La necesidad de comprender el mundo que nos rodea e inventar teorías que expliquen “cómo funciona” la naturaleza es una característica que identifica al hombre como tal. En el área de la biología los avances en el terreno del conocimiento han sido contundentes, sobre todo en los últimos 50 años y hoy se comprenden a nivel molecular una gran cantidad de procesos biológicos. Sin embargo, hay todavía preguntas fundamentales que no han tenido una respuesta completamente satisfactoria. La revista New Scientist, en su edición de setiembre de 2004, enuncia algunas de ellas. En esta sección haremos una reseña de algunas de estas preguntas y de qué es lo que cuestionan.
¿Qué es la vida?
Esta pregunta, básica, parece simple de responder, después de todo, es muy sencillo reconocer un organismo vivo cuando lo vemos. Pero una definición completa y precisa no es tan fácil de formular. Muchas veces la búsqueda de la respuesta se ha orientado mostrando qué es lo que los seres vivos hacen -“toman nutrientes del medio y eliminan desperdicios”, como los autos- o -“Se replican y participan en procesos evolutivos”, como muchos programas de computación.
Biólogos y filósofos han tratado de llegar a un acuerdo sobre un criterio universal para definir que es la vida y todavía no lo han logrado. Quizás, la definición más popular sea la propuesta diez años atrás por Gerald Joyce (Scripps Research Institute, California). Joyce describe la vida como “un sistema químico auto sustentable capaz de evolucionar a través de un proceso de selección natural darwiniana”. Las mayores críticas que esta definición ha recibido es que quizás no sea suficientemente amplia como para incluir fenómenos vitales mas allá de la Tierra.
Una de las mayores dificultades que debemos afrontar para responder esta pregunta es que toda la vida en nuestro planeta proviene de un ancestro común. Debido a esto, no es sencillo puntualizar cuáles son los componentes fundamentales e imprescindibles (membranas, proteínas, ácidos nucleicos) y cuáles accidentes de la historia de la vida en nuestro planeta. Definir la vida en estas condiciones es como pretender definir lo que es un mamífero habiendo observado tan solo una cebra. Pero es que sólo tenemos nuestra propia evidencia terráquea para hacer una generalización. Necesitaríamos de un alien para poder ampliar nuestra visión.
¿Cómo comenzó la vida?
En la antigüedad se pensaba que la vida podía surgir por generación espontánea a partir de la combinación de los cuatro elementos que se consideraban esenciales: aire, fuego, agua, y tierra. Aristóteles, por ejemplo, propuso que gusanos, insectos y peces provenían de sustancias como el sudor o el rocío, como producto de la interacción de la materia “no viva” con “fuerzas capaces de dar vida”.
Fue recién en el siglo XVII que estas ideas comenzaron a dar lugar a nuevas explicaciones. Francisco Reddi, inicialmente, y Luis Pasteur, más adelante, diseñaron sencillos experimentos que contribuyeron en gran medida a entender porqué no era la generación espontánea lo que hacía aparecer moscas en la carne o microorganismos en los caldos de cultivo.
En el año 1920 Alexandr Oparin y John Haldane plantearon la teoría de la “evolución prebiótica”. Estos bioquímicos propusieron que previamente a la formación del primer ser vivo hubo un largo período de evolución química en el que se formaron las moléculas básicas que luego dieron origen a los primeros seres vivos.
La teoría fue experimentada con validez por Stanley Miller en 1953, quién consiguió obtener compuestos orgánicos complejos después de reproducir las condiciones primitivas del planeta en un aparato de laboratorio. Miller creó un dispositivo, en el cual sometió una mezcla de gases similar a la que podría haber existido en la atmósfera primitiva a la acción de descargas eléctricas. Esto ocurría dentro de un circuito cerrado en el que hervía y condensaba agua repetidas veces. Este experimento constituye una clara evidencia a favor de la teoría de la evolución prebiótica para explicar el origen de la vida, máxime si pensamos que la naturaleza dispuso de todo el planeta Tierra como laboratorio para hacer los experimentos y millones de años para obtener los resultados.
¿Cuántas especies hay en la Tierra?
En los 250 años transcurridos desde que Carl Linnaeus desarrolló el sistema para nombrar y clasificar los seres vivos los científicos han descripto alrededor de 1,7 millones de especies. Actualmente nadie sabe cual es el número total de especies que existen en la Tierra, más aún, ni siquiera cuantas especies han sido ya clasificadas. Todos acuerdan en la existencia de un gran número de especies no descubiertas, pero el número de ellas podría estar entre 5 y 100 millones.
