En este Blog hemos abordado en repetidas ocasiones la figura del natuiralista Carlos Linneo y como trabajo en la clasificación de la biodiversidad, la taxonomía mhumana y la evolcuión hjistórica de las ciencias naturales. En dichas entradas aquí publiadas examino tanto el hito del Systema Naturae como los debates generados en torno a la categorización del Homo sapiens y sus antecedentes científicos. Para consultar los artículos completo.

Una muestra de los trabajos:

Los navegantes, tal como narraba Shakespeare, gustaban de exagerar sus experiencias y hablaban de hombres  cuyas cabezas nacían abajo de los hombros, o que no tenían cabeza, o de aquellos que, como los patagones, sólo tenían un pie muy grande, o los de Labrador, que tenían cola. Todo esto originó un “renacimiento de la superstición”. Aquellos viajeros crearon en sus mentes, que los situaban en las Américas, nuevos órdenes de razas monstruosas de animales fantásticos. Dado que es casi tan difícil inventarse un animal nuevo como descubrirlo, a las criaturas míticas y folkloricas conocidas se les añadieron otros rasgos imaginarios.

Así, la era del descubrimiento trajo consigo un renacimiento de la fábula. Las serpientes marinas de ciento cincuenta metros de largo se multiplicaron como nunca, y, era raro el marinero que habiendo viajado a lejanos horizontes de nuevas tierras, no contaba, al regreso, fantásticas historias de animales que sobrepasaban la fantasía de la imaginación más creadora: Sirenas y Tritones, Unicornios y hasta bellas mujeres de larga cabellera que andaban suavemente por encima del agua de maravillosos lagos de cascadas de increíble belleza.

Las leyendas dudosas eran ahora confirmadas por jesuítas misioneros, por adinerados plantadores de azúcar y por sobrios capitanes de barcos. A las quimeras de la fantasía medieval se añadían ahora criaturas reales cuyas noticias llegaban con cada viaje procedente de las Américas. Los que no leían latín podían disfrutar de las numerosas ilustraciones que acompañaban a los textos.

Imágenes como estas eran las que adornaban aquellas pioneras publicaciones en las que, se contaban las historias de marineros-aventureros que, viniendo de lugares lejanos, siempre traían consigo narrativas de leyendas que dejaban boquiabiertos a los lectores u oyentes de las mismas.

Todo aquello inspiró el surgir de una nueva generación de enciclopedistas de la Naturaleza. El más destacado de todos ellos, Konrad Gesner (1516-1565), tenía habilidad para combinar lo nuevo con lo antiguo. Gesner, que conocía extraordinariamente bien varias lenguas, se debatía entre lo que había leído y lo que veía.

A los 20 años escribió un diccionario Griego-Latin. Durante los treinta años que siguieron produjo treinta violúmes sobre todos los temas imaginables. Su monumental Biblioteca Universal en cuatro volúmes (1545-1555) pretendía ser un catálogo de todos los escritos producidos en griego, latin y hebreo a lo largo de la historia.

Gesner clasificó mil ochocientos autores y los tiítulos de us obras manuscritas e impresas, acompañadas de un resumen de su contenido. De este modo ganó el título de “padre de la bibliografía”. La bibliografía sería para las Bibliotecas lo que la cartografía para los exploradores de la tierra y de los mares.

En la Biblioteca de los Fugger, Gesner encontró un manuscrito griego enciclopédico del siglo  II que le inspiró para convertirse en un Plinio moderno. Por fin, su Historia Animalium, que seguía la disposición de Aristóteles, recogíam todo lo que se conocía, especulaba, imaginaba o contaba de cada uno de los animales conocidos. Como Plinio, Gesner produjo una miscelánea, pero añadió los datos que se habían acumulado en el milenio y medio transcurrido desde entonces. Sin bien era algo más crítico que Plinio, él tampoco desmintió las leyendas increíbles, y mostró una serpiente marina de noventa metros de largo. Pero describió la caza de ballenas e incorporó la primera ilustración de una ballena que estaba siendo despellejada para obtener la grasa.

    Unicornios y otras fantásticas criaturas que llenaban las mentes

La duradera influencia de la obra de Gesner emanaba de su sentido del folklore y de su capacidad para presentar la fantasía y la realidad con la misma convincente veracidad. Cuando alguien escribe con pasión y plasma en el papel lo que siente, de alguna manera, es más fácil que pueda llegar al lector que, presiente, el mensaje que el autor le quiere hacer llegar.

