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Archive for the ‘Biología’ Category

Breve estudio moral.

El problema es el siguiente: De un tiempo a esta parte, es posible averiguar algunas características genéticas de embriones humanos. Esto significa extraer del embión unas pocas células y luego hacerles un análisis de ADN.

Poca gente tiene problemas morales cuando una pareja decide utilizar esta técnica, previa fecundación in vitro, para evitar que su hijo nazca con una enfermedad o tara hereditaria. Se elige un embrión que no tiene la tara, se deshechan los demás y asunto arreglado.

Para algunas personas eso de “se deshechan” realmente oculta los gritos desgarradores de las mórulas en estadio de ocho células; que están siendo vilmente asesinadas. Pero esto es un foro humanista y daré por supuesto que no tienen problemas de ese tipo.

El problema empieza cuando los padres usan la misma técnica para elegir el sexo o el color de los ojos.

He leído con atención los argumentos que esgrime la amplia comunidad científica que se opone a ése tipo de “bebés a la carta”. Pero de momento no me ha convencido ninguno. Al menos no de forma general.

Lo primero que tengo que aclarar es que, de acuerdo a una moral humanista y de acuerdo a mi propia moral, es necesario argumentar toda prohibición, mientras que no es necesario argumentar toda permisión. El ser humano es libre, y por tanto debemos argumentar siempre la limitación de su libertad, y no su uso de ella.

Hay motivos para evitar la selección de fetos, por ejemplo, por razón de sexo. La orientación sexual es difícil o imposible de cambiar, asi que un desequilibrio importante de la población de ambos sexos supone un daño seguro para la sociedad. Del mismo modo que limitamos las emisiones de CO2 (aunque las de un sólo coche, en principio, no supondrían ninguna diferencia) podemos limitar la selección masiva del sexo de los bebés si creemos que esto provocará desequilibrios dañinos en la población resultante. De acuerdo.

Pero ¿prohibir seleccionar el color de los ojos? ¿por qué, exactamente?

Un argumento que he leído es que esto provocaría un aumento de la desigualdad, al permitir a los ricos seleccionar bebés más sanos y mejor preparados para triunfar en la sociedad. El argumento me parece hipócrita o naif: desde que el mundo es mundo los ricos acceden primero a las mejoras del nivel de vida, y eso afecta a las posibilidades de sus hijos. Eso no nos ha impedido permitir el surgimiento de las escuelas, el estudio de la dietética o la fabricación de ordenadores personales, por dar tres ejemplos de cosas que en diferentes épocas estuvieron reservadas a los ricos y ahora benefician a toda la sociedad.

Al contrario, los ricos son precisamente el “primer mercado” de estos productos, que luego se abaratan y/o mejoran gracias a la competencia que provoca el beneficio que éstos permiten, y a la experiencia acumulada “vendiendo a los ricos”.

Otro argumento que he leído frecuentemente es que “si permitimos esto ¿dónde poner el límite? ¿niños más inteligente? ¿más fuertes? ¿más obedientes? ¿diseñados para ser superespecialistas incapaces de hacer otra cosa?“. Ése argumento va acompañado de la consideración de que “una cosa es impedir un daño objetivo, y otra obedecer el capricho de los padres“. Pues, querido experto en ética, acaba usted precisamente de decir dónde ponemos el límite: en el daño objetivo.

Un niño más fuerte o más inteligente no sufre nada que podamos considerar un daño objetivo. La claridad de ideas puede ser desagradable, pero tiene sus ventajas, o al menos eso me han dicho 😀 .

Un niño “más obediente”, en cambio, no sólo es una idea curiosa sino que probablemente se obtiene a través de daños objetivos – en la creatividad, en la iniciativa o en la capacidad de crítica.

Los padres pueden argumentar que ése daño se compensa con otras ventajas. Es posible. Pero ya tenemos una “línea roja” que podemos poner: si hay un daño objetivo, decidimos no confiar al arbitrio de los padres que las ventajas que pretenden lo compensan.

Lo mismo vale para los “super-especialistas”, como el fantástico pianista de doce dedos de la magnífica película “GATTACA”, muy recomenrable sobre este tema. Se consigue, como mínimo, a costa de una limitación social importante en la elección del puesto de trabajo. Y eso como mínimo: probablemente el coste de andar jugando con la anatomía humana será, duranto bastante tiempo, mucho mayor.

