Lo cierto es que, algunos datos ciertos sí que tenemos. Sin embargo, poder llegar al principio no parece fácil

Un equipo de científicos ha diseñado un test para descubrir si el universo primitivo poseía una sola dimensión espacial. Este concepto alucinante es el núcleo de una teoría que el físico de la Universidad de Buffalo, Dejan Stojkovic y sus colegas proponen y que sugiere que el Universo primitivo tuvo solo una dimensión antes de expandirse e incluir el resto de dimensiones que vemos en el mundo actualmente. De ser válida, la teoría abordaría los problemas importantes de la física de partículas. Han descrito una prueba que puede ratificar o refutar la hipótesis de la “fuga de dimensiones”.

                 William y Caroline Herschel

En la primera parte del siglo XIX, miles de galaxias fueron identificadas y catalogadas por William y Caroline Herschel, y John Herschel. Desde 1900, se han descubierto en exploraciones fotográficas gran cantidad de galaxias. Éstas, a enormes distancias de la Tierra, aparecen tan diminutas en una fotografía que resulta muy difícil distinguirlas de las estrellas. La mayor galaxia conocida tiene aproximadamente trece veces más estrellas que la Vía Láctea.

 

Plutón fue descubierto a raíz de una búsqueda telescópica iniciada en 1905 por el astrónomo estadounidense Percival Lowell, quien supuso la existencia de un planeta situado más allá de Neptuno como el causante de ligeras perturbaciones en los movimientos de Urano.

El camino que condujo a su descubrimiento se atribuye a Percival Lowell quien fundó el Observatorio Lowell en Flagstaff en Arizona y patrocinó tres búsquedas separadas del “Planeta X”, del que por cierto, aquí hemos hablado en alguna otra ocasión.

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Venimos desde hace décadas, martilleando con la idea de la existencia de vida en otros mundos. Hasta la fecha, a pesar de los esfuerzos del Proyecto SETI, no se ha logrado nada positivo. Pero hay que evaluar que, en realidad, SETI sólo ha podido explorar una pequeña porción del Cosmos (para hacernos una idea, el espacio estudiado buscando vida sería al de una Piscina Olímpica comparada con el Océano Pacífico.

Una cosa está muy clara, Son las distancias la dificultad principal, ya que, solo en nuestra Galaxia, existen unos 30.000 millones de “soles”, es decir, estrellas como el Sol de la clase G2V mediana amarilla, y, casi todas tienen sus propios planetas orbitándolas, lo que nos hace pensar que algunos de esos mundos estarán situados en la zona habitable, con lo cual, el agua líquida correrá por los regajos y la Vida estará presente.

Este es el pensamiento de todos los buenos astrónomos, ya que, el Universo es igual en todas partes, y, todas sus regiones, por lejos que puedan estar situadas, se rigen por las mismas leyes y constantes y, siendo así (que lo es), lo que pasa “aquí, también pasará “allí”.

La Vida, amigos míos, en nuestro Universo es imparable.

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Hugo de Módena, cardenal italiano, fue el primero que se conoce retratado llevando gafas allá por el año 1352. En aquellos primeros balbuceos de tan práctico instrumento, cualquier intento de encontrar lentes que para fines que necesitasen imágenes nítidas en toda la lente estaba condenado al fracaso. Pero los pulidores de lentes mejoraron gradualmente sus técnicas, y hacia la mitad del siglo XVI, los fabricantes de lentes alemanes estaban tallando y pudiendo sus lentes más cuidadosamente en ambos lados. Rolf Willach, un moderno ingeniero óptico con un gran interés en los instrumentos ópticos primitivos, ha estado midiendo lentes antiguas durante 20 años, probando la calidad de anteojos tan antiguos como el siglo 14 y lentes de telescopios de comienzos del siglo XVII mediante el sencillo test de Ronchi. Willach mostró que ya en 1540, unos 80 años antes de Galileo, algunas lentes eran lo suficientemente buenas como para producir formas reconocibles cuando se combinaban con modernos oculares cóncavos.

Hacia 1400, las gafas o anteojos eran algo común en Europa. Ayudaban a viejos lectores a enfocar letras pequeñas y acercaban las cosas lejanas a los miopes. Para todos estos usos la calidad de las lentes no tenía que ser alta. A los discos de cristal se les daba una forma aproximadamente esférica (tanto cóncava como convexa) de un lado, y plana y pulida en el otro. Éstas lentes formaban una figura esférica que no importaba mucho, puesto que nuestra visión directa utilizada únicamente una pequeña parte de las lentes: que no es mayor que la pupila de un ojo. Por lo que si una par de lentes toscas nos da una visión borrosa, podemos desplazar las gafas en nuestra cara poco para encontrar un punto dónde la imagen sea nítida.

