matar o morir

miércoles, noviembre 12, 2008
























En esta sección trataremos de encontrar los dos últimos factores de la Ecuación de Drake, los que incluyen las posibilidades de vida e inteligencia extraterrestre. Para hacerlo debemos conocer primeramente lo que es vida. A primera impresión nos encontramos con un gran problema, las leyes de la física, tal como las conocemos aquí en la Tierra, son las mismas en cualquier parte del Universo (si no fuera así, la astrofísica no tendría validez, y ya se ha demostrado que funciona a la perfección); sin embargo, con la Biología, es decir, con la ciencia que se encarga de estudiar todo lo relacionado a la vida, no sucede lo mismo, no podemos asegurar (al menos hasta ahora), que todas las formas de vida en el universo sean similares a la terrestre, ni que todas las sustancias orgánicas existentes en el universo son de esa misma forma. La Biología, al contrario que la Física, es un fenómeno puramente local. Más exactamente podemos afirmar que tenemos "conceptos locales" de vida basados en la química del Carbono. En estas últimas décadas, sin embargo, muchos científicos renombrados, entre ellos el fallecido astrónomo norteamericano Carl Sagan, se han dedicado al estudio de la Exobiología, ciencia que intenta encontrar formas distintas de vida, es decir, vidas basadas en químicas distintas a las del carbono. Se ha encontrado, por ejemplo, que el Silicio es un elemento de caraterísticas muy similares a las del Carbono, y se cree que pueda existir en alguna parte del Universo una vida basada en la química del Silicio, cosa que aún no ha sido confirmada, pero ya aquí en la Tierra se han realizado exitosos experimentos que demuestran la propiedad de polimerización del Silicio, que es fundamental en el proceso de la vida. Sin embargo, para no entrar en los terrenos de la Ciencia Ficción, vamos a interesarnos solamente en la vida tal y como la conocemos en la Tierra y vamos a suponer que la vida en cualquier parte del Universo tiene estas características.
Lo primero que debemos conocer entonces es ¿que es un ser vivo?. La respuesta, si queremos hacerlo directamente, resultaría más complicada que la pregunta misma, así que intentaremos por cuestiones de un mejor entendimiento, dar a conocer las características de la vida. La gran mayoría de textos especializados inician afirmando que un ser vivo es aquel que asimila sus alimentos, se mueve, reacciona a estímulos del exterior, crece y se reproduce (lo que se resume a que metaboliza sus alimentos y se reproduce). Se puede agregar a todo esto que además un ser vivo está constituido por partes que funcionan armónicamente, que son capaces de autoconstruirse a expensas de sustancias químicas recibidas del exterior y que se autoregulan y se adaptan (bajo ciertos límites) al medio en que están inmersos. Bajo el punto de vista físico, observando la naturaleza en su totalidad, todo ser vivo efectúa un transporte continuo de energía y materia, es decir, tiende a captar energía y a disminuir su entropía.



























Derecha. Organismo animal pluricelular (chacal).
Izquierda. Microbios causantes de las principales enfermedades infecciosas humanas.
Diversas formas de vida terrestre. Tanto los microbios como los organismos más complejos adquieren características similares: metabolismo y reproducción.

EL ATOMO VITAL: CARBONO
La vida en la Tierra consiste casi solo por un grupo reducido de elementos entre los cuales podemos nombrar al Hidrógeno, Nitrógeno, Oxígeno, Fósforo, Azufre, y sobre todo, Carbono. El carbono es un elemento que muestra una gran facilidad para enlazarse con múltiples átomos, actúa como la goma que une las piezas de la vida. Incluso, hoy en día, la química se divide en orgánica e inorgánica debido a las características de este elemento.
Pero, ¿a qué se debe esta versatilidad del Carbono? Los electrones en un átomo, orbitan alrededor de un núcleo en forma de capas concéntricas, en cualquier átomo, cada capa puede contener cierto número de electrones. La primera acomoda sólo 2 electrones, la siguiente 8. Sin embargo, el átomo de carbono posee sólo 6 electrones, 2 en la capa interna y 4 en la siguiente, quedando cuatro espacios "huecos" en la parte externa. Los átomos de Carbono tienden a llenar estos agujeros con electrones de otros átomos de las inmediaciones creando enlaces sencillos distintos, o bien pueden llenarlos con 2 o 3 electrones de un mismo átomo formando un enlace doble o triple. Estas moléculas, como así se les llama a estas asociaciones de átomos, aunque abundan en la Tierra, lo hacen aún con más frecuencia en el espacio, en nubes de polvo, cometas y meteoritos, incluso han sido detectados algunos en la atmósfera de Júpiter.