Y eso me permite introducir dos factores más:

  1. No sé hasta qué punto la incubación in vitro aumenta los riesgos de que el feto resultante sufra problemas que descubramos “demasiado tarde para abortar”. Dejaré para otro momento el tema del aborto, pero como muy tarde cuando el bebé ha nacido, es evidentemetne demasiado tarde para abortar. Eso puede alterar mi percepción del derecho de los padres a hacer selecciones triviales cara a sus hijos – en principio no tengo nada en contra, pero si es a costa de arriesgar la salud del niño resultante, entonces evidentemente no podemos permitirlo. Sin embargo, hasta ahora no he visto a ningún especialista mencionar estos riesgos como argumento, lo que me hace pensar que (¿ya?) no existen.
  2. El tiempo: Sean cuales sean las desventajas actuales de la selección genética, cambiarán con el tiempo. Lo que ahora podemos prohibir, por ejemplo porque la técnica implicada representa riesgos para el bebé, puede no ser lo mismo que podamos prohibir mañana, a medida que la técnica sea más y más segura.

En fin, que no deberíamo ver con tanta desconfianza la posiblidad de hacer “bebés a la carta”. Hay líneas rojas que podemos establecer para no caer en una pendiente resbaladiza que nos lleve a una sociedad de personas genéticamente determinadas. Y debemos recordar siempre que para permitir algo no se necesitan motivos.

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Abiogénesis (15)

Un escenario posible del comienzo de la vida y su evolución.

Terminamos aquí la serie dedicada a la abiogénesis.

15. La Adaptación Fenotípica, la Jarana y la Inteligencia.

En este paseo por la evolución hemos visto bastantes cosas. Una de ellas es que la adaptabilidad, es decir la variación, puede ser a veces buena y a veces mala. La variación implica tirar dados al azar, y por tanto si la mayoría de los número están marcados con una calavera, es mejor no jugar. Por otro lado, la variación es la única forma de adaptarse a un entorno cambiante. Y esta variación debe adaptarse a la velocidad de los cambios, porque el volcán que está a punto de llenar de CO2 tu valle no va a esperar hasta que estés listo para respirarlo. El dilema de cómo adaptarse de forma segura y rápida ha sido planteado ya por la naturaleza, y resuelto de diversas formas. Una de ellas es la “adaptación fenotípica”. Otra el la jarana y la francanchela. Y otra más, la inteligencia.

La adaptación fenotípica se basa en usar los canales de comunicación “contracorriente” que hemos mencionado antes. Normalmente el ADN manda al ARN, que manda a las proteínas, que hacen el trabajo. Pero las proteínas pueden reaccionar ante el entorno, cambiar… y con ese cambio comunicarle cosas importantes al ARN o incluso directamente al ADN. Imaginemos un sistema como el que sigue: Una proteína inhibe el crecimiento de pelo corporal (proteína pelada), otra lo potencia (la proteína peluda). A partir de un valor crítico de la primera, el ser desarrolla pelo corporal.

Ahora supongamos que una mutación, en vez de potenciar simplemente una u otra proteína, produce durante décadas la proteína peluda si y sólo si se alcanza determinada (baja) temperatura en el cuerpo. ¿Qué ocurrirá? Pues que en el momento en que haga demasiado frío, los hijos (que heredan el estado de las proteínas de la madre) empezarán a nacer con pelo, y durante algunas generaciones (o una, lo que sean décadas para ese animal) estarán calentitos.

Si durante ese tiempo se vuelven a alcanzar esas temperaturas (que aunque uno está calentito, si hace mucho frío, puede pasar), el sistema se mantiene. Si no, en algunas generaciones el gen se desactiva y, como el clima ha mejorado, permanece así, dormido… ¿¡qué invento, no!? No tenemos que esperar al mutaciones al azar, con el peligro que tienen y lo mucho que tardan en descubrir la solución adecuada. A partir de ahora, ese animal puede adaptarse sólo a diferentes entornos, y aparecer peludo o pelado, sin dejar de ser el mismo animal con la misma dotación genética. Como podréis suponer, la naturaleza ha usado este mecanismo una y otra vez, y se le llama “adaptación fenotípica” porque se basa en distinguir entre lo que se tiene (el genoma) y lo que está activo (el fenoma). (Un ejemplo humano en http://www.uninet.edu/tratado/c090503.html )

