Y se hizo la luz, o mejor dicho, la luz se separó de la materia poco después del la Gran Explosión. De este momento ya hace más de 20.000 millones de años. Es en este punto donde empieza nuestra historia, la del universo conocido en el que más tarde apareceremos nosotros en escena.
Tan sólo 15.350 millones de años después del Big Bang (Hace 4.650 m.a.), la explosión desde la cual surgiría toda la materia, antimateria y cualesquiera partículas que forman nuestro universo, comenzó la formación de una estrella. Este hecho no tendría mayor trascendencia si no fuese porque esa estrella era el Sol, nuestro Astro Rey. En aquel entonces el sistema solar era un conjunto de basura espacial girando alrededor de la recién nacida estrella. Polvo y gases a la deriva en una órbita elíptica (Fig. 1 y 2). Hasta que toda esa materia empezó a entrar en colisión, y así empezaron a formarse partículas más densas, luego serían pequeños fragmentos, y más tarde enormes agrupaciones de roca y metales. La gravedad de estos náufragos espaciales empezó a interactuar, atrayendo unos contra otros y comenzando a formar lo que hoy conocemos como planetas.
Uno de ellos se formó a una distancia relativa del Sol, ni demasiado lejos como para que sus líquidos y gases quedasen congelados en la superficie, y tampoco demasiado cerca como para que todo lo que hubiese en la superficie fuese evaporado por la radiación solar. El tamaño de este planeta también fue una apasionante coincidencia, ya que no era tan colosal como Saturno, cuya gravedad atrapa y condensa sus gases en la superficie, ni tan pequeño como Marte, que dejó escapar los gases de su atmósfera hace ya unos cuantos miles de millones de años.
La atmósfera se formó poco después del nacimiento del planeta, pero su composición era bien distinta a la actual. Formada a partir de la expulsión de gases del interior, y retenida gracias a la fuerza gravitatoria, se componía en su mayor parte por hidrógeno, condiciones favorables éstas para la creación de compuestos orgánicos prebióticos como los aminoácidos, que más adelante darán paso a la vida.
A esta altura es evidente que hablamos de la Tierra. Pero no iban a ser éstas las únicas casualidades que preparasen al planeta para ser la placa de Petri ideal para la vida. Hace unos 4.600 millones de años, cuando nuestro planeta todavía era una enorme bola de magma incandescente un asteroide del tamaño de Marte colisionó contra la superficie. En esta época no había nada que destruir, ya que la vida ni siquiera había tenido oportunidad de aparecer. Pero este incidente a nivel planetario prepararía aún mejor nuestro planeta dando así mejores oportunidades para los futuros seres vivos. De la gran colisión se desprendió un enorme fragmento de la prototierra, quedándose en su órbita hasta nuestros días. Así podemos decir que nuestro satélite, la Luna, es hija de la Tierra y de un asteroide con muy buena puntería.
Los metales pesados como el hierro, se aglomeraron en el interior de la tierra, dando lugar al núcleo (Fig. 4). Éste consta de dos parte, un núcleo interno sólido y otro externo líquido, ambos formados por metal de hierro. Éste ultimo es el responsable del magnetismo terrestre, como si de una gigantesca dinamo se tratase, el metal fundido gira alrededor del núcleo sólido, generando un invisible campo protector alrededor de la Tierra. Este hecho también es importante para la posterior formación de la vida, ya que el campo magnético desvía los vientos solares (Fig. 5) y algunos tipos de radiación hacia las partes exteriores del planeta, protegiendo así a la futura vida de sus nocivos efectos.
En este punto de la historia podemos dejar un poco de tranquilidad a la Tierra para que su superficie se vaya enfriando, y se cree una superficie sólida que conocemos como corteza. Ahora el planeta era una enorme bola de magma encerrada en una delgada cáscara de roca. Y como era de esperar, el magma era demasiado inquieto como para perder protagonismo, y así es como por cualquier fisura en la corteza aprovechaba para salir al exterior y formar así enormes volcánes. La diferencia que había en aquel entonces es que la corteza terrestre era aún tan fina, que las erupciones volcánicas se sucedían como algo normal por toda la superficie planetaria.