Al cabo de un siglo, el lector inglés ya tenía acceso a la popular enciclopedia de Gesner gracias a la traducción de Edward Topsell, que éste tituló Historias de las bestias de cuatro patas, de las serpientes y de los insectos, 1658. Allí podemos saber con respecto a la gorgona que

…se planteó la cuestión de si el veneno que había emitido procedía de su aliento o de los ojos. Es más probable que, como el basilisco, matara con la mirada y también lo hiciera con el aliento de su boca, lo cual no es comparable con ninguna otra bestia del mundo… Al considerar esa bestia, se demostró de modo evidente la divina sabiduria y providencia del Creador, que había vuelto los ojos de esta criatura hacia la tierra, como si así enterrara su veneno y evitara que dañara al hombre, y los había ensombrecido con un cabello fuerte, largo y áspero, para que los rayos envenenados no pudieran dirigirse hacia arriba, hasta que la bestia se viera azuzada por el miedo o la ira…

Tras recurrir al indiscutible testimonio del salmo nonagésimo segundo, Gesner declara que los Unicornios son sagrados porque “reverencian a las vírgenes y a las jóvenes doncellas” y muchas veces al verlas se vuelven mansos y se acercan a dormir a su lado… ocasión que los cazadores indios y etíopes aprovechan para apoderarse de la bestia. Toman a un hombre joven, fuerte y hermoso, lo visten de mujer y lo adornan con diversas flores y especias olorosas”.

De la obra de Gesner

Pese a la fantasía de su texto, el millar de grabados de Gesner contribuyó a que la biología tomara un rumbo distinto. Al igual que los padres alemanes de la botánica, Gesner colaboró con los artistas y presentó los dibujos más realistas hechos hasta el momento de todos los tipos de criaturas, desde el “vulgar ratoncillo” al sátiro, la esfinge, el gato, el topo y el elefante. Durero fue el autor de su ilustración del rinoceronte, “la segunda maravilla de la naturaleza…como el elefante era la primera”. Estos incunables de la ilustración biológica empezaron a liberar a los lectores de los herbarios y los bestiarios.

La obra de Gesner, reimpresa, traducida y resumida, dominó la zoología postaristotélica hasta los innovadores estudios modernos de Ray y Linneo, que no estaban ilustrados. Sus notas inéditas fueron la base, el el siglo siguiente, del primer tratado completo que se escribió sobre los insectos. Para su Opera Botánica recogió cerca de un millar de dibujos, algunos realizados por él mismo, pero no llegó a terminar su gran trabajo sobre las plantas, que habían sido su primer amor.

Gesner nunca se liberó completamente de su obsesión filológica. En su libro de 158 páginas Mitrídates, u observaciones sobre las diferencias existentes entre las lenguas que han estado o están en uso en las diversas naciones del mundo entero (1555), intentó hacer con las lenguas lo que ya estaba haciendo con los animales y las plantas. Tomando como base su traducción del padrenuestro, Gesner describió y comparó “la totalidad” de las ciento treinta lenguas del mundo. Por vez primera,  incluyó un vocabulario del lenguaje de los gitanos.

    Nadie nunca se hubiera atrevido a querer visitar las misteriosas cumbres de las montañas

Al revelar públicamente su intención de explorar las altas montañas, que hasta entonces habían inspirado pasmo y terror, Gesner halló un modo típicamente suizo de descubrir la naturaleza. La Europa renacentista había presenciado un breve y prematuro surgir de la fascinación por la aventuira de las montañas. Petrarca (1304-1374) había sido el precursor, con su ascensión al monte Ventoux, cerca de Avignon, en 1336. En la cumbre leyó en un ejemplar de las confesiones de san Agustín que se sacó del bolsillo una advertencia dirigida a los hombres que “van a admirar las altas mopntañas y la inmensidad del océano y el curso de los astros… y se olvidan de sí mismos”. Leonardo da Vinci exploró el monte Bo en 1511 con ojos de artista y naturalista. El reformista y humanista suizo Joachim Vadian (1484-1551), amigo de Lutero y defensor de Zwinglio, llegó a la cumbre de Gnepfstein, cerca de Lucerna, en 1555, escribió su pequeña obra clásica.

“Si deseais ampliar vuestro campo de visión, dirigid la mirada a vuestro alrededor y contemplad todas las cosas que hay a lo largo y a llo ancho. No faltan atalayas y riscos, desde donde os parecerá que teneis la cabeza en la nubes. Si, por otra parte, preferís reducir la visión, podeis mirar los prados y los verdes bosques, o adentraros en ellos; y si la quereis reducir todavía más, podeis observar los oscuros valles, las sombrías rocas y las oscuras cavernas… En verdad, en ningún otro lugar se encuentran tal variedad en tan reducido espacio con en las montañas, en las cuales… en un solo día se puede contemplar y sentir las cuatro estaciones del año, verano, otoño, primavera e invierno. Además, desde los picos más altos de las montañas, la cúpula entera de nuestro cielo se tenderá audazmente abierta ante nuestra mirada, y podreis presenciar la salida y la puesta de las constelaciones sin ningún estorbo, y comprobareis que el Sol se pone mucho después y sale mucho antes.”

