Alguna vez se me ocurrió pensar que la Vida, era el estado más elevado de la Materia evolucionada. El estado en el que se alcanza la consciencia y, de alguna manera, trasciende lo puramente material para crear ese “algo” indefinido, complejo e inconcreto que llamamos Mente, que sabemos utilizar y nos sirve de herramienta para ir comprendiendo el mundo que nos rodea y la Naturaleza pero, sin embargo, no podemos decir lo que es con una cierta propiedad de certeza y con respecto a ella, nos movemos en las brumosas aguas de la incomprensión.

Cuando hablamos de evolución es difícil dejar a un lado a Charles Lyell y a Darwin. No debemos olvidar que el libro de Lyell convirtió el viaje de Darwin en un viaje a través del tiempo. Darwin empezó a leerlo casi inmediatamente, en su litera, mientras sufría el primero de los muchos mareos que le atormentarían durante los cinco años siguientes. El Beagle, un bergantín sólido y macizo, de 28 metros de largo por 7,5 de ancho, era en general confortable, pero su casco era redondeado y se balanceaba mucho. Darwin empezó a aplicar lo que él llamaba “la maravillosa superioridad de la manera de Lyell de abordar la geología” tan pronto como la expedición tocó tierra en las islas de Cabo Verde.

El H.M.S. Beagle. El HMS Beagle se hizo a la mar en 1832 con el fin de cartografiar con mayor detalle las costas sudamericanas. Estaba al mando el capitán Robert Fitzroy y entre sus tripulantes figuraba el joven naturalista Charles Darwin. Durante el viaje del Beagle, que duró cinco años, Darwin sufrió mucho de mareo. Aunque disfrutó de dos largos periodos en tierra, pasó muchos días enfermo, tendido en su litera y alimentándose sólo de uvas.

Construir una teoría de base empírica como explicación de Darwin de la evolución requiere, no sólo datos de observación, sino también una hipótesis organizadora. Darwin tomó su hipótesis, que el mundo es viejo y sigue cambiando hoy tanto como en el pasado, principalmente de Lyell. “El gran momento de los Principles -escribió- era que le cambiaba a uno todo el carácter de la propia mente, y cuando veía algo nunca visto por Lyell, uno seguía viendo en parte con sus ojos .” Más tarde Darwin admitió que “me siento como si mis libros proviniesen a medias del cerebro de sir Charles Lyell.”

La teoría de Darwin mantiene que los efectos ambientales conducen al éxito reproductivo diferencial en individuos y grupos de organismos. La selección natural tiende a promover la supervivencia de los más aptos. Esta teoría revolucionaria se publicó en 1859 en el famoso tratado El origen de las especies por medio de la selección natural. La contribución de Darwin no fue argüir simplemente que la vida había evolucionado – ni siquiera le gustaba usar la palabra “evolución”-, sino también identificar el mecanismo evolutivo por el cual surgen nuevas especies. Por eso tituló su libro El origen de las especies.”

Claro que hablar de la Mente está mucho más lejos de lo que nosotros podemos viajar. Un lugar remoto de maravillosos suscesos de incompresible formación y de cuyo origen, en realidad, nada sabemos a ciencia cierta.  Hemos logrado saber muchas cosas como, por ejemplo, la Edad de la Tierra, un lugar en el que se posibilitó el surgir de la vida y de los pensamientos. Francis Bacon decía:

“La antigüedad del Tiempo es la juventud del Mundo”

Por su parte, Denis Diderot elucubraba que:

“Lo que tomamos por historia de la Naturaleza sólo es la muy incompleta historia de un instante.”

De alguna manera, los dos llevaban razón, pues para nosotros los seres conscientes, de alguna manera,  el Tiempo comenzó con el mundo que nos vio nacer y, lo que para nosotros era toda la Historia, en realidad era sólo nuestra historia que, en el contexto del Universo resultaba ser menos de una fracción de segundo.

Una Tierra ignea en la que tuvieron que pasar 500 millones de años para que se pudiera enfriar y para que surgiera la posibilidad de aquellas primeras formas de vida que, necesitó de mucho, mucho, muchísimo tiempo para que pudiera alcanzar la consciencia de Ser. Muchas formas de vida y especies que se fueron extinguiendo, otras nuevas pudieron emerger y unas se adaptaron mejor que otras al medio ambiente que, al final del camino evolutivo del planeta y de los seres que lo habitaban, llegó al nivel actual en el que, nuestra especie prevalece sobre todas las demás (conocidas) en un reducido terrón rocoso inmerso en una inmensidad.