La jarana y francanchela es otro método parecido: En este caso, los genes que “no se expresan” son los “recesivos”. Recesivo es un gen cuando sólo se expresa (sólo es “fenoma”) cuando tanto el ADN del padre como el de la madre lo tienen. Conviene aquí aclarar que en la reproducción con jaranga y panderetas, el ADN del padre y el de la madre se parten en dos (a lo largo) y una mitad de uno se junta con una mitad de la otra. Así surge el ADN del chavalín.

Los genes de los animales (con perdón) que se reproducen así siempre van a pares: Por ejemplo el papá tiene “Rubio / Rubio” y la madre “Rubio / Moreno”. El hijo heredará un Rubio del padre y, o bien el Moreno, o bien el Rubio de la madre: Eso depende del azar. Así, un hermano puede salir “Rubio / Rubio” y otro “Rubio / Moreno”. ¿Son los hermanos “Rubio / Moreno” rubios o morenos? Eso depende de si el gen “Rubio” es recesivo (osea, sólo se expresa cuando el otro está de acuerdo) o dominante (osea, ignora al otro y se expresa caiga quien caiga). Supongamos que Moreno es dominante respecto a Rubio: Pues los hijos Rubio / Moreno serán morenos.

Sin entrar en demasiados detalle, los genes recesivos están algo “ocultos”: El hijo Rubio / Moreno jamás detecta que lleva un gen Rubio dentro. Si se encuentra con una chica Moreno / Moreno, todos sus hijos serán morenos (aunque la mitad llevarán el Rubio dentro, oculto). Si es con una Rubio / Moreno, tres cuartos de los hijos serán morenos y sólo un cuarto rubios. Si es con una rubia (¡pillín…! pero de bote no valen ¿eh?) la mitad de sus hijos serán morenos (y portadores del Rubio). Se mire como se mire, hay pocos rubios, el gen rubio está esperando… a que cambien las cosas.

Supongamos que los rubios pasan calor y se les quitan las ganas de “ná”. Incluso así, como lo llevan muchos morenos, el gen rubio seguirá estando en la población, apareciendo de vez en cuando… sí que desaparecerá algún día, pero muuuuuuy lentamente. Y mientras tanto, es posible que cambie el clima y sean los morenos los que ante el frío tengan problemas para reproducirse. Sin la jarana y la francanchela, la evolución, ante una situación nueva como ésa (el frío), tendría que esperar a que, por el azar de las mutaciones, entre los morenos surgiera un rubio. Pero la jarana permite a la evolución tener a los rubios ya preparaditos como “balas en la recámara” si las cosas van mal dadas: Cada generación salen unos cuantos.

La última forma de adaptarse, la inteligencia, es aún más rápida. La mayoría de las adaptaciones de la evolución ocurren en tiempos de generaciones, incluso la adaptación fenotípica implica toda la vida de los individuos. Pero hay cambios del entorno que aparecen antes, y que desaparecen con la misma rapidez. Antes ellos, lo mejor es hacer que el propio organismo que los vive y sufre aprenda a localizarlos y evitarlos. Para ello desarrollamos la capacidad de reconocer y recordar los entornos peligrosos… luego la de crear soluciones alterando el entorno… y por último la de imaginar entornos y soluciones nuevas “sobre el papel”, en el mundo abstracto del lenguaje.

La inteligencia es cara. El “dinero” de la biología es la energía, y nuestro cerebro consume más energía que cualquier otro órgano del cuerpo salvo el estómago. Asi que la evolución ha limitado esta solución a unas pocas especies, que tenían el tamaño adecuado y estaban sufriendo cambios rápidamente. “Unas pocas especies” son decenas de miles, en el caso de la inteligencia de primer tipo (reconocer y evitar), varios cientos en el caso de la de segundo tipo (por ejemplo todos los primates, además de los caninos y felinos), y un puñado en el caso de la de tercer tipo (por ejemplo los delfines, los chimpancés, y los humanos).

