Las arqueas y los nóbel

Hace bastantes años leí un delicioso artículo en una revista científica; en él, un investigador se lamentaba de los innumerables trabajos que tuvo que hacer para convencer a sus colegas. El escepticismo se debía a que había encontrado un nuevo agente infeccioso muy distinto a los ya conocidos, que no era una célula, ni siquiera un virus, se trataba de una proteína. Stanley Prusiner, que así se apellidaba el tozudo experimentador, había demostrado, sin lugar a dudas, que los priones -que no eran virus, ni bacterias, ni parásitos- podían provocar enfermedades. Inmediatamente aprecié la importancia del descubrimiento y mi pronóstico fue contundente: merece el premio Nobel. El docto lector imaginará el asombro, cuando no la crítica de mis contertulios, y el escepticismo que me mostraron mis compañeros cuando les comuniqué mi opinión. Unos años después, a Prusiner le concedieron el premio Nobel; más adelante, la aparición del síndrome de las vacas locas, debido a la contaminación a gran escala de la carne de vacuno que consumimos, y la aparición de la enfermedad (encefalopatía) en las personas confirmó la importancia que el conocimiento de los priones tiene para la salud humana.

De nuevo me encuentro en una tesitura similar y, esta vez, quiero dejar mi pronóstico por escrito. Hasta los años setenta del siglo pasado los biólogos creían que todos los seres vivos formados por células sin núcleo eran bacterias: el trabajo pionero de Carl Woese demostró que la hipótesis era errónea. En los ambientes extremos viven las arqueas, semejantes a las bacterias que, a pesar de carecer núcleo, tienen una historia evolutiva diferente y, en algunos aspectos, se parecen más a las células de las plantas, hongos y animales que a las propias bacterias. Simplificando un poco, el investigador había encontrado algo parecido a un nuevo reino de la biosfera. Y no es descabellado afirmar que el primer ser vivo terrestre haya pertenecido a este grupo. Si añado que, en la actualidad, se han encontrado arqueas en ambientes menos rigurosos como los suelos, los océanos o el intestino humano y que –a nadie amarga un dulce- no se ha hallado, hasta la fecha, ninguna arquea patógena, el ilustrado lector ya puede imaginar las causas por las que considero que Carl Woese merece el Nobel… a pesar de que la fundación sueca premia solamente los descubrimientos en fisiología y medicina, y no los exclusivamente biológicos. ¡Qué le vamos a hacer!

La belleza, el pragmatismo y los quarks

La mayor parte de los perspicaces lectores sabrán que los objetos que pueden ver en el universo están formados por átomos, y que éstos contienen electrones, protones y neutrones; pero lo que probablemente ignore es que los protones y neutrones son objetos compuestos de partículas más pequeñas todavía, los quarks. Y que todos ellos aparecieron en el primer segundo de existencia del cosmos. Los físicos tienen argumentos para estar convencidos de que sólo existen seis sabores de quarks y que cada uno de los sabores se presenta en tres colores; por supuesto los sabores y colores nada tienen que ver con su significado habitual, sino con propiedades físicas. ¿Os parece bello este lenguaje científico? Pues esperad a saber el nombre de los seis sabores de los quarks: a los dos primeros les llamaron arriba (up) y abajo (down), al tercero estraño, en el cuarto, el quark encantado, los científicos comenzaron a abandonarse a la fantasía, pero con los nombres de los dos siguientes se superaron, pues los bautizan como verdad y belleza. Imaginen a un físico diciéndole a un colega, me voy al sincrotrón a estudiar la belleza de la materia, o bien, estoy trabajando intensamente en la búsqueda de la verdad ¡Qué hermoso! Lamentablemente, duró poco el goce, porque se cruzó la vil realidad, quiero decir, los científicos pronto se dieron cuenta de las miradas cargadas de duda, o de los desfavorables comentarios, de los administradores públicos que debían proporcionar elevadas sumas de dinero para continuar la investigación. ¿Librar  millones de dólares para estudiar la verdad de la materia o la belleza de las partículas elementales? Quizá, veremos, más adelante. Muy pragmáticos, los físicos decidieron que era necesario cambiar el nombre del quinto y sexto quark: convirtieron la verdad (true) en cima (top) y la belleza (beautiful) en fondo (bottom), con lo que el ánimo de los políticos recuperó el buen tono: como no entendían nada, podían pagar tranquilos, porque un físico puede investigar sobre el fondo o la cima en el mundo subatómico sin que peligren los fundamentos de la sociedad, pero si se dedica a estudiar la verdad o la belleza, ¿quién sabe que puede salir del asunto? Después de todo, sólo hace poco más de medio siglo que los físicos diseñaron una bomba atómica. ¡Qué Dios nos coja confesados!

