La vida como un hecho fortuito

Para un físico como yo, la vida es poco menos que mágica: ¡todas esas moléculas estúpidas colaborando para conseguir cosas tan ingeniosas! ¿Cómo lo consiguen? No hay ningún director, ningún coreógrafo que dirija la actuación, no hay espíritu de cuerpo, ni voluntad colectiva ni fuerza vital, tan sólo átomos inconscientes que se tiran y empujan, agitados por fluctuaciones térmicas aleatorias. Sin embargo, el producto de todo ello es una exquisita y muy característica forma de orden. Incluso a los químicos, que están familiarizados con los sorprendentes poderes transformativos de las moléculas, les resulta pasmoso. George Whitesides, catedrático de química de la Universidad de Harvard, escribe: «¿Hasta qué punto es notable la vida? La respuesta es: muy notable. Quienes nos dedicamos a estudiar las redes de reacciones químicas no conocemos nada que se le parezca».[2.12] Whitesides resalta lo difícil que resulta imaginar cómo se originó un sistema tan complejo y de organización tan específica: «¿Cómo pudo transformarse un lodo químico en una rosa, aun con miles de millones de años para intentarlo?[2.13] … Nosotros (o por lo menos yo) no lo entendemos. No es imposible, pero parece muy, muy improbable».[2.14] Lo que nos lleva directamente al núcleo de la cuestión: ¿en qué medida es improbable? Todo el programa del SETI depende de la respuesta. Whitesides añade: «Pero ¿en qué medida es probable que un planeta recién formado, con condiciones que permitan agua líquida en la superficie, dé origen a la vida? Por el momento, no tenemos la menor idea, ni tampoco una manera convincente de estimar esta probabilidad. Por lo que sabemos, la respuesta cae en algún lugar entre “imposiblemente improbable” y “absolutamente inevitable”. No podemos calcular la probabilidad de la emergencia espontánea de la vida celular en una tierra prebiótica plausible de ningún modo que sea satisfactorio y convincente».[2.15]

Quizá sería distinto si la disposición de sustancias químicas en la célula siguieran algún tipo de pauta; por ejemplo, si las secuencias de aminoácidos que conforman las proteínas contuvieran regularidades matemáticas que pudieran referirse a alguna ley natural subyacente. Pero no parece que exista ningún orden de ese tipo: las secuencias químicas parecen deberse por completo al azar, que es lo que llevó a Monod a su desoladora conclusión. Pero no son arbitrarias: en muchos casos el más pequeño cambio en una secuencia puede comprometer seriamente su funcionalidad biológica. Así que la disposición es a un tiempo aleatoria y altamente específica, una combinación de cualidades peculiar, única incluso, que resulta difícil de explicar por medio de fuerzas físicas deterministas.[2.16] Por otro lado, si lo que predomina en el origen de la vida es el azar, las probabilidades de obtener justamente esa disposición de las moléculas es infinitesimal, el torbellino en la chatarrería. Visto de este modo, la vida es una monstruosidad, un extraño fenómeno que apareció de forma totalmente fortuita, un proceso tan extremadamente improbable que podemos afirmar que sólo se produjo una vez en todo el universo observable. El hecho de que seamos testigos de tal milagro no es, por supuesto, ninguna sorpresa, sino un efecto inevitable de la selección: los observadores sólo pueden existir allí donde hay vida.[2.17]

Pese a que estos hechos invitan al desánimo, hoy en día la creencia en la vida extraterrestre está muy extendida entre los científicos. Entonces, ¿qué es lo que ha cambiado desde los tiempos de los pesimistas como Crick, Monod y Simpson? Curiosamente, en el frente científico, apenas nada. Es cierto que ahora estamos razonablemente seguros de que hay muchos planetas en el universo, pero eso sólo confirma lo que los astrónomos ya sospechaban en los escépticos años sesenta. Desde entonces, se han hallado en el espacio algunas moléculas orgánicas básicas, en cometas y nubes moleculares, pero como ya he comentado, fabricar las piezas básicas de construcción de la vida es fácil, y tiene muy poca relevancia para el problema de cómo ensamblarlas en las ordenaciones tan complejas que caracterizan la vida, sobre todo de un modo que procese información de manera sistemática. Tal vez el cambio más relevante sea el descubrimiento de que los microorganismos pueden resistir un abanico de condiciones mucho más amplio de lo que se había observado hace unas pocas décadas, lo que implica que hay más planetas que, en principio, podrían sostener formas de vida simples. Pero esto sólo aumenta ligeramente la gama de planetas que podríamos calificar de «parecidos a la Tierra». No altera para nada el hecho de que el origen de la vida podría haber sido un evento extraordinario.

