El enigma de la vida

Resumen

Se inicia el trabajo con una explicación que muestra que el Mundo que percibimos es una imagen de la realidad conjeturada y cómo esa imagen ha ido variando a través de la historia.

A continuación se muestra que todas las cosas de este Mundo son sistemas de muchos elementos que interactúan de forma compleja entre sí y adquieren propiedades emergentes, estando además organizados por niveles jerárquicos de complejidad.

Un nivel de complejidad muy especial es aquel en el que surge la vida. Exploramos cual es la verdadera frontera entre los seres que esta vivos y los que no lo están, para a continuación centrarnos en las causas fundamentales de emergencia de ambos tipos de seres, llegando a la conclusión que en la vida estas son información e intencionalidad.

Introducción

El principal y más importante enigma que nos encontramos es la pregunta ¿qué es el Mundo?, ¿qué es, en realidad, el Mundo? Afortunadamente, la respuesta es muy clara y sencilla y nos la dan tanto filósofos como Kant, que nos dice que no podemos saber lo que son las cosas en sí mismas, sólo lo que son para nosotros, como los físicos atómicos que nos dicen también que del mundo exterior a nosotros sólo conocemos, realmente, los fotones que llegan a nuestros sentidos, pues el origen de éstos, las cosas que vemos, por ejemplo, no son más que meras conjeturas, pero que en realidad no las conocemos.

Si nosotros vemos un león, por ejemplo, lo que percibimos son los fotones reflejados en el, que inciden en los neuroreceptores de nuestros ojos, formando a continuación una secuencia de reacciones neuronales que llevan a la formación en nuestro cerebro de la imagen del león. Pero podríamos estar equivocados por una ilusión, una alucinación, un engaño, etc., así es concebible crear una máquina que envíe fotones exactamente iguales a los que refleja el león y veríamos la misma imagen del león, pero aquí la realidad que la origina es una máquina. Estaríamos pues ante un engaño que se prueba por otras experiencias sobre el mismo asunto, pudiendo ser una de ellos el que sobrevivimos o no a este encuentro.

Así pues la imagen que nos formemos del mundo exterior, se hace sobre la base de múltiples y diferentes observaciones o experiencias interrelacionadas entre sí e interpretadas por nosotros y otras personas, debiendo ser la imagen que nos formemos, lo suficientemente aproximada a la realidad, sea ésta la que sea en último término, como para permitir, sobrevivir a los seres humanos y además desenvolvernos adecuadamente.

Así pues, ni conocemos, ni nunca podremos conocer lo que es el Mundo en realidad en sus últimas consecuencias.

Esto nos lleva inmediatamente a otra pregunta: pues entonces lo que veo, siento, vivo ¿qué es? La respuesta es que es una imagen, una representación, un modelo de esa realidad conjeturada que el ser humano forma con su cerebro, que está construido de una determinada forma que condiciona la imagen a obtener; los sentidos que son limitados (recordemos los umbrales de sensibilidad) y finalmente, los conocimientos que poseemos, de los cuales algunos están grabados en nuestros genes (nacemos sabiendo ciertas cosas), otras son facilitadas o educadas en nosotros por la sociedad humana en la que vivimos y otros, finalmente, los descubre el propio individuo.

Es importante señalar que la imagen del Mundo que tenemos, ha sido formulada en gran parte gracias a instrumentos físicos (Ej. Telescopio) o mentales (Ej. Las matemáticas), que ha creado el hombre y que le permiten ampliar y perfeccionar sus sentidos y mente.

Esta imagen del Mundo que se ha formado el ser humano ¿Ha sido siempre la misma en todas las épocas y culturas? La respuesta es no.

La imagen natural o primitiva del Mundo, puede exponerse de forma muy simplificada de la siguiente manera: la Tierra es plana (aunque pueden existir diferencias locales, tales como montañas o valles) está cubierta por una cúpula celestial y en este espacio se encuentran todas las cosas, es decir, un disco de fuego que sale todos los días por el Este, cruza la cúpula celestial y se pone por Oeste, están las plantas, los animales, los seres humanos, etc. y a través de ese espacio fluye el tiempo. Esto es lo que podríamos llamar el Mundo visible y experimental. Pero además, coexistiendo e interactuando con él, existe el Otro Mundo, es decir, uno invisible y espiritual en el que moran seres espirituales tales como dioses, almas de los antepasados, etc.

