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. 

La adaptación, problemas en la teoría de Darwin

En la actualidad se conocen dos millones de especies de seres vivos que viven en nuestro atribulado planeta (algunos biólogos creen que todavía quedan dieciocho millones sin conocer); como novecientas noventa y nueve, de cada mil, al menos, de las que han existido se han extinguido, colegimos que, en los últimos seiscientos millones de años, han vivido dos mil millones de especies en la Tierra. ¿Cómo surgió tan enorme variedad de seres vivos? El genio de Charles Darwin consistió en proponer un mecanismo, la selección natural, para explicar la evolución y diversidad de la vida. La teoría es sencilla: pequeñas variaciones que heredan los individuos constituyen el fundamento de las diferencias; cada forma de vida sobrevive y se reproduce a un ritmo distinto, según cuál sea su ambiente; y la distinta tasa de reproducción produce un lento cambio en las poblaciones que determina la formación de nuevas especies. Pero hay otro aspecto que llamaba la atención de Darwin y que, con frecuencia, olvidamos: la enorme eficacia de los seres vivos, su capacidad de adaptación al medio en el que viven, comen, se relacionan con sus congéneres y se reproducen. Los seres vivos no sólo presentan una gran diversidad de formas, sino que se adaptan al mundo que les rodea: su anatomía, funcionamiento y conducta parecen haber sido diseñados para subsistir en su medio. Recordemos la forma de las focas, los pingüinos y los atunes; sus estructuras anatómicas, similares para desplazarse en el agua, muestran un caso concreto de la adaptación de los diferentes organismos (mamíferos, aves o peces) a su ambiente. Sin embargo, a pesar de proporcionar una explicación a la evolución, la teoría de Darwin plantea un problema considerable: muchos cambios evolutivos se deben a causas distintas de la adaptación (el azar entre otras), incluso los habrá que no sean adaptativos; entonces, ¿por qué los organismos están tan bien adaptados al ambiente?

Espero que ningún lector se engañe por el discurso; por si acaso, aclaro que las dudas que planteo no cuestionan la teoría de la evolución. Existen tantas pruebas a su favor que ningún científico puede seguir siéndolo si la niega. Añado más: en la época que Charles Darwin publicó El origen de las especies, año 1859, la mayor parte de los naturalistas, aunque no habían propuesto un mecanismo verosímil que explicara la evolución, sostenían que unas especies habían evolucionado de otras. 

Más caos

            La física describe muy bien ciertos comportamientos: los movimientos de los planetas, naves espaciales, péndulos, resortes y bolas se describen mediante ecuaciones lineales, ecuaciones que los matemáticos resuelven fácilmente desde hace siglos. Pero existe otra clase de movimientos, los turbulentos: el agua que sale de un grifo, el aire que se desliza sobre el ala de un avión, diversos fenómenos meteorológicos, la sangre que fluye a través del corazón; se describen mediante ecuaciones no lineales, difíciles ecuaciones a menudo imposibles de resolver; por ello los físicos no entendieron estos sucesos hasta hace pocos años. La teoría que los describe -la teoría del caos- surgió, por primera vez, cuando los científicos diseñaron modelos meteorológicos con ordenadores, y hallaron que es imposible predecir su comportamiento, porque dependen de las condiciones iniciales. Si disparamos dos proyectiles, sin cambiar nada, sabemos que ambos caerán en el mismo lugar; pero si tenemos dos regiones de la atmósfera en las que hemos medido las mismas temperaturas, presiones y humedades, observaremos que no se comportarán igual, rápidamente se volverán diferentes; tormentas aquí, sol allá: dinámica no lineal, la dinámica dependiente de las condiciones iniciales, la que amplifica diferencias diminutas; se trata del famoso efecto mariposa: una mariposa bate sus alas en La Coruña y cambia la meteorología de Buenos Aires.

Aclararé que la teoría del caos no obliga a que todo el caos sea aleatorio e impredecible, los sistemas complejos, como el clima, muestran regularidades ocultas, presentan un orden subyacente. También es cierta la proposición inversa, los sistemas simples pueden manifestar un comportamiento complejo. Una bola de billar, nos servirá de ejemplo; si se golpea la bola con un taco rebotará varias veces contra la mesa; teóricamente resulta fácil predecir su comportamiento; sólo debemos conocer su velocidad, su masa y los ángulos. Lamentablemente, en la práctica, la predicción sólo alcanza unos pocos segundos; porque las pequeñas imperfecciones de la bola y las diminutas estrías de la mesa invalidan los cálculos: resulta que un sistema simple, una bola de billar rodando sobre una mesa, tiene un comportamiento complejo. ¡Qué le vamos a hacer! El mundo es más complicado de lo que habían creído los científicos. A nadie extrañará, por tanto, que la teoría del caos se use para estudiar la realidad, es decir, para comprender cualquier sistema en el que sea imposible predecir el futuro, desde las perturbaciones de la bolsa a las ondas cerebrales de un epiléptico, o los tumultos que se producen en una multitud.

Los virus, un mundo por descubrir

El escritor quedó estupefacto cuando escuchó a un experto español disertar sobre los virus; el profesor Pallas decía que necesitamos un número con treinta y dos cifras para escribir la cantidad de virus que existen en nuestro planeta y que, en un solo litro de agua de mar, pululan diez billones de ellos, nada más y nada menos; no me atrevo a pensar cuántos penetran en mi boca cuando nado en el mar. Con semejante número me sorprende sobremanera que la mayoría permanezca desconocida. Sabía que algunos virus patógenos, como el de la polio o la viruela, están a punto de ser erradicados de nuestro planeta, pero ignoraba que ya se han empleado virus, desarmados de sus genes, como vehículos con los que dirigir genes terapéuticos para el control de enfermedades; que ratones adictos a la cocaína se han curado de su adición con un tratamiento vírico, o que ya se han utilizado virus como andamiaje sobre el que crecen cristales, cristales con los que se construyen nanocables con propiedades electrónicas únicas, y más baratos que los existentes en el mercado.

Inexplicablemente, tengo una querencia, quizá algo morbosa, por algunos de los nuevos virus patógenos que se han descubierto: el Ébola es uno de mis favoritos: se propaga por la sangre infectada o por el aire, y es tan letal que la propia rapidez con la que mata a sus víctimas -nueve de cada diez contagiados- se vuelve en su contra, pues no le da tiempo a propagarse. Estremece pensar que, si se atenuara un poco y matara más lentamente, podría extenderse por la población y afectar a millones de personas. Aún nos podemos asustar más: no es el único virus mortífero que, agazapado en los animales, está esperando para saltar hacia los humanos; afortunadamente ya conocemos algunos, desgraciadamente desconocemos la mayoría. ¿Qué sucedería si un terrorista soltara en La Coruña un virus tan mortífero como el Ébola y tan contagioso como el de la gripe? ¿Y si en vez de un malvado criminal, fuera un inocente viajero quien trajera del trópico al desconocido y letal patógeno? Acabo con una nota moderadamente optimista. Como los virus se alojan dentro de las células, resulta muy difícil eliminarlos sin matar a la célula huésped; el medio más eficaz para enfrentarse a ellos son las vacunas y, en algunos casos, los antivirales; si no existen aquéllas y éstos no son efectivos: ¡qué haya suerte!