Pero resultaba tan difícil vencer los temores primitivos que tendrían que transcurrir dos siglos entre las excursiones de Gesner y los verdaderos comienzos del montañismo moderno. El Mont Blanc (4.810 m), el pico más alto de Europa aparte del Cáucaso, no fue escalado hasta 1786 por un montañero que se proponía cobrar la recompensa que había ofrecido un geólogo suizo, Horace-Bénedict de Saussure (1740-1779), veinticinco años antes.

En tanto los naturalistas dispusieran las plantas y los animales por orden alfabético, el estudio de la naturaleza estaba condenado a seguir siendo teórico…Pero, ¡esa es otra historia que no toca hoy!

Emilio Silvera V.

Hiostorias como estas son contadas por Daniel J. Boorstin en sus libros titulados Los Descubridores…La Naturaleza. Los podeis encontrar en la Biblioteca de Divulgación Científica (1986 Editorial Crítica, S.A.) ISBN (Obra completa): 84-873-0174-5. Cuatro Caminos s/n. Sant Vicentç dels Hirts (Barcelona).

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La arqueología (un término que se uso por primera vez en la década de 1860)  amplió y profundizó el trabajo de la filología, al ir más allá de los textos y confirmar que, en efecto, los hombres tenían un pasado distante anterior a la escritura, una prehistoria.

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.

                                                

Cueva de Feldhofer (Alemania) ubicada en la ladera sur del Valle de Neander. (Fuente: www.tareaalinstante.blogspot.com.es)

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:

                                                              Real Conservatorio de Música de Madrid

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, cuando escribí todo esto era presente y, ahora es 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. ¿Cuando comenzó a discurrir el Tiempo? ¿”Nació con el Big Bang? ¿Por qué no se deja ver y, sin embargo, sí podemos contemplar los estragos que producen su inexorable transcurrir? Ni se compra, ni se puede prestar, todo en nuestro Universo tiene su Tiempo asignado. ¿Por qué estamos confinados en un eterno Presente que se inmediato se convierte en Pasado y vamos camino de un Futuro que nunca podremos alcanzar?

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 V.

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        ¡Las cosas del cerebro! Que siempre serán noticia

                 

           Sí, el “Mundo” avanza… ¡Cometiendo errores!

        Trabajo presentado en la sexta edición del Carnaval de Física

                                                 

El mundo de la Física tiene planteado un gran problema y los físicos son muy conscientes de ello, conocen su existencia desde hace décadas. El problema es el siguiente:

 

La relatividad general nos dice que en presencia de masa, se curva el espacio y se distorsiona el Tiempo. Todos los postulados de esta Teoría nos trajo una nueva Cosmología.

 

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, 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 pueden ser ambas ciertas a la vez.

 

 

Nos encontramos con que las dos teorías en las que se basan los enormes avances realizados 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  será 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.

 

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¿Cuántas esporas portadoras de la vida podrían estar ahí camufladas esperando el momento idóneo para situarse en el planeta que las permita surgir a la vida?

Galaxias, estrellas, mundos y… ¡Vida! Sabemos que los elementos materiales para la vida fueron creados en las estrellas. A partir del sencillo Hidrógeno, las estrellas, en sus hornos nucleares, fusionaron el helio para fabricar Carbono, Oxígeno, Nitrógeno y todos los demás materiales necesarios para la vida. Más tarde, depositados en un mundo adecuado… Se conformó aquella sustancia, ¡protoplasma vivo! del que surgió aquella primera célula replicante que comenzó la increíble aventura de la vida.

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

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

           Y la materia evolucionó hasta alcanzar la Conciencia

En la Ciencia, todas las respuestas sugieren nuevas preguntas, así que no es de extrañar que al resolver dos de los grandes enigmas de la biología, Darwin y Pasteur pusieran al descubierto un misterio un misterio aún más profundo. Quizá la vida haya surgido siempre de la vida durante los últimos cuatro mil millones de años, pero en elgún momento, en algún sitio, en aquellos primeros tiempos de nuestro planeta, nuestros primeros antepasados tuvieron que surgir de alguna otra cosa.

Durante el proterozoico se produjo la expansión de cianobacterias los estromatolitos alcanzaron su mayor abundancia y variedad. Una vez que se produjo la acumulación de oxigeno  libre se originaron las células eucariotas y pluricelulares. Durante este tiempo se produjo la simbiosis entre los proto-eucariotas y mitocondrias (eucariotas) y cloroplastos (plantas y algunos protistas).

Los estromatolitos son estructuras estratificadas en diversas formas, formadas por la fijacion de particulas carbonatadas de las cianobaceria, en aguas de poca profundidad que en la fotosintesis liberan oxigeno y retiran de la atmosfera grandes cantidades de dioxido de carbono. Su espesor no es mas que algunos milimetros y su forma es plana a hemisferica y columnar, presenta poros. Las mas antiguas encontrados es el de Australia (Warrawoona), que datan 3500 millones de años. Abajo se contempla una muestra.

