La Termodinamica de La Vida

8/14/2019 La Termodinamica de La Vida

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«desempeñan de hecho un papel dominante en los ordenados y me-tódicos acontecimientos que tienen lugar dentro de un organismovivo. Controlan las particularidades macroscópicas observables que elorganismo adquiere en el curso de su desarrollo. Determinan impor-tantes características de su funcionamiento, y en todo esto se mani-f iestan leyes biológicas muy definidas y exactas [ ... ]. [Contienen] al-guna forma de clave o texto cifrado [... ]. Pero el término clave , otexto cifrado, es demasiado limitado. Las estructuras cromosómicas

son al mismo tiempo los instrumentos que realizan el desarrollo queellos mismos pronostican. Representan tanto el texto legal como elpoder ejecutivo o, para usar otra comparación, son a la vez los planosdel arquitecto y la mano de obra del constructor». 3

Schrodinger se maravillaba de que un proceso que partía de una solacopia de una cadena larga de átomos pudiera producir más de cien billo-nes de copias, en el caso del desarrollo de un mamífero. El grueso de laprimera conferencia consistía en ejemplos que sustentaban su propuestade la existencia de alguna clase de molécula-plantilla y, al mismo tiempo,mostraban la potencia de su paradigma. Su visión de la genética era con-gruente con mecanismos hereditarios como la mitosis, el proceso por el

que los cromosomas se replican y dividen durante la reproducción celu-lar. Aunque la evolución por selección natural requiere que los organis-mos varíen, Charles Darwin nunca estuvo seguro de cuál era la fuente dela variación. Schrodinger tuvo una idea: la variación procedía de un cam-bio en la sustancia hereditaria, el extraño «cristal» vivo. Argumentó quelas mutaciones que se producen en la estructura química constituirían unamateria prima adecuada sobre la que la selección natural podría obrar se-gún la forma descrita por Darwin, l ibrándose de lo no apto y permitiendola supervivencia de las variantes más aptas. No había más que identificarlas «mutaciones» con las «pequeñas variaciones accidentales» de Darwin.

En las conferencias de Dublín, Schrodinger vinculó la química mole-cular a la biología, lo cual dio un impulso definitivo a ambas disciplinaspara los siguientes cincuenta años. Hemos aprendido mucho desde en-tonces: ahora comprendemos la transcripción del ADN en ARN; podemosaislar y mapear las secuencias de las proteínas codificadas por el ADN;se han clonado ovejas, y se han creado conejos fosforescentes implan-tándoles genes de bacterias luminiscentes. Las intuiciones de Schrodingerhan conducido a una tecnología de proporciones fáusticas. Los dilemaséticos son de una complejidad diabólica. ¿Se donarán nuestros deseen-

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dientes y prescindirán del sexo? ¿Heredarán la Tierra bestias frankensteí-nianas? ¿Llevarán las mezclas genéticas a la destrucción de nuestros eco-sistemas, a pandemias globales, a nuevas plagas o, quizás, a homínidossuperiores con escasa empatía hacia sus ancestros nacidos del útero ma-terno? Es posible. Pero los genes han estado cruzando las fronteras entrelas especies durante millones de años, ocurre cada vez que los genes deun virus se incorporan al genoma de una célula huésped. Los intercam-bios genéticos son parte de la materia prima de la evolución. Y todos los

que arreglan un matrimonio, eligen a su pareja o plantan semillas (o com-pran productos vegetales cuyas ventas animan a los agricultores a conti-nuar con cierto cultivo) están haciendo un poco de «ingeniería genética».¿Es justo vetar la tecnología genética si puede beneficiar a los que nacenciegos o deformes? En nuestra opinión, la «biotecnología» es mucho másantigua de lo que piensa la mayoría: existe desde el momento en que lascélulas comenzaron a seleccionar qué comían, adónde iban y con quéotras células se asociaban.

Por otra parte, no deberíamos mostramos complacientes con esta nue-va tecnología. Los expertos en toxicología medioambiental han descu-bierto que los productos químicos industriales son más persistentes por-que no existen vías evolutivas para su degradación. Moléculas como elDDT o los PCB, fabricadas en el crisol químico de la humanidad, fueronalgo nunca visto antes en la biosfera. El «nuevo» material genético dise-ñado por la bioingeniería, en oposición al de origen natural, puede reve-larse aún más peligroso si no existe una estrategia que se ocupe de él. Pormucho que conozcamos el locus genético que constituye la boca o el anode un gusano sencil lo, o la construcción del ala de una mosca del vinagre,en genética queda un largo camino por recorrer. Por ejemplo, se han in-vertido cientos de millones de dólares en la confección de un mapa gené-tico de la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster. Pero incluso paraeste animal relativamente simple apenas estamos empezando a compren-der cómo un número comparativamente pequeño de átomos controla su

desarrollo desde el huevo fecundado hasta el insecto plenamente funcio-nal. Todavía queda mucho por descubrir. Como siempre, se cometerán mu-chos errores, algunos ni siquiera imaginables hasta que no se produzcan.

Orden a partir del desorden

La tercera y última conferencia de Schrodinger exponía una conside-ración termodinámica que con el tiempo condujo a lo que ahora se co-noce como «termodinámica del no equil ibrio». En las dos anteriores ha-

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bía hablado de orden a partir del orden (si bien había insinuado que lasmutaciones tenían una componente estocástica, en consonancia con la se-gunda ley). Sin embargo, ahora abordaba la cuestión del orden a part ir deldesorden: ¿cómo consigue la célula escapar a los efectos desorganizado-res de la segunda ley? Después de todo, es este escape lo que convierte alas formas vivas en asombrosas replicantes, casi mágicas copias tridi-mensionales de sí mismas.

Tras recordar a su audiencia los medios químicos por los que un pe-

queño número de átomos controla la célula, se preguntó lo siguiente:«¿Cómo consigue un organismo concentrar una corriente de orden en símismo y escapar así a la desorganización del caos atómico prescrito porla segunda ley de la termodinámica?».

A continuación, Schrodinger intentó conciliar la vida con los teoremasde la termodinámica. ¿Cómo se asegura el orden, si los sistemas de mi-cropart ículas t ienden al desorden? Schrodinger vislumbró el problema.Considérese una fotocopiadora. Si hacemos una copia de una copia, el re-sultado es más borroso; y si copiamos esta última copia, tendremos unacopia aún más borrosa y gris. Aunque es cierto que los organismos pier-den rasgos de sus progenitores, su fidelidad de copia es asombrosa; y a ve-ces progresan o mejoran, adquiriendo refinamientos complejos, inclusorasgos completamente nuevos. ¿De qué modo los organismos perpetúan (eincluso incrementan) su organización en un universo regido por la segundaley? Esto es lo que se conoce como «la paradoja de Schrodinger».

La resolución básica de la paradoja de Schrodinger es simple: los orga-nismos continúan existiendo y desarrollándose a base de importar energíade alta calidad. Se alimentan de lo que Schrodinger denominó «entropíanegativa», es decir, la organización superior de los cuantos de luz solar .Puesto que no son sistemas aislados, ni siquiera cerrados, los organismos(como los cristales de azúcar que se forman en una solución sobresaturada)incrementan su organización a expensas del aumento de entropía de su en-torno. La respuesta básica a la paradoja tiene que ver con el contexto y la

jerarquía. La materia y la energía se transfieren de un nivel jerárquico aotro. Para comprender el desarrollo de sistemas complejos naturales comola vida, tenemos que fijamos en su contexto, esto es, en el medio energé-tico y material del que forman parte. En el caso de los ecosistemas y labiosfera, la organización creciente y la evolución en la Tierra requierenla desorganización y degradación del resto. No se obtiene algo de la nada.

Como físico, Schrodinger no podía prescindir de la termodinámica.Aunque la termodinámica estadística sugiere que la naturaleza debería

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encaminarse hacia su estado más probable (el equilibrio termodinámico),vivimos en una superficie planetaria altamente organizada en la que unenorme número de átomos actúa de manera coherente, generando orga-nismos cada vez más complejos a lo largo del t iempo evolutivo. Las ener-gías de la vida adoptan la forma de ramos de azucenas y mariposas Ulys-

seus de alas azules, de lombrices de tierra y aeroplanos. De nuevo, la

cuestión es: ¿cómo?Schrodinger buscaba nuevos conceptos para reconcil iar la teoría ter-

modinámica con los hechos de la biología. A primera vista, señaló, los sis-temas vivos parecen saltarse la segunda ley de la termodinámica. En lossistemas aislados la energía y la materia se distribuyen aleatoriamente conel paso del t iempo. Los sistemas vivos son todo lo contrario. Mientras suentorno tiende al desorden, ellos incrementan su orden. Y «orden» no es eltérmino más adecuado. Es mejor emplear la palabra «organización». Losorganismos se «organizan» para hacer algo: vivir, reproducirse, mante-nerse. Dicho de otro modo, los organismos se organizan para resistirse alequilibrio termodinámico. Probablemente fue la insistencia de Schrodingeren el cristal como modelo natural de complejidad lo que le llevó a usar elvocablo «orden», más aplicable a la estructura estática de los cristales unavez formados. Pero la vida es mucho más que un cristal . Un cristal no hacenada. Como ha señalado el biólogo teórico norteamericano Jeffrey Wicken,para hacer referencia a la vida es más adecuado el término «organización»,con su connotación de actividad continuada y concertada, de función.

Los matemáticos e investigadores han ofrecido diferentes definicio-nes precisas y técnicas (aunque a veces contradictorias) de conceptoscomo «orden», «complejidad», «información» y «caos». Schrodinger em-pleó estas nociones con más libertad. El orden de un cristal contrasta conla función continuada de un organismo sensible, pero estructuralmenteambas entidades captan nuestra atención por su simetría y regularidad.Resulta evidente que la vida, digamos en la forma de una oruga, está le-jos de la típica colección de partículas rebotando sin rumbo, de manera

aleatoria, en un recipiente cerrado. ¿Cómo se las arreglan los organismospara mantener, miniaturizar y expandir su complejidad estructural en un

universo que tiende a la aleatoriedad?Schrodinger fue el primero en subrayar la necesidad de contemplar la

vida desde una perspectiva termodinámica. Y es su análisis el que ha ins-pirado la manera de entender la vida que exponemos en este l ibro: no sólocomo un proceso de copia de moléculas, sino como un proceso especí-fico de transformación de energía.

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La termodinámica clásica estudiaba el comportamiento de la materia yla energía en recipientes sellados conocidos como «cajas adiabáticas».Y, como cabía esperar, se descubrió que estos sistemas, resistentes a lapérdida de calor, se desordenaban cada vez más hasta que se alcanzabaun estado de equilibrio o de «máxima entropía».

¿Acaso los organismos y ecosistemas contradicen leyes termodiná-micas bien establecidas?

Schrodinger contrastaba la fina elaboración de los tapices de Rafael

(su metáfora de la vida) con el anodino estado final de equil ibrio:

«Cuando un sistema no viviente se aisla o coloca en un ambiente uni-forme, todo movimiento llega muy pronto a una paralización, comoresultado de diversos tipos de fricción; las diferencias de potencialeseléctrico o químico quedan igualadas; las sustancias que tienden aformar un compuesto químico lo hacen, y la temperatura pasa a seruniforme por la transmisión del calor. Después, todo el sistema quedaconvert ido en un montón muerto o inerte de materia. Se ha alcanzadoun estado permanente, en el cual no ocurre suceso observable alguno.El físico llama a esto estado de equilibrio termodinámico, o de má-xima entropía?».

Luego instó a su audiencia a convenir con él en que el equilibrio ter-modinámico (el estado de ausencia de cambio característico de las cosasno vivas colocadas en el interior de recipientes aislados) es lo últ imo a loque la vida se parece. Sabía que los seres orgánicos residen en un mundode flujos energéticos y materiales, que los organismos no son sistemascerrados, sino abiertos. El equil ibrio termodinámico, aunque aplazadosine die por la vida, es un «atractor» capital para todos los sistemas na-turales. De algún modo, los seres vivos tienden a eludirlo.

Schrodinger argumentó que los seres vivos mantienen su organiza-ción interna a expensas de un mayor incremento de la desorganización

en el exterior de sus cuerpos. Las células liberan gases. Producimosorina, sudor, calor, dióxido de carbono y heces. La biosfera desprendeprincipalmente calor. Los organismos pueden ser cautivadoramente com-plejos, pero siempre dejan una estela de residuos. Cuanto mayores o másnumerosos son, más «contaminantes» vierten en su medio ambiente.Cuanto más suntuoso es el palacio, más inmundo es su montón debasura.

«¿De qué forma evita la degradación el organismo vivo?», se pre-guntaba Schrodinger,

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«La contestación obvia es: comiendo, bebiendo, respirando, fotosin-tetizando, etcétera. El término técnico que engloba todo eso es me-tabolismo . La palabra griega de la que deriva [ ... ] significa cam-bio o intercambio . ¿Intercambio de qué? [... ] ¿Qué es, entonces,ese precioso algo contenido en nuestros alimentos y que nos defiendede la muerte? Esto es fácil de contestar . Todo proceso, suceso o acon-tecimiento -llámese como se quiera-, en una palabra, todo lo quepasa en la Naturaleza, significa un aumento de la entropía de aque-

lla parte del mundo donde ocurre. Por lo tanto, un organismo vivoaumentará continuamente su entropía o, como también puede de-cirse, produce entropía positiva -y al hacerlo tiende a aproximarseal peligroso estado de entropía máxima que es la muerte-o Sólopuede mantenerse lejos de ella, es decir, vivo, extrayendo continua-mente entropía negativa de su medio ambiente, lo cual es algo muypositivo, como enseguida veremos. De lo que un organismo vivo sealimenta es de entropía negativa. 0, para expresarlo menos paradóji-camente, el punto esencial del metabolismo es aquel en el que el or-ganismo consigue liberarse de toda la entropía que no puede dejar deproducir mientras está vivo.»>

Con elegancia, Schrodinger abrió todo un nuevo dominio para lacomprensión material de la vida. Dicho dominio tenía relación con sudescripción de la vida como «orden a partir del orden» mediante un sis-tema químico de copia. Puede que no acertara en todos los detalles, peroseñaló el camino correcto. Por ejemplo, más adelante, a instancias deun colega, advirtió que, técnicamente, la organización de los organis-mos no emana de la entropía negativa (o «neguentropía», un término si-milar introducido por Brillouin), sino de la energía libre. La energíalibre es la cantidad de energía disponible para realizar trabajo. (El tér-mino «exergía», usado especialmente por los ingenieros europeos, esotra denominación para la energía disponible.) Esta magnitud, como ve-

remos, es directamente proporcional a los gradientes que las máquinaspueden explotar, o que los organismos pueden emplear para mantenersey reproducirse como categorías específicas de organizaciones mate-riales.

De este modo, Schrodinger subrayó que la vida debía examinarse ri-gurosamente desde una perspectiva materialista. Estaba convencido deque, a pesar de su complejidad, lo más probable es que la vida acabararevelando sus secretos como fenómeno físico. Darwin había mostradoque la biología es evolutiva. Nada tiene sentido en biología si no es a laluz de la evolución, añadió el genetista de la Universidad de Columbia

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Theodosius Dobzhansky. Pero la biología no es sólo una ciencia histó-rica: también es un puente entre la historia y la fisicoquímica.

