Rocas que ruedan cuesta abajo
¿Cómo surgió la vida por primera vez de la nada? Esta ha sido una cuestión central para los biólogos, en particular para los astrobiólogos, y entre las teorías populares se cuentan desde los meteoritos hasta sustancias químicas aparentemente aleatorias y el azar. En 1859, Charles Darwin planteó en El origen de las especies que «Todos los seres orgánicos que han vivido en la Tierra podrían descender de alguna forma primordial». Su idea básica era que los componentes químicos y las fuentes de energía generaron de algún modo vida espontáneamente en la sopa primordial.
Sin embargo, en 2013, el biofísico del MIT Jeremy England propuso una nueva teoría que sustituía el azar por la termodinámica. Dedujo una fórmula matemática para explicar cómo los átomos, impulsados por energía externa (como la presente en la sopa primordial) y calor (como el que se encontraría en una atmósfera), se reorganizan gradualmente para disipar cada vez más energía. En otras palabras, en las condiciones adecuadas, la materia adquiere de forma natural la cualidad física básica asociada con la vida —la tendencia a captar energía del entorno y disiparla en forma de calor—, de acuerdo con la ley del aumento de la entropía o segunda ley de la termodinámica, también llamada «flecha del tiempo».
Si esta teoría es correcta, comentó England en 2013, el azar no tiene nada que ver y la vida debería evolucionar conforme a esas leyes y «ser tan poco sorprendente como las rocas que ruedan cuesta abajo».
La flecha del tiempo
Desde entonces, England ha estado poniendo a prueba su fórmula y su idea en términos más generales mediante simulaciones informáticas. En julio publicó dos estudios y ambos experimentos parecen respaldar su teoría básica sobre la adaptación impulsada por la disipación. Sin embargo, aún no está claro qué significan en última instancia estos resultados para el origen de la vida.
En la simulación, una sopa de 25 sustancias químicas reaccionaba de múltiples maneras mientras las fuentes de energía del entorno «forzaban» determinadas reacciones químicas, tal como el ATP proporciona el combustible químico para el metabolismo celular. En algunos casos, el sistema alcanza un estado de equilibrio, el resultado más familiar que produce la segunda ley de la termodinámica. Sin embargo, en otros casos, la red de reacciones químicas evoluciona a medida que las reacciones captan tanta energía del entorno como les es posible, y termina en puntos fijos muy alejados del equilibrio.
Estos «estados poco frecuentes de forzamiento termodinámico extremo» se asemejan al forzamiento extremo que ejercen los seres vivos al consumir energía química. England cree que los átomos adquieren la forma y la función muy específicas necesarias para consumir energía química de manera óptima y se convierten en una bacteria porque la termodinámica dicta este resultado natural en sistemas muy alejados del equilibrio. Muchos biofísicos coinciden con England, pero, dado que aún hay desacuerdo sobre la esencia de la vida, es difícil determinar hasta qué punto esta teoría explica sus orígenes.
Entonces, ¿qué sigue? Quizás el siguiente paso sea simular físicamente la sopa primordial fuera de un entorno informático, aunque eso implica hacer algunas conjeturas. Y, aunque England considera que su teoría subyace a la evolución darwiniana, algunos discrepan de que esta teoría de la adaptación impulsada por la disipación pueda distinguir entre las cosas que simplemente están estructuradas de cierta manera y las que están vivas. Por ejemplo, la capacidad de percibir, procesar y transmitir información mediante la reproducción quizá no quede plenamente explicada por la teoría de England. En cualquier caso, este trabajo ofrece perspectivas fascinantes sobre una posible explicación de cómo nuestro planeta creó algo de la nada.