Son celulas que se agrupan en colonias formando rocas sedimentarias. Estas rocas se encuentran en mares calidos y son el resultado de la union de seres uni- celulares, cianobacterias. Las rocas se forman muy lentamente, capa sobre capa y cuando una capa se muere se deposita el carbonato de calcio de sus paredes sobre la capa anterior.

Las cianobacterias, también conocidas como algas verdes-azules, son un grupo de bacterias muy especiales que, hace 3.600 millones de años, inventaron la fotosintesis y cambiaron drásticamente la evolución de la vida. Generaron y mantienen toda la existencia actual del planeta.

CARACTERíSTICAS DE LAS CIANOBACTÉRIAS (CIANOFITAS O ALGAS VERDE-AZULES)

1.  Son procariotas (sin núcleo verdadero)
2. Viven medios húmedos (tierra) o acuáticos (agua dulce o salada), muy adaptables. Son planctónicas.
3. Origen: más de 3000 millones de años.
4. Soportan altas temperaturas.
5. Se desarrollan en condiciones eutróficas formando grandes masas llamadas flores de agua.
6. Producen sustancia antibióticas y poseen pigmentos como la clorofila.
7. El 50% de los florecimientos producen toxinas.
8. Se clasifican en varios tipos.

Existen bastantes antecedentes de intoxicaciones en humanos, tanto por consumo de agua, como por el hecho de estar en contacto con ella (bañarse). Son los invasores invisibles. Las cianobacterias son comunes actualmente en aquellos medios costeros en los que la elevada salinidad del agua u otras condiciones ambientales especialmente duras restringen la colonización por animales.

Pero, sigamos con nuestra historia. Los estromatolitos son estructuras organo-sedimentarias laminadas (CaCO3), que crecen adheridas al sustrato y emergen verticalmente del mismo, produciendo estructuras de gran variedad morfologica, volumen y biogeografica. Su inicial formacion y desarrollo a lo largo del tiempo, se debe a la actividad de poblacion microbianas, dominadas por cianobacterias que facilitan la precipitacion de carbonatos.

                       La microflora se presenta de muchas maneras

Ademas de las cianobacterias, la microflora puede incluir algas (verdes y diatomeas), hongos, crustaceos, insectos, esporas, polen, rodofitas, fragmentos y sedimentos de todo tipo. La variedad biologica de cada comunidad estromatolitica dependerá de condiciones ambientales e hidrológicas: hipersalino, dulceacuicola, intermareales, submareales, fuertes corrientes, moderadas nulas, calidos, templado, altitud (afecta a la exposicion de la luz uv). En la superficie, es rugosa, porosa y cubierta por mucilago, filamentos, etc. Las particulas de carbonato van quedadonde atrapadas, hasta que la cementacion por crecimiento de cristales, forma una capa mas, de esta forma la estructura aumenta de tamaño.

Microfósiles de sedimentos marinos. “Microfósil” es un término descriptivo que se aplica al hablar de plantas o animales fosilizados cuyo tamaño es menor de aquel que puede llegar a ser analizado por el ojo humano. Normalmente se utilizan dos rasgos diagnósticos para diferenciar microfósiles de eucariotas y procariotas.

A partir de todos los fragmentos que la ciencia ha podido ir acumulando, ¿qué tipo de planeta podemos recomponer y qué porcesos tuvieron que darse para que, la vida, tal como la conocemos pudiera surgir? Sin temor a equivocarnos podemos afirmar que, cuando se formó el mar de Warrawoona la Tierra ya era un planeta biológico. Además, las mediciones de isótopos de carbono indican que ya podía haber comenzado la gran liberación ecológica de la fotosíntesis. No podemos tener la certeza si entre los microorganismos de aquel entonces había cianobacterias reproductoras de oxígeno, pero la presencia de cualquier tipo de organismo fotosintético en el océano de Warrawoona es de por sí muy informativa, pues nos permite colocar un punto de calibración en el árbol de la vida.

 El estudio que se lleva a cabo en múltiples Laboratorios repartidos por todo el mundo y que están centrados en la evolución molecular, microbiana, la extremofilia e incluso sobre la bioinformática y unidades de secuencia genómica, nos están llevando hacia nuevos conocimientos que confirman la evolución en el pasado.

En la nueva concepción de la evolución microbiana que simboliza el árbol, los organismos fotosintéticos aparecen relativamente tarde y se diversifican mucho después del origen de la vida y de la divergencia de los principales dominios de la biología. Si la materia orgánica de Warrawoona es producto de la fotosíntesis, hay que concluir que para entonces la evolución de la vida ya debía llevar en marcha un buen tiempo.