Un tipo determinado de chicos listos, los “homo”, finalmente empezaron a explorar, evolutivamente hablando, lo de la alteración del entorno, digamos más profesionalmente. Uno de ellos “topó con oro” y, como una empresa que descubre un invento revolucionario, acabó con todos los que estaban cerca (como los Lumière acabaron con las decenas de alternativas al cinematógrafo que se estaban estudiando).

Esa especie es el homo sapiens, de la que forma parte su humilde servidor y, me permito suponer, Ud. mismo, querido lector.

Epílogo

Esta historia ha terminado. Si han disfrutado tanto leyéndola como yo escribiéndola me alegraré mucho. No se fíen demasiado de cada detalle, sino que comprueben por sí mismos lo que les presente dudas y no olviden que estas aportaciones de un blog en Internet no pueden competir en exactitud y consistencia con un verdadero libro divulgativo sobre el tema.

En cuanto al los lectores creacionistas, espero que también hayan podido aprender algo, y que cuando discutan con los evolucionistas sobre la evolución, al menos se haga desde una plataforma común de comprensión de lo básico sobre la abiogénesis.

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Abiogénesis (14)

Un escenario posible del comienzo de la vida y su evolución.

Continuamos aquí la serie dedicada a la abiogénesis.

14. Poniendo los puntos sobre las íes.

Bien avanzada la teoría evolucionista, un señor llamado Gould empezó a investigar algo tan sencillo como sus tiempos: Analizó el tiempo que requería una población determinada para evolucionar paso por paso, y la cantidad de cambios requeridos. Concretamente el Sr. Gould se puso a mirar mariscos (un tipo de pulpos y otro de… ehm… esto… no sé cómo llamar un trilobite para que se me entienda… ¿un milpiés marino?).

Descubrió que en ambos casos, a períodos de estabilidad evolutiva, les seguían períodos de cambios furiosos… esto era sorprendente, hasta entonces se suponía que una especie cambiaba poco a poco, gradualmente, adaptándose al entorno. Esto de la receta de la paella de marisco cambiando rápidamente enmedio del pleistoceno no sonaba muy gradual. ¿Qué estaba pasando? Pues básicamente, que la vida de había vuelto muy, pero que muy complicada. Y esto, además, a dos niveles distintos.

Por abajo: Hasta ahora hemos visto como el ADN crea ARN (un poco y de pasada), éste crea proteínas y las proteínas hacen el trabajo. Realmente tiene que haber proteínas desde un comienzo, es por esto que el buen Pasteur tenía razón y no es tan fácil que surja vida. Pero una vez surgida (y aquí me remito a los pasos que preceden a éste), el camino de información está claro: ADN => ARN => proteína. Y proteína => ADN sólo para ayudarle a reproducirse.

Tararí.

Ni por ésas.

Resulta que ése camino es demasiado rígido . Demasiado rígido para adaptarse a un entorno cambiante. Las especies aprendieron pronto que los ácidos nucleicos están muy bien pero son, de hecho, demasiado estables, demasiado seguros. Si se añade un poco de caos, se tienen más posiblidades de sobrevivir (a propósito, esto también tiene que ver con la jaranga – me refiero al sexo, lo trataré luego). Y así comenzó el mogollón: ARN que altera el ADN. Proteínas que controlan la activación de ADN. Y finalmente, el paso estrella: ADN que controla proteínas que activan otro ADN, es decir, una jerarquía de órdenes. Y créanme, la jerarquía se ha hecho tremendamente complicada.

Hoy en día, para que te salga una pata, pueden estar implicados más de 10 pasos del tipo ADN => ADN. Cada uno de esos pasos puede mutar. Cada mutación tiene efectos secundarios en otros procesos que comparten esos pasos. Cada paso incluye decenas de proteínas funcionando que también activan y sirven para otras cosas ¡un lío!

Además, señaló Gould, tenemos otros factores. En determinadas condiciones especiales, el ADN de un ser vivo puede ser transmitido a otro: esto lo han visto los que experimentan con transgénicos. Crean un trigo transgénico, lo plantan, y de pronto las cepas de trigo normales adquieren el material genético extraño – no pasa siempre ni mucho menos, pero pasa. Con lo que una única mutación, si “da” en el lugar adecuado, puede desencadenar una marea de cambios… un “punto de cambio” en la evolución de esa especie.