Se da mucha importancia al hallazgo de signos de agua líquida, por ejemplo en Marte. La NASA tiene un mantra no oficial, «sigue el agua», como si la vida hubiera de esperarnos obedientemente allí donde encontremos un lago o un océano. A menudo se señala que en la Tierra, allí donde hay agua líquida hay vida. Es cierto que el agua líquida es esencial para la vida tal como la conocemos, pero la argumentación según la secuencia planetas → agua → vida es otro ejemplo patente de confusión de una condición necesaria y una condición suficiente. El agua líquida podría ser necesaria para la vida, pero está lejos de ser suficiente: puede haber muchas otras condiciones que también se requieran. En la Tierra, encontramos vida en casi todos los hábitats con agua líquida no porque haya aparecido allí de manera espontánea, sino porque la hidrosfera de la Tierra forma un sistema más o menos continuo, de modo que la vida ha podido dispersarse e invadir todos esos lugares con agua. Seguir el agua en el espacio no está desencaminado, pero recuerda al hombre que pierde sus llaves en la oscuridad y sólo las busca debajo de una farola, no porque sea más probable que estén ahí, sino porque sería imposible encontrarlas en otro lugar.

Ninguno de los descubrimientos científicos del último medio siglo ha alterado mucho lo que sabemos, o no sabemos, sobre la naturaleza aparentemente extraordinaria de la vida. Yo creo que nuestro cambio de actitud se debe más a la moda que al descubrimiento. En un momento en que los físicos especulan libremente sobre otras dimensiones, antigravedad y materia oscura, y en que los cosmólogos proponen múltiples universos y energía oscura, la especulación sobre la vida extraterrestre parece muy moderada en comparación. Me parece bien. Especular es divertido, y es ciertamente posible que ET esté ahí fuera. O no. Sin embargo, nunca debemos permitir que la especulación reemplace a la ciencia real.

Una forma de conseguir que la ciencia real se implique en esta polémica consiste en ver si el «imperativo cósmico» de De Duve se corresponde con la realidad. ¿Es posible que las leyes de la naturaleza estén de algún modo amañadas a favor de la vida, haciendo que su emergencia sea mucho más probable de lo que la simple mezcla al azar de las moléculas podría implicar? La respuesta es que no, o al menos no a primera vista. Ya he mencionado que no se aprecia ninguna pauta discernible en las secuencias de aminoácidos en las proteínas. Lo mismo puede decirse de las secuencias de pares de bases, las «letras genéticas» del ADN. Todo parece aleatorio. Si las leyes de la física y la química conspiran de algún modo para llevar la materia a la vida por una vía directa, en contra de todas las probabilidades, nada de eso se percibe en el producto final, las propias estructuras moleculares. De hecho, las leyes de la física y la química son completamente indiferentes a las secuencias de pares de bases en el ADN o de los aminoácidos en las proteínas: no muestran ningún favoritismo por una secuencia en contra de otra.[2.18] Algunos ensayistas declaran que la vida está «escrita» en las leyes de la naturaleza, pero si está escrita en las leyes de la física y la química, aún es hora de que encontramos alguna señal de que es así. Esto no sorprende a ningún físico. Al fin y al cabo, las leyes de la física son universales. Que en ellas esté escrita «la vida» no es más probable que tuvieran escrito «ordenador portátil» o «Montañas Rocosas». La vida, los ordenadores y las montañas son coherentes con las leyes de la física, pero las leyes solas no bastan para explicar su existencia.

¿Invalida esto el imperativo cósmico? No necesariamente. Las leyes básicas de la física podrían no agotar todas las leyes posibles. Por ejemplo, existen regularidades que se acercan a leyes, por su naturaleza tan general, que describen a los sistemas complejos que se organizan ellos mismos, sistemas tan diversos como las colonias de hormigas, los mercados de valores e Internet. Estas leyes «de la organización» complementan a las leyes fundamentales de la física, no las suplantan ni invalidan. Podría ser que la vida sea el producto de una ley emergente (o de nivel superior) de este tipo, quizá una ley del incremento de la complejidad que actúe no universalmente como las leyes de la física, sino en sistemas especiales (aunque no especialmente improbables) que satisfagan unas condiciones que todavía desconocemos. De ser así, todo lo que haría falta sería que el azar creara uno de estos sistemas especiales, tras lo cual la ley lo llevaría hacia la vida. Personalmente, hace tiempo que me atrae la posibilidad de estas leyes de nivel superior, por ejemplo leyes de incremento de complejidad, pero no me cuesta admitir que de momento apenas hay indicios de que existan.[2.19] Volveremos sobre este tema en el capítulo 8.

