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 más absoluta.

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.

En las estrellas se fusionan elementos sencillos en otros más complejos. Allí se formaron todos los componentes de los cuerpos de los seres vivos, y, nos queda por desvelar, ese último secreto que está en nosotros, lo que llamamos conciencia, la Mente… ¿Qué será?

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 Astro-biología 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 Astro-biología 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 autorreplicantes, o el propio crecimiento de la complejidad, cobran así pleno sentido en Astro-biología.

En los lugares más insospechados hemos encontrado formas de vida de cincomprensible 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 tenemosque preguntar si por ahí cerca se estarán preparando las condicionespara 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 partidiarios 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 mitocondrías 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.

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.

Flora bacteriana necesaria en nuestro organismo

• 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.

                     Los pulgones que deben ser eliminados para conservar la lozanía de la planta

• 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.

                      Situación del ADN dentro de una célula

En el interior de cada célula de nuestro cuerpo tenemos cadenas de ADN increíblemente largas. Es la materia prima de los genes. Almacena, reproduce y transmite todas nuestras características personales y únicas, nuestra herencia genética. Estas cadenas de ADN contienen las plantillas codificadas de las proteínas, que son los ladrillos de nuestros cuerpos.

Esta codificación es una serie de combinaciones de cuatro moléculas llamadas bases de los nucleótidos (y representadas por las letras A, G, C y T), que dan todas las instrucciones necesarias para fabricar nuestro cuerpo. Heredamos ADN de nuestros dos progenitores y, puesto que recibimos una mezcla única de ambos, la cadena de ADN de cada uno de nosotros es ligeramente distinta de la de los demás. Nuestro ADN es como una huella dactilar molecular.

Durante la reproducción sexual humana, el ADN de los progenitores se copia y se transmite en proporciones iguales. Es importante saber que, aunque casi todo el ADN de cada progenitor se separa durante la reproducción, en cada generación se barajan y se mezclan pequeños fragmentos de las dos aportaciones. Por mezcla no se entiende la distribución aleatoria y masiva, sino pequeños intercambios, duplicaciones y permutas entre el lote materno y el lote paterno de ADN. Este fenómeno se llama técnicamente “recombinación”. Afortunadamente para los fines de los investigadores genéticos, hay dos pequeñas porciones de nuestro ADN que no se recombinan. El ADN no recombinante es más fácil de rastrear, dado que su información no se altera durante su transmisión de una generación a otra. Las dos pequeñas porciones son el ADN mitocondrial (ADNmt) y la parte no recombinante del cromosoma Y (YNR).

Así que, el ADN mitocondrial es útil para el estudio evolutivo, en primer lugar, porque su variabilidad depende exclusivamente de las mutaciones, ya que no sufre el ya mencionado proceso de recombinación durante la concepción. En segundo lugar, permite un seguimiento de la línea materna evolutiva, pero solamente se podría estudiar en zonas que se saben estuvieron habitadas por mujeres, por lo que poría traer fallas, en caso de que la población femenina fuera mayor a la masculina. Aquellas regiones donde el ADN m. presnetan mayor variabilidad, significaran que allí se han producido mayores mutaciones en el tiempo, por tanto serán más antigua, rastreándose así nuestra posible zona de origen. El número de genes en el ADN mitocondrial es de 37, frente a los 20.000 – 25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humano.

Así que, decir que recibimos el 50% de nuestro ADN de nuestro padre y el otro 50% de nuestra madre no es totalmente verdadero. Un pequeño fragmento de nuestro ADN se hereda sólo a través de la madre. Es al que antes nos referíamos como el ADN mitocondrial porque se trata de filamentos circulares individuales contenidos en pequeñas cápsulas tubulares llamadas mitocondrias que funcionan un poco como baterias en el interior del citoplasma celular.

Algunos biólogos moleculares dicen que, cuando el mundo era joven, la mitocondria era un organismo autónomo con su propio ADN y poseía el secreto de generar muchísima energía. Invadió organismos unicelulares nucleados y allí sigue desde entonces, dividiéndose, como la levadura, por fusión binaria. Aunque los varones reciben y usan el ADN mitocondrial de la madre, no pueden transmitirlo a los hijos. El esperma tiene mitocondrias propias para propulsar el largo viaje desde la vagina hasta el óvulo, pero al entrar en éste, las mitocondrias masculinas se marchitan y se mueren.

Así pues, cada cual hereda el ADNmt de la madre, que a su vez lo ha heredado intacto de su madre y ésta de la suya, hasta el infinito; de ahí que el nombre popular del ADNmt, “el gen EVA”. En última instancia, todas las personas que viven hoy en el mundo han heredado su ADN mitocondrial de una única antepasada que vivió hace casi 200.000 años. Este ADNmt nos proporciona un raro punto de estabilidad en las arenas movedizas de la transmisión del ADN. Sin embargo, si todos los cromosomas EVA del mundo actual fueran una reproducción exacta del primer gen Eva, todos serían idénticos. Sería algo prodigioso, pero significaría que el ADNmt tiene poco que decirnos sobre nuestra prehistoria. Saber que todas las mujeres descienden de una remota EVA común resulta emocionante, pero no nos ayuda a reconstruir la vida de cada una de sus hijas. Necesitamos un poco de variedad.

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.

                                     Sí, aunque pequeñas, existen esas probabilidades de mutaciones de la genética

Claro que, también existe el “Gen Adán”. A semejanza del ADNmt de transmisión materna y que reside fuera del núcleo de la célula, dentro del núcleo hay un paquete de genes que sólo se transmite por línea masculina. Es el cromosoma Y, el cromosoma definidor de la masculinidad. Exceptuiando un pequeño segmento, el cromosoma Y no desempeña ningún papel en el promiscuo intercambio de ADN que se permiten otros cromososmas, esto significa que, al igual que el ADNmt, la parter no recombinable del cromosoma Y pasa intacta a cada generación y puede ser rastreado, siguiendo una linea ininterrumpida, hasta nuestro primer antepasado masculino.

Los cromosomas Y se utilizan desde hace menos tiempo que el ADNmt en la reconstrucción de árboles genéticos y existen problemas para estimar el alcance cronológico. Cuando se solucionen, el método YNR podría tener una resolución cronológica y geográfica mucho mayor que el ADNmt, tanto para el pasado reciente como para el remoto. Esto se debe sencillamente a que el YNR es mucho mayor que el ADNmt y en consecuencia tiene mayor viabilidad potencial.

Bueno, tanto este artículo, o, pasaje (de una parte de nosotros) como otro que llamé: Estamos señalados por muchos dones pero…¡El habla!, nos viene a confirmar que, la vida, no es sólo “la materia evolucionada”. ¡La Vida! es mucho más que todo eso y, seguramente, como nos dice el amigo Kike, sea una parte sustancial del Universo que, a través de su sabia Naturaleza, nos ha creado para poder contemplarse, como nos comentó Nelson que había dicho el sabio.

De todas las maneras y a pesar de tantas explicaciones… seguimos… ¡Sin saber lo que la vida es!

emilio silvera

CIENCIA

Un conjunto de nuevas tecnologías permite sumergirse en el cuerpo de seres vivos y explorar todos sus órganos célula a célula. Es una visión de la vida que hasta hace unos pocos años era imposible. Este conjunto de técnicas, conocidas como secuenciación de ARN de células individuales, es el descubrimiento del año, según publicó ayer la prestigiosa revista Science.

Estas técnicas, cuyo uso se ha universalizado desde 2013, permiten saber qué genes están activos en una célula, conocer su función, ponerle una etiqueta para seguirla a lo largo de su vida y ver cómo interactúa con otras células en un plano tridimensional. Así se puede observar cómo un embriónde unas pocas células da lugar a los diferentes órganos hasta generar un individuo sano o desvelar los procesos moleculares que originan el cáncer y otras enfermedades.

Hace unos cinco años estas técnicas permitían secuenciar como mucho cientos de células a la vez; ahora ya se pueden analizar varios cientos de miles. Esto permite caracterizar órganos completos e incluso organismos enteros. Una de las aplicaciones de esta tecnología es encontrar nuevos tipos de células en el cuerpo humano. Este año se ha descubierto una nueva clase de células presentes en la zona de contacto entre útero y placenta que realizan una labor de mediación con el sistema inmune de la madre para que este reconozca al feto y no lo ataque durante los primeros meses de gestación. Lo mismo ha sucedido en el cerebro o el sistema respiratorio.

“Si antes pensábamos que había unos 3.000 tipos diferentes de células en el cuerpo humano, ahora creemos que hay 10 veces más”, explica Holger Heyn, investigador del Centro Nacional de Análisis Genómico, en Barcelona, y uno de los coordinadores del proyecto Atlas Celular Humano. Esta iniciativa, que surgió en 2016 y que involucra a más de 1.000 equipos científicos de 58 países, aportará el primer mapa celular de 10 órganos humanos en 2022. “Estas técnicas nos van a dar un Google Maps del cuerpo humano completo en el que podremos hacer zoom en cada órgano y explorarlo célula a célula. Primero tendremos una referencia de un cuerpo sano y después se irán añadiendo perfiles específicos de enfermedades”, explica.

 

 

“Pensábamos que había unos 3.000 tipos de células en el cuerpo humano, ahora creemos que hay 10 veces más”

 

 

 

 

El equipo de Heyn se centra en el atlas de linfocitos b del sistema inmune. “Estas células tienen un papel clave en la leucemia linfocítica crónica y, gracias a esta técnica, podemos saber qué falla en estas células. Por ejemplo, analizaremos sangre de pacientes que no responden a los tratamientos y la de otros que no vuelven a tener recaídas después de recibir los fármacos. De esta forma quizás seamos capaces de predecir cuál es el pronóstico de un determinado paciente y adaptar los tratamientos, por ejemplo darle uno muy agresivo o no hacerlo”, explica.

A partir de la elaboración del primer atlas celular humano, el proyecto europeo LifeTime pretende analizar el origen y progresión del cáncer y de otras enfermedades a nivel celular. Esta iniciativa también compite para conseguir una financiación de 1.000 millones de euros de la Comisión Europea. Este tipo de técnicas se usan en modelos animales y tejidos humanos, pero no pueden aplicarse por ahora en personas vivas. En cualquier caso, los expertos resaltan que esto no tiene por qué ser una limitación para posibles usos médicos. El equipo de Nikolaus Rajewsky, uno de los coordinadores del proyecto europeo, desarrolla miniórganos humanos creados a partir de células reprogramadas de pacientes a los que se puede aplicar la secuenciación de células individuales y ver cómo cambian con diferentes fármacos. “Esta técnica va a ser determinante durante la próxima década, no solo en ciencia básica sino también en aplicaciones clínicas”, opina Rajewsky, que es investigador del Centro de Medicina Molecular Max Delbrück, en Alemania.

En 1970 un estudiante de doctorado llamado Jaume Baguñà descubrió una nueva especie de gusano en un estanque de Montjuic (Barcelona). Si se cortaba en diez pedazos, cada uno de ellos se convertía en un nuevo gusano, algo muy parecido a la inmortalidad. Desde entonces el Schmidtea mediterranea se ha convertido en uno de los seres vivos más interesantes para estudiar los genes relacionados con la capacidad de regenerar tejidos. Este año, el equipo de Rajewsky publicó un atlas celular completo de uno de estos gusanos. El trabajo conectaba cada tipo de célula adulta con la célula madre que lo había generado. “Este tipo de estudios pueden ser útiles para entender mejor la capacidad regenerativa de los seres humanos y conocer qué genes están involucrados en cada paso”, explica el investigador.

El mismo tipo de tecnología se aplicó para analizar miles de células del sistema respiratorio de ratones y humanos, lo que permitió descubrir un nuevo tipo de células, los ionocitos pulmonares. “Estas células suponen el 0,001% del sistema respiratorio, pero vemos que expresan un gen fundamental para la fibrosis quística y sin este tipo de tecnología ni siquiera hubiéramos sabido que existían”, explica Avi Regev, investigadora de la Universidad de Harvard y coordinadora del proyecto Atlas Celular Humano.

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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 suporponer 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 lineas divisortias 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.

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. 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 porbar 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. Fijáos 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 pequelo 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 algiler que antes mencionamos cabrían 60.000.000.000 (sesenta mil millones) de átomos.

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.

En ralidad, 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 microsopio 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.

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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 lineas divisortias 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.

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

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.

En ralidad, 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 microsopio 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.

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BIODIVIERSIDAD

Estiman que quedan unos 12 millones de especies por descubrir

Los expertos estiman que quedan alrededor de 12 millones de especies animales y vegetales por descubrir. Esta abrumadora cifra se hace aún más colosal si se tiene en cuenta que las especies que ya se conocen suponen sólo una quinta parte. En 2016 se catalogaron unas 18.000 especies nuevas y, de ellas, un grupo de taxonomistas del Instituto Internacional para la Exploración de Especies (IISE, por sus siglas en inglés) ha seleccionado, por décimo año consecutivo, las 10 más destacadas.

En esta lista aparece este año una araña de menos de dos milímetros de los bosques húmedos de la India, que tiene forma de sombrero de mago, a la que han bautizado Eriovixia gryffindori en honor al personaje de Harry Potter. Hasta ahora, sólo se han descubierto ejemplares hembra. También está incluida una hormiga de Papúa Nueva Guinea, la Pheidole drogon, que utiliza sus espinas para triturar semillas y así poder comerlas.

La hormiga espiniosa Pheidole drogon MASAKO OGASAWARA

Otra de las especies, el arbusto Solanum ossicruentum, tiene unos frutos, duros como huesos, que parecen sangrar al cortarlos. Este es una vieja conocida de los científicos, ya que está catalogada desde hace 50 años, pero erróneamente, puesto que se le consideraba una variación de otra planta.

En el sur de Colombia ha aparecido la Telipogon diabolicus, una orquídea cuya estructura reproductiva recuerda a las representaciones de la cara del diablo. Está en peligro crítico: sólo crece en un bosque de montaña al sur del país que actualmente está muy amenazado por la construcción de una carretera.

En Laos, Tailandia y Vietnam los científicos han descrito un ciempiés con 20 pares de patas y unos 20 centímetros de longitud (Scolopendra cataracta) capaz de sumergirse en el agua y correr por el fondo de la misma manera que en tierra firme.

                      No hace falta ir a otros mundos para encontrar formas de vida asombrosas

La lista también incluye un saltamontes experto en camuflaje. Las hembras de esta especie (Eulophophyllum kirki), que tiene forma de hoja, exhiben un color rosa brillante mientras que los machos son completamente verdes. Completan la lista una rata omnívora de Indonesia (Gracilimus radix), una gran raya de agua dulce (Potamotrygon rex) endémica al río Tocantins, de Brasil, que mide más de un metro y puede pesar hasta 20 kilos, un milpiés (Illacme tobini) del Parque Nacional Sequoia, en EEUU, que, aunque ahora tiene 414 patas, continúa añadiendo más a lo largo de su vida y un gusano marino primitivo (Xenoturbella churro) que tiene la particularidad de tener boca, pero no ano.

Precisamente este último es una de las especies que más fascina de esta lista al investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), Antonio García-Valdecasas, que ha coordinado el comité seleccionador. El experto explica a ELMUNDO que el objetivo de la publicación de esta clasificación es recordar que el descubrimiento de la diversidad de la vida en el planeta está lejos de haber acabado. «Buscamos mantener vivo el asombro del mundo natural, cuyo conocimiento produce una sensación de plenitud que ningún artilugio tecnológico puede disputar», añade el investigador.

El saltamontes Eulophophyllum kirki PETER KIRK

Para hacer la recopilación de estas 10 especies, García-Valdecasas señala que primero se hace una preselección desde el IISE y, después, los miembros del comité las puntúan. «Cualquier persona puede sugerir la consideración de cualquier especie, incluso nosotros mismos», recuerda. Eso sí, la única cláusula es que si la especie la ha descubierto alguno de ellos, ese año no puede votar.

La crisis ambiental en la que está inmerso el planeta provoca que las especies se extingan sin que dé tiempo a descubrirlas. García afirma que es «un problema complicado». «Nuestra especie hace uso de recursos, que procesa y devuelve al medio ambiente de forma poco favorable para muchas especies», sostiene.

En este sentido, el doctor Quentin D. Wheeler, que lidera el comité, explica a este diario que la tasa de extinción actual es 1.000 veces superior que en la prehistoria. «Nos arriesgamos a no llegar a conocer a millones de especies o a no aprender lo que nos pueden enseñar», afirma el científico.

Esta lista se ha hecho pública coincidiendo con el aniversario del botánico sueco Carlos Linneo, del siglo XVIII, considerado padre de la taxonomía moderna.

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Existen “claves” que son diagramas , trazados a escala, de cuatro moléculas (base 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 transmiten intactas de generación en generación. Este descubrimiento fue el progreso más grande del siglo XX en el campo del conocimiento biológico.

         Situación del ADN dentro de una célula

En el interior de cada célula de nuestro cuerpo tenemos cadenas de ADN increíblemente largas. Es la materia prima de los genes. Almacena, reproduce y transmite todas nuestras características personales y únicas, nuestra herencia genética. Estas cadenas de ADN contienen las plantillas codificadas de las proteínas, que son los ladrillos de nuestros cuerpos.