La física tradicional no intentó comprender las cosas en términos desus causas primigenias. El modo en que funcionaban las cosas raramenterequería un conocimiento de su historia. La función mecánica se com-prendía directamente sobre la base de la formación presente. La mate-mática y la geometría son intemporales: uno más uno siempre es igual ados; los teoremas geométricos valen para todo el tiempo concebible. Las

explicaciones físicas tradicionales fueron tan exitosas que sigue habiendouna tensión (unas veces fructífera, otras no) entre abordar la biología entérminos de causas actuales (físicas) o causas pasadas (evolutivas), in-cluso después de los extraordinarios progresos que supuso el datwinismo.El teórico escocés D' Arcy Thompson, traductor de Aristóteles y precur-sor de los teóricos del caos de Santa Fe, dio prioridad a las matemáticassobre la selección natural para explicar la complejidad de la vida. PeroThompson hace una buena defensa de la física:

«Es imposible predecir hasta qué punto el matemático podrá describiry el f ísico explicar la constitución del cuerpo. Puede ser que todas lasleyes de la energía, todas las propiedades de la materia y toda la quí-

mica de los coloides resulten tan incapaces de explicar el cuerpo comolo son de comprender el alma. Por mi parte, pienso que no es así. [Nole pregunto] a la física por qué en la cara de un hombre resplandece labondad, mientras que en la de otro trasparece la maldad. Pero en lo re-ferente a la construcción, crecimiento y funcionamiento del cuerpo, asícomo a todo lo que existe en el mundo material, la ciencia física es,en mi humilde opinión, nuestro único maestro y gu ía».

Iconoclasta, pitagórico y posiblemente creacionista, Thompson estabamás interesado que los modernos estudiosos de la complejidad en reem-

En 1966, el jeque Abd el Aziz bin Baz, con el propósito de presionar al rey de Ara-bia Saudi, l e recordó que «el sagrado Corán, las enseñanzas del P rofeta, la mayoría de cien-tíficos islárnicos y los hechos verdaderos demuestran que el Sol gira en su órbita [. .. ] y quelaTierra es fija y estable, desplegada por Dios para su humanidad [... ]. Cualquiera que pro-fesara otra creencia estaría profiriendo una acusación de falsedad hacia Dios, el Corán y elProfeta». Como puntualiza Dobzhansky, a pesar de la era espacial, técnicamente el buen je-que está en lo cierto al considerar la teoría copernicana como una «mera teoría» y no comoun «hecho». Pero, como la evolución, es una muy buena teoría: «¿Nos sometemos a laautoridad científica sin más? Desde luego que no: sabemos que quienes se tomaron la mo-lestia de estudiar la evidencia la encontraron convincente [... ]. La Tierra no es el centro ge-ométrico del universo, aunque pueda ser su centro espiritual» (Dobzhansky, 1973, pág. 125). N. de los AA.

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plazar, antes que en complementar, las explicaciones históricas de la se-lección natural. A nosotros también nos interesan las explicaciones físi-cas complementarias, pero las termodinámicas, no las algorítmicas. Nossituamos más bien en el bando de Schrodinger, quien, pese a mostrarsefascinado por la perspectiva de desvelar el fundamento físico de la vida,defendía la evolución por selección natural y era reacio a concebir nue-vas leyes físicas para acomodar los diversos comportamientos de la ma-teria viva.

Aunque Schrodinger recibió el Premio Nobel por sus trabajos en me-cánica cuántica, sus pensamientos acerca de la biología no podían ser ig-norados. En el pequeño libro verde, publicado en 1944, resultante de susconferencias irlandesas del año anterior, esbozó dos programas de inves-tigación capitales para la biología. El primero se centraba en la idea delorden a part ir del orden, la indagación sobre cómo se implantaba la he-rencia en el material genético transferido de un organismo a otro. Esta in-dagación contribuyó al espectacular salto que supuso el descubrimientode la estructura y función del ADN, al desarrollo de la biología molecu-lar y a la aplicación de este conocimiento a campos tan diversos como lafarmacología y la medicina forense. El otro programa de investigaciónpropuesto por Schrodinger, quizá más importante a largo plazo, es mucho

menos conocido. Se trata de su investigación del orden a partir del de-sorden. Aquí aborda la cuestión de la aparente inobservancia de la se-gunda ley por parte de la vida. Su respuesta básica, la solución esbozadaa la paradoja que lleva su nombre, es que los organismos no desobedecenla segunda ley porque ésta, tal como se formuló al principio, se aplicamás a sistemas aislados que a sistemas abiertos. La paradoja de Schro-dinger desaparece cuando consideramos el contexto de los sistemas com-plejos, incluidos los organismos. Éstos no son experimentos aislados,sino que se alimentan de la organización externa rica en energía y de losgradientes que existen en su entorno.

Información

Implícitamente, la organización en torno a sistemas reductores de gra-dientes y los procesos por los que extraen energía comportan informa-ción. Al contemplar la vida como un proceso material, Schrodinger laanalizó en términos tanto de energía como de información. Aunque hablóde «entropía negativa» en lugar de «energía disponible», y de «orden» enlugar de «organización» (un término más adecuado para los sistemas ter-modinámicos, por su énfasis en la función), no deberíamos culparle por

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no haber acertado a la primera, cuando otros ni siquiera vieron la diana.Vislumbró las cuestiones claramente y las comentó en lenguaje llano, sinmatematizaciones prematuras. Acertó en el espíritu, en la idea general .Sin embargo, a pesar de su brillante anticipación de los descubrimientosque más adelante llevarían a la comprensión de la vida como sistema he-reditario informacional basado en el ADN, su análisis de la vida comosistema energético ha sido en gran medida ignorado. Parte de la ret icen-cia a contemplar la vida como un sistema energético además de informa-

cional se debe a una confusión terminológica. Porque «entropía» es untérmino central no sólo en la termodinámica, sino también en la teoría dela información (o de la comunicación), que se aplica al envío de mensa-jes entre teléfonos y ordenadores, y que es posterior a la termodinámica.Esto produce la impresión de que existen profundas raíces físicas que li-gan la termodinámica a la teoría de la información. Por supuesto que hayuna estrecha relación física entre el manejo de la información y la ex-tracción de energía en organismos que para sobrevivir deben desenvol-verse en entorno s variables. Sin embargo, a pesar de que los seres vivosmanejan datos y energía, no existe una correspondencia simple entre am-bas teorías.

Claude Shannon y Warren Weaver,7 los promotores de la teoría de lainformación, introdujeron otro concepto de entropía. Cuando se encon-traron con que no sabían cómo llamar a su nueva medida matemática dela cantidad de información de un mensaje, un amigo, el matemático Johnvon Neumann, le dijo a Shannon: «Llámala entropía; nadie sabe lo quees la entropía en realidad, así que en cualquier debate siempre tendréisventaja». Shannon siguió el malicioso consejo de Von Neumann, lo cualno hizo más que aumentar la confusión en tomo a ese término. En teoríade la información, la entropía describe la incertidumbre asociada a los ca-racteres de los mensajes enviados o recibidos. Se trata de un uso diferentedel que posee la entropía termodinámica. En efecto, en un sistema ter-modinámico, la asignación de un valor de entropía se basa en la unicidad

de la distribución energético-material del sistema a un nivel molecular oatómico. En cualquier momento el sistema puede estar en un único mi-croestado particular de entre muchos posibles. Entre ambas magnitudesexisten similitudes, pero éstas se deben más a la forma matemática de lasecuaciones que a aquello que refieren. De hecho, con anterioridad unaecuación muy parecida había sido aplicada a los juegos por el matemá-tico francés Abraham De Moivre, un hugonote pionero de la teoría de laprobabilidad que ejercía de consultor de compañías de seguros y aposta-dores. Ya en 1968, el oncólogo y fotobiólogo estadounidense Harold F.Blum señaló que, a pesar de las imilitudes superficiales que existen en-

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tre las entropías informacional y termodinámica, aparentemente diferen-ciadas tan sólo por un signo menos, podían desarrollarse ecuaciones híbri-das aplicables a la selección natural. Blum ideó una ecuación neguentró-pica que medía lo que describió como «la expectativa de cambio evolutivoque no concierne a su probabilidad en el sistema más amplio donde tienelugar». Hoy las entropías proliferan en la teoría de sistemas dinámicos:hay una entropía métrica, una entropía topológica, una entropía algorít-mica, una entropía como dimensión fractal de un conjunto compacto

apropiado e, incluso, una entropía de Galois, relacionada con la asimetríageométrica. Todas estas subespecies matemáticas de la entropía informa-cional están relacionadas con la dmpredecibilidad, la incompresibilidad,la asimetría o la recurrencia demorada.

En este libro nos interesan los modos energéticos de sistemas reales,no las propiedades abstractas de figuras matemáticas. En termodinámica,la entropía mide un proceso irreversible, el decrecimiento natural en lacalidad de la energía a medida que la materia adopta distribuciones cadavez más probables (distribuciones que ya no son susceptibles de conver-tirse en trabajo o estructura). Hace referencia a la energía en un nivelatómico y molecular. Así, un escritorio ordenado, con libros y documen-tos bien apilados, no necesariamente tiene menos entropía termodinámicaque un escritorio desordenado. Esto es así porque la entropía termodiná-mica no tiene que ver con objetos macroscópicos, sino con partículas mi-croscópicas medidas por la temperatura. Por supuesto, arreglar un escri-torio desordenado haría aumentar la temperatura ambiental a medida quese llevara a cabo el trabajo, en cuyo caso el incremento de temperatura sí serelacionaría con la ordenación de los objetos macroscópicos del escrito-rio. Pero se consumiría la misma cantidad de energía concentrada si sim-plemente se cambiasen los objetos de sitio, o si se desordenase un escri-torio ordenado.

La entropía termodinámica es una medida de la distribución de laenergía, así que registra dicha incertidumbre, no la asociada a un mensaje

enviado o recibido. Uno de los problemas de las similitudes entre lasecuaciones de entropía es que no hay un vínculo claro entre energía e in-formación. Varios autores han intentado demostrar que producir, o al me-nos borrar, un bit de información requiere energía. Sin embargo, produ-cir un solo bit de información puede requerir en unos casos una cantidadrelativamente grande de energía (por ejemplo, gritar con todas nuestrasfuerzas para que una persona sorda nos oiga), pero en otros puede bastarcon un ínfimo proceso cuántico. Algunos advierten que la confusión en-tre ambo campos parece sugerir que la entropía termodinámica siempreimplica una suerte de entidad consciente que posee información. Por

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ejemplo, P.W. Atkins, en su libro La segunda l y deplora lo que consi-dera como un resbaladizo sesgo místico creado por los intentos de co-nectar ambas disciplinas:

«Soy consciente de una omisión capital en el material que presento:he omitido deliberadamente toda referencia a la relación entre teoríade la información y entropía. Por un lado, estoy de acuerdo en quelos principios y las matemáticas de la teoría de la información pue-

den contribuir sustancialmente a la formulación de la termodinámicay la expresión de su contenido. Por otro lado, existe el peligro, me pa-rece a mí, de dar la impresión de que la entropía requiere la existen-cia de alguna entidad cognoscente capaz de poseer información ode ser hasta cierto punto ignorante . De ahí a la presunción de quela entropía está en la mente y,por ende, es un aspecto del observadorsólo hay un pequeño paso. No tengo tiempo para entretenerme en esteembrollo, así que intentaré apartarme del tema». 1

La protesta de Atkins es comprensible pero excesiva. Hay versionessofist icadas de la teoría de la información que pueden relacionarse con latermodinámica, como es el caso del llamado «principio de máxima en-

tropía», concebido por E.T. Jaynes. ' La teoría de la información no sereduce a mensajes enviados de un ente consciente a otro. La formulaciónde Jaynes, por ejemplo, se centra en la información adquirida a partir dela ejecución de un experimento, y se aplica a experimentos termodinámi-cos, entre otros. Pero la entropía máxima de la que habla Jaynes es infor-macional , no termodinámica, de manera que, una vez más, a pesar de sussimilitudes y superposiciones, no existe una equivalencia general entre ter-modinámica y teoría de la información.

El físico Hubert Yockey desprecia la termodinámica con el argumentode que la evolución de la vida es demasiado improbable.'> Yockey, quetrabajó en la creación de la bomba atómica a las órdenes de Robert Op-

penheimer, se declara agnóstico. A pesar de mostrarse crít ico con los crea-cionistas, aduce que la sopa primordial que se enseña en los libros de textono es plausible. Sin embargo, la aplicación de la teoría de la informaciónsin más no tiene en cuenta ni las reglas de combinación química ni la ten-dencia de ciertas redes a autoorganizarse cuando un flujo de energía poneen marcha ciclos moleculares. Neocreacionistas como William Dembskihan tomado prestado el argumento matemático deYockey, aunque no su ag-nosticismo, y lo han reconvertido en un argumento a favor de la existenciade Dios (un Dios biólogo molecular, por lo visto, que dota a la vida de lacomplejidad informacional requerida para iniciar la evolución).

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Argumentos similares, basados en la improbabilidad estadística (en unsistema aislado) de una vida de baja entropía, continúan esgrirniéndosecomo prueba de la existencia de Dios.'? El químico Michael Behe, unneocreacionista evolucionista como Dembski, habla de una complejidadirreducible en cosas como el sistema inmunitario y los flagelos, una espe-.•cie de «motor fuera borda» del que se valen las espiroquetas para impul-sarse (para más información, véase, más adelante, el capítulo 20). Pero en-tonces, podemos preguntar, ¿por qué exigir evidencias científicas cuando

tenemos suficiente con la fe? Si se exige un argumento racional, parecemás lógico invocar a Dios en el principio del universo, creando gradientesy luego desplegándolos conforme a las leyes de la termodinámica y la evo-lución. (Como señaló Spinoza, un Dios coigual con el cosmos y plasmadoen las leyes de la naturaleza no tiene necesidad de hacer milagros.)

Pero está claro que tanto la información como la energía son funda-mentales para los seres vivos. Harold Morowitz, biólogo de la Universi-dad George Mason y uno de los primeros en interesarse por la termodi-námica de los sistemas vivos, ha señalado que la materia, incluso antesde la vida, es «informática»: cuando las partículas se comportan de ma-nera «no dinámica» (conforme a reglas que sólo se aplican cuando estánjuntas), cada una actúa como si tuviera conocimiento de la presencia de

las otras. A propósito del papel de los compuestos asociados al ATP (tr i-fosfato de adenosina), el compuesto almacenador de energía común a to-das las células, Morowitz sugiere que aún puede encontrarse una co-nexión capital entre la física y la bioquímica, y que puede tratarse de unaley que gobierne el surgimiento de seres susceptibles de convertirse enhumanos pensantes:

«Acompañan al ATP una serie de sustancias quejuegan un papel prin-cipal en la transferencia de energía. Cada una contiene la moléculaadenina en su estructura. En el lenguaje de la vida, esta configuraciónatómica aparece como el símbolo de las moléculas almacenadoras de

energía, si bien la adenina en sí misma no interviene en el procesoenergético. La idea entera parece rica en información, de algún mododemasiado lingüística o poética para el quehacer de moler-y-extraerde la bioquímica; pero ahí está. Además de ser una marca de la trans-ferencia de energía, la adenina constituye un componente simbólicoprincipal del código genético: es una de las cuatro bases del ADN yel ARN. ¿Puede haber alguna relación profunda y fundamental, aúnoculta, entre codificación y transferencia de energía? Ésta es unacuestión digna de abordarse, porque la comprensión del papel de laadenina parece residir cerca de los secretos bioquímicos de la vida-.

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La confusión matemática entre las entropías informacional y termo-dinámica no debería sumimos en un marasmo técnico, ni distraemos delos temas en consideración. Existe un vínculo entre energía disponible ydatos usables, entre termodinámica y unos seres vivos que perciben, deun modo cada vez más eficaz, los gradientes de los que depende su sus-tento.