Sin embargo hoy, la actividad humana está causando estragos.  De pronto una parcela del mar se queda prácticamente sin vida. Son las llamadas zonas muertas, y en ellas la supervivencia está casi enteramente reservada a algunos arcaicos y privilegiados microorganismos, fósiles vivientes de la Tierra primigenia.

Los científicos llevan observando este fenómeno cerca de un siglo. Pero lo que era un problema esporádico se ha ido convirtiendo en una plaga: desde los años 60, el número de zonas muertas crece exponencialmente.

El problema, es su ritmo de crecimiento: un 5% anual, y se espera un empeoramiento con el calentamiento del mar. “Al calentarse el agua, aumenta el consumo de oxígeno de los organismos marinos, baja la solubilidad del oxígeno en el mar y baja el intercambio con la atmósfera”.

“No existe otra variable de tanta importancia ecológica para los ecosistemas marinos costeros que haya cambiado tan drásticamente y en tan poco tiempo como el oxígeno disuelto”. Para estos científicos, la hipoxia en el mar, es decir, la caída de los niveles de oxígeno disuelto, es “uno de los mayores problemas ambientales de hoy”.

 

Este problema me lleva apensdar que las observaciones geológicas indican que hace tres mil quinientos millones de años la atmósfera de la Tierra contenía nitrógeno, dióxido de carbono y vapor de agua, pero muy poco oxígeno libre. La mayoría de las inferencias acerca de ambientes antiguos se realizan a partir de pistas sutiles que nos proporcionan la geoquímica; la signatura sedimentaria del oxígeno, sin embargo, es muy llamativa: bandas de color rojo vivo en rocas con silex ricos en hermatita (Fe₂ O₃), un mineral de óxido de hierro.

Esta excavación al aire libre, en las Minas de Rio Tinto (Huelva) nos deja al descubierto los estratos en distintas capas a lo largo de miles de millones de años. El mineral de óxido de hierro está presente formando el llamado hierro en bandas (FHB)no se forman en los acéanos actuales. De hecho, salvo una importante excepción, no se acumulan desde hace 1.850 millones de años. Durante la primera mitad de la historia de la Tierra, en cambio, las FHB fueron un componente común en los sedimentos marinos..

La razón por la cual las FHB no se forman en la actualidad es que el hierro que llega a los océanos se encuentra de inmediato con el oxígeno y precipita en forma de óxido de hierro; en consecuencia, la concentración de hierro en el agua de mar de los océanos actuales es extraordinariamente baja. En los mares del eón Arcaico, las FHB de las sucesiones sedimentarias debieron formarse por reacción del hierro con el oxígeno, ayudadas quizá por bacterias. Alternativamente, es posible que el hierro fuese oxidado por la radiación ultravioleta ya que ésta, al no existir un escudo de ozono eficaz, penetraba hasta la superficie del océano. Todo esto nos lleva a saber que, en el pasado, la atmósfera y los océanos contenían mucho menos oxígeno que en la actualidad.

Todavía los expertos de la NASA, se preguntan como pudieron hallar múltiples formas de vida en estas aguas de Rio Tinto, cargadas de elementos pesados con un PH imposible para la vida, y, sin embargo, ahí están. Ricamente instalados en un entorno imposible que nada le tiene que envidiar a cualquier paraje de Marte.

En la actualidad, nuestros conocimientos de la vida y ambientes arcaicos son a un tiempo frustrantes y emocionantes: frustrantes por las pocas certezas que tenemos y, sólo muchas hipótesis a partir de los datos dispersos que se van obteniendo, emocionante porque sabemos algo, por poco que esto pueda ser, es estimulante contar con un punto de partida que nos permita continuar en el estudio y la observación, seguir experimentando para que, algún día, sepamos a ciencia cierta, de donde pudo venir la vida.

Es verdad que las rocas más antiguas que podemos identificar nos indican la presencia de organismos complejos ¿Qué clase de células vivían en aquellos tiempos aún más lejanos? En última instancia, ¡cuál será el verdadero origen de la vida?

ORIGEN-DE-LA-VIDA-SOBRE-LA-TIERRA.

Cuando se formó el Sistema solar y con él la Tierra, los ingredientes de la vida ya estaban allí presentes. La energía de la Naturaleza llevó a las moléculas simples a combinarse y recombinarse, incrementando así la complejidad química hasta el punto en que surge un sistema eficaz y capaz de replicarse así mismo. La idea es poderosa y atractiva: La vida, aparentemente tan distinta del agua y la piedra, surgió por la acción de los mismos procesos planetarios que conformaron los rasgos físicos de la Tierra…Nos falta demostrarlo.

La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar. Esta situación orbital y sus características de masa la convierten en un planeta privilegiado, con una temperatura media de unos 15º C, agua en forma líquida y una atmósfera densa con oxígeno, condiciones imprescindibles para el desarrollo de la vida.