Esta codificación es una serie de combinaciones de cuatro moléculas llamadas bases de los nucleótidos (y representadas por las letras A, G, C y T), que dan todas las instrucciones necesarias para fabricar nuestro cuerpo. Heredamos ADN de nuestros dos progenitores y, puesto que recibimos una mezcla única de ambos, la cadena de ADN de cada uno de nosotros es ligeramente distinta de la de los demás. Nuestro ADN es como una huella dactilar molecular.

Durante la reproducción sexual humana, el ADN de los progenitores se copia y se transmite en proporciones iguales. Es importante saber que, aunque casi todo el ADN de cada progenitor se separa durante la reproducción, en cada generación se barajan y se mezclan pequeños fragmentos de las dos aportaciones. Por mezcla no se entiende la distribución aleatoria y masiva, sino pequeños intercambios, duplicaciones y permutas entre el lote materno y el lote paterno de ADN. Este fenómeno se llama técnicamente “recombinación”. Afortunadamente para los fines de los investigadores genéticos, hay dos pequeñas porciones de nuestro ADN que no se recombinan. El ADN no recombinante es más fácil de rastrear, dado que su información no se altera durante su transmisión de una generación a otra. Las dos pequeñas porciones son el ADN mitocondrial (ADNmt) y la parte no recombinante del cromosoma Y (YNR).

Así que, el ADN mitocondrial es útil para el estudio evolutivo, en primer lugar, porque su variabilidad depende exclusivamente de las mutaciones, ya que no sufre el ya mencionado proceso de recombinación durante la concepción. En segundo lugar, permite un seguimiento de la línea materna evolutiva, pero solamente se podría estudiar en zonas que se saben estuvieron habitadas por mujeres, por lo que poría traer fallas, en caso de que la población femenina fuera mayor a la masculina. Aquellas regiones donde el ADN m. presnetan mayor variabilidad, significaran que allí se han producido mayores mutaciones en el tiempo, por tanto serán más antigua, rastreándose así nuestra posible zona de origen. El número de genes en el ADN mitocondrial es de 37, frente a los 20.000 – 25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humano.

Así que, decir que recibimos el 50% de nuestro ADN de nuestro padre y el otro 50% de nuestra madre no es totalmente verdadero. Un pequeño fragmento de nuestro ADN se hereda sólo a través de la madre. Es al que antes nos referíamos como el ADN mitocondrial porque se trata de filamentos circulares individuales contenidos en pequeñas cápsulas tubulares llamadas mitocondrias que funcionan un poco como baterias en el interior del citoplasma celular.

Algunos biólogos moleculares dicen que, cuando el mundo era joven, la mitocondria era un organismo autónomo con su propio ADN y poseía el secreto de generar muchísima energía. Invadió organismos unicelulares nucleados y allí sigue desde entonces, dividiéndose, como la levadura, por fusión binaria. Aunque los varones reciben y usan el ADN mitocondrial de la madre, no pueden transmitirlo a los hijos. El esperma tiene mitocondrias propias para propulsar el largo viaje desde la vagina hasta el óvulo, pero al entrar en éste, las mitocondrias masculinas se marchitan y se mueren.

                      Eva mitocondrial y los orígenes del hombre

Así pues, cada cual hereda el ADNmt de la madre, quer a su vez lo ha heredado intacto de su madre y ésta de la suya, hasta el infinito; de ahí que el nombre popular del ADNmt, “el gen EVA”. En última instancia, todas las personas que viven hoy en el mundo han heredado su ADN mitocondrial de una única antepasada que vivió hace casi 200.000 años. Este ADNmt nos proporciona un raro punto de estabilidad en las arenas movedizas de la transmisión del ADN. Sin embargo, si todos los cromosomas EVA del mundo actual fueran una reproducción exacta del primer gen Eva, todos serían idénticos. Sería algo prodigioso, pero significaría que el ADNmt tiene poco que decirnos sobre nuestra prehistoria. Saber que todas las mujeres descienden de una remota EVA común resulta emocionante, pero no nos ayuda a reconstruir la vida de cada una de sus hijas. Necesitamos un poco de variedad.

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 trastocan 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 sola 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.

                           Sí, aunque pequeñas, existen esas probabilidades de mutaciones de la genética

Claro que, también existe el “Gen Adán”. A semejanza del ADNmt de transmisión materna y que reside fuera del núcleo de la célula, dentro del núcleo hay un paquete de genes que sólo se transmite por línea masculina. Es el cromosoma Y, el cromosoma definidor de la masculinidad. Exceptuiando un pequeño segmento, el cromosoma Y no desempeña ningún papel en el promiscuo intercambio de ADN que se permiten otros cromososmas, esto significa que, al igual que el ADNmt, la parter no recombinable del cromosoma Y pasa intacta a cada generación y puede ser rastreado, siguiendo una linea ininterrumpida, hasta nuestro primer antepasado masculino.

Los cromosomas Y se utilizan desde hace menos tiempo que el ADNmt en la reconstrucción de árboles genéticos y existen problemas para estimar el alcance cronológico. Cuando se solucionen, el método YNR podría tener una resolución cronológica y geográfica mucho mayor que el ADNmt, tanto para el pasado reciente como para el remoto. Esto se debe sencillamente a que el YNR es mucho mayor que el ADNmt y en consecuencia tiene mayor viabilidad potencial.

Bueno, tanto este artículo, o, pasaje (de una parte de nosotros) como el del día anterior que llamé: Estamos señalados por muchos dones pero…¡El habla!, nos viene a confirmar que, la vida, no es sólo “la materia evolucionada”. ¡La Vida! es mucho más que todo eso y, seguramente, como nos dice el amigo Kike, sea una parte sustancial del Universo que, a través de su sabia Naturaleza, nos ha creado para poder contemplarse (también lo decía Nelson) como nos dijo el sabio.

emilio silvera

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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 suporponer 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 lineas divisortias 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.

El paso del tiempo convierte en líquido, gas o sólido algunos materiales y, a otros, los deforma hasta perder su estructura original para convertimos en lo que antes no eran. 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 porbar 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. (De hecho, ahora mismo tenemos a esa maldita familia del Covid19 que nos está atacando de manera mortal).

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. Fijáos 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 pequelo 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.

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.

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.

Si no hallamos pronto la manera de eliminar esta amenaza… ¡Mal irán las cosas! De vez en cuando aparece una señal de la Naturaleza que nos pone en el sitio que debemos ocupar, nos dice que no somos tanto como nos creemos ser, y que, un simple e infinitesimal “bichito” puede darnos una gran lección de nuestras carencias.

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.

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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.

 

 

Situación del ADN dentro de una célula

 

En el interior de cada célula de nuestro cuerpo tenemos cadenas de ADN increíblemente largas. Es la materia prima de los genes. Almacena, reproduce y transmite todas nuestras características personales y únicas, nuestra herencia genética. Estas cadenas de ADN contienen las plantillas codificadas de las proteínas, que son los ladrillos de nuestros cuerpos.

 

 

Esta codificación es una serie de combinaciones de cuatro moléculas llamadas bases de los nucleótidos (y representadas por las letras A, G, C y T), que dan todas las instrucciones necesarias para fabricar nuestro cuerpo. Heredamos ADN de nuestros dos progenitores y, puesto que recibimos una mezcla única de ambos, la cadena de ADN de cada uno de nosotros es ligeramente distinta de la de los demás. Nuestro ADN es como una huella dactilar molecular.

 

Durante la reproducción sexual humana, el ADN de los progenitores se copia y se transmite en proporciones iguales. Es importante saber que, aunque casi todo el ADN de cada progenitor se separa durante la reproducción, en cada generación se barajan y se mezclan pequeños fragmentos de las dos aportaciones. Por mezcla no se entiende la distribución aleatoria y masiva, sino pequeños intercambios, duplicaciones y permutas entre el lote materno y el lote paterno de ADN. Este fenómeno se llama técnicamente “recombinación”. Afortunadamente para los fines de los investigadores genéticos, hay dos pequeñas porciones de nuestro ADN que no se recombinan. El ADN no recombinante es más fácil de rastrear, dado que su información no se altera durante su transmisión de una generación a otra. Las dos pequeñas porciones son el ADN mitocondrial (ADN mt) y la parte no recombinante del cromosoma Y (YNR).

Así que, el ADN mitocondrial es útil para el estudio evolutivo, en primer lugar, porque su variabilidad depende exclusivamente de las mutaciones, ya que no sufre el ya mencionado proceso de recombinación durante la concepción. En segundo lugar, permite un seguimiento de la línea materna evolutiva, pero solamente se podría estudiar en zonas que se saben estuvieron habitadas por mujeres, por lo que poría traer fallas, en caso de que la población femenina fuera mayor a la masculina. Aquellas regiones donde el ADN m. presnetan mayor variabilidad, significaran que allí se han producido mayores mutaciones en el tiempo, por tanto serán más antigua, rastreándose así nuestra posible zona de origen. El número de genes en el ADN mitocondrial es de 37, frente a los 20.000 – 25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humano.

 

 

 

 

Así que, decir que recibimos el 50% de nuestro ADN de nuestro padre y el otro 50% de nuestra madre no es totalmente verdadero. Un pequeño fragmento de nuestro ADN se hereda sólo a través de la madre. Es al que antes nos referíamos como el ADN mitocondrial porque se trata de filamentos circulares individuales contenidos en pequeñas cápsulas tubulares llamadas mitocondrias que funcionan un poco como baterias en el interior del citoplasma celular.

 

 

 

Algunos biólogos moleculares dicen que, cuando el mundo era joven, la mitocondria era un organismo autónomo con su propio ADN y poseía el secreto de generar muchísima energía. Invadió organismos unicelulares nucleados y allí sigue desde entonces, dividiéndose, como la levadura, por fusión binaria. Aunque los varones reciben y usan el ADN mitocondrial de la madre, no pueden transmitirlo a los hijos. El esperma tiene mitocondrias propias para propulsar el largo viaje desde la vagina hasta el óvulo, pero al entrar en éste, las mitocondrias masculinas se marchitan y se mueren.

 

 

Así pues, cada cual hereda el ADNmt de la madre, qur a su vez lo ha heredado intacto de su madre y ésta de la suya, hasta el infinito; de ahí que el nombre popular del ADNmt, “el gen EVA”. En última instancia, todas las personas que viven hoy en el mundo han heredado su ADN mitocondrial de una única antepasada que vivió hace casi 200.000 años. Este ADNmt nos proporciona un raro punto de estabilidad en las arenas movedizas de la transmisión del ADN. Sin embargo, si todos los cromosomas EVA del mundo actual fueran una reproducción exacta del primer gen Eva, todos serían idénticos. Sería algo prodigioso, pero significaría que el ADNmt tiene poco que decirnos sobre nuestra prehistoria. Saber que todas las mujeres descienden de una remota EVA común resulta emocionante, pero no nos ayuda a reconstruir la vida de cada una de sus hijas. Necesitamos un poco de variedad.

 

 

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.

Sí, aunque pequeñas, existen esas probabilidades de mutaciones de la genética

 

Claro que, también existe el “Gen Adán”. A semejanza del ADNmt de transmisión materna y que reside fuera del núcleo de la célula, dentro del núcleo hay un paquete de genes que sólo se transmite por línea masculina. Es el cromosoma Y, el cromosoma definidor de la masculinidad. Exceptuiando un pequeño segmento, el cromosoma Y no desempeña ningún papel en el promiscuo intercambio de ADN que se permiten otros cromososmas, esto significa que, al igual que el ADNmt, la parter no recombinable del cromosoma Y pasa intacta a cada generación y puede ser rastreado, siguiendo una linea ininterrumpida, hasta nuestro primer antepasado masculino.

 

 

Los cromosomas Y se utilizan desde hace menos tiempo que el ADNmt en la reconstrucción de árboles genéticos y existen problemas para estimar el alcance cronológico. Cuando se solucionen, el método YNR podría tener una resolución cronológica y geográfica mucho mayor que el ADNmt, tanto para el pasado reciente como para el remoto. Esto se debe sencillamente a que el YNR es mucho mayor que el ADNmt y en consecuencia tiene mayor viabilidad potencial.

Bueno, tanto este artículo, o, pasaje (de una parte de nosotros) como otro anterior que llamé: Estamos señalados por muchos dones pero…¡El habla!, nos viene a confirmar que, la vida, no es sólo “la materia evolucionada”. ¡La Vida! es mucho más que todo eso y, seguramente, como nos dice el amigo Kike, sea una parte sustancial del Universo que, a través de su sabia Naturaleza, nos ha creado para poder contemplarse, como nos dijo el sabio.

emilio silvera

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Aunque parezca excesiva ignorancia, desconocemos el 86% de las especies del planeta

El metabolismo heterótrofo

Estos se denominan autótrofos por que generan su propio alimentos, atraves de sustancias inorganicas para su metabolismo. Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía.

Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis son fotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de energía se llaman quimiolitotróficos.

Los órganos autótrofos son los que producen el alimento de esos seres. Los seres autótrofos son una parte esencial en la cadena alimenticia, ya que absorben la energía solar o fuentes inorgánicas como el dióxido de carbono y las convierten en moléculas orgánicas que son utilizadas para desarrollar funciones biológicas como su propio crecimiento celular y la de otros seres vivos llamados heterótrofos que los utilizan como alimento. Los seres heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos ya que aprovechan su energía y la de la materia que contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas. Los heterótrofos obtienen la energía rompiendo las moléculas de los seres autótrofos que han comido. Incluso los animales carnívoros dependen de los seres autótrofos porque la energía y su composición orgánica obtenida de sus presas procede en última instancia de los seres autótrofos que comieron sus presas. también se pueden clasificar en: fotosintéticos y quimiosintéticos.

Los seres autótrofos siguen dos vías diferentes para transformar la biomasa que ingieren en los compuestos complejos de los que se componen sus tejidos. Esta transformación puede ser mediante fermentación anaeróbica o a través de respiración aeróbica.

No pocas veces nos hemos referido al surgir de la vida en la Tierra. También hablamos aquí de la posible existencia de vida en el planeta Marte y otros mundos y, desde hace mucho tiempo ya, tengo claro que la biología se ocupa de los seres vivos pero, también trata, por supuesto, de procesos tales como: fisiología, ecología y, sobre todo, evolución. Aunque los organismos vivos son los que están en el centro de la cuestión. Desde siempre en mis interminables lecturas sobre el tema de los seres vivos, nunca dejé de preguntarme: ¿que son?,  ¿de cuantas formas?, ¿cómo pudieron surgir? ¿es posible que la “materia inerte” evolucionara hasta animarse y crear conciencias primitivas? ¿Cómo evolucionaron esas consciencias hasta poder rememorar el pasado e imaginar el futuro? Todo aquello me fascinaba.

Mi curiosidad me llevó a leer sobre todos los organismos conocidos, grupo por grupo: desde los anélidos (gusanos de tierra, sanguijuelas y demás), los artrópodos (crustáceos, insectos arañas, trilobites, etc.); equinodermos (estrellas de mar, erizos de mar y otros); vertebrados (organismos con columna vertebral, como los peces, los dinosaurios y nosotros mismos); la confusa multitud de organismos, de las amebas a las diatomeas, que por aquel entonces se agrupaban en los “protistas”; las algas marinas, los hongos, los mohos-

“Las plantas pueden clasificarse según su tipo de reproducción. Están las gimnospermas y las angiospermas, y cada una tiene una forma distinta de reproducirse. El reino de las plantas abarca los musgos, los helechos, las gimnospermas y las angiospermas.

Estos grupos pueden diferenciarse dependiendo de si disponen de tejido conductor o no, semillas, frutos y flores.”

                                     Y la constante para la presencia de la vida,,, ¡El agua líquida!

Las plantas, que entonces como ahora comprendían algunos grupos de algas pero otros no, además de los musgos, los helechos las coníferas y las plantas con flor; y los organismos que laxamente llamamos bacterias y que, en aquellos tiempos,  (os hablo de los 60) nadie parecía capaz de relacionar satisfactoriamente con el resto de organismos y algunas veces, de forma un tanto grotesca, se llegó a incluir entre las plantas. El arte y ciencia de la clasificación se llamaba, como hoy, taxonomía; la moderna taxonomía basada en principios evolutivos se llama comúnmente, y con propiedad sistemática.

“Ciencia que trata de los principios, métodos y fines de la clasificación, generalmente científica; se aplica, en especial, dentro de la biología para la ordenación jerarquizada y sistemática de los grupos de animales y de vegetales.

Esas incursiones entre los seres vivos es apasionante incluso para un neófito en la materia de la biología como yo que, sólo puedo tener una ligera idea de todo ese “universo” maravilloso que llamamos biología y está referido a lo que aquí, en la Tierra, entendemos por vida.

Hasta que escenas como estas llegaran a ser posibles tuvieron que pasar más de 10.000 M de años

Muchos han sido los estudios realizados para poder inferir las relaciones de parentesco atendiendo tanto a los organismos vivos como a los fósiles de las especies ya extinguidas. Tanto la naturaleza como la cantidad de datos disponibles han aumentado tremendamente durante las últimas décadas. En particular los paleontólogos parece que no acaban nunca de descubrir los más increíbles escondrijos de fósiles -auténticas cuevas de Aladino de antiguas criaturas de cuyas existencias no hubiéramos nunca podido imaginar-.

No hace tanto tiempo que los mismos biólogos dudaban de que se pudieran encontrar fósiles  significativos del  período Precámbrico -el período geológico de hace más de 545 millones de años, cuando todavía no había evolucionado ningún organismo con caparazón o esqueleto duro, de modo que la fosilización parecía imposible-. Hoy conocemos varios yacimientos de fósiles precámbricos en varios continentes. Del posterior período Cámbrico -y en particular del Burges Shale de Canadá, de unos 530 millones e años de antigüedad estudiados muy detalladamente por Simón Coway Morris, de la Universidad de Cambridge- han surgido series de organismos con aspecto de antrópodo muy diferentes de cualquiera de los actuales.