Por arriba: Porque el mundo no es una superficie uniforme, cosa que los primeros evolucionistas tendían a olvidar. El mundo es grande , y si uno es un animal de 10cm es todavía más grande . Eso quiere decir que los ambientes cerrados son multitud, miles a cientos de miles. En cada uno de ellos puede surgir, poco a poco y gradualmente, o bien de golpe, una especie. Y cada poco tiempo (porque hay muchos), uno de esos ambientes cerrados se comunica con alguno más grande (o muy grande) aportando lo que tenga de nuevo. Si es poco o nada, pues nada. Pero si es mucho, de pronto la evolución de trozo grande hace ¡BOOOM! Todo el mundo tiene que adaptarse a las mejoras que un pequeño grupo de gente montó en un garaje. Y como nosotros sólo vemos la historia de los grandes entornos, lo que vemos es que de pronto AT&T, IBM y Olivetti se ponen a producir chips como locos, y no podemos ver ya en qué garaje quién montó qué… porque el viento de la historia evolutiva se lleva los garajes.

Es decir: La evolución, la mayoría de las veces, no altera lenta y gradualmente una especie por completo, sino que va haciendo miles de experimentos a la vez, bastante radicales, en entornos aislados, cuando éstos se comunican con los entornos grandes (el océano, el desierto, la selva del Amazonas) podemos ver cambios acelerados y repentinos de varias especies adaptándose a las nuevas circunstancias. A esto se le llama “equilibrios puntuados” (EP’s), y completa y explica la evolución clásica.

En ningún momento Gould puso en duda los mecanismos básicos de la evolución, sino que discutió sus detalles en el apasionante debate de su teoría del Equilibrio Puntuado. Pero mejor le dejo hablar a él: “La evolución es una teoría. También es un hecho (…). A pesar de todos los debates (…) todos estamos intentando explicar lo mismo: El árbol de descendencia evolutiva que conecta a los organismos por su genealogía. Los creacionistas pervierten esto hasta caricaturizarlo negando a conveniencia la convicción común que subyace a nuestro debate, y sugiriendo que los evolucionistas están dudando sobre la existencia misma de lo que intentamos entender mejor.” ( http://www.stephenjaygould.org/library/gould_fact-and-theory.html ). Aunque sé que el ataque de Gould es algo injusto por ser demasiado genético, refiriéndose sólo a algunos creacionistas, sugiero a los lectores creacionistas que no caigan en este error y no le pongan a Gould palabras en la boca.

Nos queda un anexo sobre la jaranga (vamos, el sexo, por si no lo habrían entendido) y la adaptación fenotípica. No he sabido ponerlo en esta serie, asi que va en el próximo y último capítulo.

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Abiogénesis (13)

Un escenario posible del comienzo de la vida y su evolución.

Continuamos aquí la serie dedicada a la abiogénesis.

13. No Te Pases de Listo.

Tarde o temprano, y por medios que bien pudieron ser diferentes, las diferentes criaturas aprendieron el aerobismo. En este momento casi todos son plantas, que usan la luz del sol. Las plantas compiten duramente por el espacio: El mar se ha convertido en un limo verde. Por la misma lógica por la que un Mariano incrementaba su eficacia con dos Chemas (¿se acuerdan?), las plantas han aprendido que juntado células y especializándolas pueden ser más eficaces.

Tarde o temprano, alguna de ellas se especializará, precisamente, en reproducir todo el conjunto: Han nacido los gametos. Otras plantas aprenden a pegarse a la tierra: Eso les permite asegurarse una ración constante de minerales sin tener que esperar a obtenerlos del agua que flota alrededor.

Algún tiempo después, una célula que tenía una parte ácida tuvo la oportunidad de dividir una substancia demasiado compleja que andaba cerca, en componentes útiles para la reproducción. El método fué perfeccionándose: Crear una cámara para que el ácido no se pierda tan rápido. Disolver cada vez más substancias complejas. Pulsar cuando no hay comida, provocando un movimiento que con suerte puede llevar hacia otro lugar donde sí hay comida. Pulsar en una dirección. Pulsar sólo una parte (lo que requiere menos energía). Hacer más larga esa parte. Más. Moverla de forma definida. Ya tenemos cilios, una especie de rabitos… y nos movemos.