Hace unos 4.600 millones de años la corteza de la Tierra comenzó a consolidarse y las erupciones de los volcanes empezaron a formar la atmósfera, el vapor de agua y los océanos. El progresivo enfriamiento del agua y de la atmósfera permitió el nacimiento de la vida, iniciada en el mar en forma de bacterias y algas, de las que derivamos todos los seres vivos que habitamos hoy nuestro planeta tras un largo proceso de evolución biológica.

                   Volvamos al tema principal: ¡La Vida!

Aun los organismos más simples son máquinas moleculares extraordinariamente sofisticadas. Las primeras formas de vida tenían que ser muchísimo más sencillas. Necesitamos encontrar una familia de moléculas lo bastante simples como para formarse por procesos químicos y lo bastante complejas como para servir de cimiento a la evolución de las células vivas. Una molécula capaz de contener información yb estructura suficientes como para replicarse a sí mismas y, al cabo, para dirigir la síntesis de otros componentes que puedan canalizar la replicación con una eficiencia cada vez mayor.

ESTRUCTURA DE LA CELULA BACTERIANA

Unas moléculas, en fin, que pudieran iniciar una trayectoria evolutiva que permitiera a la vida emanciparse de los procesos físicos que le dieron nacimiento, sintetizando las moléculas necesarias para el crecimiento en lugar de incorporarlas de su entorno y captando energía química o solar para alimentar el funcionamiento de la célula.

El descubrimiento de las enzimas de ARN, o ribosomas, realizado de forma independiente y aproximadamente al mismo tiempo por el bioquímico de Yale Sidney Altman, tuvo un efecto catalítico sobre el pensamiento acerca del origen de la vida.

Los enzimas de ARN (llamadas “ribozimas” o “aptazimas”) son moléculas de ARN capaces de autorreplicarse a temperatura constante en ausencia de proteínas. Utilizan la llamada replicación cruzada, en la que dos enzimas se catalizan el uno al otro de forma mutua. Este proceso permite entender cómo surgió la vida, pero los biotecnólogos las usan para algo mucho más prosaico. Estos enzimas de ARN pueden ser utilizados para detectar una gran variedad de compuestos, incluyendo muchos relevantes en diagnóstico médico. El compuesto orgánico se liga al aptazima, que se replica exponencialmente, amplificando exponencialmente la concentración del compuesto hasta permitir que sea fácilmente detectado.

En palabras del filósofo de la biología Iris Fry, esta extraordinaria molécula se alzó como “el huevo y la gallina al mismo tiempo” en el rompecabezas del origen de la vida.

Sabemos que, en ciertas condiciones prebióticas, los aminoácidos se forman fácilmente, así quedó demostrado por Stanley Miller en su gamoso experimento. Demostró como los ácidos nucléicos, pueden unirse para formar péptidos, las cadenas de aminoácidos que se pliegan para formar proteínas funcionales.

“Una de las mentes más originales del mundo”.

The Times.

  ¿Quién es este rebelde extraordinario? Se llama Freeman Dyson

Hay teorías para todos los gustos, y, el afamado Freeman Dyson, un renombrado físico que ha pensado profundamente sobre el origen de la vida, sugiere que en realidad la vida comenzó en dos ocasiones, una por la vía del ARN y otra vez por vía de las proteínas. Las células con proteínas y ácidos nucleicos interactivos habrían surgido más tarde en función proto-biológica.  Y, está claro que, la innovación por alianzas es uno de los principales temas de la evolución.

En el árbol de la vida, nosotros (tan importantes), sólo somos una pequeña ramita.

Hay muchos procesos que son de una importancia extrema en la vida de nuestro planeta y, dado que los organismos fotosintéticos (o quimio-sinteéticos) no pueden fraccionar isótopos de carbono en más de unas treinta parte por 1.000, necesitamos invocar la participación de otros metabolismos para poder explicar los resultados de las mediciones que se han realizado. Los candidatos más probables son bacterias que se alimentan de metano en los sedimentos. Estas bacterias obtienen tanto el carbono como la energía del gas natural (CH₄) y, al igual que los organismos fotosintéticos, son selectivos con los isótopos.

             Bacterias que comen metano y lo convierten en combustible

A causa de su preferencia química por el ¹²CH₄ frente al ¹³CH₄, los microbios que se alimentan de metano fraccionan los isótopos de carbono en unas veinte o veinticinco partes por 1.000 en los ambientes donde el metano es abundante. ¿Habéis pensado en la posibilidad de que esos organismos fotosintéticos estén presentes en Titán? ¡El festín está servido!