En 1.623, Galileo escribió:

“Estamos seguros de que el inventor del telescopio fue un sencillo fabricante de anteojos que, manipulando por casualidad lentes de formas diferentes, miró, también casualmente, a través de dos de ellas, una convexa y la otra cóncava, situadas a distancias diversas del ojo; vio y se percató del inesperado resultado y descubrió así el instrumento.”

 

   Sencillos Talleres en los que se hacía de todo

Y, no sería de extrañar que dicha afortunada casualidad se diera en varios talleres y lugares a la vez. El relato más verosímil sitúa el episodio crucial en el taller de un humilde fabricante de anteojos holandés llamado Hans Lippershey, de Mildelburg, alrededor del año 1.600. Se cuenta que en el taller entraron dos niños con sus juegos y cogieron lentes que juntaban y miraban por ellas hacia la veleta del pueblo, y, con sorpresa vieron que aquella torre con su veleta, se les venía encima. Se lo dijeron al Lippershey que también miró y así, de esa forma casual, nació la idea de lo que más tarde fue el telescopio.

Aunque inculto, se dio cuenta de que aquello podría tener su importancia y, el 2 de octubre de 1.608, en los Estados generales, Institución del Gobierno de los Países Bajos, se recibió una petición formal del registro del invento de un objeto que permitía ver en la distancia como si las cosas estuvieran cercanas.

Telescopio de Galileo. El óptico holandés Hans Lippershey fue probablemente el que construyó el primer telescopio en la primera década del siglo XVII. Galileo fue uno de los que lo utilizaron para observar los cielos. El telescopio que construyó galileo en 1609 era un telescopio de refracción, con lente convexa delante y una lente ocular cóncava. Con él descubrió las fases de Venus, lo que indicaba que este planeta gira alrededor del Sol. También descubrió cuatro lunas girando alrededor de Júpiter. En la imagen, dos telescopios de Galileo conservados en el Museo de Historia de la Ciencia de Florencia.

La época era la adecuada para que apareciera un instrumento así, ya que, como aparato militar para vigilar al enemigo, no tendría precio y, se daba la circunstancia de que los Países Bajos luchaban por su Independencia contra los ejércitos del rey Felipe II.

Pero, Lippershey tuvo la mala suerte de que en aquel mismo momento otros neerlandeses reclamaban también el honor y los beneficios de ser los inventores del telescopio y, a partir de aquí, la batalla por conseguir la primacía no es la meta de esta historia que os quiero contar aquí.

La gente, como ocurre casi siempre, era prudente por lo general y, cualquier cosa que se saliera de lo que les dictaba su sentido común, en un primer momento era siempre rechazada de plano. ¡Un aparato que anulaba la evidencia que el ojo les daba de primera mano! No fue nada fácil convencer a los “filósofos naturales” de que miraran a través de aquel dichoso instrumento. Tenían muchísimas razones de índole intelectual para desconfiar de lo que no veían a simple vista.

El eminente aristotélico Cesare Cremonini se negó a perder el tiempo mirando por el artefacto de Galileo sólo para ver “…lo que nadie más que Galileo ha visto…y, además, mirar por esos anteojos me produce dolor de cabeza”. Otro colega hostíl declaraba: “Galileo Galilei, matemático de Papua, llegó a Bolonia con su telescopio, mediante el cual veía cuatro falsos planetas. El 24 y el 25 de abril no dormí ni de día ni de noche y probé el instrumento de Galileo de mil formas diferentes. Abajo, funciona de maravilla; en el cielo es engañoso, pues algunas estrellas fijas se ven dobles. Tengo como testigos a los más excelentes hombres y nobles doctores…y todos han admitido que el instrumento es engañoso. Galileo se quedó sin habla y el 26 se marchó entristecido.”

Al principio, el famoso padre Clavius, profesor de matemáticas en el Collegio Romano, burlándose de los cuatro supuestos satélites de Júpiter que había visto Galileo, dijo que él también podía enseñarlos si le daban tiempo para “meterlos primero en unas lentes”.

El propio Galileo miraba un objeto por su telescopio y luego se acercaba a él para comprobar que no se engañaba. El 24 de mayo de 1.610, declaró que había probado el telescopio “cien mil veces en cien mil astros y otros objetos”. Un año después seguía probando. “Más de dos años llevo probando mi instrumento (o más bien docenas de instrumentos que he ido mejorando) en cientos y miles de experimentos con miles y miles de objetos, cercanos y lejanos, grandes y pequeños, luminosos y oscuros; por tanto no sé cómo le puede caber a nadie en la cabeza que, ingenuamente, me haya engañado en mis observaciones.”