Las plantas multicelulares descubren el mismo método, y pronto desarrollan bracitos. Algo está a punto de ocurrir… y es que esto de la fotosíntesis está muy bien, pero es lenta . Si en vez de eso te mueves y, en vez de comer substancias inorgánicas, te comes otras plantas… obtienes mucha energía y material de golpe. De hecho, vives a otro ritmo, el ritmo de tus movimientos, y no el ritmo en el que la cada vez menos energética luz solar te permite acumular energía.

La vida está acelerándose. Una criatura “comeplantas” deja atrofiarse su propia fotosíntesis y funciona moviéndose… es un animal, dicho sea sin insultar: El primer animal.

Pongamos ahora un ejemplo interesante en el océano pangéatico: Digamos que en un punto determinado los “neoanimales” hallaron un modo terriblemente eficiente de buscar y comer plantas. Estos nuevos seres vivos ocuparon el lugar de los animales “normales”, los cuales sólo pudieron sobrevivir en los sitios físicamente aislados, como los charcos recientes y un par de lagos y mares internos. En el océano pangeático, explosivamente, los “neoanimales” se comieron todo lo comible.

Y luego, claro, se murieron de hambre.

Y es que la evolución no significa siempre una mejora para el individuo: Esa mejora tiene que ser de tal forma que la permita mantenerse a sí misma a largo plazo. Una mejora brutal y brusca, como la planteada, sólo lleva a su propia eliminación. Y después de eso, un día, una charquita antigua se conectó de nuevo con el océano, y sus plantas y animales normales lo repoblaron…. y de los “neoanimales”, ya nadie se acuerda (y no sólo porque me los acabo de inventar 🙂 ).

Bien, la vida se ha hecho realmente compleja. Hay animales y plantas multicelulares, en cada una de sus células hay un núcleo de ADN (ahora sí) controlando todo el proceso. Vamos a estudiar un poco las complejidades de ese control… en el próximo capítulo.

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Abiogénesis (12)

Un escenario posible del comienzo de la vida y su evolución.

Continuamos aquí la serie dedicada a la abiogénesis.

12. El Año que Vivimos Peligrosamente.

La atmósfera se va llenando de oxígeno, poco a poco. Al mismo tiempo el CO2 disminuye, usado por las plantas. Usan muy poquito, asi que la cosa va lenta. Pero los efectos van dejándose sentir, sobre todo cuando la presencia de O2 pasa a ser tal que en las capas altas de la atmósfera se forman los primeros O3… ha nacido la capa de ozono, una capa más de la atmósfera si no fuera porque absorbe rayos ultravioleta. Eso provoca que la luz se vuelva más amigable… para los demás.

Las plantas, que habían empezado usando la luz de más alta energía (que es la ultravioleta) más bien dicen algo asi como “mira qué gracia, ahora que nos habíamos adaptado, nubla“. Pero la vida es resistente, y el proceso lento… las plantas se adaptarán de nuevo, a usar luces con un nivel de energía más bajo, como la luz que vemos, sin por ello dejar de añorar los años ultravioletas de su infancia, cuando el mundo era joven y no había hervíboros ni crueles vegetarianos.

El resto está empezando a hartarse de tanto oxígeno.

La verdad es que empieza a ser un problema. El CO2 es de baja energía, asi que no se puede usar para obtener energía. El O2 es esa cosa reactiva y peligrosa, pero con energía, que empieza ser cada vez más común. Hay que protegerse de él, y por lo demás tratar de ignorarlo.

O bien… hum… (silencio, la naturaleza piensa)

Bueno, si uno lo trata con mucho, mucho cuidado, quizás puede obtenerse energía de él, y de paso convertirlo en algo no tan peligroso, algo como el viejo, buen CO2 que todos conocemos y amamos tanto. Se coge una reacción por aquí… una por allá… la naturaleza hace unos cuantos billones de experimentos (no es un experimentador muy eficiente, le cortarían el presupuesto enseguida), pero por fin se obtiene un modo seguro… ¡eureka!

En un mundo con cada vez más oxígeno, la capacidad no sólo de ignorarlo sino de usarlo es una gran ventaja… esta ventaja se expande como reguero de pólvora. Han nacido la biología aeróbica, que de hecho necesita oxígeno para vivir. A nadie le debería extrañar a estas alturas que las bacterias más antiguas que se conocen sean lo contrario: Anaeróbicas.