La fotosíntesis anoxigénica se da en los organismos que utiliza la energía de la luz del sol, dióxido de carbono (sustrato a reducir) y sulfuro de hidrógeno (en lugar del agua) como dador de electrones que se oxida, se fabrican glúcidos y se libera azufre a el medio acuoso donde habitan o se aloja en el interior de la bacteria.

Otra característica es que los organismos foto-sintéticos anoxigénicos contienen bacterio-clorofila, un tipo de clorofila exclusiva de los foto-organotrofos, usan longitudes de onda de luz que no son absorbidas por las plantas. Estas bacterias contienen también carotenoides, pigmentos encargados de la absorción de la energía de la luz y posterior transmisión a la bacterio-clorofila. El color de estos pigmentos dan el nombre a estas bacterias: bacterias púrpuras del azufre y bacterias verdes del azufre. En las cianobacterias los pigmentos captadores de luz son las ficobilinas, por lo tanto se les nombra, bacterias azules.

Cualquiera de estas imágenes de arriba nos cuenta una larga y compleja historia de cómo, se pudieron formar cada uno de los ahí representados, y, en cualquiera de sus fases, formas y colores, es toda una gran obra de la Ingeniería de la naturaleza.

No pocas veces he dejado aquí constancia de que, el Universo, en todas sus regiones (por muy alejadas que estén), se rige por unas leyes presentes en todas parte, y, así lo confirman mil observaciones y mil proyectos que a tal efecto se han llevado a buen término. Por ejemplo, mediaciones precisas de isótopos de azufre en muestras de Marte traídas a la Tierra por meteoritos demuestran que muy pronto en la historia del planeta vecino el ciclo del azufre estaba dominado por procesos atmosféricos que producían un fraccionamiento independiente de la masa.

Valles en Marte. (ESA) La región de Valles Marineris, que tiene una longitud de 4.000 kilómetrosy una anchura de 600 kilómetros, es el sistema de cañones más grande conocido en el sistema solar, con profundidades que llegan a los diez kilómetros.

Basándose es ente descubrimiento del fraccionamiento independiente de la masa, se dirigió la atención sobre las rocas terrestres más antiguas. Para sorpresas de muchos geoquímicos, lo que se halló fue que el yeso y la pirita de las sucesiones sedimentarias más antiguas de la Tierra  también como en Marte, han dejado constancias del fraccionamiento independiente de la masa de los isótopos de azufre. Al igual que en Marte, en la Tierra primitiva la química del azufre se encontraba al parecer influenciada por procesos fotoquímicos que sólo pueden producirse en una atmósfera pobre en oxígeno. La oxígeno comenzó a acumularse en nuestra atmósfera a comienzos del eón Proterozoico. En suma, todos los caminos de la biogeoquímica llevan a Roma.

Dos equipos de investigadores descubren que el oxígeno gaseoso apareció en la atmósfera terrestre unos 100 millones de años antes del evento de la gran oxidación de hace 2400 millones de años.

El oxígeno es un gas muy reactivo, no existe de manera libre durante un largo período de tiempo, pues formaóxidos o reacciona con otras sustancias de manera rápida. Si está presente en la atmósfera es porque las plantas lo reponen continuamente. Antes de la invención de la fotosíntesis y durante muchos cientos de millones de años no había oxígeno libre en la Tierra.

En los estratos geológicos se pueden encontrar pruebas de la existencia de un momento en el que se produjo una gran oxidación mineral, prueba de que el oxígeno se encontraba ya libre en la atmósfera terrestre por primera vez y en gran cantidad. A este hecho se le ha denominado evento de gran oxidación, o GOE en sus siglas en inglés, y fue un hecho dramático en la historia de la Tierra. Este oxígeno permitió más tarde la aparición de vida animal compleja. Los geólogos creían que durante el GOE los niveles de oxígeno subieron rápidamente desde niveles prácticamente despreciables.

¿Cómo respondió la vida a la revolución del oxígeno? Podemos imaginar, un “holocausto de oxígeno” que habría llevado a la muerte y la extinción a innumerables linajes de microorganismos anaeróbicos. Pero hace dos mil doscientos millones de años los ambientes anóxicos no desaparecieron; simplemente, quedaron relegados bajo una capa oxigenada de agua y sedimentos superficiales.

Aquello permitió a la Tierra dar cobijo a una diversidad biológica sin precedentes. Los microorganismos anaeróbicos mantuvieron un papel esencial en el funcionamiento de los ecosistemas, igual que en la actualidad.

En la primera fase de cualquier ejercicio aeróbico, el oxígeno se combina con la glucosa procedente del glucógeno. Al cabo de unos minutos, cuando el cuerpo nota que escasea el azúcar, empieza a descomponer las grasas. Entonces disminuye un poco el rendimiento, mientras el cuerpo se adapta al cambio de origen de su energía. Superado este punto, se vuelve a los niveles y sensaciones normales, pero se queman grasas en lugar de glucosa.