Galileo era uno de los primeros cruzados de las paradojas de la ciencia contra la tiranía del sentido común. El descubrimiento de la Naturaleza, de los modos de los planetas exigió ante todo la conquista del sentido común. La ciencia no avanzaría dando cuenta de la experiencia cotidiana, sino aferrándose a la paradoja, aventurándose en lo desconocido. Instrumentos nuevos como los telescopios ofrecían perspectivas nuevas muy perturbadoras en las comunidades del conocimiento.

El gran mensaje del telescopio era que existían infinidad de objetos que no podían ser examinados en persona o ser vistos por el ojo humano desnudo y desprovisto de aquella ayuda nueva que suplía las carencias mismas de la vista para poder “ver” lo que había en esas grandes distancias del cielo.

Todo aquello preocupó mucho a la gente mucho antes de que se convencieran al fin, plenamente, de que sólo se trataba de un invento artificial que el hombre había ideado para conseguir ver lo que de otra manera le sería imposible.

En 1.611, John Donne (1572?-1631), poeta inglés, observó que las ideas copernicanas, que “puede que sean ciertas”, se estaban “introduciendo furtivamente en la mente de los hombres”, y expresó así la moderna desazón:

Y la nueva filosofía lo pone todo en duda,
El elemento del fuego se ha apagado;
El sol se ha perdido, y la tierra, y el juicio de los hombres
Ya no puede guiarlos en su búsqueda.
Y confiesan libremente que el mundo ya no es lo que era,
Cuando en los planetas, y en el firmamento
Ellos buscan tanta novedad, y luego ven que esto
Se desmenuza otra vez en sus átomos.
Todo está en pedazos, toda coherencia ha desaparecido;
Todo es simple suministro, y es todo relación…
Y en estas constelaciones se alzan entonces
Nuevas estrellas, y las antiguas desaparecen ante nuestros ojos.

 

                           Linz la ciudad austríaca de Kepler a orillas del Danubio

En 1.919, durante el viaje que Donne hizo por el continente europeo, se tomó la molestia de ir a ver a Kepler a la remota población austriaca de Linz. También John Milton (1608-1674) se sentía desconcertado ante la nueva cosmología y no veía con claridad lo que aquello podía implicar. Cuando acababa de cumplir los treinta años fue a ver a Galileo, que había perdido la vista, a Arcetri, cerca de Florencia donde el astrónomo estaba confinado por orden papal.

En Areopagitica (1644), publicada dos años después de la muerte de Galileo, Milton lo describe como una victima heroica. “Esto fue lo que apagó la gloria de los genios italianos…durante muchos años no se había escrito allí más que lisonjas y culteranismo y allí encontré y visité al famoso Galileo, envejecido, prisionero de la Inquisición por pensar sobre Astronomía de modo distinto al de los franciscanos y dominicos.” No obstante, dos años después cuando Milton publicó El paraíso perdido, para “justificar la manera de actuar de Dios con los hombres, él mismo siguió de cerca la cosmología ptolemaica-cristiana tradicional. ¡La cobardía de algunos hombres!

Galileo Galilei (1564-1642) y el telescopio coincidieron por una serie de casualidades, que no tenía nada que ver con el deseo de nadie de revisar el Cosmos ptolemaico de fomentar el progreso de la Astronomía, ni de estudiar la forma del Universo. Los motivos inmediatos residían en las ambiciones militares de la República de Venecia y en el espíritu experimental inspirado por sus empresas comerciales.

Hans Lippershey tiene una lente delante de otra para magnificar un objeto distante. Al montar dos lentes en un tubo de madera, Lippershey creó el primer telescopio, influído por el juego de unos niños que descubrieron por casualidad lo que unos cristales colocados adecuadamente podía hacer.

Un mes después de que Lippershey presentara su solicitud al príncipe Mauricio, las noticias referentes al telescopio ya habían llegado a Venecia. El primero en enterarse del descubrimiento fue Paolo Sarpi (1552-1623), polifacético fraile que sentía una gran pasión por la ciencia. Como teólogo gubernamental del Senado veneciano y principal consejero en la disputa que mantenía con el papado, se esperaba que estuviera informado sobre los acontecimientos que tenían lugar en el extranjero.

Era amigo del ingenioso fabricante de instrumentos Galileo, cuya creación de un nuevo aparato de calcular acababa de defender contra las reclamaciones de un malicioso plagiario milanés. En esa época, Galileo había ocupado ya durante quince años el puesto de profesor de matemáticas en la universidad de la cercana Papua, puesto que le había sido concedido por el Senado veneciano. Galileo había realizado frecuentes viajes a los talleres del arsenal veneciano y él mismo dirigía un pequeño taller en Papua, donde fabricaba instrumentos de agrimensura, brújulas y otros aparatos matemáticos como él los llamaba. Así, con los ingresos que obtenía en el taller, complementaba sus escasos honorarios como profesor, y podía contribuir a engrosar la dote de su hermana y a mantener a sus hermanos y a su anciana madre. En ésta época Galileo tenía ya fama de buen fabricante de instrumentos.