Por un lado, tenemos palabras como «orden», «organización», «infor-mación» y «complejidad». Por otro lado, tenemos términos como «caos»,

«desorden» y «entropía». En una reseña crítica del libro El quark y el ja-guar, de Murray Gell-Mann, teórico de la complejidad y Premio Nobel defísica, se define la complejidad como aquello que «tienen en común losmercados financieros, los sistemas inmunitarios de los mamíferos y las co-munidades ecológicas. La capacidad de interaccionar con el entorno, dereconocer pautas en el mundo y de aplicar el conocimiento adquirido a lamodificación del comportamiento futuro es fácil de detectar, pero la defi-nición de complejidad sigue mostrándose esquiva-.P El uso de estos tér-minos puede resultar confuso, incluso contradictorio. La información (enla teoría de la información, por ejemplo) no equivale al orden, sino al de-sorden, en el sentido de que hacen falta más decisiones binarias (más ce-ros y unos, más bits de información) para describir situaciones u objetos

en desorden que en orden. Considérese una baraja: si deseamos descri-birla, se necesitarán más bits en el caso de una baraja desordenada, sin nin-guna pauta obvia, que en el de una nueva y sellada, con los palos y susvalores dispuestos «en orden». Igualmente, la descripción de los movi-mientos moleculares de un gas requiere más bits que la correspondiente alas posiciones moleculares de los cristales. A pesar del uso que haceSchrodinger de la palabra «orden» --en retrospectiva, podemos ver queempleó este término pensando en los cristales-, lo más adecuado seríareservarla para las entidades estát icas, y no emplearla en el caso de orga-nizaciones dinámicas que intercambian activamente materia y energía consu entorno para mantener su estructura. Podríamos decir que los procesos

vitales, abiertos al entorno, generan complejidad, concentran informacióne intercambian datos a medida que se amplía el dominio de sus operacio-nes energéticas, añadiendo caos al entorno del que dependen. Pero ¿quésignifican tales palabras? En el próximo capítulo veremos que la concep-ción actual del caos no es lo que Schrodinger tenía en mente cuando es-cribió su breve pero brillante elucidación de los procesos vitales.

El espectacular auge del aspecto genético e informacional del pro-grama de Schrodinger e ha verificado a expensas del otro, el energético

52

y termodinámico. No queremos restar un ápice al tremendo éxito de lainvestigación en genética, el aspecto lingüístico de la vida. Pero quere-mos animar a que también se preste atención al otro aspecto del programade Schrodinger, En lo audaz de su visión, lo importante no es que el cien-tífico austriaco cometiera errores, sino que incidiera sobre la capacidad.dual de procesar información y energía que poseen los seres vivos: porun lado, la organización que proviene de sus progenitores y, por el otro,la organización que mantienen a pesar de (y, como iremos viendo, a causa

de) la exigencia de la segunda ley de que los sistemas evolucionen haciael equilibrio termodinámico.Cuando seguimos a Schrodinger, encontramos maneras de mirar a tra-

vés de la vida los procesos energéticos que gobiernan tanto los sistemasanimados como los inanimados. La complejidad de la vida no se debeúnicamente a su procesamiento de datos químicos, sino también a su fun-ción como transformadora de energía. De hecho, las tareas de replicacióndel ADN y de síntesis de las proteínas quizás entraron en escena a lomosde un caballo termodinámico. El papel de esas tareas adquiere sentido enel contexto de una función previa de reducción de gradientes. La vida noes una mera entidad genética. Los gene s por sí solos no hacen más quelos cristales de sal. La vida es un sistema abierto y cíclico, organizado por

las leyes de la termodinámica. Y no es el único.

53



6El río debe fluir: sistemas abiertos

En esta corriente, uno puede ver una pauta siempre

cambiante de vórtices, ondulaciones, olas, salpicadu,

ras, etcétera, que evidentemente no t ienen existencia

independiente como tales. Más bien se abstraen delmovimiento fluyente, surgiendo y desvaneciéndose

en el proceso total del flujo. Tal subsistencia tran-

sitoria, en la medida en que puedan poseerla estasformas abstraídas, implica tan sólo una relativa in-

dependencia o autonomía de comportamiento, no una

existencia absolutamente independiente como sus-

tancias últimas.

David Bohm

Hacia una ciencia de la destrucción creativa

A pesar de su agilidad y de su capacidad para tomar al toro del tiempoy el cambio por los cuernos, los matadores de la termodinámica clásica yla termodinámica estadística tuvieron que dejar paso a toreros aún másambiciosos, cuya meta era una termodinámica generalizada que estudiasesistemas no confinados en límites artificiales. El crecimiento natural detales sistemas, que se alimentan de la destrucción de gradientes, consti-tuye el objeto de estudio de la ciencia naciente de la «destrucción crea-tiva». Puesto que esta ciencia de los sistemas abiertos, la TNE, todavíase encuentra en desarrollo, narrar su historia no resulta fácil. Aun así, en

La locución «destrucción creativa», que Alan Greenspan, ex presidente de la Re-serva Federal de Estados Unidos, tomó prestada para referirse a la nueva economía impul-sada por Internet, se asocia con el economista austriaco de Harvard Joseph Alois Schum-peter, cuya obra (1939, 1942) resaltaba la capacidad del capitalismo para crear nuevOSproductos (como el automóvil de Henry Ford o el ordenador personal), aunque en ese pro-ceso destruya las industrias no competitivas (la empresa Ford fue desbancada por GeneralMotors, «destruida» a su vez por la competencia japonesa). Así pues, Greenspan rind i~ tn:buto a Schumpeter. Sin embargo, la idea aparece bastante antes, no ya en la filosofía hindu(en la forma de la totalmente destructiva Shiva) o en la obra de filósofos alemanes c?mo

Friedrich Nietzsche (cuyo Así habló Zaratustra sostiene que las viejas estructura s soc ialesdeben destruirse para crear otras nuevas) , sino también en la economía, en los trabajos .deWerner Sombart. Nosotros empleamos la expresión en sentido termodinámico, pero ello 10-

cluye la economía, que examinamos en el capítulo 19. N. de los AA.)

114

este capítulo proponemos un trazado a grandes rasgos para una bistoriafutura, con hitos como las obras de Lotka, Onsager y Prigogine. Comolos sistemas de los que se ocupa, cuya organización depende del flujo deenergía, la TNE (y la termodinámica de la vida, subdisciplina de la quetrata el presente libro) se encuentra en un estado fluyente. Bucearemos eneste flujo, quizá prematuramente, con la intención de discernir, aunquesea de un modo borroso, rasgos clave de una disciplina que puede ser tanimportante para el futuro de las ciencias de la vida como la biología mo-lecular 10 fue en su pasado.

Formado en química física, Alfred Lotka trabajaba para una compa-ñía de seguros como analista estadístico, y en sus ratos libres estudiababiología. Casi una generación antes que sus colegas, Lotka sugirió que lavida era un proceso disipativo metaestable. Con esto quería decir que,aunque estable y tomada por una «cosa», la vida era en realidad un pro-ceso. La materia viva se encontraba en flujo continuo, apartada del equi-librio por la energía solar. Lotka subrayó que la vida en la Tierra era unsistema abierto. Se trataba de un fenómeno bioenergético y biofísico, ypor tanto termodinámico.

No obstante, la termodinámica aún no había descrito esos sistemasabiertos y a veces inquietos, caracterizados por un flujo continuo a través

de sus contornos. Lotka observó que los sistemas cercanos al equilibrioparecen estáticos, pero que en realidad se encuentran en un estado esta-cionario, «comiéndose» un gradiente. Un flujo de calor, electricidad, reac-tantes químicos o materia difusa podía crear un estado estacionario in-variable (un proceso o un flujo, más que un objeto) y mantenerlo a ciertadistancia del equilibrio. Lotka argumentó que la composición química dela superficie terrestre se encontraba en ese estado «metaestable»: su quí-mica se mantenía invariable no porque fuera la más probable, sino por-que continuamente se añadían y sustraían nuevas partículas, que se reci-claban in situ, sin cambios que evidenciaran este trasiego, como alguienque pedalea en una bicicleta estática.

Un ejemplo simple de metaestabilidad podría ser una pelota de ping-pong suspendida sobre la columna de aire que despide una aspiradora.Esta demostración puede verse en el departamento de electrodomésticosde algunos grandes almacenes. La pelota se bambolea ligeramente, flo-tando sobre la corriente de aire ascendente emitida por el tubo de escape.La altura de la bola puede controlarse variando el flujo de aire que lasostiene. Cuando la aspiradora se apaga, la pelota cae al suelo, entre la-vadoras y secadoras. Los organismos son similares: no caen hacia elequilibrio, ya que se produce un aporte continuo de energía a nivel ce-lular.

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Lo estable y lo metaestable: el dominio de Onsager

El primer tratamiento teórico completo de los sistemas metaestables(o estacionarios) lo publicó en 1931 el profesor Lars Onsager, de la Uni-versidad deYale, que fue Premio Nobel en 1968. Onsager hizo cuatro ob-servaciones importantes, todas en el dominio que él mismo contribuyó a

descubrir. 1

La primera observación poseía un carácter «contraintuitivo»: en pro-

cesos cercanos al equilibrio tales como la difusión del calor, o «termodi-fusión», se produce una sorprendente generación de estructura. Las mo-léculas de gas se segregan en respuesta a un gradiente de calor: las rápidasse acumulan en el extremo caliente del recipiente, y las lentas en el frío.La termodinámica clásica indicaba que el calentamiento del sistema cau-saría un movimiento aleatorio de las moléculas. Sin embargo, basta laaplicación de un gradiente para establecer una distr ibución simple pero

estructurada de las moléculas de gas.La segunda observación de Onsager consiste en las «relaciones de re-

ciprocidad». En la región cercana al equil ibrio que lleva su nombre, fuer-zas y flujos se acoplan. Por ejemplo, el flujo de agua de una tubería estádirectamente relacionado con la presión (la fuerza), mientras que la pre-sión está l inealmente relacionada con el flujo. Leyes bien conocidas de laquímica y la física concuerdan con las relaciones recíprocas de Onsagerpara los procesos cercanos al equilibrio. Por ejemplo, la ley de Fourierestablece que el flujo de calor es proporcional al gradiente de tempera-tura; la ley de Fick describe la relación de proporcionalidad entre la di-fusión y el gradiente de concentración química; y la ley de Ohm cuanti-fica el acoplamiento entre corriente y resistencia. Todas ellas, versiones

de las relaciones recíprocas de Onsager.La tercera observación deriva de la segunda. Los sistemas de Onsa-

ger obedecen la ley de Kirchhoff, la cual enuncia que cualquier flujo In:a-terial es análogo, en cuanto a volumen y masa, al flujo eléctrico de un cir-

cuito, y que los potenciales (en este caso, de concentración química)suman cero en un bucle conectado. La potencia se conserva.

La cuarta constatación de Onsager fue que la metaestabilidad se con-sigue a cierta distancia del equil ibrio. Un sistema abierto con gradie~tesmoderados se instalará en un estado estacionario de mínima produCCIón

ti d la Durante la segunda guerra mundial , l as teorías de Onsager fueron ap ea as a

puesta a punto de un método (<<difusión gaseosa») para la separación del uranio-235 Y eluranio-238. Este paso fue esencial para la producción de bombas nucleares. N. de

losM.

116

de entropía. Este «permanecer vivo», este mantenimiento de un procesoen los confines de un gradiente, anticipa las actividades de la vida.

La termodinámica clásica describe procesos que tienden a la máximaentropía, al agotamiento. En el dominio de Onsager, en cambio, vemossistemas que minimizan su producción de entropía. Los científ icos sue-len asignar a los sistemas cierta producción de entropía. Sin embargo,resulta más adecuado emplear como magnitud la producción de entropíaespecífica, que no es más que la entropía producida por unidad de masa.

A esto nos referiremos cuando hablemos de «producción de entropía».Otras medidas de entropía específica son la producción de entropía porunidad de volumen o flujo, o bien por unidad de superficie. El deseo deofrecer generalizaciones ha llevado a algunos autores a sugerir que lossistemas alejados del equil ibrio maximizan o minimizan la producción deentropía. Pero no es tan sencillo. Ningún sistema sujeto a un flujo conti-nuo de energía y materia puede llegar al equilibrio. Como dicen liya Pri-gogine y su colaboradora Isabelle Stengers: «Cuando las condiciones decontorno impiden que el sistema llegue al equilibrio, éste hace lo mejorque puede hacer: se instala en un estado de mínima producción de entro-pía, esto es, un estado lo más cercano posible al equil ibrios.?

Es cierto: en estos sistemas cercanos al equilibrio, a veces las fuerzas

parecían débiles, como si se tratase de terneras criadas para la producciónde carne. No obstante, el examen de los estados metaestables cercanos alequilibrio dejó claro que el becerro de una futura ciencia de la vida es-taba comenzando a engordar. Poniéndose de pie sobre sus temblorosas pa-tas, salía del enclaustramiento de la termodinámica clásica. Onsager y Pri-gogine habían introducido una nueva termodinámica de estados establesfuera del equilibrio. Ahora se tenían herramientas para el análisis de losflujos de materia y energía en sistemas abiertos simples. Pronto se aplica-ó n a la vida.

Las estructuras disipativas de Prigogine

Más allá de la región de Onsager cercana al equilibrio, se encuentranlos sistemas «alejados del equilibrio», como los llamaron liya Prigoginey .sus colaboradores Gregorie Nicolis y P. Glansdorff en la Universidad~Ib~e de Bruselas. Estos sistemas captan y uti lizan energía, y desplieganlOtríncados flujos materiales. Experimentan cambios de organización im-predecibles, a veces súbitos; son, en una palabra, indomables.

. Conocido principalmente por su trabajo sobre reacciones químicas cí-cl icas, Prigogine popularizó la noción de «estructura disipativa». Estos

117



«sistemas disipativos» (término introducido por Lotka) mantienen su es-tado estable de baja entropía a base de importar materia y energía a tra-vés de sus fronteras. Los sistemas disipativos son sistemas dinámicos deno equilibrio, abiertos y con gradientes internos. Degradan energía y ex-hiben ciclos materiales y energéticos. Las estructuras disipativas adquis,ren complejidad mediante la exportación -disipación- de entropía alentorno. 3

Ilya Prigogine recibió el Premio Nobel de química por su trabajo

sobre las reacciones químicas cíclicas y sus bifurcaciones en nuevos es-tados. Prigogine y sus colaboradores encontraron que, a medida que unsistema se aleja del equilibrio, pasa por transiciones súbitas (o bifurca-cienes). Cuanto más se aleja el sistema del equilibrio, más bifurcacionespueden producirse, hasta que el sistema se instala en un estado menosarticulado, como la turbulencia aleatoria. En ocasiones, el sistema alcanzaestados dinámicos macroscópicos estables (figura 6.1). Los procesos di-sipativos de Prigogine requieren 1 .0 Un sistema abierto capaz de inter-cambiar materia y energía con el mundo exterior y 2. ° Una serie de rela-ciones reguladoras no lineales. La teoría de bifurcaciones de Prigogineindicaba que las perturbaciones pueden hacer que un sistema pase de unestado estable a otro.

Prigogine falleció en mayo de 2003 en Bruselas, ciudad donde habíaejercido toda su carrera. Un obituario escrito por uno de sus discípulosdecía lo siguiente:

«Sus clases resultaban fascinantes para los estudiantes, porque prefe-ría dejar de lado los detalles tediosos e incluir paréntesis sobre arte,música y filosofía. Sus libros para el gran público, como La nueva

alianza, escrito juntamente con Isabelle Stengers, From Being to Be-

coming y su última obra, La fin des certitudes, fueron éxitos de ven-tas en todo el mundo. Fue un auténtico humanista en el sentido másamplio de la palabra, y atrajo muchas disciplinas. Su muerte cierra un

capítulo importante en la historia de la ciencia».

