¿Qué es la vida? ¡Química!

Hasta hace bien poco, la respuesta a esa pregunta no planteaba ningún problema. La vida, se decía, es “materia animada”, del latín ánima, Alma. Esto, desde luego, no era ninguna explicación. Simplemente atribuía al Alma, o espíritu vital, todo lo que no se comprendía acerca de la vida.

No obstante, el vitalismo, como se denomina a esa doctrina, mantuvo una posición firme hasta bien entrado el siglo XX, a menudo (de manera completamente equivocada) en conexión con creencias religiosas.

El gran Louis Pasteur era vitalista confirmado. Lo mismo cabe decir del filósofo Henri Bergson, premio Nobel de literatura de 1927 y autor de L´évolution créatrice, en la que propone que la evolución es impulsada por un “élan vital”, un ímpetu vital. También era este el caso del físico Pierre Lecomte du Nouy, a quien se debe el término “teléfinalisme” para designar lo que él consideraba como una capacidad innata de los organismos vivos para actuar con un propósito determinado, en oposición a la segunda ley de la termodinámica.

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El gran biólogo J.B.S. Haldane se sintió también atraído por las posibles consecuencias biológicas de las teorías cosmológicas en que las “constantes” tradicionales cambian con el paso del tiempo o donde los procesos gravitatorios se despliegan de acuerdo con un reloj cósmico diferente del de los procesos atómicos (¿será precisamente por eso que la relatividad general – el cosmos –, no se lleva bien con la mecánica cuántica – el átomo –?).

Tales universos de dos tiempos habían sido propuestos por Milne y fueron las primeras sugerencias de que G podría no ser constante. Unos procesos, como la desintegración radiactiva o los ritmos de interacción molecular, podrían ser constantes sobre una escala de tiempo pero significativamente variables con respecto a la otra. Esto daba lugar a un escenario en el que la bioquímica que sustentaba la vida sólo se hacía posible después de una particular época cósmica, Haldane sugiere que:

“Hubo, de hecho, un momento en el que se hizo posible por primera vez vida de cualquier tipo, y las formas superiores de vida sólo pueden haberse hecho posibles en una fecha posterior.  Análogamente, un cambio en las propiedades de la materia puede explicar algunas de las peculiaridades de la geología precámbrica.”

Este imaginativo escenario no es diferente del que ahora se conoce como “equilibrio interrumpido”, en el que la evolución ocurre en una sucesión discontinua de brotes acelerados entre los que se intercalan largos periodos de cambio lento. Sin embargo, Haldane ofrece una explicación para los cambios.

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Como la información fluye a mi mente a velocidad de vértigo, a veces, como ahora me ha pasado, estoy pensando en una cosa concreta y, sin saber porque, llegan a interferir en mis pensamientos nuevas ideas que, en esta ocasión están relacionadas con el mundo de las partículas subatómicas, el núcleo y los átomos.

Comentar sobre el univero de las partículas “elementales” es complejo y siempre pueden quedar cabos sueltos, son muchos los datos y circunstancias  de interés que están implicados:

En 1897, J.J.Thomson, descubrió el electrón

En 1911, Rutherford, descubrió el núcleo atómico y el protón

En 1932, Chadwick, descubrió el neutrón.

Así quedó sentado que, el modelo atómico estaba completo basado en un núcleo consistente en protones y neutrones rodeados en su órbita, de un número suficiente de electrones que equilibraba la carga nuclear y lo hacía estable.

Pero este modelo no era suficiente para explicar la gran estabilidad del núcleo, que claramente no podía mantenerse unido por una interacción electromagnética, pues el neutrón no tiene carga eléctrica.

En 1.935, Yukawa sugirió que la fuerza de intercambio que lo mantenía junto estaba mediada por partículas de vida corta, llamadas mesones, que saltaban de un protón a un neutrón y hacía atrás de nuevo.  Este concepto dio lugar al descubrimiento de las interacciones fuertes y de las interacciones débiles, dando un total de cuatro interacciones fundamentales.