Cuando llegó a Venecia un extranjero que pretendía vender un telescopio al Senado, el asunto le fue transferido a Sarpi, el amigo de Galileo que, si bien estaba convencido de que el telescopio le sería útil a una potencia marítima en alza, en aquel momento sólo pensó en su amigo Galileo y en que podría fabricar uno de aquellos artilugios, incluso de mejorarlos. Así que, muy ladinamente, aconsejó al Senado que no comprara el aparato ofrecido por aquel extranjero.

Pronto quedaría justificada la confianza de Sarpi en Galileo. En julio de 1.609, el propio Galileo, que casualmente se encontraba en Venecia, había oído rumores de la existencia de tal instrumento, el telescopio, y al mismo tiempo había oído que un extranjero había llegado a Papua con uno de ellos. Inmediatamente salió para Papua con la intención de satisfacer su curiosidad, pero cuando llegó allí, el misterioso viajante se había marchado a Venecia.

Hombre de gran ingenio, se enteró de cómo se había hecho aquel aparato y de inmediato, se puso a fabricar uno. Antes de que finalizara el mes de agosto, Galileo regresó a Venecia, donde sorprendió al Senado y complació a Sarpi con un telescopio de nueve aumentos, tres veces más potente que el que ofrecía el extranjero. Galileo continuó mejorando el instrumento; a fines de 1609 había fabricado un telescopio de treinta aumentos. Éste era el límite del diseño utilizado entonces -un objetivo plano-convexo y un ocular plano-cóncavo- y pasó a ser conocido como el telescopio de Galileo.

En un grandioso gesto, y en lugar de tratar de vender el aparato, Galileo se lo regaló al Senado veneciano en una ceremonia celebrada el 25 de agosto de 1609. A cambio, el Senado le ofreció a Galileo un contrato vitalicio de su cargo de profesor, que expiraba al año siguiente, y un aumento de su salario anual de 520 a 1.000 florines. Este trato de favor y privilegio despertó el resentimiento y la envidia de sus colegas, que se dedicarían a importunarlo durante el resto de su vida. Objetaban que habían sido otros los inventores del telescopio, Galileo lo máximo que merecía era un buen precio por el aparato por él construido.

Galileo no se detuvo allí y, a principios de enero de 1610 hizo lo que ahora nos parece lo más lógico, apuntó el telescopio hacia el cielo. En ese momento, comenzó, sin él mismo saberlo, una de las aventuras más grandes que la Humanidad pudiera emprender, y, la verdad es que, en la primera década del siglo XXI, aquella aventura aún continúa.

He querido contar aquí los detalles menos conocidos del telescopio de Galileo del que todo el mundo habla en este Año Internacional de la Astronomía pero, del que en realidad, todos saben muy poco.

La historia completa sería muy larga de contar y, además, los detalles de sus descubrimientos son muy conocidos y se han relatado en muchas ocasiones así que, os he contado la parte de la historia que, siendo menos llamativa es, por ello, también menos conocida.

Lo que Galileo vio por primera vez cuando apuntó con su telescopio al cielo, le sorprendió tanto que, de inmediato, publicó una descripción de su visión. En marzo de 1610, Sidereus Nuncios (El mensajero de las estrellas”). Un folleto de veinticuatro páginas que asombró al mundo.

Claro que, en aquella época, estaba presente la Iglesia y, hablarle de otros mundos y de que la Tierra se movía alrededor del Sol, era muy arriesgado (Giardano Bruno murió en la Hoguera por expresar sus pensamientos) y, Galileo, se vio sometido a un juicio del que salió ileso por chiripa y fue condenado a vivir recluido el resto de sus días

                 Galileo ante el Santo Oficio, por Joseph-Nicolas Robert-Fleury

Galileo en el Juicio al que fue sometido por la Iglesia, lo pasó muy mal, y, sólo el hecho de que no discutiera y de manera humillante se plegara, le salvó la vida y le llevó al confinamiento domiciliario hasta el resto de sus días.

Gran parte de esta Historia está recopilada de la Colección “Los Descubridores”

Publica: emilio silvera

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https://www.youtube.com/watch?v=MKhVgZLuEnA

Una historia que nos lleva a poder contemplar los confines del Universo y sus más asombrosos objetos.

Al menos de momento, es la única manera que tenemos de saber lo que hay ahí fuera.

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A grandes rasgos, lo que la teoría Endosimbiótica de Margulis proponía era que las células eucariotas, es decir las células con núcleo, evolucionaron a partir de la simbiosis entre bacterias que habían existido hasta el momento de manera independiente.

Ella, Lynn Margulis, antes de dejarnos, nos habló de la fuerza evolutiva de la adopción de endosimbiontes, uno de los mecanismos de los que se valió la vida para avanzar en nuestro mundo.

 Mitocondrias, simbiosis y envejecimiento celular

Hay un orgánulo interesantísimo en nuestras células: la mitocondria. Y es muy interesante porque no es nuestro, realmente. ¡Es un orgánulo conquistado!

Se ha podido comprobar, según las diversas investigaciones, que no se conoce ninguna célula eucariótica que no posea en su linaje células que contengan mitocondrias. Este hecho sugiere claramente que las mitocondrias ofrecían a sus poseedores una enorme ventaja selectiva, ventaja que quizá fuera incluso vitalmente importante, de modo que todos los eucariotas primitivos que no adquirieron estos orgánulos fueron eliminados por la selección natural. Durante mucho tiempo se ha conjeturado que la protección contra la toxicidad del oxígeno constituía dicha ventaja. Esta explicación, que ya era la que defendía Margulis en su primera proposición de la teoría de la endosimbiosis, es coherente con la hipótesis, mencionada anteriormente, de que el envenenamiento por oxígeno eliminó a todos los eucariotas primitivos excepto a los que habían adquirido endosimbiontes.

              Imágenes de mitocondrias

Sin embargo, aplicada a las mitocondrias esta explicación no se sostiene. Las mitocondrias, junto con la α- proteobacterias con las que comparten el antepasado común más cercano, contienen los sistemas más refinados de utilización del oxígeno que se pueden encontrar en la naturaleza. Verdaderas maravillas de la organización molecular, con un rendimiento de ATP cerca del máximo autorizado por las leyes de la termodinámica, estos sistemas no pueden ser más que el producto de una evolución muy prolongada. Esto hace muy improbable que las mitocondrias pudieran haber salvado a los eucariotas anaerobios primitivos del mortífero ataque del oxígeno. Por la época en que los antepasados bacterianos de estos orgánulos habían desarrollado sus refinados sistemas, las células que se supone que salvaron haría ya mucho tiempo que habrían sucumbido al holocausto del oxígeno.

Esto no invalida necesariamente la hipótesis del atolladero del oxígeno. Pero hemos de buscar rescatadores más primitivos. Los peroxisomas  aparecen como candidatos excelentes para esta función. De hecho, sus propiedades son claramente lo que cabría esperar de un sistema primitivo de protección contra el gas tóxico. Sus enzimas no hacen otra cosa que convertir el oxígeno y sus productos en inofensivas moléculas de agua, haciéndolo por medio de reacciones sencillas que, a diferencia de las que tienen lugar en las mitocondrias, no están acopladas con el ensamblaje de ATP. Los peroxisomas o sus parientes próximos se hallan, como las mitocondrias, presentes en la inmensa mayoría de células eucarióticas. Así, es perfectamente posible que fueran adquiridos antes que el posible origen endosimbiótico de los peroxisomas es en la actualidad una cuestión sujeta a debate. Pero esto no cambia de forma sustancial la hipótesis propuesta. Incluso si los peroxisomas se adquirieron de una forma distinta, aún así podían haber protegido a sus poseedores contra la toxicidad del oxígeno.

Si se admite esta posibilidad, queda todavía el hecho de que las mitocondrias tuvieron que haber proporcionado una ventaja suficientemente poderosa a las células que las adquirieron para que la selección natural eliminara a todos los tipos celulares que no gozaban de dicho beneficio, como parece ser el caso. Hemos visto que, según los últimos indicios, no se conoce ninguna célula eucariótica que no posea en su linaje células que contengan mitocondrias. Este hecho sugiere claramente que las mitocondrias ofrecían a sus poseedores una enorme ventaja selectiva, ventaja que quizá fuera incluso vitalmente importante, de modo que todos los eucariotas primitivos que no adquirieron estos orgánulos fueron eliminados por la selección natural. Durante mucho tiempo se ha conjeturado que la protección contra la toxicidad del oxígeno constituía dicha ventaja. Esta explicación, que ya era la que defendía Margulis en su primera proposición de la teoría de la endosimbiosis, es coherente con la hipótesis, mencionada anteriormente, de que el envenenamiento por oxígeno eliminó a todos los eucariotas primitivos excepto a los que habían adquirido endosimbiontes.