Esta imagen natural del Mundo es la que ha tenido la Humanidad durante miles de años, e incluso hoy en día es la predominante entre los seres humanos y ello es así porque las informaciones o predicciones que nos facilita dicha imagen se han demostrado útiles para sobrevivir y progresar.

Es interesante señalar que tanto en las imágenes del Mundo como en las teorías científicas, ocurre que aún sabiendo que sean falsas en todo o en parte en mundos casos, las seguimos utilizando en la vida diaria, pues sus informaciones son suficientemente adecuadas para nuestras necesidades.

Si nos limitamos únicamente al Mundo visible y experimental, al que podemos llamar Universo, y nos limitamos también a la corriente de pensamiento occidental, es decir, prescindiendo de filosofías orientales, la evolución de la anterior imagen del Mundo ha sido, a mi entender, la siguiente:

El primer gran cambio de imagen vino con Aristóteles, cuando afirmo que la Tierra no era plana sino redonda. Ciertamente era una afirmación sorprendente para los griegos de la época, pues parece contradecir a nuestros sentidos, ya que nosotros vemos que evidentemente la Tierra es plana. Pero Aristóteles tenía sus razones.

Una imagen importante del Mundo natural, es que el sol sale por el Este, recorre el firmamento y se pone por el Oeste. Realmente hay múltiples observaciones experimentales que parecen confirmar esta imagen, como el amanecer o el crepúsculo, la trayectoria visual del Sol a lo largo del día, las sombras de los objetos y sus movimientos, la percepción del movimiento solar con otros sentidos además de la vista, como por ejemplo el tacto, al percibir el impacto de la radiación solar en distintas partes del cuerpo a lo largo del día etc. y sin embargo hoy sabemos, sin lugar a dudas, que esta imagen no es más que una ilusión óptica. En efecto primero vino la imagen geocéntrica, por ejemplo la de Ptolomeo en el siglo II D.C. en la que la Tierra, redonda, era el centro del Universo y a su alrededor giraban el Sol, la Luna etc. después la teoría heliocéntrica de Copérnico en el siglo XVI la cual nos mostró que el centro era el Sol y que la Tierra giraba a su alrededor.

El próximo gran cambio de imagen llega con Newton, el cual afirma que el espacio es de tres dimensiones, euclidiano e infinito. El tiempo también es infinito y todas las cosas se encuentran sometidas a la ley de la gravitación universal, ley sorprendentemente sencilla que regula el movimiento de todas las cosas, así en la Tierra como en el cielo.

La siguiente gran modificación de la imagen del Universo viene a principios del siglo XX, con Einstein, el cual afirma en su teoría de la relatividad restringida, entre otras cosas, que tanto el espacio como el tiempo son conceptos subjetivos de la mente humana y que lo que realmente existe es el continuo espacio-tiempo. En la teoría de la relatividad generalizada dice que el Universo es una hiperesfera de cuatro dimensiones, concepto que se completa posteriormente con la teoría del Big Bang y la expansión del Universo.

El último, por el momento, gran cambio de la imagen de nuestro Universo ha sido la teoría cuántica que afirma que el Mundo es no determinista, no real y no local, lo que conduce a interpretaciones paradójicas y contraintuitivas del Mundo, de muy difícil comprensión.

La imagen actual del Universo, sin duda alguna, se modificará en el futuro, modificación ya anunciada por el hecho de que los dos pilares fundamentales de la física del siglo XX, la teoría de la relatividad y la teoría cuántica son incompatibles entre sí, por lo que en algún momento se producía una síntesis, lo que probablemente conduciría a una nueva imagen del Universo. Pero es más, estoy convencido de que en el futuro, la imagen del Universo que existirá, y que hoy no podría ni imaginar, tendrá no sólo variables físicas, como ahora, sino que incluirá otras variables.