El aerobismo es una costumbre peligrosa. Se puede matar a una persona suministrándole demasiado oxígeno, de una forma bastante desagradable por cierto. El 21% del volumen de la atmósfera está compuesto hoy en día de oxígeno (el nitrógeno, una cosa estable y sin energía, se lleva la palma con un 78%), y no queremos más. Los humanos, aeróbicos como casi todo ser vivo de la actualidad, vive de usar esa peligrosa substancia y extraerle la energía.

El año que vivimos peligrosamente es cada uno de los años de nuestra vida.

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Abiogénesis (11)

Un escenario posible del comienzo de la vida y su evolución.

Continuamos aquí la serie dedicada a la abiogénesis.

11. Y los Cielos se Abrieron.

Sigue lloviendo.

Digamos que ha estado lloviendo todo este tiempo. La atmósfera de la Tierra, tupida como el humo durante la creación de la tierra, ha ido aclarándose poco a poco. No ha sido fácil: Cada subida de temperatura, cada volcán (¡y había muchos!) soltando gases… provocaba evaporación y la hacía más tupida. Pero finalmente todo el agua ha llovido… lo que queda son esas nubes que todos conocemos, haciendo figuritas en el cielo. Los cielos se abren… Para los probiontes, es un desastre. No hay capa de ozono. El ozono es O3, y si no se está soltando bastante oxígeno ni para hacer tener un buen número de parejitas en la atmósfera (recordad que los libres O2 del capítulo 1 se han ido), imagináos si va a haber para un menage-a-trois.

El resultado es que una gran cantidad de luz de alta energía (llamada “ultravioleta”) golpea la superficie del océano sin piedad, destrozando los probiones a trillones. Los que quedan son los de abajo, protegidos por unos buenos metros de agua, mirando hacia arriba y la reserva maravillosa de comida pero sin poder acercarse. De vez en cuando la corriente les lleva comida abajo. Y de vez en cuando los lleva a ellos arriba y con ello a la tumba: avisé que esto sería sangriento.

Pero la vida se ha hecho dura de pelar. Mutaciones llevan a probiontes cada vez más resistentes y la reserva de comida de la superficie se llena de nuevo de bichitos con membranas protectoras. Y, por otro lado, la verdad es que la luz es energía, y la energía puede usarse para muchas cosas: Para mover esos cilios que algunos están empezando a tener, por ejemplo. Para sintetizar moléculas complejas a partir de comida sencilla (comida que no es comida para quien no sepa usarla). Si se pudiera usar esa energía de allí arriba, convirtiendo lo letal en útil… ¡hombre, si se puede!

El sistema inicial es terriblemente ineficiente y sencillo, pero es un ciclo de tranformaciones (de unos 2 o 3 pasos) que recoge una substancia muy común, el CO2, y consigue, usando energía de la luz, quedarse el C para sus cadena de átomos y soltar el O2. El O2 es desagradable y reactivo, asi que hay que quitárselo de encima lo antes posible. Así que el primer probionte que lo intenta, ahí metido entre los demás cerca de la superficie, acumula unos cuantos O2 que forman una burbujita… y hace ¡Blub!.

Y luego se sonroja y pide perdón.

Y es que lo que soltado, con perdón, es… ehm, eso mismo que soltamos nosotros cuando lo que hemos comido ya no nos sirve. El O2 es el resto inservible y peligroso de una reacción que en principio es positiva. Te lo quitas de encima mandándolo a la atmósfera, que tiene mucho aguante y ya sabrá que hacer con él. Por suerte es un gas, así que se larga.

Me puedo imaginar otros probiontes, que usaron otro sistema cuyo resto era, pongramos, ácidos. La cascaron pronto, rodeados de sus propios ácidos que los corroían. No fue una muerte agradable, pero esto sirve para indicar que si el O2 no hubiera sino un “resto” aceptable, simplemente no habría tenido éxito, dando tiempo a otro sistema a aparecer. Porque la energía es un tesoro para la vida, y tarde o temprano alguien iba a usar la que viene del sol. Nuestro sujeto se sonroja, pero sólo por un momento. Realmente, su color no es rojo. Es verde. Verde como una planta. ¿Y esto porqué? Pues porque es un planta. La primera planta, un alga marina unicelular.

