Físicos derivan las leyes de la termodinámica para la propia vida

Artículo publicado el 10 de septiembre de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Las leyes de la termodinámica deben aplicarse a sistemas auto-replicantes. Ahora un físico ha calculado cómo.

Aquí hay un interesante experimento mental. Imagina una caja llena de distintos átomos y moléculas en proporciones aproximadamente equivalentes a la composición de la sopa prebiótica en la que medra la vida.

¿Qué probabilidad hay de que estas moléculas se reordenen en un ser vivo completo como una bacteria, por ejemplo? Esta es una pregunta difícil, pero Jeremy England del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge ha calculado una respuesta, al menos en teoría. Sus resultados son una fascinante lectura.

Primera ley  de la termodinámica © by vjbp56

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¿Podrían fluctuaciones termodinámicas haber llevado al origen de la vida?

Gráfico 1
(Izquierda) Auto-catálisis contra (derecha) replicación con herencia en términos de cinética: En el caso de autocatálisis, todos los estados iniciales finalmente llevaron al mismo estado estacionario. En el caso de la replicación con herencia, los estados iniciales llevaron a a distintos estados estacionarios en la curva de estado estacionario. Las flechas azules muestran que el movimiento a lo largo de la curva de estado estacionario es una lenta marcha hacia el incremento de la replicasa más activa, R2. Crédito de la imagen : Doriano Brogioli. ©2010 The American Physical Society.

En el campo de la abiogénesis, los científicos actualmente investigan varias formas en las que la vida podría haber surgido a partir de la materia inerte. Generalmente, cualquier teoría de la abiogénesis debería tener en cuenta dos aspectos importantes de la vida: la replicación (la capacidad de transmitir mutaciones a su descendencia) y el metabolismo (las reacciones químicas requeridas para actividades vitales, tales como romper el alimento). Aunque estas dos características ayudan a proporcionar una definición de trabajo para la vida, más recientemente los científicos han enfatizado la importancia de otra característica clave requerida por la evolución Darwiniana: la selección, o la replicación de las mutaciones que proporcionan una ventaja evolutiva.

“El problema básico de la abiogénesis es encontrar la primera entidad viva que se generó a partir de la materia inerte”, dice Doriano Brogioli, físico de la Universidad de Milán-Bicocca, a PhysOrg.com. “Pero, ¿cuál es la definición de la vida: es la replicación, o el metabolismo, o simplemente la auto-catálisis? Creo que no es simplemente una cuestión de definición: lo que es necesario es “evolución”, incluso si la entidad que sufre (o realiza) la evolución no es una entidad viva clásica. Una vez que empieza la evolución, puede alcanzar estructuras de cualquier complejidad: a partir de una célula, la evolución crea árboles, pájaros, ballenas, hormigas y todo el actual prodigio que es el mundo vivo”.

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