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Aquí, en esta página Web, en mi Blog personal, además de Física, Astronomía o filosofía y la mente, para relajar el ambiente, de vez en cuando, acostumbro  a contaros hechos e historias sobre personajes que, en distintas épocas y partes del mundo, hicieron posible el avance de nuestros conocimientos, todos y todo contribuyó a ello, cada cosa y cada personaje en su medida, pero ese conjunto de hechos y personajes, lo hizo posible.  Hoy nosotros,  podemos aprender de todo aquello, y podemos saber como llegamos a conseguir los conocimientos que tenemos en muchos aspectos de nuestras experiencias transmitidas por estudiosos de hace muchos siglos.

Aquellos hombres arriesgaban sus vidas por saber, fueron muchos de los clásicos griegos los pertenecientes a este grupo viajero, y, a pesar del riesgo que ello conllevaba, viajaban a lugares lejanos buscando saber de matemáticas o de astronomía.

También proliferaban los viajeros guerreros y aventureros.  Los mercaderes y comerciantes, por aquellos tiempos, fueron el ejemplo de hombres viajeros audaces que, buscando fortuna eran capaces de llegar hasta el fin del mundo (como se solía decir entonces).

Los griegos había descubierto el Atlántico en el s. VII a. C., cuando dieron el nombre de columnas de Hércules a la que hoy es el estrecho de Gibraltar.  Según Hecateo, el mundo era básicamente un plato plano y circular, cuyo centro estaba cerca de Troya o de la actual Estambul, y el mar Mediterráneo era una vía de acceso a un océano que circundaba toda la tierra.  A finales del S. VI, en el sur de Italia, un seguidor de Pitágoras propuso la idea de que la tierra era una esfera, una de los diez unidades de ese tipo que giraban alrededor de un fuego ubicado en el centro.  Sócrates y Platón aceptaron la perspectiva pitagórica y el primero llegó a decir que la tierra era plana en apariencia debido a su enorme tamaño.

Los griegos sabían que la tierra firme se extendía desde España hasta la India y había rumores de que incluso más allá.

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La atmósfera de la Tierra = a la vida

La atmósfera terrestre (troposfera y estratosfera) es tan delgada que, dibujando el planeta con un diámetro de 10 cm, tendría un espesor de unos 0’4 milímetros, equivalente al grosor de una línea de lápiz. Sin embargo, esta delgada capa gaseosa posee una importancia crítica para mantener el balance energético de la Tierra.

El planeta es adecuado para el desarrollo de la vida debido a que su atmósfera el llamativamente diferente de la de sus vecinos más próximos. La atmósfera de Venus está compuesta en un 96 por ciento de CO₂, con un 3’5 por ciento de nitrógeno y trazas de gases nobles. La atmósfera de Marte contiene un 95’3 por ciento de CO₂, un 2’7 por ciento de nitrógeno, 1’6 por ciento de argón y también trazas de agua y O₃. Una atmósfera parecida a la terrestre determinaría que en la superficie marciana la temperatura sería superior a los 200º C y la presión de unos pocos MPa. En tales condiciones no podría existir vida compleja basada en el carbono con tejidos húmedos.

Hay pocas dudas de que la primera atmósfera de la Tierra contuviera abundante CO₂, pero no está claro si su posterior desaparición se debió exclusivamente a procesos geoquímicos inorgánicos (sobre todo a la pérdida de ácido carbónico), o si los primeros organismos fueron importantes en la posterior conversión de CO₂ en sedimentos de CaCO₃. Parece claro, por el contrario, que la fotosíntesis llevada a cabo inicialmente por bacterias fue la responsable de la transformación de la atmósfera sin oxígeno en el Arcaico.

El aumento de oxígeno comenzó a acelerarse hace unos 2.100 millones de años y el actual nivel del 20 por ciento se alcanzó hace unos 300 millones de años. El aumento del oxígeno troposférico permitió la formación de ozono estratosférico, que protegió la biosfera de la energética radiación UV de longitudes de onda inferiores a 295 nm. Sin esta protección no hubiera sido posible la evolución de plantas y animales más complejos, ya que si la radiación UV de frecuencias menores ya mata los gérmenes y quema la piel, la de frecuencias altas es letal para la mayoría de los organismos.

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