Prigogine y sus padres emigraron de Rusia a Bélgica. Hombre de ba ja estatura}aspecto querúbico, seducía por igual a líderes corporativos, reyes y reinas, y en su pequenO

país era tratado como un miembro más de la realeza. Destacó por defender el papel de laciencia en la toma de decisiones globales. En las reuniones científicas, solía asistir a prác-ticamente todas las ponencias; incluso se dejaba ver por sorpresa en los seminarios para es-tudiantes. Aunque para la mayoría de éstos era un honor que un Premio NobeJ asis tiera asus exposiciones, debían estar p reparados para vede saltar en medio del aula, gritando ~ca-loradamente «¿Qué significa esto?», si el estudiante se había equivocado o no había dejadoclaro algún punto. N. de los AA.

118

B

Solución única

B~

Inestable Soluciones

- - múltiples

~B J

EstableA A

Figura 6.1. Los sistemas alejados del equilibr io pueden ser empujados hasta más alláde sus regiones de estabilidad. Estos sistemas se bifurcan a menudo en dos o más es-t ados estables nuevos. El proceso de bi furcac ión puede visualizarse como una bola querueda hasta el fondo de un valle (estado estable). Ante una singularidad, la bola puede«optar» por caer en uno u otro valle. Estas bifurcaciones pueden conducir a nuevos es-tados estables, fenomenológicos y matemáticos.

Ratoneras y dinamita

Los organismos obtienen energía y materiales del entorno, pero estánseparados de él por membranas, pieles, cortezas o caparazones. Son sis-~em~~~e no equilibrio, normalmente considerados como alejados delqU~hbno, aunque a pequeña escala esto puede no ser cierto. El estado or-

garuzado de baja entropía en el interior de una estructura disipativa, vivao no, depende del incremento de entropía del sistema «global» en el queest' . .

a inmersa. No se VIOlala segunda ley, pero su tendencia «descendente»PU~de.«contenerse» si las estructuras canalizan la energía hacia el man-tenlOuento de ciclos químicos o bioquírnicos.

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El químico Frank L. Lambert , profesor emérito del Occidental Col-lege de Los Ángeles, afirma que la segunda ley explica lo mejor y lo peorde la vida. Para los organismos, el equilibrio representa la muerte, peropor el camino se crean todas las magníficas estructuras de la vida, la tec-nología y la cultura. Corno señala el propio Lambert , la cinética química(es decir , la dinámica química) es la contrapartida de la segunda ley, que«sujeta firmemente la flecha del tiempo en el arco tensado de la termo-dinámica desde milisegundos hasta milenios».? La cinética levanta obs-

táculos que, a todos los efectos, se comportan como máquinas naturales;aunque no manufacturadas, captan energía y realizan trabajo. Estas má-quinas químicas, interpuestas entre la segunda ley y su «meta» natural delequilibrio, tienen la degradación continua como función general, si bienposeen otras funciones específicas. Por un lado, nuestra capacidad, comoseres vivos creativos, de canalizar la energía hacia obras de teatro, ciuda-des, telescopios en órbita, etcétera, constituye nuestra mayor fuerza. Pero,por otro lado, la segunda ley no sólo es la «madre» de esos epigramashumorísticos conocidos colectivamente como «leyes de Murphy», sinotambién el implacable principio conducente al t ipo de equil ibrio termo-dinámico que nuestra evolución nos ha llevado a temer: la muerte y ladescomposición.

Nos encontramos continuamente amenazados por una producción deentropía cuyo exceso destruiría nuestros delicados cuerpos. La energíade activación Ea ) -la cantidad de energía necesaria para que la segundaley venza el obstáculo del enlace molecular en la mayoría de reaccionesquímicas- impide que nuestros cuerpos exploten en nubes de humo. Siesta página, por ejemplo, fuera a alcanzar su máximo de entropía, arde-ría espontáneamente. Pero tal cosa no ocurre sin la Ea de una cerilla. Enla vida, la tendencia química, inherente a la segunda ley, del hidrógenode los cuerpos a reaccionar con el oxígeno atmosférico no procede vio-lentamente, como en el combustible de un cohete, sino que se canaliza através del complejo sistema químico que conocemos como metabolismo.

De esa manera, mediante intrincados bucles retroactivos autorregulado-res, «ardemos» lentamente, metabolizando en vez de quemándonos. Sinembargo, estos sistemas químicos, como una noria que reconduce unacorriente poderosa para impulsar un molino, pueden fallar. Es posible queno obtengan suficiente energía l ibre, o que sus procesos de síntesis seandefectuosos. La capacidad de la vida de canalizar la energía puede versecomprometida por la enfermedad y la disfunción, y ser destruida por lamuerte. No obstante, la materia viva ha encontrado una manera de burlarla inevitable degradación entrópica de sus sistemas: la reproducción.Mediante la reproducción se producen nuevos cuerpos, nuevas máquinas

120

metabólicas naturales, que continúan el trabajo disipativo de sus proge-nitores.

La segunda ley nos la dio, la segunda ley nos la quitó.Los fuegos químicos orquestados son los motores de los sistemas vi-

vos, y la segunda ley, su combustible. Lambert cita a Alfred Nobel, fun-dador de los premios que llevan su nombre. Nobel quiso inventar explo-sivos más seguros después de que su hermano y cuatro trabajadoresmurieran en la fábrica de nitroglicerina de la familia. El químico e in-

geniero sueco acabaría haciendo fortuna con la dinamita, nitroglicerinaoleosa mezclada con sílice y moldeada en forma de barras. A diferenciade la fórmula inicial, el explosivo así empaquetado no estal laba al caer alsuelo. Era menos peligroso porque tenía una mayor Ea Había que en-cenderlo. La cinética química retrasa la ejecución de la segunda ley. Ac-túa como un invento del tebeo, o como el juego infantil de la ratonera,consistente en una serie de dispositivos de plástico tal que una entradainicial de energía se canaliza de manera intrincada, convirtiendo energíapotencial en cinética. Por ejemplo, la pulsación de una tecla puede hacerbajar una palanca, que a su vez libera una canica que abre el pestillo deuna portezuela, a través de la cual cae un peso que aterriza en el dispara-dor de una ratonera. Las disposiciones intrincadas de fichas de dominó

que caen de manera secuencial constituyen un ejercicio parecido. Estosrodeos, cuando se tornan cíclicos, resultan fundamentales para el funcio-namiento de los sistemas complejos, incluidos los de la vida.

Sistemas «alterorganizados»

Los sistemas organizados no vivos, como los tomados y los láseres,así como los sistemas vivos, desde las células hasta los ecosistemas, obe-decen las reglas de la termodinámica no lineal . Aunque el término «auto-organización» sale a relucir con frecuencia, no deja de ser un tanto in-

correcto, como advierte el físico Jorge Wagensberg, director del Museode la Ciencia de Barcelona. La mayoría de sistemas «autoorganizados»requieren alguna fuente externa de energía l ibre para mantener su orga-nización: en realidad, son organizados por los gradientes que reducen. Deahí que sea más adecuado describirlos no como sistemas autoorganiza-dos, sino como sistemas organizados por gradientes con atributos autorre-ferenciales. Esto vale también para simulaciones por ordenador como elJuego de la Vida y los autómatas celulares, que dependen de un gradienteeléctrico creado por una fuente de energía externa para ejecutar sus in-trincados ciclos.

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Como pago por su entropía reducida, los sistemas alejados del equi-librio exportan un incremento concomitante de entropía al entorno quelos rodea. Un ejemplo bien familiar, aunque problemático, de este nece-sario desorden medioambiental es la polución. Todos los organismos, nosólo la humanidad tecnológica, producen desechos. La entropía no es másevitable que la muerte, que es lo que ocurre cuando un sistema termodi-námico no lineal fuera de equilibrio pierde la capacidad de canalizar laenergía externa y es arrastrado al equil ibrio con ella. Un cuerpo vivo y un

cadáver fresco difieren en que, en el segundo, un proceso termodinámicono lineal específico se ha detenido. Intentemos permanecer totalmentequietos. No podemos. Y en la mayoría de ocasiones, cuando un organis-mo finalmente se queda estático --cuando muere-, otros organismos queprocesan energía activamente enseguida le hincan el diente. Una junglabien desarrollada conserva su materia. Cuando un insecto muerto o unahoja caen al suelo de un ecosistema maduro como la selva amazónica, susmoléculas se reciclan y pasan a formar parte de nuevos organismos. Enla naturaleza no hay contenedores de reciclaje: todo se utiliza y reutilizade manera elegante, porque los organismos, pese a ser irracionales, hanevolucionado para hacer uso de materiales relativamente limitados en unentorno con una energía disponible relativamente ilimitada. El único de-

secho que los organismos no pueden reciclar es el calor, el estado finalde las transformaciones energéticas. Incluso los microorganismos másprimitivos tienen mucho que enseñamos en cuanto a reciclaje. Bacteriasy hongos descomponen moléculas complejas en sus partes constituyen-tes, produciendo entropía en forma de calor, devolviendo cuerpos antesvivos al equilibrio relativo y la estasis, disgregando y diseminando, des-haciendo identidades en nuevas formas que pueden reincorporarse al eco-sistema vibrante. «La energía fluye; la materia se recicla», en palabras deHarold Morowitz.

Para visualizar el proceso termodinámico de un ser vivo, considéreseun paramecio. Vayamos a un estanque, tomemos un poco de agua y ob-

servemos al microscopio los microbios que contiene. Vemos parameciosy otros ciliados, así como seres más pequeños, como espiroquetas y otrasbacterias, además de rotíferos y algas. Lo primero que advertimos es queel cuerpo del paramecio está separado del medio líquido por una claramembrana. En su interior hay tres núcleos (uno grande y dos pequeños)rodeados de mitocondrias y otras partes celulares diferenciadas, llamadasorgánulos. El metabolismo, la locomoción y la reproducción organizandentro del paramecio una estructura cuyo funcionamiento continuadomantiene el cuerpo celular a cierta distancia del equil ibrio, a través delconsumo de la energía obtenida del alimento. El paramecio busca activa-

J]lente bacterias y las engulle, además de absorber oxígeno. Ingresa cier-ras cosas y se desprende de otras, manteniendo así los ciclos cinéticos queprevienen la muerte y la disolución. El paramecio se diferencia de su en-tornO en que es más complejo y más activo, precisamente porque es uncentro de degradación de energía dentro de dicho entorno.

Buena parte de la producción de entropía específica de un organismoes en forma de calor y alimento degradado. Si un microbio no come ono puede obtener alimento, pronto se marchitará. Para mantener una

biomasa estable, debe ingerir alimento rico en energía y de baja entro-pía, en cantidad suficiente como para reponer el material desechable debaja energía y alta entropía producido por su actividad metabólica.Como ocurre con la muerte y los impuestos, la reducción de gradientes

es ineludible.

Ondas de choque

Al contemplar las nuevas estructuras añadidas a la catedral termodi-námica en construcción, nuestra visión del universo se torna más abarca-dora. Los sistemas vivos son procesos metaestables que mantienen su

identidad. Todos comparten la construcción anabólica de sus cuerpos y ladisipación catabólica de energía mediante flujos de materiales nutritivosque entran y salen de sus fronteras. Ahora bien, ¿está la vida muy alejadadel equilibrio termodinámico? Y si es así, ¿a qué distancia se encuentranlos organismos del equilibrio? ¿Y qué significa esta frase? De hecho, elapelativo «alejado-del-equilibrio» quizá sea más aplicable a los motoresque petardean que a las formas de vida.

Los sistemas alejados del equilibrio (una lejanía que, en realidad,nunca fue definida con precisión por Prigogine y la escuela de Bruselas)parecen surgir cuando existe un ciclo energético y material suficientepero no excesivo. Comoquiera que los llamemos, lo que sí sabemos es

que estos sistemas pueden manifestar comportamientos marcadamente nolineales y mantener estructuras estables más allá del ámbito de las rela-ciones recíprocas de Onsager. Además, a pesar de que no existe una de-finición para el dominio «lejos-del-equilibrio», tradicionalmente se haconsiderado que es el posterior a la primera bifurcación. Con todo,Eugene Yates, físico y médico de la Escuela de Medicina de UCLA, haseñalado que, técnicamente, las ondas de choque están lejos del equili-brio: «Hasta en el cilindro de un automóvil, el pistón y las reacciones quí-micas que impulsan al vehículo por la carretera proceden SIN SALTOS, Son descriptibles mediante modelos con coeficientes termodinámicos

122 123



estándar. Es el petardeo lo que intentan evitar los ingenieros. El petardeosí que está lejos del equilibrio».

De forma similar, el científico inglés Arthur Peacocke argumenta quela termodinámica de equilibrio local vale incluso para sistemas que aescala microscópica revelan comportamientos alejados del equilibrio(incluyendo todos los procesos biológicos que ocurren en un medio lí-quido), pero no para sistemas densos, gases muy enrarecidos u ondas dechoque. La propia vida parece ser un fenómeno alejado del equilibrio.Seguramente se trata de una colección improbable de estructuras y pro-cesos. Pero cuando observamos las reacciones químicas constituyentes, lavida no parece tan extraña: existen reacciones menores que no requierenelevadas energías de activación. En la química de la vida no hay ondas dechoque ni «petardeos». La vida incluye muchas reacciones en el dominiode Onsager, por lo que quizá no se encuentre tan «lejos» del equilibriocomo se ha sugerido. Ni siquiera las reacciones intracelulares de altaenergía implican grandes «chispazos». No están alejadas del equilibrio.Por el contrario, las ondas de choque y las explosiones sí están lejos delequilibrio a escala microscópica. Yates y Peacocke sostienen que toda labiología reside en la región termodinámica cercana al equilibrio. Contodo, esta conclusión no invalida la obra de Prigogine y su equipo, ya que

la delimitación de la frontera entre la cercanía y la lejanía del equilibrioes menos importante que el concepto de estabil idad en tales sistemas, del

Yates (en una carta que nos dirigió en 1998) continúa as í: «En 1905, Einstein,como todos recordamos, en un artículo de una página, desempaquetó D, la difusión,echando mano del término de Stokes para las pérdidas por fricción mediante un término f,correspondiente al movimiento de una partícula esférica de radio r a través de un medio deviscosidad v, de manera que f = 61tfV.Con argumentos inteligentes, posteriormente Einsteindo tó a D de dimensionalidad y sentido físico como D = RT/(61tfV) = RT/f. Nótese que e ltiempo no aparece en la fórmula de D, donde R es la constante de los gases y T es la tem-peratura. Siempre que un sis tema difusional tenga una relación fuerza-flujo proporc iona l auna constante (como D), con independencia de otras consideraciones, ese sistema está cercadel equilibrio termodinámico y son válidas las relaciones recíprocas de Onsager. Y aunquea escala macroscópica no hay equilibrio, a todos los e fectos hay reversibilidad microscó-

pica. (prigogine está intentando encontrar irreversibilidad microscópica en tales casos, peroél y su equipo están solos en esta búsqueda.) Pero s iempre que D = g(T, r, v, t), donde t es eltiempo, tenemos una condición de lejanía del equilibrio termodinámico, y la (casi) reversi-bilidad microscópica no se mantiene. Habrá sacudidas y golpes». N. de los AA.)

En la actualidad, Arthur Peacocke es una de las autoridades sobre vida y termo-dinámica. Sacerdote anglicano de sonrisa tímida y experto mundial sobre ciencia y cristia-nismo, su l ibro The Physical Chemistry o/ Biological Processes es un tratado aún no supe-rado sobre los procesos biológicos en relación con la termodinámica. El ensayo, altamentetécnico, abarca temas como los sistemas disipativos en biología, los modelos de autoorga-nización cinética y la evolución de la complejidad biológica. A Peacocke se lo conoce s<:bre todo por su respetado trabajo filosófico acerca de la reconciliación entre ciencia y reli-gión (1986). N. de losAA.)