Un simple átomo de carbono puede de esta forma mantener unida una molécula de formaldehido, y una hilera de átomos estrelazados por carbono puede servir de columna dorsal para una proteína.
Sin embargo, los sistemas complejos, autoregulados, que viven, se reproducen y mueren, requieren moléculas mucho más sofisticadas (de 10000 átomos en algunos casos) los cuales sólo pueden ser producto de una larga evolución, la que a su vez, requiere de ciertas condiciones particulares. Estas moléculas complejas, creadas en el curso de millones de años, son los llamados polímeros orgánicos, cadenas gigantescas, anillos, retículos y globos construidos a partir de unidades químicas conocidas como monomeros, de entre los cuales los aminoácidos son una variedad. Los polímeros orgánicos se clasifican en carbohidratos, lípidos, ácidos nucleicos y proteínas. Las proteínas son conjuntos enmarañados de cadenas de péptidos, los cuales consisten a su vez de cientos de aminoácidos ligados en una secuencia que varía de proteína a proteína. Pero entonces: ¿cómo hace el organismo para construir las proteínas que necesita? ¿cómo sabe la forma en que debe colocar los aminoácidos?




No abordaré de manera profunda la respuesta a estas interrogantes ya que no corresponde a mi especialidad así que trataré de dar soluciones de manera superficial basándome para esto en la unidad fundamental de vida: la célula.







Esquema simplificado de una célula animal común
La unidad más pequeña de vida autosuficiente en la Tierra es la célula, con un diámetro a menudo no menor de unas pocas milésimas de centímetro. La célula se compone esencialmente de 2 partes: el citoplasma, donde se encuentra la mayor parte de las sustancias alimenticias y un núcleo, donde existen dos ácidos que son fundamentales para la vida, el ADN y el ARN.
El ADN sólo se encuentra en el núcleo, es el que contiene el código genético que dice qué proteínas debe construir y cómo se colocarán los aminoácidos para construirlas. El ARN está también en el citoplasma y actúa como el mensajero del código genético al citoplasma, donde están los aminoácidos que luego formarán las proteínas.



Molécula de DNA



Estamos entonces ante el hecho de que la célula es capaz de alimentarse y reproducirse a partir de los aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos. Pero, ¿cómo se puede hacer para formar a partir de materia inorgánica estas sustancias? ya que alguna vez éstas, o al menos sus componentes han tenido que ser inertes.
La aparición de estos compuestos orgánicos sobre la Tierra se puede estudiar si nos situamos en el medio ambiente primitivo de la Tierra. Hoy en día sabemos que el Universo está compuesto por casi 90% de Hidrógeno. Partiendo de aquí y sabiendo como es que se puede combinar el hidrógeno con otros elementos es lógico suponer que al principio la Tierra tenía una atmósfera muy rica en ciertos compuestos de hidrógeno como el vapor de agua, amoniaco, metano, sulfuro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno, etc., y también había un océano de agua líquida con gases atmosféricos disueltos en ella. Entonces, los elementos de la atmósfera y de la corteza terrestre reaccionaron entre sí formando moléculas más complicadas, por ejemplo los aminoácidos. Con esta finalidad era preciso una fuente de energía, la cual se obtuvo de descargas atmosféricas pero principalmente de la luz solar. En este entonces, la atmósfera carecía de oxígeno libre, imposibilitándose de formar el tan conocido ozono (O3) que impide el paso de los rayos ultravioleta del sol, tan dañinos para el hombre, pero tan favorable para la formación de las primeras moléculas vitales de la Tierra.
En este momento entonces, los aminoácidos libres comenzaron a unirse formando proteínas. Estas a su vez, capaces de aprovechar el oxígeno deben haber elaborado el oxígeno que hoy en día tiene nuestra atmósfera. Luego, este oxígeno se pudo agrupar formando el ozono el cual impidió el flujo de radiación ultravioleta, deteniendo la posibilidad de seguir creando organismos. En adelante, los nuevos organismos serían los herederos de esos primeros creados por la radiación solar.



En un famoso experimiento realizado en 1952, los investigadores americanos Miller y Urey aplicaron, durante aproximadamente una semana, descargas eléctricas en un recipiente conteniendo una mezcla de hidrógeno, metano, nitrógeno y amoníaco, al mismo tiempo que se le suministraba vapor de agua, imitando las condiciones de los primeros períodos de la historia de la Tierra. Al final del experimento, se comprobó que se habían formado distintas sustancias y combinaciones orgánicas, entre otras, diversos aminoácidos. Se había generado, los bloques constituyentes de una proteína.
Es difícil fijar un límite exacto entre la materia viva y la inerte, pero se considera que los primeros organismos completos fueron seres unicelulares con características de planta y animal, y que eran capaces de alimentarse y reproducirse, siendo los ácidos nucleicos los controladores de sus procesos vitales. Más adelante estos organismos unicelulares fueron formando colonias. Las células se hicieron cada vez más interdependientes, dando lugar a los seres pluricelulares que poco a poco evolucionaron y se perfeccionaron. El resto es bastante conocido.