De otro lado, los organismos que utilizan, o al menos toleran el oxígeno se expandieron enormemente. La respiración aeróbica se convirtió en una de las formas principales de metabolismo en las bacterias, y las bacteria quimiosintéticas que obtienen energía de la reacción entre oxígeno e hidrógeno o iones metálicos se diversificaron a lo largo de la frontera ente ambientes ricos en oxígeno y ambientes pobres en oxígeno. Desde ese momento, la Tierra comenzó a convertirse en nuestro mundo.

Nuestro mundo, rico en agua líquida que cubre el 71% de la superficie del planeta, y, su atmósfera con un 78% (en volumen) de Nitrógeno, un 21 de Oxígeno y un 0,9 de Argón, además de dióxido de carbono, hidrógeno y otros gases en cantidades mucho menores que, permiten que nuestros organismos encuentren el medio idoneo para poder vivir. Otros muchos factores presentes en la Tierra contribuyen a que nuestra presencia aquí sea posible.

Ya hemos comentado que, si el oxígeno trajo consigo un cambio revolucionario, las heroínas de la revolución fueron las cianobacterias. Fósiles extraordinariamente bien conservados en siles de Siberia de mil quinientos millones de años de edad demuestran que las bacterias verdeazuladas se diversificaron tempranamente y se han mantenido hasta la actualidad sin alterar de manera sustancial su forma. La capacidad de cambiar con rapidez, pero persistir indefinidamente, compendia la evolución bacteriana.

La resistencia general de las bacterias a la extinción es bien conocida. Las bacterias poseen tamaños poblacionales inmensos y pueden reproducirse rápidamente: no importa que por la mañana nos lavemos los dientes meticulosamente; a media tarde, las bacterias que hayan sobrevivido al cepillo se habrán multiplicado hasta el extremo de recubrir nuevamente el interior de la boca. Además, las bacterias saben habérselas muy bien con medios cambiantes. El aire, por ejemplo, está lleno de bacterias; un plato de leche colocado en el alfeizar de la ventana no tarda en fermentar. Lo que es más, las bacterias son muy buenas a la hora de resistir perturbaciones ambientales. Aunque la mayoría crece especialmente bien dentro de unos márgenes ambientales estrechos, son capaces de tolerar condiciones extremas, al menos durante un tiempo.

Si miramos el tiempo que llevan aquí, como se pueden adaptar a condiciones que, ni en sueños podríamos hacerlo nosotros, y, sobre todo, si pensamos en la diversidad y en la inmensa cantidad y en que están ocupando (prácticamente) todas las regiones del planeta, tendremos que convenir que, es necesario saber cuanto más mejor de ellas y, es necesario que nos sumerjamos en los reinos de las pequeñas criaturas que, de una u otra forma, serán nuestra salvación o, podrían provocar nuestra extinción.

                  También, en lugares como este, pueden estar presentes esos pequeños seres.

En este lugar, donde “nacen” los mundos…¿Qué seres habrá? Ahí están presentes todos y cada uno de los elementos necesarios para la vida, y, simplemente con que uno sólo de entre una infinidad de planetas se encuentre dentro de la zona habitable, podría contener un sin fin de formas de vida que, como aquí en la Tierra, hayan evolucionado y, ¿Quién sabe? hasta es posible que esa clase de vida, pueda haber logrado los pensamientos, la imaginación, la facultad de ser conscientes.

¿Quién sabe qué fenómeno haría surgir aquella primera célula viva replicante?

De todas las maneras…seguimos sin saber, de manera consistentemente científica, como pudo surgir las vida. Sólo tenemos vestigios que nos acercan a esa posible fuente, y, son muchas, las zonas oscuras que no dejan ver lo que allí ocurrió, lo que hizo la evolución o dejó de hacer y, las condiciones primigenias que, posibilitaron que, en este pequeño planeta rocoso, emergieran formas de vida que evolucionadas han podido salir al exterior para ver lo que hay fuera.

            ¡Seguiremos buscando respuestas!

¡La Vida! Ese misterio, esa maravilla…que, cuando no podemos afirmar que sea sólo materia… Cuando en ella aparecen algunos ingredientes peculiares que, como la intuición, la imaginación, la curiosidad, y, ¡el Amor! Uno llega a sospechar que, seguramente hay algo más, mucho más que desconocemos sobre nosotros mismos y sobre otras criaturas que pueblan el nuestro y otros muchos mundos que en el Universo son.

Emilio Silvera V.

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Así era la Tierra cuando, hace ahora 3.800 millones de años, surgió aquella primera célula replicante

La vida surge como un fenómeno local de entropía negativa (o neguentropía) permitido por el ajuste preciso de las leyes y constantes del Universo.

La Galaxia Bode (Messier 81, NGC 3031) es una galaxia espiral situada a unos 11-12 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de la Osa Mayor.

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