“Si nos remitimos a Alexander Oparin, pionero del estudio científico del origen de la vida, una levadura presenta ´millares de reacciones químicas individuales, cuyo conjunto constituye el metabolismo, y son estrictamente coordinadas en el tiempo y en el espacio, y se combinan según un orden unificado de autorenovación continua´, que es la definición que planteaba de la vida.”
Horacio Cano Camacho
Para un biólogo no hay pregunta más difícil, lo cual puede resultar extraño. Por definición, un biólogo es el profesional que estudia la vida, o algún proceso vital. En realidad, ayer mientras preparaba una masa de fermentación lenta (24 h) y en frío (4°C), para hoy disfrutar de una pizza napolitana, yo me hacía esa pregunta.
El asunto es que le agregué la levadura, ese organismo maravilloso origen del pan, el vino o la cerveza (hasta el ron) al proceso. Las levaduras (Saccharomyces cerevisiae, por saccaro, azúcar; myces, hongo, y cerevisiae, cerveza) son hongos unicelulares, microscópicos que se utilizan por su capacidad de fermentar a los carbohidratos.
Esta levadura es uno de los modelos más adecuados para el estudio de problemas biológicos. Es un sistema completo en una sola célula, con una complejidad enorme, aunque nos parece que solo está ligeramente por encima de una bacteria. Además de su crecimiento muy rápido, la sencilla dispersión de las células y la facilidad con que se replican cultivos y aíslan mutantes, destaca por un sencillo y versátil sistema de transformación genética. Es un organismo de vida libre, incapaz de producir alguna enfermedad o daño, lo que permite su manipulación con toda seguridad, tanto que nos la comemos a todas horas y aunque no estemos conscientes del hecho.
El asunto es que este organismo tan simple reúne todas la cualidades que definen la vida. Si nos remitimos a Alexander Oparin, pionero del estudio científico del origen de la vida, una levadura presenta “millares de reacciones químicas individuales, cuyo conjunto constituye el metabolismo, y son estrictamente coordinadas en el tiempo y en el espacio, y se combinan según un orden unificado de autorenovación continua”, que es la definición que planteaba de la vida.
La NASA ha establecido un definición operativa muy similar a la propuesta por Oparin cien años antes: La vida es “un sistema químico autosostenible capaz de evolución darwiniana”. Y nuevamente, la humilde levadura que está fermentando la masa que voy a colocar en el refrigerador, autorregula todas sus funciones metabólicas, para comenzar, la serie de reacciones que le permiten asimilar el almidón de la harina y convertirlo en azúcares y otros productos de carbono para su propio crecimiento (aminoácidos, lípidos y muchos otros intermediarios), con liberación del CO2 que será el responsable de “inflar” la masa.
Pero la levadura cambia en el tiempo, se adapta mejor a las diferentes condiciones ambientales y yo puedo seleccionar levaduras de la misma especie para diferentes propósitos, hacer pan (incluso, diversos tipos de pan), cerveza (y escoger la calidad de lo producido) o vino, puesto que cada una posee características particulares, es decir, la levadura ha evolucionado siguiendo de acuerdo con los postulados propuestos por Darwin y la teoría de la evolución.
Tal vez nos agrade más una definición más estricta, de un físico. Entonces podemos recurrir a Erwin Schrödinger, quien en 1944 analizó el problema de la vida desde un orden termodinámico, tratando de establecer si la vida violaba las leyes dictadas por esta ciencia. La termodinámica establece que -en palabras simples-, en el universo todos los procesos naturales tienden a la máxima entropía, es decir avanzan hacia la menor energía libre o mayor desorden. La entropía es una medida de la energía no utilizada para hacer trabajo…
Pensemos que observamos, sin intervenir, la habitación de un adolescente. Esta acumulará día tras día polvo, los objetos caerán de la mesa, la cama permanecerá revuelta, se acumulará pelo de las mascotas y de él mismo, papeles por doquier, objetos diseminados por todos lados como calzones y calcetines usados y tirados en las sillas. Poco a poco veremos que el deterioro avanza ineludiblemente.
En descargo del joven, debemos decir que su cuarto está experimentando la evolución natural del universo, hasta alcanzar la máxima entropía, es decir, el mínimo gasto de energía. Para arreglarlo (ordenarlo), debemos aplicar trabajo, energía y esto será permanente. Para aplicar trabajo, nosotros aplicamos energía y para tenerla, comimos, gastamos electricidad, sudamos, y movimos objetos, al tiempo que desordenamos el medio más amplio (fuera de la habitación). Así funciona el universo.
Pero los seres vivos estamos muy lejos de este “desorden”. Por el contrario, desde la sencilla levadura hasta el organismo más sofisticado, lo que observamos es “orden” en sus procesos metabólicos (químicos), su estructura anatómica, hasta su destino. Una levadura, una orquídea, una mariposa, son el culmen del orden. Sin embargo, la levadura, como todo ser vivo, intercambia energía y materiales con el universo, lo que aumenta la entropía de éste, es decir, mi levadura está fabricando el pan de la pizza al tiempo que aumenta la entropía del universo del que tomó carbono (harina), agua, energía (calor) y los transformó en materiales propios (azúcares), ATP (energía química) y electrones y los regresó como dióxido de carbono, desordenando un poco más el universo.
Entonces a la definición de vida debemos agregarle el concepto de energía. Alrededor de los años en que Schrödinger meditaba sobre este problema, se describió que el ADN era el centro de información de los seres vivos por Thomas Avery, también en 1944. El entendimiento de los genes y como coordinan, dirigen y definen todos los procesos vitales también exige agregarlos a la definición. Ahora debemos entender que la vida es un sistema producido por “la conjunción entre información y energía que se autorregulan y dirigen las miles de reacciones químicas autosostenibles y autorregulables capaces de evolucionar siguiendo los principios de la evolución darwiniana”.
¡Orale! Me gusta. Pero ya debo sacar mi masa del refri y ya puse a calentar el horno para que a 400°C tenga lista mi pizza en un minuto y medio. Ahora solo debemos decidir si la acompañamos con cerveza o vino, por cierto, productos de la conjunción de energía y la información genética contenida en esos bichos que le puse ayer a la harina y que son, con toda justicia, el más simple ejemplo de la complejidad de la vida.
Por cierto, un día voy a hablar de la termodinámica de la pizza. Por lo pronto, ¡salud!
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