El enigma de las cosas

Nosotros sabemos que sólo podemos conocer de las cosas, lo que éstas son para nosotros, pero ¿qué son?

Una definición de ellas podría ser la siguiente: son sistemas de muchos elementos que interactúan entre sí de forma compleja, es decir, todas las cosas son sistemas complejos. Estos sistemas complejos suelen tener características emergentes propias, muy distintas de las de sus elementos componentes y que además no se pueden reducir a ellos, ni pueden preverse a partir de ellos. Esta definición puede aplicarse tanto a un átomo, como a un hombre o a una galaxia.

Pero además, estos sistemas complejos no están situados de forma arbitraria o aleatoria sino que están ordenados jerárquicamente por niveles de complejidad. Esto quiere decir que un sistema que pertenece a un nivel de complejidad A está formado por elementos del nivel de complejidad inferior B y estos a su vez, están formados por subelementos del nivel de complejidad C y así sucesivamente.

La realidad cognoscible se sitúa entre un nivel superior, que es el Universo en su conjunto, el cual constituye el macrosistema último, con sus propias leyes de la Naturaleza. No podemos considerar la posible existencia o no de un multiuniverso porque no podemos conocer nada de él.

Por otra parte existe un nivel inferior formado por los que podríamos llamar elementos básicos, que hoy no conocemos bien, existiendo diversas teorías (quarks, cuerdas, bits de información etc.). Siendo la realidad subyacente última, incognoscible para nosotros.

Indicaremos que tanto los macrosistemas (o sistemas del nivel superior) como las de nivel inferior, van surgiendo con unas características o atributos propios que interactúan con otros sistemas, en especial con los sistemas de nivel inferior que surgen o pueden surgir en el seno de un macrosistema. A su vez estos sistemas, con unas propiedades o atributos particulares, influyen en los otros sistemas, incluso en el macrosistema madre, pudiendo modificarlo.

Un caso típico de lo anterior es la Tierra, que tiene unos atributos específicos como por ejemplo: agua en estado líquido, temperatura etc. que permiten la emergencia en su seno de la vida, pero ésta a su vez es capaz de modificar las condiciones de la Tierra.

Si nos preguntamos cómo han surgido todos estos sistemas complejos en nuestro Universo diremos que mediante la Evolución, es decir, la evolución no sólo se aplica a los seres vivos, sino también a todas las cosas de este Mundo.

Veamos de una forma práctica lo anterior. Imaginemos un ser humano que abre por primera vez sus ojos al Mundo, observará que hay muchísimas cosas en él, entre ellas, verá que hay muchos otros seres humanos, con los cuales interactúa, depende de algunos de ellos para ciertas cosas, otros dependen de él para otras, en definitiva, se dará cuenta de que forma parte de una sociedad humana, el hombre es un ser social. La sociedad humana puede ser mundial y compuesta por miles de millones de individuos, como ocurre hoy en día, o también, puede serlo una tribu paleolítica formada por unos pocos individuos. El ser humano no puede alcanzar su plena humanidad si no es en el seno de una sociedad humana.

Si continúa observando, verá que existen otras sociedades de animales, tales como las hormigas, las abejas, la mayoría de los primates, etc. y puede llegar a establecer una categoría natural que podría denominarse nivel de complejidad de sociedades de animales, en el que dichas sociedades están formadas por multitud de individuos de la misma especie que interactúan entre sí de formas complejas.

Puede ahora pasar este observador a contemplarse así mismo y ver que está formado por partes: manos, pies, cabeza, etc. y que cada una de estas partes está a su vez formada por partes más pequeñas, así la cabeza, por ejemplo, tiene ojos, boca, oídos, etc. y cada una de estas partes está formada por partes aún más pequeñas, los ojos constan de córnea, cristalino, humor vítreo, etc., y así sucesivamente hasta llegar a un elemento básico de su cuerpo, que es la célula. Observa pues que su cuerpo está formado por células, unos 200 tipos diferentes, aproximadamente, y así puede llegar a la conclusión de que él es un ser pluricelular. Si observa a su alrededor, ve que un perro es también un ser pluricelular y lo mismo un árbol.