Por otro lado, como el Universo es muy grande, las densidades medias son muy bajas y la materia se encuentra normalmente en estructuras muy simples, en forma de átomos y partículas individuales. La composición química del Universo y sus procesos son por ello también importantes para comprender su evolución, dando pie al uso más o menos extendido de astroquímica. Sin embargo, las moléculas complejas son relativamente raras y los organismos vivos muchísimo más. La parte Biológica del Universo que conocemos se reduce a nuestro propio planeta por lo que parece excesivo poder hablar de Astrobiología. ¿Por qué tenemos que preocuparnos por una parte tan ínfima del Universo? Ciertamente porque los seres humanos pertenecemos a esta extraña componente y, ya que no podemos reproducir en el laboratorio el paso de la química a la biología, es en el contexto del Universo -el gran Laboratorio- y su evolución en el que podemos analizar los límites y las condiciones necesarias para que emerja la vida en cualquier sitio, dando pleno sentido al uso del término como veremos a continuación.

La Astrobiología es una ciencia que ha surgido en la frontera entre varias disciplinas clásicas: la Astronomía, la Biología, la Física, la Química o la Geología. Su objetivo final es comprender cómo surgió la vida en nuestro Universo, cómo se distribuye y cuál es su evolución primitiva, es decir, cómo pudo establecerse en su entorno.

En otras palabras, trata de comprender el papel de la componente biológica del Universo, conectando la astrofísica y la astroquímica con la biología. Intenta para ello comprende el origen de la vida. : El paso de los procesos químicos prebióticos a los mecanismos bioquímicos y a la biología propiamente dicha.

Naturalmente, en Astrobiología nos planteamos preguntas fundamentales, como la propia definición de lo que entendemos como Vida, cómo y cuándo pudo surgir en la Tierra, su existencia actual o en el pasado en otros lugares o si es un hecho fortuito o una consecuencia de las leyes de la Física. Algunas de estas cuestiones se las viene formulando la humanidad desde el principio de los tiempos, pero ahora por primera vez en la historia, los avances de las ciencias biológicas y de la exploración mediante tecnología espacial, es posible atacarlas desde un punto de vista puramente científico. Para ello, la Astrobiología centra su atención en estudiar cuáles son los procesos físicos, químicos y biológicos involucrados en la aparición de la vida y su adaptabilidad, todo ello en el contexto de la evolución y estructuración y auto-organización, del Universo.

Como cualquier otra ciencia, la Astrobiología está sujeta a la utilización del método científico y por tanto a la observación y experimentación junto con la discusión y confrontación abierta de las ideas, el intercambio de datos y el sometimiento de los resultados al arbitraje científico. La clave de la metodología de esta nueva ciencia está en la explotación de las sinergias que se encuentran en las fronteras entre las disciplinas básicas mencionadas anteriormente, una región poco definida, cuyos límites se fijan más por la terminología que por criterios epistemológicos. Un aspecto importante de la investigación en el campo de la Astrobiología es la herramienta fundamental que representa el concepto de complejidad. La vida es un proceso de emergencia del orden a partir del caos que puede entenderse en medios no aislados y, por tanto libres de la restricción de la segunda ley de la termodinámica, como un proceso complejo. En este sentido, la emergencia de patrones y regularidades en el Universo, ligados a procesos no lineales, y el papel de la auto-organización representan aspectos esenciales para comprender el fenómeno de la vida. Transiciones de estado, intercambios de información, comportamientos fuera de equilibrio, cambios de fase, eventos puntuales, estructuras auto-replicantes, o el propio crecimiento de la complejidad, cobran así pleno sentido en Astrobiología.

En los lugares más insospechados hemos encontrado formas de vida de incomprensible existencia

No conocemos más vida que la existente en la Tierra y ésta nos sirve de referencia para cualquier paso en la búsqueda de otras posibilidades. La astrobiología trata por ello de analizar la vida más primitiva que conocemos en nuestro planeta así como su comportamiento en los ambientes más extremos que encontremos para estudiar los límites de su supervivencia y adaptabilidad. Por otro lado, busca y analiza las condiciones necesarias para la aparición de entornos favorables a la vida, o habitables, en el Universo  mediante la aplicación de métodos astrofísicos y de astronomía planetaria. Naturalmente, si identificáramos sitios en nuestro sistema solar con condiciones de habitabilidad sería crucial la búsqueda de marcadores biológicos que nos indiquen la posible existencia de vida presente o pasada más allá de la distribución de la vida en el Universo o, en caso negativo, acotaríamos aún más los límites de la vida en él.

Encontrar un “punto azul pálido” o “segunda Tierra” dentro de una zona habitable que contenga agua y condiciones ambientales que puedan sustentar vida, constituye el Santo Grial de la ciencia. Cuántas veces nos habremos preguntado:  ¿Estamos solos? Sin embargo, hace unos días, salió la noticia de que se ha encontrado una estrella orbitada por seis planetas de los que tres de ellos, podrían estar habitados según las condiciones en ellos observadas de distancia a la estrella, atmósfera, y otras.