Inmensamente mejorado, ese ciclo de uso de energía solar para acumular energía es la fotosíntesis, que no es una cosa de laboratorio sino algo muy natural que hacen todas las plantas: Comer energía y CO2, soltar un poco (el O2 es reactivo, energético) y quedarse el resto para crecer. Nuestra conexión con las plantas puede ser un poco asquerosilla si uno lo piensa bien, pero en todo caso vivimos de ella, tanto en lo que comemos como en lo que respiramos.

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Abiogénesis (10)

Un escenario posible del comienzo de la vida y su evolución.

Continuamos aquí la serie dedicada a la abiogénesis.

10. Los ácidos nucleicos.

En la giganteca retorta probionte en que se han convertido los océanos, algunos probiontes han empezado a usar ácidos nucleicos. Los ácidos nucleicos son estables, muchos de ellos tienen complementarios, muchos de ellos pueden enlazarse con ácidos nucleicos por dos lados y con otro tipo de enlace con un tercero. Por esto son ideales para ocupar las posiciones medias de los probiontes.

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(un montón de ácidos nucleicos)
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Hemos visto como un probionte podría finalmente controlar su reproducción: En principio, la idea es esperar hasta que la otra mitad esté completa y entonces, inmediatamente, separarse. Y no antes, desde luego, porque si uno se separa antes de que la otra mitad esté completa lo que tiene es una molécula que no es realmente una copia: Uno no se ha reproducido.

Lo que tiene uno es ésos casos de error es otra cosa, más pequeña… que, claro, normalmente no sirve para nada… hum… ¿sabían ustedes que a la naturaleza le gusta hacer experimentos, sobre todo cuando dispone de una retorta inmensa y mucho tiempo por delante?

Y ahí vino el descubrimiento clave: Resulta que si una cadena de ácidos nucleicos se “reproduce demasiado pronto” lo que sale son proteínas. Y las proteínas, claro, son basura… la mayoría. Pero algunas no. Algunas tienen características ventajosas, como atraer moléculas/comida, o ayudar a controlar el momento de la reproducción “completa”. Al comienzo (y estamos hablando del comienzo) estas características son primitivas… pero los probiontes que las produzcan, en una especie de “error controlado”, tendrán ventajas. Para mantener las proteínas cerca, desde luego, hace falta una membrana. Pero ya hemos explicado cómo puede surgir una membrana antes de que surjan las proteínas. Sòlo los ácidos nucleicos pueden hacer proteínas, y las proteínas (hechas de aminoácidos, algo muy común) son más ductiles y multifuncionales que cualquier otra cosa factible y abundante en esa sopa. En otra Tierra, quizás no lo habrían sido. No estamos hablando de una “brillante casualidad” sino del descubrimiento, escepcional pero a la postre inevitable dado el tiempo y los recursos invertidos, del óptimo mecanismo en el océano primitivo.

Si tiras suficientes veces un dado de seis caras, obtendrás un 6. Si tiras suficientes veces uno de 8, obtendrás un 8. La variedad de proteínas útiles y funciones asociadas crece con cada generación de un cuatrillón de probiontes…

Bien, la combinación ácido nucleico / proteínas tiene tanto éxito que acaba extinguiendo a todos los sistemas anteriores. Invaden la tierra primitiva, desde el fondo de los océanos a los géiseres… lo supervivientes más antiguos de la tierra primitiva los encontramos, aún hoy, precisamente en sitios como géiseres subacuáticos sin oxígeno.

Los primeros organismos con ácidos nucleicos, por cierto, no tenían el famoso ADN (ácido desoxirribonucleico) sino una variante más sencilla, el ARN (ácido ribonucleico). El ADN es un invento posterior, un arribista mandón que ahora usa el ARN de intermediario para comunicarse con las proteínas. Pero el ARN estuvo antes, y en su honor van aquí algunos enlaces a modelos de ARN:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/5/55/Pre-mRNA-1ysv.png

http://tigger.uic.edu/classes/phys/phys461/phys450/ANJUM04/RNA_sstrand.jpg

http://complex.upf.es/~josep/RNA.jpg

http://www.biologycorner.com/resources/mRNA-colored.gif

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