Si nos referimos a los fósiles humanos, tan confusos y esquivos en el pasado, conforman hoy una secuencia muy satisfactoria, aunque más diversa, hasta nuestros antepasados de las llanuras de África de hace 4-5 millones de años; sólo uno de los linajes desembocó en la especie Homo Sapiens.

Resulta curioso que nosotros y el chimpancé tuviéramos un ancestro común del que se divergió las dos ramas: Homo y Pan, con la curiosidad de que ese ancestro común, no era ni lo uno ni lo otro.

El inventario de todas las especies vivas conocidas se sitúan en torno a 1,7 millones de especies -al no existir una base de datos central, nadie conoce con exactitud o certeza la cantidad que es aproximada. A este respecto se da una  curiosa despreocupación: tenemos mejor conocimiento del inventario de estrellas en el firmamento que de las especies existentes sobre nuestro planeta y, un biólogo amigo -no sin parte de razón y, arrimando el ascua a su sardina- me decía un día:

“las estrellas, por mucho que nos puedan interesar, no son más que puntos brillantes en el cielo”.

Claro que, el hombre no podía estar más equivocado: Gracias a las estrellas que fusionan en sus “hornos” nucleares de fusión los elementos de los que estamos hechos todos los seres vivos, podemos estar aquí.

La discusión duró gran parte de la noche (éramos una reunión de unos ocho matrimonios) y, finalmente -no sin muchos argumentos-, les pude convencer de que, el estudio de las estrellas era tan importante como el estudio de la vida cuya fuente estaba, precisamente en ellas. Pero a lo que vamos, la cifra estimada de especies vivas está muy por debajo de la que realmente debe existir en la Tierra, algunos hablan de ocho millones y otros más audaces elevan esa cantidad varias veces. 30 millones parece una estimación bastante razonable. Un ejemplo lo tenemos en los fondos marinos de donde de vez en cuando surgen nuevas especies o de rincones olvidados del mundo donde son descubiertas también nuevas formas de vida sin importar el hábitat y las condiciones en las que se puedan encontrar.

                            Antón van Leewenhoek,

Recuerdo de aquellas lecturas que allá por el siglo XVII, un industrial del lino y microscopista holandés llamado Antón van Leewenhoek, demostró que en el mundo existían criaturas demasiado pequeñas para ser observadas directamente a simple vista; las denominó “pequeños animáculos”. Hoy las conocemos colectivamente como “microbios” -un término útil- y sabemos que incluyen organismos pertenecientes a tres categorías bastante distintas: las bacterias; los organismos descubiertos hace relativamente poco tiempo, y con aspectos de bacterias que  llamamos arqueas; y los organismos que coloquialmente se suele agrupar bajo el nombre de “protozoos” o, de modo más amplio, “protistas”.

                                                                     Fue el primer “cazador” de microbios

En Francia, en el siglo XIX, Louis Pasteur, mostró la gran importancia de estos organismos en las fermentaciones y como causantes de enfermedades. Grandes industrias como las de la cervecería, la panadería y la farmacéutica (entre otras) se basan en el cultivo de microbios. En la actualidad, estas industrias están tan subsumidas en la “biotecnología” y están expandiéndose mucho más allá de sus límites tradicionales, hacia la industria química, minera, etc.

Las bacterias en nuestro aparato digestivo son claves. Gracias a los avances en la secuenciación genética, los investigadores creen cada vez más que estas bacterias afectan a la capacidad del cuerpo para recolectar energía de los alimentos. Si no se trata adecuadamente, la glucosa en sangre elevada es un factor de riesgo para una serie de afecciones metabólicas, que incluyen obesidad y diabetes.

Es tanta la importancia de estos pequeños “seres” que, han sido y siguen siendo muy bien estudiados por medio de su ADN y podemos decir que, su población de especies de bacterias y arqueobacterias, está rondando las 400.000.000 y si a esta cantidad añadimos la de Terry Erwin de los organismos microscópicos podemos vislumbrar que nuestra comprensión de la “biodiversidad”  y lo que esta implica es realmente tenue.

          Poner aquí a todas las especies vivas del planeta, es imposible. La muestra nos puede valer.

¿Es éste el límite? No exactamente. De hecho, no lo es con un buen margen; al menos no si tenemos en cuenta el factor tiempo. Se ha sugerido que el número de especies vivas que actualmente campean por la Tierra representa tan solo el 1 por ciento de todos los organismos que han existido alguna vez en nuestro planeta. Es fácil comprender que sea así -y fácil así mismo comprender que se trata de una subestima-. Por ejemplo, el mundo contiene actualmente tan solo dos especies de elefante, que constituyen los únicos representantes del orden Proboscídeo. Pero conocemos unas 15o especies de proboscídeos que han existido durante los últimos 50 millones de años, que incluyen una gran variedad de auténticos elefantes (miembros de la familia Elefántidos) además de los mastodontes, los gonfoteres y otros. Existen únicamente 5 especies vivientes de rinocerontes, tres en Asia y dos en África, pero el inventario fósil contiene unas 200 y, de la misma manera, podríamos seguir enumerando otras especies de las que sólo quedan unas pequeñas muestras y están destinadas a desaparecer como cientos de millones de las ya desaparecidas y, todo esto, significa que, las especies ya desaparecidas pudieran sobrepasar en mucho a las existente hoy día.

“El ser humano es un recién llegado a la Tierra. Según el calendario cósmico creado por el científico estadounidense Carl Sagan, si comparáramos la historia del universo con un año de nuestra existencia, podríamos establecer que la aparición y desarrollo del género Homo en el planeta se correspondería sólo a la última hora y media del 31 de diciembre, y que, un hecho tan ancestral como hoy nos parece la invención de la escritura, se habría producido en realidad a únicamente 9 segundos del fin de año.”

Carl Sagan

Sabemos que la vida apareció sobre la Tierra hace al menos 3.500 millones de años, y quizá cerca de 4.000 millones de años: “apenas” unos pocos cientos de millones de años después de la formación de la Tierra, hace 4.500 millones de años. Por tanto en nuestro planeta ha habido vida de algún tipo desde hace al menos unas setenta veces el tiempo que ha transcurrido desde la aparición de organismos con  aspecto de elefantes. Los elefantes crían lentamente, con generaciones de unos 30 años por término medio y, aun así, durante los últimos 50 millones de años ha habido unas 70 veces más especies que en la actualidad. Así pues, ¿cuántas especies de todos los tipos pueden haber existido durante los últimos 3.500 millones de años, teniendo en cuenta que la mayoría de éstas habrían sido de pequeño tamaño, con tiempos de generación  que se pueden medir en horas? Sería sorprendente si el número total de especies que han vivido en el pasado no superara el inventario actual en por lo menos unas 10.000 veces.

En suma, el número de especies que han podido vivir sobre la Tierra desde el origen de la vida puede situarse alrededor de unas 400 millones de veces 10.000, que es 4 millones de millones. Aproximadamente unas 1.000 especies por cada año en que ha existido vida sobre la Tierra.

A todo esto, es un hecho que necesitamos interactuar con otras especies tanto si lo queremos como si no. Son nuestro alimento y nuestro medio: las casas, el paisaje, el suelo, incluso el oxígeno del aire son cortesía de las plantas y las bacterias fotosintéticas.

Estamos obligados a explorar los organismos que nos rodean para poder sobrevivir. No es una opción: tenemos que explotarlos o morir. Así que por razones puramente egoístas (y por razones que espero sean menos egoístas) necesitamos también conservarlas. Además, aún si aprendiéramos a subsistir sin las criaturas que nos rodean -si, por ejemplo, halláramos una fuente inagotable de alimento en otro planeta- no nos ignorarían. También somos de carne pese a nuestra presunción, y muchas están encantadas de alimentarse de nosotros. Para contener, explotar, conocer y conservar a los organismos que nos rodean es necesario que los podamos conocer y clasificar y, sobre todo saber, lo que de cada uno de ellos podemos esperar para convivir con ellos haciéndoles el menor daño posible y facilitándoles un hábitat agradable y placentero como lo queremos para nosotros.

Las ideas sobre la diversidad de la vida, desde Linneo (que decidió que todos los seres vivos se clasificaban en dos grupos, los animales y las plantas), han cambiado bastante. Ahora se clasifican a la luz de nuevos enfoques y métodos más modernos moleculares que ha sido una auténtica revelación. Carl Woese, de la Universidad de Illinois, fue quien observó las diferencias moleculares entre  organismos que hasta aquel momento se habían llamado “bacterias” (lo que Whittaker y otros llamaban “Moneras”) eran profundas, y que debían dividirse en dos grupos claramente distinguidos que Woese en aquel momento denominó Arqueobacterias (Archaebacteria, de archae, antiguo) y Eubacterias (Eubacteria).

Arqueobacterias y bacterias

Las Arqueobacterias y las bacterias eran mucho más diferentes entre sí que cualquiera de las dos lo era de los eucariotas. Así fue como propuso el rango de dominio, y sugirió que se dividiera a todos los seres vivos en tres dominios: Archaebacteria, Eubacteria y Eucarya, que incluía todos los organismos eucariotas, protistas, hongos y plantas. Más tarde arregló los nombres, y los tres dominios se conocen hoy como Archaea (coloquialmente arqueas).

Esto que pretendía ser un simple comentario se me está yendo de las manos y, en artículos futuros os hablaré aquí de Los dominios de los Procariotas (Bacterias y Arqueas). Los procariotas son demasiado pequeños individualmente para poderlos ver a simple vista, pero conjuntamente pesan al menos diez veces más que todos los organismos macroscópicos. Habitan en nuestra piel y en nuestro intestino, y a veces, cuando estamos enfermos, en nuestra propia carne. Habitan en el aire y en todas las aguas del mundo, y, vivas o muertas, constituyen buena parte de la sustancia de los abonos orgánicos del suelo.

Si se desterrara a todas las criaturas macroscópicas y se disolvieran todos los minerales, los procariotas que sobrevivieran bastarían para recubrir la Tierra, tanto los océanos como las tierras emergidas. Los elefantes necesitan un continente entero para moverse, pero los procariotas caben en cualquier lugar: un millar de bacterias típicas puede, en principio, ponerse en fila en la punta de un alfiler; un sólo gramo de suelo contiene 100 millones de individuos. La mayor parte de la vida en la Tierra -la mayor parte de la masa y la mayor parte de la variedad- es procariota.

En un anterior comentario sobre el tema, expliqué en detalle como el metabolismo de los procariotas es extremadamente variado -el abanico de estrategias de nutrición y respiración supera en mucho el de los eucariotas (plantas, animales y hongos conjuntamente) y, en realidad, las estrategias metabólicas de las plantas, animales y hongos generalmente evolucionaron primero en los procariotas. Muchos resisten condiciones que a nosotros nos parecen extremas. Por ejemplo, algunas bacterias pueden formar paredes gruesas y producir esporas que, en algunos casos, pueden resistir el agua hirviendo.

De todas estas maravillas seguiremos hablando y nos ocuparemos de las fijadoras de nitrógeno, esas que tanto llaman nuestra atención denominadas termófilos que viven en las fuentes termales submarinas, En los heterótrofos, como nosotros mismos y todos los animales, las tareas de adquisición de alimento y energía están juntas: las complejas moléculas orgánicas de nuestros alimentos nos proporcionan tantos nutrientes (materias primas) como, al romperlas químicamente, energía. Pero en los autótrofos la fuente de energía y la fuente de nutrientes son claramente distintas (hablaremos de ello).

También comentaremos sobre los fotoautótrofos organismos que practican la fotosíntesis, o, sobre los fotoheterótrofos, que utilizan la luz como principal fuente de energía, pero adquieren la mayor parte del carbono que necesitan de forma orgánica. Los quimioautótrofos son un grupo extraordinariamente importante  y exclusivamente procariótico. Como los fotosintetizadores, utilizan dióxido de carbono como principal fuente de carbono, pero obtienen energía de fuentes químicas. Algunos las llaman “bacterias del azufre”. Los metanógenos, arqueas que generan gas metano durante el metabolismo (el metano CH₄ detectado en Marte que, es una forma reducida de carbono). Los quimiolitótrofos que pueden vivir dentro de las rocas (se han encontrado dentro de las estatuas de piedra a las que deshacen lentamente). Los quimioheterótrofos que obtienen la energía de sustancias químicas y utilizan compuestos orgánicos como fuente principal de carbono. Los anaerobios que detectan el oxígeno, para quienes es un veneno. Otros, los microaerófilos, requieren oxígeno, pero sólo en pequeñas cantidades, y otros, son aerobios, y usan el oxígeno de forma parecida a como lo hacen los animales: para “quemar” moléculas orgánicas y liberar la energía que contienen. Los halófilos o amantes de la salinidad. Los más extremos son arqueas.

Será un viaje fascinante cuando podamos adentrarnos en el misterioso “universo” de las bacterias purpúreas y mitocondrias. El reino de las proteobacterias es un grupo vasto y variado de bacterias gran-negativas comúnmente llamadas “bacterias purpúreas”. Tradicionalmente se han dividido en cuatro grupos, llamados Alpha, beta, gamma y delta; pero los estudios de ARN han revelado un quinto grupo, llamado epsilon, que parece ser una división profunda de las deltas.

Aquí lo dejaremos por hoy, y, el sumergirme en esta materia ha sido inducido por el debate que nos traemos sobre la vida o no en el planeta Marte y en algunas lunas de nuestro Sistema Solar, y, desde luego, sería muy arriesgado, después de conocer todo esto, decir que no hay, alguna clase de vida, por ahí afuera. De la vida Inteligente en planetas como la Tierra hablaremos otro día también.

Recopilación de datos en duversas fuebtes por emilio silvera.

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Hemos adquirido conocimientos sobre las estrellas y los mundos, sobre los mecanismos que rigen en el Universo, las fuerzas fundamentales y las constantes universales, y, todo ello, nos ha llevado a pensar que, lo mismo que en el planeta Tierra existe la vida, también la puede haber en otros muchos mundos que estén situados en la zona habitable de otros astros.

Esta fantasía (que posiblemente será una realidad no comprobada), la hemos trasladado a historias de Ficción y películas o series que nos han alimentado la curiosidad de lo que podría ser. Y algunas de ellas, nuy bien asesoradas por físicos y astrónomos de prestigio, han contado sucesos muy creíbles situados en otros lugares lejanos de nuestro mundo.

Ya son más de 4.000 los mundos extrasolares descubiertos, y, decenas de ellos, se hallan situados en la zona habitable de sus estrellas, tienen atmósfera y agua líquida, es decir, las condiciones para sustentar la vida.

La primera imagen está referida a un mundo de fantasía: “Tatooine, el icónico planeta del universo Star Wars en el que Luke Skywalker ve el atardecer de dos soles”. Sin embargo, la segunda imagen es real: Los científicos han confirmado que un exoplaneta llamado Kepler-1647b es el más grande descubierto que gira alrededor de dos soles. Los exoplanetas son aquellos que orbitan una estrella fuera del sistema solar.

Aunque el exoplaneta es de aproximadamente la misma edad que la Tierra –unos 4.400 millones de años– está a 3.700 años luz de distancia y tiene masa, el radio y la composición del gas comparables a las de Júpiter (o de Bespin, hogar de la Ciudad de la Nube en El Imperio Contraataca, si seguimos con las comparaciones de Star Wars). Las estrellas que orbita son similares a nuestro Sol, aunque uno es un poco más grande que el otro.

La Imaginación que nutre la fantasía de nuestras mentes y… ¿Si fuera verdad sus existencias? La Ciencia no lo impide y es muy posible que formas de vida que ni podemos imaginar estén presentes en esos otros mundos.

Hay veces que nos ponemos a imaginar y nos preguntamos qué clase de seres habitarán otros planetas alumbrados por estrellas lejanas, y, no nos paramos a pensar que, seres extraños, de formas inimaginables, habitan aquí con nosotros, en nuestro propio mundo.

http://www.iflscience.com/plants-and-animals/strangest-animals-youve-never-heard

799 (centro) con HR 8799e (derecha), HR 8799d (inferior derecha), HR 8799c (superior derecha), HR 8799b (superior izquierda) de Observatorio W. M. Keck“

“HR 8

Hasta el 2 de julio de 2020 se han descubierto 3092 sistemas planetarios que contienen un total de 4171 cuerpos planetarios, 671 de estos sistemas son múltiples y 155 de estos planetas están por encima de las 13  M_J (1 M_J es la masa de Júpiter) por lo que muy probablemente sean enanas marrones.”

Se ha calculado con spñp en nuestra Galaxiam la Vía Láctea, existen unos 30.000 millones de estrellas como el Sol, medianas amarillas de la clase G2V, y, muchas de ellas están situadas en la zona habitable, es decir, pueden tener formas de vida como en la Tierra.

Podemos medir las distancias a las que se encuentran las estrellas más cercanas y algunos mundos, gracias al paralaje, y, para los planetas se utiliza el sistema del tránsito, es decir, cuando pasa por delante de la estrella orbitándola.

Los planetas vecinos y las estrellas más cercanas, de las que podemos estimar su lejanía gracias a la paralaje son:

Las estrellas Sirio y Altair

Localización de Proción A en el Can Menor es un sistema binario que tiene una enana roja de compañera. Está situada a una distancia de 11,41 años luz de nuestro Sistema solar.