Todo no era tan malo como puede parecer. Las brechas y erupciones ayudaban a extraer el agua en forma de vapor que había quedado atrapada en el interior terrestre, que al llegar a cierta altura, y gracias a la gravedad ni demasiado fuerte, ni demasiado débil de la Tierra, se condensaba y caía a la superficie en forma de precipitaciones, estamos presenciando en este punto la formación de los océanos.
Este es un buen momento para realizar una pequeña recapitulación, ya que en breve sucederá algo de vital importancia. Tenemos un universo lleno de espacio y compuestos químicos, un sistema solar con una estrella, y un planeta a una distancia adecuada de la misma. A su vez el tamaño de este planeta también es adecuado para la vida. Además cuenta con varios sistemas de protección como el magnetismo terrestre, la atmósfera y la gravedad de los gigantescos planetas que orbitan más allá de la Tierra que desvían posibles ataques de asteroides procedentes del exterior del sistema estelar. Sin olvidar la función lunar, que mantiene la oscilación terrestre ayudando a regular el clima.
La vida, tal y como hoy la conocemos, está basada en la química del carbono. La estructura atómica del carbono es ciertamente promiscua, característica por la cual tiende a emparejarse a la perfección con átomos de diversa índole, incluso consigo mismo. Cuatro son los electrones que forman su valencia, con lo cual debe ganar otros cuatro electrones para completar su estructura de valencia. Esto significa que el carbono podrá crear enlaces con otros cuatro átomos, y así formar moléculas complejas como las proteínas y el ADN.
Además del carbono; el hidrógeno, el oxigeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre son elementos esenciales para la vida, y casualmente, todos estos se daban en la superficie terrestre hace unos 3.800 millones de años. En cierto modo, la vida en la tierra no es una casualidad, ni una espontaneidad de la naturaleza, el hecho de que una primera y única célula surgiese por generación espontánea es pura ciencia ficción. Pero las condiciones que prepararon a la Tierra si responde al azar o a la casualidad, el hecho es que estamos aquí. Como dijo el premio Nobel Christian de Duve sobre la vida, "es una manifestación obligatoria de la materia, obligada a surgir siempre que se dan las condiciones apropiadas". Con lo cual somos pura química, nada diferencia los elementos que dan forma a los seres vivos y la materia inerte.
¿Si no hubo una primera célula, como apareció la vida en la Tierra? La cuestión es más complicada que una célula surgiendo espontáneamente. Se postulan varias hipótesis acerca del surgimiento de la vida. En 1953, Standey L. Miller consiguió sintetizar en el laboratorio aminoácidos simples, imitando las inclemencias de la atmósfera primitiva. Aunque los aminoácidos son base esencial de la vida, ya que son el ingrediente para formar las proteínas, por si mismos no están vivos. También se han encontrado aminoácidos en meteoritos caídos recientemente y encerrados en los glaciares polares.
Otra teoría acerca del principio de la vida es la que expresa Lynn Margulis, y dice que para que exista la vida es necesaria una identidad propia que separe al organismo del mundo exterior. Una forma sencilla de explicar esta postura es la tendencia química que tienen los lípidos a la hidrofobia. El ejemplo más simple es la cápsula que forma una gota de aceite al caer sobre el agua. Este mecanismo es el que utiliza la membrana celular para separarse del mundo exterior, un lado hidrófobo y otro hidrófilo.
Una postura un tanto controvertida, pero no por eso menos válida, es la de Richard Dowkins, que postula que lo primero de todo fue el ADN. Mares de moléculas de ADN desnudas, luchando por la supervivencia y desplazando a las moléculas menos aptas.
Cualquiera de las hipótesis puede ser la correcta, o incluso ninguna de ellas, a no ser que descubramos la forma de viajar en el tiempo nunca podremos saberlo con certeza. Con lo cual tan solo podemos sacar conjeturas acerca de lo que pasó. Que todas las circunstancias se hubiesen dado al mismo tiempo para luego unirse y formar una célula simple, también sería una hipótesis plausible.
Entonces no hubo una primera célula madre, la vida comenzó en los mares primigenios como culminación de un orden químico. Pero es posible que en los comienzos la vida se hubiese formado y extinguido en diversas ocasiones.
Ahora las primeras formas de vida, las bacterias (Fig. 6), nadaban a sus anchas en las cálidas aguas poco profundas del arqueense transformando su entorno. A la vista del hombre, tan sólo serían pestilentes manchas marrones o verdosas en la superficie del agua, pero eran mucho más que eso: nuestros antepasados.