Diferentes condiciones ambientales pueden haber dado lugar a la vida e incluso permitido la supervivencia de algunos organismos vivos generados de forma casual, como experimento de la naturaleza. La Astrobiología trata de elucidar el papel de la evolución del Universo, y especialmente de cuerpos planetarios, en la aparición de la vida. En esta búsqueda de ambientes favorables para la vida, y su caracterización, en el Sistema solar,  la exploración espacial se muestra como una componente esencial de la Astrobiología. La experimentación en el laboratorio y la simulación mediante ordenadores o en cámaras para reproducir ambientes distintos son una herramienta que ha de ser complementada por la exploración directa a través de la observación astronómica, ligada al estudio de planetas extrasolares, o mediante la investigación in situ de mundos similares en cierta forma al nuestro, como el planeta Marte o algunos satélites de los planetas gigantes Júpiter y Saturno.

Viendo al planeta Saturno desde los mares de metano de Titán, nos tenemos que preguntar si por ahí cerca se estarán preparando las condiciones para una vida extrasolar futura, o, si acaso, está ya ahí presente. El pequeño mundo Titán reúne todas y cada una de las condiciones de aquella vieja Tierra que existía en épocas pasadas en las que, nosotros, no habíamos hecho aún acto de presencia en el planeta.

La componente instrumental y espacial convierte a la Astrobiología en un ejemplo excelente de la conexión entre ciencia y tecnología. Los objetivos científicos de la Astrobiología, hemos visto, que requieren un tratamiento trans-disciplinar, conectando áreas como la física y la astronomía con la química y la biología. Esta metodología permite explotar sinergias y transferir conocimiento de unos campos a otros para beneficio del avance científico. Pero además, la Astrobiología está íntimamente ligada a la exploración espacial que requiere el desarrollo de instrumentación avanzada. Se necesitan tecnologías específicas como la robótica o los biosensores habilitadas para su empleo en condiciones espaciales y entornos hostiles muy diferentes al del laboratorio. Naturalmente la Astrobiología emplea estos desarrollos también para transferir conocimiento y tecnologías a otros campos de investigación científica y en particular, cuando es posible, incluso al sector productivo.

Centrándonos en el ser humano, los restos fósiles más antiguos confirman que durante la Era Cuaternaria, la Humanidad poseía fuertes restos morfológicos de las especies animales de las que pudo derivar. También se han encontrado fósiles de simios que situados hacia atrás en el tiempo, se acercaban, cada vez más, en su morfología, a las formas humanas.

Sin embargo, aún el más antiguo de los hombres fósiles, hubo de poseer una capacidad  cerebral mucho mayor que la de los simios actuales. Por tal motivo incluso los más acérrimos partidarios de la evolución rechazaron pronto que el hombre descendiera del directamente del mono: La conclusión científica común hoy día es que ambos, hombre y chimpancé, tuvieron un ancestro común que no era ni Homo ni Pan y que se perdió por completo no habiendo podido hallar su rastro. El eslabón perdido lo llaman.

Otra cuestión que también ha sido muy debatida es aquella que nos hablaba de que la Humanidad descendía de una sola pareja, lo que nos llevaría al hecho de que la Humanidad surgió de una sola vez, derivando de aquella primitiva pareja por multiplicación como nos cuenta el Génesis. Sin embargo, la Ciencia adopta la postura de que fueron muchas parejas repartidas por todo el mundo, las que dieron lugar a la Humanidad que surgió en diversos lugares.

Si el lugar o lugares, época y forma del nacimiento de la primera raza, o razas, humanas continúa siendo -y mucho más el de la vida- y será con toda probabilidad, siempre, el mayor misterio para la Ciencia que, en los últimos años y con mayores ayudas tecnológicas ha intentado saber lo que la vida es sin conseguirlo. Nos aproximamos, esbozamos escenarios plausibles y reconstruimos lo que pudo ser… Pero, lo cierto es que, seguimos sin saber lo que es la vida y, mucho menos, podemos dar una explicación de la Conciencia, ese estado superior alcanzados por alguna forma de vida que, como la nuestra, han llegado a generar ideas, pensamientos y sentimientos.

¿Y el  Ser Humano? Geológicamente hablando es un brote tardía en el árbol de la Evolución. Todos los intentos de darle una gran antigüedad geológica han sido abandonados después de aplicar los nuevos métodos de investigación. Y así, al igual que los mamíferos se han desarrollado lentamente evolucionando a partir de formas no parecidas a ellos, el hombre ha surgido también evolutivamente a partir de formas no humanas.

Cuando hace doscientos años el primer gran sistemático, el sueco Linneo (1707-1778), estableció su “Sistema Natural”, creía poder diferenciar tantas especies como las que habían sido creadas en un principio. Claro que, su zoología era estática como el concepto del mundo en su época; su clasificación era horizontal y no miraba hacia el pasado. Linneo nunca llegaría a saber que miles de millones de especies surgidas en el planeta Tierra, habían desaparecido, se habían extinguidos y que sólo, el 1% de las especies que habían poblado en la Tierra, estaban vivas hoy.