“Alfa Centauri, en la constelación austral (sur) de Centaurus, ubicado a 4,37 años luz de la Tierra, aproximadamente 41,3 billones de kilómetros.”

“Entre las treinta estrellas más cercanas, sólo cuatro son  más brillantes que nuestro astro: Sirio A, Altair, Proción A y Alfa Centauro A. Todas las demás son estrellas enanas, muy poco luminosas. Sólo dos, sirio B y 40 Eridani B, son enanas blancas. No hay ni una sola gigante, ni mucho menos una supergigante. En cuanto a la posibilidad en nuestra vecindad de que exista vida inteligente con una tecnología que les permita comunicarse con nosotros, hay que decir que las primeras señales de televisión que se emitieron en los años cincuenta y que viajan a la velocidad de la luz, hasta ahora han llegado a unas 1.500″.

“Vega (Alfa Lyrae / α Lyr) es una estrella de primera magnitud (en la clasificación de Ptolomeo) de la constelación de la Lira y la principal de la misma. Es la quinta estrella más brillante del cielo nocturno y la segunda del hemisferio norte celeste tras Arturo. Se considera una estrella relativamente cercana, a solo 25 años luz de la Tierra, siendo una de las más brillantes cercanas al sistema solar. Vega ha sido muy estudiada por los astrónomos, llegando a ser catalogada como la estrella más importante en el cielo después del Sol. Vega fue la estrella polar alrededor del año 12000 a. C. y volverá a serlo alrededor del año 13720 d. C. cuando la declinación sea de +86°14’. Vega fue la primera estrella, después del Sol, en ser fotografiada y a la primera que se le realizó un registro espectral.

Esta estrella solo posee una décima parte de la edad del Sol, pero al ser 2.1 veces más masiva su ciclo de vida es también una décima parte comparada con el Sol; ambos astros, en el presente, se encuentran muy cerca de alcanzar el punto intermedio en sus ciclos de vida.”

                  Localización de Alfa Centauri

Alfa Centauri (también conocido como Rigel Kentaurus) es el sistema estelar más cercano al Sol. Se encuentra a unos 4,37 AL= años luz (41,3 billones de kilómetros) de distancia.

Consiste en un sistema de tres estrellas unidas gravitacionalmente. Un sistema ternario de estrellas que orbitan un centro de masas, Alfa centauri A y Alfa centauri B, más una tercera estrella enana roja, Alfa centauri C (Próxima Centauri), que orbita alrededor de las dos estrellas Alfa centauri A y B.

Considerada desde la antigüedad como una única estrella y con gran importancia mitológica, la más brillante de la constelación del Centauro, lo que se observa sin ayuda de telescopio es, en realidad, la superposición de dos estrellas brillantes de un sistema de tres. Fue el astrónomo francés Nicolas Louis de Lacaille quien en 1752 descubrió que Alfa Centauri es una estrella binaria.¹​

“El sistema también contiene por lo menos dos planetas del tamaño terrestre Alfa Centauri Bb, con cerca de 113 % de la masa terrestre,²​ que órbita Alfa Centauri B, con un período de 3,236 días²​³​ y Alfa Centauri Cb (más conocido como Próxima Centauri b), que órbita a Próxima Centauri. Orbitando a una distancia de 6 millones de kilómetros de la estrella,²​ o el 4 % de la distancia de la Tierra al Sol, el planeta tiene una temperatura superficial estimada de al menos 1500 K (aproximadamente 1200 °C).⁴​⁵​ Para la búsqueda de otros planetas en el sistema, está en proyecto el telescopio espacial ACESat.”

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    Arriba Localización de la estrella de Barnard. Abajo según nos dice  Daniel Marin Naukas

La fría supertierra alrededor de la estrella de Barnard

La estrella de Barnard (HIP 87937) es una estrella en la constelación de Ofiuco. De magnitud aparente +9,51, es demasiado tenue para poder ser observada sin telescopio. Debe su nombre al astrónomo estadounidense Edward Emerson Barnard, quien en 1916 descubrió que es la estrella con un mayor movimiento aparente (10,3 segundos de arco por año) vista desde la Tierra.

“La estrella de Barnard ha sido objeto de numerosos estudios, debido a su proximidad y a su posición favorable para la observación cerca del ecuador celeste.³​Históricamente, la investigación se ha centrado en medir sus características físicas, su astrometría, y en refinar los límites de posibles planetas extrasolares. Asimismo, pese a que es una estrella antigua, ciertas observaciones sugieren que experimenta llamaradas como las de las estrellas fulgurantes.

También ha surgido cierta controversia en cuanto a si la estrella de Barnard alberga un sistema planetario. Al final de la década de 1960 y al principio de la de 1970, Peter van de Kamp afirmó que existía uno o varios gigantes gaseosos en órbita alrededor de ella. Posteriormente se descartó la presencia de planetas gigantes. En 2018 se descubrió una supertierra orbitando la estrella.”

     

Los de la NASA (seguramente buscando subvenciones del Gobierno), se han sacado de la manga proyectos “inviables” como los de viajar a Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sol, situada a 4.2 a´ps luz de la Tierra. Lo malo de todo esto es que, con la tecnología actual, en navez que viajen a 60.000 Km/h., tardaríamos 32.000 años en llegar. Si es que, finalmente el viaje se completa después de muchas generaciones de los viajeros primeros, las mutaciones sufridas en el vacío espacial habrían cambiado el físico de aquellos Humanos que, al final del viaje… ¡Serían unos seres distintos!

Noa tenemos que olvidar de los antiguos cohetes y diseñar naves modernas construidas con materiales inteligentes que puedan reparar de manera automática los posibles orificios causados por micro-meteoritos viajeros, que tangan, además, un sistema de Gravedad artificial, que el material impida la entrada de la radiación nosiva al interior de la Nave, que pueda desplazarse a velocidades muy superiores a las actuales… Y un sin fin de mejoras tecnológicas de las que ahora mismo carecemos.

Los problemas de la vida cotidiana nos aparte de realidades que nos afectan a más largo plazo como especie: Los estudios, la Hipoteca, el trabajo, el novio de la niña que no acaba de gustarnos…

El Sol fusiona cada segundo 4.654,600 toneladas de Hidrógeno en 4.650.000 toneladas de Helio. Las 4.600 toneladas que se pierden en la transición de fase  son lanzadas al espacio Interestelar en forma de luz y calor, y la diezmillonésima parte llega a la Tierra y es suficiente para mantener la vida, la fotosíntesis y otros fenómenos naturales que hacen posible nuestra presencia aquí.

Para cuando esto llegue, la Tierra será calcinada y la vida, tal como la conocemos, desaparecerá de éste mundo en el que tantas historias de nuestra especie han escrito nuestro recorrido.

La edad del Sol es de 5.000 millones de años y ese es el tiempo que lleva fusionando materiales sencillos en otros más complejos mediante la fusión nuclear. Sin embargo, tan ingente masa nuclear de fusiópn, un día se agotará, y, entonces el Sol se convertirá en una gigante roja primero y en una enana blanca después que, estará rodeada de una Nebulosa planetaria como podemos ver en la segunda imagen de arriba.

Como eso es así, los científicos, sabiendo que el Tiempo es inexorable y de que ese momento llegará, no dejan de estudiar los planetas vecinos tratando de encontrar algunos que nos pueda cobijar cuando el momento llegue.

No podemos saber a ciencia cierta si, nuestra especie, para ese Tiempo futuro, estará todavía sobre el planeta, o, por el contrario, nuestra propia torpeza nos habrá llevado a la extinción. Sin embargo, por si acaso todo sigue a nuestro favor, debemos intentar estar preparados.

¡Ah! Una cuestión me preocupa: ¿Qué será de nosotros si otorgamos inteligencia a las máquinas? Si no necesitan comer ni dormir, no les afectan las radiaciones del Espacio, se reparan solos, tienen más fuerza que nosotros… ¿Qué les impedirá prescindir de la especie humana

Algunas veces queremos “jugar” a ser dioses y…. ¡Podemos meter la patita!

Saludos amigos.

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Los científicos estudian si los seres vivos utilizan las extrañas propiedades de la física cuántica en sus procesos biológicos, pero aún no lo han decidido.

Circula por ahí un chiste sobre los ordenadores cuánticos, esas máquinas del futuro de las que se hablan maravillas: “Los ordenadores cuánticos son extremadamente potentes, y al mismo tiempo aún no funcionan”, cuenta a EL ESPAÑOL el físico Franco Nori, director del Grupo de Investigación en Materia Condensada Cuántica del Instituto RIKEN, en Japón. El chiste es una parodia del famoso experimento mental del gato de Schrödinger, que estaba vivo y muerto al mismo tiempo.

Y es que la física cuántica es así: paradójica, contraria a la intuición de los seres grandes como nosotros, que nos regimos por la lógica de la mecánica clásica y la relatividad einsteniana. En nuestra experiencia cotidiana, algo no puede aparecer al mismo tiempo en dos estados incompatibles entre sí. Las reglas de la cuántica sólo operan en lo extremadamente diminuto; e incluso a esa escala, no siempre funcionan. Pero sobre todo, aún no ha logrado tenderse el puente en el que los físicos cuánticos y los relativistas puedan darse la mano; no hay una teoría que ligue ambos ingredientes los relativistas puedan darse la mano; no hay una teoría que ligue ambos ingredientes en una sola salsa.

Sin embargo, es evidente que las partículas subatómicas son la base de todo, así que podríamos decir, apunta Nori, que “todo en el universo es cuántico… porque todo está hecho de átomos”. Pero aclara: “Sin embargo, no describimos cómo se mueven los satélites o cómo fluye el agua utilizando mecánica cuántica, porque para esto no necesitamos la parte cuántica. Muchos átomos se pueden describir bien clásicamente”. De hecho, añade, “pocos fotones requieren un tratamiento de óptica cuántica; el cual no es necesario para muchos fotones”.

Y dado que lo ocurrido en los círculos cuánticos no deja rastro aparente en eso que los no-físicos llamarían el mundo real, ¿Cómo podría tener alguna importancia para la vida? Debería quedar perfectamente zanjado que las enormes moléculas en las que se basan los procesos biológicos no pueden enterarse ni de lejos de lo que sucede al minúsculo nivel de los electrones de sus átomos, por mucho que dependan de ello. ¿O sí?

¿QUÉ ES LA VIDA?

En 1944 Erwin Schrödinger, el del gato, publicó un ensayo de divulgación titulado What is Life? (¿Qué es la vida?), basado en una serie de conferencias públicas que había pronunciado el año anterior en el Trinity College de Dublín. En su obra, Schrödinger ataba la relación entre química y biología, y por tanto entre física y biología, en una época en que aún no se conocía que la herencia genética residía en una sustancia ya conocida llamada ADN.

Aunque el austríaco no fue el primero en suponer que la información genética de los seres vivos debía de codificarse en enlaces químicos, sus ideas influyeron en la posterior investigación de la estructura del ADN por James Watson y Francis Crick. Pero Schrödinger hizo algo más: acuñó el término “teoría cuántica de la biología”, refiriéndose al hecho de que las mutaciones son saltos en la herencia, del mismo modo que la energía de las partículas salta de un valor discreto a otro (está cuantizada). “El mecanismo de la herencia está estrechamente relacionado con, o mejor dicho, está fundado sobre, la misma base de la teoría cuántica”, escribía el físico.

Con todo, Schrödinger se quedó corto: además de no extender su idea más allá de los genes, se centró únicamente en cómo la asimetría de las moléculas y sus múltiples formas podían servir para codificar toda la diversidad de la información genética. En cambio, negó expresamente que las transiciones en los átomos pudieran tener alguna influencia en la biología: “La indeterminación cuántica no juega ningún papel biológicamente relevante”, escribió.

A la biología cuántica aún le aguardaba una larga espera. Al menos, hasta 2007. Aquel año, un equipo de la Universidad de California en Berkeley dirigido por el físico Graham Fleming demostraba algo que otros científicos llevaban tiempo barruntando: la fotosíntesis, ese proceso cuasimágico por el que muchos organismos consiguen producir oxígeno a partir del dióxido de carbono, funciona gracias a la física cuántica.

Los investigadores aislaron los centros fotosintéticos de dos microbios, la bacteria verde del azufre Chlorobium tepidum y la bacteria púrpura Rhodobacter sphaeroides, y los bombardearon con pulsos láser para estudiar cómo la energía de los fotones se transfería desde los pigmentos que recogen la luz hasta el centro de reacción, donde se cuece esa química necesaria para la vida. Los mensajeros de esta transferencia son los electrones, que corren alimentados por esa poción mágica de la energía fotónica. Pero ¿cómo encuentran su camino entre el desorden molecular para evitar perderse y desperdiciar esa energía?

Fleming y su equipo descubrieron que lo hacen como ondas, no como partículas. De este modo, la onda se dispersa para encontrar el mejor camino sin tener que recorrerlos todos uno a uno. Y esta capacidad de estar en distintos lugares al mismo tiempo, o de tener dos estados incompatibles entre sí, es el privilegio de la física cuántica; por fin había nacido la biología cuántica.

UN CAOS HÚMEDO Y CALIENTE

Pero no tan aprisa. Fleming y su equipo llevaron a cabo sus experimentos en condiciones típicas de la física cuántica; por ejemplo, por debajo de los 100 grados bajo cero. Y está claro que las bacterias no suelen vivir a esas temperaturas. Para un físico, una célula es la peor de sus pesadillas: caliente, húmeda, ruidosa y desordenada. En tan miserables condiciones es imposible que ninguna tarea importante pueda confiarse a la extrema levedad de los fenómenos cuánticos. “Muchos científicos creen que estos fenómenos son tan frágiles que sólo aparecen en sistemas muy simples, compuestos por muy pocas partículas y donde el ruido molecular se congela a temperaturas cercanas al cero absoluto”.

O al menos eso parecía, hasta que en 2010 dos estudios demostraron que lo dicho para la fotosíntesis en el frío glacial era válido también a temperatura ambiente. Pero, de hecho, éste no es el único sistema biológico en el que la física cuántica puede marcar las reglas, ni siquiera el primero en el que sospechó algo semejante: durante décadas, los biofísicos intuyeron que las enzimas, esos mediadores que convencen a las La fotosíntesis funciona gracias a la física cuántica / Frank Bättermann moléculas para que reaccionen, funcionan según un conocido mecanismo cuántico llamado efecto túnel que permite a una partícula, en este caso un protón, pasar de un estado a otro sin saltar la barrera de energía que los separa, excavando un túnel. En 1989 se mostró por primera vez el efecto túnel en las enzimas.

Con todo esto, parece que la biología cuántica debería ser ya un miembro de pleno derecho del club de las disciplinas científicas. Y sin embargo, ni sus propios patrocinadores se atreven a ir tan lejos. Regresando al chiste del comienzo, Nori aplica a la biología cuántica esa misma doble condición del gato vivo y muerto: “Es a la vez un campo excitante para estudiarlo con precaución en el futuro, y también en el que muchas cuestiones importantes aún no están demostradas”.

“Muchos científicos aún no están convencidos de que estos efectos requieran la mecánica cuántica para explicarse”, apunta a EL ESPAÑOL el físico de la Universidad de Surrey Jim Al-Khalili, coautor junto con McFadden del libro Life on the Edge: The Coming of Age of Quantum Biology (Bantam Press, 2014). El obstáculo esencial es esa diferencia de pulcritud entre los experimentos cuánticos y el aparente caos de una célula viva, que suscita el escepticismo de no pocos expertos. Para el físico de la Universidad de Viena Markus Arndt, este es “un rasgo de la ciencia de la vida, no tan limpia como los laboratorios de física o los tubos de ensayo de la química”. “¿Pueden estas acciones sobrevivir en las escalas macroscópicas de tiempo y tamaño de los medios biológicos? Esta cuestión todavía está abierta”, comenta Arndt a este diario.

LA BRÚJULA DE LAS AVES

La escala temporal que menciona Arndt es uno de los factores que levantan las cejas de los físicos. Un posible ejemplo de biología cuántica muy de actualidad es el sistema que guía a las aves migratorias, basado en el fenómeno de entrelazamiento cuántico. Según estudios en el petirrojo europeo, la luz dispara en la retina un par de electrones gemelos que responden al magnetismo terrestre, como la aguja de una brújula. Un estudio reciente ha prestado nuevo crédito a esta hipótesis. Pero un problema es que este entrelazamiento duraría unos pocos microsegundos. Para los físicos, esto es una eternidad jamás lograda ni de lejos en un laboratorio, y no digamos a una temperatura a la que el petirrojo no se convierta en un fósil congelado.

Sin embargo, el nuevo estudio no es experimental, sino una simulación por ordenador. “Todavía necesitamos pruebas experimentales de que la teoría es correcta”, dice AlKhalili. El obstáculo principal al que se enfrenta la biología cuántica es la dificultad de llevar sus predicciones al laboratorio. “Los experimentos adecuados para evaluar estas cuestiones son complicados y difíciles de interpretar”, señala Nori. Otra pega es que los científicos aún se resisten a creer que estos mecanismos cuánticos en la biología tengan realmente un significado evolutivo; es decir, que existan porque los seres vivos han encontrado en la cuántica una ventaja aprovechable. “¿Por qué la naturaleza habría seleccionado estas superposiciones cuánticas? ¿Qué propósito tienen?”, se pregunta Nori.