Algunas de las bacterias que comparten el planeta con nosotros hoy en día, poco han cambiado su forma de vida a la de los microorganismos primigenios, pero bien es cierto, que las bacterias son muy eficaces en lo que a la supervivencia se refiere, y cuando un organismo es efectivo para sobrevivir en su entorno, a penas necesita cambio. Otras bacterias si necesitaban cambiar debido a la, cada vez mayor, falta de recursos. Fue entonces cuando la escasez de hidrógeno dio paso a la fotosíntesis. Éste tipo de metabolismo, utiliza la luz solar, el dióxido de carbono y el agua para conseguir energía, y desprende como residuo oxígeno. La atmósfera primigenia nada tenía que ver con la que hoy conocemos, el oxígeno era casi inexistente, la mayor parte del oxígeno que había en la superficie, se encontraba en forma de agua.
Poco a poco, y gracias a la fotosíntesis el oxígeno se fue acumulando en la atmósfera. Una noticia bastante pésima para los organismos microscópicos que habitaban la Tierra por aquel entonces, ya que el oxígeno es muy reactivo y por lo tanto mortal para ellos. Hoy todavía podemos encontrar muchos organismos anaerobios, como por ejemplo Clostridium tetani, la bacteria causante del tétanos, que prolifera en el interior de las heridas lejos del alcance del fatal oxígeno.
Al principio el oxígeno empezó acumulándose en las capas más altas de la atmósfera, en forma de O3, dando lugar a la capa de Ozono, que devuelve al espacio gran cantidad de la temida radiación solar. Pero llegó un punto en el que la atmósfera no soportaba más oxígeno y si los microorganismos querían segur sobreviviendo sin estar confinados al fondo marino, tenía que hacer un nuevo invento metabólico que les protegiese del efecto letal del gas. Y así fue, lejos de protegerse de él, lo utilizaron como fuente de energía, aquí nació la respiración.
Es curioso el hecho por el cual tardó menos en darse el paso de lo inanimado a lo vivo, que de las células procariotas –sin núcleo (Fig. 7)– a las eucariotas –con núcleo (Fig. 8)–. Fue a partir del eón proterozoico (hace 1.300 m.a.) cuando se empieza a tener constancia de los primeros organismos eucariotas. Es aquí donde entra en escena una de las teorías más fantásticas de la historia de la evolución: la endosimbiosis. Algunas bacterias consiguieron respirar, sin embargo otras no, con lo cual estaban condenadas a vivir fuera del alcance del oxígeno. Pero al parecer, algunas de estas bacterias, intentaron devorar y digerir sin éxito a bacterias respiradoras. Una bacteria un tanto indigesta, ya que ésta seguía viva en su interior y le confería una ventaja que antes no tenía: la respiración. Desde el momento en el que ambos individuos se hacen indispensables el uno para el otro –cuándo la supervivencia es imposible sin ambos– lo denominamos simbiogénesis. Al principio esta hipótesis fue muy controvertida y discutida por la comunidad científica, pero hoy en día ya nadie duda acerca de esto. La mejor prueba viviente es la mitocóndria celular –orgánulo con el que respiran todas las células eucariotas– que dispone de su propio material genético que está más estrechamente relacionado con el bacteriano que con el de sus células. También la forma de reproducción de la mitocóntria es más cercanas a la bacteriana, y se da en un momento diferente al del resto de la célula.
Es posible que para formar el núcleo de las células eucariotas, se diese un proceso endosimbiótico parecido. Sin duda, el proceso que dio lugar a los cloroplástos (orgánulo fotosintético de las células vegetales) tiene el mismo origen que el de las mitocóndrias.
Es maravilloso que la simbiosis entre organismos diese paso a nuevos individuos con nuevas y mejores características. Nunca sabremos el orden, ni las combinaciones concretas pero si que podemos especular sobre ellas. Por ejemplo una espiroqueta (bacteria en forma de gusano) en simbiosis con otra bacteria mayor puede conferirle la capacidad desplazarse (como un espermatozoide) para encontrar lugares con mayor cantidad de nutrientes, o huir de un depredador, a cambio la otra célula podría alimentar a su simbionte.