Sólo cuando se empezó a conocer el mundo vivo de la Prehistoria pasó a primer plano también el problema de las relaciones de parentesco entre grupos aparentemente muy distintos y la necesidad de establecer una claficiación cronológica, es decir, vertical. Así, Linneo fue el primero en reconocer que el Ser Humano no ocupa, anatómica y zoológicamente, un lugar aislado en la Naturaleza, lugar que hasta entonces se había atribuido así mismo gustosamente y, él demostró que el hombre era solamente un miembro de un grupo mayor, al que dio el nombre de Primates. No vamos a hablar aquí ahora del género Homo que, en muchas otras ocasiones ha sido tratado ampliamente.

Cuando hablamos de la “vida” no podemos olvidarnos, de ninguna manera, de las formas más pequeñas que, de alguna manera, fueron nuestros precursores y los primeros que comenzaron la aventura de la Vida. De hecho, sin ellos nosotros no podríamos vivir y nuestros organismos necesitan de ellos para realizar muchas de sus funciones, algunos viven con nosotros en una especie de simbiosis de la que ambas partes se benefician, tal es el caso de las mitocondrias generadoras de energía en nuestro cerebro, por ejemplo.

Ese “mundo” de los seres pequeños, está formado por bacterias y cianobacterias (algas azules). Pueden vivir en diversos lugares, tales como agua o aire y en el interior de los animales y plantas como parásitos. La mayoría de sus representantes son heterótrofas (no pueden producir su propio alimento), pero también hay algunas autótrofas (producen sin alimentos, por ejemplo a través de la fotosíntesis). Existen también bacterias aerobias es decir, que necesitan oxígeno para vivir, el requisito de anaerobios, que no pueden vivir en presencia de oxígeno, y anaerobios facultativos, que pueden vivir tanto en ambientes oxigenados como en ambientes no oxigenados. La forma física de las bacterias pueden ser de cuatro tipos: cocos, bacilos, vibriones y espirilos. Los cocos pueden unirse y formar colonias. Grupos de dos cocos forman diplococos, alineados forman estreptococos y en grupos forman una infección de estafilococos.

Por ser los seres vivientes más primitivos en la Tierra, son también los que están en mayor número. Por ejemplo, en un gramo de tierra fértil pueden haber cerca de 2,5 mil millones de bacterias, en hongos 400.000 y en algas y protozoos entre 30.000 y 50.000.

Estas fotos no solo dan una perspectiva completamente nueva de las cosas, sino que permiten también descubrir la belleza oculta de la naturaleza y objetos que ves todos los días. Aunque probablemente no te sorprenda ver lo increíble que

Con un microscopio electrónico podremos llegar muy lejos en el universo de lo muy pequeño.

La importancia de las bacterias

Las bacterias también tienen su importancia en el medio ambiente, así como cualquier ser vivo. Describamos algunos papeles fundamentales.

• Descomposición: Actúan en el reciclaje de la materia, devolviendo al ambiente moléculas y elementos químicos para ser re-utilizados por otros seres vivos.
• Fermentación: algunas bacterias se utilizan en las industrias para producir yogurt, queso, etc (lácteos).
• Industria farmacéutica: para la fabricación de antibióticos y vitaminas.
• Industria química: para la producción de alcoholes como el metanol, etanol, etc.
• Genética: mediante la alteración de su ADN, podemos hacer productos de interés para los seres humanos, como la insulina.
• Determinación de nitrógeno: permite eliminar el nitrógeno del aire y tirado en el suelo, que sirve como alimento para las plantas.

Tendría que mencionar ahora la reproducción y sus distintas formas, que varían de modo continuo entre los casos extremos de la cría generalizada generada de golpe y los nacimientos espaciados de un único neonato. El primer caso maximiza la producción de individuos que maduran con rapidez, y estas especies son más oportunistas. La mayoría de las bacterias, así como muchas especies de insectos, pertenecen a este grupo de seres que se reproducen de forma oportunista e intensa. En condiciones adecuadas llegan a invertir una parte tan importante de su metabolismo en la reproducción que acaban convirtiéndose en plagas indeseables. En unos pocos días de verano, pequeños insectos como los áfidos, dedican el 80% de su metabolismo a reproducirse, en una estrategia que reduce de forma importante la vida de los progenitores y también las posibilidades de reproducción repetida. Los endoparásitos, sin embargo, son una desafortunada excepción a esta restricción: la tenia, debido al fácil suministro de energía que recibe, se reproduce copiosamente y puede sobrevivir más de quince años.