Hace alrededor de 20 años, el entomólogo Terry Erwin fumigó 19 especies de árboles de la selva tropical panameña y contó el número de especies de insectos que caían de ellos. En base a esto estimó que el número total de especies de insectos sería alrededor de 30 millones. Sin embargo, fue criticado porque muchas especies de insectos pueden habitar en distintas especies de árboles y las nuevas estimaciones suponen la existencia de alrededor de 5 millones de especies de insectos por descubrir.
Es probable que el mundo microbiano sea el que ponga en evidencia la magnitud de nuestra ignorancia. Basándose en métodos microscópicos se han descripto apenas unas 2000 especies de bacterias, pero métodos basados en la secuenciación de los genes presentes en muestras de tierra permitieron estimar que en tan sólo un gramo de suelo habría entre 6400 y 38000 especies.
De todas maneras, es claro que no es el número en sí lo que interesa sino la información que surja de relacionar las características de cada especie con su hábitat, lo que ayudaría a comprender más acerca de ecología y biología evolutiva. Por otra parte, el conocimiento en profundidad de la biodiversidad y las capacidades biológicas y químicas de los organismos de nuestra biosfera presentará nuevas soluciones a viejos problemas.
¿Para qué el sexo?
El origen de esta estrategia reproductiva puede haberse dado hace alrededor de 1500 millones de años, cuando un grupo de organismos unicelulares, conocidos hoy como protistas (amebas, paramecios, etc.) habría fagocitado otro organismo sin digerir su presa totalmente. De esta manera se dio lugar a que los núcleos de predador y presa se fusionaran, creando un nuevo núcleo (podríamos llamarlo doble) que fue transmitido a la siguiente generación. Este fenómeno pudo ser el estadio ancestral del proceso de fertilización.
El aporte más importante de la sexualidad como estrategia reproductiva es sin duda el de generar diversidad genética. En la reproducción asexual, la única fuente de variabilidad son las mutaciones (cambios aleatorios y hereditarios del material genético), sin embargo, en la reproducción sexual se suma la recombinación de los materiales hereditarios de los progenitores. Si bien no hay dudas de esta ventaja no está en absoluto claro cómo surgieron los primeros organismos que se reprodujeron sexualmente y cómo la sexualidad ha evolucionado en el tiempo.
Pero si analizamos “cómo lo hacen” las especies multicelulares veremos que el 99.9 % se reproducen sexualmente, alguna ventaja debe de tener, o, quizás, el sexo sea sólo algo muy difícil de abandonar.
Por supuesto que las preguntas fundamentales son más, y por tanto, más las respuestas incompletas. Pero mas allá de la incertidumbre que puede dejarnos una pregunta sin respuesta, es alentador saber que podemos seguir buscando, y, quizás, cuando hallemos todas las respuestas habrán cambiado todas las preguntas.
¿Qué es la vida?
Esta pregunta, básica, parece simple de responder, después de todo, es muy sencillo reconocer un organismo vivo cuando lo vemos. Pero una definición completa y precisa no es tan fácil de formular. Muchas veces la búsqueda de la respuesta se ha orientado mostrando qué es lo que los seres vivos hacen -“toman nutrientes del medio y eliminan desperdicios”, como los autos- o -“Se replican y participan en procesos evolutivos”, como muchos programas de computación.
Biólogos y filósofos han tratado de llegar a un acuerdo sobre un criterio universal para definir que es la vida y todavía no lo han logrado. Quizás, la definición más popular sea la propuesta diez años atrás por Gerald Joyce (Scripps Research Institute, California). Joyce describe la vida como “un sistema químico auto sustentable capaz de evolucionar a través de un proceso de selección natural darwiniana”. Las mayores críticas que esta definición ha recibido es que quizás no sea suficientemente amplia como para incluir fenómenos vitales mas allá de la Tierra.
Una de las mayores dificultades que debemos afrontar para responder esta pregunta es que toda la vida en nuestro planeta proviene de un ancestro común. Debido a esto, no es sencillo puntualizar cuáles son los componentes fundamentales e imprescindibles (membranas, proteínas, ácidos nucleicos) y cuáles accidentes de la historia de la vida en nuestro planeta. Definir la vida en estas condiciones es como pretender definir lo que es un mamífero habiendo observado tan solo una cebra. Pero es que sólo tenemos nuestra propia evidencia terráquea para hacer una generalización. Necesitaríamos de un alien para poder ampliar nuestra visión.
¿Cómo comenzó la vida?
En la antigüedad se pensaba que la vida podía surgir por generación espontánea a partir de la combinación de los cuatro elementos que se consideraban esenciales: aire, fuego, agua, y tierra. Aristóteles, por ejemplo, propuso que gusanos, insectos y peces provenían de sustancias como el sudor o el rocío, como producto de la interacción de la materia “no viva” con “fuerzas capaces de dar vida”.