Podría llegar a establecer otra categoría inferior a la anterior que sería nivel de complejidad de seres pluricelulares.

Si continúa con su observación, podría estudiar a una célula de las que componen su cuerpo y vería que también está formada de varias partes: membrana, citosol, núcleo, etc. y cada una de estas partes, por otras más pequeñas, hasta llegar a un elemento básico de la célula que es la molécula, y así considerar otro nivel de complejidad inferior que podría denominar nivel celular, después nivel molecular, a continuación nivel atómico, y detengámonos de momento ahí, a efectos de claridad expositiva sin descender a niveles inferiores de complejidad, como tampoco hemos considerado niveles superiores a la sociedad de animales.

Otro observador podría establecer otros niveles de complejidad, según el punto de vista que adopte, pero lo importante a destacar es que con independencia de los niveles que se establezcan, los sistemas complejos (las cosas de este Mundo) están organizadas por niveles jerárquicos de complejidad.

Dentro de los distintos niveles de complejidad aparece uno de singular importancia, la vida que constituye otro importante enigma.

La frontera de la vida

El problema planteado es difícil, entre otras cosas porque realmente no sabemos lo que es la vida. Existen muchas definiciones pero ninguna generalmente aceptada.

Hoy la comunidad científica acepta que la vida se inicia con la célula, es decir la bacteria, pero tenemos que comprender claramente que esto no es más que una convención. Así pues ¿un virus no participa de la vida?

Para tratar de dar una respuesta al tema partiremos de una cierta manera de contemplar este problema; que es la siguiente:

Existen dos categorías naturales de seres, una la de los seres vivos y otra la de los seres no vivos, estas categorías (como todas las categorías naturales), se caracterizan por unos atributos que experimentan gradaciones en relación a un cierto prototipo central. Escojamos como prototipos, por ejemplo al perro para la categoría de seres vivos y a una piedra para la categoría de seres no vivos.

Todo el mundo comprende fácilmente las diferencias entre un perro y una piedra, pero la cosa se complica cuando nos aproximamos a la frontera entre las dos categorías.

Si vamos descendiendo en los niveles de complejidad, veremos que la vida empieza a nivel molecular, no a un nivel celular que es lo que hoy se acepta generalmente, concretamente empieza en las llamadas biomoléculas (proteínas, ARN, etc).

Para tratar de justificar lo anterior, analicemos cuidadosamente un proceso biológico, por ejemplo el proceso de las hormonas estereoidales o las tiroideas.

El proceso es, en esquema, el siguiente: cuando la glándula del sistema endocrino entra en acción envía una orden, en forma de hormona a las células diana para que inicien el proceso, esta orden o mensaje es la propia Hormona, que mediante la circulación sanguínea llega a las células diana, atraviesa la membrana celular y se acopla a una determinada proteína receptora intracelular. Esta proteína o mejor complejo, que hasta ese momento flotaba inerte y libremente en el citosol, se activa e inicia una prodigiosa serie de acciones. En primer lugar se mueve con una finalidad determinada, en segundo lugar, no se mueve en una dirección cualquiera, sino en una dirección concreta, hacia el núcleo. Hay que considerar que la posición relativa del núcleo y la proteína puede ser cualquiera, lo que implica que la proteína tiene que escoger una cierta dirección (arriba, abajo, derecha, izquierda, adelante o atrás), es decir la proteína "sabe" donde está el núcleo, en ese momento.

Emprende así lo que podríamos llamar "Las veinte mil leguas de viaje submarino" inspirado en la trayectoria y peripecias del Nautilus de Julio Verne. En efecto, la proteína debe recorrer una distancia muy grande, en relación a su tamaño, y además debe sortear todo tipo de obstáculos, como pueden ser otras moléculas, agrupaciones de las mismas, orgánulos de la célula, etc.

Al final de este accidentado viaje llega a la superficie del núcleo, donde empieza a moverse por ella buscando un poro nuclear, lo encuentra, y se introduce por él al interior del núcleo. Una vez ahí busca un determinado lugar en el ADN que es una hebra enormemente larga en relación a la proteína, (imaginemos que seria el equivalente de que un hombre tuviera que buscar un punto determinado en una cuerda de unos 150.000 km de largo), encuentra ese lugar, se acopla y desencadena el proceso celular de expresión génica.