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que han sido pioneros. Por su parte, Lambert distingue entre metaestabi-lídad como cercanía al equilibrio (por ejemplo, la pelota de ping-pongsuspendida sobre un chorro de aire) y metaestabilidad como pauta (porejemplo, el sistema interconectado de relaciones que constituye un orga-nismo). Nosotros argumentaríamos que el organismo puede ser metaesta-ble en ambos sentidos. Cualquier reacción individual sólo está ligera-mente apartada del equilibrio a causa de la energía libre extraída delalimento o la fotosíntesis. Sin embargo, como sistema complejo de ciclosinterconectados, como forma material específica, el organismo está lejosdel equilibrio. Somos inventos nanotecnológicos del tebeo, y nuestros pa-sos físicos interconectados se reproducen unos a otros en cada genera-ción, aunque se añadan otros nuevos. Así como un brochazo individualde un Monet o un Cézanne puede parecer bastante ordinario, así tambiénnuestras reacciones químicas a nivel subcelular no resultan tan peculia-res. Pero juntas constituyen una obra maestra, un tapiz schrodingeriano.

Unas palabras sobre nanotecnologia

Éste puede ser un buen momento para realizar una breve digresión so-

bre nanotecnología, la ciencia que se ocupa del diseño de máquinas mo-leculares o atómicas. Estas máquinas se han convertido en un tema can-dente tanto en la ciencia real como en la ciencia ficción (los escritores deeste género han imaginado, por ejemplo, enjambres de nano-abejas y ro-bots intravenosos para el diagnóstico de enfermedades), e incluso en labolsa. Los promotores de la nanotecnología auguran grandes avances enciencia de materiales (como blindajes ligeros o filtros de cigarrillo inteli-gentes), en medicina (como marcapasos y otras prótesis apenas visiblespor IRM) y, a más largo plazo, en computación y síntesis de estructurasquímicas átomo por átomo. En última instancia, máquinas diminutas do-tadas de herramientas de captación de hidrógeno podrían construir cual-

quier estructura imaginable conforme a un diseño atómico especificado.Superficialmente, podría parecer que existen argumentos termodiná-micos que demuestran la imposibilidad de construir tales máquinas. Losdetractores de la nanotecnología han aducido que el ruido térmico, esen-cialmente el movimiento browniano aleatorio de átomos y moléculas acualquier temperatura por encima del cero absoluto, imposibili taría enprincipio el diseño de máquinas moleculares precisas. Pero, como señalael teórico de la nanotecnología Ralph C. Merkle,'? este argumento puedecontestarse sobre la base de una ecuación fundamental, propuesta porDrexler. ' que relaciona el ruido térmico con

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«la incertidumbre posicional s, la constante de Boltzmann k, la tem-peratura absoluta T y la rigidez ks (normalmente, en newtons/metro)[... ]. La inspección de esta ecuación indica que el ruido térmicopuede controlarse de dos maneras: bajando la temperatura T o incre-mentando la rigidez ks. La evaluación numérica de esta ecuación re-vela que se puede conseguir una incertidumbre posicional de menosde un diámetro atómico a temperatura ambiente si se presta la aten-ción debida a la rigidez del diseño. Dicho de otro modo, pese al ruido

térmico a temperatura ambiente, es factible construir brazos robóticosmuy pequeños -100 nanómetros) capaces de posicionar con preci-sión herramientas moleculares altamente reactivas».'?

Tal como expuso, en lo que a veces ha dado en llamarse «la primeraley de Clarke», el agudo escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke(autor de 2001, una odisea espacial, entre otras obras, y uno de los pri-meros, si no el primero, en entrever los satélites de comunicación):«Cuando un científ ico dist inguido pero anciano declara que algo es posi-ble, es casi seguro que tiene razón. Cuando declara que algo es imposible,muy probablemente se equivoca».

Una refutación mucho más directa y general de la pretendida impo-

sibil idad termodinámica de la nanotecnología es la propia existencia deorganismos, los cuales, como ya se ha sugerido, son comparables a lasmismas máquinas que algunos consideran inviables. Los organismosejemplifican principios de ensamblaje molecular, como la replicación atemperatura ambiente y la computación basada en el carbono, prematu-ramente descartados sobre la base de la termodinámica. Otra objecióncontra la factibilidad de las máquinas moleculares, ésta procedente de lamecánica cuántica, también es puesto en entredicho por la existencia realdel nanoensamblaje celular y corporal (y por el hecho de que el inicio for-mal de la nanotecnología suele atr ibuirse a Richard Feynman.P recono-cido a su vez como una de las figuras más sobresalientes de la mecánica

cuántica). Lejos de ser inconciliable con la termodinámica, la factibilidadde la nanotecnología se sigue de la consideración de la vida como un fe-nómeno natural. Si la vida, con toda su sutileza, gloria y potencia decálculo natural , se compone de hidrógeno, azufre, oxígeno, carbono yotros átomos comunes en el universo, entonces puede conseguirse que

No confundir con el corolario de Asimov: «Cuando el público profano suscribe unaidea puesta en tela de juicio por científicos distinguidos pero ancianos, y la apoya con granfervor y emoción, es que los científicos distinguidos pero ancianos están en lo cierto, d~S-pués de todo». Ambas citas proceden del portal de la Canadian Society for Biomecharucs N. de los AA.

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esos mismos átomos, desde la dirección humana, realicen al menos unafracción de las operaciones nanotecnológicas que ya ejecutan de maneranatural, dentro de los sistemas termodinámicos evolucionados que llama-mos células.

La termodinámica no es sólo una buena idea: es la ley

El microbiólogo Kenneth Nealson --con quien volveremos a encon-tramos a propósito de la necesidad de aplicar criterios termodinámicos a labúsqueda de vida extraterrestre- tiene un interesante cuadro que suele pro-yectar en clase. Lleva por título «La termodinámica no es sólo una buenaidea: es la ley». Bajo el tí tulo hay una larga lista de reacciones químicasempleadas por las bacterias para extraer energía de gradientes químicos na-turales. Las leyes de la termodinámica no son ni triviales ni nuevas.y la más crucial para comprender la complejidad es, sin lugar a dudas, lasegunda ley. En la más rotunda defensa de la potencia y la certeza dela segunda ley, el astrónomo británico Sir Arthur Eddington escribía:

«Si alguien nos dice que nuestra teoría del universo favorita está en

desacuerdo con las ecuaciones de Maxwell, entonces tanto peor paralas ecuaciones de Maxwell. Si es contradicha por la observación,bueno, esos experimentadores a veces cometen errores. Pero si resultaque nuestra teoría se opone a la segunda ley de la termodinámica, en-tonces no hay nada que hacer, salvo hundirse en la más profunda hu-rnillación».

Las leyes de la termodinámica fueron difíciles de obtener. La segundaley fue, de hecho, la primera en comprenderse, por obra de Camot, quienvio la necesidad de una diferencia de temperatura para que los motoresfuncionaran, y reconoció la pérdida irremediable inherente a todos los

procesos energéticos macroscópicos reales del universo. El calor pasa alfrío, no al revés. La primera ley, la segunda en enunciarse formalmente,fue presentada por Rudolf Clausius y Lord Kelvin como la ley de con-servación de la energía. La tercera ley, por su parte, se derivó de los ex-perimentos de Lavoisier y Joseph-Louis Gay-Lussac sobre las relacionesentre presión, temperatura y volumen en los gases. Estos autores demos-traron que la presión de un volumen fijo de cualquier gas aumentaba odisminuía 1/273 del valor inicial por cada grado Celsius. Si se parte deun gas a O DCcomo punto de referencia y se enfría a -273 DCo O K, lapresión se anula y se supone que cesa todo movimiento molecular. Más

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adelante, en 1906 y 1911 respectivamente, los físicos alemanes WaltherNernst y Max Planck relacionaron esta idea con la entropía termodiná-mica. En el cero absoluto la entropía del sistema es nula. La ley «cero»de la termodinámica, enunciada formalmente en 1931, tiene que ver condos conceptos medulares: equilibrio y temperatura. Cuando un sistematermodinámico situado en el interior de un recipiente cerrado de paredesrígidas y adiabáticas llega a un punto en el que ya no hay cambio, el sis-tema ha alcanzado un estado de equilibrio térmico. La ley cero informatodas las leyes de la termodinámica y proporciona un importante sosténpara una termodinámica basada en gradientes. Otro principio importan-te para la termodinámica del no equilibrio que algunos elevan a la cate-goría de cuarta ley, aunque quizá sería más adecuado interpretarlo comouna consecuencia lógica de las leyes primera y segunda es que en las re-giones de flujo de energía la materia describe ciclos. Tales ciclos, visiblesen las estructuras complejas naturales, incluidas las vivas, se producencuando unos recursos materiales limitados se apresuran a proporcionar unvehículo para la exportación de entropía. En el Apéndice hemos sinte-t izado los principios generales de la termodinámica de sistemas abiertos.Esa parte, aunque relegada al final del l ibro, merecería un estudio dete-nido por parte de aquellos realmente interesados en el tema. Muchos de

estos principios se aplican a los sistemas vivos.

La búsqueda de Kauffman

El biólogo teórico Stuart Kauffman sugiere que la aparentemente in-cesante adopción de nuevas configuraciones químicas por parte de la vidajustif ica la promulgación de una cuarta ley de la termodinámica. Kauff-man, miembro del Santa Fe Complexity Institute, argumenta en su obraInvestigaciones que la biosfera, incluida la humanidad tecnológica ad-junta, despliega un comportamiento nomotético de complejidad crecienteno reconocido por la vetusta segunda ley. La idea abstracta de que, abase de expandirse y evolucionar, la vida explora todo un espacio de p~-sibilidades conforme a una ley todavía no descubierta, la cual podríaregir el universo entero (y que Kauffman está más cerca que nadie de des-cubrir), constituye la presunción directriz de las Investigaciones. El espa-cio de posibilidades abstracto explorado por la vida, que Kauffman ll~a«lo adyacente posible», es recorrido por una vasta panoplia de comblOa-ciones químicas y funcionales. .

El problema, aquí, es que la segunda ley no es sinónimo de mo.v1-miento inexorable hacia la muerte térmica o el equilibrio. Es conteroda

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por la cinética, y ésta crea magníficas estructuras cíclicas y elegantes má-quinas naturales que cambian, sí, pero también se repiten (en sus vías me-tabólicas, por ejemplo). Recordemos que la segunda ley se formuló bajocondiciones artificiales de clausura. Su enunciado general debe aplicarsea los sistemas abiertos, predominantes en el universo. No hay necesidadde promulgar una cuarta ley cuando se puede ampliar la segunda.

Nos congratulamos de que Kauffman haya vuelto la vista a la termo-dinámica para una nueva comprensión de la naturaleza física de los or-

ganismos y las biosferas. Sin embargo, Kauffman y otros parecen haberpasado por alto la rica herencia científica que nos ha legado la termodi-námica de la vida, y que nosotros estamos intentando exponer aquí. Dehecho, su anterior búsqueda (en Origins of Order) de pautas matemáticaspara explicar la complejidad evolutiva le llevó a acuñar la expresión «or-den gratuito» (lo cual significa «no sujeto a la selección natural»), 16 quees doblemente problemática: primero, porque sugiere que la complejidadorganísmica es ante todo una cuestión de orden, más que de organizaciónfuncional derivada de un flujo de energía; y, segundo, y más importante,porque implica equivocadamente que la complejidad organísmica notiene, en todo tiempo y lugar, un precio «pagado» por la riqueza de gra-dientes preexistentes.

La explicación algebraica booleana de Kauffman sobre la manera enque los genes reguladores pueden reducir un número enorme de posibili-dades a otro manejable sorden gratuito») concuerda superficialmentecon el número real de genes reguladores humanos y el número relacio-nado de tipos celulares. (Aunque las células de un embrión tienen losmismos genes, su desarrollo se regula para dar lugar a distintos tipos; lascélulas hepáticas, las dérmicas y las nerviosas son ejemplos de tipos ce-lulares animales.) Aquí al menos, las matemáticas de las ciencias de la~omplejidad parecen explicar un proceso biológico real. Sin embargo, elIncremento de tipos celulares (uno de los diversos tipos de incrementoevolutivo de la complejidad) también puede tener una base energética.

Hace 570 millones de años, el número más alto de tipos celulares distin-guibles en un animal era 2; hace 500 millones de años ya había aumen-tado a 75; hace 400 millones de años, a 125; y en el presente, sólo en laespecie humana (si bien la concentración médica en nosotros mismospuede haber inflado la cifra), asciende a 220. Puesto que los tipos celu-lares reflejan la diferenciación fisiológica de tejidos dedicados a distintas~eas, este fenómeno se asemeja a la clase de complicación típica de losSlste~as que adoptan más vías energéticas a medida que la reducción degradlentes lleva a nuevas rutas estables. De nuevo, la directriz funda-l11entalpuede ser la termodinámica, que se refleja en la diferenciación ce-

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lular mediante la activación y desactivación de genes. Así ocurr~ en elaumento y la fijación de los tipos celulares durante el desarrollo. ~al,

en la producción de entropía específica en el curso de la sucesion ecoló-gica (véase el capítulo 13). No pretendemos haber desentrañ~do. todos losmecanismos relevantes, pero creemos probable que las descripciones ma-temáticas de las tendencias ecológicas evolutivas reflejen incrementos delos flujos cíclicos de energía materia en sistemas termodinámicos en cre-cimiento. Insistimos, no hay necesidad de una cuarta ley cuando basta conreformular la segunda ley para hacerla extensiva a los sistemas abiertos.

La sugerencia de Yates Peacocke de que muchos de los sistemas eti-quetados como «alejados del equilibrio» en realidad no estarí~n má~ alládel dominio de Onsager no debería ensombrecer nuestro deleite al iden-tificar semejanzas entre las estructuras disipativas de la naturaleza. Lossistemas individualizados (entre los cuales se encontrarían los ciclos quí-micos confinados en bolsas membranosas que precedieron a las primerasformas de vida) importan, disipan degradan energía a medida que emer-gen de su entorno mantienen su estructura, expandiéndola con su cre-cimiento y, cuando hay reproducción, copiándola. La química de nuestroscuerpos obedece todas las leyes de la termodin~ca; la vida, c?mo eluniverso, fluye termodinámicamente corriente abaJ? Somos remolinos ~n

un mar termodinámico, parte del proceso de un umverso lleno de energIavivificadora.

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Demasiado, demasiado poco: ciclos

La vida no es una condenada cosa tras otra.Es la misma condenada cosa una y otra vez.

Edna St. Vincent Millay

La «cuarta ley» de Morowitz

El profesor Bill Early, del departamento de química del Jesuit Collegede la Universidad de Georgetown, cuenta una anécdota que le sucediócuando volvía de una clase de química sobre la reacción de Belousov-Zhabotinsky. Dos sacerdotes jesuitas subieron con él en el ascensor;mientras miraban el tubo de ensayo que Early sostenía en su mano, el lí-quido cambió de color llamativamente, y luego volvió a cambiar.

-¿Está viva esa cosa? -quiso saber uno de los sacerdotes.Hubo un silencio mientras Early reflexionaba.

-Es como usted, padre -respondió Early al fin-: metaboliza perono se reproduce.

