Por qué la vida es física y no química

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VidaLa idea de que la vida se reduce a química, está siendo usurpada por una idea mucho más ambiciosa, dicen dos de los biofísicos más importantes del mundo.

En la historia de la ciencia, hay muchos ejemplos de cambios simples en la perspectiva que han llevado a profundas visiones de la naturaleza del cosmos. La invención del telescopio es tal vez un ejemplo. Otro, es darse cuenta de que la energía química, la energía termodinámica, la energía cinética y demás, son todas manifestaciones de lo mismo. Seguramente podrías poner tus ejemplos favoritos aquí.

Uno de los ejemplos más importantes de la ciencia del siglo XX, es que la biología es el resultado de la evolución, y no al revés. Mediante esta forma de pensamiento, la evolución es un proceso, incluso un algoritmo; aunque uno de una potencia inimaginable. Aprovecha la evolución y habrá pocas cosas que no puedas lograr.

En los últimos años, los científicos de la computación han empezado a aprovechar el sorprendente poder de la evolución. Una cosa que han experimentado una y otra vez es el progreso ciego de evolución. Pon un algoritmo genético a funcionar y explorará el paisaje evolutivo, buscando mínimos locales. Cuando halla uno, no se sabe si es la mejor solución posible o si se sitúa dentro de una distancia de un abismo evolutivo que representa una solución de un orden de magnitud completamente distinto.

Esto apunta a la posibilidad de que la vida tal y como ha evolucionado en la Tierra sea un mínimo local en un vasto paisaje de posibilidades evolutivas. Si éste es el caso, los biólogos están estudiando una fracción ridículamente pequeña de algo más grande. Mucho más grande.

Hoy, logramos una importante visión en el estado de este asunto gracias a un fascinante artículo publicado por Nigel Goldenfeld y Carl Woese de la Universidad de Illinois. Goldenfeld es físico de carrera, mientras que Woese, también físico, es una de las grandes figuras de la biología. En la década de 1970, definió un nuevo reino de la vida, el Arquea, y desarrolló una nueva teoría sobre el origen de la vida conocida como la hipótesis del mundo ARN, la cual ha ganado gran fama o notoriedad dependiendo de tu punto de vista.

Juntos, sugieren que los biólogos tienen que pensar acerca de su campo de una nueva forma radicalmente distinta: como una rama de la física de la materia condensada. Su conjetura básica es que la vida es un fenómeno emergente que tiene lugar en sistemas que están lejos del equilibrio. Si aceptas esta premisa, entonces surgen inmediatamente dos cuestiones: qué leyes describen tales sistemas, y cómo llegamos a ellas.

Goldenfeld y Woese dicen que los biólogos cerraron esta vía de pensamiento aludiendo a una frase: toda la vida es química. Nada puede estar más lejos de la realidad, dicen ellos.

Tienen una interesante analogía para ayudar a su causa: el ejemplo de la superconductividad. Sería fácil observar la superconductividad e imaginar que puede explicarse completamente mediante las propiedades de los electrones conforme se transfieren fuera y dentro de los orbitales atómicos. Podrías ir más allá y decir que la superconductividad trata de átomos y química.

Pero la explicación real es mucho más interesante y profunda. Resulta que muchos de los problemas de la superconductividad se explican mediante teorías que describen la relación entre los campos electromagnéticos y un orden de largo alcance. Cuando se rompe la simetría de esta relación, el resultado es la superconductividad.

Y esto no sólo sucede con materiales de la Tierra. Este tipo de ruptura de simetría surge en otros exóticos lugares, tales como los núcleos de las estrellas de quarks. La superconductividad es un fenómeno emergente y tiene poco que ver con el comportamiento de los átomos. Un químico quedaría pasmado.

De acuerdo con Goldenfeld y Woese, la vida es como la superconductividad. Es un fenómeno emergente que tiene que comprenderse a través de las leyes fundamentales de la física que gobiernan su comportamiento. Por consiguiente, sólo una disciplina similar a la física puede revelar tales leyes, y la biología, tal y como se practica hoy, no cae en esta categoría.

Ésta es una osada y provocadora idea que puede que no sea una sorpresa completa para la última generación de biofísicos. Para el resto, esto debería ser una llamada a las armas.

Estaremos esperando el resultado con gran interés.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1011.4125: Life Is Physics: Evolution As A Collective Phenomenon Far From Equilibrium

Fecha Original: 22 de noviembre de 2010
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