                           

                        La historia de la vida en la Tierra… sigue siendo misteriosa

Sin embargo, aplicada a las mitocondrias esta explicación no se sostiene. Las mitocondrias, junto con la α- proteobacterias con las que comparten el antepasado común más cercano, contienen los sistemas más refinados de utilización del oxígeno que se pueden encontrar en la naturaleza. Verdaderas maravillas de la organización molecular, con un rendimiento de ATP cerca del máximo autorizado por las leyes de la termodinámica, estos sistemas no pueden ser más que el producto de una evolución muy prolongada. Esto hace muy improbable que las mitocondrias pudieran haber salvado a los eucariotas anaerobios primitivos del mortífero ataque del oxígeno. Por la época en que los antepasados bacterianos de estos orgánulos habían desarrollado sus refinados sistemas, las células que se supone que salvaron haría ya mucho tiempo que habrían sucumbido al holocausto del oxígeno. Es lo que se conoce como el entorno ambiental cambiante donde sólo la adaptación a las nuevas condiciones permite sobrevivir.

                           Las bacterias anaeróbicas eran abundantes en el pasado.

Esto no invalida necesariamente la hipótesis del atolladero del oxígeno. Pero hemos de buscar rescatadores más primitivos. Los peroxisomas  aparecen como candidatos excelentes para esta función. De hecho, sus propiedades son claramente lo que cabría esperar de un sistema primitivo de protección contra el gas tóxico. Sus enzimas no hacen otra cosa que convertir el oxígeno y sus productos en inofensivas moléculas de agua, haciéndolo por medio de reacciones sencillas que, a diferencia de las que tienen lugar en las mitocondrias, no están acopladas con el ensamblaje de ATP. Los peroxisomas o sus parientes próximos se hallan, como las mitocondrias, presentes en la inmensa mayoría de células eucarióticas. Así, es perfectamente posible que fueran adquiridos antes que el posible origen endosimbiótico de los peroxisomas es en la actualidad una cuestión sujeta a debate. Pero esto no cambia de forma sustancial la hipótesis propuesta. Incluso si los peroxisomas se adquirieron de una forma distinta, aún así podían haber protegido a sus poseedores contra la toxicidad del oxígeno.

Si se admite esta posibilidad, queda todavía el hecho de que las mitocondrias tuvieron que haber proporcionado una ventaja suficientemente poderosa a las células que las adquirieron para que la selección natural eliminara a todos los tipos celulares que no gozaban de dicho beneficio, como parece ser el caso. Es tentador suponer que las mitocondrias debieron su valor selectivo a su notable eficiencia energética. Los peroxisomas, recuérdese, no contienen ningún sistema de recuperación de ATP. Su única ventaja, en términos de energía, habría sido la de proporcionar al citoplasma de sus células patrón combustible adicional surgido de los ácidos grasos y de otros materiales que sólo ellos son capaces de metabolizar. Para la generación real de ATP, las células dotadas de peroxisomas siguieron siendo completamente dependientes de los sistemas acoplados de generación de ATP que soportan el metabolismo anaerobio. En dicho contexto, el tipo de maquinarias oxidativas que proporcionan las mitocondrias representaba un activo tremendo, posiblemente suficiente para explicar por qué fueron conservadas por la selección natural.

                            Peroxisomas, más primitivos

Si esta teoría es correcta, podemos preguntarnos por qué la adquisición de mitocondrias no eliminó a los peroxisomas, más primitivos. Y, en especial, ¿por qué no sobrevivió ninguna célula dotada únicamente de peroxisomas? La respuesta a la primera pregunta es sencilla. Por la época en la que se adoptaron las mitocondrias, los peroxisomas pudieron haberse hecho indispensables porque llevaban a cabo reacciones que los recién llegados no podían realizar, en particular en el metabolismo de los lípidos, donde se sabe, a partir de la patología humana, que los peroxisomas realizan funciones de importancia vital. El hecho de que los peroxisomas no desaparecieran después de la adopción de las mitocondrias podría explicarse de esta manera.

En cuanto a la segunda pregunta, la intensidad de la presión selectiva puede proporcionar la respuesta. Si la competencia por los recursos disponibles era lo bastante fuerte, sólo cabía esperar que sobrevivieran las células mejor equipadas. Adviértase, sin embargo, que nuestro conocimiento de los eucariotas unicelulares está todavía lejos de ser exhaustivo. Quizá existan representantes de los intermediarios ausente, todavía están a la espera de ser encontrados. Un descubrimiento así sería muy revelador.

Cómo se mencionará más adelante, para explicar al adopción de dichos orgánulos se ha propuesto una nueva y sorprendente teoría, basada en la producción de hidrógeno molecular por los antepasados de las mitocondrias. Antes de considerar esta nueva teoría conviene echar una breve ojeada a los cloroplastos.