Esta descripción de la actividad de esta proteína muestra, a mi entender claramente, que es más parecida al comportamiento de un perro que a las propiedades de una piedra, y por tanto clasificable en la categoría de seres vivos.

En cambio si descendemos un nivel de complejidad en la proteína, nos encontramos con unos elementos componentes, los aminoácidos, cuyos atributos son más parecidos a la piedra y por tanto se trata de seres no vivos.

Así pues creemos que la frontera entre lo vivo y lo no vivo se encuentra en las biomoléculas (proteínas, ARN, etc.).

Esta consideración no es meramente académica, pues hace centrar la atención de nuestro estudio en la verdadera frontera entre los seres vivos y los no vivos. Y ello nos permitirá sacar algunas conclusiones, que creo son importantes, en relación con los factores fundamentales que determinan la emergencia y funcionamiento de los seres vivos, como tratamos de mostrar a continuación.

Factores fundamentales de la emergencia y funcionamiento de los seres vivos

En el apartado anterior mostramos que la frontera de las categorías de los seres vivos se encontraba en las biomoléculas (proteínas A R N etc.) en este apartado intentaremos exponer cuales son los factores fundamentales que determinarán la emergencia y funcionamiento de los seres vivos.

Para ello estudiaremos el nivel molecular y dentro de él, las biomoléculas o moléculas bióticas y las moléculas abióticas. Si examinamos los procesos por los que emergen las moléculas de un tipo y de otro, veremos en el primer caso que se trata de procesos de reproducción o replicación y en el segundo de reacciones químicas.

Tomemos como ejemplo de la molécula abiótica una molécula de agua (H2O) y de la molécula biótica una proteína y veamos como se forman esas moléculas.

Como sabemos el agua se puede formar según múltiples rutas o vías de obtención. Pero tomemos la que quizás sea la más simple que es a partir de moléculas de O2 y de H2. Supongamos así un contenedor de gas H2 en presencia de otro contenedor con gas O2, produciendo por ejemplo una combustión. La reacción química originará emergía (calor etc.) y agua.

En esta reacción hay un conjunto de moléculas con movimientos aleatorios, que de igual forma colisionan al azar con otras moléculas, existiendo una energía de activación inicialmente y la propia energía liberada por la reacción exotérmica después que hace que la colisión de dichas moléculas, sea con tal energía que se sobrepase el umbral de transición, formando una nueva molécula de H2O. ¿Cuáles son los factores fundamentales de esta reacción? Pues esencialmente dos: encuentros al azar entre las moléculas de los elementos componentes y cambios importantes de energía.

Pasemos a estudiar ahora como se forma una biomolécula, una proteína, bajo la forma de una secuencia de aminoácidos, el proceso de formación se inicia no con una energía de activación o un encuentro al azar de moléculas, sino con la intervención de una proteína que se acopla en un cierto lugar en la molécula de ADN y transmite el mensaje de iniciar el proceso de transcripción de la información contenida en el ADN, al ARN m el cual una vez formado, es "editado" en el interior del núcleo (es decir se eliminan ciertas partes, se unen otras en un orden determinado etc.), luego esta molécula sale del núcleo y va a un ribosoma que "lee" o traduce la información y da instrucciones a los ARN t para que vayan a buscar en el citosol los aminoácidos adecuados, que son colocados en la secuencia precisa y unidos entre sí, emergiendo del ribosoma la cadena de aminoácidos, que deben plegarse de la forma adecuada ayudada por las proteínas chaperonas y de ahí sufrir otras posibles modificaciones en la célula. Vemos así que lo principal en este proceso es el flujo de información que va del ADN al ARN m, de ahí al ribosoma, a los ARN t y finalmente a la proteína.

En la formación de la proteína hay cambios de energía pero estos son mínimos, aquí lo importante es el flujo de información.