• Áfidos (pulgones)
  • Causan daño al chupar fluidos
  • Pequeños, color verde o amarillo
  • Producen mielecilla (sustancia pegajosa)
• Trips
  • Se alimentan de flores y hojas
  • Daño causa pequeñas áreas descoloridas
• Ácaros (arañuelas)
  • Dañan hojas
  • Difícil detectar a simple vista
  • Algunos producen seda y dejan telarañas
• Mosca blanca
  • Causan deformaciones
  • Producen mielecilla
  • En el revés de hojas

En el otro extremo del rango reproductivo están las especies del tipo selección-k que se reproducen varias veces, espaciando los nacimientos y cada vez con crías poco numerosas, y que maduran lentamente. El resultado de esta forma de reproducción es una tasa baja de crecimiento y poca capacidad de colonización, que se compensa con la mayor longevidad, competitividad, adaptabilidad y frecuentemente por un comportamiento social altamente desarrollado.

Aunque es cierto que no sabemos a ciencia cierta lo que es la vida, también lo es que, a lo largo de nuestra existencia y llevados por la ambición de saber y con el arma de la curiosidad siempre a cuestas, hemos podido desvelar secretos que la Naturaleza celosamente guardaba. Existen “claves” que son diagramas , trazados a escala, de cuatro moléculas (bases del nucleótido) cuya excepcional interrelación interna, inserta bajo la cremallera del ácido desoxirribonucleico (ADN), contiene el código de toda la vida en la Tierra. Se ha llegado a explicar con precisión cómo miles de características únicas, que varían de un individuo a otro, se tramsmiten intactas de generación en generación. Este descubrimiento fue el prtogreso más grande del siglo XX en el campo del conocimiento biológico.

Los genes pueden mutar (transformarse) de diferentes formas. La forma más sencilla de mutación implica un cambio en una base individual a lo largo de la secuencia de bases de un gen en particular–muy parecido a un error tipográfico en una palabra que ha sido mal escrita. En otros casos, se pueden agregar o eliminar una o más bases. Y algunas veces, grandes segmentos de una molécula de ADN se repiten, se eliminan o se traslocan accidentalmente.

Así, aparecen mutaciones puntuales del ADN. Al heredar el ADNmt de nuestra madre, a veces hay un cambio en una o más “letras” del código del ADNmt, aproximadamente una mutación cada mil generaciones. La nueva letra, llamada “mutación puntual”, se transmitirá desde entonces a todas las descendientes. Aunque otra mutación es un fenómeno raro dentro de una sóla línea familiar, la probabilidad total de las mutaciones aumenta de manera visible a causa de la cantidad de mujeres que tienen hijas. Así, en una generación, un millón de mujeres podrían tener más de mil hijas con una mutación personal e intransferible. Por este motivo, y salvo que hayamos tenido una antepasada común en los últimos 10.000 años, cada cual tiene un código que es ligeramente distinto del de los demás.

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

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

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La microbiota nos ayuda a eliminar toxinas, fabricar vitaminas e incluso a entrenar nuestro sistema inmunitario. De ella hemos descubierto que nos ayuda no solo a digerir los alimentos y extraer su energía, sino también a eliminar toxinas, fabricar vitaminas y entrenar nuestro sistema inmunitario.

Naturalmente, la TMB representa sólo una parte de las necesidades energéticas. La digestión eleva las tasas metabólicas de todos los animales y la reproducción requiere aumentos periódicos de energía (como también ocurre con el cambio de plumaje o pelaje en los pájaros y mamíferos). La búsqueda de comida es una actividad ineludible para todos los animales que no estén hibernando. Simplemente por estar de pie, la tasa metabólica en los pájaros es un 15 por ciento superior a la tasa de reposo; y en los mamíferos, exceptuando al caballo, esta diferencia llega al 30 por ciento. El límite metabólico, múltiplo de la TMB durante el máximo esfuerzo, es mucho mayor durante la carrera, natación o el vuelo.

Tendría que mencionar ahora la reproducción y sus distintas formas, que varían de modo continuo entre los casos extremos de la cría generalizada generada de golpe y los nacimientos espaciados de un único neonato. El primer caso maximiza la producción de individuos que maduran con rapidez, y estas especies son más oportunistas. La mayoría de las bacterias, así como muchas especies de insectos, pertenecen a este grupo de seres que se reproducen de forma oportunista e intensa. En condiciones adecuadas llegan a invertir una parte tan importante de su metabolismo en la reproducción que acaban convirtiéndose en plagas indeseables. En unos pocos días de verano, pequeños insectos como los áfidos, dedican el 80% de su metabolismo a reproducirse, en una estrategia que reduce de forma importante la vida de los progenitores y también las posibilidades de reproducción repetida. Los endoparásitos, sin embargo, son una desafortunada excepción a esta restricción: la tenia, debido al fácil suministro de energía que recibe, se reproduce copiosamente y puede sobrevivir más de quince años.