Fue recién en el siglo XVII que estas ideas comenzaron a dar lugar a nuevas explicaciones. Francisco Reddi, inicialmente, y Luis Pasteur, más adelante, diseñaron sencillos experimentos que contribuyeron en gran medida a entender porqué no era la generación espontánea lo que hacía aparecer moscas en la carne o microorganismos en los caldos de cultivo.
En el año 1920 Alexandr Oparin y John Haldane plantearon la teoría de la “evolución prebiótica”. Estos bioquímicos propusieron que previamente a la formación del primer ser vivo hubo un largo período de evolución química en el que se formaron las moléculas básicas que luego dieron origen a los primeros seres vivos.
La teoría fue experimentada con validez por Stanley Miller en 1953, quién consiguió obtener compuestos orgánicos complejos después de reproducir las condiciones primitivas del planeta en un aparato de laboratorio. Miller creó un dispositivo, en el cual sometió una mezcla de gases similar a la que podría haber existido en la atmósfera primitiva a la acción de descargas eléctricas. Esto ocurría dentro de un circuito cerrado en el que hervía y condensaba agua repetidas veces. Este experimento constituye una clara evidencia a favor de la teoría de la evolución prebiótica para explicar el origen de la vida, máxime si pensamos que la naturaleza dispuso de todo el planeta Tierra como laboratorio para hacer los experimentos y millones de años para obtener los resultados.
¿Cuántas especies hay en la Tierra?
En los 250 años transcurridos desde que Carl Linnaeus desarrolló el sistema para nombrar y clasificar los seres vivos los científicos han descripto alrededor de 1,7 millones de especies. Actualmente nadie sabe cual es el número total de especies que existen en la Tierra, más aún, ni siquiera cuantas especies han sido ya clasificadas. Todos acuerdan en la existencia de un gran número de especies no descubiertas, pero el número de ellas podría estar entre 5 y 100 millones.
Hace alrededor de 20 años, el entomólogo Terry Erwin fumigó 19 especies de árboles de la selva tropical panameña y contó el número de especies de insectos que caían de ellos. En base a esto estimó que el número total de especies de insectos sería alrededor de 30 millones. Sin embargo, fue criticado porque muchas especies de insectos pueden habitar en distintas especies de árboles y las nuevas estimaciones suponen la existencia de alrededor de 5 millones de especies de insectos por descubrir.
Es probable que el mundo microbiano sea el que ponga en evidencia la magnitud de nuestra ignorancia. Basándose en métodos microscópicos se han descripto apenas unas 2000 especies de bacterias, pero métodos basados en la secuenciación de los genes presentes en muestras de tierra permitieron estimar que en tan sólo un gramo de suelo habría entre 6400 y 38000 especies.
De todas maneras, es claro que no es el número en sí lo que interesa sino la información que surja de relacionar las características de cada especie con su hábitat, lo que ayudaría a comprender más acerca de ecología y biología evolutiva. Por otra parte, el conocimiento en profundidad de la biodiversidad y las capacidades biológicas y químicas de los organismos de nuestra biosfera presentará nuevas soluciones a viejos problemas.
¿Para qué el sexo?
El origen de esta estrategia reproductiva puede haberse dado hace alrededor de 1500 millones de años, cuando un grupo de organismos unicelulares, conocidos hoy como protistas (amebas, paramecios, etc.) habría fagocitado otro organismo sin digerir su presa totalmente. De esta manera se dio lugar a que los núcleos de predador y presa se fusionaran, creando un nuevo núcleo (podríamos llamarlo doble) que fue transmitido a la siguiente generación. Este fenómeno pudo ser el estadio ancestral del proceso de fertilización.
El aporte más importante de la sexualidad como estrategia reproductiva es sin duda el de generar diversidad genética. En la reproducción asexual, la única fuente de variabilidad son las mutaciones (cambios aleatorios y hereditarios del material genético), sin embargo, en la reproducción sexual se suma la recombinación de los materiales hereditarios de los progenitores. Si bien no hay dudas de esta ventaja no está en absoluto claro cómo surgieron los primeros organismos que se reprodujeron sexualmente y cómo la sexualidad ha evolucionado en el tiempo.
Pero si analizamos “cómo lo hacen” las especies multicelulares veremos que el 99.9 % se reproducen sexualmente, alguna ventaja debe de tener, o, quizás, el sexo sea sólo algo muy difícil de abandonar.
Por supuesto que las preguntas fundamentales son más, y por tanto, más las respuestas incompletas. Pero mas allá de la incertidumbre que puede dejarnos una pregunta sin respuesta, es alentador saber que podemos seguir buscando, y, quizás, cuando hallemos todas las respuestas habrán cambiado todas las preguntas.