Los expertos no ven demasiado claro que las tecnologías actuales vayan a ofrecer respuestas “en muchos años o unas pocas décadas”, estima Arndt. Y menos en casos todavía más aventurados y difíciles de testar: en 1996, el biofísico del University College de Londres Luca Turin lanzó una idea que trataba de dar respuesta a un enigma clásico de la biología del olfato: ¿Cómo puede nuestra nariz, con un repertorio grande pero limitado de receptores olfativos, detectar más de un billón de olores ? La audaz hipótesis de Turin es que los receptores son capaces de distinguir las vibraciones de las moléculas de olor mediante un mecanismo de efecto túnel, lo que ampliaría la gama olfativa. Sin embargo, la propuesta no ha ganado el aplauso general. “La mayoría de la literatura no apoya el modelo de Turin”, dice Arndt.

En resumen, y pese a lo que afirman McFadden y Al-Khalili en el título de su libro, realmente no parece que la biología cuántica esté pasando a la madurez, sino sufriendo aún un larguísimo parto. Y eso que sus aplicaciones podrían ser provechosas, más allá de responder a la pregunta de Schrödinger. Por ejemplo, dominar el efecto cuántico de la fotosíntesis permitiría diseñar células solares más eficientes. Los dos autores subrayan que la manipulación a nanoescala abriría la puerta a logros como la creación de nanorrobots que depositen un fármaco en la célula que lo necesita.

Y cómo no, también está el futuro de los ordenadores cuánticos: lo que hace el electrón en la fotosíntesis no es otra cosa que computar la mejor solución a un problema sin tener que realizar las operaciones una por una. La naturaleza ya sabe cómo hacerlo. Curiosamente, Arndt sugiere que los ordenadores cuánticos, a su vez, generarían modelos detallados que darían una respuesta definitiva a las incógnitas sobre biología cuántica.

Por algo la ventaja de los ordenadores cuánticos es que son extremadamente potentes. Si no fuera porque aún no funcionan.

Reportaje en El Español

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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 trasmiten intactas de generación en generación. Este descubrimiento fue el progreso más grande del siglo XX en el campo del conocimiento biológico.

                   Situación del ADN dentro de una célula

En el interior de cada célula de nuestro cuerpo tenemos cadenas de ADN increíblemente largas. Es la materia prima de los genes. Almacena, reproduce y transmite todas nuestras características personales y únicas, nuestra herencia genética. Estas cadenas de ADN contienen las plantillas codificadas de las proteínas, que son los ladrillos de nuestros cuerpos.

Esta codificación es una serie de combinaciones de cuatro moléculas llamadas bases de los nucleótidos (y representadas por las letras A, G, C y T), que dan todas las instrucciones necesarias para fabricar nuestro cuerpo. Heredamos ADN de nuestros dos progenitores y, puesto que recibimos una mezcla única de ambos, la cadena de ADN de cada uno de nosotros es ligeramente distinta de la de los demás. Nuestro ADN es como una huella dactilar molecular.

“El ácido desoxirribonucleico (ADN) es el código genético único que se encuentra en la mayoría de células de todos los seres vivos, ya sean bacterias, parásitos, animales o plantas, incluido el hombre; también es el material genético de muchos virus.”

Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos es decir, una larga estructura molecular compuesta por unidades llamadas nucleótidos (polinucleótido). Cada nucleótido está formado a su vez por una base nitrogenada, un azúcar (la desoxirribosa) y un grupo fosfato. Las bases nitrogenadas que pueden formar parte del ADN son cuatro: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). Los nucleótidos se unen entre sí formando cadenas largas que se diferencian unas de otras por las secuencias de sus bases.

Durante la reproducción sexual humana, el ADN de los progenitores se copia y se transmite en proporciones iguales. Es importante saber que, aunque casi todo el ADN de cada progenitor se separa durante la reproducción, en cada generación se barajan y se mezclan pequeños fragmentos de las dos aportaciones. Por mezcla no se entiende la distribución aleatoria y masiva, sino pequeños intercambios, duplicaciones y permutas entre el lote materno y el lote paterno de ADN. Este fenómeno se llama técnicamente “recombinación”. Afortunadamente para los fines de los investigadores genéticos, hay dos pequeñas porciones de nuestro ADN que no se recombinan. El ADN no recombinante es más fácil de rastrear, dado que su información no se altera durante su transmisión de una generación a otra. Las dos pequeñas porciones son el ADN mitocondrial (ADNmt) y la parte no recombinante del cromosoma Y (YNR).

Así que, el ADN mitocondrial es útil para el estudio evolutivo, en primer lugar, porque su variabilidad depende exclusivamente de las mutaciones, ya que no sufre el ya mencionado proceso de recombinación durante la concepción. En segundo lugar, permite un seguimiento de la línea materna evolutiva, pero solamente se podría estudiar en zonas que se saben estuvieron habitadas por mujeres, por lo que podría traer fallas, en caso de que la población femenina fuera mayor a la masculina. Aquellas regiones donde el ADN m. presentan mayor variabilidad, significaran que allí se han producido mayores mutaciones en el tiempo, por tanto serán más antigua, rastreándose así nuestra posible zona de origen. El número de genes en el ADN mitocondrial es de 37, frente a los 20.000 – 25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humano.

Así que, decir que recibimos el 50% de nuestro ADN de nuestro padre y el otro 50% de nuestra madre no es totalmente verdadero. Un pequeño fragmento de nuestro ADN se hereda sólo a través de la madre. Es al que antes nos referíamos como el ADN mitocondrial porque se trata de filamentos circulares individuales contenidos en pequeñas cápsulas tubulares llamadas mitocondrias que funcionan un poco como baterias en el interior del citoplasma celular.

Algunos biólogos moleculares dicen que, cuando el mundo era joven, la mitocondria era un organismo autónomo con su propio ADN y poseía el secreto de generar muchísima energía. Invadió organismos unicelulares nucleados y allí sigue desde entonces, dividiéndose, como la levadura, por fusión binaria. Aunque los varones reciben y usan el ADN mitocondrial de la madre, no pueden transmitirlo a los hijos. El esperma tiene mitocondrias propias para propulsar el largo viaje desde la vagina hasta el óvulo, pero al entrar en éste, las mitocondrias masculinas se marchitan y se mueren.

Así pues, cada cual hereda el ADNmt de la madre, que a su vez lo ha heredado intacto de su madre y ésta de la suya, hasta el infinito; de ahí que el nombre popular del ADNmt, “el gen EVA”. En última instancia, todas las personas que viven hoy en el mundo han heredado su ADN mitocondrial de una única antepasada que vivió hace casi 200.000 años. Este ADNmt nos proporciona un raro punto de estabilidad en las arenas movedizas de la transmisión del ADN. Sin embargo, si todos los cromosomas EVA del mundo actual fueran una reproducción exacta del primer gen Eva, todos serían idénticos. Sería algo prodigioso, pero significaría que el ADNmt tiene poco que decirnos sobre nuestra prehistoria. Saber que todas las mujeres descienden de una remota EVA común resulta emocionante, pero no nos ayuda a reconstruir la vida de cada una de sus hijas. Necesitamos un poco de variedad.

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 trastocan 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.

                Sí, aunque pequeñas, existen esas probabilidades de mutaciones del genéticas

Claro que, también existe el “Gen Adán”. A semejanza del ADNmt de transmisión materna y que reside fuera del núcleo de la célula, dentro del núcleo hay un paquete de genes que sólo se transmite por línea masculina. Es el cromosoma Y, el cromosoma definidor de la masculinidad. Exceptuiando un pequeño segmento, el cromosoma Y no desempeña ningún papel en el promiscuo intercambio de ADN que se permiten otros cromososmas, esto significa que, al igual que el ADNmt, la parter no recombinable del cromosoma Y pasa intacta a cada generación y puede ser rastreado, siguiendo una linea ininterrumpida, hasta nuestro primer antepasado masculino.

Los cromosomas Y se utilizan desde hace menos tiempo que el ADNmt en la reconstrucción de árboles genéticos y existen problemas para estimar el alcance cronológico. Cuando se solucionen, el método YNR podría tener una resolución cronológica y geográfica mucho mayor que el ADNmt, tanto para el pasado reciente como para el remoto. Esto se debe sencillamente a que el YNR es mucho mayor que el ADNmt y en consecuencia tiene mayor viabilidad potencial.

Bueno, tanto este artículo, o, pasaje (de una parte de nosotros) como el del día anterior que llamé: Estamos señalados por muchos dones pero…¡El habla!, nos viene a confirmar que, la vida, no es sólo “la materia evolucionada”. ¡La Vida! es mucho más que todo eso y, seguramente, como nos dice el amigo Kike, sea una parte sustancial del Universo que, a través de su sabia Naturaleza, nos ha creado para poder contemplarse (también lo decía Nelson) como nos dijo el sabio.

emilio silvera

Fuente: Los Senderos del Edén de Stephen Oppeheimer.

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No solo pintaban en las paredes rocosas de sus grutas, sino que también, de manera rústica emitían sonidos guturales que, más tarde dueron palabras que les llevó a entenderse entre ellos de manera natural para expresar sus pensamientos y hacer la convivencia más natural.

En tiempos, circuló una tesis por ahí que, en la actualidad es casi creacionista porque niega el proceso evolutivo. Dice que el lenguaje, en este caso concreto la palabra hablada, apareció de pronto entre los humanos hace entre 35.000 y 50.000 años, más o menos como un big bang de la especiación. según algunos, la capacidad de expresar la palabra y de utilizar sintaxis se implantó genéticamente en nuestros cerebros en fecha relativamente reciente, en una especie de órgano del lenguaje. Esta concepción del lenguaje está relacionada con la antigua idea de que el pensamiento lógico o racional depende en cierto modo de las palabras. La idea procede de Platón y estuco muy en boga en el siglo XIX entre algunos autores, como Jacob Grimm (“Los animales no hablan porque no piensan”) y Max Muller (“El lenguaje es nuestro Rubicón y ningún animal se atreverá cruzarlo”) y “Sin lenguaje no hay razón y sin razón no hay lenguaje”).

NO, no fue ninguna especie de big bang de la especiación. El habla, amigos míos, nos llegó en algún momento de nuestra evolución, no de repente ni por arte de magia, sino que, tras un largo período de entrenamiento se fueron modulando las palabras que finalmente conformaría un lenguaje entendible que dio lugar a la necesaria comunicación entre los seres humanos. Ninguna luz luminosa nos llegó desde los cielos para dotarnos de ese preciado don que es el habla.

La idea creacionista del gran salto adelante en la calidad del pensamiento humano se refleja muy bien en una interpretación habitual del arte europeo del Paleolítico Superior…

Según este punto de vista, pinturas rupestres europeas y figurillas talladas con más de 30.000 años de antigüedad son barruntos del pensamiento simbólico y abstracto y también del lenguaje. Sin embargo, la madura perfección de las pinturas más antiguas de la cueva de Chauvet, en el sur de Francia, parece desmentior esta  teoría. En cualuqier caso, esta interpretación eurocéntrica pasa por alto el hecho de que los australianos, en la otra punta del planeta, conocían la pintura rupestre en la misma época que los primeros europeos. Hay muchas pruebas y razones, para suponer, que un común antepasado africano dominaba ya las técnicas del habla, la pintura y la representación simbólica mucho antes de que salieran de África, hace 80.000 años.

Otro problema de la teoría creacionista, o del “big bang”, sobre la unicidad de las facultades humanas modernas es que hay indicios de que los neandertales tenían ya la misma anatomía vocal especializada que nosotros y, es más, según todos los datos y estudios, el antepasado común de los neandertales y nuestro, el Homo heidelbergensis, hablaba ya hace medio millón de años. Así lo revelan las configuraciones anatómicas en fósiles profundamente estudiados.

La especulación anatómica nos devuelve qa los primeros humanos y a la espectacular aceleración del crecimiento encefálico experimentada por los géneros Homo y Paranthropus. Si alguna vez existió un “big bang” en la especiación de los homínidos inteligentes se debió producir entonces.

Tim Crow, profesor de psiquiatría en Oxford, ha aducido que se pueden identificar dos importantes acontecimientos especiadores con dos mutaciones estrechamente relacionadas del cromosoma. , producidas después de separarnos de los chimpancés. Hay motivos para suponer que una de estas mutaciones, o las dos, están relacionadas con la asimetría cerebral y posiblemente con el lenguaje. Si es así, podríamos imaginar que la primera mutación se produjo en el antepasado común a Homo y a Paranthropus, y la segunda en Homo eructus, dado que éste acusa los primeros indicios de asimetría cerebral.

La investigación neurofisiológica moderna, sirviéndose de un abanico de técnicas de imágenes activas de la actividad cerebral, ha contribuido a erosionar la concepción biológica y determinista del pensamiento y de la evolución y adquisición del lenguaje. Sabemos ya que la sintasis de cada idioma se procesa en diferentes zonas cerebrales. La sintasis no se implanta: la infieren los niños, que en copmparación con los adultos que aprenden un nuevo idioma, tienen más capacidad y versatilidad para descodificar asociaciones simbólicas y adivinar la verdadera inferencia sintáctica.

Claro que, los humanos no somos los únicos que tenemos un período crítico en el desarrollo en el que se adquieren las técnicas lingüisticas. Se ha podido observar el mismo fenómeno en “cantores” no primates, como los pájaros y las ballenas. Las complejas canciones, a menudo únicas, que cantan estos animales cuando son adultos se han aprendido, modificado y grabado en una etapa temprana. Además, las investigaciones demuestran que el habla no está forzosamente limitada a una zona o zonas concretas del cerebro.

Mucho nos queda por aprender de algunas especies que conviven con nosotros aquí en la Tierra y de las que, no sabemos nada o muy poco. Nadie sabe traducir los significados de esos cantos y sonidos que, entre ellos, se entrecruzan y, desde luego…¿Quién podría negar que en “sus idiomas” entablan conversaciones?

En resumen, podríamos decir que, entre todas las facultades mentales y prácticas que los filósofos han aducido para señalar las diferencias cualitativas entre los humanos modernos y y los chimpancés, la única que sigue en pie es el lenguaje humano. Es evidente, hay una gran diferencia cuantitativa en lo que se refiere a la capacidad intelectual, pero el intelecto humano no brotó de pronto hace 35.000 años, en el Paleolítico Superior europeo: Ya venía evolucionando desde hace cuatro millones de años. Durante los dos últimos millones los humanos han mejorado el modelo del simio andante sirviéndose del cerebro, pero es posible que en este empeño les ayudara la coevolución del tamaño encefálico, impulsada por el lenguaje.

No toméis a pie juntillas esa imagen de arriba que es indicadora de un equívoco muy común, partimos del mono y llegamos por evolución mutativa a Ser humanos. Nada más incierto: Ambos, el Chimpancé y el humano, tuvieron un antepasado común del que divergieron un día, y, ese antepasado, no era ni Homo ni Pan.

emilio silvera

Fuente: Los Senderos del Eden de Stephen Oppenheimer

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Estamos en la sociedad del conocimiento y algunos grandes avances, nuevos inventos y descubrimientos progresarán exponencialmente. Las universidades más prestigiosas como el MIT (Technology Review) ya identifican “lo último” y más nuevo en tecnología e investigación.

La biología (biotecnología), nanotecnología e infotecnología tienen y tendrán un protagonismo importante en los últimos progresos y adelantos alcanzados. En pocos años, la innovación tecnológica puede hacer posible hasta una segunda revolución industrial con la construcción de nanomáquinas. Las presentamos las novedades científicas más importantes a nuestros usuarios, desde la mecatrónica a las redes de sensores:

Las diez tecnologías avanzadas que cambiaran el mundo (según el MIT)

1. Redes de sensores sin cables (Wireless Sensor Networks)
2. Ingeniería inyectable de tejidos (Injectable Tissue Engineering)
3. Nano-células solares (Nano Solar Cells)
4. Mecatrónica (Mechatronics)
5. Sistemas informáticos Grid (Grid Computing)
6. Imágenes moleculares (Molecular Imaging)
7. Litografía Nano-impresión (Nanoimprint Lithography)
8. Software fiable (Software Assurance)
9. Glucomicas (Glycomics)
10. Criptografía Quantum (Quantum Cryptography)

Ultimas Noticias del MIT (Avances Tecnológicos)

La humanidad está dando pasos de gigantes en relación con otras épocas pasadas. Clonación, nanotecnología, biotecnología absorben astronómicos presupuestos con retos que se resuelven en invenciones que rozan algunas aportaciones de la ciencia ficción.

Hasta la Quimica, la Medicina -nanomedicina- y los físicos tendrán que administrar nuevas invenciones que, pese a decisivos avances científicos y tecnológicos, pueden poner en peligro a la humanidad.

Michael Crichton en su libro “Presa” nos señala los peligros para la sociedad de la nanociencia a través de un experimento donde la computación, nuevos artefactos y las nanomáquinas desempeñan un papel decisivo. Las ventajas y desventajas de los nuevos inventos e innovaciones tecnológicas deberán evaluarse cuidadosamente antes de que algún paso fatal en nuestra historia sea irreversible. Pero aparte de leer a Crichton y sus ciencia ficción, le invitamos a tomarse muy en serio la nanotecnología.

