La teoría que podría explicar el surgimiento, organización y origen de la vida

ComparteTweet about this on TwitterShare on FacebookEmail this to someoneShare on Google+Share on RedditShare on LinkedInPin on PinterestShare on TumblrPrint this page

Artículo publicado el 7 de mayo de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Los bioquímicos han imaginado desde hace mucho que los conjuntos autocatalíticos pueden explicar el origen de la vida. Ahora, un nuevo enfoque matemático a estos conjuntos puede tener unas implicaciones incluso mayores.

Una de las cuestiones más desconcertantes sobre el origen de la vida es lo rico que era el paisaje químico que hizo posible que apareciese la vida.

vida © by olga.palma


Este paisaje habría consistido, entre otras cosas, en aminoácidos, proteínas y moléculas complejas de ARN. Es más, estas moléculas deben haber sido parte de una rica red de reacciones químicas interrelacionadas que las generaron de una manera sencilla.

Claramente, todo esto debe haber pasado antes de que surgiese la vida. ¿Pero cómo?

Una idea es que los grupos de moléculas pueden formar conjuntos autocatalíticos. Estos son fábricas químicas autosostenibles, en las que el producto de una reacción es la materia prima para otra. El resultado es un ciclo autocontenido de reacciones químicas.

Hoy, Stuart Kauffman de la Universidad de Vermont en Burlington y un par de colegas echaron un vistazo a las más amplias propiedades matemáticas de los conjuntos autocatalíticos. Al examinar esta descripción más extensa, llegaron a la asombrosa conclusión de que podría tener notables consecuencias para nuestra comprensión de la complejidad, evolución y el fenómeno de la emergencia.

Empiezan derivando algunas propiedades matemáticas generales de los conjuntos autocatalíticos, demostrando que tales conjuntos pueden crearse a partir de subconjuntos autocatalíticos de distintos tipos, algunos de los cuales pueden solaparse.

En otras palabras, los conjuntos autocatalíticos pueden tener una estructura compleja por sí mismos.

Pasan a demostrar cómo la evolución puede trabajar sobre un único conjunto autocatalítico, produciendo nuevos subconjuntos dentro de los que son mutuamente dependientes entre sí.  Este proceso configura un entorno en el que pueden evolucionar los nuevos subconjuntos.

“En otras palabras, las estructuras autosostenibles funcionalmente cerradas pueden surgir a un nivel mayor (un conjunto autocatalítico de conjuntos autocatalíticos), es decir, verdadera emergencia”, comentan.

Este es un interesante punto de vista sobre la emergencia y ciertamente parece una aproximación sensata al problema del origen de la vida. No es difícil imaginar a un grupo de moléculas que funcionan juntas de esta forma. Y, es más, los bioquímicos recientemente han descubierto conjuntos autocatalíticos simples que se comportan exactamente de esta forma.

Pero lo que hace que este enfoque sea tan potente es que las matemáticas no dependen de la naturaleza de la química – es independiente del sustrato. Por lo que los bloques básicos de un conjunto autocatalítico no tienen por qué ser siquiera moléculas sino que pueden ser unidades que puedan manipular otras unidades de la forma requerida.

Estas unidades pueden ser entidades complejas por sí mismas. “Tal vez no es demasiado aventurado pensar, por ejemplo, en el conjunto de especies bacterianas de tu intestino (varios cientos de ellas) como un gran conjunto autocatalítico”, dicen Kauffman y sus colegas.

Y van incluso más lejos. Señalan que la economía es básicamente el proceso de transformar materia prima en productos tales como martillos y palas que a su vez facilitan una posterior transformación de materia prima, y así sucesivamente. “Tal vez podemos ver también la economía como un conjunto autocatalítico (emergente), que muestra algún tipo de cierre funcional”, especulan.

¿Podría ser que la misma idea – la teoría general de conjuntos autocatalíticos – explique el origen de la vida, la naturaleza de la emergencia y proporcione unas bases matemáticas para la organización de la economía?

Tal y como Kauffman y sus colegas comentan modestamente: “Creemos que merece la pena trabajar en estas ideas y desarrollarlas más”.

Estamos ansiosos por seguir los progresos en este trabajo.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1205.0584: The Structure of Autocatalytic Sets: Evolvability, Enablement, and Emergence

Fecha Original: 7 de mayo de 2012
Enlace Original

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *