jeringa, que se había puesto al rojo previamente en la llama del mechero Bunsen. Después del corte de la roca en mitades, todas las operaciones se realizaron dentro de una campana estéril de flujo laminar. Los operadores utilizaron guantes de látex. El material plástico utilizado se esterilizó. El resto del material y elementos utilizados se esterilizaron en autoclave durante 40 minutos a 121° C. Antes de la utilización como medio de cultivo, la solución esterilizada fue incubada durante una semana para comprobar posibles contaminaciones. Todos los experimentos se realizaron con los controles apropiados de contaminación, que dieron negativo durante el período de cultivo de las muestras analizadas.

Los fragmentos finamente pulverizados de las rocas en análisis se colocaron directamente en una placa de microscopio, suspendidos en un medio de cultivo estéril LB, se cubrieron con una microcubierta de vidrio y se observaron de inmediato con aumentos de 400x a 1000x. Las muestras pulverizadas también se colectaron en frascos de Petri y se agregó medio de cultivo estéril. Se inició el cultivo líquido agitando suavemente en una base oscilante a temperatura ambiente. Después del tiempo apropiado de cultivo, que duró entre dos días a una semana dependiendo de la muestra, el cultivo fue disuelto seriadamente y disperso en agar sólido en placas estériles LB de agar para aislar los clones individuales.

Ver detalles técnicos (inglés)

Figura 2

Ejemplos de una variedad de formas de colonia que se observan cuando se cultiva microorganismos a partir de algunos especímenes de rocas. Placa 1, colonia de la laja GB-6 que produce una estructura carbonatada similar a un encaje. Placa 2, estructuras que emergen de dos pequeños fragmentos de la misma roca colocada en el medio nutriente. Placas 2 y 3, colonias en la laja GB-16. Obsérvese la variedad de formas, tamaños y colores en la placa 4, el paso intermedio de una disolución seriada para aislar colonias simples.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Figura 1 se reporta la caracterización geológica de las rocas, cristales y menas de mineral que se han examinado por el método de raspar el interior de la muestra, obteniendo un material finamente fragmentado que se colocó en una placa de miscroscopio, suspendido en un medio nutriente, cubierto y observado con aumentos de 400x – 1000x. Se muestra como ejemplo de especímenes alienígenas los que surgieron del meteorito condrítico (MetA.) La muestra del Cámbrico bajo GB-16 es el ejemplo de especímenes de más de 500 millones de años.

Para buscar microorganismos viables se han estudiado muestras que cubren desde épocas recientes hasta fines del Arcaico y dos meteoritos. En todos los casos se observó la aparición de formas nadadoras, con diferencia en el tiempo transcurrido hasta la primer observación de movimiento y la variedad de formas presentadas en la muestra. En varios casos el movimiento apareció al inicio de la observación, lo que indica que la transición a una forma activa fue prácticamente inmediata a la suspensión de la roca fragmentada en el medio nutriente. El gran número de formas activadas de inmediato, junto con la variedad de tamaños y formas, indica que no son una parte menor de las muestras, y reduce la posibilidad de que, a este nivel del análisis, puedan derivar de contaminación externa. [Un hallazgo interesante es la asociación frecuente de los "microorganismos" con fragmentos de la roca de muestra que realmente se movieron en el campo del microscopio durante la observación. Existe un vídeo de algunas observaciones realizadas a 1000x que muestra la actividad que se presenta en las rocas fragmentadas que se han sumergido en el medio de cultivo.]

La suspensión de muestras fragmentadas en agua produjo también efectos similares pero el período de movimiento activo sólo duró unos minutos. En otros casos, la observación de los movimientos iniciales requirió un largo período de incubación. El término más largo fue típico de una muestra de dolomita en la que los movimientos activos se observaron una hora después de la suspensión de la muestra pulverizada en el medio de cultivo.

(El artículo sigue con más datos científicos, demasiado científicos ya, así que detuve aquí la traducción. Si alguien desea verlo, me lo pide y se lo envío por e-mail)

Algunos récords de la vida extrema:

• Más calor: (114° C) Pyrolobus fumarii (Isla Vulcano, Italia).
• Más frío: (-18° C) Cryptoendoliths (Antártida y permafrost de Siberia).
• Radiación más alta: (5 MRad, o 5000 veces la radiación letal para los humanos) Deinococcus radiodurans.
• Mayor profundidad: 3,2 km bajo el suelo.
• Mayor acidez: pH 0,0 (La mayoría de la vida está a un factor al menos 100.000 veces menos ácido).
• Mayor alcalinidad: pH 12,8 (La mayoría de la vida está a un factor al menos 1.000 veces menos alcalino).
• Mayor duración en el espacio: 6 años, Bacillus subtilis (en un satélite de la NASA).
• Mayor presión: 1.200 veces la atmosférica.
• Mayor salinidad: 30 % sal, ó 9 veces la salinidad de la sangre humana. Haloarcula.
• Menor tamaño: < 0,1 micras ó 500 veces menor que el grosor de un cabello humano (picoplancton).

Más datos:

• Microbios primitivos ofrecen indicios sobre origen de vida
• ¡Caliente! ¡Caliente! ¡Caliente! Pero, ¿cómo?
• Vida en el hielo
• Vida bajo el hielo antártico
• Los orígenes salados de la Tierra
• El cauce fluvial del río Tinto y su interés en Astrobiología
• Proyecto Marte en Río Tinto
• Un geólogo español predice que si hay vida en Marte estará en las cuevas
• Fabricando sulfuro con agua marciana
• Viviendo en el oro del tonto
• Scientific Information System for the world deepest borehole, Kola SDB-3
• Artículos diversos

(Traducido, adaptado y ampliado por Eduardo Carletti de diferentes sitios de Internet)

Texto extraído de Zapping

Lo gracioso de todo esto es que Stephen Hawking, que discrepa de la propuesta de Kip. S. Thorne, ha propuesto una nueva teoría de agujeros de gusano que es incluso más fantástica. En lugar de conectar el presente y el pasado, Hawking propone utilizar agujeros de gusano ¡para conectar nuestro universo con un número infinito de universos paralelos!

Lo curioso y asombroso de estas propuestas, al parecer fantásticas, es que están bien apoyadas por ecuaciones matemáticas muy bien sentadas en los métodos ortodoxos de la ciencia, y ninguno de los dos proponentes, ni Hawking ni Thorne, son ningunos tontos, sino que, por el contrario, tienen un sólido prestigio dentro de la comunidad científica donde son muy respetados por un serio historial profesional de reconocimiento mundial.

Y ambos nos están hablando de viajar en el tiempo.

Por mi parte, con lo poco que sé, tengo más que suficiente. Algún día lejos en el futuro podremos, como vaticinan estos dos grandes físicos de hoy, viajar en el tiempo del mañana.

Está claro que todos estos temas futuristas son semillas de grandes controversias entre los físicos que, en todo lo nuevo que surge redividen en dos grupos, los que están a favor y los que no lo están.

Lo mismo ocurre con las nuevas teorías y, la de supercuerdas y más perfeccionada, la llamada teoría M,  también tienen sus detractores. La primera controversia en salir a la luz contra la teoría de cuerdas entre las discusiones entre físicos teóricos es aquella que, por comparación con el Modelo Estándar (que explica interacciones y partículas) cuyas predicciones han sido comprobadas en el laboratorio, el nuevo modelo en el marco de las supercuerdas, no da esa posibilidad, ya que no se han logrado que las predicciones que formula la teoría se puedan comprobar mediante experimentos que requieren disponer de una energía de Planck, 10¹⁹ GeV, cuando hoy la energía disponible en los aceleradores es de 10³ GeV y los efectos de gravitación cuántica no aparecen en los laboratorios de física de partículas. Hoy día es totalmente impensable disponer de tales energías para poder verificar la teoría de cuerdas que exige descender en el microcosmos hasta 10^-33 cm, la longitud de Planck que está dada por , donde G es la constante gravitacional, ћ es la constante de Planck racionalizada y c la velocidad de la luz. El valor de la longitud de Planck es del orden de 10^-35 m (veinte órdenes de magnitud menor que el tamaño del protón 10^-15 m). Para llegar a esa longitud, se necesitan 10¹⁹ GeV, energía que nuestra tecnología actual es incapaz de facilitarnos.

Esta dificultad física de comprobar las predicciones que hace la teoría de supercuerdas, mantiene un frente belicoso en su contra, a pesar de que son muchos los que están a favor.

Particularmente creo que los detractores de la teoría de cuerda son físicos frustrados que son incapaces de abrir sus mentes al futuro. Siempre existieron científicos así, especializados – por envidia – en tratar de quitar importancia a los logros de los demás y, la mayoría de las veces, por no tener capacidad para entenderlo. Todos los grandes logros de la física pasaron por tales pruebas, como la “herejía cuántica”, la “ralentización del tiempo” de la relatividad especial, y otros grandes descubrimientos de la física que, como los de Max Planck y Einstein, al principio no fueron totalmente entendidos por algunos y, aunque sin conseguirlo, trataron de sepultar dichas ideas.  Menos mal que ese grupo especializado en negarlo todo y experto en poner pegas, en realidad aún tiene éxito; si no fuera así ¿dónde estaríamos ahora? La Iglesia recluyó a Galileo y retiró todos los libros en los que se decía que nuestro mundo se movía alrededor del Sol.

¿Qué sería de la cosmología actual sin ? Es la ecuación de Einstein donde es el tensor energía-momento que mide el contenido de materia-energía, mientras que es el Tensor de curvatura de Riemann contraído que nos dice la cantidad de curvatura presente en el hiperespacio.

La cosmología estaría 100 años atrás sin esta ecuación.

Los físicos teóricos realizan un trabajo impagable. Con imaginación desbordante efectúan continuamente especulaciones matemáticas referidas a las ideas que bullen en sus mentes. Claro que, de tener éxito, no sería la primera vez que descubrimientos teóricos en la ciencia física terminan dando en el claro y dejando al descubierto de manera espectacular lo que realmente ocurre en la naturaleza. Los ejemplos son muchos:

• Planck, con su cuanto de acción, h, que trajo la mecánica cuántica.
• Einstein, con sus dos versiones de la relatividad que nos descubrió un universo donde la velocidad estaba limitada a la de la luz, donde la energía estaba escondida, quieta y callada, en forma de masa, y donde el espacio y el tiempo se curva y distorsiona cuando están presentes grandes objetos estelares. Además, nos dijo la manera de conseguir que el tiempo transcurriera más lentamente  y nos avisó de la existencia de agujeros negros.
• Heisemberg nos abrió los ojos hacia el hecho de que nunca podríamos saberlo todo al mismo tiempo, su Principio de Incertidumbre dejó al descubierto nuestras limitaciones.
• Schrödinger, con su función de onda probabilística, que por medio de una ecuación matemática nos ayuda a encontrar la situación de una partícula.
• P. Dirac, el físico teórico y matemático que predijo la existencia de la antimateria. Poco después de publicar su idea, descubrieron el positrón.
• Así podríamos continuar elaborando una lista interminable de logros científicos que comenzaron con simples especulaciones deducidos de la observación sumada a la imaginación.

Uno de los problemas ligados a las supercuerdas y que más resalta es el que tiene que ver con la propia pequeñez de las cuerdas, esos infinitesimales objetos vibrantes. Mientras más pequeño es algo, más difícil es de ver. Estas cuerdas son tan pequeñas que nuestra actual tecnología no es suficiente para bajar a esa escala microscópica para permitirnos experimentar en esas dimensiones; la energía necesaria para ello (como ya dije antes) no está a nuestro alcance en el mundo actual. Esa es la frustración de sus creadores y adeptos; no pueden demostrarla o ver si están equivocados. En la ciencia, no basta con sólo una bonita teoría bien elaborada y de fascinante presencia; hay que ir más allá, experimentar y comprobar con certeza lo que nos está diciendo.

La teoría es avanzada y tiene problemas que se encuentran dentro de los enunciados de sus propios conceptos. Para desarrollar su formulación es necesario aplicar al menos diez dimensiones y, en algunos casos, se ha llegado hasta un número de veintiséis: sólo vemos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, el resto de dimensiones adicionales están enroscadas en el límite de Planck e invisibles para nosotros, ya que en el Big Bang, las dimensiones que podemos ver se expandieron, mientras que las otras permanecieron compactadas. Hay numerosas explicaciones que tratan de decirnos el motivo de que estas dimensiones permanecieran en su estado primitivo, pero ninguna parece muy convincente.

Sin embargo, y a pesar de tantos inconvenientes, cada día que pasa la teoría M tiene más adictos. Parece la única candidata seria a que algún día se convierta en la teoría de Todo. En ella encontramos todas las fuerzas, explica todas las partículas y la materia, la relatividad, la mecánica cuántica y también la luz; están allí presentes, perfectamente encajadas en una perfecta simetría y sin que surjan infinitos sin sentido como ocurre otras teorías. Es la esperanza de muchos, la llave que necesitamos para abrir la puerta hacia el futuro.

En el universo en que vivimos, nada desaparece; con el tiempo se cumplen los ciclos de las cosas y se convierten en otra distinta, es un proceso irreversible.

En lo concerniente a cambios y transformaciones, el que más me ha llamado siempre la atención es el de las estrellas que se forman a partir de gas y polvo cósmico. Nubes enormes de gas y polvo se van juntando. Sus moléculas cada vez más apretadas se rozan, se ionizan y se calientan hasta que en el núcleo central de esa bola de gas caliente, la temperatura alcanza millones de grados. La enorme temperatura hace posible la fusión de los protones y, en ese instante, nace la estrella que brillará durante miles de millones de años y dará luz y calor. Su ciclo de vida estará supeditado a su masa. Si la estrella es supermasiva, varias masas solares, su vida será más corta, ya que consumirá el combustible nuclear de fusión (hidrógeno, helio, litio, oxígeno, etc) con más voracidad que una estrella mediana como nuestro Sol, de vida más duradera.

Una estrella, como todo en el universo, está sostenida por el equilibrio de dos fuerzas contrapuestas; en este caso, la fuerza que tiende a expandir la estrella (la energía termonuclear de la fusión) y la fuerza que tiende a contraerla (la fuerza gravitatoria de su propia masa). Cuando finalmente el proceso de fusión se detiene por agotamiento del combustible de fusión, la estrella pierde la fuerza de expansión y queda a merced de la fuerza de gravedad; se hunde bajo el peso de su propia masa, se contrae más y más, y en el caso de estrellas súper masivas, se convierten en una singularidad, una masa que se ha comprimido a tal extremo que acaba poseyendo una fuerza de gravedad de una magnitud difícil de imaginar para el común de los mortales.

Para hacernos una idea y entender algo mejor la fuerza de gravedad que puede generar la singularidad de un agujero negro (que es el destino final las estrellas súper masivas), pongamos el ejemplo de un objeto más cercano, el planeta Tierra.

La Tierra, un objeto minúsculo en comparación con esos objetos súper masivos estelares, genera una fuerza de gravedad que, para escapar de ella, una nave o cohete espacial tiene que salir disparado desde la superficie terrestre a una velocidad de 11′18 km/s; el sol exige 617′3 km/s.  Es lo que se conoce como velocidad de escape, que es la velocidad mínima requerida para escapar de un campo gravitacional que, lógicamente, aumenta en función de la masa del objeto que la produce. El objeto que escapa puede ser una cosa cualquiera, desde una molécula de gas a una nave espacial. La velocidad de escape de un cuerpo está dada por , donde G es la constante gravitacional, M es la masa del cuerpo y R es la distancia del objeto que escapa del centro del cuerpo. Un objeto que se mueva con una velocidad menor que la de escape entra en una órbita elíptica; si se mueve a una velocidad exactamente igual a la de escape, sigue una órbita parabólica, y si el objeto supera la velocidad de escape, se mueve en una trayectoria hiperbólica y rompe la atadura en que la mantenía sujeto al planeta, la estrella o el objeto que emite la fuerza gravitatoria.

La mayor velocidad que es posible alcanzar en nuestro universo es la de la luz, c, velocidad que la luz alcanza en el vacío y que es de 299.793′458 km/s.

Pues bien, es tal la fuerza de gravedad de un agujero negro que ni la luz puede escapar de allí; la singularidad la absorbe, la luz desaparece en su interior, de ahí su nombre, agujero negro, cuando la estrella supermasiva se contrae, llega a un punto que desaparece de nuestra vista. De acuerdo con la relatividad general, cabe la posibilidad de que una masa se comprima y reduzca sin límites su tamaño y se auto confine en un espacio infinitamente pequeño que encierre una densidad y una energía infinitos. Allí, el espacio y el tiempo dejan de existir.

Las singularidades ocurren en el Big Bang, en los agujeros negros y en el Big Crunch (que se podría considerar como una reunión de todos los agujeros negros generados por el paso del tiempo en el universo y que nos llevará a un fin  que será el nuevo comienzo).

Las singularidades de los agujeros negros están rodeados por una circunferencia invisible a su alrededor que marca el límite de su influencia. El objeto que traspasa ese límite es atraído, irremisiblemente, hacia la singularidad que lo engulle, sea una estrella, una nube de gas o cualquier otro objeto cósmico que ose traspasar la línea que se conoce como horizonte de sucesos del agujero negro.

La existencia de los agujeros negros fue deducida por Schwarzschild, en el año 1.916, a partir de las ecuaciones de Einstein de la relatividad general. Este astrónomo alemán predijo su existencia, pero el nombre de agujero negro se debe a Wehleer.

Así, el conocimiento de la singularidad está dado por las matemáticas de Einstein y más tarde por la observación de las señales que la presencia del agujero generan. Es una fuente emisora de rayos X que se producen al engullir materia que traspasa el horizonte de sucesos y es atrapada hacia la singularidad, donde desaparece para siempre sumándose a la masa del agujero cada vez mayor.

En el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, ha sido detectado un enorme agujero negro, ya muy famoso, llamado Cygnus X-1.

Después de todo, la velocidad de la luz, la máxima del universo, no puede vencer la fuerza de gravedad del agujero negro que la tiene confinada para siempre.

En nuestra galaxia, con cien mil años luz de diámetro y unos doscientos mil millones de estrellas, ¿cuántos agujeros negros habrá?

emilio silvera

Dejando a un lado, a los primeros descubridores, como Ptolomeo, Copérnico, Galileo, Kepler y otros muchos de tiempos pasados, tenemos que atender a lo siguiente:

La primera revolución de la Física se produjo en 1900, cuando Max Planck escribió un artículo de ocho páginas y dejó al mundo la semilla de lo que más tarde (debidamente desarrollado por muchos) se convertiría en lo que hoy conocemos como la Mecánica Cuántica. Cinco años más tarde,  en 1905, cuando Albert Einstein con su relatividad especial nos ayudo en nuestra comprensión de las leyes que gobiernan el Universo, se produjo la segunda gran revolución, la tercera sería la continuación de la Relatividad, ahora general que nos describió de manera perfecta lo que le ocurría al espacio en presencia de grandes masas y nos decía que la gravedad era la distosión del espacio-tiempo.

Hoy no hablaremos de la primera revolución, comentaré brevemente sobre las de Einstein que nos fue dada en dos pasos: 1905 la teoría de la relatividad especial y en 1915, diez años después, la teoría de la relatividad general.

En la Teoría Especial de la Relatividad, Einstein se refirió a sistemas de referencias inerciales (no acelerados). Asume que las leyes de la física son idénticas en todos los sitemas de referencia y que la velocidad de la luz en el vacío, c, es constante en el todo el Universo y es independiente de la velocidad del obervador.

La teoría desarrolla un sistema de matemáticas con el fin de reconciliar estas afirmaciones en aparente conflicto. Una de las conclusiones de la teoría es que la masa de un cuerpo, aumenta con la velocidad (hay una ecuación quer así lo demuestra), y, tal hecho, ha sido sobradamente comprobado en los aceleradores de partículas donde un muón, ha aumentado más de diez veces su masa al circular a velocidades cercanas a la de la luz.

Einstein también concluyó que si un cuerpo pierde una energía L, su masa disminuye en L/c2. Einstein generalizó esta conclusión al importante postulado de que la masa de un cuerpo es una medida de su contenido en energía, de acuerdo con la ecuación m=E/c2 ( o la más popular E=mc2).

Otras de las conclusiones de la teoría de Einstein en su modelo especial, está en el hecho de que para quien viaje a velocidades cercanas a c (la velocidad de la luz en el vacío), el tiempo transcurrirá más lento. Dicha afirmación también ha sido experimentalmente comprobada.

Todos estos conceptos, por nuevos y revolucionarios, no fueron aceptados por las buenas y en un primer momento, algunos físicos no estaban preparados para comprender cambios tan radicales que barrían de un plumazo, conceptos largamente arraigados.

Fue Max Planck, el Editor de la Revista que publicó el artículo de Albert Einstein, quien al leerlo se dió cuenta de la enorme importancia de lo que allí se decía. A partir de aquel momento, se convirtió en su valedor, y, en verdad, Einstein, reconoció publicamente tal ayuda.

En la segunda parte de su teoría, la Relatividad General, Einstein concluyó que el espacio y el tiempo están distorsionados por la materia y la energía, y que esta distorsión es la responsable de la gravedad que nos mantiene en la superficie de la Tierra, la misma que mantiene unidos los planetas del Sistema Solar girando alrededor del Sol y, también la que hace posible la existencia de las Galaxias.

Nos dio un conjunto de ecuaciones a partir de los cuales se puede deducir la distorsión del tiempo y del espacio alrededor de objetos cósmicos que pueblan el Universo y que crear esta distorsión en función de su masa. Se han cumplido 100 años desde entonces y miles de físicos han tratado de extraer las predicciones encerradas en las ecuaciones de Einstein (sin olvidar a Riemann ) sobre la distorsión del espaciotiempo.

Un agujero negro es lo definitivo en distorsión espaciotemporal, según las ecuaciones de Einstein: está hecho única y exclusivamente a partir de dicha distorsión. Su enorme distorsión está causada por una inmensa cantidad de energía compactada: energía que reside no en la materia, sino en la propia distorsión. La distorsión genera más distorsión sin la ayuda de la materia. Esta es la esencia del agujero negro.

Si tuviéramos un agujero negro del tamaño de la calabaza más grande del mundo, de unos 10 metros de circunferencia, entonces conociendo las leyes de la geometría de Euclides se podría esperar que su diámetro fuera de 10 m.: л = 3,14159…, o aproximadamente 3 metros. Pero el diámetro del agujero es mucho mayor que 3 metros, quizá algo más próximo a 300 metros. ¿ Cómo puede ser esto ? Muy simple: las leyes de Euclides fallan en espacios muy distorsionados.

Con esta teoría de la Relatividad General, entre otros pasos importantes, está el hecho de que dió lugar al nacimiento de la Cosmología.

El análisis de la Gravitación que aquí quedó plasmado interpreta el Universo como un continuo espacio-tiempo de cuatro dimensiones en el el que la presencia de una masa (como decía antes) curva el espacio para crear un campo gravitacional.

De la veracidad y comprobación de las predicciones de ésta segunda parte de la Teoría Relativista, tampoco, a estas alturas cabe duda alguna, y, lo más curioso del caso es que, después de casi un siglo (1915), aún los físicos están sacando partido de las ecuaciones de campo de la teoría relativista en su versión general o de la Gravedad.

Tan importante es el trabajo de Einstein que, en las nuevas teorías, en las más avanzadas, como la Teoría M (que engloba las cinco versiones de la Teoría de Cuerdas), cuando la están desarrollando, como por arte de magía y sin que nadie las llame, surgen, emergen, las ecuaciones de Einstein de la Relatividad General.

emilio silvera

Desde aquí enviamos nuestras más sentidas condolencias a los familiares de las víctimas y, expresamos nuestro deseo de que todo sea solucionado cuanto antes y con los menores daños posibles.

Un fuerte abrazo para todos los amigos chilenos

emilio silvera

El universo de las partículas es fascinante. Cuando las partículas primarias chocan con átomos y moléculas en el aire, aplastan sus núcleos y producen toda clase de partículas secundarias. En esta radiación secundaria (aún muy energética) la que detectamos cerca de la Tierra, por los globos enviados a la atmósfera superior, han registrado la radiación primaria.

El físico estadounidense Robert Andrews Millikan, que recogió una gran cantidad de información acerca de esta radiación (y que le dio el nombre de rayos cósmicos), decidió que debería haber una clase de radiación electromagnética. Su poder de penetración era tal que, parte del mismo, atravesaba muchos centímetros de plomo. Para Millikan, esto sugería que la radiación se parecía a la de los penetrantes rayos gamma, pero con una longitud de onda más corta.

Otros, sobre todo el físico norteamericano Holly Compton, no estaban de acuerdo en que los rayos cósmicos fuesen partículas. Había un medio para investigar este asunto; si se trataba de partículas cargadas, deberían ser rechazadas por el campo magnético de la Tierra al aproximarse a nuestro planeta desde el espacio exterior. Compton estudió las mediciones de la radiación cósmica en varias latitudes y descubrió que en realidad se curvaban con el campo magnético: era más débil cera del ecuador magnético y más fuerte cerca de los polos, donde las líneas de fuerza magnética se hundían más en la Tierra.

Las partículas cósmicas primarias, cuando entran en nuestra atmósfera, llevan consigo unas energías fantásticas, muy elevadas. En general, cuanto más pesado es el núcleo, más raro resulta entre las partículas cósmicas. Núcleos tan complejos como los que forman los átomos de hierro se detectaron con rapidez; en 1.968, otros núcleos como el del uranio. Los núcleos de uranio constituyen sólo una partícula entre 10 millones. También se incluirán aquí electrones de muy elevada energía.

Ahora bien, la siguiente partícula inédita (después del neutrón) se descubrió en los rayos cósmicos. A decir verdad, cierto físico teórico había predicho ya este descubrimiento. Paul Adrien Dirac había aducido, fundándose en un análisis matemático de las propiedades inherentes a las partículas subatómicas, que cada partícula debería tener su antipartícula (los científicos desean no sólo que la naturaleza sea simple, sino también simétrica). Así pues, debería haber un antielectrón, salvo por su carga que sería positiva y no negativa, idéntico al electrón; y un antiprotón, con carga negativa en vez de positiva.

En 1.930, cuando Dirac expuso su teoría, no llamó demasiado la atención en el mundo de la ciencia. Pero, fiel a la cita, dos años después apareció el antielectrón. Por entonces, el físico americano Carl David Anderson trabajaba con Millikan en un intento por averiguar si los rayos cósmicos eran radiación electromagnética o partículas. Por aquellas fechas, casi todo el mundo estaba dispuesto a aceptar las pruebas presentadas por Compton, según las cuales, se trataría de partículas cargadas; pero Millikan no acababa de darse por satisfecho con tal solución.

Anderson se propuso averiguar si los rayos cósmicos que penetraban en una cámara de ionización se curvaban bajo la acción de un potente campo magnético. Al objeto de frenar dichos rayos lo suficiente como para detectar la curvatura, si la había, puso en la cámara una barrera de plomo de 6’35 mm de espesor. Descubrió que, cuando cruzaba el plomo, la radiación cósmica trazaba una estela curva a través de la cámara; y descubrió algo más. A su paso por el plomo, los rayos cósmicos energéticos arrancaban partículas de los átomos de plomo. Una de esas partículas dejó una estela similar a la del electrón. ¡Allí estaba, pues, el antielectrón de Dirac! Anderson le dio el nombre de positrón. Tenemos aquí un ejemplo de radiación secundaria producida por rayos cósmicos. Pero aún había más, pues en 1.963 se descubrió que los positrones figuraban también entre las radiaciones primarias.

Abandonado a sus propios medios, el positrón es tan estable como el electrón (¿y por qué no habría de serlo si el idéntico al electrón, excepto en su carga eléctrica?). Además, su existencia puede ser indefinida. Ahora bien, en realidad no queda abandonado nunca a sus propios medios, ya que se mueve en un universo repleto de electrones. Apenas inicia su veloz carrera (cuya duración ronda la millonésima de segundo), se encuentra ya con uno.

Así, durante un momento relampagueante quedaron asociados el electrón y el positrón; ambas partículas girarán en torno a un centro de fuerza común. En 1.945, el físico americano Arthur Edwed Ruark sugirió que se diera el nombre de positronio a este sistema de dos partículas, y en 1.951, el físico americano de origen austriaco  Martin Deutsch consiguió detectarlo guiándose por los rayos gamma característicos del conjunto.

Pero no nos confundamos, aunque se forme un sistema positronio, su existencia durará, como máximo, una diezmillonésima de segundo. El encuentro del electrón-positrón provoca un aniquilamiento mutuo; sólo queda energía en forma de radiación gamma. Ocurre pues, tal como había sugerido Einstein: la materia puede convertirse en energía y viceversa. Por cierto, que Anderson consiguió detectar muy pronto el fenómeno inverso: desaparición súbita de rayos gamma para dar origen a una pareja electrón-positrón. Este fenómeno se llama producción en pareja. Anderson compartió con Hess el premio Nobel de Física de 1.936.

Poco después, los Joliot-Curie detectaron el positrón por otros medios, y al hacerlo así realizaron, de paso, un importante descubrimiento. Al bombardear los átomos de aluminio con partículas alfa, descubrieron que con tal sistema no sólo se obtenían protones, sino también positrones. Cuando suspendieron el bombardeo, el aluminio siguió emitiendo positrones, emisión que sólo con el tiempo se debilitó. Aparentemente habían creado, sin proponérselo, una nueva sustancia radiactiva. He aquí la interpretación de lo ocurrido según los Joliot-Curie: cuando un núcleo de aluminio absorbe una partícula alfa, la adición de los dos protones transforma el aluminio (número atómico 13) en fósforo (número atómico 15). Puesto que las partículas alfa contienen cuatro nucleones en total, el número masivo se eleva 4 unidades, es decir, del aluminio 27 al fósforo 31. Ahora bien, si al reaccionar se expulsa un protón de ese núcleo, la reducción en una unidad de sus números atómicos y masivos hará surgir otro elemento, o sea, el silicio 30.

Puesto que la partícula alfa es el núcleo del helio, y un protón es el núcleo del hidrógeno, podemos escribir la siguiente ecuación de esta reacción nuclear:

aluminio 27 + helio 4 = silicio 30 + hidrógeno 1

Nótese que los números másicos se equilibran:

27 + 4 = 30 + 1

Adentrarse en el universo de las partículas que componen los elementos de la tabla periódica, y en definitiva, la materia conocida, es verdaderamente fantástico.

emilio silvera

Tampoco disponían de la rueda, ni de animales de montar o de tracción que puedieran utilizarce para tirar de un arado.  Sin embargo, hubo agriculturos que trabajaron con variedasdes de cultivos muy refinadas. El impacto que produjo el Nuevo Mundo en la agricultura del Viejo Mundo fue enorme. Los granjeros del Nuevo Mundo fueron quizá los mayores cosechadores de plantas del planeta.

Habian experimentado con las numerosas variedades de predecesores silvestres de sus plantas de cultivo y las habian explotado para su beneficio. Cuando llegaron a Europa, Asia, y África, estas variedades agricolas desencadenaron una revolución en la agricultura. El maiz y las patatas, por ejemplo, fueron considerados como “cultivo milagroso” después de su implantación en Europa.

Según la valoración de algunos expertos, los nativos americanos dieron al mundo los tres quintos de las plantas que actualmente se cultivan. En Mesoamerica el cacao, con el que se hace chocolate, era tan valioso que se usaba como moneda y sólo la élite podía beber chocolate caliente mezclado con miel. Los reyes mayas tenían sus propios chocolateros reales.

A principios del siglo XVI, en la época de la (nefastas) invasiones europeas, los únicos pueblos del Nuevo Mundo que disponían de tecnologías urbanas eran los de Mesoamerica y los Andes. Mesoamerica es una zona cultural que se extiende desde el norte y el centro de México hasta la orilla del Pacífico en Costa Rica, incluyendo el Sur de México, Guatemala, Belice y Honduras. Comenzó a adquirir su identidad cultural con la proliferación de poblados agrícolas alrededor del año 2.000 a.C. Los expertos están de acuerdo en que la mayoría, sino la totalidad, de las grandes culturas de Mesoamerica se generaron a partir de los olmecas del suroeste de México. Los olmecas que vivieron entre los años 1500 y 600 a.C., erigieron macizas esculturas y monumentos públicos de basalto (una roca volcánica oscura) que data de 1400 a.C.

Los pueblos mesoamericanos compartían ciertos rasgos culturales, probablemente de origen olmeca, que no estaban presentes o eran raros en cualquier otro lugar del Nuevo Mundo. Entre esos rasgos comunes está la escritura jeroglifica, los libros de papel hechos con corteza de higueras o de piel de venado que se plegaba como acordeones, un complejo calendario, conocimiento sobre el movimiento de los planetas (especialmente Venus) con respecto a las estrellas, un juego que se jugaba con una pelota de caucho en una cancha (que los mayas llamaban chaah), marcados altamente especializados, sacrificios humanos en los que se quitaba la cabeza o el corazón a las víctimas, un énfasis general en el auto sacrificio mediante sangre extraída de las orejas, la lengua o el pene, y una religión panteista en la que existían dioses de la Naturaleza, así como deidades emblemáticas de linaje real.

Compartían una ética del diseño urbano según el cual las ciudades se construían alrededor de un templo central en forma de pirámide. La típica forma de estas estructuras, con plantas cada vez más estrechas a medida que ganaban altura, contribuía a que pudieran resistir los terremotos. Aunque había muchas diferencias entre las distintas culturas, la dieta básica de los mesoamericanos incluía el “tradicional cuarteto” maíz, alubias, chiles y calabaza.

Según la obra épica que narra la fundación de la cicilización maya, el Popol Vuh, los antepasados de los mayas fueron crerados a partir de masa de harina de maíz. Las técnicas agricolas mesoamericanas eran lo suficientemente buenas como para mantener a una población que, antes de la conquista, era de ocho o diez millones de habitantes en las tierras bajas de los mayas. Los reconocimientos aéreos detectan pruebas de una ocupación practicamente continua del Jucatán desde aproximadamente el año 750 d.C. (los datos relativos a la población precolombina en el Nuevo Mundo son inexactos y controvertidos.

Los olmecas, los mayas y los aztecas y otras civilizaciones modelaron estatuillas con forma humana hechas de caucho macizo o hueco, y fabricaron tiras de goma para atar las hachas de piedra a sus mangos de madera. Pintaron con caucho y lo utilizaron también para fabricar bálsamo para los labios. Pero, sobre todo, usaron bolas macizas de caucho en los sagrados y deportivos juegos de pelota, que fueron un elemento fundamental en las sociedasdes mesoamericanas.

Junto con el caucho, la obsidiana dio lugar a una tecnología mesoamericana única en la fabricación de herramientas. Este vidrio volcánico de extraordinaria dureza fue para las civilizaciones mesoamericanas lo que es el acero en el mundo moderno. (Excepto que, obviamente, el vidrio se fue utilizando como material para la construcción). Los nativos bajaban la obsidiana de las montañas y la trabajaban en forma de cuchillos, lanzas, puntas de dardos y cuchillas prismáticas para trabajar la madera y para el afeitado. Estas cuchillas se utilizaron también en los cortes necesarios para extraer corazones.

A los arqueólogos les llevó años averiguar como hacían los mesoamericanos aquellas famosas cuchillas prismáticas. Habían verdaderos expertos en la fabricación de estos soportes herramentales utilizados para diversas funciones.

La más conocida de las civilizaciones clásicas de Mesoamerica, la de los mayas, surgió en Jukatán hacia el año 2000 a.C., a partir de unas condiciones de vida sencillas y agradables (lo que hoy podríamos considerar lo más cerca del concepto que tenemos de la felicidad), y llegó a una posición prominente alrededor de 250 d.C. en lo que es actualmente México, Guatemala, Belice y el oeste de Honduras.

Durante su período clásico las tierras bajas de los mayas contaban con cientos de ciudades y poblados, que actualmente están, casi todos enterrados bajo la cubierta impenetrable de la selva tropical.

Otro día continuaré hablando de los mayas y de aquellos pueblos que precedieron a los actuales de México, Guatemala, Belice y Honduras. Unas civilizaciones de las que tendríamos que aprender muchas cosas.

Saludos amigos.

emilio silvera

Por: Leslie Mullen

Un grupo de investigadores se dedica al estudio de una bacteria quimiolitotrófica que sobrevive consiguiendo su energía oxidando pirita, también conocida como el “oro del tonto”

Los meandros rojo brillante de un río atraviesan la campiña del Sudoeste español, sus aguas son tan ácidas que corroen el metal. Esta imagen nos trae al pensamiento los peores excesos de la polución industrial, y los científicos durante mucho tiempo asumieron que una mina de cobre local había contaminado el río Tinto.

La actividad minera en el río Tinto data de al menos 5000 años atrás, aunque si bien esto ha alterado al río no es el único responsable de sus actuales condiciones. El drenaje de rocas ácidas es un proceso natural que ocurre cuando agua, oxigeno y bacterias interaccionan con materiales sulfurosos produciendo soluciones altamente acidificadas. La cuenca del río Tinto discurre por la franja pirítica Ibérica, una de las mayores formaciones de complejos sulfurosos del mundo. La pirita es sulfuro de hierro (FeS2), y también se la conoce como el “oro de tontos”.

Ricardo Amils es el director del Laboratorio de Microbiología Aplicada de la Universidad Autónoma de Madrid, y asociado con el centro español de Astrobiología. Amils ha estado estudiando el ecosistema del río Tinto durante 10 años, y comenta que el color rojo del agua y su pH medio cercano a 2 se debe a la abundancia natural de sulfuros. Amils piensa que unas bacterias que viven en el río convierten estos sulfuros en ácido sulfúrico, lo que le da al río su bajo pH y otras oxidan el hierro, lo que le da su característico color rojo. Aunque los sulfuros y el hierro se oxidan naturalmente en contacto con el aire, las bacterias actúan de catalizador acelerando las reacciones en gran medida.

Amils declara: “La composición del agua y sus elevadas temperaturas a todo lo largo del año favorecen el crecimiento de bacterias quimiolitoroficas, las cuales existen en grandes cantidades en el rio y posiblemente en las aguas subterráneas. Las características más relevantes del sistema, ácido sulfúrico y altas concentraciones de iones férricos, son producto de actividades quimiolitotroficas que usan pirita y otros minerales ricos en azufre”.

La quimiolitotrofía es un proceso metabólico que usan algunos microorganismos para procurarse energía a partir de moléculas inorgánicas. En el caso del río Tinto, bacterias “comedoras de rocas” como Leptospirillum ferrooxidans y Acidithiobacillus ferrooxidans consiguen su energía oxidando los iones de hierro ferroso (Fe2+) de la pirita, convirtiendolos en iones férricos (Fe3+). (El Acidithiobacillus tambien es capaz de conseguir energía oxidando el sulfuro). A causa de la pequeña cantidad de energía que se genera en la oxidación de ión ferroso a férrico estas poblaciones de bacterias han de oxidar una gran cantidad de hierro para crecer. Como resultado, relativamente pequeños crecimientos en la población bacteriana producen la precipitación de masivas cantidades de hierro férrico.

No se conoce precisamente el mecanismo por el que las bacterias oxidan el hierro ferroso. Los científicos creen que el proceso depende de fuerzas tanto químicas como biológicas trabajando en conjunción.

La combinación de ácido sulfúrico y hierro férrico en el agua produce condiciones que promueven la oxidación de otros metales, como arsénico, cobre, cadmio y níquel. Muchos metales se vuelven mucho mas solubles cuando se oxida, por lo que esto aumenta la concentración de metales en el río.

La química del río Tinto no es absolutamente única – la mina de la Montaña de Hierro en California, por ejemplo, puede alcanzar niveles de pH semejantes debido a actividad quimiolitotrofica – pero su longitud lo convierte en ideal para el estudio de vida basada en sulfuros y hierro.

“Microbios y sustrato se encuentran en muchos lugares del mundo” dice Amils. “Lo que hace al Tinto diferente es la proporción: 90 Km. de río ácido. Esto probablemente facilita la adaptación de muchos sistemas distintos”.

De hecho, las bacterias no son las únicas formas de vida que se encuentran en el río. El equipo de Amils ha recogido unos 1300 organismos diferentes, incluyendo arqueobacterias, levaduras, hongos y protistas. La biomasa más abundante en el río parecen ser algas. Masas de algas cubren a menudo la superficie del agua, tiñendo las rojas aguas de verde y produciendo burbujas de oxigeno. Amils piensa que es inexplicable como unos organismos eucarióticos como las algas son capaces de prosperar en estas duras condiciones de acidez y concentraciones metálicas tan elevadas (Los eucariotas son organismos que tienen una membrana nuclear compartimentando el DNA en sus células).

Pero Ken Nealson, astrobiólogo del Laboratorio de propulsión a chorro de la NASA, sostiene que para los eucariotas no es difícil mantener los ácidos fuera de la célula. Los eucariotas simples a menudo sobreviven en ambientes con bajo o alto pH, así como en extremos de salinidad y sequía.

“Los estudios de cualquier ambiente extremo incrementa nuestra comprensión de la evolución y la adaptación” según Nealson. “Una cosa que a menudo se olvida es que raramente se encuentra un extremo aislado y una adaptación a una variable casi siempre esta conectada con adaptaciones a otras.”

Describir la biología del Tinto puede ayudar a Amils y a otros a entender el desarrollo de la vida en la Tierra. Por ejemplo, el río Tinto puede ser un modelo real de vida Proterozoica (2.5 x 109 a 544 x 106 años atrás), desde que aparecieron por vez primera las algas aeróbicas en dicho periodo. Sin embargo Amils dice que la biología del Tinto puede tener una conexión incluso en un pasado más lejano, con la Era Arcaica (3.8 a 2.5 x 109 años atrás).

“La mayoría de los microbios que se pueden encontrar en el río Tinto probablemente existían en la era Arcaica” dice Amils. El cita evidencias moleculares recientes de la presencia de algas hace 2.7 miles de millones de años en Pibara (Australia). En Pibara hay también evidencia de la existencia al completo del ciclo del sulfuro, con reacciones redox (reducción/oxidación) datadas hace 3.5 miles de millones de años.

Amils continua “El hierro fue masivamente precipitado en Pibara, y todos esos ingredientes están actualmente operando en el río Tinto. La única diferencia es que el sistema arcaico australiano tuvo lugar en un ambiente marino superficial, mientras que el río Tinto corresponde a un sistema acuatico terrestre”.

La investigación de la biología del Tinto puede asimismo determinar hasta que punto el fraccionamiento del hierro puede usarse como biomarcador en la búsqueda de vida en la Tierra y otros planetas. En otras palabras, ¿podemos buscar la división de isótopos de hierro en una roca como evidencia de que allí existió alguna vez vida basada en el hierro?.

Según Nealson, “La investigación en el río Tinto podría con casi total seguridad ayudarnos a determinar si el fraccionamiento del hierro ocurre en estos ambientes acidos. Hasta que punto pueda ser un buen marcador dependerá de los resultados. Incluso si la respuesta es no, la utilidad del rio es determinante para el aprendizaje acerca del metabolismo del hierro en otros ambientes”.

Para Amils el estudio de la biología del río Tinto puede ayudarnos a entender mejor como un sistema basado en el hierro puede funcionar. “Hasta ahora los biohidrometalurgicos se habían concentrado en los sulfuros puesto que pensaban que la vida basada en el hierro no podía ser eficiente. El río Tinto y otros sistemas nos muestran que esto no es cierto. Pero aun necesitamos determinar cuales son los productos en este metabolismo, como podemos reconocerlos y cuales serían los instrumentos adaptados para detectarlos”.

Cabe la posibilidad de que organismos similares a los encontrados en el río Tinto pudieran haberse desarrollado en Marte. El suelo marciano parece rojizo debido al hierro, y algunos científicos creen que Marte tuvo una vez ríos y otras formas de agua en superficie. Asimismo, Marte es también un planeta rico en azufre, por lo tanto posibles microorganismos podían haber sobrevivido en Marte oxidando sulfuros.

“Necesitamos aprender mas acerca de Marte antes de calibrar si esta es una Buena analogía”, dice Nealson. “Sin embargo, dado que la producción de ácido sulfúrico requiere oxigeno, y puesto que no existen vías sencillas de generar este ácido sin él, conocer la historia oxidativa de Marte puede ser muy importante. En cualquier caso, el río Tinto es un magnifico lugar para comprender la adaptación y evolución de la vida, obligándonos a pensar en vida en cualquier lugar”

Investigadores del Centro de Astrobiología han sugerido que el río Tinto también se podría parecer a Europa. Se piensa que este satélite de Júpiter tiene un océano ácido y salado bajo la capa externa de hielo. Por eso, el río Tinto podría constituir un escenario único para investigar la posibilidad de vida basada en sulfuros en Europa.

A continuación

Amils está colaborando con diferentes grupos del Instituto de Astrobiología de la NASA para caracterizar las formaciones de hierro del río Tinto y la diversidad eucariótica del sistema. También está utilizando técnicas convencionales y moleculares para caracterizar la diversidad procariótica con objeto de entender el funcionamiento global del sistema.

“Creemos que la “quimiolitotrofía” es un sistema antiguo de obtención de energía, y necesitaríamos saber más acerca de él. Por ejemplo, hemos de comprender que ocurrió con el hierro en la era Arcaica. Hay muchas cuestiones que podemos empezar a investigar usando un sistema vivo: Y esta es la ventaja del Tinto”.

Texto extraído de Astroseti

En 1802, el maestro de escuela Georg Friedrich Grotefend (1775 – 1853) envió tres artículos a la Academia de Ciencias de Gotinga en los que revelaba que había descifrado la escritura cuneiforme de Persépolis, algo que había conseguido principalmente reorganizando los grupos de cuñas (similares a las huellas de los pájaros sobre la arena) y añadiendo espacios entre grupos de letras, y relacionando luego su forma con el sánscrito, una lengua (geográficamente) cercana.

Grotefend consideraba que algunas de las inscripciones eran listas de reyes y que el nombre de algunos de estos era conocido.  Las demás formas de cuneiforme, incluida la babilónica, se descifraron algunos años más tarde.  En la década de 1820, Champollion descifró los jeroglíficos egipcios, en 1847 sir Austen Layrd excavó Nínive y Ninrud, en lo que hoy es Irak, y descubrió las maravillosos palacios de Assurnasirpal II, rey de Asira (885 – 859 a.c.), y Sennacherib (704 – 681 a.c.). Los enormes guardianes de las puertas encontrados allí, semitoros y leones de dimensiones mucho más grandes que las reales, causaron sensación en Europa, todo aquello popularizó la Arqueología.

Estas excavaciones condujeron finalmente al descubrimiento de una tablilla en cuneiforme en la que estaba escrita la epopeya de Gilgamesh, notable por dos razones: en primer lugar, era mucho más antigua que los poemas homéricos y la Biblia; en segundo lugar, diversos episodios del relato, como el de la gran inundación, eran similares a los que recogía el Antiguo Testamento.

Cada uno de aquellos descubrimientos aumentaba la edad de la Humanidad y arrojaba nueva luz obre las Sagradas Escrituras.  Sin embargo, con excepción de la epopeya de Gilgamesh, ninguno de ellos aportaba nada realmente nuevo en términos de datación, en el sentido de que no contradecían de forma significativa la cronología bíblica.

Todo aquello empezó a cambiar hacia 1856 cuando se empezó a limpiar a fondo una pequeña cueva en un costado del valle Neander (Neander Thal en alemán), a través del cual el río Düssel desemboca en el Rin.  En ella se encontró un cráneo, enterrado bajo más de un metro de barro, así como algunos otros huesos.

Aquellos huesos fueron a parar a manos del profesor de anatomía de la Universidad de Bonn, Schaaffhausen que, identificó la parte superior de un cráneo, dos fémures, parte de un brazo izquierdo, parte de una pelvis, y algunos otros vestigios de menor tamaño.

En el artículo que escribió sobre aquello, Schaaffausen llamaba la atención sobre el grosor de los huesos, el gran tamaño de las marcas dejadas por los músculos que estuvieron unidos a ellos, el pronunciamiento de los arcos supraorbitales, y la frente pequeña y estrecha.

Concluyo el profesor diciendo que:

“Hay indicios racionales suficientes para sostener, que el hombre coexistió con los animales descubiertos en el diluvio; y muchas razas bárbaras quizá hayan desaparecido antes de todo el tiempo histórico, junto a los animales del mundo antiguo, mientras que las razas cuya organización mejoró continuaron el género.”

El profesor concluyó proponiendo que el espécimen “probablemente perteneciera al pueblo bárbaro original que habitaba el norte de Europa antes de los Germanos.”

Esto no es exactamente lo mismo que hoy entendemos por hombre Neandertal, pero en cualquier caso el hallazgo supuso un gran avance para el conocimiento de nosotros mismos.

Escribiendo sobre estos temas de la antigüedad y de los hechos pasados en los distintos lugares y épocas a distintas culturas, he caído en la cuenta de que el futuro estuvo antes del pasado, me explico:

Lo que pretendo decir es que cada uno tenemos nuestro propio pasado, presente y futuro.  Si retrocedo unos años en el tiempo, imaginarme a mi hija Maria estudiando en el Conservatorio Superior de Música en Madrid, era el futuro.  Sin embargo ahora es presente y, dentro de poco será el pasado.  Todo esto nos lleva de nuevo a lo que escribí en otro trabajo: Pasado, presente y futuro.  Una ilusión llamada tiempo.

El tiempo es una abstracción de nuestra mente.  Algún científico ha dicho (quiero recordar que el Nobel de Física de 2.004 Frank Wilczek) que el tiempo no pasa, es algo que está ahí.  Sin embargo, como me ocurre con la luz y con otras cosas, a mí el tiempo me llama la atención y despierta mi curiosidad.

Sigamos con el tema que estaba comentando.  Por aquella época, la palabra “ciencia” había empezado a adquirir su significado moderno.  (El término “científico” fue acuñado por William Whewell en 1833.)  Hasta finales del siglo XVIII, se había preferido el uso de las expresiones “filosofía natural” e “historia natural”.  De manera natural y gradual, a medida que diversas disciplinas especializadas fueron surgiendo, primero en Alemania y después en otros lugares, la palabra “ciencia” empezó a ser el término preferido para designar a estas nuevas actividades.

Es curioso ver como, por aquella época también (finales de S.XVIII), algunos empezaron a cuestionar los fundamentos básicos del cristianismo, aunque la mayoría de los hombres de ciencia no se apresuraron a apoyar la idea.  Por lo general, los biólogos, químicos y fisiólogos de la época eran todavía hombres religiosos y devotos.

El caso de Linneo es en este sentido ejemplar.  Pese a ser una de las figuras de la ilustración (figuras principales) y uno de los padres de la biología moderna, cuyos aportes forman parte de los antecedentes de la teoría de la evolución, Linneo era muy diferente de, por ejemplo, Voltaire. El naturalista John Ray (1627 – 1705) ya había advertido que no todas las especies (miles de las cuales se había encontrado en el Nuevo Mundo y África) podían ordenarse en una jerarquía significativa, y que las formas de la vida variaban de muchas maneras diferentes, una concepción que suponía la ruptura temprana con la idea de una gran cadena del ser.

Me he salido del tema, de Linneo os hablaré otro día.

emilio silvera

Aunque puede que no sepamos que es la mente, sabemos algunas cosas sobre el cerebro. Está formado por una red, una increíble maraña de “cables” eléctricos que serpentean a través de una gran cantidad de “sustancias” neuroquímicas. Existen quizás cien mil millones de neuronas en el cerebro humano, tantas como estrellas hay en la Vía Láctea, y, cada una de ellas recibe datos eléctricos de alrededor de mil neuronas, además de estar en contacto y en comunicación con unas cien mil neuronas más.

El suministro de datos que llega en forma de multitud de mensajes procede de los sentidos, que detectan el entorno interno y externo, y luego envía el resultado a los músculos para dirigir lo que hacemos y decimos. Así pues, el cerebro es como un enorme ordenador que realiza una serie de tareas basadas en la información que le llega de los sentidos. Pero, a diferencia de un ordenador, la cantidad de material que entra y sale parece poca cosa en comparación con la actividad interna. Seguimos pensando, sintiendo y procesando información incluso cuando cerramos los ojos y descansamos.

La unidad a partir de la cual se configuran todas las fabulosas actividades del cerebro es una célula del mismo, la neurona. Las neuronas son unas células fantásticamente ramificadas y extendidas, pero diminutas.

La hipótesis neuronal de las células anatómicamente separadas se estableció cuando Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) modificó el método cromoargéntico de Golgi y lo utilizó en una serie magistral de experimentos. Aunque Golgi y Ramón y Cajal compartieron el premio Nobel en 1906, siguieron asiendo rivales encarnizados hasta el final.

Si todas las neuronas del cerebro, los cien mil millones, están anatómicamente separadas unas de otras, ¿cómo podían los mensajes eléctricos que pasaban a través de cada una de ellas saltar de una neurona a la siguiente? La respuesta es que no saltan sino que hacen otra cosa, y esto tiene una importancia fundamental en relación con el modo en que funciona el cerebro.

El descubrimiento fue realizado por Otto Loewi, cuando trabajaba en Australia durante la década de 1920. Lowell estaba trabajando con la transmisión neuronal del cerebro al corazón a través del nervio vago. Aisló el corazón de una rana con el nervio vago intacto, y demostró que la estimulación del nervio hacía que los latidos del corazón fueran más lentos. Pero él quería saber cómo se transmitía al corazón el mensaje eléctrico que transporta el nervio vago. ¿Se trataba de una conexión eléctrica o química, o de alguna otra cosa diferente? La clave estaba en una solución química que bañaba el corazón después de la estimulación del nervio vago que como consecuencia segregaba esta sustancia química que hacía de intermediaria en la transmisión del mensaje desde una célula a la siguiente.

Por lo tanto, los impulsos eléctricos nerviosos pasan a los extremos de las neuronas, donde la llegada del impulso hace que la terminación nerviosa libere una sustancia química (un neurotransmisor), que cruza el estrecho espacio que hay entre dos neuronas (la sinapsis), y entonces la sustancia química actúa sobre la segunda neurona para modificar su capacidad de emitir, a su vez, impulsos nerviosos. Cada neurona liberará sólo un tipo de neurotransmisor (habitualmente), pero lo liberará hacia muchas neuronas diferentes.

Existen dos neurotransmisores principales en el cerebro: el glutamato y el GABA. El glutamato actúa sobre la segunda neurona para aumentar la probabilidad de que emita un impulso nervioso (por lo que es un transmisor excitante), mientras que el GABA actúa para disminuir la probabilidad de que lo emita (luego es un transmisor inhibidor).

No obstante, una neurona no recibe una sola entrada desde una sinapsis neuronal individual, sino que recibe muchos miles. Decenas de miles de sinapsis desde miles de neuronas diferentes cubren la superficie ramificada de una sola neurona. Omito explicar aquí (podría ser tedioso para del lector) todos los mecanismos de los transmisores entre sinapsis y las ramas de salida (los axones) por las que se desplazan las señales eléctricas como ondas.

Una neurona, o una red de neuronas, puede así recoger información de muchas fuentes, incluidos los sentidos, la memoria y las emociones, para controlar la señal que ella misma va a emitir y que finalmente puede ocasionar una contracción o una relajación muscular.

El glutamato es el principal neurotransmisor del cerebro, pero paradójicamente es también una toxina poderosa para las células del sistema nervioso. Cuando los niveles de glutamato son bajos, actúan como una señal entre neuronas, pero si son excesivos las sobreexcitan y las matan… Esta acción “excitotóxica” del glutamato parece ser la causa de muerte neuronal durante las apoplejías y en las enfermedades neurodegenerativas, tales como la de Alzheimer, la de Parkison, y la esclerosis múltiples.

El glutamato es uno de los aditivos más frecuentes en los alimentos, presentándose en forma de sal como glutamato monosódico (GMS). Actúa reforzando el sabor y es omnipresente en la cocina china: la salsa de soja es especialmente rica en glutamato. Afortunadamente, el glutamato que está en el intestino y en la sangre apenas penetra en el cerebro, porque la barrera “sangre-cerebro” impide que glutamato cruce desde la sangre al cerebro.

No obstante, en medicina existe un trastorno conocido como “síndrome del restaurante chino” –donde nunca he comido, ni comeré- que puede aparecer por comer demasiados alimentos saturados de glutamano y que consiste en unos niveles de glutamano tan elevados en la sangre que no puede impedir que entre en el cerebro y cause la muerte neuronal.

Claro que, otras fuentes nos dicen que el GABA, actúa como calmante y de alguna manera, contrarresta el mal. De hecho, los barbitúricos, el principio activo de las píldoras para dormir que toman algunos enfermos depresivos y las benzodiacepinas, como el Librium o el Valium, que reduce la ansiadad, actúan, por ejemplo, reforzando la acción del GABA en su receptor neuronal.

emilio silvera

¿Cómo se puede explicar el amor? El materialismo no puede hacerlo. Ni los átomos, ni las moléculas, ni las células resuelven el problema. ¿Quién está capacitado para explicar el sentir de las neuronas? ¿Qué mecanismo nos mueve al amor? ¿Cómo es ese vínculo tan fuerte?

Al igual que la fuerza invisible y poderosa del electromagnetismo y la gravedad, la del amor también está ahí, y cuando es verdadero el sentimiento, la fuerza es mayor que las cuatro fuerzas de la naturaleza juntas. Si estamos dispuestos a entregar la vida, ¿hay algo más fuerte que eso en el universo? Creo que no.

¿Qué caricia explica su turbadora resonancia “espiritual”?

¡Ninguna!, pero ocurre. Al igual que el suave pasar de los dedos sobre el teclado del piano nos ofrece una melodía que eleva nuestra alma, una caricia del ser amado no sólo nos hace sentirnos bien, es algo más grande y más elevado, nos hace mejores.

La verdadera experiencia del amor es misteriosa y está más allá de la mera sexualidad e incluso de la misma razón; es tan grande y profundo este misterio que en realidad se escapa de nuestro entendimiento, y de ningún modo puede expresarse en términos de biogenética. Son cuestiones de la mente que no hemos llegado a comprender y que está muy por encima de las simples cuestiones materiales.

Qué razón tenía aquel que dijo: “No sólo de pan vive el hombre”. La metáfora lo dice todo.

Platón también negó rotundamente esa reducción a lo físico y hablaba de un infinito inventado, algo transfigurado a través del amor, la llave que abre el corazón humano.

En el ámbito humano, después del amor con mayúsculas (no todos son capaces de amar), la ética es el arte de lo mejor y la cultura es su cultivo, que tiene un medio ideal en los libros que, desde las historias infantiles, de fantasía, de conocimiento científico o de cualquier temática, siempre, en cada momento de nuestras vidas, nos aportan algo para que seamos mejores.

La verdad es que en los tiempos que vivimos, la cultura es difícil y encuentra poca tierra de cultivo. Prima la zafiedad. Programas de televisión de los que podemos sentir vergüenza. Se ha perdido el pudor y el respeto, y los valores tradicionales se están perdiendo, y vamos, si alguien no lo remedia, hacia una sociedad del vale todo.

No existe moralidad colectiva, y en aquellos casos aislados en que está presente, sus poseedores son mirados por los demás como bichos raros y llegan a procurar aislarlos en ese mundo de moral y honestidad que ellos ni entienden ni quieren.

Aunque somos libres de elegir, la verdad es que la mayoría está condicionada por el medio; una realidad que les arrastra y no tienen ni la personalidad ni la fuerza para escapar del torbellino que irremisiblemente los engulle.

Tenemos que enseñar a los niños a leer, aprender a decir no en el momento oportuno. Un no en ese momento delicado de sus vidas puede ser la diferencia entre ser feliz o ser un desgraciado.

La educación tiene su seno en el núcleo familiar; allí es donde todo se cuece, y los niños se miran en el espejo de los padres. Aquellos que dejan sus obligaciones y trasladan la responsabilidad a los maestros y la escuela, mal lo llevan.

No existen soluciones mágicas. Todo es disciplina y trabajo. Sin sacrificio nada conseguimos nunca. Es la constancia y el querer conseguirlo lo que finalmente nos trae el resultado. Lo que tú hagas es lo que recibirás; ésa es la única y cruda realidad.

¿Qué es la libertad? Yo la entiendo como el poder de hacer en todo momento lo que desees, y la verdad, en ese sentido la libertad no existe. ¿Quién puede hacer eso? Los padres estamos supeditados a los hijos; la mujer y el hombre están supeditados a sus estudios y a sus trabajos. El banquero está supeditado a conservar e incrementar su dinero. El gobernante está sometido (es un decir) a procurar el bien común y, siendo así, la libertad que tenemos es parcial e intermitente, nunca general y continua. Sí, tenemos un amplio margen para elegir nuestro camino en la vida, y algunos, ni eso hemos tenido.

Muchos esquivaron el camino al confundir el bien con el placer que, mal entendido, nos puede llevar a la ruina. El deseo constante de placer artificial puede convertir el equilibrio de la mente humana en algo peligroso e inestable.

Estas cosas que aquí comento ahora, creo que en el fondo son conocidas por todos, y sin embargo, pocos las cumplen, y por no prescindir de sus pequeños placeres (el bar y los amigos, el Rocío y la fiesta, acompañar a su equipo, etc.) dejan arruinar las vidas de sus hijos que dejan acompañados de esa fatídica maquinita de juegos infernales que, aun costando una pequeña fortuna, les compran para que les dejen tranquilos.

En fin, menos mal que no todos actúan así, pero sí más de los que desearíamos.

Cambiemos a un tema más físico.

Los átomos y moléculas de las que estamos formados, es probable que sean comunes a organismos de cualquier otro lugar del universo. Pero la manera específica en que estas moléculas se juntan y las formas específicas y fisiológicas de los organismos terrestres pueden ser sumamente diferentes de lo que es corriente en nuestro planeta, a consecuencia de sus diferentes historias evolutivas.

Cuando tratamos de considerar cuáles han de ser las estrellas a estudiar y examinar buscando posibles señales de radio dirigidas a nosotros desde planetas lejanos, generalmente se presta más atención a estrellas semejantes a nuestro Sol, alegando, con razón, que la búsqueda e investigación deben iniciarse con un tipo de estrella en la que sepamos con certeza que hay vida (la estrella que tiene un sistema planetario y que en uno de sus planetas ha surgido la vida, la única conocida, es nuestro Sol). De esta manera, se buscan signos de vida inteligente en estrellas como (y parecidas a) la nuestra. El proyecto Ozma fue el primer intento para buscar señales de radio en las estrellas Tau Ceti y Épsilon Eridani, ambas estrellas con masa, radio, edad y composición muy parecidas a las de nuestro Sol.

Pero limitar la búsqueda a una exclusividad de este tipo de estrellas sería un error. Hay estrellas con menos masa y luminosidad que la de nuestro Sol que tienen existencias más antiguas, y por tanto evolucionadas en un mayor grado. Estas estrellas diminutas o “enanas” K y M pueden tener miles de millones de años más que el Sol.

Si suponemos que cuanto más larga sea la vida de un planeta, más inteligentes serán (por evolución) los organismos que en él se han desarrollado, entonces debemos dirigir nuestra atención a las estrellas no sólo G, sino también a las K y M, evitando el impulso ególatra de que la única vida existente en el universo, por fuerza, será como la nuestra. ¡Un error enorme!

Es verdad que este tipo de estrellas con planetas a su alrededor, podría objetarse que son mundos más fríos que la Tierra, y que la vida en ellos es menos probable. Claro que este diagnóstico parte de un error muy común en nosotros; pensamos en un tipo de vida similar o muy parecido al nuestro, y además, al ser las estrellas más pequeñas, generan una fuerza de gravedad menor y los planetas están mucho más cerca del Sol que los de nuestro sistemas solar, con lo cual, puede que la cercanía equilibrase la balanza y no los haga tan fríos como creemos. En realidad, en el cosmos existen muchas más estrellas K y M que estrellas G.

Carl Sagan, enamorado de todos estos problemas del universo, nunca descartaba nada. Decía que la mayor parte de la vida surge en los planetas y allí reside. Sin embargo, se preguntaba:

“¿Acaso pudiera ver organismos que habitan en las profundidades del espacio interestelar, superficies o interiores de estrellas, o incluso otros objetos cósmicos incluso más exóticos?”

Es tan difícil responder a esa pregunta como a tantas otras que, con nuestra actual ignorancia, es imposible dar respuesta. Si evolucionamos hasta seres de pura energía, podríamos estar en cualquier parte del universo.

Los seres vivos tal y como los conocemos, necesitan de la materia para reproducirse y, por lógica, se deben asentar en aquellos lugares que, estando presente la energía, puedan reproducirse en un tiempo prudencial y adecuado a la especie de que se trate, y acorde con la complejidad del individuo que está surgiendo a la vida.

Claro que no podríamos negar y sí imaginar organismo desarrollándose en planetas con atmósferas que lentamente vayan alejándose en el espacio, permitiendo que los organismos se adapten gradualmente a unas condiciones cada vez más duras, hasta llegar a la adaptación total de un medio interestelar. Seres así podrían vivir casi en cualquier parte del universo.

Lo más probable, sin descartar nada, será una especie diferente de organismo interestelar mucho más posible: seres inteligentes de planetas parecidos al nuestro, pero que han trasladado su campo de actividad al volumen mucho más vasto del espacio interestelar.

Los seres, en nuestro lejano futuro tecnológico, deberán poseer capacidades que hoy en día ni siquiera podemos imaginar. Es verdad que el hombre moderno (nosotros), es casi idéntico al hombre de hace 50.000 años. Sin embargo, cuando pasen algunos millones de años, todo será distinto. Aparecerán nuevas formas humanas evolucionadas por pequeñas y paulatinas mutaciones encaminadas a sobrevivir en otros medios.

No puedo dudar de que tales sociedades futuras deberán dominar la materia y la energía de las estrellas y de las galaxias, y tendrán la sabiduría suficiente para explotar la radiación y la energía de los agujeros negros para ponerla a su servicio.

Pensemos en el largo viaje que unos organismos hicieron para evolucionar del mar a la tierra firme. Ahora esos organismos que tienen su origen en las profundidades marinas, sólo se sientes “en casa” en la tierra, su nuevo medio conquistado a través de mil peripecias y peligros. De la misma manera, en el futuro, dejaremos la tierra firme para habitar en enormes ciudades volantes por las profundidades del universo, e innumerables mundos serán poblados con sociedades nuevas que llenarán de ruidos el ahora silencioso universo.

¡Quién sabe!

Las maravillas del universo son inagotables, y muy lentamente tenemos acceso a ellas. Hay lugares con tres soles de distintos colores: amarillo (como el nuestro), azul y verde, o blanco y rojo. Hay dos que casi se están tocando, sólo los separa una ligera y brillante materia cósmica que parece pura luz. Hay un mundo que tiene miles de lunas, y no muy lejos de él brilla un Sol que no es mayor que nuestro planeta Tierra. He podido ver un núcleo atómico de 3.000 m de diámetro que gira 160 veces por segundo. Hay soles que se desplazan por el universo a velocidades enormes y bacterias que escapan de las galaxias y vagan por el cosmos hasta encontrar un planeta donde instalarse. Las nubes de gas y polvo inundan los espacios entre las galaxias, y después de girar durante miles de millones de años, se juntan y forman nuevas galaxias de estrellas y planetas.

También, quién sabe, pueden existir lugares fuera de nuestro universo (algunos científicos así lo creen).

Para nosotros, insignificantes criaturas de una grandeza enorme, el universo resulta pavoroso. Pero también fascinante y maravilloso. ¡Qué paradoja!

¿Cómo puede algo dar miedo y placer o fascinación al mismo tiempo?

Pues así es. Nos produce miedo su enormidad y nuestra ignorancia. Nos produce placer lo que vamos descubriendo y fascinación los misterios que encierra y a los que nuestra curiosidad y osadía no resiste la necesidad de desvelar.

No parece que nuestra evolución sea debida a senderos evolutivos predeterminados que conducían infaliblemente, desde formas simples, a lo que somos, al hombre; más bien, la evolución procede de un modo convulsivo, sin un plan determinado, y la mayor parte de formas de vida conducen a callejones sin salida en la evolución. Así se han extinguido tantas, y continuarán extinguiéndose. Esperemos que no estemos en la lista.

En realidad, somos el producto de una larga serie de accidentes biológicos. En la perspectiva cósmica no tememos razones de pero para pensar que seamos los primeros, que seremos los últimos o los mejores.

Sin embargo, esa seria de accidentes biológicos, ¿fueron fortuitos? Ya me gustaría poder responder a esta pregunta.

A lo que sí puedo responder es al hecho innegable de que, en lo más profundo de nuestro ser habita un ente superior, algo grande capaz de lo más sublime. ¿Puede algo así surgir de la nada?

Me gustaría estar en ese tiempo futuro en el que la ciencia es tan avanzada que tiene como reliquias antiguas teorías como la relatividad, la mecánica cuántica y la teoría de supercuerdas. ¿Qué maravillas no tendrán entonces?

La ciencia avanza despacio, no porque no interese a la gente, sino porque los gobiernos no le destinan los presupuestos necesarios para que su avance esté relacionado con el conocimiento que ya poseemos. Tenemos magníficos físicos, astrofísicos, astrónomos, matemáticos y otros científicos de las distintas disciplinas que viven en la inseguridad de que el político o el organismo de turno le conceda la subvención necesaria para realizar sus proyectos. Es una vergüenza.

A pesar de todos los inconvenientes, los avances científicos y del conocimiento no pueden ser frenados. El querer saber y descubrir está asociado con una especie de energía inagotable que finalmente vencerá.

En realidad, la ciencia es el poder. Por tal motivo, todos los políticos tratan de manejar el ámbito científico por si surge algo que puedan utilizar en beneficio propio.

La gente sencilla sí se interesa por los temas científicos, lo que ocurre es que en la niñez, en las escuelas, la enseñanza es muy deficiente, y cuando llegan a mayores, son unos incultos científicos que, de manera interesada, han sido dejados en la ignorancia por algunos.

Todos deberíamos tener un mínimo de conocimientos sobre las cuestiones importantes de nuestro mundo y nuestro universo. Saber cuestiones básicas como el por qué brillan las estrellas, cómo se expande el universo y que la Tierra es una nave espacial que nos lleva en un viaje alrededor del Sol a 30 Km/s.

No puedo olvidar la fascinación que sentí (sin entenderlo) cuando vi por vez primera ante mis ojos E = mc², su sencillez y la enormidad del mensaje que encierra, me dejaron totalmente sorprendido y al mismo tiempo, maravillado.

Pues bien, lo mismo que me ocurrió a mí, seguramente le ocurrirá a muchos otros si les damos la oportunidad de conocer, de saber sobre las cosas que les rodea y con las que conviven, sin que tengan la menor idea de qué son y cómo funcionan. La gravedad, el electromagnetismo, las fuerzas nucleares… creo que todo esto, sin tecnicismos ni profundidades científicas, puede ser explicado para dar un conocimiento básico que, al menos, evite la actual ignorancia, y para conseguirlo, el único camino es la divulgación.

emilio silvera

Claro que, para levantar cualquier edificio, además de un estímulo para hacerlo se necesitan los ladrillos específicos con las que construirlo y la energía con la que mantenerlo funcionando.

La evolución rápida del cerebro no solo requirió alimentos de una elevada densidad energética y abundantes proteínas, vitaminas y minerales; el crecimiento del cerebro necesitó de otro elemento fundamental:

Un aporte adecuado de ácidos grasos poliinsaturados de larga cadena, que son componentes fundamentales de las membranas de las neuronas, las células que hacen funcionar nuestro cerebro.

Nuestro organismo, como ya he señalado, es incapaz de sintetizar en el hígado suficiente cantidad de estos ácidos grasos; tiene que conseguirlos mediante la alimentación.  Estos ácidos grasos son abundantes en los animales y en especial en los alimentos de origen acuático (peces, moluscos, crustáceos).   Por ello, algunos especialistas consideran que la evolución del cerebro no pudo ocurrir en cualquier parte del mundo y, por lo tanto, requirió un entorno donde existiera una abundancia de estos ácidos grasos en la dieta: un entorno acuático.

El cerebro humano contiene 600 gramos de estos lípidos tan especiales imprescindibles para su función.  Entre estos lípidos destacan los ácidos grasos araquidónico (AA, 20:4 W-6) y docosahexanoico (D H A, 22:6 W-3); entre los dos constituyen el noventa por 100 de todos los ácidos grasos poliinsaturados de larga cadena en el cerebro humano y en el resto de los mamíferos.

Una buena provisión de estos ácidos grasos es tan importante que cualquier deficiencia dentro del útero o durante la infancia puede producir fallos en el desarrollo cerebral.

El entorno geográfico del este de África donde evolucionaron nuestros ancestros proporcionó una fuente única nutricional, abundante de estos ácidos grasos esenciales para el desarrollo cerebral.  Esta es otra de las circunstancias extraordinarias que favoreció nuestra evolución.

Las evidencias fósiles indican que el género Homo surgió en un entorno ecológico único, como es el formado por los numerosos lagos que llenan las depresiones del valle del Rift, el cual, en conjunto y desde un punto de vista geológico, es considerado un “protoocéano”.  El área geográfica formada por el mar Rojo, el golfo de Adén y los grandes lagos del Rift forman lo que en geología se conoce como “océano fallido”.  Son grandes lagos algunos de una gran profundidad (el lago Malwi tiene 1.500 metros y el lago Tanganika 600 m.) y de una enorme extensión (el lago Victoria, de casi 70.000 km², es el mayor lago tropical del mundo).  Se llenaban, como hacen hoy, del agua de los numerosos ríos que desembocan en ellos; por eso sus niveles varían según las condiciones climatológicas regionales y estaciónales.

Muchos de estos lagos son alcalinos debido al intenso volcanismo de la zona.  Son abundantes en peces, moluscos y crustáceos que tienen proporciones delípidos poliinsaturados de larga cadena muy similares a los que componen el cerebro humano.  Este entorno, en el que la especie Homo evolucionó durante al menos dos millones de años, proporcionó a nuestros ancestros una excelente fuente de proteínas de elevada calidad biológica y de ácidos grasos poliinsaturados de larga cadena, una combinación ideal para hacer crecer el cerebro.

Ésta es otra de las razones en las que se apoyan algunos para sugerir que nuestros antecesores se adaptaron durante algunos cientos de miles de años a un entorno litoral, posiblemente una vida lacustre, en el “océano fallido” de los grandes lagos africanos y que nuestra abundante capa de grasa subcutánea es la prueba de esta circunstancia de nuestra evolución.

La realidad es que este entorno lacustre proporcionó abundantes alimentos procedentes del agua, ricos en proteínas de buena calidad y en ácidos grasos poliinsaturados.  Estos alimentos completaban la carroña incierta o la caza casi imposible.  Durante cientos de miles de años evolucionaron los homínidos en este entorno entre la sabana ardiente y las extensiones interminables de aguas someras por las que vagaban los clanes de nuestros antepasados chapoteando a lo largo de kilómetros en busca de alimento.  Este entorno único no solo garantizó los nutrientes necesarios para desarrollar el cerebro, sino que aceleró numerosos cambios evolutivos que confluirían en el Homo sapiens.

Nuestra especie es muy homogénea en sus características: somos muy similares a pesar de lo que pudiera parecer a causa de las diferencias del color en la piel o en los rasgos faciales de las diferentes poblaciones.  Tanto los datos de la genética homo los de la paleantropología muestran que los seres humanos, como especie, procedemos de un grupo pequeño de antepasados que vivían en África hace unos cuatrocientos mil años.

Hemos logrado determinar con precisión nuestros orígenes como especie mediante precisos análisis genéticos; por ejemplo, los estudios llevados a cabo sobre los genes de las mitocondrias pertenecientes a individuos de todas las poblaciones del mundo y de todas las razas.

Estudiando el A D N mitocondrial de miles de personas se ha llegado a formular la llamada “Teoría de la Eva Negra”, según la cual todos nosotros, los Homo sapiens sapiens, procedemos de una hembra que vivió en algún lugar de África hace ahora unos tres cientos mil años.  Otros estudios se han realizado mediante el análisis del polimorfismo del cromosoma Y.

Pero tanto unos estudios como otros han dado el resultado similar.  Los estudios del material genético del cromosoma Y confirman que la Humanidad tuvo un antepasado varón que vivió en África hace unos doscientos mil años.  Seria la “Teoría del Adan Negro”.  Estudios del Gen de la hemoglobina ratifican que todas las poblaciones humanas modernas derivan de una población ancestral africana de hace unos doscientos mil años compuesta por unos seiscientos individuos.

Los hallazgos paleo antropológicos ratifican el origen único y africano de nuestra especie.  Se han encontrado en diversa regiones de África algunos fósiles, de características humanas modernas, con una antigüedad de entre tres cientos mil y cien mil años; estos incluyen: el cráneo de kabwe (en Zambia), de 1.285 c.c.; el fósil KNM-ER-3834 del lago Turkan, en Kenia, de casi litro y medio; los fósiles encontrados en los yacimientos de Border Cave y Klassies River Mouth, de África del sur; y los esqueletos y cráneos encontrados en los enterramientos de la Cueva de Qafzeh y del abrigo de Skhul, ambos en Israel y datados en unos cien mil años.

En 1.968 se descubrieron en Dordoña el cráneo y el esqueleto de uno de nuestros antepasados, al que se denominó Hombre de Cro-Magnon.  Hoy sabemos que hace unos cuarenta mil años aparecieron en Europa unos inmigrantes de origen africano, que eran los primeros representantes de la especie Homo sapiens sapiens que alcanzaban estos territorios.  Llegaron con unas armas terribles e innovadoras, conocían el modo de dominar el fuego y poseían una compleja organización social; y por lo que se refiere a las otras especies de homínidos que habitaban por aquel entonces Europa, concretamente los Homo neandertales, al parecer, los eliminaron por completo.

Los hombres de cromañón poseían las características de los pobladores de las regiones próximas al ecuador: poco macizos, muy altos y de brazos y piernas largas; sus huesos eran muy livianos por aumento del canal medular, dentro de la diáfisis.  Los huesos que formaban las paredes del cráneo eran más finos, que los de sus predecesores.  Habían sufrido una reducción de la masa muscular.  El desarrollo de armas que podían matar a distancia con eficacia y sin requerir gran esfuerzo, como los propulsores, las hondas y, más tarde, el arco y las flechas, hicieron innecesarias una excesiva robustez.  En general, eran muy parecidos a nosotros y, hasta tal punto es así que, si cogiéramos a uno de estos individuos, lo lleváramos a la peluquería, le pusiéramos un buen traje, y lo sacáramos de paseo, se confundiría con el resto de la gente sin llamar a atención.

emilio silvera

Soy Shalafi, el webmaster de todo este sitio web. Los más fieles lectores ya me conocerán por alguna que otra de mis esporádicas apariciones por aquí para anunciar alguna novedad técnica o por haberme puesto en contacto con ellos por correo.

Hoy vengo a anunciar que, visto el auge que recientemente han vivido los comentarios y que deriva en varias conversaciones paralelas entre los comentaristas, he implementado la posibilidad de hacer respuestas particulares a cada uno de los comentarios, para facilitar el seguir la discusión sin intercalar las paráfrasis de distinta temática.

Sin más, les animo a que usen esta nueva cualidad del blog y les insto a contactarme si encuentran algún error o dificultad en su uso.

Un saludo

En el Universo puede haber miles de millones de palanetas,
Si están habitados ¡Cuánto dolor y amargagura!
Y, si no lo están, que desperdicio de mundos.
En verdad, los seres humanos…Son muy complejos,
hasta tal punto es así que, ni nosotros mismos llegamos nunca a nococernos.

Siempre me ha llamado la atención el hecho de que, a lo largo de la historia, en cualquier parte del mundo, sin importar su condición u origen, de vez en cuando, surgen personajes que, con sus hechos, dejaron señalado un camino que muchos siguieron y, de esa manera, ha ido caminando la humanidad a lo largo de la Historia, influída por esas mentes que, en uno u otro ámbito del saber humano, abrieron los caminos a seguir. Muchos serían los ejemplos que podríamos poner aquí pero, hoy, dejaré una simple reseña de uno de ellos.

Pitágoras de Samos.  569 a.C. (Samos).475 a.C. (Tarento).

Pitágoras era hijo de un comerciante griego, por lo que viajó mucho de niño, acompañando a su padre.  No se conocen muchos detalles de su infancia, pero es seguro que recibió buena educación.  En Mileto, Tales y Anaximandro lo introdujeron en el mundo de las Matemáticas y le recomendaron ir a Egipto para profundizar en su estudio, lo que hizo en el 535 a.C. Estudió en el templo de Dióspolis.

Allí fue hecho prisionero hacia el 525 a.C. y llevado a Babilonia, de donde regresaría a Samos hacia el 520 a.C.  Al regreso, fundó una escuela que llamó El Semicírculo.  Al cabo de dos años se trasladó a Cretona, en el sur de Italia, donde fundó una escuela filosófica y religiosa que tuvo muchos seguidores.

Las enseñanzas principales decían que la realidad era matemática y que el estudio puede llevar a la purificación espiritual y la unión con la divino.

Creían que todo lo que existe son números y todas las relaciones podían reducirse a relaciones numéricas.  Además, atribuían a cada número una propia personalidad (masculina o femenina, perfecta o incompleta, bella o fea).

Por ejemplo, el 10 era el número perfecto, pues contenía en sí mismo los cuatro primeros enteros (1 + 2 + 3 + 4 = 10).

La escuela exigía a sus miembros estricta lealtad y secretismo por lo que los conocimientos en Matemáticas producidos por ellos eran siempre atribuidos a Pitágoras, y no podemos saber qué descubrió él personalmente y qué se le atribuyó.  Sin ir más lejos, el conocido teorema de Pitágoras (del que antes di un ejemplo) no lo descubrió él, sino que ya era conocido por los babilonios mil años antes, aunque puede que él fuese el primero en demostrarlo.

El objeto de estudio de esta escuela no eran las Matemáticas tal como las pensamos hoy, sino desde una perspectiva más filosófica.  Se preocupaban de los principios en que se basan las Matemáticas, el significado de los conceptos número o círculo, así como qué ha de entenderse por demostración (de un teorema por ejemplo).

Son varios los teoremas debidos a Pitágoras o, más genéricamente, a los pitagóricos: el que afirma que la suma de los ángulos de un triángulo es igual a dos ángulos rectos, o el teorema de Pitágoras, esto es, que un triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los catetos.

También descubrieron los números irracionales –que no se pueden expresar como el cociente de dos enteros- y los cinco sólidos regulares: el tetraedro, el hexaedro o cubo, el octaedro, el dodecaedro y el icosaedro.

Aunque Pitágoras es uno de los matemáticos griegos más conocidos, a mí, no se porqué, me gusta más Euclides.  Claro que a cada acontecimiento o a cada personaje, hay que valorarlo dentro del contexto de su obra en su época, en su “tiempo”.

El lenguaje, las matemáticas, la escritura,… son las cosas que nos hicieron distintos, partiendo siempre de la base de que teníamos los sentidos y la mente que requerían aquellos logros que nos separaron de los demás animales.

La lengua o el lenguaje, cuyos comienzos se limitan a sonidos guturales y sin sentido de aquellos primeros homínidos que, caminando ya erguidos, vivían más o menos en comunidad y, ello, les llevó, a inventarse un sistema arbitrario de signos que los miembros de una comunidad establecían por convención, con el fin de comunicarse, así fueron los principios del lenguaje que, en cada caso, en cada lugar, está relacionado con la psicología y antropología específica de los distintos pueblos, lo que llevó a que el lenguaje, tomado en su conjunto, sea multiforme y heteróclito, y conectado con lo físico-fisiológico-psíquico y dentro de un dominio individual y a la vez social.

El lenguaje hablado se quiso expresar mediante escritura, y, el comienzo, fueron dibujos, signos, jeroglíficos, etc., hasta alcanzar un alto nivel mediante las reglas inventadas para la escritura.

La importancia del lenguaje y la escritura para la humanidad no está bien valorada, pocos piensan en lo importante que fue el hecho ocurrido hace ya muchos miles de años, cuando aquel ser primitivo, pintó un animal en la pared de su cueva, allí, en aquel lugar, se dio el primer paso.

Mediante un conjunto de sonidos articulados podemos manifestar lo que pensamos y comunicarnos con los demás y, cada pueblo, tiene su propio lenguaje.  Este hecho, el de distintas lenguas para cada región del mundo, expresa en realidad nuestro retraso en la evolución del lenguaje y en la de otros aspectos más generales que, algún día lejos aún en el futuro, nos llevarán a la unificación de todos y de todo en este planeta que pasará a ser una sola entidad ante el resto de civilizaciones que vendrán desde otros mundos pero, para que eso llegue…falta mucho.

emilio silvera

Los volcanes han existido desde los inicios de la Tierra hace 4.500 millones de años. Si bien las erupciones volcánicas pueden destruir la flora y la fauna en su entorno, la lava enriquece el suelo  con variados minerales. La mayor parte de los volcanes están situados a lo largo de los límites activos de las placas continentales. Los volcanes submarinos se hallan en regiones donde tienen lugar nueva formación de corteza terrestre, como en la dorsal oceánica. Estos volcanes pueden formar islas.

Los volcanes terrestres se encuentran, por lo general, en zonas de subducción, que se hallan especialmente en el Océano Pacifico. Los volcanes situados en las regiones costeras están distribuidos como una “sarta de perlas” y constituyen el anillo de fuego del Pacífico., en el que se encuentran más del 80% de los volcanes actuales. Además, los “puntos calientes” donde la fusión interna de la corteza crea magma, producen volcanes que son independientes de las placas continentales y sus limites. Un ejemplo de de este grupo lo constituyen los volcanes de Hawai.

Los volcanes se alimentan de las cámaras magmáticas, una especie de bolsas de rocas fundidas, a más de 1 km bajo la corteza terrestre. Si la presión en la cámara sobrepasa un determinado nivel (que es que parece que ha ocurrido en el de la imagen), el magma asciende por fisuras y grietas y forma una chimenea volcánica.

En el interior de esas montañas están activos materiales en forma de gases, líquidos y sólidos, todo a altas temperatura y presión. Cuando se producen las explosiones las zonas circundantes son bombardeadas con materiales y enterradas bajo una gruesa capa de ceniza en poco tiempo. Es la erupción denominada piroclástica (como la ocurrida en el año 79 a.C. que sepultó la ciudad de Pompeya bajo una capa de cenizas de 25 cm. de espesor) y los materiales pueden llegar a formar una nube piroplástica de 1.000 Cº de temperatura que puede desplazarse a 1.000 Km/h.

Hay diferentes tipos de explosiones volcánicas y en cada una de ellas se producen diferentes acontecimientos pero, como sólo se trata de dejar una leve y sencilla reseña de lo que estamos viendo en la imagen, creo que con la explicación dada queda bien.

Hasta hace muy poco no podía predecir este tipo de fenómenos naturales y, la gente que vivía en poblaciones situadas cercas de las laderas volcánicas estaban en peligro auque raramente, se producían erupciones espontáneas sin avisos previos como los terremotos, los volcanes y sus actividades son controladas por sismógrafos.

Los cráteres volcánicos, como parece ser el caso, están frecuentemente llenos de agua de lluvia y freáticas, formando lagos. Suele ocurrir que, tras una erupción volcánica, sean destruidos miles de kilómetros cuadrados de terreno a su alrededor y cambien por completo la orografía de la zona. Parece imposible pensar que la Naturaleza pueda recuperarse tras un acontecimiento de este tipo, sin embargo, las primeras muestras de vida vegetal aparecen a unos escasos tres meses del acontecimiento en los campos cubiertos por las cenizas ricas en minerales. Poco tiempo después, vuelven los animales y la vida, se reanuda, como si allí, nada hubiese pasado.

Así es la Naturaleza, y, como tantas veces se dijo aquí, algo se destruye para que algo surja a la vida..

emilio silvera

Pero la densidad media de materia que puede ser observada directamente en nuestro Universo no representa la cantidad necesaria para genera la fuerza de gravedad que se observa en la velocidad de alejamiento de las Galaxias que, necesita mucho más materia de la observada para generar esta fuerza gravitatoria, lo que nos da una prueba irrefutable de que ahí fuera, en el espacio entre galaxias, está oculta esa otra materia invisible, la “materia oscura” que nadie sabe lo que es, como se genera o de qué esta hecha.

Así que, cuando seamos capaces de abrir esa puerta cerrada ante nuestras narices, podremos por fin saber la clase de Universo que vivimos, si es plano, si es abierto e infinito, o si es un Universo que, por su contenido enorme de materia es curvo y cerrado.

Pero la respuesta a la pregunta, aun sin saber exactamente  cuál es la densidad crítica del Universo, si podemos contestarla en dos vertientes, en la seguridad de que, al menos una de las dos, es la verdadera.

El destino final será:

1. Si el Universo es abierto y se expande para siempre,  cada vez se hará más frió, las galaxias se alejaran las unas de las otras, la entropía hará desaparecer la energía, y el frió será tal que, la temperatura alcanzara el cero absoluto, -273ºk.  La vida no podrá estar presente.
2. Si el Universo es cerrado por contener una mayor cantidad de materia, llegará un momento en que, la fuerza de gravedad detendrá la expansión de las galaxias que, poco a poco, se quedarán quietas y, muy lentamente, comenzaran a moverse en el sentido inverso, correrán ahora las unas hacia las otras, hasta que  un día, a miles de millones de años en el futuro, todo la materia del Universo se unirá en una enorme bola de fuego, el Big Crunch, se formará una enorme concentración de materia de energía y densidad infinitas, habrá dejado de existir el espacio y el tiempo. Nacerá una singularidad que, seguramente, dará lugar a otro Big Bang.  Todo empezará de nuevo, otro Universo, otro ciclo ¿pero aparecemos también nosotros en ese nuevo Universo?

Esta pregunta si que no se contestarla.

Así las cosas, no parece que el futuro de la Humanidad sea muy alentador.  Claro que los optimistas nos hablan de Hiperespacio y Universos paralelos a los que, para ese tiempo, ya habremos podido desplazarnos garantizando la continuidad de la especie Humana.   Bien pensado, si no fuera así ¿para qué tantas dificultades vencidas y tantas calamidades pasadas?

¿Para terminar congeladas o consumidos por un fuego abrasador?

¡Quién pudiera contestar a eso!

Biología y estrellas

¿Es viejo el Universo?

Las cuatro edades del hombre: Lager, Aga, Saga y Gaga.

Anónimo

Cuando pensamos en la edad y el tamaño del Universo lo hacemos generalmente utilizando medidas de tiempo y espacio como años, kilómetros o años-luz. Como ya hemos visto, estas medidas son extraordinariamente antropomórficas.  ¿Por qué medir la edad del Universo con un “reloj” que hace “tic” cada vez que nuestro planeta completa una órbita alrededor de su estrella madre, el Sol? ¿porqué medir su densidad en términos de átomos por metro cúbico? Las respuestas a estas preguntas son por supuesto la misma: porque es conveniente y siempre lo hemos hecho así.

Ésta es una situación en donde resulta especialmente apropiado utilizar las unidades “naturales” la masa, longitud y tiempo de Stoney y Planck, las que ellos introdujeron en la ciencia física para ayudarnos a escapar de la camisa de fuerza que suponía la perspectiva centrada e el ser humano.

Es fácil caer en la tentación de mirarnos el ombligo y no hacerlo al entorno que nos rodea.  Muchas más cosas habríamos evitado y habríamos descubierto si por una sola vez hubiésemos dejado el ego a un lado y, en lugar de estar pendientes de nosotros  mismos, lo hubiéramos hecho con respecto a la naturaleza que, en definitiva, es la que nos enseña el camino a seguir.

La edad actual del Universo visible ≈10⁶⁰ tiempos de Planck

Tamaño actual del Universo visible ≈10⁶⁰ longitudes de Planck

La masa actual del Universo visible ≈10⁶⁰ masas de Planck

Vemos así que la bajísima densidad de materia en el Universo es un reflejo del hecho de que

Densidad actual del Universo visible ≈10^-120 de la densidad de Planck

Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto, es, por tanto,

Temperatura actual del Universo visible ≈10^-30 de la Planck

Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el Universo está estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcción.

Con respecto a sus propios patrones el Universo es viejo.  El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck.  Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser.

Pero, pese a la enorme edad del Universo en “tics” de Tiempo de Planck,  hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.

En el final del Universo uno tiene que utilizar mucho el tiempo pretérito…  todo ha sido hecho, ¿sabes?

Douglas Adams

¿Por qué nuestro Universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el Universo no es mucho más jóven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica.  Pero los universos viejos también tienen sus problemas.  Conforme para el tiempo en el Universo el proceso de formación de estrellas se frena.  Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas.  Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas.  Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo.  La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas.  Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta.  Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.

Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre los atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad.  En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar.  Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es.  Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagan infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen series amenazas exteriores.

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una serie y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas.  Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra habiendo tenido efectos catastróficos.  Somos afortunados al tener la protección de la luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.

La caída ene. Planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución

Frecuencia media de los impactos de meteoritos de diferentes tamaños en la superficie de la Tierra.  El diámetro del meteorito y del cráter que dejaría en la superficie, así como los efectos causados.

Cuando comento éste tema no puedo evitar el recuerdo del meteorito caído en la Tierra que impactó en la península de Yucatán hace 65 millones de años, al final de la Era Mesozoica, cuando según todos los indicios, los dinosaurios se extinguieron.  Sin embargo, a aquel suceso catastrófico para los grandes lagartos, en realidad supuso que la Tierra fue rescatada de un callejón sin salida evolutivo.  Parece que los dinosaurios evolucionaron por una vía que desarrollaba el tamaño físico antes que el tamaño cerebral.

La desaparición de los dinosaurios junto con otras formas de vida sobre la Tierra en aquella época, hizo un hueco para la aparición de los mamíferos.  Se desarrollo la diversidad una vez desaparecidos los grandes depredadores.  Así que, al menos en este caso concreto, el impacto nos hizo un gran favor, ya que, hizo posible que 65 millones de años más tarde pudiéramos llegar nosotros.  Los dinosaurios dominaron el planeta durante 150 millones de años; nosotros, en comparación, llevamos tres días y, desde luego, ¡la que hemos formado!

Pauta de la respuesta a una crisis medioambiental que causa en la Tierra una extinción en masa.

En nuestro sistema solar la vida se desarrolló por primera vez sorprendentemente pronto tras la formación de un entorno terrestre hospitalario.  Hay algo inusual en esto.

El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el Hidrógeno, Nitrógeno, Oxígeno, CARBONO, etc.

Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia.  El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro.  Al menos, en el primer sistema Solar habitado observado ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t (bio) y t (estrella) que son aproximadamente iguales el t(bio) -tiempo biológico para la aparición de la vida- algo más extenso.

La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante la cual el oxígeno es liberado por la fotodisociación de vapor de agua.  En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual.  Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la  radiación en el intervalo de longitudes de onda del orden de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua.

Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella estable que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma forma como objeto principal.

A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el Universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un Universo grande y frío en el que, es difícil la aparición de la vida, y, en el supuesto de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra.

emilio silvera

Los documentos, la mayoría manuscritos y cuadernos de notas, fueron comprados luego por otro hombre de Cambridge, el distinguido economista John Maynard Keynes (después lord Keynes), quien, tras dedicar varios años a su estudio, pronunció una conferencia sobre ellos en el club de la Royal Society de Londres.

En 1942, en medio de la segunda guerra mundial, Keynes presentó a sus oyentes una visión completamente nueva del “científico más renombrado y exaltado de la Historia”.

Keynes, después de estudiar con detenimiento los papeles y documentos de la caja adquirida en la subasta, descubrió a un ser nuevo y desconocido para el gran público, Newton, después de todo, no era un racionalista, alguien que nos enseñó a pensar de acuerdo con los dictados de la razón fría y carente de emoción.

Aquellos viejos documentos que Newton guardó en una caja en su despacho, allá por el año 1696, dejaba al descubierto que Newton no fue el primer hombre de la Edad de la Razón, sino que fue el último de los magos, el último de los babilonios y de los sumerios, la última gran mente que contempló el mundo visible e intelectual con los mismos ojos que lo hicieron quienes empezaron a construir nuestra herencia cultural hace ya diez mil años.

Newton todavía es conocido principalmente como el hombre que dio origen a la noción moderna de que el Universo se mantiene  unido gracias a la acción gravitatoria.  Sin embargo, pocos conocen al Newton que pasó años involucrado con el oscuro mundo de la alquimia, entregado a la búsqueda ocultista de la piedra filosofal, y que estudió la cronología de la Biblia convencido de que ésta le permitiría predecir el Apocalipsis que estaba por venir.

Newton, en realidad, era un estudioso cuasi-místico, fascinado por los rosacruces, la astrología y la numerología, que creía que Moisés conocía la doctrina heliocéntrica de Copérnico y su propia teoría de la gravedad.

Una generación después de la aparición de su famoso libro Principia Matemática (un enorme avance para la Humanidad), Newton aun se esforzaba por descubrir la forma exacta del Templo de Salomón, al que consideraba “la mejor guía para conocer la topografía de los cielos.”

Y acaso lo más sorprendente de todo sea que los estudios más recientes sugieren que los descubrimientos científicos de Newton que cambiaron el mundo podrían no haber sido realizados nunca de no ser por sus investigaciones alquímicas.

Grandes verdades han  surgido de ideas “ilusorias” que en la mayoría de los casos, su autor, no publicaba por miedo al que dirán, ese fue por ejemplo, el caso del gran matemático Gauss que, por temor a los comentarios de sus compañeros, no fue capaz de publicar su geometría de espacios curvos que, en muchos casos, derribaba la inamovible geometría de Euclides.  Pero llegó Riemann y todo cambió a partir de nuevos conceptos y una visión más avanzada y atrevida.

Sin un poco de fantasía nos quedaríamos paralizados.  Así, el proceso y el avance intelectual de la Humanidad nos llegó de ideas que, no pocas veces, fueron simples ilusiones que tomaron forma real, de la mente a la vida cotidiana.  Esta es quizá la lección más importante que podemos extraer del mundo de las ideas: no debemos poner barreras al pensamiento.  Aunque nos puedan parecer descabelladas, hay que seguir la pista de las ideas.

Siempre me llamó la atención, y, la Historia ha sido testigo, de cómo ciertos países y civilizaciones brillaron durante un tiempo para luego, por una u otra razón, eclipsarse y quedar en el olvido.  En el siglo IX Bagdad estaba a la cabeza del mundo intelectual mediterráneo:  allí se tradujeron los grandes clásicos de las civilizaciones antiguas y, como dijimos antes, donde se originaron los hospitales, se desarrolló el algebra, al jabar, y se realizaron grandes avances en filosofía, falsafah, y, sin embargo, para el siglo XI, tal liderazgo se había desvanecido debido a los rigores del fundamentalismo.

En el siglo IV Lactancia escribió: “¿Para qué propósito sirve el saber? En lo que respecta al conocimiento de las causas naturales, ¿qué bendiciones me reportará el saber dónde nace el Nilo o cualquier otra cosa bajo los cielos sobre la que los “científicos” deliren?”

Pero la lección más importante que podemos extraer de la historia de las ideas, es que, la vida intelectual (acaso la dimensión más importante, satisfactoria y característica de la existencia humana) es una cosa frágil, se puede perder y destruir con facilidad.

Rousseau dijo: “¡Oh, hombre! Encierra tu existencia dentro de ti y dejarás de ser desgraciado.  Ocupa el lugar que la Naturaleza te asignó en la cadena de los seres…”.

La recomendación que encontramos en Pope: “Conoce tu lugar: los cielos te han concedido este tipo de ceguera, esta debilidad.”

Los autores de la Enciclopedia creyeron que la idea de la gran cadena podía ayudar en el avance del conocimiento: “Dado que << Los seres está vinculados unos a otros mediante una cadena de la que percibimos algunas partes como un continuo mientras la continuidad de otras se nos escapa>>,  el << arte del filósofo consiste en añadir nuevos lazos a esas partes separadas, con el objetivo de reducir la distancia entre ellas tanto como sea posible>>”

Incluso Kant se refiere a “la famosa ley de la escala contínua de seres creados….”.

Qué podría decir de Lovejoy que pensaba en la idea de la gran cadena del ser como un error.  Sostenía que tal idea suponía un universo estático.

Lovejoy era en todos los sentidos una figura impresionante.  Leía libros en inglés, alemán, fránces, griego, latín, italiano y español, y sus estudiantes contaban como anécdota que, había pasado su año sabático de la Johns Hopkins dedicado a leer “los pocos libros de la biblioteca del Museo Británico que aún no había leído.  Sin embargo, se le reprochó por tratar las ideas como “unidades” entidades subyacentes e inalterables, como los elementos químicos.

¡Qué cosas!

Lovejoy fue ciertamente quien dio el impulso inicial a la historia de las ideas al convertirse en el primer director del Journal of the History of  ideas, fundado en 1.940 (entre los primeros colaboradores estaban Bertrand Russell y Paul  O. Kristeller).  En el primer ejemplar, Lovejoy expuso el objetivo primordial del Journal: explorar la influencia de las ideas clásicas en el pensamiento moderno.

Lo curioso del caso es que, en los años transcurridos desde su fundación (hace 69 años), el Journal of the History of  ideas ha continuado explorando la sutíl forma en que una idea lleva a otra a lo largo de la historia.  He aquí algunos de los temas tratados en números recientes:

-el efecto de Platón en Calvino; la admiración que Nietzsche profesaba por Sócrates; el budismo en el pensamiento alemán del siglo XIX; la relación de Newton y Adam Smith; el vínculo de Emerson con el hinduismo; Bayle como precursor de kart Popper;  el paralelismo entre la antigüedad tardía y la Florencia del Renacimiento; etc.

En  su ensayo aparecido en el Journal para celebrar el cincuentenario de su publicación, el colaborador que lo escribía identificaba tres fallos dignos de ser señalados.

Uno de ellos era la incapacidad de los historiadores para comprender el verdadero significado de una de las grandes ideas  modernas, la “secularización”.

Otro, la generalizada decepción  respecto a la “psicohistoria”, cuando existían tantísimas figuras que reclamaban una comprensión psicológica profunda: Erasmos, Lucero, Rousseau, Newton, Descartes, Vico, Goethe, Emerson, Nietzche…….

Y, por último, el fracaso de historiadores y científicos para dar cuenta de la “imaginación” como una dimensión de la vida en general y, especialmente, de la producción de ideas. Como digo siempre, ¿que sería de la Humanidad sin imaginación?

¡Las ideas, qué peligro!

Es la única libertad que nos podemos permitir.  El pensar libremente y para nosotros mismos, otra cosa es el exponer nuestros pensamientos a los demás.  Unas veces por inconveniente, otras por pudor, otras por temor a las críticas, y otras por parecernos a nosotros mismos indignas de ser conocidas, así, se pierden grandes ideas.

emilio silvera

No soy ningún experto en este tema, sin embargo, si dependiera de mí, dejaría la respuesta en el aire y no descartaría tan rápidamente a Mesopotamia.

Por otra parte, ¿Qué se sabe de China? (Egipto es algo aparte).

El alfabeto más antiguo hasta ahora encontrado fue descubierto en una excavación realizada en Ras Shamra (Cabeza de hinojo), cerca de Alejandreta, extremo nororiental del Mediterráneo, entre Siria y Asia Menor.  Allí, donde la colina que domina un pequeño puerto, se encontraba un asentamiento que en la antigüedad recibía el nombre de Ugarit.

Tanto en Mesopotamia como en Egipto el saber leer y escribir era algo muy apreciado, Shulgi, un rey sumerio de 2.100 a. C., se jactaba de que:

“De joven estudié el arte de la escriba en  la Casa de las Tablillas, con las tablillas de Sumer y Acad; nadie de noble cuna puede escribir una tablilla como yo puedo.”

Los escribas eran formados en Ur desde por lo menos el segundo del tercer milenio a. de C.  El rey Shulgi fundó dos escuelas, acaso las primeras del mundo, en Nippur y Ur.

Después de todo esto,  algunos miles de años más tarde, llegó la idea de ciencia (scientia significaba originalmente conocimientos).  Por lo general, se cree que este ámbito de la actividad humana, sin duda muy provechoso, nació en Jonia, que entonces abarcaba la franja occidental de Asia Menor (la moderna Turquía) y las islas ubicadas frente a ella.  Según Edwin Schrödinger, hay tres razones principales por las que la ciencia haya comenzado allí:

En primer lugar, la región no pertenecía a ningún estado poderoso, que normalmente se mostraban hostiles hacia el pensamiento libre.

En segundo lugar, Jonia era un pueblo de marineros, ubicado entre Oriente y Occidente, y con sólidos vínculos comerciales.

El intercambio mercantil ha sido siempre el principal motor para intercambiar ideas entre pueblos diferentes, y que surgían de la necesidad de resolver problemas prácticos.

Aquí mismo, en nuestra región, tenemos una muestra de ello, nos visitaron griegos, fenicios y otros pueblos que, no solo comerciaron con nosotros, sino que nos trajeron técnicas artesanales, de navegación, y un fin de ideas sobre otros aspectos de la vida en sociedad. (Huelva y Cádiz).

En tercer lugar, la región no estaba “infestada de sacerdotes”; no había, como en Babilonia o Egipto, una casta sacerdotal hereditaria y privilegiada con un interés personal en el mantenimiento del statu quo.

Al comparar los orígenes de la ciencia en la antigua Grecia y la antigua China, Geoffrey Lloyd y Nathan Sivin sostienen que los filósofos  y científicos griegos gozaron de menos patrocinio que sus contemporáneos chinos, a quienes el emperador empleaba.  Sin embargo, esto hizo que los científicos chinos fueran parcos en sus opiniones que se aferraban a lo ya conocido y eran menos dados, que sus colegas griegos a adoptar nuevos conceptos:

Tenían mucho más que perder, y rara vez discutían como hacían éstos.  En lugar de ello, los pensadores chinos invariablemente incorporaban las nuevas ideas en teorías existentes, con lo que producían una “cascada” de significados; de esta manera las naciones nuevas tenían que enfrentarse abiertamente con las ya existentes.

En Grecia, lo que había en realidad era una “competición de sabiduría”, bastante similar a los que celebraban en el deporte mismo que por aquel entonces se consideraba como una forma de sabiduría del dominio del cuerpo.

Los jonios comprendieron que el mundo era algo que podía ser comprendido, si uno se tomaba la molestia de observarlo de forma adecuada.  No era un patio de recreo donde los dioses manejaban arbitrariamente el destino de los humanos según su estado de ánimo del momento, animados por las pasiones de amor, de ira o por un deseo de venganza, más humano que divino.  Este descubrimiento dejó asombrados a los jonios: se trataba, como subrayó Schrödinger, de algo “completamente nuevo” que dejaba inservibles creencias ancestrales.

Los babilonios y los egipcios sabían mucho sobre las órbitas de los cuerpos celestes, consideradas secretos religiosos.

Encontramos al primer científico verdadero, Tales de Mileto, sabio de una ciudad de la costa jónica, en el siglo VI a. de C. Tales, aunque no fue el primero, especuló sobre el origen del Universo y la naturaleza, sin embargo sí fue el primero que expresó sus ideas en términos lógicos, dejando a un lado la mitología, y, además, fue el primero en descubrir la verdadera importancia del agua para la existencia de la vida.

En Egipto aprendió matemáticas y astronomía babilónica para poder predecir un eclipse total de Sol en el año 585 a. de C., eclipse que ocurrió a su debido momento el día correspondiente a nuestro 29 de mayo (dos siglos más tarde, Aristóteles consideraría que este acontecimiento marcaba el inicio de la filosofía griega), sin embargo, Tales es recordado más a menudo por una pregunta que formuló: ¿de qué esta hecho el mundo?  Él, equivocado, se respondió a sí mismo, diciendo que el mundo estaba hecho de agua, y, aunque no acertó, si cambió el concepto de que el mundo estaba hecho por los dioses.  Este cambio marcó un hito en la historia del pensamiento, aunque entonces, afectara a un número muy reducido de personas.

El sucesor inmediato de Tales, otro jónico llamado Anaximandro, abundo en exponer nuevas ideas que, aunque no todas acertadas, si hicieron pensar a los cultos de su tiempo, aunque sólo fuera para rebatirlas.  Anaximandro lanzó la idea de que la realidad última del Universo no podía ser una sustancia tangible (una idea que no estaba tan lejos de la verdad, como se descubriría mucho más tarde).

Todas las ideas profundas que surgieron por aquella época, eran sometidas a un debate cuyo final era el avance de los conocimientos de toda la humanidad.

Empédocles, con sus elementos; Demócrito, con su átomo; Pitágoras, con su teorema; Euclides, y su geometría axiomática; Heráclito, que intuyó que la órbita de los planetas eran todas “errantes”; Leucipo, que como Demócrito creyó que el mundo estaba compuesto por infinidad de diminutos átomos que se movían de forma aleatoria en un “vacío infinito”;  Anaxágoras de Clazómene, creyó en los argumentos de los atomistas y en la existencia de una partícula fundamental; Homero, que en su Iliada y Odisea nos habló de plagas y ofreció con cuidadosa descripción el tratamiento de las heridas, evidenciando del saber especializado en este campo; Hipócrates de Cos, meticuloso observador que separó la medicina de la filosofía.  Fue famoso por su juramento cuya principal característica estaba en la de colocar al paciente siempre en primer lugar, lo más importante.

El nacimiento de la reflexión jónica, lo que algunos estudiosos llaman el positivismo jónico o la ilustración jónica, ocurrió de forma dual: la ciencia y  la filosofía.  Tales, Anaximandro y Anaxímenes, fueron los primeros filósofos y también los primeros científicos.

Tanto la ciencia como la filosofía provienen de la idea de que existía un cosmos que era lógico, parte de un orden natural que podía, dado el tiempo necesario, ser entendido.

O sea, lo mismo que digo yo, ahora, más de 2.500 año después.

Parménides, nacido hacia el año 515 a. de C. en Elea, (la actual Velia) en Italia meridional, entonces parte de la Magna Grecia, quien inventó el primer método “filosófico” en el sentido en que hoy entendemos el término.  Parménides prefería resolver las cosas a través de procesos mentales, es decir, mediante el pensamiento puro, lo que denominaba el noema.  Al creer que ésta era una alternativa variable y viable a la observación científica, creó una división en al vida mental que se ha mantenido hasta nuestros días.   Era conocido como sofista, término que significa básicamente hombre sabio (sophos) o amante de la sabiduría (philo-sophos). Hoy el término moderno, filósofo, oculta su carácter práctico de los sofistas de la Grecia antigua.

El estudioso de los clásicos Michael Grant, dice que los sofistas fueron la primera forma de educación superior (al menos en el mundo de occidente) al convertirse en maestros que viajaban de un lado a otro impartiendo clases a cambio de unos honorarios.  Las materias que enseñaban eran variadas y lo mismo daban clase de retórica (para discípulos futuros políticos, de asambleas del pueblo que, admiraban a los buenos oradores), la matemática, la lógica y la astronomía.

Los sofistas eran expertos en defender puntos de vista distintos y ello hizo con el tiempo, que prevaleciera el método de que una buena preparación nos puede llevar a la razón mediante la confrontación de ideas dispares.

El más famoso de los sofistas griegos fue Protágoras, nacido en Abdera, Tracia, hacia el año 490 a. de C., y, fallecido después de 421 o 411 a. de C. su escepticismo le hizo famoso.  Él fue el que dijo: “el hombre es la medida de todas las cosas”.

Así fue como nació la Filosofía, pero los tres grandes filósofos griegos por excelencia fueron Sócrates, Platón y Aristóteles.  Platón es el ejemplo de todas las ventajas y debilidades de la aproximación al mundo desde el “pensamiento puro”.  Defendió la inmortalidad del Alma.  Con gran ingenio, Platón consideró también la matematización de la Naturaleza.  El cosmos, sostuvo, que a partir del caos fue creado y su orden es todo el Universo.

emilio silvera

Nuestros cuerpos contienen aproximadamente diez mil billones de unos bichos llamados mitocondrias, que invadieron a los antepasados de nuestras células hace alrededor de mil millones de años. Las mitocondrias están acostumbradas a vivir dentro de nosotros, y nosotros nos hemos acostumbrado de tal manera a tenerlas por todas partes, que ahora no podemos vivir separados. Ellas forman parte de nosotros y nosotros formamos parte de ellas.

Producen casi toda nuestra energía y nosotros nos encargamos de alimentarlas y cobijarlas. Nuestras mitocondrias tienen todavía su propia ADN, heredado sólo de nuestras madres, por lo que este ADN podría proceder de una única mujer que estaría en el origen de los seres humanos actuales: una Eva mitocondrial.

Pero estos huéspedes celulares que parecen vivir pacíficamente en simbiosis con el resto de las células, puede ser también ser un enemigo que mata silenciosamente desde dentro. Siempre que una célula muere, hay una serie de pistas que conducen a las mitocondrias y que muestran como están implicadas en enfermedades devastadoras e incapacidades físicas o mentales, así como en el propio proceso de envejecimiento. El invitado indispensable se convierte en asesino en serie de proporciones monstruosas.

Casi todas las células de nuestro cuerpo contienen mitocondrias -alrededor de mil cada célula-El “mitocondrión” es una bestia incansable que no cesa de adoptar formas distintas. Si se captara su aspecto en una única foto instantánea poco favorecedora, se vería algo parecido a un gusano, pero un gusano que se retuerce, se divide en dos y se fusiona con otros gusanos. Así pues, en ocasiones podemos captar un mitocondrión que parece un zepelín, y otras veces algo parecido a un animal con múltiples cabezas o colas, o bien podríamos ver una red de tubos y láminas que se entrecruzan. El mitocondrión es un monstruo antiguo y maternal – un dragón con un apetito monstruoso, que se come a su vez todo lo que nosotros hemos comido y lo respira a continuación en forma de fuego.

Las mitocondrias consumen prácticamente todo el alimento y el oxígeno que se introduce en el cuerpo, y producen la mayor parte del calor que éste genera. Sin embargo, este monstruo es diminuto -su tamaño es de una micra, es decir, una milésima de milímetro: mil millones de mitocondrias cabrían en el interior de un grano de arena.

Las mitocondrias tienen su propio ADN y su propia identidad, pero esto no significa ningún litigio entre ellas y nosotros. En parte somos mitocondrias; ellas constituyen aproximadamente un décimo del volumen de todas nuestras células juntas, una décima parte de cada uno de nosotros.

Dado que son prácticamente la única parte de la célula que tiene color, las mitocondrias constituyen el color de nuestras células y nuestros tejidos. Si no fuera por la melanina de nuestra piel, la mioglobina de nuestros músculos y la hemoglobina de nuestra sangre, seríamos del color de las mitocondrias, es decir, de un rojo amarronado. Además, si esto fuera así, cambiaríamos de color cuando hiciéramos ejercicio o corriéramos hasta perder el aliento, de tal forma que podría decir si alguien está usando mucha o poca energía…

Las mitocondrias son las centrales eléctricas de nuestras células y producen casi toda nuestra energía. No obstante, son unas centrales eléctricas con bastantes fugas de energía, lo cual tiene unas consecuencias terribles.

“Llegué a creer (dice Guy Brown, autor de todas estas ideas e investigaciones) que los productos del diseño biológico (evolutivo) -la vida y todas sus manifestaciones- eran mucho más eficientes y eficaces que algunos productos de la creatividad humana, tales como las máquinas y la cultura. Nos han enseñado que mil millones de años de evolución han perfeccionado el diseño de la célula hasta tal punto que ningún diseñador humano podría mejorarlo, ningún avaro podría economizar más en el uso de energía, ningún técnico de gestión podría mejorar la adjudicación de recursos, ningún ingeniero podría lograr que hubiera menos fallos en el funcionamiento. Está ampliamente difundida la creencia de que la cultura humana no debería interferir con la naturaleza, porque la naturaleza está mejor diseñada que la cultura, y esta creencia causa el temor de que los científicos se entrometan en la naturaleza, como sucede en la medicina, la ingeniería genética, la clonación o los pesticidas.”

Sean cuales sean los méritos de esas creencias, lo cierto es que,  nuestras células ciertamente no son tan eficientes como creíamos que eran. Un ejemplo sería lo que parece un defecto espectacular en el diseño de nuestras mitocondrias: tienen fugas. La electricidad de electrones se escapan de las mitocondrias para producir radicales libres no tóxicos, y la electricidad de protones se escapan produciendo calor: no se trata de fugas pequeñas o insignificantes, sino que son grandes y constituyen una amenaza para la vida.

Los electrones se escapan de la cadena de transporte ubicadas en las mitocondrias para producir “radicales libres”. Esta expresión hace pensar en un grupo inocuo de intelectuales políticos, pero en realidad se trata de un grupo subversivo por sustancias químicas tóxicas. El primer componente de este grupo es el “superóxido”, que se produce cuando hay una fuga de electrones de la cadena de transporte de otras máquinas moleculares, y estos electrones van a parar al oxígeno. El superóxido no es ni un superhéroe, ni una marca de detergente para lavadoras, sino el oxígeno con un electrón demás. Pero es este electrón  suplementario el que causa problemas.

La mayoría de las moléculas tienen sus electrones agrupados en pares, porque esta disposición requiere menos energía. Las moléculas que tienen un electrón desemparejado se llaman radicales libres y son muy reactivas, porque el electrón desemparejado desea emparejarse con electrones de otras moléculas. Esto parece ser lo acertado para el pobre electrón solitario, pero si le arrebata un electrón a alguna otra molécula próxima a él, entonces esta molécula se queda a su vez con un electrón desemparejado, con lo que se produce un nuevo radical libre con un electrón que sufre el agravio de haberse quedado sin pareja.

Esto constituye lo que se denomina “reacción en cadena”, que solo termina cuando dos radicales libres se encuentran y reaccionan entre sí, dejando satisfechos a sus electrones solitarios. Para estos se trata de un final feliz, pero su peregrinaje a través de cientos de moléculas ha dejado tras de sí toda una estela de estragos. Algunas moléculas se han roto en pedazos, algunas membranas se han quedado hechos jirones y algunas máquinas moleculares se han averiado sin reparación posible. Los radicales libres son una causa importante de la muerte y la destrucción de las células del cuerpo.

El superóxido es el primer componente de este grupo subversivo, pero a continuación se produce otro más: el peróxido de hidrógeno. Este es solamente un miembro honorario dentro del club de los radicales libres, ya que, en realidad, no posee ningún radical libre, ningún electrón solitario. Sin embargo, se relaciona con los otros porque es igualmente hábil arrebatando electrones a otras moléculas.

Fuera del cuerpo, solemos utilizar el peróxido de hidrógeno para aclarar el cabello y para matar gérmenes. Dentro del cuerpo puede reaccionar con los superóxidos para producir un agente aún más molesto y peligroso: el radical hidroxilo u oxhidrilo. El radical hidroxilo puede arrancar un electrón prácticamente a cualquier sustancia y se trata y se trata de un radical libre que es probablemente responsable de una parte considerable de la destrucción celular, incluida la mutación o ruptura del ADN.

Cada vez es mayor la sospecha de que los radicales libres son criminales o cómplices en una amplia gama de enfermedades: enfermedades coronarias, cancerosas, inflamatorias y neurodegenerativas.  Sería un record impresionante de muerte y destrucción, pero aún falta la prueba definitiva de su implicación. Una línea de pruebas que relacionan a los radicales libres con las enfermedades viene dada por el efecto protector de los anti-oxidantes y de las sustancias que limpian el cuerpo de radicales libres.

Los radicales libres son oxidantes, que pueden arrebatar electrones a otras moléculas. Los anti-oxidantes son moléculas que evitan los efectos tóxicos de los radicales libres cediéndoles electrones sin convertirse ellas mismas en radicales tóxicos, cortando así la reacción en cadena que provocan los radicales dentro de las células. Las vitaminas C, E y los B carótenos son anti-oxidantes importantes, que están presentes normalmente en el cuerpo con el fin de parar el daño que ocasionan los radicales libres.

En ensayos a gran escala, en los que se suministran dosis elevadas de estos anti-oxidantes de manera regular, se ha demostrado que reducen la incidencia de la enfermedad coronaria y del cáncer, las dos causas principales de muerte en el mundo occidental.

La segunda fuga que  se produce es la de la electricidad de protones a través de la membrana de las mitocondrias y, con algo de imaginación, se le ha dado el nombre de “fuga de protones” Hay unas bombas de protones que los bombardean hacia el exterior del las mitocondrias, generando un campo eléctrico y un gradiente de protones enorme. Éste conduce a los protones de vuelta al interior de las mitocondrias, mediante el motor de ATP que se encuentra en las membranas de las mitocondrias. Si la electricidad de protones sirve para  activar el motor de producción de ATP, no puede existir un flujo de vuelta a través de la membrana sin pasar a través del motor de ATP. Pero existe.

Martin Brand y  Guy Brown han demostrado que este flujo se produce en las mitocondrias y  en las células, y que hasta una cuarta parte de la energía que  generamos puede consumirse aparentemente de esta manera. No está claro como ni porque se produce esta fuga. Puede que sea la consecuencia inevitable de tener un enorme campo eléctrico que atraviesa una membrana muy delgada; o quizás que este gasto de energía tenga en sí mismo alguna función, ya sea producir calor o realizar la combustión de exceso de alimento.

Esto es en realidad lo que sucede en la llamada “grasa parda”. La grasa que hay debajo de nuestra piel se presenta en dos variedades: blanca (también llamada amarilla) y parda. La grasa blanca  almacena grasa como reserva de energía, pero no la quema. La grasa parda almacena y quema grasa produciendo calor. La grasa parda tiene este calor porque contiene muchas  mitocondrias de color marronaceo. Estas mitocondrias  realizan la combustión de la grasa arrebatando electrones y pasándolos, por la cadena de transporte de electrones, al oxígeno. Después, esta electricidad de electrones acciona las bombas de bombardear protones hacia el exterior de las mitocondrias, lo cual genera un campo eléctrico y un gradiente de protones enormes a través de la membrana de cada mitocondria.

Las mitocondrias son antiquísimas. Las células modernas, como las que se encuentran por todo nuestro cuerpo, surgieron hace mil millones de años de la fusión de dos tipos diferentes de células: una célula grande y muchas pequeñas. La grande se tragó a las pequeñas o fue invadida por ellas, pero el caso es que las pequeñas acabaron viviendo dentro de la grande. Con el paso del tiempo, las células pequeñas perdieron su independencia, cediendo la mayor parte de su ADN y de su maquinaria molecular, pero ganando un lugar seguro dentro de una célula mucho más grande. Las células pequeñas se convirtieron finalmente en mitocondrias y la grande en la célula moderna. De todos los organismos vivos, las mitocondrias son las que más se parecen a las antiguas bacterias. Las mitocondrias son del mismo tamaño que las bacterias, están envueltas en dos delgadas paredes similares  a las membranas de las bacterias, y tanto la maquinaria como el ADN son parecidos en ambas. Estas similitudes no son meras coincidencias, ya que casi con toda certeza se puede afirmar que las mitocondrias evolucionaron a partir de bacterias que fueron tragadas por células de mayor tamaño.

La vida en sí misma empezó mucho antes de que existieran las mitocondrias, quizás hace tres mil quinientos millones de años, cuando los flujos de energía, las moléculas y la información se combinaron para formar la célula viva. No sabemos en qué consistió la primera fuente de energía, pero hace unos quinientos millones de años las células  habían desarrollado ya una maquinaria que podía recoger la luz  de la estrella más cercana a nosotros, el Sol, la fuente última de toda la energía que existe en la Tierra. La luz se utilizaba para descomponer el agua (H2O), produciendo oxígeno, que era emitido a la atmósfera, y liberando también protones y electrones, que, al combinarse con el dióxido de carbono del aire, se utilizaban para formar las complejas moléculas de la vida. Este sencillo, pero poderoso, proceso de la fotosíntesis hacía posible que la vida surgiera y se propagara rápidamente. La primera contaminación global y los primeros desastres ecológicos tuvieron lugar hace dos mil millones de años, cuando el oxígeno, ese residuo tóxico de la fotosíntesis comenzó a concentrarse en la atmósfera terrestre.

¡Nos queda tanto por descubrir! Tendríamos que saber más sobre lo que los geólogos denominan “las cinco grandes” catástrofes ocurridas en los últimos 600 millones de años, pasado geológico relativamente reciente y que determina cuando los seres vivos desarrollaron por primera vez algunas características, tales como las conchas, que podían fosilizarse fácilmente, dejando rastros que pueden reconocerse en los estratosque se estudian en la actualidad.

Antes de aquella época (durante la larga era geológica conocida como precámbrico) había florecido la vida en los océanos durante casi cuatro mil millones de años, en forma de criaturas de una sóla célula y de cuerpo blando que nos han dejado poco que estudiar. Sin embargo, hace alrededor de 600-590 millones de años, al comienzo del período geológico conocido como cámbrico (por lo tanto, en el precámbrico; el cámbrico es el primer período de la era paleozoica), hubo una explosión de vida que dio lugar a diferentes variedades de formas multicelulares, y luego a criaturas vivas poco evolucionadas.

Obviamente, cuanto más nos acercamos a la actualidad, conocemos cada vez más sobre las pautas cambiantes de la vida en la Tierra, y el tipo de conocimiento que nos interesa aquí, que abarca grandes extinciones de vida, no empiece a verse claro hasta después de concluir el precámbrico.

Tomándolas cronológicamente, las cinco grandes extinciones se produjeron hace unos 440 millones de años (que marcaron la frontera entre los períodos ordovícico y silúrico), hace 360 millones de años (entre el devónico y el carbonífero), 250 millones de años (entre el pérmico y el triásico), 215 millones de años (en la frontera entre el triásico y el jurásico) y 65 millones de años (en la frontera K-T). Hay otras muchas extinciones en el registro fósil.

La extinción más espectacular de todas ellas es el suceso que tuvo lugar hace unos 250 millones de años, al final del pérmico. Barrió al menos el 80 por ciento, y posiblemente hasta el 95 por ciento, de todas las especies que vivían en nuestro planeta en aquellos tiempos. Tanto en tierra como en los océanos, y lo hizo durante un intervalo de menos de 10.000 años. En conjunto se calcula que más de un tercio de todas las especies que han vivido siempre en la Tierra han desaparecido en extinciones masivas. Sin embargo, dado que también se calcula que el 99 por ciento de todas las especies que han vivido en la Tierra se han extinguido, esto significa que son el doble las quen han desaparecido en sucesos de menor importancia.

La cuestión que nos intriga es si las extinciones en masa son realmente acontecimientos especiales, de carácter diferente al de las extinciones de menor importancia, o si son el mismo tipo de suceso, pero a gran escala -¿son las extinciones de la vida en la Tierra unos hechos cuya naturaleza es independiente de su magnitud, como los terremotos y todos los demás fenómenos que suceden? La respuesta sincera es “no lo sabemos”, pero hay bastantes evidencias como para intuir que ésta es una posibilidad muy real.

Pero, finalmente, todo depende de cierto tipo de aleatoriedad. La pregunta que se plantea es qué tipo de aleatoriedad es ésta, si realmente son sucesos aleatorios. Resulta que es una leu potencial -nuestro viejo amigo el ruído 1/f -. Una de las demostraciones de esto es la que hizo David Raup, de la Universidad de Chivago, y “almacenó” los datos de Sepkoski de la manera habitual, añadiendo el número de intervalos de 4 millones de años en los que se extinguió hasta el diez por ciento de los géneros importantes (sería largo exponer aquí todo el estudio realizado).

Ahora bien, no parece probable que que todas las extinciones de vida que han sucedido en la Tierra hayan tenido como causa impactos procedentes del espacio. Lo que parece estar diciéndonos el registro fósil es que las extinciones se producen, todos los tiempos, , y que, como en el caso de los terremotos) puede producirse una extinción de cualquier magnmitud en cualquier época.

Algunas extinciones podrán ser desencadenadas por impactos de meteoritos; otras por períodos glaciares. Sin embargo, la otra lección que podemos extraer de lo que conocemos sobre las leyes potenciales y el ruido 1/f es que no necesitamos un gran desencadenante para poner en marcha un gran suceso. Una extinción de cualquier magnitud podría iniciarse mediante un desencadenante de cualquier magnitud.

Lo importante es que estamos en un sistema complejo -la vida en la Tierra- que es autoorganizador, se alimenta a partir de un flujo de energía, y existe al borde del caos.

emilio silvera

El Big Bang es la teoría más acertada del origen y evolución del Universo que se originó a partir de un estado inicial de alta temperatura y densidad que, desde entonces ha estado siempre expandiéndose y, es precisamente esta expansión la que da lugar al espacio (cada vez mayor) que abarca el Universo y, al mismo ritmo, crece o transcurre el tiempo inexorable.

El paso del tiempo lo cambia todo, los sistemas se transforman, viven y mueren para dar paso a otros nuevos sistemas. Estrellas que brillan durante miles de millones de años y con el paso del tiempo consumen su material-combustible nuclear y mueren explotando en Novas para con su material complejo, contribuir a la formación de nuevas estrellas y planetas, e, incluso formas de vida.

Todo envejece, se deteriora por la acción de la entropía, del paso del tiempo. Sin embargo, él no cambia, es invariante, continúa su camino mientras que, a su alrededor, las mutaciones son continuas y lo único que permanece inalterable es: El Tiempo.

Me encantaría tener sabiduría para poder exponer de manera más amplia y precisa lo que es el tiempo, lo que aquí dejo escrito (después de documentarme), es corto y no me deja satisfecho, cualquier persona mejor preparada lo habría hecho mejor pero, de todas formas, la voluntad que he puesto en este trabajo compensa sus posibles deficiencias y el lector sabrá disculpar las mismas.

De todas las maneras posibles en los que me he detenido a pensar sobre lo que es y supone el tiempo, la que más me impresiona es aquella que me hacer ver claramente que no podemos impedir su transcurrir, que su paso nos llevará hacia la eternidad convertidos en polvo, dejando atrás a los seres queridos que, nos gustaría seguir protegiendo, sin llevarnos la certeza de lo que el destino les tiene reservado a sus vidas. Esa incertidumbre me causa una dolorosa impotencia infinita que, en no pocas ocasiones, llego a sentir como un dolor físico y real causado por un pensamiento profundo del significado y las implicaciones irreversibles que el paso del tiempo nos trae a todos.

Individualmente hablando, el tiempo está bien mientras nos acompaña en nuestro recorrido a lo largo de nuestras vidas, después él continúa su camino mientras nosotros desaparecemos. Colectivamente, el tiempo es muy importante, cada uno de nosotros hacemos un trabajo y desarrollamos una actividad que se va sumando a la de los demás, con el tiempo, el trabajo, ese conocimiento adquirido, continúa aumentando y, ese tiempo “infinito” es el que necesitamos, nosotros y los que vendrán detrás para resolver problemas muy graves que se presentarán en el futuro y que, de poder resolverlos o no poder, dependerá que la Humanidad perdure.

El tiempo será la mejor herramienta con la que podemos contar para resolver todos los problemas. Así lo dijo Hilbert:

“Por muy inabordables que parezcan estos problemas, y por muy desamparados que nos encontremos frente a ellos hoy, tenemos la íntima convicción de que debe ser posible resolverlos mediante un número finito de deducciones lógicas. Y, para ello, la mejor herramienta es el tiempo, él nos dará todas las respuestas a preguntas que hoy no podemos ni sabemos contestar”.

En la tumba de David Hilbert (1862-1943), en el cementerio de Gotinga (Alemania), dice: Debemos saber. Sabremos.

Estoy totalmente de acuerdo con ello, el ser humano está dotado de un resorte interior, algo en su mente que llamamos curiosidad y que nos empuja, pero para que esa curiosidad consiga algo, necesitamos ¡Tiempo!

emilio silvera

Existen dos pilares fundamentales en los cuales se apoya toda la Física moderna. Uno es la relatividad general de Albert Einstein, que nos proporciona el marco teórico para la comprensión del Universo a una escala máxima: estrellas, Galaxias, cúmulos(o clusters) de Galaxias, y aún más allá, hasta la inmensa expansión del propio Universo.

El otro pilar es la mecánica cuántica que, en un primer momento vislumbro Max Planck y posteriormente fue desarrollada por W.Heisemberg, Schrödinger, el mismo Einstein, Dirac, Niels Bohr y otros y que nos ofrece un marco teórico para comprender el Universo en su escala mínima: moléculas, átomos, y así hasta las partículas subatómicas, como los electrones y quarks.

Durante años de investigación los físicos han confirmado experimentalmente, con una exactitud casi inimaginable, la practica totalidad de las predicciones que hacen las dos teorías. Sin embargo, estos mismos instrumentos teóricos nos llevan a una conclusión inquietante: Tal como se formulan actualmente, la relatividad general y la mecánica cuántica no puede ser ambas ciertas a la vez.