De esta forma es como vemos la transición de los organismos unicelulares a los pluricelulares, y consiguientemente a hongos, animales y plantas.
La célula nucleada, dio lugar también a una nueva forma de reproducción. Hasta ahora, las bacterias lo hacía por mitosis o bipartición, esto es que una sola célula duplicaba su tamaño y se dividía en dos, también podemos llamarlo clonación, ya que el resultados son dos individuos genéticamente iguales. La nueva forma de reproducción fue el sexo, para el cual hacían falta dos individuos que combinasen su material genético para dar lugar a un tercero con la mitad de dicho material de parte de un progenitor y la otra mitad por parte del otro.
Este es un buen momento para hacer un alto en el camino de la evolución hacia el ser humano y explicar de manera sencilla algunos principios de la genética. El ADN o ácido desoxiribonucleico es la macromolécula que lleva el material genético de todo ser vivo. En las bacterias se encuentra flotando por el citoplasma, así le confiere la ventaja de hacer intercambios genéticos horizontales. Esto significa que puede intercambiar material genético con otras bacterias, vivas o muertas y modificar características metabólicas. En las células eucariotas (las nuestras) el ADN está encerrado en el núcleo y empaquetado en cromosomas (Fig. 9), con lo cual el intercambio genético sólo se hace de manera vertical, o de padres a hijos. En el caso de los humanos existen cuarenta y seis cromosomas agrupados es veintitrés pares, uno por parte de cada progenitor.
La función del ADN es bien sencilla: sintetizar proteínas. Las proteínas son moléculas orgánicas formadas a su vez por aminoácidos. Tan sólo existen veintiún tipos de aminoácidos, que se combinan de las más diversas formas para formar las proteínas que más tarde tendrán una función específica en el organismo. Ejemplos de proteínas son la hemoglobina, que es la que da el color rojo a la sangre y transporta el oxígeno por todo el cuerpo, o la queratina con la que se forman las uñas y el pelo.
Pero lo que hace tan maravilloso al ADN es su espectacular forma de duplicarse a si mismo. Por decirlo de un modo sencillo, el lenguaje del ADN es una especie de código morse, en vez de un punto y una raya tenemos cuatro nucleótidos: A, G, C y T. Éstos a su vez se combinan en tripletes, o grupos de tres letras, si codifican proteínas se llaman codones, y cada codón tiene como correspondencia un aminoácido. Setenta y cuatro son los tripletes posibles, combinando los cuatro nucleótidos tomados de tres en tres con repetición. Como sólo existen veintiún tipos de aminoácidos es obvio que hay varios tripletes que corresponden a un mismo aminoácido. La cadena del ADN es doble, esto quiere decir que la Adenina –A– siempre va emparejada con la Tinina –T–, y la Guanina –G– con la Citosina –C– (Fig. 10). Esto es un par de bases, de este modo cuando las dos espirales se separen para formar cuatro, siempre sabrá que letra tiene que aderirse a su pareja. Un gen está formado por un gran grupo de pares de bases, divididos por codones, que son el código que luego se transformará en una proteína que tendrá una función específica en el organismo.
Las células nucleadas disponen de un par de genes para la misma función, uno por parte del padre y otro por parte de la madre. El gen dominante establecerá la característica frente al gen recesivo. De este modo un gen defectuoso siempre puede ser sustituido por su alelo (o gen homólogo).
Las pequeñas mutaciones, generalmente suelen dar como resultado organismo enfermos, y en otras ocasiones, no tienen ninguna trascendencia. Pero tras miles y millones de años de evolución esas mutaciones a veces ofrecen ventajas evolutivas. A esto se le llama neodarwinismo, cosa que veremos más adelante.
La era de los animales y la plantas comenzó hace 580 millones de años, pero la mayor parte de ellos eran de cuerpo blando y no han dejado prácticamente ningún fósil. Es en el cámbrico cuando empieza el auge y diversificación las formas de vida, y lo mas importante, a utilizar el calcio, que se acumulaba como material de desecho igual que en otros tiempos lo hacía el oxígeno. Para nosotros es importante la utilización del calcio en los animales del cámbrico, ya que es este elemento el que ayuda a fosilizar estructuras compuesta por él.
