Nuevas formas de entender la naturaleza

Tradicionalmente se ha intentado entender la vida desde la química y la biología, como una serie de fenómenos en lo que lo importante son unidades o estructuras como son las células y las unidades hereditarias contenidas en sus núcleos, esto es, los cromosomas, compuestos del ya célebre ADN (ácido desoxirribonucleico). Efectivamente, la doble hélice de nucleótidos que forma el ADN nos ayuda a comprender cómo se transmite la herencia biológica que los progenitores legan a su descendencia, pero ¿cómo empezó todo?, ¿cómo pudieron formarse, por ejemplo, los aminoácidos, "pilares" de las ubicuas proteínas? En 1953, el estadounidense Stanley Miller dio un paso de gigante en el camino hacia la comprensión, desde la química, del origen de la vida simulando el efecto de la luz ultravioleta en la "sopa primigenia" que debió existir en la Tierra primitiva (rica, se supone, en compuestos orgánicos sencillos como el metano, el amoniaco, el hidrógeno, el agua o el dióxido de carbono). Para ello hizo pasar una descarga eléctrica de alto voltaje a través de una mezcla de gases, encontrando que aparecían diversos productos químicos entre los que se encontraban varios aminoácidos.

Es una introducción a los orígenes termodinámicos de la vida, lo que es tanto como decir a la física, cosmología, ecología y evolución

Sin duda, la senda química abierta por Miller, y la biológico-molecular representada por Watson y Crick y la doble hélice, son fundamentales para resolver ese tremendo y para nosotros tan apreciado rompecabezas que es la aparición, mantenimiento y evolución de la vida, pero de ningún modo son únicas, porque la vida no es sólo copia de moléculas, es también transformación de energía. Y nadie ha hecho más para que nos demos cuenta de este, por otra parte -uno está tentado de añadir-, trivial hecho, que todos aquellos científicos que a lo largo de las últimas décadas han logrado que la termodinámica (la ciencia que se ocupa de los intercambios energéticos) se haya desarrollado lo suficiente como para poder tratar no sólo sistemas cerrados y en equilibrio, sino también abiertos, porque ¿qué es la vida, los organismos vivos, sino una estructura abierta que intercambia energía con el exterior?

De hecho, en lugar de hablar de intercambios energéticos es preferible referirse a gradientes, a diferencias de magnitudes como pueden ser la temperatura o la presión. Los gradientes son la auténtica fuente de la vida, que tiene que luchar contra la tendencia de la naturaleza a reducir gradientes, es decir, contra la tendencia de la energía a disiparse conforme a la segunda ley de la termodinámica (expresada según la a menudo citada entropía). Para los seres vivos, el equilibrio termodinámico equivale a la muerte, por lo que para comprender la vida es imperativo entender la termodinámica del no equilibrio. Aunque nos parezca que los sistemas complejos están organizados por fuerzas externas (para algunos por un Dios), no es así: están asociados a gradientes y son reacciones naturales ante éstos. La complejidad de la vida -y de otros sistemas existentes en la naturaleza- es una derivación natural de la tendencia a reducción de gradientes: allí donde las circunstancias lo permiten, surgen organizaciones cíclicas para disipar entropía en forma de calor. Puede incluso argumentarse -es una nueva forma, poco darwiniana, de entender la evolución- que puesto que el acceso a los gradientes se mejora mediante el perfeccionamiento de la percepción, el incremento de la inteligencia es una tendencia evolutiva que promueve selectivamente la prosperidad de aquellos que explotan recursos menguantes sin agotarlos.

La termodinámica de la vida, de Eric Schneider y Doris Sagan, distinguido científico especializado en ecosistemas y en el desarrollo de la sostenibilidad (ámbitos ambos particularmente bien adaptados para ser estudiados desde la ciencia de los sistemas abiertos) el primero y divulgador científico el segundo (es hijo del inolvidable Carl Sagan y de Lynn Margulis, con la que ha escrito libros como Microcosmos o ¿Qué es el sexo), constituye una magnífica, y bastante completa, introducción a los orígenes termodinámicos de la vida, lo que es tanto como decir -y así lo expresa su subtítulo- a la física, cosmología, ecología y evolución. De hecho, La termodinámica de la vida no trata sólo de la vida tal y como la entendemos habitualmente, sino también de otros sistemas complejos "no vivos" (en el sentido biológico), que al igual que la vida biológica surgen de forma espontánea debido a la existencia de un gradiente, esto es, a una diferencia de presión, de temperatura o de concentración química. Sistemas como reacciones químicas que se organizan de manera espontánea, o un tipo de células llamadas de Bénard, estructuras hexagonales que sólo requieren para aparecer de una diferencia de temperatura a lo largo de un fluido. O como los tornados, sistemas cíclicos complejos producidos por gradientes de presión barométrica en la atmósfera, cuyo propósito es eliminar el gradiente del que nacen. Y también están los huracanes, enormes sistemas organizados que involucran trillones y trillones de moléculas y que pueden abarcar más de mil kilómetros. Todos estos sistemas "viven" durante un tiempo, es decir, se individualizan y diferencian del caos circundante. La vida tiene un propósito natural similar, sólo que, en vez de deshacer rápidamente un gradiente de presión y después desaparecer, tiende a reducir, en el transcurso de miles de millones de años, el enorme gradiente estelar que existe entre el Sol caliente y el espacio frío, ganando complejidad en el proceso.

Si miramos más allá de nuestro pequeño, parroquial, mundo terrestre, también encontramos abundantes manifestaciones de la fecundidad de los gradientes. Así, los gradientes de temperatura y presión en el interior de estrellas de gran masa constituyeron el crisol en el que se cocieron los elementos de la vida (difundidos luego por el cosmos a través de explosiones como las de las supernovas), y los gradientes cósmicos organizaron la química del sistema solar, enviando los materiales más densos al centro y los más ligeros a la periferia. De hecho, el rango de aplicabilidad de la termodinámica del no equilibrio no se limita a sistemas físicos o biológicos como los anteriores, también arroja luz sobre la economía, como se muestra en este muy recomendable libro. Es cierto que su lectura requiere de algún esfuerzo de concentración, pero a cambio el lector recibe algo que no es frecuente en la sobredimensionada (en todos los ámbitos) producción editorial actual: la apasionante visión de un mundo científico nuevo, un mundo sin el cual es razonable pensar que no será posible comprender en el futuro no ya sólo el origen y evolución de la vida sino innumerables otros apartados de eso que llamamos Realidad.