Otra línea de argumentación a favor del imperativo cósmico proviene de diversos juegos matemáticos en los que una conducta «parecida a la de la vida» parece emerger sin esfuerzo incluso cuando las reglas del juego son muy simples. Una de estas clases de juegos, los llamados autómatas celulares, nos ofrece un mundo de caricatura en el que los cuadrados de un tablero como el del ajedrez se llenan o no conformando una pauta que luego evoluciona de forma determinista de acuerdo con unas reglas simples. Un autómata celular en particular, concebido por el matemático británico John Conway en 1970 y que de manera apropiada se conoce como El juego de la vida, se ha puesto bastante de moda, pues exhibe una ecología de formas, notables por su riqueza y complejidad, que se mueven e interaccionan.[2.20] Si unos procesos simples «jugados» en combinación pueden generar una complejidad con una organización cada vez mayor, es posible que el secreto de la vida no sea tan sutil después de todo. Por otro lado, la vida real se halla tan lejos de El juego de la vida como un ratón de Mickey Mouse. Las representaciones matemáticas simples son entretenidas, pero no deben confundirse con la realidad. Como mucho, un autómata celular inclina la balanza ligeramente a favor de la idea de que la vida aparece con facilidad.

Aunque no se haya encontrado nada parecido a un «principio de la vida» enterrado en las leyes de la física, los biólogos concuerdan en que existe al menos un principio organizativo que sustenta a todo lo vivo: la evolución darwiniana. Todo sistema que experimenta replicación con variación y está sujeto a selección natural evoluciona con el tiempo. Este principio, que realmente es una perogrullada (sólo dice que las entidades que se replican más eficientemente aumentan su abundancia relativa en la población), puede tomarse como definición de la vida. La evolución puede conducir a una mayor complejidad, aunque no necesariamente. De modo que la vida podría haber comenzado con algo comparativamente simple, por ejemplo una población de pequeñas moléculas replicantes. Tal vez estas moléculas sean lo bastante simples para formarse de manera espontánea en muchos ambientes; incluso podrían estar formándose en la Tierra en la actualidad. Una vez los replicantes moleculares iniciales se ponen en marcha, puede intervenir la evolución darwiniana, empujando la complejidad cada vez más arriba, hasta que por fin emerge algo que se acerca a la familiar célula viva. Lo importante es que el darwinismo no tiene que esperar a que surja la vida celular antes de hacer su magia; podría ser igualmente efectiva a nivel molecular. Esta afirmación es fácil de hacer, pero deja abiertas muchas preguntas, entre ellas la identidad de los primeros replicantes. ¿Qué eran exactamente esas moléculas? Nadie lo sabe, aunque el químico Graham Cairns-Smith ha conjeturado que podría no tratarse siquiera de moléculas orgánicas; él se decanta por cristales impuros de arcilla.[2.21]

De hecho, no es necesario siquiera que la vida comience con estructuras replicantes. Todo lo que hace falta es la replicación de información. Los bits de información pueden representarse siempre que exista una pauta en una estructura física. Esta pauta puede replicarse reproduciendo la propia estructura o simplemente copiándola en un «espacio en blanco». Por ejemplo, cuando transfiero un archivo informático desde una memoria externa a una sección vacía del disco duro de mi ordenador, éste no hace una copia física del interior de la memoria externa. Lo que ocurre es que los bits de información (es decir, una pauta eléctrica) de la memoria externa se copian en el disco duro. Lo que se replica es el software, no el hardware, el código y no el soporte físico. La vida podría haber comenzado simplemente en forma de pautas que se copiaban, con pequeñas variaciones, y estaban sujetas a una presión de selección. Las pautas pueden ser cualquier cosa, por ejemplo complejas teselaciones magnéticas o eléctricas o matrices de átomos en rotación, acopladas a una fuente de energía externa.[2.22]