Cuando fue encontrada, en 1799, no era más que una roca. Pero elbloque de basalto negro portaba inscripciones de tres clases: jeroglíficos,Caracteres demóticos y griego. Se la conoció como la piedra Rosetta, y~ennitió descifrar la escritura jeroglífica egipcia. Los ciclos, que no de-Jan trazas de historia grabadas en piedra, sino en las células, quizá sean

la piedra Rosetta de la nueva termodinámica. Se encuentran ciclos en lapauta eólica de huracanes y tomados, en los remolinos y en reaccionesq~ímicas no biológicas. En los sistemas abiertos, los ciclos están presu-?Ublemente detrás del crecimiento, la complejidad, el cambio y, en últimalOstancia, la evolución por reproducción diferencial de variantes.

En 1910, Alfred Lotka se convirtió en el primer científico que anali-zaba detenidamente la autoperpetuación que opera en un ciclo natural.Este análisis constituye el origen de las redes ahora descritas en los sis-temas físicos, químicos, biológicos, sociales y tecnológicos. En tales re-des, elementos dispares se conectan en un sistema cíclico. Lotka llamó

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Termodinámica y vida

Me gusta comparar la evolución con el tej ido de un gran tapiz. Lafuerte y firme urdimbre de este tapiz está formada por la naturalezaesencial de la materia no viva elemental, y por lamanera enque di-cha mater ia se ha agregado en la evolución de nuestro planeta. Enla construcción de esta urdimbre, la segunda ley de la termodiná-

mica ha tenido un papel preponderante. De la abigarrada trama queconstituye el detal le del tapiz, me gusta pensar que se ha tejido prin-cipalmente por mutación y selección natural. Mientras que la ur-dimbre establece las dimensiones y sustenta el conjunto, es la tramalo que más intriga al sentido estético del estudioso de la evoluciónorgánica, al mostrar como lo hace la belleza y variedad de la adap-tación de los organismos a su entorno. Pero ¿por qué deberíamosprestar tan poca atención a la urdimbre, que, después de todo, es unaparte básica de la estructura entera? Quizá la analogía sería máscompleta si se introdujera algo que ocasionalmente se ve en las te-las: la participación activa de la urdimbre en el propio patrón. Sóloentonces, creo, capta uno el pleno significado de la analogía.

Harold F. Blum

Liberación final

La vida es un proceso terrible y bello, profundamente ligado a la ener-gía, un proceso que crea estructuras improbables a medida que destruyegradientes. Como los vórtices no vivos y los patrones de convección, lossistemas de la vida reciclan materiales en regiones de exceso energético.Su existencia y persistencia contribuye a degradar los gradientes locales,y, como en el «tomado en una botella», de la manera más eficaz. Sin em-bargo, como las reacciones BZ que despliegan pautas fascinantes, los sis-temas vivos son químicos además de físicos. Y con la aparición de latranscripción hace más de 3500 millones de años, a partir de lo que loscientíficos llaman «sopa primordial», evolucionaron modos estables dedegradación, lo cual permitió la replicación nanotecnológica tridimensio-nal. La transcripción, la copia de la secuencia del ADN en segmentos deARN, permitió que la vida desarrollara sofisticados sistemas proteínico s(es decir, cuerpos). Al mismo tiempo, se replicaba la información paraello. Estos hechos dieron a los degradadores químicos de la vida la opor-tunidad de persistir como reductores de gradientes más allá de su propiodeclive entrópico inevitable. La propagación de células reproductivas me-

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taestab1es, sistemas abiertos que se organizaban a sí mismos y a su entornoinmediato, intercambiando gases y constituyendo ecosistemas, iba a em-pujar a la biosfera entera lejos del equilibrio termodinámico. Hoy vivimosen un planeta cuya superficie está fuera de equilibrio, pero que se encuen-tra energizada y deja una estela de calor y polución. El carácter y las po-sibilidades de la vida, no sólo como fenómeno planetario, sino también ala escala de nuestra vida individual, no pueden apreciarse adecuadamentesin un conocimiento operacional de los caminos de la energía. No obstante,

como disciplina científica, la termodinámica de la vida (una subdisciplinade la termodinámica del no equilibrio) continúa siendo esotérica dentro dela ciencia y virtualmente desconocida para el gran público.

¿Por qué? Una razón es el «apartheid académico», la parcelación deciencias financiadas por separado en feudos académicos que no se comuni-can entre sí o que, cuando lo hacen, no se entienden. El biólogo canadienseVaclav Srnil-quien ha descri to la especial ización científ ica como la exca-vación de «pozos más profundos»- ha señalado que la síntesis (la conjun-ción de conocimientos especializados) fue ensalzada por los historiadoresnacionales alemanes y los innovadores rusos de las ciencias modernas.' Porobvia que resulte en nuestra era de imágenes por satélite, incluso la nociónde biosfera tenía poco crédito hasta hace poco. La imagen de la Tierra desde

el espacio muestra que la naturaleza no se divide en biología y geología,sino que es un único sistema fluyente. La vida y su entorno están conecta-dos como los huesos y la carne en el cuerpo de un perro. Tal vez nuestrabiosfera no sea un organismo per se, pero está compuesta por sistemasabiertos --organismos, poblaciones y ecosistemas- cuyas interaccioneshacen que la superficie planetaria se comporte como una entidad no lineal,incluso fisiológica. Para explorar los sistemas fluyentes de la naturaleza esimprescindible la conjunción de ciencias antes separadas.

Las guerras territoriales interdisciplinarias, combinadas con las res-tricciones pedagógicas prematuras, han limitado la comprensión hum~ay han construido cercas en torno a los diversos «campos». Muchos bl~-

logos siguen insistiendo en que la física no puede hacer ninguna contrI-bución directa a la biología. Immanuel Kant expresó sus dudas de que labiología encontrara alguna vez un Newton capaz de explicar «una solabrizna de hierba-.é Esta actitud negativa no se limita a los filósofos delpasado. El gran evolucionista Ernst Mayr declaró 10 siguiente.' «Los úl-timos veinticinco años también han contemplado la emancipación finalde la biología respecto a las ciencias físicas».

En justicia, el júbi lo de Mayr por la liberación de la bíología fue un cambio de c rnión motivado por la frustración de que los frutos de la «síntesis moderna» (como Ju

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La «emancipación» de Mayr es, en el mejor de los casos, prematura.Sí, los seres vivos son sistemas abiertos con historia, cuyo pasado es desuma importancia para comprender su presente y sus futuros posibles.Sí, la búsqueda de causas subyacentes unificadoras que los conectencon la física ha resultado infructuosa, especialmente el proyecto de re-ducir los organismos a poblaciones nebulosas de genes (proyecto que,irónicamente, tenía la termodinámica como modelo). Pero la biologíade poblaciones no es la única vía para enlazar las ciencias físicas con la

evolución, la ecología, la etología y la economía. Después de todo, los or-ganismos son procesos complejos ligados al resto del universo. La biolo-gía molecular ha evidenciado lo fructífera que puede ser la conexión di-recta de los sistemas vivos con la química y la física. Sin embargo, lasherramientas fisicoquímicas deben ser las apropiadas para el trabajo bio-lógico. La biosfera es un sistema ciertamente complejo, con jerarquíasanidadas de individuos conectados que actúan a través de fronteras mar-cadas. Estas fronteras, con toda su complejidad, deben respetarse. Noobstante, la vida y el universo emanan de la misma corriente. Lo que lla-mamos vida no es algo aparte de la materia ni únicamente «materia viva»,sino un proceso informaciona1 y energético que ocurre en la superficie dela Tierra.

La evolución, fundamental en la biología moderna, es una ciencia deconexiones. Darwin conectó todos los seres vivos a través de un mismoorigen remoto. El científ ico ruso Vladirnir Vernadsky concebía la vidacomo una suerte de mineral móvil o «agua animada», conectada a travésdel espacio en una biosfera energizada por el So1.4 De hecho, Vernadskyfue el primero en popularizar el término «biosfera» -con su implicaciónde que la vida y la superficie planetaria constituyen un único sistema=-Pantes de que pudieran obtenerse imágenes de la Tierra desde el espacio.Vernadsky entendía la vida como un mineral, como un agua impura acti-vada por la energía solar y almacenadora de esa misma energía. El químicobritánico James Lovelock, por su parte, argumenta que la superficie entera

de la Tierra se comporta como un cuerpo+ Regula sus gases atmosféri-cos de modo muy parecido a como nosotros regulamos la composiciónde nuestra sangre. Parece mantener la temperatura, la salinidad y la aci-dez en un rango metaestable indicativo de un ser vivo.?

~UX]eyl lamaba a la unif icac ión de la genética mendeliana y la evolución darwiniana) no~an tan dulces como se había esperado: aunque val iente, la aspiración de la biología der laclones de reducir la bio logía a la física, una meta loable, creó problemas conceptua-

es. La evolución no puede comprenderse del todo si nos limitamos a aplicar las matemáti-cas a las propiedades de genes mutantes en las poblaciones. N. de los AA.

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La vida se ha infiltrado en la superficie sólida, líquida y gaseosa de esteplaneta. Hierro, azufre, fósforo, nitrógeno, oxígeno, ~dróge~o, m~ganes?,arsénico y otros elementos implicado~ en el metabolismo nucr?bIanO estanbajo la influencia o el control de la vida. Se han enco~trado c~lulas bacte-rianas vivas en el lugar más profundo hasta donde ha sido factible perforarla roca sól ida. El impacto sobre la superfic ie de la Tierra d~ los procesosde no equilibrio que llamamos vida resulta difícil de sobrestimar,

Los seres humanos, como todos los seres vivos, nos perpetuamos a

nosotros mismos y a nuestras comunidades, pero nunca con una ab.solutaeficiencia o un reciclado total. Desde las células que nos constituyenhasta las organizaciones en las que funcionamos como «individuos»: so-mos sistemas termodinámicos semiindependientes. Como todos los SIste-mas complejos abiertos, requerimos gradientes. Sin embargo, p~esto queno somos formas platónicas ideales, sino, como el resto de ~aVIda, cen-tros de flujo abiertos, nos conectamos de diversas ~an~ras. Pnmates, av~s,batracios y mamíferos acuát icos prof ieren vocal izaciones. Los orgams-mos se perciben unos a otros por vía molecular (a tr~vé~ ~el olfato, porejemplo) . Pero también retozan en las pieles de otros individuos y se p~-netran mutuamente para generar nuevos cuerpos. Convoluta rosc~ffensls,

un gusano arenícola de las playas atlánticas de Inglaterra, Francia y Es-

paña, parece un alga verde. Un exan:en más ~et.enido r~vela que est~s gu-sanos son verdes porque bajo su piel translúcida proliferan orgamsm~sfotosintéticos. Las bacterias se unen para propulsarse mutuamente, se ali-mentan las unas de las otras, se penetran las unas a las otras e incorporangenes ajenos, lo que a veces da lugar ~ nuevas especies.8 Poblaciones ~~-lulares densas se convierten en orgamsmos pluncelulares. La evoluciónnos muestra una naturaleza que de manera rut inaria se sal ta las fro~terasminuciosamente trazadas por los taxónomos. Atrayéndose y cambiando.los organismos se combinan para utilizar la energía libre de maneras cadavez más eficientes y expansivas.

El vitalismo de Bergson

Aunque no era un cient íf ico , Henri Bergson intuy~ la natur~l~za t~~modinámica de la vida.? «¿Qué representan [las reacciones químicasla vida]» escribe «si no un almacenamiento de energía solar, cuya de-

, , . d 1 s pun-gradación queda así provisionalmente suspendida en alguno e otos donde se estaba derramando'i» ? er _

En 1911, sólo unos años después de la muerte de Boltzmann, B ~_son se plantó en el umbral de una visión termodinámica del mundo. A

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nales del siglo XIX, la termodinámica, la química fotosinté tica y el estu-dio del flujo de energía en los sistemas vivos estaban en mantillas. Lafuerza que, según Bergson, guiaba la naturaleza viva, el élan vital, vienea ser un esbozo de la mismísima segunda ley. Al no ser un físico preocu-pado por su puesto académico, Bergson proclamó sin reparos que la vidaretiene las fuerzas de Carnot y demora la dis ipación inmediata de energíaen el sistema: «Las propiedades vitales nunca se realizan enteramente,aunque siempre están en el camino; no son tanto estados como tenden-

cias». No podemos comulgar con la tes is de Bergson de que hay impli-cadas «propiedades vitales» más allá de la física y la química, pero reco-nocemos que enfatizó correctamente el papel de la utilización de la energíay la demora de su disipación en los sistemas vivos. La termodinámica delno equil ibr io deja claro que lo vivo es un proceso químico y físico dentrode un universo energético.

El legado de Lotka

En una introducción a un l ibro que especula sobre la biología del si -

glo xx Michael P.Murphy y Luke A.J. O'Neil concluyen:

«En los cincuenta años transcurridos desde las conferencias de Schro-dinger, nos hemos acostumbrado al tema del orden a partir del or-den , y buena parte del deslumbrante progreso de la biología mo-lecular durante este tiempo puede contemplarse como una derivaciónde las implicaciones de esta idea. En esto se basa buena parte de lareputación de ¿Qué es la vida? El tema del orden a partir del desor-den ha sido en general considerado de menor trascendencia. Sin em-bargo, ahora que la termodinámica de los sistemas fuera del equili-brio y las estructuras disipativas se está aplicando a los sistemasvivos, la importancia de este tema podría reaf irmarse. Tal vez dentro

de otros cincuenta años ¿Qué es la vida? sea considerada una obraprofética más por su tratamiento de la termodinámica de los sistemasvivos que por su predicción de la estructura del gen».'?

~i lo futuros textos de biología dan a la termodinámica el mismo tra-~anuento que a la genética, entonces quizá dediquen tantas páginas a Al-dred

Lotka como las que ahora se dedican aGregar Mendel. Asociado alSepartarnento de biometr ía y estadística vital de la Escuela de Higiene ybalUd Pública de la Universidad Johns Hopkins, a Lotka se lo conoce so-re todo por las ecuaciones de Lotka- Volterra (Vito Volterra las formuló

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las l igaduras , que en la presentación ofrecida modifica el principiomaximal enunciado. La presente comunicación pretende ser prelimi-nar, y no un intento de decir la última palabra sobre el tema. Se pla-nea una discusión más detallada para otra ocasión». 15

Pero en Elements of Mathematical Biology, una síntesis escrita másde tres décadas después, Lotka se distancia de este principio de máximapotencia:

«Uno está tentado de ver en esto una de esas leyes de máximo quetan a menudo se consideran expresiones aptas del curso de la natura-leza. Pero las recapitulaciones históricas nos invitan a la cautela; unprincipio de máximo prematuramente enunciado es susceptible decompartir el destino del principio del máximo trabajo de Thomseny Berthelot en química». 16

Con estas palabras, Lotka se desentendía del principio propuesto porél mismo cuarenta y seis años antes, un principio con el que, sin embargo,todavía se le asocia.

Las discusiones modernas sobre las «Contribuciones a la energética

de la evolución» casi nunca mencionan las ideas que contiene acerca dela mínima producción de entropía. En el mismo artículo, Lotka reportahaber recibido

«un ejemplar del libro del profesor J. Johnstone The Mechanism of

Life (1921), en el que (págs. 217-221) este autor toca temas estrecha-mente relacionados con los aquí discutidos. Pero el profesor John-stone extrae conclusiones algo diferentes, a saber, que en los proce-sos vivos el incremento en la producción de entropía [específica] seretarda, y señala que esto vale especialmente para las plantas». J7

¿Máximo? ¿Mínimo? ¿En qué quedamos?Ambas interpretaciones pueden estar justificadas: los sistemas bioló-

gicos ciertamente intentan obtener y degradar tanta energía de alta cali-dad como sea posible; al mismo tiempo, sin embargo, la vida vegetal cap-tura la energía solar, impidiendo que caiga al estado fundamental conmáxima producción de entropía. La vida reparte ese fotón arrebatado,gestionando la producción de entropía inmediata para sacar el máximopartido de la energía. La segunda ley no dice que los sistemas tienden alequilibrio lo más deprisa posible. La vida posterga la caída inmediata dela energía libre al estado fundamental, atrapándola y reconduciéndola.