LIMITES DE LA VIDA
Ahora bien, ¿Hasta que punto este tipo de vida es capaz de subsitir? Los factores ambientales reducen a límites muy estrechos la difusión de la vida (al menos la que conocemos). La temperatura por ejemplo es un factor importante. Si hace demasiado frío mueren los seres vivos o se detienen sus procesos vitales quedando aletargados, por el contrario, si la temperatura es demasiado elevada, mueren rápidamente. La mayor parte de la vida existe entre los cero y los cuarenta grados celsius ( 0 - 400 C ). Además de la temperatura, la presión, el flujo de radiación solar, la abundancia de oxígeno, entre otros, son también factores relevantes.
Sin embargo, biólogos, microbiólogos y otros científicos han descubierto en estas últimas décadas que la vida en la Tierra no es en absoluto ni remótamente lo frágil ni particular como se había supuesto anteriormente. Desde los desiertos antárticos helados hasta las aguas sulfurosas de un manantial caliente, los organismos terrestres crecen y prosperan en ambientes que según los estándares convencionales, parecen tan perjudiciales como los que existen en otros planetas y lunas del Sistema Solar.
Varios kilómetros por debajo del océano, en la oscuridad absoluta, características similares a las zonas por debajo del hielo de Europa, una de las lunas de Júpiter, es posible y se han encontrado ciertos tipos de vida. Colonias de microbios en el interior de rocas frías y secas, sigue siendo un argumento a favor de una posibilidad similar de vida en Marte. Así mismo, criaturas especializadas de las profundidades marinas de la Tierra, soportan presiones increíbles. Adaptaciones como esta, abren la puerta a la posibilidad de que algún tipo de criatura pueda dominar las condiciones de la densa atmósfera de Júpiter, donde las presiones en ciertas zonas se parece a las de las profundidades oceánicas de la Tierra.
Sin embargo y a pesar de todo, nos hemos referido en todo este capítulo a la vida en un nivel muy primitivo, primordial, a nivel celular; sin embargo, sabemos que la vida puede evolucionar, llegando en algún momento a convertirse en vida inteligente, pero ¿es posible vida inteligente más allá de la Tierra? Veamos si esto es así.

Edades relativos:
Por medio de fósiles (paleontología) :
Fósiles guías permiten una correlación de edad entre diferentes sectores. Un fósil guía es un fósil con una abundancia relativamente alta, una distribución global y de una vida como especies relativamente corta. Otra ventaja sería una relativa independencia de factores ambientales.En el primer instante un fósil guía apunta a una cierta época y permite una correlación con los estratos en otros sectores que contienen el mismo fósil. Se habla de "edades relativos" por que un fósil en un primer instante define solamente una cronología entre más antiguo hasta más joven - simplemente el fósil no trae su certificado de nacimiento - solamente dice estoy más joven que... y más viejo que....
Pero desde hace un medio siglo existe la posibilidad de realizar dataciones radiometricas que dan una "fecha" precisa en millones de años (m.a.) - y por supuesto los fósiles guía ya lo analizaron - entonces en el segundo plano se conoce su edad,




Por suerte siempre existe una lente atenta dispuesta a conservar esos momentos únicos de la naturaleza. La aguda mirada de Lori Mazzuca captó esta espectacular imagen que habla sobre la amistad entre los animales. Aunque suene increíble –pues es bastante raro encontrar a una ballena interactuando con otra especie- este ejemplar de ballena yubarta no tuvo mejor idea que socializar con un delfín mular. Fue entonces cuando la fotógrafa captó la increíble fotografía.
“Observaba una interacción extraña entre un par de delfines de nariz de botella y una ballena jorobada, cuando llegó a ser evidente que las dos especies colaboraban de alguna manera. Un delfín estaba tumbado sobre la cabeza de la ballena mientras iba nadando lentamente. El truco parecía ser orquestado por ‘acuerdo mutuo’. La ballena levantó vertical y lentamente al delfín en el aire. Esperaba que el delfín se deslizara por la cabeza de la ballena para bajar, pero sólo se quedó y arqueó, intentando permanecer encima de la punta del hocico de la ballena. En esta situación, el delfín comenzó su deslizante vuelta al mar. Ya de nuevo en el océano, el delfín nadó rápidamente hacia el otro delfín,¡saltando alegre como si acabara de marcar un tanto!”, expresó Mazzuca, quien tomó la imagen en las playas de Hawai.
Lori Mazzuca es una bióloga marina y artista fotográfica que vive en Hawai. Su trabajo combina la creatividad con una gran experiencia en la observación de animales. Además, se ha perfeccionado en el arte de fotografiar animales en su habitat natural. De acuerdo a las palabras de Mazzuca, su misión es proteger y conservar las distintas especies en su habitat usando la educación, la ciencia y las fotografías.