La explosión del Cámbrico

La datación de las rocas y el estudio de los fósiles encontrados en unos estratos depositados hace quinientos treinta millones de años, en el período Cámbrico, sorprendió a la comunidad científica. ¿Por qué? Habían descubierto que toda la biosfera moderna nació en un breve lapso de tiempo: unos cinco millones de años. Apenas se conservan unas insignificantes conchas de toda la biosfera anterior; sin embargo, después de unos pocos millones de años habían aparecido representantes de todo el reino animal: esponjas, celentéreos (corales), gusanos, moluscos, artrópodos (antepasados de los insectos y crustáceos), equinodermos, hasta un antecesor de los vertebrados; en total veinticinco planes anatómicos diferentes. En los más de quinientos millones de años venideros la biosfera no aportará un diseño nuevo, no hará más que retocar lo inventado.

El acontecimiento ha merecido el apelativo de Big-Bang de la evolución por lo repentino, y, por lo inexplicable ha ganado la reputación de constituir la mayor paradoja de la evolución. En el pasado, los biólogos, con Darwin a la cabeza, consideraron que el salto no era real, que se debía a que faltaban fósiles. Sin embargo, el aumento del registro fósil ha verificado la brusquedad del tránsito. Las preguntas que se plantean los paleontólogos son apasionantes. ¿Había algo diferente en el Cámbrico? ¿Pudo deberse la aceleración evolutiva a alguna alteración súbita en el ambiente? Varias pistas apuntan a los sospechosos; y el cambio climático es una de las hipótesis más convincentes. Más interrogantes. ¿Dónde están los antecesores de esa fauna? ¿Por qué no hay diseños nuevos desde entonces? ¿Por qué se extinguió la mayoría de los diseños? Sobre alguna de estas cuestiones vuela la idea del profesor Gould. “Si nos enfrentamos sin prejuicios a la fauna del Cámbrico Inicial, hemos de admitir que no tenemos evidencia alguna de que los perdedores fueran sistemáticamente inferiores en diseño adaptativo a los que sobrevivieron.” Simplemente, tuvieron mala suerte; el omnipresente azar otea sobre la historia de la vida, una vez más.

El espabilado lector habrá comprobado que ignoramos muchas respuestas, pero lo que está fuera de discusión es que, a partir de ese momento, la vida tuvo sobrada materia prima para sus experimentos. Si las bacterias eran eficacísimas máquinas químicas, las células animales constituían admirables máquinas morfogenéticas cuyos descendientes, en sólo trescientos millones de años, habían colonizado los continentes y la atmósfera; con todo, la biosfera nunca volverá a disfrutar de tanta diversidad anatómica como la que tuvo durante ese excepcional período. 

Inverosímiles unidades

La historia de la ciencia proporcionará, al estudioso, numerosos casos de avances que se produjeron como consecuencia de la formulación de conceptos cuantitativos; ya sea del tiempo que una bola tarda en caer desde la Torre de Pisa, de las estadísticas de población, de la cantidad de sustancias que se combinan en una reacción química o de la cantidad de saliva segregada por unos perros. En palabras del eminente científico Lord Kelvin “Digo a menudo, que cuando se puede medir aquello de lo que se habla y expresarlo en números, es cuando se conoce algo de ello; pero si no puede expresarse en números, el conocimiento es poco satisfactorio”.

Si el letrado lector ya se ha convencido de la importancia de las medidas, tal vez le interese conocer los patrones de comparación –las unidades- que emplean los científicos. La definición de los más habituales, el metro, el segundo y el kilogramo se inspiran en una escala humana: un latido del corazón, algo más de la mitad de la estatura media de una persona, un quintal o una fanega no se diferenciaban mucho del peso de un individuo, aunque los científicos acabaron eligiendo una unidad algo menor. ¿Es posible eliminar el antropocentrismo de las unidades de medida? Sí, podemos usar como patrones de referencia tres números fundamentales de la naturaleza, invariantes, en cualquier lugar o época en la que hagamos la medición: la constante de la gravitación, la constante cuántica (que los expertos nombran de Planck) y la velocidad de la luz en el vacío; y hacer que sus valores sean uno. ¿Qué relación guardan estas unidades fundamentales con las que usamos habitualmente? Un metro tendría un número entero de treinta y seis cifras de unidades fundamentales de longitud, un segundo contendría un número entero de cuarenta y cinco cifras de unidades fundamentales de tiempo; no me consuela que para contar un kilogramo en unidades fundamentales de masa se requiera sólo un número entero de nueve cifras. Trataríamos con cantidades enormes: no sería práctico.

Después de este juego de números, anoto uno que me tiene intrigado: tome el lector curioso la constante de la gravitación, multiplíquela por la densidad del cosmos y el resultado multiplíquelo de nuevo dos veces por la edad del universo; hágalo usando las unidades habituales o las minúsculas unidades fundamentales. Si no se equivoca en los cálculos obtendrá algo más de una décima. ¿Por qué? Nadie lo sabe.