El término “biónico” tuvo una vez un significado puramente científico. Ahora, gracias a series de televisión como El hombre de los seis millones de dólares, lo primero que nos viene a la mente cuando lo oímos son imágenes de alguien saltando de un edificio a otro, levantando coches y realizando otras proezas con una fuerza sobrehumana. Y las asociamos a frases como: “Podemos reconstruirlo; disponemos de la tecnología. … Está mejor que antes. Mejor. Más fuerte. Más rápido”. Es como tratar de escuchar La obertura de Guillermo Tell de Rossini sin pensar en el Llanero Solitario.

Aunque es muy poco probable que la biónica nos proporcione alguna vez poderes sobrehumanos, sí es verdad que en los últimos 30 años se ha avanzado de forma espectacular en el campo de la tecnología protésica. Lo que una vez parecía ciencia ficción se está haciendo realidad rápidamente. Aunque las prótesis de tecnología más avanzada son sólo una réplica de las extremidades reales, la emocionante fusión entre la biónica y la protésica promete la aparición de tecnologías que mejorarán en gran medida la movilidad, el rendimiento energético y el modo de andar.

Sensores y sensibilidad: mejores prótesis gracias al avance de la inteligencia artificial

Dicen los expertos que la clave de la protésica del futuro radica en el perfeccionamiento de la inteligencia artificial (AI, por sus siglas en inglés). La integración de la tecnología informática en los diseños de prótesis no es un concepto nuevo. La inteligencia artificial ya se utiliza en rodillas de fácil ajuste; fabricantes como Otto Bock, Seattle Systems y Endolite han realizado progresos en esta área. Las manos artificiales se fabrican ahora con sensores en las yemas de los dedos para controlar la fuerza de agarre.

Existen otras muchas posibles aplicaciones. Por ejemplo, se está realizando una investigación sobre sensores insertados en los forros para encajes, que unen la prótesis a la extremidad residual, que se adaptan automáticamente a la fluctuación del volumen corporal. Los encajes de fácil ajuste podrían hacer que la prótesis fuese más cómoda y prevenir llagas, cardenales y otras complicaciones. Una tecnología de sensores parecida a ésta también podría conseguir que los pies artificiales se tensaran y relajaran para adaptarse a la variación de la resistencia y la velocidad, y así hacer posible el uso de una misma prótesis para realizar varias actividades.

El mayor obstáculo aún por superar es reproducir la complejidad de todos los movimientos de una extremidad con el uso de la tecnología actual. Aunque se ha progresado mucho, hay varios factores relacionados entre sí que todavía tienen que solucionarse, como la fuerza, la velocidad de reacción, la amplitud de movimiento, el peso y la durabilidad. El principal objetivo a la hora de resolver estos problemas es la integración total de mente, cuerpo y máquina.

El fantasma en el interior de la máquina

En el año 2000, el Dr. Miguel Nicolelis, neurobiólogo del Centro Médico de la Universidad de Duke, adiestró a un mono a mover un brazo robótico con pensamientos transmitidos a través de electrodos implantados en el cerebro. Recientes experimentos demuestran que esta técnica puede funcionar también en seres humanos.

La clave está en identificar las neuronas que se activan cuando alguien piensa de forma consciente en un movimiento y luego lo realiza. Los estudios demuestran que estas células cerebrales permanecen activas incluso en las personas con amputaciones. Nicolelis sacó partido de una serie de intervenciones quirúrgicas en el cerebro realizadas a 11 pacientes con la enfermedad de Parkinson, una enfermedad incurable causada por la destrucción de ciertas células cerebrales. Estas operaciones se realizan habitualmente con estimuladores cerebrales para ayudar a contrarrestar los temblores asociados al Parkinson. Nicolelis sacó el máximo provecho de estas circunstancias incluyendo una sencilla tarea manual: se pidió a los pacientes que jugaran con un videojuego.

Para encontrar el mejor lugar para colocar los estimuladores, los cirujanos implantaron varias series de microelectrodos provisionales. Los pacientes estaban despiertos durante la intervención para poder orientar al cirujano. Mientras los pacientes jugaban, los electrodos enviaban señales cerebrales a una computadora que analizaba las señales y las emparejaba con los movimientos que la mano realizaba al jugar con el videojuego. Entonces se compilaban las señales en un modelo neuronal que podía pronosticar las señales necesarias para realizar las acciones requeridas en el juego.

Mientras a los monos se les implantaron en el cráneo cables que estaban conectados a un dispositivo externo, el equipo de Nicolelis ha diseñado una serie de electrodos sin cables que podrían implantarse de forma permanente. Algunas de las aplicaciones evidentes de esta tecnología serían un brazo robótico controlado por el pensamiento, una silla de ruedas eléctrica, una televisión, una computadora o una prótesis. El Dr. Josý Millýn del Instituto Dalle Molle de Suiza propone un sistema parecido. En lugar de implantes quirúrgicos, se utiliza un gorro tachonado de electrodos que controla la actividad cerebral a través del cuero cabelludo. Las primeras pruebas realizadas con un robot teledirigido indican que es tan fácil controlar al robot con los pensamientos como de forma manual.

Una red de cables envía la información a una computadora que analiza la actividad cerebral y, mediante una conexión sin cables, transmite al robot cualquier orden que detecta. El programa informático se aprovecha de que el deseo de moverse hacia una dirección concreta crea un patrón único de actividad cerebral. Puede saber qué orden tiene en mente el usuario mediante la identificación de la señal neural asociada a esa orden.

Extremidades superiores

Los brazos protésicos tradicionales funcionan con el movimiento corporal, dependen de los movimientos del cuerpo para manipular los cables que controlan la prótesis. Las prótesis mioeléctricas están controladas por señales eléctricas transmitidas desde los músculos subyacentes hasta la epidermis; estas señales se amplifican y se envían a microprocesadores que operan los motores situados en las coyunturas y las manos. Estos últimos avances tecnológicos aparecen en la nueva mano SensorHand® Speed fabricada por Otto Bock y en el brazo Utah Arm 3, que pronto será distribuido por Motion Control.

La mano SensorHand Speed es más silenciosa que la primera SensorHand, dos veces más rápida y más sensible debido a un mejor procesamiento de señales y software. La función de “autoagarre” detecta cuándo la mano necesita más fuerza de agarre al sostener un objeto y modifica la tensión automáticamente, como cuando la mano sostiene un vaso que se está llenando de agua.

La mano Utah Arm 3 se halla en la fase final de experimentación y se espera que sea distribuida al público para el 2005. Diseñada para personas con amputaciones por encima del codo, contiene dos microprocesadores que permiten el movimiento simultáneo del codo y la muñeca o la mano. Otra mejora es la posibilidad de modificar la configuración de la potencia; por ejemplo, el usuario puede amplificar la señal para compensar la escasa información neural que se produce cuando los músculos están cansados.

A veces, las mismas heridas que causan la necesidad de amputar también dañan los músculos necesarios para controlar una prótesis electrónica. El Instituto de Rehabilitación de Chicago (Rehabilitation Institute of Chicago o RIC, por sus siglas en inglés), un hospital líder en rehabilitación física en los EE.UU., completó recientemente con éxito la rehabilitación del primer receptor del mundo de un injerto de nervio / músculo para poder controlar una prótesis mioeléctrica. La técnica, investigada y desarrollada por el Dr. Todd Kuiken, médico, Doctor en Medicina y director de los servicios para personas con amputaciones, permite que diferentes secciones del resto de los músculos del usuario manejen una prótesis de brazo.

El 21 de mayo del 2001, Jesse Sullivan de Dayton, Tennessee, tocó un hilo conductor cuando trabajaba como técnico encargado del tendido y mantenimiento de cables eléctricos. Las quemaduras eléctricas fueron tan graves que fue necesario amputar ambos brazos a la altura del hombro. Sullivan tenía zonas donde el control mioeléctrico era limitado por lo que se le puso una prótesis en el brazo derecho que funcionaba con el movimiento corporal.

El Dr. Kuiken propuso trasplantar nervios vivos del hombro izquierdo de Sullivan al músculo pectoral izquierdo. Seis meses después, tras el crecimiento y propagación de los nervios por el músculo, el Dr. Kuiken pudo detectar señales mioeléctricas. El departamento de protésica del RIC diseñó y creó un “puño” (de camisa) con electrodos que reconocía y transmitía las señales necesarias para controlar la prótesis. Cuándo Sullivan piensa en que quiere cerrar la mano, el nervio que una vez hacía cerrar la mano ahora hace que parte del músculo de su pecho se contraiga. Los sensores situados en ese músculo ordenan a la mano que se cierre mediante diminutos cables conectados entre sí.

Sullivan es el primer receptor del mundo de un injerto de nervio / músculo para controlar una prótesis.

“Durante años desarrollamos y pusimos a prueba este procedimiento; es cirugía de la década de los 20 para una aplicación del siglo XXI”, dice Dr. Kuiken. “Lo realmente novedoso no es tanto la técnica quirúrgica como el motivo por el que se realiza la intervención quirúrgica y que se utilice para ayudar a controlar las extremidades artificiales y conseguir que funcionen mejor”. Esta técnica está limitada por ahora a brazos amputados aunque se espera que, con el tiempo, se pueda aplicar a piernas.

La mano Dextra, inventada por el Dr. William Craelius, de la Universidad de Rutgers (inMotion de noviembre/diciembre del 2002), lleva este concepto aún más lejos. Se trata del primer dispositivo de su clase que permite que una persona utilice transmisiones neuronales existentes para controlar individualmente unos dedos mecánicos dirigidos por computadora. Se ha puesto a prueba a Dextra en actividades tan complejas como mecanografiar y tocar el piano. Aunque el nivel de destreza está por debajo del que se necesitaría para tocar El vuelo del abejorro, Craelius cree que “la tecnología biónica puede adaptarse para recuperar parte de casi cualquier pérdida de función”.

Por ejemplo, habla de un pequeño implante sin cables llevado a cabo en la UCLA por un equipo liderado por el Dr. Gerald Loeb. Este implante puede inyectarse en la piel para que transmita señales neurales a los dispositivos biónicos. Según Craelius, aunque para transmitir la información sean necesarias más de 1.000 conexiones eléctricas entre el cerebro y los dispositivos biónicos, podría ser factible con el uso de la tecnología actual, incluso si la mayor parte del procedimiento informático se tiene que realizar fuera del cuerpo. Sin embargo, al ritmo que avanza la capacidad, velocidad y miniaturización informática, Craelius opina que en los próximos 10 años todo el sistema de procesamiento puede llegar a colocarse en el cerebro o cualquier otra parte del cuerpo.

La tecnología de Dextra se está utilizando en la actualidad en un estudio de colaboración con el Dr. Grigore Burdea de Rutgers para evaluar sus beneficios en personas con amputaciones mediante el uso de la realidad virtual. Llevando un puño que recibe las señales procedentes del brazo del usuario, éste controla una mano virtual en pantalla para realizar ejercicios de destreza en una computadora. Las pruebas preliminares sugieren varios posibles usos y beneficios de esta tecnología. Podría ser útil como instrumento para evaluar a personas con amputaciones y enseñarlas a usar una mano mecánica; podría incorporarse a futuros diseños para mejorar la función de brazos y manos protésicas; y, en el caso de las personas con amputación de extremidades inferiores, podría utilizarse para mejorar su modo de andar. Quizás lo más interesante de todo es que la realidad virtual puede ayudar a las personas con amputaciones a afrontar el dolor fantasma al ayudarles a visualizar y mover una extremidad virtual de forma menos dolorosa.

Extremidades inferiores

El problema de las prótesis tradicionales siempre ha sido que el usuario hace la mayor parte del trabajo, especialmente cuándo camina cuesta arriba o en terreno desnivelado. Eso puede ser ya mismo cosa del pasado.

El fabricante islandés Össur Total Prosthetic Solutions ha firmado un contrato con Victhom Human Bionics, S.A., de Canadá, para fabricar y distribuir lo que se ha llamado “la primera pierna biónica del mundo”, un sistema protésico motorizado para personas con amputaciones transfemorales. La tecnología de la pierna de Victhom es diferente porque funciona con, no contra, el usuario. A diferencia de las extremidades inferiores pasivas, la rodilla de Victhom puede realizar tanto una flexión como una extensión activa, lo que la hace más eficaz desde el punto de vista energético y permite un modo de andar más natural.

Los sensores situados en los zapatos de la persona transmiten señales a la computadora de la rodilla, lo que reproduce una forma de andar adecuada. Tanto si desea subir escaleras como caminar rápida o lentamente, sentarse o ponerse de pie, identifica la señal en tiempo real.

La nueva extremidad biónica aún está siendo probada y puede estar de venta en el mercado a principios del 2005. Victhom está trabajando en un tobillo motorizado y músculos artificiales, y en un implante neural para reemplazar los sensores externos de la pierna biónica.

Seattle Systems, junto con Sandia National Laboratories, sigue trabajando en la Smart Integrated Lower Limb (SILL, por sus siglas en inglés). La versión final incorporará múltiples sensores que introducirán datos sobre presión, posición y velocidad en un procesador central que controlará la rodilla, el tobillo, el pie y el encaje. El encaje de la pierna se ajustará al cambio de diámetro que experimenta la extremidad residual del usuario en el transcurso de un día. Los sensores de presión del pie enviarán un leve zumbido a los electrodos conectados a la extremidad residual. Con estas indicaciones, las personas con amputaciones podrán preparar su extremidad para “sentir” el pie protésico cuando golpea el suelo.

Estas nuevas tecnologías han dado solución a problemas en accidente de tráfico que no tenían solución

El concepto fundamental de la SILL es el mismo que el de todas las escuelas del pensamiento biónico: una extremidad artificial, al igual que una sana, debería funcionar como una unidad, no como un conjunto de piezas. Ésta es la definición de tecnología biónica, en el sentido más sencillo y auténtico. La integración total, una conexión directa entre el ser humano y la máquina.

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Una ameba que forma grupos pluricelulares puede ser el ancestro de todos los animales, incluidos los humanos, según un estudio

Un enigmático microbio descubierto en las tripas de un caracol acaba de iluminar una de las etapas más oscuras y apasionantes de la historia de la vida en la Tierra: cómo los seres unicelulares comenzaron a juntarse y dieron lugar a la orgiástica variedad de formas de vida que abarca a todos los animales, incluidos los humanos.

En algún momento de la evolución, un solitario microbio se unió a otro solitario microbio. Descubrieron las ventajas de la cooperación y comenzaron a explotarla. Es posible que los primeros enlaces fuesen temporales, pero lo importante es que la naturaleza comenzó un proceso de prueba y error inexorable que, millones de años después, hace posible que usted tenga todos esos tejidos especializados que le permiten respirar, captar la luz de la pantalla, comprender las letras escritas en este artículo y, posiblemente, seguir leyendo esta historia.

“Estamos hablando de una de las transiciones más importantes de la historia de la vida y la única manera que tenemos de comprender ese momento es estudiar a sus primos hermanos unicelulares”, explica a Materia Iñaki Ruiz-Trillo, investigador del Instituto de Biología Evolutiva de Barcelona (CSIC-UPF).

A principios de la década pasada, un equipo de científicos estaba analizando en Puerto Rico parásitos de la esquistosomiasis, una enfermedad olvidada que azota a más de 250 millones de personas en países en desarrollo. En la hemolinfa de un caracol encontraron esos parásitos y también un simbionte desconocido hasta ese momento. Se trataba de una ameba a la que bautizaron como Capsaspora owczarzaki. Los descubridores publicaron el código de barras genético de este nuevo ser vivo en una revista científica, almacenaron unas cuantas amebas en un banco de cultivos celulares vivos en EE UU y ahí quedó todo.

 

 

 

Dos años después, Ruiz-Trillo se topó con la descripción de la capsaspora y decidió estudiarla en detalle. Al secuenciar su genoma descubrió que, a pesar de ser un ser unicelular, esta ameba tiene varios genes que se creían exclusivos de los animales. Esos genes regulan la diferenciación celular, la comunicación entre células y la adhesión entre ellas, tres procesos fundamentales para la formación de organismos pluricelulares y que en los animales son necesarios para desarrollar todos los tejidos diferenciados del cuerpo.

Vistas al microscopio, las capsasporas muestran filopodios, patas con las que pueden moverse de un sitio a otro. El ciclo de la vida de estos microbios tiene tres estados. En el primero viven solos, moviéndose de aquí para allá con sus patas. En otro estado pierden esas extremidades y entran en una especie de hibernación si falta el alimento. En el tercero, el más interesante, varias capsaspora entrelazan sus extremidades y forman una especie de ser pluricelular primitivo.

 

 

“Pensamos que se juntan en momentos de estrés, cuando falta alimento, y esto es algo que las mantiene vivas en una situación difícil”, explica Ruiz-Trillo. ¿Pudo ser así como surgieron los primeros ancestros de todos los animales?

En un estudio que se publica hoy en la edición impresa de Cell, el equipo de Ruiz-Trillo muestra que la capsaspora comparte con los animales varios mecanismos de regulación genética, los interruptores que se encargan de encender y apagar genes para el correcto desarrollo de un individuo. “Los elementos de regulación genómica que en los animales controlan el tipo de tejido que serán unas células y no otras los encontramos en las carpospora y precisamente les sirven para regular en qué punto de su ciclo vital están”, detalla.