 

• Áfidos (pulgones)
  • Causan daño al chupar fluidos
  • Pequeños, color verde o amarillo
  • Producen mielecilla (sustancia pegajosa)

• Trips
  • Se alimentan de flores y hojas
  • Daño causa pequeñas áreas descoloridas

• Ácaros (arañuelas)
  • Dañan hojas
  • Difícil detectar a simple vista
  • Algunos producen seda y dejan telarañas

• Mosca blanca
  • Causan deformaciones
  • Producen mielecilla
  • En el revés de hojas

En el otro extremo del rango reproductivo están las especies del tipo selección-k que se reproducen varias veces, espaciando los nacimientos y cada vez con crías poco numerosas, y que maduran lentamente. El resultado de esta forma de reproducción es una tasa baja de crecimiento y poca capacidad de colonización, que se compensa con la mayor longevidad, competitividad, adaptabilidad y frecuentemente por un comportamiento social altamente desarrollado.

Independientemente de su posición en el rango reproductivo, los rasgos comunes que presentan las transformaciones bioquímicas asociadas con la producción de los gametos y el crecimiento de los embriones permiten estimar la eficiencia de la reproducción heterótrofa. El máximo teórico de la eficiencia, para transformar los monómeros procedentes de la alimentación en los polímeros de la biomasa, está en torno a un impresionante 96%. Ineficiencias inevitables en la digestión de nutrientes y en la reproducción de recambio de tejidos reducen algo esta eficiencia, que siempre se mantiene por encima del 70%.

 

Los protozoos son organismos unicelulares, pero a diferencia de las bacterias, tienen membrana nuclear (cariomembrana, son eucariotas). Son organismos complejos, con un sistema reproductivo, un aparato locomotor digestivo y la capacidad de producir energía por lo que durante muchos años han sido considerados “animales unicelulares”. Esta forma de vida todavía viven en colonias, ya sea de forma individual o como parásitos. Se encuentra en agua dulce, agua salada, en suelos húmedos o en otros seres como huéspedes. Pueden causar enfermedades a los seres humanos.

 

Los rendimientos se pueden medir fácilmente en los seres heterótrofos unicelulares que se reproducen rápidamente: los rendimientos más altos son los de las bacterias (50 – 65%) y se encuentra un valor medio en las levaduras y los protozoos. No es sorprendente que los poiquilotermos sedentarios sean, entre los heterótrofos superiores, los más eficientes en la transformación de nutrientes en zoomasa: sus tasas se aproximan frecuentemente al 70 – 80%, que es la máxima eficiencia posible.

 

 

La temperatura ambiental es determinante también para la reproducción y el desarrollo. Generalmente a mayor temperatura el desarrollo es más rápido, es decir, el tiempo requerido para una determinada etapa del desarrollo se acorta. La razón está en que a mayor temperatura se aceleran los procesos fisiológicos del organismo. La influencia de la temperatura sobre el proceso de reproducción y el número de descendientes es determinante en muchos casos. Los animales de sangre caliente u homotermos pueden adaptarse a diferentes ambientes tanto fríos como cálidos, porque regulan su temperatura corporal.

 

Poiquilotermos

Entre los vertebrados, los homeotermos presentan tasas de crecimiento fetal mucho más altas que las especies poiquilotermas. Los ornitólogos han sido los primeros en estudiar la energética de la reproducción debido a la importancia del huevo en la vida de las aves. La energía necesaria para el crecimiento testicular en los pájaros, durante el periodo de rápido desarrollo de las gónadas, está comprendido entre el 0’4 y el 2 por ciento del metabolismo basal. El crecimiento de las gónadas femeninas generalmente requiere aportes energéticos tres veces mayores que las masculinas pero, en cualquier caso, es una cantidad pequeña comparada con el coste energético de la producción e incubación de un huevo.

La cadena alimenticia, los herbívoros, los carnívoros, peces, natación, carreras y saltos, el vuelo, y tantos y tantos conceptos implicados me aconsejan reducir el presente trabajo que, en realidad, sólo quería limitarse a facilitar algunos conocimientos del planeta y que, por mi cuenta y riesgo, he unido a los seres que lo pueblan y cómo se mantienen y están relacionados. Pero no es eso lo que pretendía al empezar, así que, volveremos al tema principal de este Blog: la Física, la Astronomía y los Pensamientos.

Emilio Silvera Vázquez

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Lo que en ese pequeño espacio de nuestro cuerpo pueda pasar… ¡No tiene explicación científica! El Cerebro y la Mente… ¡Un gran misterio!

Conexión sináptica neuronal:

El intrincado tejido  del cerebro, ese lugar en el que se crean las ideas, los pensamientos y los sentimientos.

• Kandel, E. R., Schwartz, J. H., & Jessell, T. M. (2000). “Principios de Neurociencia.”

• Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2016). “Neurociencia: La Exploración del Cerebro.”

• Malenka, R. C., & Bear, M. F. (2004). “LTP and LTD: An Exciting Decade.” Journal of Neurophysiology, 87(1), 281-284.

• Bliss, T. V., & Collingridge, G. L. (1993). “A Synaptic Model of Memory: Long-Term Potentiation in the Hippocampus.” Nature, 361(6407), 31-39.