Extinciones cíclicas de seres vivos

Sin duda el lector naturalista sabe que el número de especies de seres vivos es muy grande –varios millones-, que constantemente se están extinguiendo y formando especies, y que vivimos en el momento de mayor diversidad biológica de la historia de la Tierra; pero ¿se ha preguntado alguna vez si el número total de seres vivos terrestres permanece invariable, si sigue alguna pauta periódica, o si crece o decrece uniformemente? Robert Rhode y Richard Muller lo hicieron: emplearon métodos estadísticos para estudiar la biodiversidad (definida como el número de géneros de seres vivos) durante los últimos quinientos cuarenta millones de años (desde la aparición de los animales con conchas): hallaron que aumenta y disminuye siguiendo dos ciclos, uno de sesenta y dos millones de años y otro de ciento cuarenta millones. Merece la pena resaltar otras conclusiones del estudio: las disminuciones de la biodiversidad son abruptas, mientras que las recuperaciones lentas; en algunos períodos aparecen fluctuaciones adicionales de treinta millones de años; y una última secuela, las cinco grandes extinciones masivas de seres vivos, sucedidas durante este intervalo de tiempo, coinciden con fases decrecientes del ciclo de sesenta y dos millones de años, lo que indica que debe haber una relación entre ambos fenómenos, no obstante las cinco extinciones no muestran periodicidad.

Una vez identificadas las regularidades cabe interrogarnos por sus causas. Ya se han propuesto diferentes hipótesis astronómicas para explicar las variaciones de la biodiversidad, aunque todavía no se ha descartado que los ciclos se deban a fallos en la detección de los fósiles. En el transcurso de su órbita en la galaxia, el Sol atraviesa repetidamente los brazos espirales que albergan multitud de nubes moleculares y acogen a numerosas supernovas; aquéllas desestabilizan la nube de Oort (el conjunto de astros que se hallan más allá de la órbita de Plutón), lo que desencadena una lluvia de cometas que afectaría a la Tierra; y éstas ocasionan un aumento en la intensidad de rayos cósmicos, que afectan a la capa de ozono y al clima terrestre. El Sol también atraviesa el plano de la galaxia periódicamente: la fuerza de marea gravitatoria, mayor en el plano galáctico que fuera de él, perturba la nube de Oort con las consecuencias mencionadas. Que las fluctuaciones en la biodiversidad estén relacionadas con alguno de estos fenómenos astronómicos parece una hipótesis plausible; sin embargo, como el astuto lector habrá adivinado, falta mucha investigación por hacer.

Ventanas en la atmósfera

La muerte y el nacimiento de las estrellas, la más modesta formación de los planetas o el majestuoso choque entre inmensas galaxias llenan el universo de luz de todos los colores; luz visible e invisible que abarca toda la gama del espectro electromagnético, desde radiaciones cuya longitud de onda es inferior a una billonésima de metro hasta las que superan con creces el kilómetro; unas, provienen del interior de los núcleos atómicos, otras, del viaje de los electrones por la atmósfera de planetas gigantes; fenómenos diversos contribuyen a que, en el cosmos, existan rayos gamma, rayos X y ultravioleta, también infrarrojos, microondas y ondas de radio, sin olvidar la luz visible. Afortunadamente para los seres vivos la mayoría de las radiaciones no llega a la superficie terrestre, porque los gases atmosféricos las absorben. La atmósfera se comporta como una barrera opaca para la mayor parte del espectro electromagnético; las moléculas de nitrógeno, oxígeno y ozono absorben los rayos X, los gamma y la mayor parte de los ultravioleta, el vapor de agua y el dióxido de carbono bloquean la mayoría de infrarrojos y microondas, las ondas de radio largas son detenidas por la ionosfera: sólo pasan a través de la atmósfera y llegan al nivel del mar las ondas de radio cortas (sus longitudes de onda están comprendidas entre casi cien metros y alrededor de un milímetro) y la luz visible (más una pequeña fracción de infrarrojos y los ultravioleta de onda larga) que corresponden a la ventana óptica y a la ventana de radio; así las llaman los expertos.

Las distintas radiaciones transportan información del universo a nuestros ojos e instrumentos: de algún lejano planeta que pudiera albergar vida, del alumbramiento de jóvenes estrellas en las gigantescas nebulosas, de las colosales explosiones de las supernovas, de los agujeros negros activos en el centro de las galaxias, de la radiación que quedó de Big-bang inicial… y de tantas cosas más. Apenas necesito argumentar para que el lector astuto valore la importancia de disponer de satélites situados fuera de la atmósfera, donde se emplacen telescopios capaces de detectar las radiaciones electromagnéticas diferentes a las que penetran por las ventanas de radio y visible. Las observaciones inéditas que hemos obtenido han revolucionado el conocimiento que tenemos del cosmos: de su tamaño, de su edad, de su composición, de su estructura y de su evolución. Ecos de un universo indiferente a nuestra inteligencia, a nuestros sentimientos, a nuestros desvelos.