El trabajo incide también sobre dos genes fundamentales y compartidos entre estas amebas y los animales. El primero es un factor de transcripción llamado Brachyury. En los animales permite que las células de un embrión se muevan para empezar a formar los diferentes órganos. Las capsaspora también lo tienen y lo emplean para moverse, destaca Ruiz-Trillo. El otro gen es Myc. En la ameba es clave para la proliferación celular. En los animales, cuando está mutado, provoca el crecimiento celular descontrolado que llamamos cáncer y que puede ser entendido como un ser vivo creciendo dentro de otro hasta matarlo. “Hasta ahora se pensaba que este gen era exclusivamente animal, pero ahora vemos que estos bichos ya lo tenían mucho antes”, enfatiza Ruiz-Trillo.

La multicelularidad es un invento tan eficiente que probablemente ha habido decenas de seres vivos que la han desarrollado de forma independiente en la historia de la evolución. No se sabe cuál de ellos fue el ancestro de todos los animales, pero la capsaspora es una de las posibilidades. “Los primeros animales surgieron hace unos 600 millones de años y probablemente las capsaspora ya existían hace unos 700 millones de años, con lo que podrían ser sus primeros ancestros”, explica Ruiz-Trillo.

Una última característica de estos microbios da que pensar. En todo el planeta solo se conocen dos especies de estas amebas. Una es la que encontraron en las tripas del caracol puertorriqueño. La otra vive libre en el mar. En ese ambiente las capsasporas son depredadores que sobreviven cazando otras amebas y alimentándose de ellas. ¿Les suena?

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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.

Los constituyentes básicos de la materia másica conocida son los fermiones como los “quarks” (púrpura) y “leptones” (verde). Los bosones (rojo) son “materia no-másica”, simplemente son las partículas mediadoras de las fuerzas fundamentales: El fotón para el electromagnetismo, el gluón para la fuerza nuclear fuerte, las partículas W⁺ y W^– más la Z⁰ intervienen en la fuerza nuclear débil.

                                                                  Fuerza nuclear fuerte y débil

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 astro-química.

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.

Único lugar conocido donde la vida emergió, ahí podemos contemplar un trozo del planeta Tierra donde todos los indicios apuntan como el lugar donde está el origen de la Humanidad.

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 astro-química 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.

Compuestos prebióticos en el espacio interestelar y la química prebiótica precursora de la vida

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, u auto-organización, del Universo.

                    

Los fósiles más antiguos del mundo hasta nuestros días fueron microalgas, que con su actividad biológica transformaron la atmósfera del planeta.En concreto se trataba de cianobacterias, y gracias a la fotosíntesis de aquellas «pioneras», el oxígeno aumentó desde el 1% al 21% en los gases de la atmósfera, haciendo posible la evolución de la vida tal y como la conocemos.

Pues bien, ese montón de piedras que vemos en ambas imágenes son «estromatolitos» y consisten en precipitados de carbonato cálcico formados sobre filamentos y colonias de cianobacterias.

¿Y cómo se forman los estromatolitos? las cianobacterias consumen dióxido de carbono en la fotosíntesis y esto ocasiona la precipitación del carbonato cálcico del agua sobre el sedimento que ellas mismas acumulan, formando los estromatolitos. Éstos crecen en láminas igual que los anillos de un árbol y lo hacen también con un ritmo regular.

 

 

 

El orden aparece después del caos

 

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.

Está bien asentado hoy el conocimiento de que, la Tierra y la Luna, al igual que el resto del Sistema solar, se formó hace ahora unos cuatro mil quinientos millones de años. En algún momento de los primeros mil millones de años de la existencia de la Tierra, la vida hizo su aparición sobre la superficie de nuestro planeta. La Ciencia no ha podido saber nunca cómo sucedió porque hemos perdido el registro de aquellos primeros años.

“En los últimos años, la ciencia ha confirmado lo que los aborígenes australianos, la cultura viva continua más antigua del mundo, siempre supieron: la región de Pilbara en Australia Occidental se encuentra entre los lugares más antiguos de la Tierra.

                                                            La corteza rocosa más antigua del mundo

Los científicos han determinado que las vastas formaciones de roca rica en hierro de Pilbara, formadas antes de la existencia del oxígeno y la vida misma, son el ejemplo mejor conservado de la corteza más antigua del mundo.

                         Antes de descubrir lo de Australia en el Pilbara, se decía:

Sin embargo, la roca más antigua conocida era el Acasta Gneiss (arriba en la imagen), encontrada al norte de Canadá, en los territorios del noroeste, con 4.030 millones de años de antigüedad, es decir, casi 300 millones de años más ‘joven’ que las que esta semana se dan a conocer en la revista ‘Science’. Las rocas más antiguas conocidas están el

              La erosión rocosa forman figuras inimaginables

Muchas de las rocas más viejas de la Tierra han sido eliminadas por los vientos y las aguas y empujadas por las correntías de las intensas lluvias hacia los océanos. Por otra parte, la lava de las frecuentes erupciones volcánicas cubrieron la mayor parte de las evidencias de vida en el pasado. Sobre la Tierra no quedan vestigios de esos mil primeros millones de años de su historia. Aquel período mágico en el que pudo surgir la vida que, no fue, precisamente de manera espontanea, sino que, se debió a complejos procesos bioquímicos que dieron lugar a una especie de protoplasma de la vida, a partir del cual, surgieron las primeras células vivas replicantes.

La célula viva es un sistema dinámico, en cambio constante en el cual las sustancias químicas se tornan ordenados por un tiempo en estructuras microscópicas, tan solo para disolverse nuevamente cuando otras moléculas se juntan para formar los mismos tipos de estructuras nuevamente, o para sustituirlas nuevamente en la misma estructura.

Un organelo u orgánulo es una estructura específica dentro de una célula. Hay muchos tipos diferentes de organelos. Los organelos también son llamados vesículas. En realidad tienen una función muy importante, porque es una forma de compartimentar todas las funciones que se cumplen dentro de una célula.

Las organelas de las cuales las células están hechas no son más estáticas que la llama de una vela. En cualquier instante, la vela exhibe un patrón dinámico de casamientos y divorcios químicos, de procesos que producen energía y procesos que la consumen, de estructuras formándose y estructuras desapareciendo. La vida es proceso no una cosa.

Temperaturas en los últimos 65 millones de años en a base medidas del isótopo ¹⁸O. A finales del Mioceno se produce la glaciación de la Antártida. Lo cierto es que, como decimos al principio, no es fácil por las muchas dificultades que nos encontramos a la hora de buscar, el concretar sobre el origen de la Humanidad. En el Mioceno Medio, (hace entre 16 y 10 millones de años), interpretar los fósiles que se van hallando, sus relaciones y parentescos son muy difíciles de establecer y obligan a tener que reescribir nuestra historia evolutiva.

  Este último es un fósil de una lagartija gusano del Mioceno Medio

Pero no vayamos tan lejos y adelantemos aquel tiempo remoto hasta hace tan solo unos veinte millones de años, durante el Mioceno, la Tierra vivió unas condiciones climáticas paradisíacas.  Los casquetes polares, con una emplazamiento distinto del actual, apenas eran una pequeñas manchas de hielo; el nivel de los mares era mucho más elevado que en la actualidad, y la mayor parte de los lugares que ahora ocupan las ciudades y las playas en las que pasamos las vacaciones estaban cubiertos por los océanos.  El agua del mar era como la que hoy podemos encontrar en los trópicos.  El mundo de finales del Mioceno era, por lo tanto, un mundo muy diferente del nuestro: con distintos olores, con extraños sonidos y ni siquiera el cielo de hace veinte millones de años era parecido al que hoy podemos contemplar en una noche cualquiera.  Las constelaciones de estrellas eran de otras formas y mostraban configuraciones distintas de las que ahora están allá arriba.  Muchas de las estrellas que hoy admiramos en las noches de cielo despejado aún no habían aparecido y otras que entonces brillaban ya no existen.

La evolución de las estrellas es la mejor muestra de como funciona todo en el Universo. Los objetos “nacen” y, con el transcurrir inexorable del Tiempo, se transforman en otra cosa distinta de lo que fueron. Nosotros que somos polvo de estrellas, polvo volveremos a ser y… ¿Quién sabe si nuestro próximo destino es formar parte de un objeto cosmológico asombroso?

En las imágenes de arriba están escenificados los pasos que tendrá que dar la estrella que nos suministra la luz y el calor que mantiene la vida en nuestro planeta: Surgió gracias a una anomalía gravitatoria en una nebulosa molecular. Entró en la secuencia principal y comenzó a fusionar Hidrógeno en Helio, Berilio, Carbono, Nitrógeno… Cuando llegó al hierro y agotó el combustible nuclear de fusión, comenzó a transformarse en una gigante roja que  engullirá a los planetas Mercurio y Venus, quedando cerca de la Tierra que, será calcinada y sus océanos se evaporaran, la vida tal como la conocemos desaparecerá. La gigante roja eyectará sus capas exteriores al Espacio Interestelar y se formará una Nebulosa planetaria, y, gracias al Principio de exclusión de Pauli, los electrones que son fermiones, se degenerarán y allí se frenará la implosión, lo que quedará será una estrella enana blanca que radiará rabiosamente en el ultravioleta  para ionizar los materiales de la Nebulosa planetaria.

Los cambios son irreversibles, es el destino de nuestro Universo, evolucionar y transformar. Esos cambios, al igual que se produjeron en nuestro mundo, se producirán en nuestros conocimientos, nuestro nivel de conciencia también, de manera irreversible, evoluciona.  A medida que a nuestro cerebro llegan nuevos datos sobre cuestiones muy diversas, éste los va reciclando, ordenándolos, interrelacionándolos y finalmente clasificándolos de manera tal que, los tiene dispuestos para conectarlos a nuevos datos y nuevas informaciones que, por distintos medios, naturales o artificiales aparecen para sumarse a las que ya existen, y de esta forma, hemos ido avanzando, desde aquella materia “inerte” a la materia compleja y pensante que somos los seres vivos inteligentes.

 Pero en el ejemplo que antes puse de hace veinte millones de años, nuestros antepasados más cercanos ni habían aparecido.  Más tarde, interminables selvas húmedas estaban pobladas por una vegetación exuberante, por plantas y árboles gigantescos, cuajadas de una interminable variedad de especies vegetales que embriagaban el aire caliente y húmedo con mil aromas.  Pululaban y bullían en ellas miles de insectos diferentes y las habitaban reptiles diversos, desde pequeñas lagartijas hasta gigantescas serpientes.  Los dinosaurios habían desaparecido muchos millones de años antes y, en su lugar, numerosas aves y mamíferos vegetarianos se alimentaban de los inagotables recursos que ofrecían los bosques.  Una muchedumbre de depredadores prosperaba alimentándose de los herbívoros, bien alimentados y abundantes.

En aquellas selvas, los simios se encontraban en su paraíso.  Las condicione climatológicas eran las más adecuadas: siempre reinaba la misma temperatura cálida, y la lluvia que con frecuencia caía, era también caliente. Apenas tenían enemigos peligrosos, ya que, ante la menor amenaza, en dos saltos estaban en refugio seguro entre las ramas de los árboles, hasta donde ningún depredador podía perseguirles. En este escenario, en el que había poco riesgo, alimentos abundantes y las condiciones más favorables para la reproducción, surgieron nuestros antepasados.

Ardipithecus ramidus

Hace unos cinco millones de años, a comienzos del Pleistoceno, el período que siguió al Mioceno, en los bosques que entonces ocupaban África oriental, más concretamente en la zona correspondiente a lo que hoy es Kenia, Etiopía y Nigeria, habitaba una estirpe muy especial de monos hominoideos: Los Ardipithecus ramidus. Éstos, como el resto de primates, estaban adaptados a vivir en zonas geográficas en las que no existían variaciones estacionales. Porque los monos, en general, no pueden soportar largos periodos en los que no haya frutas, hojas verdes, tallos, brotes tiernos o insectos de los que alimentarse: por eso solo viven en zonas tropicales, salvo muy contadas excepciones.

Los fósiles de quien hoy se considera uno de nuestros primeros antepasados, el Ardipithecus ramidus, han aparecido siempre junto a huesos de otros mamíferos cuya vida estaba ligada al bosque.  Se puede suponer, por lo tanto, que habitaba un bosque que aún era espeso, con algunos claros, y abundante en frutas y vegetales blandos, aunque el enfriamiento progresivo que se venía produciendo en esos últimos miles de años y las catastróficas modificaciones geológicas tuvieron que reducir la disponibilidad de los alimentos habituales de estos simios.

El Ardipithecus ramidus no abandonaba nunca sus selvas.  Como los monos antropomorfos de hoy, debía tratarse de una especie muy poco tolerante a los cambios ambientales.   Todo apunta a que se auto-confinaban en la búsqueda de la comodidad fresca y húmeda y la fácil subsistencia que les proporcionaba sus bosques y nunca traspasaban los límites: en la linde se encontraba, para él, el fin del mundo, la muerte.

Estos antepasados nuestros son, de entre todos los homínidos fósiles, los que más se parecen a los monos antropomorfos que viven en la actualidad.  Su cerebro era como el de un chimpancé actual: de una capacidad de 400 cm³ aproximadamente.  Sus condiciones físicas estaban totalmente adaptadas al medio, con piel cubierta de pelo fuerte y espeso, impermeable, adaptadas al clima lluvioso y la humedad ambiental, en donde el sudor era totalmente ineficaz para refrigerar el cuerpo.

El equipo sensorial de estos antepasados nuestros debía de ser como el de todos los primates.  Predominaba el sentido de la vista más que el del olfato: en el bosque, el hecho de ver bien es más importante que el de tener una gran capacidad olfativa.  Una buena visión de los colores les permitía detectar las frutas multicolores en las umbrías bóvedas de la selva.  El sentido del oído tampoco debía de estar muy desarrollado: contaban con orejas de pabellones pequeños que no tenían la posibilidad de modificar su orientación.  En cambio, poseían un refinado sentido del gusto, ya que en su dieta tenían cabida muchos sabores diferentes; de ahí deriva el hecho de que cuando nos resfriamos y tenemos la nariz atascada los alimentos pierdan su sabor.

A pesar de su escasa capacidad cerebral, es posible que en ocasiones se sirviera de algún utensilio, como alguna rama para defenderse, y de un palito para extraer insectos de sus escondites, y hasta utilizara piedras para partir semillas. El uso de estas herramientas no era premeditado, sino que acudían a él de manera instintiva en el momento que lo necesitaban y luego no conservaba el utensilio, sencillamente los abandonaban para buscar otro nuevo en la próxima ocasión.

Con el paso de los años fueron evolucionando y transformándose físicamente, perdiendo sus enormes colmillos, el pelo, la forma simiesca de desplazarse.  El cambio climático introdujo una modificación ecológica y trajeron dificultades para encontrar alimentos lo que hizo que los individuos de esa especie de simios estuvieran permanentemente amenazados de muerte.  En consecuencia, las ventajas genéticas de adaptación al medio les trajeron variaciones como la ya mencionada reducción de los caninos, se convertían en algo decisivo para que llegaran a hacerse adultos con un óptimo desarrollo y que se reprodujeran más y con mayor eficacia.

La existencia dejó de ser idílica para estar rodeada de riesgos que, constantemente, amenazaban sus vidas por los peligrosos depredadores que acechaban desde el cielo, desde el suelo o desde las propias ramas de los árboles en los que el Ardipithecus ramidus pasaba la totalidad de su existencia.

Pasaron un par de millones de años, el planeta continuó evolucionando junto con sus pobladores y, según los indicios encontrados en las sabanas del este de África,  allí vivieron unos homínidos que tenían el aspecto y el cerebro de un chimpancé de hoy.  Caminaban sobre dos pies con soltura, aunque sus brazos largos sugieren que no despreciaban la vida arbórea; eran los Australopithecus.  De una hembra de Austrolopithecus aferensis que se paseaba por la actual Etiopía hace tres millones de años poseemos un esqueleto completo: Lucy.

                                                                               Reconstruyen el rostro de Lucy

Sabemos que la selección natural sólo puede producirse si hay variación.  La variación supone que los descendientes, si bien pueden tener muchos caracteres comunes con sus padres, nunca son idénticos a ellos.  La selección natural actúa sobre estas variaciones favoreciendo unas y eliminando otras, según si proporcionan o no ventajas para la reproducción; las que sobreviven y se reproducen son las que están mejor dotadas y mejor se adaptan al entorno.  Estas variaciones vienen dadas por mutación (inapreciable en su momento) y por recombinación de genes y mezclas enriquecedoras de la especie.  Ambos procesos, en realidad se rigen exclusivamente por el azar, es decir, ocurren independientemente de que los resultados sean o no beneficiosos para los individuos, cuando se producen.

Los cambios ecológicos y climáticos progresivos, junto con la aparición casual de unas afortunadas mutaciones, permitieron que unos simios como los antes mencionados Ardipithecus ramidus se transformaran a lo largo de miles de años en los Australopithecus afarensis.  El segundo peldaño en la escalera de la evolución del hombre se había superado: la bipedestación.  Esta ventaja evolutiva les permitió adaptarse a sus nuevas condiciones ambientales, no solo proporcionándoles una mayor movilidad por el suelo, sino liberando sus manos para poder acarrear alimentos y consumirlos en un lugar seguro. Hay que tener en cuenta que, al desplazarse erguidos, estos homínidos regulaban mejor su temperatura corporal en las sabanas ardientes porque exponían menos superficie corporal al sol abrasador.  También podían percibir con mayor antelación el peligro.  Por supuesto, estos cambios positivos, también incidieron en el despertar de sus sentidos.

Correr para salvarse desarrolló sus pulmones y el corazón, los peligros y la necesidad agudizó su ingenio y su mente se fue desarrollando, apareció la extrañeza por lo desconocido, lo que mucho más tarde sería curiosidad.