Después del período cámbrico se sucedieron todo tipo de organismos que hoy ya conocemos como los peces mandibulados, peces óseos, reptiles e insectos. De los reptiles surgió una estirpe que dominó todo el mesozoico desde 245 hasta 66 millones de años atrás: los dinosaurios. Durante su reinado disfrutaron de las más diversas formas y ventajas evolutivas, pero una de ellas, su tamaño, iba a propinarles una mala pasada. Hade unos 65 millones de años, en el golfo de Méjico impactó un asteroide destruyendo todo tipo de vida a centenares de kilómetros a la redonda, y cambiando el clima terrestre. Toda la atmósfera quedó cubierta por cenizas, las plantas ya no podían realizar la fotosíntesis y los animales más grandes no sobrevivieron a la escasez de alimento.
Sin embargo esta catastrófica extinción, dejó un espacio libre a otra nueva estirpe que dominará la Tierra hasta nuestros días: los mamíferos –en sus orígenes pequeños roedores de sangre caliente que aprovechaban la noche para alimentarse– dejaron de tener grandes depredadores. Esto les dio paso para poder evolucionar hasta todas las formas de mamíferos que conocemos hoy en día.
¿Cómo es posible que de un pequeño roedor surgiese la especie humana? La respuesta a esto la encontramos en la teoría de la evolución de Darwin. La evolución no tiene objetivos, el hecho de que un organismo pase de una forma a otra viene dada gracias a la selección natural. Para que un organismo diverja de otro es necesario un aislamiento geográfico. De esto se dio cuenta Darwin en su viaje a bordo del Beagle, allá por la década de 1830. Tras estudiar la flora y la fauna de las Galápagos llegó a la conclusión de que esos organismos eran descendientes de especies ya conocidas en los continentes, pero con modificaciones sustanciales.
¿Qué había pasado? ¿Porqué aquellos organismos se habían alejado evolutivamente de sus parientes continentales? El archipiélago de las Galápagos es de origen volcánico, y tiene una edad relativamente corta, con lo cual, cuando éste se formó era un nicho ecológico virgen. Los animales y plantas que hoy habitan esas islas, fueron en otros tiempos náufragos de las mareas o el viento que dieron paso a nuevas especies. Ya que el nuevo entorno en el que habitaban era diferente, las modificaciones que sufrirían también lo fueron con respecto a sus antepasados continentales.
Un ejemplo claro es el tamaño y la forma de los picos de los pinzones de las Galápagos. Éste viene dado por el tipo de alimentación que lleva cada uno de los grupos de aves, en cada una de las diferentes islas. Como podemos apreciar en la imagen (Fig. 11), cada uno de los picos está adaptado con una función concreta.
Otro ejemplo es el de las iguanas de las Galápagos, que tuvieron que adaptarse a un medio acuático para poder acceder al alimento de los arrecifes, ya que en tierra firme la vegetación era prácticamente inexistente. Aún así, la evolución no es algo que lleve a cabo un organismo sólo, sino que todos los seres vivos de un ecosistema coevolucionan los unos con respecto a los otros. Un buen ejemplo es el del leotardo y la gacela. Las gacelas más rápidas logran escapar de las voraces fauces del depredador y así consigue dejar más descendencia que las gacelas más lentas. A su vez, los leopardos más rápidos obtienen más y mejores piezas y alimentar así mejor a su prole, teniendo más oportunidades de que sus genes reemplacen a los de sus congéneres más lentos. Con lo cual, los genes de la velocidad son seleccionados en igual media tanto en el depredador como en la presa, así ambos organismo coevolucionan para dar como resultado individuos más veloces.
Y los humanos, cómo hemos llegado a ser lo que somos. El antepasado más antiguo conocido del hombre, el Ardiphitecus Ramidus, disfrutaba de una vida arborícola en el África Oriental. Esta especie de simio antropomorfo presentaba una gran serie de similitudes con respecto a los monos actuales. Pero a finales del Mioceno, hace unos 5 millones de años, es donde empezaría la carrera de la evolución hacia el hombre. Un repentino cambio climático reconfiguró la vegetación existente en África, desplazando los frondosos bosques por extensas sabanas. Como ya hemos mencionado en varias ocasiones, esos simios tenían dos opciones: o se adaptaban al nuevo entorno o perecían.