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Esto, que es la esencia del metabolismo, permite a la vida mantenersecomo sistema degradativo. La vida no es un clon; tiene dos progenitores:la selección natural y la termodinámica.

En 1922, la termodinámica no estaba lo bastante avanzada para Lotka.Al manifestar que la termodinámica no tenía un paradigma para las es- ,trUcturas disipativas, la autocatálisis o los estados estacionarios de no equi-librio, Lotka introdujo estos mismos conceptos. Por un lado, la evolucióny los ecosistemas «maximizan [...] la admisión de energía de naturalezaorgánica procedente del Sol y, por otro lado, [minimizan] la emisión deenergía libre mediante los procesos disipativos de la materia viva y endescomposición. El efecto neto es [optimizar] en este sentido el flujo deenergía a través del sistema de materia orgánica». Colocamos «minimi-zan» y «optimizar» entre corchetes porque son interpolaciones, no es loque dijo Lotka exactamente. Él dijo «maximizan», de lo cual se retractómás tarde. Hemos reformulado su discurso para reflejar nuestro conoci-miento de su cambio de opinión. La lucha por la vida no lo es únicamentepor la energía disponible o para maximizar el f lujo de energía. Los orga-nismos y las especies también deben canalizar la energía hacia su propiapreservación y expansión como sistemas materiales. No pueden permi-tirse desperdiciar la energía, sino que deben invertirla en producir trans-

formadores de energía más fecundos, longevo s y resistentes.Pero cuando los organismos, a través de su evolución, acceden a una

nueva fuente de energía, puede haber un periodo peligroso de experi-mentación y expansión rápida. Las nuevas formas de energía, aunque úti-les, aún tienen que integrarse en modos de supervivencia estables. Ésteparece ser el caso de la humanidad en la situación presente. Testigo de lagran depresión, de dos guerras mundiales y de la carrera de armamenton~clear, hacia el final de 1945 Lotka se pregunta si, con un flujo de ener-gia aumentado, la humanidad pondrá aún más empeño en obtener y de-grad~ energía. A propósito de los art ículos de lujo, señala que, a dife-rencia del apetito biológico de comida, el anhelo de cosas tales como

automóviles caros, abrigos de piel y joyas no tiene, en principio, límite.Para Lotka, los lujos son nuevas vías por donde puede fluir el exceso deenergía.

, ~a división de Lotka entre artículos de lujo y productos básicos enternunos de energía recuerda la división de Darwin entre selección natu-ral y selección sexual. La selección natural origina rasgos ventajosos para

tr6 i Odum y Pinkerto~ (1955) basan su trabajo en la perspectiva de maximización en-losp::,,)de Lotka, por lo VIsto SIn estar al tanto de la retractación posterior de éste. N. de

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la supervivencia, por ejemplo, relacionados con la depredación o la de-fensa. Sin embargo, la selección sexual, que se ejerce cuando las parejasse seleccionan mutuamente sobre la base de la apariencia, puede dar lu-gar a rasgos tales como la cola del pavo real, que no sólo no tiene nin-guna utilidad clara aparte de atraer a las hembras, sino que incluso puedeponer en peligro a sus poseedores. Un plumaje llamativo puede atraer alos predadores tanto como a las ponedoras de huevos. Los lujos tampocoson necesarios, pero se seleccionan basándose en preferencias estéticas.En su reformulación de la evolución en términos bioenergéticos, Lotka

también dedica unas palabras a los tradicionalistas darwinistas:

«La evolución intraespecífica ha acaparado de tal manera la atenciónde los biólogos que los intentos de indicar la dirección de la evoluciónse han entendido en referencia a las especies individuales. En realidad,como ya se ha sugerido, cualquier tratamiento adecuado del problemadebe contemplar el sistema evolutivo como un todo: la suma de las es-pecies coexistentes y su entorno inorgánico». 19 (La cursiva es nuestra.)

Aquí Lotka anticipa el tema que trataremos en el capítulo 13. Su en-foque energético le permitió considerar los organismos junto con su

entorno, como un único sistema. Puesto que este sistema es termodiná-mico, y puesto que los sistemas termodinámicos incrementan inevitable-mente su entropía, la idea de una dirección de la evolución era una de-ducción lógica.

Gradientes frente a contingencia histórica

Así como muchos geólogos prescinden de la biología, así tambiénmuchos biólogos, incluidos los evolucionistas, prescinden de la física yla termodinámica. Por ejemplo, salvo en la discusión acerca de la evolu-ción de las plumas como mecanismo termorregulador en pequeños dino-

saurios corredores, Stephen Jay Gould, el recordado paleontólogo de Har-vard, apenas menciona la termodinámica.P Aduciendo que Darwin hizolo mismo, Gould resalta la contingencia en la evolución. Todo darwinistadebe admitir «la contingencia, aunque sólo sea porque incluso [la] ver-sión más básica y menos sofisticada [de la teoría darwiniana] sostiene quelos organismos se adaptan a entorno s locales cambiantes [. .. ]. Puestoque todos admitimos que los entornos locales cambian según un vectorerrático, la trayectoria general de la vida debe estar dominada por facto-res contingentes». 21

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La insistencia de Gould en la contingencia tenía al menos dos propósi-tos: 1 .0 Dejar un espacio abierto para la historia natural y la paleontologíaclásica en un clima académico que cada vez demanda más determinismo yespecialización, y 2.° Subrayar las veleidades históricas irreducibles de laevolución, que particularizan la historia de ese sistema complejo excluswode la Tierra que es la biosfera. Sin embargo, pese a que los aspectos no-velísticos de la evolución son irreducibles y fascinantes, no deberían ha-cemos apartar la vista de la búsqueda de leyes generales. Tolstói ha sidoaclamado por ser un brillante retratista de lo particular para ilustrar lo ge-

neral; Dostoyevski, otro novelista ruso, advirtió que una ciencia perfecta-mente predictiva (una ciencia futura tal que cada nota de un concierto deBeethoven pudiera deducirse de antemano) sería un espectáculo muy triste.

Es fácil entender el énfasis de Gould en la importancia tanto de ad-mitir lo que no sabemos como de no pasar por alto los detalles pintores-cos y a veces cruciales. No obstante, de acuerdo con nuestra tesis, la bios-fera es un sistema termodinámico complejo. Es cierto que la evolución noexhibe el burdo progreso de los victorianos, que conducía directamenteal Hombre. Ninguna joven alemana decora el ápice del árbol de la vida,como la que aparece en uno de los diagramas de lafilogenia de la vida desdelas formas primitivas hasta el hombre teutón dibujados por Ernst Haeckel

en el siglo XIX. Es más, como señala Gould, el gran golpe de gracia deDarwin fue suprimir la noción lamarckiana de una tendencia progresivaintrínseca y dejarlo todo para la selección natural (postulada también porLamarck junto a la tendencia progresiva).

Pero quizá el péndulo cíclico de la reacción científ ica haya llegado asu punto más alto, donde la energía potencial del énfasis en la historiaestá a punto de dejar paso a la energía cinética de la física como factoren la explicación macroevolutiva. En cierto sentido, la explicación histó-rica no ha perdido comba en absoluto: ahora no sólo tenemos una evolu-ción biológica, sino una evolución cósmica y química irreduciblementecontingentes. Sin embargo, ésta no es la cuestión. La situación se asemejaa la relación entre un microestado boltzmanniano y un macroestado tér-mico. La disposición concreta de las partículas que componen la biosferaes tan particular como la de las que componen el cuerpo de un individuo.N~ obstante, las tendencias de las que participan estas partículas parecenumversales. Y estas propiedades universales no sólo dependen de las le-~es termodinámicas, sino que arrojan luz sobre la especificidad y par-tIcularidad de nuestra historia, al mostramos la situación general en laque estamos inmersos como sistemas energéticos., Para respaldar la contingencia, Gould llama la atención sobre lo queel l lama el problema del «cinco por ciento de un ala». Explica que la

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garza negra africana, Egretta arde~iaca, emplea sus alas co~~ ,visera paraeliminar los reflejos de la superficie del agua y tener una vision clara delalimento en las lagunas someras y soleadas donde vive. Aquí tenemos unafunción doblemente contingente: un rasgo que evolucionó «para» la ter-morregulación ha servido luego «para» hacerse sombra además de «para»volar. Un ejemplo aún más elocuente de contingencia puede ser el de losgiros anatómicos que condujeron a los anfibios. Si los ancestros de los te-

trápodos no hubieran

«desarrollado unas aletas peculiares con un elemento central ortogo-nal al eje anteroposterior del cuerpo (y no paralelo, como en la ma-yoría de miembros del clado), nunca habría surgid~ un soporte lo bas-tante firme como para constituir el pilar de un rmembro apto para lavida terrestre dentro del linaje de los vertebrados; y si estos tetrápo-dos resultantes nunca hubieran desarrollado miembros anteriores parala locomoción en tierra, la celebrada convergencia de la forma aero-dinámica en las alas de murciélagos, aves y pterosaurios (la supuestainvalidación de la dominancia de la contingencia en la evolución) sehabría abortado por falta de un sustrato común contingente capaz desustentar esta maravillosa simili tud en cuanto a la excelencia del di-

seño adaptativo».

Es difícil pensar en un argumento más poderoso a favor de la contin-gencia: si una serie particular de cambios anatómicos, cada uno c~n supropia funcionalidad, no hubiera llevado a nuestros ancestros a s.ahr delagua y colonizar la t ierra, los animales que adquirieron la capacidad devolar no estarían aquí, ni nosotros para sentimos maravillados por ell?s.Pero este argumento no es definitivo. La contingencia y los giros funcio-nales, aunque reflejen la historia particular de cada especie, no excluyentendencias evolutivas de carácter físico a mayor escala. El argumento deGould sería más persuasivo si no existieran tendencias a escala ma~roe-

volutiva, como, por ejemplo, el incremento del número de especle~,

otros taxones, las pautas direccionales de base no genética en la s~cesl?necológica, la expansión del hábitat a la atmósfera, los tapetes rmc~obla-nos bajo el hielo y las superficies gran~ticas, y el in~reme~to en la mte~:sidad de la respiración a lo largo del tiempo evolutivo (vean se los cap

tulos 15-17). .' r a-En otro contexto, Gould sugiere que nuestra existencia como o ~

i ó de la evolUCiónnismos puede ser un obstaculo para nuestr~ compre~sl n . ue-de las individualidades al nivel de las especies. Consideradas como SI ~

ran individuos, las especies poseen rasgos emergentes (como la distnbu-

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ción geográfica y la tasa a la que una especie da lugar a otras especiesnuevas) que influyen en sus posibilidades de sobrevivir a lo largo deltiempo geológico. Aparte del impacto potencial de la selección de espe-cies, la observación de Gould sobre la estrechez de miras organismica pa-rece correcta. Sin embargo, podría tener un efecto boomerang, ya quepuede esgrimirse contra la apelación a la contingencia zoológica para ne-gar la convergencia. Y es que la convergencia no es sólo un fenómeno ani-mal: los ecosistemas convergen en su manera de procesar la energía. Ex-

hiben una pauta de desarrollo (crecimiento rápido de unidades más omenos similares seguido de un crecimiento más lento y un incremento dela diversidad) bastante parecida a la del desarrollo animal. Esto no signi-fica que los ecosistemas sean superorganismos, pero sí sugiere que, desdeel punto de vista energético, organismos y ecosistemas se organizan demodo similar.

La contingencia asociada a las distintas especies y la retrospectiva-mente impredecible historia de sus funciones anatómicas específicas re-cuerda a la contingencia del microestado impredecible de velocidades yposiciones en un foto grama de moléculas de agua a punto de salir enforma de vapor a través de la válvula de un motor térmico. Ni Newton,ni Laplace, ni Boltzmann, ni siquiera Einstein o los mejores ordenadores,

podrían predecir las posiciones exactas de estas moléculas de agua bajopresión. Sin embargo, hasta un niño puede predecir que el vapor a pre-sión silbará. Resulta imposible especificar qué partículas concretas se li-berarán y cuál será su trayectoria a través de la válvula para producir un«chuu-chuu», pero que el vapor a presión silbará es algo que se sabe deantemano.

De forma similar, aunque ni Gould ni nadie puede predecir el próximocambio morfológico funcional específico en los perros o en el ganado co-mercial cebado con maíz y tratado con antibiótico s, todo el mundo puedeapreciar la tendencia de la vida a propagarse. La expansión del sistemacomplejo está termodinámicamente dictada por lo que Vemadsky llamó

«la presión de la vida»,23 siempre que el sistema complejo continúe exis-tiendo. Hasta un niño puede apreciar la tendencia de la vida, hasta ahorano realizada a causa de la gravedad y otras ligaduras, a proyectarse másallá de la Tierra en el sistema solar circundante. Incluso podemos afirmarq~e los seres humanos parecen candidatos adecuados para participar endIcha expansión. A pesar de que Gould ve actuar la selección y otros fac-t~res al nivel de las especies, para él la aparición y la extinción de espe-CIesv iene a ser como un juego de dados a lo largo del tiempo. Sin em-bargo, tanto en sus cuerpos como en su forma de comportarse con elentorno, los organismos van ampliando su acceso a gradientes energé-

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ticos. Paradójicamente, una de las maneras de hacerlo es ejercitar unasuerte de prudencia natural, sacrificando la expansión máxima a cortoplazo por la estabilidad y la consiguiente oportunidad de expandirse en el

futuro.

Propagación pospuesta

Los seres vivos crean estructuras consumidoras de energía para cons-

truir otras estructuras que se encuentran en un estado de latencia (que sus-penden el metabolismo y la reducción activa de gradientes). Los dimi-nutos «osos acuáticos» llamados tardígrados se transforman en tonelesdesecados resistentes al calor, el frío y los rayos X; las plantas producensemillas; las bacterias y hongos producen esporas, y las células nuclea-das de vida libre se transforman en quistes latentes cuando se les priva denutrientes clave. Al demorar la reducción activa de gradientes, los propá-

gulos (quistes, semillas, esporas, etcétera) manifiestan una bio-lógica i.n-trínseca; cuando los gradientes se agotan, aguardan en estado de latencia.Pero si llueve o afluyen nutrientes, entonces «cobran vida». Sin más cons-tructores inteligentes que el flujo termodinámico, la variación heredada y

la selección natural, la vida ha desarrollado una impresionante gama deformas de resistencia con vistas al futuro. «Ve con la corriente», parecedecir la naturaleza, «pero si no hay corriente, acurrúcate y espera al próximo

buen gradiente.»

Termodinámica y sexo

Una lógica similar se aplica a nuestras vidas sexuales. En las especiesde reproducción sexual como la humana, el sexo ha sido obliga~o para lareproducción durante cientos de millones de años. El sexo mantiene nu~s-

tra forma de desequilibrio termodinámico reproduciendo sistemas ~SlO-lógicos muy parecidos a nosotros, pero rejuvenecidos y a veces mejora-dos. El sexo es la manera que tienen los sistemas disipativos vivos depropagarse en el futuro. La importancia del sexo como medio de redu~-ción de gradientes no sólo presente, sino futuro, explica por qué los arn-

male a veces se sacrifican, se juegan el pellejo o hasta pelean a mu~rtei ó uvopor el acceso a las parejas sexuales. La reproducci n es un Impera .