Por otra parte no hay, prácticamente encuentros al azar entre las moléculas, sino que todas ellas se mueven de una manera perfectamente coordinada por la maquinaria celular, con una intencionalidad, con una finalidad, construir una proteína.

Así pues vemos que los factores fundamentales en una molécula biótica son la información y la intencionalidad.

En la formación de ambos tipos de moléculas pueden intervenir diversos factores, pero los fundamentales son los indicadas, siendo los otros poco significativos o secundarios, así por ejemplo en la formación de una molécula de proteína se produce también intercambios de energía, pero esta es muy pequeña y poco significativa en el proceso, pues si el intercambio fuera importante podría producirse la muerte de la célula.

Estudiemos con algo más de detalle los dos factores fundamentales antes citados:

Por lo que se refiere a la información, diremos que su intervención con carácter esencial está claro en algunas ciencias, como la biología en la que por ejemplo Bernd-Olaf Kippers dice "que todos los fenómenos de la vida están basados sobre la información y la comunicación, es verdaderamente la principal característica de la materia viva*".

Pero el concepto de información está empezando a considerarse también en la física y hay autores que creen que la realidad subyacente a las Leyes de la Naturaleza, está formada por la información y que nuestro Universo es en definitiva un conjunto de bits de información.

Respecto al otro factor fundamental que hemos citado que es la intencionalidad, indicaremos que hay autores como John Maynard Smith que dice: "la noción de información tal como es usada en biología…implica intencionalidad*" es decir parece unir la información y la intencionalidad en biología, cuestión con la que discrepo pues en biología hay todo un mundo de señales (que solo contienen información pero no tienen intencionalidad alguna), como por ejemplo las emitidas por los objetos físicos, que son muy importantes para los seres vivos. Por ello creo que son dos fenómenos diferentes la información y la intencionalidad, aunque en muchos casos puedan ir juntas.

El problema de la intencionalidad, ha sido estudiado principalmente desde un punto de vista filosófico (como hace por ejemplo John R. Searle) pero creo que quizás sea conveniente estudiarlo desde otros puntos de vista, más pragmáticos, se trata de un concepto oscuro que puede tener una gran profundidad.

*DAVIES PAUL Y OTROS (2010) "Information and the nature of reality" Cambridge. University Press. Pages 143 y 170.

Bibliografía

• 1) CHANCO NEVE JOSE LUÍS (2008) "Reflexiones sobre el Mundo y el Ser Humano" HUERGA Y FIERRO.

• 2) CURTIS, HELENA Y N. SUE BARNES (2011) "BIOLOGIA". ED. PANAMERICANA.

• 3) DAVIES PAUL Y OTROS (2010): "INFORMATION AND THE NATURE OF REALITY" CAMBRIDGE. UNIVERSITY PRESS.

• 4) GARCIA SAINZ JESUS ADOLFO "HORMONAS: MENSAJEROS QUIMICOS Y COMUNICACIÓN CELULAR" WEB.

• 5) GRIBBIN JOHN (2006) "ASI DE SIMPLE: EL CAOS, LA COMPLEJIDAD Y LA APARICION DE LA VIDA" CRITICA.

• 6) GUZMAN MIGUEL DE (2006) "AVENTURAS MATEMATICAS. UNA VENTANA HACIA EL CAOS Y OTROS EPISODIOS" ED. PIRAMIDE.

• 7) JEANS, JAMES (1944) "NUEVOS FUNDAMENTOS DE LA CIENCIA" ESPASA CALPESA.

• 8) KANT INMANUEL (1996) "Crítica de la razón para" Ed. Alfaguara.

• 9) MAYNARD SMITH, JOHN (2000) "THE CONCEPT OF INFORMATION IN BIOLOGY" PHOLOSOPHY OF SCIENCE.

10) SEARLE JOHN R. (2001) "MENTE, LENGUAJE Y SOCIEDAD" ALIANZA EDITORIAL.

11) VELARDE, GUILLERMO (2002) MECANICA CUANTICA MCGRAW HILL/INTERAMERICANA DE ESPAÑA S.A.

Autor:

Jose Luis Chancho Neve

España, Madrid Mayo 2012