¿Cuál el la característica más importante en el ser humano? ¿Su cerebro, su mano prensil, su bipedestración…? En realidad es todo el conjunto. Por ejemplo los delfines tienen un cerebro bastante bien desarrollado, pero sin embargo no pueden asir objetos ni manipularlos. Los canguros australianos son bípedos, pero su capacidad cerebral deja demasiado que desear. Los monos antropomorfos (Fig. 13) actuales tienen manos prensiles, pero no llegan a ser tan precisas como las nuestras. Además, por ellos mismos sólo son capaces de realizar tareas sencillas con sus manos, son inteligentes, pero no lo demasiado.
Entonces todo empezó saliendo de los bosques, cuando había que recorrer grandes extensiones de terreno para buscar alimento y refugio y tener las extremidades superiores libres para asir objetos y a sus crías: esto les era ventajoso. Los ahora Australopitecinos (Fig. 15), ya eran bípedos. Sus manos, aunque no tan precisas como las nuestras, ya les ayudaban en diversas labores, como por ejemplo algo tan simple como lanzar una piedra. Esto era muy útil tanto para protegerse de los depredadores, como para robarles su merecida caza. Ahora tenían acceso a la carne y a su preciada y nutritiva proteína. Los animales herbívoros necesitan un aparato digestivo muy largo y complicado para poder descomponer toda la materia orgánica y así digerirla. Al incluir en su dieta las proteínas animales, su aparato digestivo fue disminuyendo y simplificándose, dejando vía libre al desarrollo de otros órganos como el encéfalo.
Así que los homínidos, hace 2 millones de años ya eran bípedos, disponía de unas manos prensiles bastante desarrolladas, y un cerebro en plena fase de expansión. Es aquí donde el cerebro culminaría su desarrollo gracias a la cultura. La caza, la construcción de armas, la tecnología, el desarrollo del lenguaje, son algunos de los factores que harían evolucionar al órgano del pensamiento. Los mejores comunicadores organizarían mejor las cacerías, además, si tenían mejores armas, tendrían más posibilidades de caza para sobrevivir y perpetuar sus genes. Con lo cual, la selección natural, escogería a los homínidos más inteligentes y mejor adaptados.
En la actualidad la única especie del género homo, el hombre, no sólo está totalmente adaptado a su entorno, sino que adapta el entorno a sus propias necesidades. Existen menos diferencias entre el hombre y un lince ibérico, que entre el felino y una bacteria. Con esto intento romper el mito antropocéntrico de que el hombre es el centro de todo, y que es la culminación de la evolución, la perfección. De hecho, si hemos de encontrar animales evolutivamente perfectos, debemos buscar en otro sitio. Los cocodrilos, son animales que no han modificado a penas su organismo en millones de años. Ellos ya existían antes que los dinosaurios y ahora están aquí con nosotros. Si no han necesitado cambio en todo este tiempo será porque han conseguido una supremacía evolutiva. Pero esto no significa que vaya a durar eternamente.
El hombre algún día desaparecerá, o bien extinguiendose como el 99,9% de todas las formas de vida que han existido en la Tierra a lo largo de 3800 millones de años, o bien evolucionará a una nueva especie. Pero para que eso suceda debe pasar mucho tiempo aún, al menos unos cuantos millones de años, momento en el que no estaremos para presenciarlo. Todo esto suponiendo que el hombre no evolucione de forma artificial, seleccionando deliberadamente sus genes, pero eso ya no es evolución, sino selección artificial, y si es llevada al extremo, como en el caso del nazismo se denominaría eugenesia.
Nuestro Sol está a la mitad de su vida. Dentro de 4000 millones de años, si todavía seguimos en la Tierra, el Sol aumentará su tamaño convirtiendose en una Gigante Roja abrasando todo lo que encuentre a su paso, incluido el Sistema Solar. Pero antes de esto ya habremos tenido muchas posibilidades de extinguirnos con la colisión de un asteroide, por ejemplo. A lo largo de la vida en la Tierra, la extinciones masivas han formado parte del ciclo vital y como hemos visto, algunas de ellas las hemos usado en nuestro beneficio, aún sin saberlo. La quinta extinción está por llegar. Y quién sabe, quizá el nicho ecológico que deje el hombre ofrece la posibilidad a otra especie para evolucionar como vida inteligente.
© Miguel Andrés Vicente
2005