Los cerebros evolucionaron

El tiempo siguió transcurriendo miles de años, los siglos se amontonaban unos encima de otros, cientos de miles de años hasta llegar al año 1.500.000 antes de nuestra era, y seguiremos en África.

Al iniciar la época denominada Pleistoceno, hace un millón ochocientos mil años, el mundo entró en un periodo aún más frío que los anteriores en el que comenzaban a sucederse una serie de periodos glaciales, separados por fases interglaciares más o menos largas.  Cerca de los polos de la Tierra, los periodos glaciales ocasionaron la acumulación de espesas capas de hielo a lo largo de los miles de años en que persistió el frío más intenso; luego, en los miles de años siguientes que coincidieron con una fase más calida, los hielos remitieron algo, aunque no desaparecieron por completo.

En las latitudes más bajas, como en el este africano, la mayor aridez del clima favoreció que prosperara un tipo de vegetación hasta entonces desconocido, más propio de las zonas desérticas.  También se incrementaron las sabanas de pastos, casi desprovistas de árboles, semejantes a las praderas, las estepas o las pampas actuales.

A lo largo del millón y medio de años transcurridos desde que Lucy se paseaba por África habían surgido numerosas especies de homínidos, algunas de las cuales prosperaron durante cientos de miles de años y luego desaparecieron. Por aquellos tiempos habitaba la zona del este de África el primer representante del género Homo:

         Construyeron las primeras herramientas

El Homo habilis, un antecesor mucho más próximo a nosotros que cualquiera de las anteriores especies, con una capacidad craneal de entre 600 y 800 cm³ y que ya era capaz de fabricar utensilios de piedra, aunque muy toscos.  Es conveniente tener en cuenta que la aparición de una nueva especie no tiene por qué coincidir necesariamente con la extinción de la precedente.  En realidad, muchas de estas especies llegaron a convivir durante miles de años.

Las peripecias de estos personajes por sobrevivir llenarían varios miles de comentarios como este y, desde luego, no es ese el motivo de lo que aquí queremos explicar, más centrado en hacer un repaso desde los orígenes de nuestros comienzos hasta nuestros días y ver que la evolución del conocimiento es imparable, desde las ramas de los árboles y los gruñidos, hemos llegado hasta la Mecánica Cuántica y la Relatividad General que, mediante sofisticadas matemáticas nos explican el mundo en el que vivimos, el Universo al que pertenecemos, y las fuerzas que todo lo rigen para crear la materia.

Pero continuemos.  En dos millones de años de evolución se dobló el volumen cerebral desde los 450 cm³ del Australopithecus aferensis hace cuatro millones de años hasta los 900 cm³ del Homo ergaster.  Es un misterio cómo se llegó a desarrollar nuestro cerebro con una capacidad de 1.300 cm³ y una complejidad estructural tan sorprendente como se comentaba en las primeras páginas de este trabajo.

Pero también resulta un misterio cómo fue posible que nuestro cerebro evolucionara a la velocidad a la que lo hizo: en apenas tres millones de años el volumen cerebral pasó de 450 a 1.300 cm³.  Esto representa un crecimiento de casi 30 mm³ por siglo de evolución.  Si consideremos una duración media de treinta años para cada generación, han pasado unas cien mil generaciones desde Lucy hasta nosotros, lo que supone un crecimiento medio de 9 mm³ de encéfalo por cada generación.

El aumento del volumen del cerebro es una especialización como la de cualquier otro órgano, y la selección natural favoreció el crecimiento encefálico porque proporcionó ventajas de supervivencias y reproducción en el nicho ecológico de los homínidos.  Tradicionalmente, a la hora de abordar la cuestión de la evolución del cerebro se plantean grandes cuestione: ¿Para qué necesitaron nuestros antecesores un cerebro grande? ¿Por qué la evolución desarrolló una estructura que permite sembrar una huerta, componer una sinfonía, escribir una poesía o inventar un tensor métrico que nos permita operar con dimensiones más altas curvas del espacio? Estas y otras muchas preguntas, nunca tienen una respuesta científica convincente.  Eso sí, sabemos que nuestro cerebro es un lujo evolutivo, la herramienta más delicada, compleja y precisa jamás creada en la biología.

El cerbro de los humanos modernos (a la izquierda) es tres veces más grande que la del llamado “pariente” más cercano: el chimpancé (derecha). Fotografía: Andrew Du/ Universidad de Chicago

El cerebro es un órgano que consume mucha energía y posee una elevada actividad metabólica.  El cerebro humano tiene una actividad metabólica varias veces mayor de lo esperado para un primate de nuestro mismo peso corporal: consume entre un veinte y un veinticinco por 100 del gasto energético en reposo (metabolismo basal), en comparación con el ocho a diez por 100 de consumo energético para los primates.  Además, el cerebro es exquisito y muy caprichoso en cuanto al combustible que utiliza para producir energía; no le sirve cualquier cosa.  En situaciones normales el cerebro sólo consume glucosa y utiliza 100 gr. de este azúcar cada día, la cual procede de los hidratos de carbono ingeridos con los alimentos vegetales.  Sólo en casos de extrema necesidad, por ejemplo cuando llevamos varios días sin comer hidratos de carbono, el cerebro recurre a su combustible alternativo, un sucedáneo, que son los cuerpos cetónicos que proceden de las grasas.

A causa de estas peculiaridades metabólicas del tejido cerebral, su funcionamiento entraña un importante consumo de recursos y gasta una notable cantidad de combustible metabólico.  Estos valores aumentan si consideramos el precio del desarrollo del cerebro; el cerebro de un recién nacido representa el doce por 100 del peso corporal y consume alrededor del sesenta por 100 de la energía del lactante.  Una gran parte de la leche que mama un niño se utiliza para mantener y desarrollar su cerebro.

Las neuronas son los ladrillos con los que está construido el cerebro y su propiedad más desarrollada es recibir, procesar y transmitir información mediante la emisión de impulsos bio-eléctricos a cientos de otras neuronas.

Los ladrillos del cerebro: Es evidente que el estímulo para la expansión evolutiva del cerebro obedeció a diversas necesidades de adaptación como puede ser el incremento de la complejidad social de los grupos de homínidos y de sus relaciones interpersonales, así como la necesidad de pensar para buscar soluciones a problemas surgidos por la implantación de sociedades más modernas cada vez.  Estas y otras muchas razones fueron las claves para que la selección natural incrementara ese prodigioso universo que es el cerebro humano.

Claro que, para levantar cualquier edificio, además de un estímulo para hacerlo se necesitan los ladrillos específicos con las que construirlo y la energía con la que mantenerlo funcionando.

La evolución rápida del cerebro no solo requirió alimentos de una elevada densidad energética y abundantes proteínas, vitaminas y minerales; el crecimiento del cerebro necesitó de otro elemento fundamental:

“Un ácido graso es una biomolécula de naturaleza lipídica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, de diferente longitud o número de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo carboxilo, es decir, un oxígeno enlazado doblemente con el carbono y un grupo hidroxilo (OH) enlazado con el mismo. Esto le da condición de ácido a la molécula. Cada átomo de carbono se une al siguiente y al precedente por medio de un enlace covalente sencillo o doble. Al átomo de su extremo le quedan libres tres enlaces que son ocupados por átomos de hidrógeno (H₃C-), y los demás átomos tienen libres los dos enlaces, que son ocupados igualmente por átomos de hidrógeno ( … -CH₂-CH₂-CH₂– …). En el otro extremo de la molécula se encuentra el grupo carboxilo (-COOH) que es el que se combina con uno de los grupos hidroxilos (-OH) de la glicerina (también llamada glicerol o propanotriol), reaccionando con él y uniéndose mediante un enlace tipo éster. El grupo carboxilo tiene carácter ácido y el grupo hidroxilo tiene carácter básico (o alcalino).”

Una forma óptima de aportar ácidos grasos poliinsaturados es a través de una dieta equilibrada, y hay que aumentar el consumo de pescado azul y aceites de origen vegetal, como el de oliva, el de soja, el de onagra, etc. Además, es muy importante disminuir la ingesta de grasas animales y productos procesados.

Un aporte adecuado de ácidos grasos poliinsaturados de larga cadena, que son componentes fundamentales de las membranas de las neuronas, las células que hacen funcionar nuestro cerebro. Nuestro organismo, como ya he señalado, es incapaz de sintetizar en el hígado suficiente cantidad de estos ácidos grasos; tiene que conseguirlos mediante la alimentación.  Estos ácidos grasos son abundantes en los animales y en especial en los alimentos de origen acuático (peces, moluscos, crustáceos).   Por ello, algunos especialistas consideran que la evolución del cerebro no pudo ocurrir en cualquier parte del mundo y, por lo tanto, requirió un entorno donde existiera una abundancia de estos ácidos grasos en la dieta: un entorno acuático.

El cerebro humano contiene 600 gramos de estos lípidos tan especiales imprescindibles para su función.  Entre estos lípidos destacan los ácidos grasos araquidónico (AA, 20:4 W-6) y docosahexaenoico (D H A, 22:6 W-3); entre los dos constituyen el noventa por 100 de todos los ácidos grasos poliinsaturados de larga cadena en el cerebro humano y en el resto de los mamíferos.

Una buena provisión de estos ácidos grasos es tan importante que cualquier deficiencia dentro del útero o durante la infancia puede producir fallos en el desarrollo cerebral.

El entorno geográfico del este de África donde evolucionaron nuestros ancestros proporcionó una fuente única nutricional, abundante de estos ácidos grasos esenciales para el desarrollo cerebral.  Esta es otra de las circunstancias extraordinarias que favoreció nuestra evolución.

              Evolucionamos hasta adquirir ese poder de conscientes de Ser

Las evidencias fósiles indican que el género Homo surgió en un entorno ecológico único, como es el formado por los numerosos lagos que llenan las depresiones del valle del Rift, el cual, en conjunto y desde un punto de vista geológico, es considerado un “protoocéano”.  El área geográfica formada por el mar Rojo, el golfo de Adén y los grandes lagos del Rift forman lo que en geología se conoce como “océano fallido”.  Son grandes lagos algunos de una gran profundidad (el lago Malwi tiene 1.500 metros y el lago Tanganika 600 m.) y de una enorme extensión (el lago Victoria, de casi 70.000 km², es el mayor lago tropical del mundo).  Se llenaban, como hacen hoy, del agua de los numerosos ríos que desembocan en ellos; por eso sus niveles varían según las condiciones climatológicas regionales y estaciónales.

                                    El Lago Victoria, belleza y tranquilidad

Muchos de estos lagos son alcalinos debido al intenso volcanismo de la zona.  Son abundantes en peces, moluscos y crustáceos que tienen proporciones de lípidos poliinsaturados de larga cadena muy similares a los que componen el cerebro humano.  Este entorno, en el que la especie Homo evolucionó durante al menos dos millones de años, proporcionó a nuestros ancestros una excelente fuente de proteínas de elevada calidad biológica y de ácidos grasos poliinsaturados de larga cadena, una combinación ideal para hacer crecer el cerebro.

Ésta es otra de las razones en las que se apoyan algunos para sugerir que nuestros antecesores se adaptaron durante algunos cientos de miles de años a un entorno litoral, posiblemente una vida lacustre, en el “océano fallido” de los grandes lagos africanos y que nuestra abundante capa de grasa subcutánea es la prueba de esta circunstancia de nuestra evolución.

La realidad es que este entorno lacustre proporcionó abundantes alimentos procedentes del agua, ricos en proteínas de buena calidad y en ácidos grasos poliinsaturados.  Estos alimentos completaban la carroña incierta o la caza casi imposible.  Durante cientos de miles de años evolucionaron los homínidos en este entorno entre la sabana ardiente y las extensiones interminables de aguas someras por las que vagaban los clanes de nuestros antepasados chapoteando a lo largo de kilómetros en busca de alimento.  Este entorno único no solo garantizó los nutrientes necesarios para desarrollar el cerebro, sino que aceleró numerosos cambios evolutivos que confluirían en el Homo sapiens.

Nuestra especie es muy homogénea en sus características: somos muy similares a pesar de lo que pudiera parecer a causa de las diferencias del color en la piel o en los rasgos faciales de las diferentes poblaciones.  Tanto los datos de la genética homo los de la paleantropología muestran que los seres humanos, como especie, procedemos de un grupo pequeño de antepasados que vivían en África hace unos cuatrocientos mil años.

Hemos logrado determinar con precisión nuestros orígenes como especie mediante precisos análisis genéticos; por ejemplo, los estudios llevados a cabo sobre los genes de las mitocondrias pertenecientes a individuos de todas las poblaciones del mundo y de todas las razas.

Estudiando el A D N mitocondrial de miles de personas se ha llegado a formular la llamada “Teoría de la Eva Negra”, según la cual todos nosotros, los Homo sapiens, procedemos de una hembra que vivió en algún lugar de África hace ahora unos tres cientos mil años.  Otros estudios se han realizado mediante el análisis del polimorfismo del cromosoma Y.

Pero tanto unos estudios como otros han dado el resultado similar.  Los estudios del material genético del cromosoma Y confirman que la Humanidad tuvo un antepasado varón que vivió en África hace unos doscientos mil años.  Seria la “Teoría del Adán Negro”.  Estudios del Gen de la hemoglobina ratifican que todas las poblaciones humanas modernas derivan de una población ancestral africana de hace unos doscientos mil años compuesta por unos seiscientos individuos.

Los hallazgos paleoantropológicos ratifican el origen único y africano de nuestra especie.  Se han encontrado en diversa regiones de África algunos fósiles, de características humanas modernas, con una antigüedad de entre tres cientos mil y cien mil años; estos incluyen: el cráneo de kabwe (en Zambia), de 1.285 c.c.; el fósil KNM-ER-3834 del lago Turkan, en Kenia, de casi litro y medio; los fósiles encontrados en los yacimientos de Border Cave y Klassies River Mouth, de África del sur; y los esqueletos y cráneos encontrados en los enterramientos de la Cueva de Qafzeh y del abrigo de Skhul, ambos en Israel y datados en unos cien mil años.

cráneo de kabwe

En 1.968 se descubrieron en Dordoña el cráneo y el esqueleto de uno de nuestros antepasados, al que se denominó Hombre de Cro-Magnon.  Hoy sabemos que hace unos cuarenta mil años aparecieron en Europa unos inmigrantes de origen africano, que eran los primeros representantes de la especie Homo sapiens sapiens que alcanzaban estos territorios.  Llegaron con unas armas terribles e innovadoras, conocían el modo de dominar el fuego y poseían una compleja organización social; y por lo que se refiere a las otras especies de homínidos que habitaban por aquel entonces Europa, concretamente los Homo neandertales, al parecer, los eliminaron por completo.

Los cromañones poseían las características de los pobladores de las regiones próximas al ecuador: poco macizos, muy altos y de brazos y piernas largas; sus huesos eran muy livianos por aumento del canal medular, dentro de la diáfisis.  Los huesos que formaban las paredes del cráneo eran más finos, que los de sus predecesores.  Habían sufrido una reducción de la masa muscular.  El desarrollo de armas que podían matar a distancia con eficacia y sin requerir gran esfuerzo, como los propulsores, las hondas y, más tarde, el arco y las flechas, hicieron innecesarias una excesiva robustez.  En general, eran muy parecidos a nosotros y, hasta tal punto es así que, si cogiéramos a uno de estos individuos, lo lleváramos a la peluquería, le pusiéramos un buen traje, y lo sacáramos de paseo, se confundiría con el resto de la gente sin llamar a atención.

Llegados a este punto, no merece la pena relatar aquí las costumbres y forma de vida de esas poblaciones que, en tantos y tantos escritos hemos podido leer y conocemos perfectamente.  El objeto de todo esto era esbozar un perfil de lo que fuimos, de manera que dejemos ante nosotros la evolución por la que hemos pasado  hasta llegar aquí, y, a partir de ahora, pensar en la evolución que nos queda hasta convertirnos en los seres del futuro que, seguramente, regirán en el Universo.

En todo esto que estamos tratando, tenemos que luchar con dos problemas enormes:

1. Nuestra ignorancia
2. La existencia o no existencia de Dios

Está claro que, el punto uno, se va resolviendo poco a poco, a medida que transcurren los siglos y vamos avanzando en los conocimientos del mundo y del Universo que nos acoge.  También, algo más despacio, conocemos de nosotros mismos, de las sensaciones que percibimos y de las fuerzas internas que nos empujan a ciertos comportamientos, no pocas veces inexplicables.  ¿Cómo podríamos explicar el comportamiento de un enamorado?  Para bien o para mal, los sentimientos son los que nos mueven.

Richard Dawkins, biólogo y evolucionista británico ha publicado un libro que ha titulado Es espejismo de Dios, en el que pretende demostrar científicamente que el Sumo Creador es una pura ficción de la mente Humana y, refuta de manera sistemática los argumentos teológicos clásicos de San Anselmo, San Agustín, y Santo Tomás, exponiendo en contra la tesis más sencilla y coherente para explicar el surgir de alas en los pájaros, aletas en los peces y la misma vista, dejando las creencias religiosas o viejos sentimientos y creencias tribales nacidas desde la ignorancia y el miedo a lo desconocido.

¡Pobre Sr. Dawkins! no sabe en el lío que se ha metido.

En fin, el tema sería mucho más largo y, lo debo dejar aquí de momento.

emilio silvera

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