No es fácil entender la complejidad que conlleva el enmarañado entramado de un cerebro humano, y, de hecho, hasta hace unos pocos años, no hemos comenzado a entender (parcialmente) sus mecanismos. La energía es la base principal del funcionamiento de todo lo que en el Universo es, y, nuestro cerebro, no podía ser menos. Así que, las células del cerebro invadidas por las mitocondrias reciben de estos invasores que parecen vivir pacíficamente en simbiosis con la célula, lo que necesitamos.

Nuestra mente que está en contacto directo con el Universo del que forma parte, desarrolla funciones de inexplicable consecuencias, como por ejemplo la meditación, la comprensión, los pensamientos, y, en definitiva, podríamos decir que es el motor que nos mueve y hace posible nuestro desarrollo y evolución.

Será difícil llegar a entender todo lo que hay en esos “engranajes” que tenemos en el cerebro, creo que el misterio que tratamos de desvelar, es de una extrema dificultad y, el mayor problema estriba en el hecho de que… ¡Somos nosotros ese misterio! No sabemos quiénes somos, de donde venimos y hacia donde vamos.

No pocas veces me he detenido a pensar y siempre me surge la misma pregunta:

¿Cómo es posible que hayan podido confluir tantos y tantos parámetros para hacer posible esa maravilla material a la que llamamos cerebro, y, más complejo aún, esa otra a la que llamamos Mente.

La Naturaleza de la Mente es el misterio más profundo de la humanidad y, seguramente, del universo. Se trata, además de un enigma de proporciones gigantescas, que se remonta a milenios atrás, y que se extiende desde el centro del cerebro hasta los confines del Universo. Es un secreto que provocó vértigo y depresión en alguna de las mentes más preclaras de algunos de los filósofos y pensadores más grandes que en el mundo han sido. Sin embargo, este amplio vacío de ignorancia está, ahora, atravesado, por varios rayos de conocimiento que nos ayudará a comprender cómo se regula la energía mental.

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

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

La unidad a partir de la cual se configuran todas las fabulosas actividades del cerebro es una célula del mismo, la neurona. Las neuronas son unas células fantásticamente ramificadas y extendidas, pero diminutas, tan diminutas son que, como hemos dicho tantas veces cada uno de nosotros poseemos unos cien mil millones de ellas, tantas, como estrellas hay en la Vía Láctea (lo repito de nuevo porque tal inmensidad, nunca dejará de asombrarme).

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En matemáticas se pueden trazar líneas precisas y concretas que dividan en dos clases entes de naturaleza matemática. Una estructura geométrica se puede superponer o no a su imagen especular. Una estructura asimétrica puede tener una lateralidad a la derecha o bien a la izquierda.

Cualquier número entero positivo es par o impar, y no hay ninguno de tales números para el cual su situación  a este respecto ofrezca la menor duda. Pero en el mundo, si exceptuamos el nivel subatómico de la teoría cuántica, las líneas divisorias son casi siempre difusas. El alquitrán, ¿es sólido o líquido?. Lo cierto es que, la mayoría de las propiedades físicas se “mueven” en un espectro continuo que hace que vayan cambiando de manera imperceptible de un extremo a otro del mismo.

Charco de Alquitrán

El paso del tiempo convierte en líquido, gas o sólido algunos materiales y, a otros, los deforma hasta perder su estructura original para convertirnos en lo que antes no eran.

Las estrellas comienzan siendo una bola de gas que se va densificando debido a una anomalía gravitatoria, en centro de ese enorme grumo de gas y polvo llega a unas temperaturas enormes que hacen posible la fusión nuclear, así nacen las estrellas que, tras brillar durante miles de millones de años fusionando elementos sencillos en otros más complejos (si tienen la masa del sol), se convierten en Gigantes rojas, eyectan sus capas exteriores al Espacio Interestelar y aparece una Nebulosa Planetaria, el resto de la masa sigue la implosión provocada por la fuerza de Gravedad que genera tan ingente masa, y, finalmente, los electros se degeneran (al estar sometidos al Principio de exclusión de Pauli), no pueden estar juntos porque son Fermiones, y, comienzan a moverse frenéticamente a velocidades relativistas, lo que hace que la Gravedad se vea frenada, lo que da lugar al nacimiento de una estrellas enana blanca que, emitiendo radiaciones en el ultravioleta rabioso, ioniza el material de la Nebulosa y le saca los colores en función de los elementos allí presentes.

El punto blanco del centro es la enana blanca

Nada permanece, todo cambia. Sea cual fuere la línea de división, habrá algunos casos en los que no podamos definirla y, en otros, habrá objetos tan próximos a ella que el lenguaje ordinario no será lo suficientemente preciso como para poder afirmar a qué lado pertenece. Y, la propiedad de la vida, está, precisamente, en uno de esos continuos.

Para probar esto basta que consideremos los virus: son las estructuras biológicas más pequeñas que se conocen  con la propiedad de poder “comer” (absorber sustancias situadas en sus proximidades), crecer y fabricar copias exactas de sí mismas.

Son mucho más pequeños que una bacteria (en realidad, algunos virus infectan las bacterias) y pasan sin dificultad a través de un filtro de porcelana fina que, aunque a nosotros nos parezca que está completamente sellada y su superficie es totalmente hermética y lisa, para ellos, tan “infinitamente” pequeños, ofrece miles de huecos por los que poder colarse.

Nuevas grabaciones en vídeo de un virus que infecta a las células sugiere que los virus se expanden mucho más rápido de lo que pensábamos. El descubrimiento de este mecanismo permitirá crear nuevos fármacos para hacer frente a algunos virus. En la punta de un alfiler caben millones de ellos. De hecho, los virus tienen el tamaño de una décima de micrómetro (diezmillonésima parte del metro).

El mundo de lo muy pequeño es fascinante y, por ejemplo, si hablamos de átomos, se necesitarían aproximadamente una cantidad para nosotros inconmensurable de átomos (602.300.000.000.000.000.000.000) para lograr un solo gramo de materia. Fijaos que hablamos de lo pequeño que pueden llegar a ser los virus y, sin embargo, el Hidrógeno con un sólo protón es el átomo más ligero y su masa es 400.000 veces menor que la masa de un virus, como antes dije, el organismo vivo más pequeño que se conoce. El virus más diminuto conocido mide unos o,00000002 m; su tamaño es 2.000 veces mayor que el del átomo. Y, en la punta del alfiler que antes mencionamos cabrían 60.000.000.000 (sesenta mil millones) de átomos.

“Este microscopio electrónico de transmisión muestra el SARS-CoV-2, el virus que causa la COVID-19, aislado de un paciente en Estados Unidos. Las partículas virales emergen de la superficie de células cultivadas en el laboratorio. El nombre del coronavirus se debe a las espículas del borde exterior de las partículas del virus, que parecen coronas. Imagen capturada y coloreada en los Rocky Mountain Laboratories (RML) del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID, por sus siglas en inglés) en Hamilton, Montana, Estados Unidos.”

Como los virus son menores que la longitud de onda de la luz, no pueden observarse con un microscopio luminoso ordinario, pero los bioquímicos disponen de métodos ingeniosos que les permiten deducir su estructura, ya que pueden verlos mediante bombardeos con rayos X u otras partículas elementales.

Son muchas las cosas que desconocemos

En realidad, se puede decir que un cristal “crece”, pero lo hace de un modo ciertamente trivial. Cuando se encuentra en una solución que contiene un compuesto semejante a él, dicho compuesto se irá depositando sobre su superficie; a medida que esto ocurre, el cristal se va haciendo mayor, pero el virus, igual que todos los seres vivos, crece de una manera más asombrosa: toma elementos de su entorno, los sintetiza en compuestos que no están presentes en el mismo y hace que se combinen unos con otros de tal manera que lleguen a dar una estructura compleja, réplica del propio virus.

Los virus sólo se multiplican en células vivientes. La célula huésped debe proporcionar la energía y la maquinaria de síntesis, también los precursores de bajo peso molecular para la síntesis de las proteínas virales y de los ácidos nucleicos. El ácido nucleico viral transporta la especificidad genética para cifrar todas las macromoléculas específicas virales en una forma altamente organizada.

El poder que tienen los virus de infectar, e incluso matar, un organismo, se debe precisamente a esto. Invade las células del organismo anfitrión, detiene su funcionamiento y lo sustituye, por decirlo de alguna manera, por otros nuevos. Ordena a la célula que deje de hacer lo que normalmente hace para que comience a fabricar las sustancias necesarias para crear copias de sí mismo, es decir, del virus invasor.

El primer virus que se descubrió, y uno de los más estudiados, es el virus sencillo que produce la “enfermedad del mosaico” en la planta del tabaco. Cristaliza en forma de barras finas que pueden observarse a través del microscopio electrónico. Recientemente se ha descubierto que cada barra es, en realidad, una estructura helicoidal orientada a la derecha, formada por unas 2.000 moléculas idénticas de proteína, cada una de las cuales contiene más de 150 subunidades de aminoácidos.

Quarks y Leptones, los auténticos ladrillos de la materia

Toda la materia que nos rodea, desde una pelota de fútbol hasta la gran estrella que ilumina nuestro cielo, el Sol, está formada por partículas fundamentales, también llamadas elementales, que son los componentes básicos de la materia. Estas partículas se clasifican en dos tipos o grupos: quarks y leptones.

Dicen que la materia oscura es transparente (invisible), nada la capta

“Sin embargo, un equipo internacional de astrónomos de Japón, Gran Bretaña y Taiwan acaba de conseguir, por primera vez, imágenes que reflejan la distribución de materia oscura alrededor de 20 grandes cúmulos de galaxias. Los resultados se publicarán en la revista mensual de la Royal Astronomical Society. Las pruebas aún no son concluyentes, pero sí muy esperanzadoras.”

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