Nos encontramos con que las dos teorías en las que se basan los enormes avances realizado por la física durante el último siglo (avances que han explicado la expansión de los cielos y la estructura fundamental de la materia) son mutuamente incompatibles. Cuando se juntan ambas teorías, aunque la formulación propuesta parezca lógica, aquello explota, la respuesta es un sinsentido que nos arroja un sin fin de infinitos a la cara.

Así que si tú, lector no has oído nunca previamente hablar de este feroz antagonismo, te puedes preguntar a que es debido. No es tan difícil encontrar la respuesta. Salvo en algunos casos muy especiales, los físicos estudian cosas que son o bien pequeñas y ligeras (como los átomos y sus partes constituyentes), o cosas que son enormes y pesadas (como estrellas de Neutrones y Agujeros Negros), pero no ambas al mismo tiempo. Esto significa que sólo necesitan utilizar la mecánica cuántica, o la relatividad general, y pueden minimizar el problema que se crea cuando las acercan demasiado, las dos teorías no pueden estar juntas. Durante más de medio siglo este planteamiento no ha sido tan feliz como la ignorancia, pero ha estado muy cerca de serlo.

No obstante, el Universo puede ser un caso extremo. En las profundidades centrales de un agujero negro se aplasta una descomunal masa hasta reducirse a un tamaño minúsculo. En el momento del Bing Bang, la totalidad del Universo salió de la explosión de una bolita microscópica cuyo tamaño hace que un grano de arena parezca gigantesco. Estos contextos son diminutos y, sin embargo, tienen una masa increíblemente grande, por lo que necesitan basarse tanto en la mecánica cuántica como en la relatividad general.

Por ciertas razones, las fórmulas de la relatividad general y las de la mecánica cuántica, cuando se combinan, empiezan a agitarse, a traquetear y tener escapes de vapor como el motor de un viejo automóvil. O dicho de manera menos figurativa, hay en la Física preguntas muy bien planteadas que ocasionan esas respuestas sin sentido, a que me referí antes, a partir de la desafortunada amalgama de las ecuaciones de las dos teorías.

Aunque se desee mantener el profundo interior de un agujero negro y el surgimiento inicial del Universo envueltos en el misterio, no se puede evitar sentir que la hostilidad entre la mecánica cuántica y la relatividad general está clamando por un nivel más profundo de comprensión.

¿Puede ser creíble que para conocer el Universo en su conjunto tengamos que dividirlo en dos y, conocer cada parte por separado? Las cosas grandes una ley, las cosas pequeñas otra.

No creo que eso pueda ser así. Mi opinión es que aún no hemos encontrado la llave que habré la puerta de una teoría cuántica de la gravedad, es decir, una teoría que unifique, de una vez por todas las dos teorías más importantes de la Física: Mecánica Cuántica+Relatividad General. La respuesta, si es que la hay, parece estar en la Teoría de Supercuerdas o la más moderna versión de la Teoría M.

Recordemos que Einstein se pasó los últimos 30 años de su vida en Princeton tratando de buscar la fórmula maravillosa que uniera éstas dos grandes teorías, la R.G. y la M.C., no lo consiguió por que aún no existían las matemáticas necesarias para poder llegar a tales profundidades del conocimiento.

Y, aún hoy, tampoco existen.

emilio silvera

Como pueden haber deducido, me estoy refiriendo a cualquiera de los cuatro tipos diferentes de interacciones que pueden ocurrir entre los cuerpos. Estas interacciones pueden tener lugar incluso cuando los cuerpos no están en contacto físico y juntas pueden explicar todas las fuerzas que se observan en el Universo.

Viene de lejos el deseo de muchos físicos que han tratado de unificar, en una teoría o modelo, a las cuatro fuerzas, que pudieran expresarse mediante un conjunto de ecuaciones. Einstein se pasó los últimos años de su vida intentándolo, pero igual que otros, antes y después de él, aún no se ha conseguido dicha teoría unificadora de los cuatro interacciones fundamentales del Universo. Se han hecho progresos en la unificación de interacciones electromagnéticas y débiles.

Antes, cuando hablamos de la relatividad general, ya se adelantó el concepto de la fuerza Gravitatoria, unas 1040 veces más débil que la fuerza electromagnética, es la más débil de todas las fuerzas y sólo actúa entre los cuerpos que tienen masa, es siempre atractiva y pierde intensidad a medida que las distancias entre los cuerpos se agrandan. Como ya se ha dicho, su cuanto de gravitación, el gravitón, es también un concepto útil en algunos contextos. En la escala atómica, esta fuerza es despreciablemente débil, pero a escala cosmológica, donde las masas son enormes, es inmensamente importante para mantener a los componentes del Universo juntos. De hecho, sin esta fuerza, no existiría el Sistema Solar, ni las galaxias, y seguramente, ni nosotros tampoco estaríamos aquí. Es la fuerza que tira de nuestros pies y los mantiene firmemente asentados a la superficie del planeta. Aunque la teoría clásica de la Gravedad fue la que nos dejó Isaac Newton, la teoría macroscópica bien definida y sin fisuras de la gravitación universal, es la relatividad general de Einstein, mucho más completa y profunda.

Por el momento, no hay una teoría cuántica de la interacción gravitatoria satisfactoria. Es posible que la teoría de supercuerdas pueda dar una teoría cuántica de la gravitación consistente, además de unificar la gravedad con los demás interacciones fundamentales sin que surjan los dichosos e indeseados infinitos.

La interacción débil, que es unas 1010 veces menor que la interacción y electromagnética, ocurre entre Leptones y en la desintegración de los Hadrones. Es responsable de la desintegración beta de las partículas y núcleos. En el modelo actual, la interacción débil se entiende como una fuerza mediada por el intercambio de partículas virtuales, llamadas bosones vectoriales intermediarios que, para esta fuerza son las partículas w+, w- y Zº. Las interacciones débiles son descritas por la teoría electrodébil, que las unifica con las interacciones electromagnéticas.

La teoría electrodébil es una teoría gauge de éxito que fue propuesta en 1967 por Steven Weinberg y Abdus Salam, conocida como modelo WS. También Sheldon Glashow, propuso otra similar.

La interacción electromagnética es la responsable de las fuerzas que controlan la estructura atómica, reacciones químicas y todos los fenómenos electromagnéticos. Puede explicar las fuerzas entre las partículas cargadas, pero al contrario que las interacciones gravitacionales, pueden ser tanto atractivas como repulsivas. Algunas partículas neutras se desintegran por interacciones electromagnéticas. La interacción se puede interpretar tanto como un modelo clásico de fuerzas (ley de Coulomb) como por el intercambio de unos fotones virtuales. Igual que en las interacciones gravitatorias, el hecho de que las interacciones electromagnéticas sean de largo alcance significa que tiene una teoría clásica bien definida dadas por las ecuaciones de Maxwell. La teoría cuántica de las interacciones electromagnéticas se describe con la electrodinámica cuántica, que es una forma sencilla de teoría gauge.

La interacción fuerte es unas 102 veces mayor que la interacción electromagnética y como ya se dijo antes, aparece sólo entre los Hadrones y es la responsable de las fuerzas entre nucleones que confiere a los núcleos de los átomos su gran estabilidad. Actúa a muy corta distancia dentro del núcleo (10^-15 metros) y se puede interpretar como una interacción mediada por intercambio de mesones virtuales. Esta descrita por una teoría gauge llamada cromodinámica cuántica.

Me he referido a una teoría gauge que son teorías cuánticas de campo creadas para explicar las interacciones fundamentales. Una teoría gauge requiere un grupo de simetría para los campos y las potenciales (el grupo gauge). En el caso de la electrodinámica, el grupo es abeliano, mientras que las teorías gauge para las interacciones fuertes y débiles utilizan grupos no abelianos. Las teorías gauge no abelianas son conocidas como teorías de Yang-Mills. Esta diferencia explica porque la electrodinámica cuántica, que describe las interacciones fuertes, y la teoría electrodébil que unifica la fuerza débil con la electromagnética. En el caso de la Gravedad cuántica, el grupo gauge es mucho más complicado que los anteriores necesarios para la fuerza fuerte y electrodébil.

En las teorías gauge, las interacciones entre partículas se pueden explicar por el intercambio de partículas (bosones vectoriales intermediarios o bosones gante), como los gluones, fotones y los W y Z.

El físico Enrico Fermi, refiriéndose al gran número de partículas existentes, dijo: “Si tuviera que saber el nombre de todas las partículas, me habría hecho botánico.” Se lo comentó a León Lederman, Premio Nobel de Física, cuando aún era jovén y coincidieron en un Congreso.

Por motivo parecido, aunque antes hemos descritos los grupos o familias más importantes de partículas, lógicamente, solo se nombraron las más comunes, importantes y conocidas como:

Protón que es una partícula elemental estable que tiene una carga positiva igual en magnitud a la del electrón y posee una masa de 1,672614×10^-27 kg, que es 1836,12 veces la del electrón. El protón aparece en los núcleos atómicos, por eso es un nucleón que está formado por partículas más simples, los quarks.

Neutrón que es un hadrón como el protón pero con carga neutra y también permanece en el núcleo, pero que se desintegra en un protón, un electrón y un antineutrino con una vida media de 12 minutos fuera del núcleo. Su masa es ligeramente mayor que la del protón (símbolo mn), siendo de 1,6749286(10) x10^-27 kg. Los neutrones aparecen en todos los núcleos atómicos excepto en el del hidrógeno normal que está formado por un solo protón. Su existencia fue descubierta y anunciada por primera vez en 1.932 por James Chadwick (1891-1974).

Serían interesantes otros pareceres sobre los temas tratados.

emilio silvera

De acuerdo con la relatividad especial, no existe un tiempo absoluto que pueda ser medido con independencia del observador, de manera que eventos simultáneos para un observador ocurren en instantes diferentes vistos desde otro lugar.

El tiempo puede ser medido, por tanto, de manera relativa, como los son las posiciones en el espacio (Euclides) tridimensional, y esto puede conseguirse mediante el concepto de espacio-tiempo. La trayectoria de un objeto en el espacio-tiempo se denomina por el nombre de línea de Universo. La relatividad general, nos explica lo que es un espacio-tiempo curvo con las posiciones y movimientos de las partículas de materia.

La curvatura del espacio tiempo es la propiedad del espacio-tiempo en la que las leyes familiares de la geometría no son aplicables en regiones donde los campos gravitatorios son intensos.

La relatividad general de Einstein, nos explica y demuestra que el espacio-tiempo está íntimamente relacionado con la distribución de materia en el Universo y, nos dice que, el espacio se curva en presencia de masas considerables como planetas, estrellas o Galaxias (entre otros).

En un espacio de sólo dos dimensiones, como una lámina de goma plana, la geometría de Euclides se aplica de manera que la suma de los ángulos internos de un triángulo en la lámina es de 180º. Si colocamos un objeto masivo sobre la lámina de goma, la lámina se distorsionará y los caminos de los objetos que se muevan sobre ella se curvaran. Esto es en esencia, lo que ocurre en relatividad general.

Los efectos de c (la velocidad de la luz en el espacio vacío). Recordad la paradoja de los gemelos: el primero hace un viaje a la velocidad de la luz hasta Alfa de Centauri y regresa, cuando baja de la nave espacial, tiene 8,6 años más que cuando partió de la Tierra. Sin embargo, el segundo gemelo que esperó en el planeta Tierra, el regreso de su hermano, era ya un viejo jubilado. El tiempo transcurrido había pasado más lento para el gemelo viajero. La velocidad relantiza el transcurrir del tiempo.

Otra curiosidad de la relatividad especial es la que expresó Einstein mediante su famosa fórmula de E= mc² que, nos viene a decir que masa y energía son dos aspectos de una misma cosa. Podríamos considerar que la masa (materia), es energía congelada. La bomba atómica demuestra la certeza de esta ecuación.

Hay otras implicaciones dentro de esta maravillosa teoría de la relatividad especial, ahí está presente también la constracción de Lorentz. Un objeto que se mueve a velocidad de cercana a c, se achata o contrae en el sentido de la marcha, y, además, a medida que se acerca a la velocidad de la luz (299.752,458 Km/s), su masa va aumentando y su velocidad disminuyendo.

Así se ha demostrado con muones en los aceleradores de particulas que, lanzados a verlocidades relativista, han alcanzado una masa en 10 veces superior a la suya.

Esto quiere decir que la fuerza de inercia que se le está transmitiendo a la nave (por ejemplo), cuando se acerca a la velocidad de la luz, se convierte en masa.

Así queda demostrado que, masa y energía son dos aspectos de la misma cosa E=mc2.

Seguiremos con otras cuestiones de interés.

emilio silvera

“Para liberarnos del amor excesivo a la vida,

de esperanzas y miedos,

damos las gracias brevemente

a cuales quieran que los dioses sean.

por que ningún hombre viva para siempre;

por que los hombres muertos nunca resuciten;

que incluso el río más fatigado

llegue siempre con seguridad al mar.”

Hay personajes de la Historia de la Humanidad que, con sus comportamientos y formas de vida, han marcado un camino a seguir para muchos y, ello, qué duda nos puede caber, también, de alguna manera, cambió el rumbo de la Humanidad.  Ya conocemos los pensamientos dejados por los clásicos: Sócrates, Platon, Tales, Aristóteles y tantos otros hasta que llegó Cristo.

También Mahoma, por méritos propios, tiene su lugar importante en esa Historia.

Mi creencia particular sobre religiones, es más la de una atento observador del comportamiento humano que, la de un creyente, y, estimo que, muchos se han apoyado sobre las ideas de hombres buenos pero, sin creer en ellas, para su propio beneficio o de los grupos a los que pertenecían. Sólo hay que echar un vistazo a la Historia.

Mis escritos, para quien los lea por vez primea, pueden parecer intentos de explorar los más diversos horizontes de la condición humana y sus logros, persiguiendo objetivos sin aparente conexión entre sí, y, a veces, incluso contradictorios.   Pero no es así, todo está siempre relacionado y tiene un objetivo bien definido: ofrecer datos de hechos ocurridos, divulgar el pensamiento y la ciencia, tratar de los distintos niveles del saber humano, y, en lo posible, emitir puntos de vista y ofrecer ideas que, de alguna manera, ayude a otros a conocer más cosas, a saber más, a entrar en otra realidad distinta a la de su vida cotidiana: la realidad del conocimiento del mundo, de la materia, del espacio-tiempo, del Universo y, en lo que sea posible, de nosotros mismos, porque, ¿Quiénes somos?

Distintos nombres, distintos lugares y épocas diferentes que, en definitiva, siempre nos cuentan lo mismo: la lucha de la Humanidad por conquistar los conocimientos y los hombres que lo hicieron posible que, no siempre, recorrieron un camino de rosas para conseguirlo (Galileo es un buen ejemplo).

Veamos una anécdota curiosa de los caminos que a veces hemos tomado para mostrar a los demás que estaban equivocados, o bien, para convencerlos de que su proceder no era el correcto: El último día del carnaval de Florencia de 1497 (y lo mismo ocurrió al año siguiente) apareció una construcción muy curiosa en medio de la Piazza Della Signoria, dominada por el Palazzo Vecchio. En la cima de esta extraña edificación había dos niveles en los que había dispuestos algunos cuadros; se trataba de cuadros de un tipo especial, ya que mostraban beldades y en particular beldades con nombres clásicos: Lucrecia, Cleopatra, Faustina, Bencina. El centro de la estructura estaba compuesto por varios tramos de escalera que formaban juntos una pirámide.  En el escalón más bajo se había colocado distintos disfraces, más caras y barbas postizas utilizadas en el carnaval. Sobre ellos se encontraban algunos libros (tanto textos impresos como manuscritos) de poetas latinos e italianos, entre ellos Boccacccio y Tetrarca.  Luego había varios utensilios de adorno femenino (espejos, velos, cosméticos, perfumes) y encima de ellos laúdes, arpas, barajas y piezas de ajedrez.

Cuando se prendió fuego a esta “hoguera de las vanidades”, los miembros de la Signoria, la Asamblea Política, contemplaron el acontecimiento desde los balcones de sus palacios.  Se tocó la música, se cantó y repicaron las campanas de la Iglesia.

A continuación, toda la gente se trasladó a la Piazzadi San Marco donde, para bailar, formaron tres círculos concéntricos.  Los monjes ocupaban el central, alternados con niños vestidos como ángeles; después venían otros eclesiásticos y por último los ciudadanos en general.

Todo esto se realizó para satisfacción del profeta dominico fray Girolamo Savonarola, de Ferrara.  “Agudo y carismático”, convencido de que  Dios le había enviado para propiciar la reforma espiritual de los italianos y de la del predicador, altísima posición “solo inferior a la de los ángeles”.  Buscaba regenerar la Iglesia a través de una serie de escenarios como el descrito, y en cada uno de ellos, destruía un mal.”

Los pensadores del Renacimiento creían que todo el Universo era un modelo de la idea divina y que el hombre era “un creador que venía después del creador divino”. Esta concepción era el concepto de belleza, una forma de armonía que reflejaba las intenciones de la divinidad.

Lo que era placentero para los ojos, el oído y la mente era bueno, moralmente valioso en sí mismo.  Más aún: revelaba parte del plan divino para la Humanidad, pues evidenciaba la relación de las partes con el todo.

Este ideal renacentista de belleza respaldaba la noción de que esta tenía dos funciones, noción aplicable a todas las disciplinas.  En un nivel, la arquitectura, las artes visuales, la música y los aspectos formales de las artes literarias y dramáticas informaban a la mente; en segundo nivel, la complacían mediante el decoro, el estilo y la simetría.  De esta forma se estableció una asociación entre belleza e ilustración.  También esto era lo que entonces significaba la sabiduría.

El fin perseguido era el deseo de universalidad personal, la consecución de conocimientos universales, la conjunción de disciplinas diferentes como ramas del todo, del saber profundo que abarcaba desde el núcleo las distintas esferas de los conocimientos universales, la conjunción de disciplinas diferentes como ramas del todo, del saber profundo que abarcaba desde el núcleo las distintas esferas del conocimiento como partes de ese todo.

El reconocimiento de la belleza se funda en los dones divinos del intelecto humano.  Durante el Renacimiento se escribieron unos cuarenta y tres tratados sobre la belleza.  La idea de hombre universal es una idea común a casi todos ellos.

Aquí os he dejado una muestra del pensamiento humano, de los caminos que a veces se han recorrido, los pensamientos de los hombres, y, como se explica en las estrofas del comienzo, nuestra especie tiene su destino marcado, las generaciones presentes, deben irse, dar paso a las nuevas que vendrán, así, de esa manera, podrémos ser “inmortales”, siempre habrá nuevas fuerzas y nuevas ideas para continuar el esfuerzo realizado por los que fueron que, de ninguna manera se perderá, sólo son tramos de la escalera del saber que se han ido subiendo.

Como el camino es largo y nada fácil, nos valemos de ese truco (unos mueren y otros vienen a ocupar su sitio), es la única manera de cumplir nuestro destino. Así hemos llegado a saber del Universo y del átomo, de lo que nos ocuparemos en otros comentarios futuros.

Saludos amigos.

emilio silvera