El sabroso enigma del huevo y la gallina

Tal vez algún joven, aburrido de discutir sobre quién es el mejor futbolista o la mejor cantante, se le ocurra enredarse en el acertijo de cuál apareció antes, la gallina o el huevo. Pues bien, sobre un asunto similar, aparentemente igual de banal, se produjo un disputado debate entre los expertos en el origen de la vida. Aclaremos que, a escala microscópica, dos clases de moléculas son esenciales para los seres vivos, el ADN y las proteínas: en el ADN residen las instrucciones (los genes) para construir una célula, y son proteínas los operarios que efectúan el trabajo. Para construir una proteína cualquiera –argumentaban unos- se necesitan instrucciones; conclusión: primero fue el ADN, o sea el huevo. Pero para elaborar el ADN –contestaban los otros- se necesita que trabajen las proteínas; conclusión: primero fueron las proteínas, o sea las gallinas. Enconado estuvo el debate entre la comunidad de biólogos, hasta que un feliz descubrimiento puso luz en el asunto. Los bioquímicos hallaron que las moléculas de ARN contenían características comunes a ambas clases de sustancias: almacenaban instrucciones, como el ADN, y actuaban de operarios, como una proteína. Actualmente los investigadores consideran probable que, en la Tierra primitiva, haya existido un mundo de ARN antes que apareciesen el ADN y las proteínas: polémica resuelta.

En un tema tan apasionante como el que estamos tratando abunda la ignorancia y con ella, las disputas entre los científicos. Quizá en el origen de la vida se halle una molécula de ARN que se replica. Pero ¿y la primera célula?, ¿cómo se formó la primera bacteria? Unos biólogos sostienen que por evolución de una gran molécula autorreplicante (el ARN, aunque no se descartan otras posibilidades) que se habría constituido por casualidad. Otros argumentan que por evolución de un conjunto de pequeñas moléculas, que establecerían un entramado de reacciones químicas impulsadas por una fuente de energía. Incluso alguno mantiene que por evolución de moléculas orgánicas unidas a cristales de arcilla. Y no está descartado todavía que la primera célula terrestre haya venido de Marte. En cualquier caso, ¿qué desconocidos pasos debió idear el azar para convertir moléculas en bacterias, decenas de millones de veces más voluminosas? Reconozco sentirme anonadado por la dificultad: como es obvio al escritor nunca le ha tocado la lotería.

¿Por qué el cielo nocturno es negro?

Un amigo me preguntó qué es el cielo. No le pude responder porque dudo que sea una cuestión científica: la ciencia no es esencialista, sino fenomenológica; pero se me ocurre un par interrogantes relacionados con ella. ¿Por qué el cielo muestra la apariencia que tiene? y ¿por qué lo vemos? Comenzamos con la segunda pregunta: para contestarla tendríamos que fijarnos en el funcionamiento del ojo y del cerebro y averiguar las causas por las que un receptor óptico -la retina- capta un tipo de radiación y no otro, cómo esas señales son transportadas al cerebro y cómo procesa éste la información. Prescindamos de la fisiología humana y centrémonos en la primera pregunta. El color del cielo durante el día (no vemos otra cosa) se debe a que las moléculas del aire dispersan la luz procedente del Sol: a nuestros ojos sólo llega esa luz dispersada, la mayoría de color azul. ¿Y por la noche? Aquí se nos plantea un buen problema porque no es obvio que el cielo nocturno deba de ser negro. Los puntitos iluminados los atribuimos a la luz de las estrellas, pero ¿y la oscuridad? La primera conclusión que deducimos del hecho de que el cielo nocturno sea negro es que el universo no puede contener infinitas galaxias, porque si no, el cielo sería blanco. Como sabemos que existió un comienzo del universo (tenemos pruebas), al contemplar el cielo nocturno miramos al pasado (la luz de las estrellas lejanas tarda en llegar) y cuanto más lejos observamos, más atrás nos remontamos en el tiempo. Antes de formarse las galaxias y estrellas cuya luz detectamos, el universo contenía un gas disperso. ¿Y antes? Tenemos que hacer un inciso para aclarar que, cuanto más retrocedemos en el tiempo, más caliente está el universo. Retomo el hilo del discurso: los átomos se encuentran divididos a los tres mil grados; sucede entonces que la luz choca con el plasma constituido por átomos rotos. Si el universo no se expandiera, en el cielo nocturno encontraríamos una pared brillante de radiación a tres mil grados, y sobre ella observaríamos las galaxias primigenias. Ahora bien, debido a la expansión cósmica, la longitud de onda de la radiación original aumenta durante su camino hasta la Tierra, de tal manera que nosotros, en vez de observar claridad (longitudes de onda correspondientes a la luz visible), observaremos ondas centimétricas invisibles. Resumiendo y simplificando mucho, por la noche vemos la expansión del universo.