Porque proporciona un medio de mantener la reducción de gradientes bio-i ó 1 . laslógica. El sexo es un imperativo porque la reproducci n o requiere en

e pecies de reproducción sexual como el Homo sapiens. Incluso el pla-

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c~r sexual puede verse como un mecanismo retroactivo que induce a losSIstemas matenales a repetir hechos clave en las trayectorias cíclicas deun sistema químico, metabólico y comportamental fuera de equilibrio.Hablamos de muerte, pero ésta concierne al cuerpo y la conciencia indi-vidual, no a nuestra categoría específica de sistema de no equil ibrio pri-mate. El sexo es el medio por el que este sistema continúa vivo en otroscuerpos (los de nuestros hijos). La imperecedera dedicación a esta activi-dad pued~ verse, ~omo una especie de meditación inconsciente por partedel matenal genetico sobre su composición en la siguiente generación. Labuena elección de las parejas y una descendencia más saludable e inteli-gente incrementan la robustez de la reducción de gradientes, más allá dela finitud biológica de la muerte individual.

Inteligencias no humanas

L~ energía cre~ y destruye. La evolución vegetal depende en parte demutaciones espontaneas, pero la forma de una hoja o una flor no es arbi-traria: el desarrollo y evolución de las plantas se di rige a la captación decada vez más energía procedente de la luz solar incidente. Las enredade-

ras albinas del género Pueraria no asimi lan directamente la luz en la fo-tosíntesis, sino que tienen apéndices suctores (<<haustorios») que les per-rruten explotar las superficies verdes de otras plantas. Al prescindir de lapr~ducción propia de alimento, estas enredaderas se arriesgan a extin-guirse. Ahora de~endientes de la energía solar transformada por otras plan-~s, sus descendientes podrían no ser capaces de vivir por sí solas si, por~Jemplo, su~ huéspedes inventa:an una defensa química efectiva. Deorma pareCI?a, las plantas del genero Cuscuta, enredaderas parásitas de

tal~os anaranjados, evalúan la explotabilidad de otras plantas. Si la hu és -

pe d~ turno tiene poco que ofrecer, la enredadera crece en otra parte,~ro SI la encuentra adecuada se enreda a ella (siendo el número de zar-

cillos proporcional al probable rendimiento de la planta parasi tada) de-sarroll ' di ,a apen Ices suctores y, al cabo de unos días, comienza a cosechar

los frutos de su «planificación».

. ~as plantas merecen un respeto. Para algunos no son más que actoresInanunados . al L .. y maqurn es. o mismo vale para los hongos, a menudo con-

SIderados pla ta alidad son mín s, pero que en re idad son rrnembros de un reino aparteno fot . ,. . .m il osrntetlco, cuyos ancestros dívergíeron de los animales hace sólo 450. l~nes de años. A pesar del continuado entusiasmo por la búsqueda deIntehg .

encia extrater restre -y de la nueva respetabilidad que ésta ha al-canzado--· . . .

, ya compartImos este planeta con inteligencia ajenas cuyos

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logros acumulados trascienden, con mucho, la tecnologí~ humana. Loshongos, por ejemplo, no son simplemente setas (comestibles, venen~-sas y psicoactivas), sino los grandes recicladores terrestres, cuyos rru-celios subterráneos descomponen materiales orgánicos y fabrican suelo.Los hongos también son agentes inteligentes capaces de perdurar frentea la amenaza de bacterias mutantes e insectos. Se ha demostrado que losmohos mucilaginosos, una clase de amebas coloniales, son capaces de re-solver y recordar laberintos para acceder al alimento, y de partirse en dos

y volverse a unir por el camino más corto ante laberintos con dos fuen-tes de alimento. A diferencia de los animales, que digieren el al imento enestómagos internos, los hongos despliegan tubos subterráneos (hifas) quesegregan enzimas, lo que les permite digerir externamente el alimento.No deberíamos empecinamos en situar la inteligencia sólo en organismosdotados de cerebro. El discernimiento y la inteligencia pueden existir encolectivos de células interconectados de muchas clases. La concepciónusual de la inteligencia es antropocéntrica, del mismo modo que algunaspruebas de inteligencia estandarizadas son etnocéntricas. Las bacteriassin cerebro nadan hacia el azúcar y la luz; sus acciones autónomas sonintencionales. La interconexión de los elementos ecosistémicos hace di-fícil decir quién se está aprovechando de quién, quién es más listo o

quién domina a quién: los organismos, incluidos los seres humanos, es-tán involucrados en ecosistemas inteligentes con numerosos agentes sen-sitivos indispensables.

Las plantas ejercen un control sobre su capacidad para degradar la ra-diación incidente. Anthony Trewavas, del Instituto de Biología Celular yMolecular de la Universidad de Edimburgo, explica:

«El tallo en crecimiento puede percibir la presencia de sus vecinoscompetidores más cercanos mediante la luz infrarroja, predecir ~asconsecuencias de sus actividades y, si es necesario, emprender accio-nes preventivas. La forma, crecimiento y dirección del tallo se alteran

para mantener una posición óptima con relación a la luz solar; las po-siciones de las hojas se ajustan para optimizar la captación de luz.Cuando vecinos competidores se aproximan a la palma de zancos, laplanta entera se traslada mediante el crecimiento diferencial de lasraíces adventicias que soportan el tallo [... ]. Las raíces detectan elgradiente tridimensional de humedad y minerales en el suelo, y re~-ponden con un crecimiento explosivo cuando encuentran parcelas n-cas en recursos. Sin embargo, emprenden acciones deliberadamenteevasivas ante la cercanía de raíces competidorass P'

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El tejido vegetal inteligente de la palma amazónica Socratia modificasu orientación, su color y sus procesos fotoquímicos para degradar mejorlos gradientes impuestos que reconoce. Si existen vías cinéticas que pue-den aprovechar mejor la luz incidente, serán seleccionadas.

La capacidad reproductiva de los seres vivos los convierte en unaforma de materia que se perpetúa para seguir degradando gradientes. Lainteligencia puede ser un activo. En efecto, los seres más inteligentes pue-den tener un acceso más fácil y variable a los gradientes energéticos que

los sustentan. Por ejemplo, mediante la creación inconsciente de reclamostales como colores vivos, sabores suculentos y hojas comestibles, las plan-tas manipulan a los animales para que las propaguen y siembren. Lasplantas pueden ser a la vez más anodinas y más listas que nosotros.

La radiación solar es una forma de energía intensa con un amplio es-pectro de frecuencias. En la atmósfera superior, el flujo de energía es deunas dos calorías por minuto y por centímetro cuadrado. Dos terciosde esa radiación inciden en la superficie planetaria. El remanente se re-fleja o es absorbido por las nubes. Sorprendentemente, de la radiación so-lar absorbida por el tej ido vegetal fotosintético, que ya constituye un pe-queño porcentaje de la que llega a la superficie, únicamente de un 0,5

a un 2 se convierte en biomasa vegetal. Un árbol es un proceso disipa-

tivo de grandes dimensiones que capta la energía de alta calidad de la luzsolar y degrada la mayor parte en forma de evapotranspiración, respira-ción y calor latente. Alrededor del 1 de la energía que llega a la plantase canaliza hacia el crecimiento vegetal. A pesar de esta baja eficiencia,debemos fijar la vista en la estructura fotosintéticamente producida, por-que es esta estructura la que hace posible toda la disipación y producciónde entropía. La madera, las hojas y las bellotas de un roble crecen. Si tu-viéramos que describirlo en términos de ingeniería, diríamos que el árboles. una especie de máquina orgánica superinteligente. La maquinaria CÍ-

clica del árbol, un sistema gigante evaporador de agua y degradador deenergía, trabaja tanto para reducir el gradiente solar como para perpe-

tu~se. Cerca del 15 de la radiación que incide sobre una planta se re-fleJa, el 18 se convierte en calor y el 66 restante es empleado por laplanta ~~a elevar agua del suelo hasta sus hojas, donde se evapora.

. ASIIllismo, las plantas autocontrolan su tasa de transpiración. La re-b~~ cuando la humedad del suelo desciende por debajo de cierto nivelcnhco. Aunque no tienen cerebro, pasan de niveles potencialmente suici-das de degradación de energía a niveles óptimos, y actúan para preservars~ capacidad degradadora en el futuro. Y a pesar de ser sordas mudas y~e 'gas, sus reclamos (desde las hojas de las atrapamoscas hasta los olo-res fragantes y los colores vivos de los frutos tropicales) invitan a insec-

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tos, aves y mamiferos a comer partes de ellas para diseminar sus semi-llas. Las plantas se valen de las mentes animales «superiores» para tras-ladarse a nuevos lugares bajo el Sol. De esta forma se conceden a sí mis-mas nuevas oportunidades de reducción de gradientes. Cualesquiera quesean sus beneficios para la salud, si es que los tienen, el cannabis, el ta-baco, la coca, el cacao y el café, entre muchos otros, han tenido un éxitoasombroso en la expansión de sus áreas de distribución a través de susefectos sobre los cerebros y cuerpos humanos. ¿Cuál es la causa, y cuálel efecto, en esta relación circular? Podríamos decir que las plantas (o lasbacterias, o los hongos) se valen de los seres humanos para procurarsemedios de transporte y diseminación. Los sistemas complejos están co-nectados. La visión de futuro de nuestras mentes animales está ligada ala direccionalidad de la segunda ley, y a las formas de vida sin cerebro.

El desafío kantiano

Tras citar la descripción de la vida que en 1790 realizó ImmanuelKant dentro de su Crítica del juicio, Jeffrey Wicken escribió: «No veomanera de esquivar el desafío kantiano». Y continuó así:

«En la concepción de Kant, un organismo era un propósito naturalen el que cada parte y cada proceso eran a la vez causa y efecto, finy medio, o la actuación de un todo. Ésta sigue siendo una definiciónextremadamente útil. En primer lugar, expresa explícitamente la circu-laridad de la causación biológica y la organización teleonómica conla que cualquier teoría de emergencia debe comulgar. En segundo lu-gar, puede acomodarse sin dificultad dentro del marco de la cienciacontemporánea, de una manera que se conecta con la identidad eco-

lógica de los organismos. En esta definición, Kant capturó sucinta-mente el concepto de autocatálisis informada. Un propósito natural

es un sistema autocatalítico informado, un sistema dotado de una or-ganización interna de relaciones cinéticas capaz de mantenerse a basede poner recursos del entorno al servicio de su propia producción. Elhecho de que un organismo se comporte, conforme a sus propios fi-nes y medios, a través de su participación en el flujo disipativo de lanaturaleza sugiere una conexión profunda entre la autoorganización

la segunda ley».25

Como señala Kant, los organismos tienen una «perfección natural ~-tema». Un organismo es un fin natural que, a diferencia de un reloj o

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cualquier otra máquina, se produce a sí mismo. No sólo tiene un «podermotivo», sino un «poder formativo autopropagador». Así pues, los seresorganizados no son

«concebibles ni explicables a través de cualquier analogía con cual-quier [... ] capacidad natural conocida para nosotros; es más, puestoque nosotros mismos pertenecemos a la naturaleza en el sentido másamplio, ni siquiera son concebible s ni explicables a través de una ana-logía exacta con el arte humano [... ]. Los seres organizados son, porlo tanto, los únicos en la naturaleza que [... ] deben [ ... ] concebirseen lo posible sólo en función de sus fines, y así proporcionan por pri-mera vez realidad objetiva al concepto de fin, que no es un fin prác-tico, sino un fin de la naturaleza, y por ende dotan a la ciencia natu-ral de la base para una teleologfa».

Wicken muestra la conjunción de estructuras disipativas en la repro-ducción y el mantenimiento de las especies, en la emergencia de los eco-sistemas y en la evolución misma. Los seres sensitivos de la biosfera sematerializaron y se mantienen en virtud del potencial termodinámico y dela complejidad informacional molecular necesaria para explotar ese po-

tencial. Los diversos grados de individualidad termodinámicamente man-tenida existen a todos los niveles de la vida, desde las secuencias de ARNvírico hasta las vastas extensiones de la tundra. En el transcurso deltiempo evolutivo, las individualidades se extinguen, convergen, se trans-forman y se conectan. La individualidad es relativa. Lo que antes eraparte del entorno a menudo se convierte en parte del propio organismo.Nosotros, por ejemplo, necesitamos bacterias intestinales que sinteticenla vitamina B. Y la evidencia confirma que los niños precisan de la inter-acción con otras personas no ya para sobrevivir, sino para desarrollarseen adultos reproductivos sanos. En efecto, aunque todos los seres huma-nos sufren trastornos psicológicos e inmunitarios, las frecuencias de en-

fermedad, depresión e incluso suicidio aumentan entre la gente privadadel afecto y la atención de otros seres humanos.Los organismos pueden ser considerados como nodos conectables que

transforman el entorno mientras canalizan flujos energéticos. Un retrovi-rus transportado por el aire que destruyera rápidamente la población hu-mana nos aterraría. Los sistemas de crecimiento rápido (sistemas que através de la evolución, la tecnología o ambas cosas son capaces de ex-plotar gradientes hasta entonces no reconocidos o explotados) puedenpropagarse como los incendios forestales. Pero, como las rugientes lla-mas, se despojan a sí mismos de sus propios recursos. Por el contrario,

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los sistemas de crecimiento lento manifiestan un ingenio innato. Lo quepierden en cuanto a destrucción rápida de gradientes, disipación y pro-ducción de entropía lo ganan en longevidad y astucia. Satisfacen a la na-turaleza no momentáneamente, sino de un modo duradero. Hay muchasmaneras de ponerle un cascabel a un gato, sea el «nuevo gato de Schro-dinger» del papel de la termodinámica en los sistemas vivos o el felinode Blake, con su energía y su imponente simetría.

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12Comienzos sulfurosos

La cuestión de si la vida podría haberse originado por una incidencia ató-micacasual conduce claramente a una respuesta negativa. Esta respuesta,combinada con el conocimiento de que la vida está realmente ahí, llevaa la conclusión de que alguna secuencia distinta de un encadenamientode casualidades debe de haber conducido a la aparición de la vida.

I.D. Bemal

Sabemos que todos los organismos primordiales eran procariotas, queeran anaerobios, que tenían que vérselas con una intensa radiación ul-travioleta que atravesaba una atmósfera desprovista de 03' y que suexistenc ia estuvo repetidamente amenazada por las colisiones de laTierra con cuerpos espaciales relativamente grandes.

Vaclav Smil

El nuevo gato de Schrodinger

Aunque el origen de la vida continúa siendo uno de los más grandesmisterios de la ciencia, el éxito de la biología en la empresa de desvelarla constitución de la materia viva ha hecho que los científicos se hayananimado a ir a donde nadie se había aventurado antes: la creación de vidaen el laboratorio. De hecho, hay quienes dicen que esto ya se ha conse-guido. Sobre la base de que la vida es un fenómeno general y no sólo bio-químico, Tom Ray, el inventor de la vida artificial, ha afirmado (presu-miblemente con algo más que autobombo retórico) que su programaTierra de instrucciones replicantes es un nuevo origen de la vida. Menosgrandilocuente, pero igualmente instructivo a su manera, el físico Free-man Dyson, del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, sugiereque los experimentos del biólogo alemán Manfred Eigen, en los que el

ARN «se replica, muta y compite con su progenie por la supervivencia»,pueden considerarse vida creada en el laboratorio en sentido restringido. )El caso es que si una empresa de biotecnología anunciara la creación, pormedios rnicroquirúrgicos, de una sola bacteria E. coli capaz de reprodu-cirse a partir de materias primas suministradas por Carolina BiologicalSupply Company, la noticia causaría más sensación que las dudosas pre-tensiones de existencia de vida en Marte. Tales recreaciones de la vida,sin embargo, por impresionantes que fueran como demostraciones de «in-geniería inversa», no necesariamente repetirían los pasos básicos por los

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La Termodinamica de La Vida

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