Hemos visto que los cloroplastos proceden de cianobacterias, los organismos fotosintéticos generadores de oxígeno que se cree que fueron responsables del holocausto del oxígeno. Según todos los indicios disponibles, los mecanismos implicados en la absorción de estos organismos y de su integración, incluida la masiva transferencia de genes al núcleo y el desarrollo de mecanismos específicos de direccionamiento de proteínas, tuvieron que haber sido muy similares a los implicados en la adopción de las mitocondrias. Hay buenas razones para creer que las células que efectuaron la adquisición ya poseían peroxisomas y mitocondrias. Para empezar, todos los tipos celulares que poseen cloroplastos contienen asimismo los otros dos tipos de orgánulos. Además, es difícil imaginar de qué manera células no adecuadamente protegidas contra la toxicidad del oxígeno podrían haber llegado a albergar huéspedes que producen realmente este gas tóxico.

Las células que adoptaron cloroplastos se convirtieron en las primeras algas unicelulares, que a su vez son antepasados de las plantas pluricelulares. Considerada desde un punto de vista evolutivo, la adopción de cloroplastos no plantea ningún problema especial. Las ventajas que las células obtuvieron de su nueva adquisición son evidentes. Liberadas de allí en delante de la obligación de encontrar alimento, alojaban fábricas fotoquímicas que, en presencia de luz, les permitían vivir a base de agua, dióxido de carbono y unas cuantas sales minerales. Los beneficios fueron inmensos, pero no hasta el extremo de crear una necesidad. Las células desprovistas de cloroplastos continuaban medrando, sostenidas por sus parientes fotosintéticos, que se convirtieron en sus recursos alimentarios. Así nacieron los principales grupos de eucariotas unicelulares, de los que iba a surgir toda la parte visible del mundo vivo.

¿Producían hidrógeno las primeras mitocondrias?

Esta pregunta se ha planteado en los últimos años como resultado de descubrimientos asombrosos que indican que los hidrogenosomas, aquellos orgánulos generadores de hidrógeno, pueden hallarse genéticamente emparentados con las mitocondrias. Las propiedades metabólicas de estos orgánulos difícilmente hubieran sugerido esta posibilidad. Presentes en un pequeño número de protistas y hongos desprovistos de mitocondrias los hidrogenosomas carecen de todas las maquinarias oxidativas características de las mitocondrias. Su propiedad más típica, ausente en estos últimos orgánulos, es la capacidad de generar anaeróbicamente hidrógeno molecular mediante una reacción ligada al ensamblaje de ATP. En presencia de oxígeno, este hidrógeno se desvía hacia la formación de agua por parte de un sistema oxidante de carácter primitivo. Así, los organismos dotados de hidrogenosomas pueden desarrollarse bajo condiciones anaerobias, su hábitat usual, pero también son capaces de tolerar oxígeno, si es necesario, e, incluso, de sacar provecho a ello. Son anaerobios facultativos.

Los hidrogenosomas sí que tienen algunas propiedades en común con las mitocondrias: están rodeados por dos membranas y, en un caso, se ha visto que contienen una maquinaria genética vestigial; en especial, comparten algunos genes con las mitocondrias. Éste es el descubrimiento que ha llevado a la conclusión de que ambos orgánulos poseen un linaje común.

Si éste es el caso, se plantea la cuestión de qué propiedades metabólicas caracterizaban a su antepasado común. A la vista del parentesco de las mitocondrias con las α-proteobacterias, revelado mediante datos de secuenciación molecular, caben pocas dudas de que su antepasado poseía ya los refinados sistemas oxidantes generadores de ATP que comparten con estos organismos. En cualquier caso, es poco concebible que las mitocondrias pudieran haber desarrollado sistemas tan elaborados de manera independiente, después de su adopción como endosimbiontes. Por otro lado, el hecho de que se hayan encontrado hidrogenosomas en varios protistas lejanamente emparentados e, incluso, en algunos hongos, indica que la capacidad de producir hidrógeno molecular ha de ser igualmente de origen antiguo y pudo asimismo haber pertenecido al supuesto antepasado bacteriano que los hidrogenosomas tienen en común con las mitocondrias. Así, el antepasado parece haber combinado las principales propiedades de ambos tipos de orgánulos.

Nos encontramos aquí, pues, con un extraño caso de divergencia evolutiva. A partir de un antepasado dotado simultáneamente de sistemas de oxidación muy eficientes y de un mecanismo anaerobio de generación de hidrógeno, la inmensa mayoría de orgánulos habrían conservado sólo los primeros y habrían perdido el segundo, convirtiéndose en mitocondrias.  Una pequeña minoría habría hecho lo contrario, dando origen a los hidrogenosomas. Pero ninguno habría conservado ambos mecanismos. Una adaptación divergente a medios aeróbicos y anaeróbicos podría explicar de forma concebible esta situación que, sin embargo, sigue siendo enigmática.

Los nuevos descubrimientos plantean asimismo otra intrigante cuestión: ¿Cuál de las dos propiedades ofreció la ventaja selectiva que las células patrón obtuvieron al adoptar a los antepasados de los orgánulos? Todas las teorías anteriores han invocado la posesión de sistemas oxidantes con una gran producción de ATP como principal beneficio. Esto es lo primero que se sugirió. Pero ahora existe la posibilidad alternativa de que fuera la capacidad de producir hidrógeno lo que hizo a los endosimbiontes útiles a sus células patrón.

                                                             Universidad Rockefeller de Nueva York

Una teoría basada en esta segunda eventualidad es lo que ha propuesto el descubridor de los hidrogenosomas, mi antiguo colaborador y actual colega en la Universidad Rockefeller de Nueva York. Miklos Müller, junto con un investigador americano radicado en Alemania, William Martin. Tal como sugieren estos investigadores, el patrón habría sido un organismo relacionado con los metanógenos actuales. Estos microbios son arqueo-bacterias autótrofas estrictamente anaerobias que utilizan el hidrógeno molecular para convertir dióxido de carbono en metano mediante una reacción acoplada al ensamblaje del ATP que necesitan para satisfacer sus requerimientos energéticos. Según la teoría propuesta, el beneficio que las células patrón obtuvieron de los endosimbiontes fue el hidrógeno que necesitaban como combustible para producir ATP, no el propio ATP.

                                                    Las semillas eran cápsulas del tiempo

Digamos simplemente que el modelo basado en el hidrógeno supone el encuentro entre dos bacterias típicas. Como otros modelos de encuentros afortunados, no incluye la participación de una célula patrón primitiva y fagocítica ni dice nada acerca de la manera en que pudieron haber surgido las principales propiedades de las células eucarióticas. Por ello, el modelo necesita al menos ser completado. Las dos teorías podrían reconciliarse si el eucariota primitivo hubiera obtenido alguna ventaja de un socio endosimbiótico productor de hidrógeno, tal como supone el nuevo modelo. Lamentablemente, no se conoce ningún organismo eucariótico que responda a esta descripción. Aunque ello no significa que nunca hubiera existido uno.

Alguna vez olvidamos nuestros orígenes y nos creemos tener en mundo en nuestras manos cuando, en realidad, es el Mundo el que dispone de nuestras vidas con su deambular cambiante a lo largo del tiempo y del espacio. Ante el conocimiento de la verdad, sólo podemos optar por una postura: la humildad.

Otra posibilidad que merece considerarse es que la asociación simbiótica postulada ocurriera realmente entre dos tipos de bacterias, como se supone, pero que tuviera lugar dentro de un eucariota primitivo, que de alguna manera se benefició de albergar a los dos socios. Hay que advertir que asociaciones como ésa existen en la realidad. Algunas cucarachas alojan en su intestino un protista parásito que contiene hidrogenosomas y, en íntimo contacto con ellos, bacterias endosimbióticas productoras de metano que obviamente sacan partido del hidrógeno producido por los orgánulos inmediatos. Los hidrogenosomas implicados en este sugerente trío tienen la característica adicional de poseer un genoma vestigial.

El “milagro“ eucariótico

El nacimiento de las células eucarióticas, con todos sus atributos extraordinarios y finamente ajustados, tan diferente de sus parientes pro-carióticos “sencillos” (tout est relatif), suele ser presentado como resultado de acontecimientos muy improbables, uno de los principales obstáculos a superar en el camino hacia la humanidad, un obstáculo que quizá, si hay que creer a los defensores del diseño inteligente, no podía haberse superado sin la ayuda de “algo más”.

Este punto de vista es comprensible, pero carece de fundamento. Sea cual sea el valor que se atribuya a los modelos evolutivos que se han presentado en este trabajo, estos tienen al menos  el mérito de demostrar que las formas de vida que podemos encontrar y su insuperable fuerza para superar inconvenientes y evolucionar en ambientes inusitados, así como adaptarse al medio por muy extremo que este pueda ser, está demostrado por el reciente hallazgo de la NASA de bacterias que viven a base de arsénico, con lo cual, el abanico de encontrar vida en otros planetas se abre hasta escalas impensables.

¿Qué podremos encontrar en Titán? y ¿En Europa? y ¿En Encelado? y ¿Más allá del Sistema Solar? y ¿En toda la Galaxia? y ¿En el resto del Universo?

¡Quien pudiera contestar a eso!

emilio silvera

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