Diálogos Revista Electrónica de Historia ISSN 1409- 469X
Volumen 7 Número 1 Febrero 2006- Agosto 2006.
Dirección web: http://historia.fcs.ucr.ac.cr/dialogos.htm
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DIÁLOGOS. REVISTA ELECTRÓNICA DE
HISTORIA
Escuela de Historia. Universidad de Costa Rica
¿Qué es la vida? ¿La ciencia, se atreve a definirla?
Dra. Libia Herrero Uribe
Comité Editorial:
Director de la Revista Dr. Juan José Marín Hernández jmarin@fcs.ucr.ac.cr
Miembros del Consejo Editorial:: Dr. Ronny Viales, Dr. Guillermo Carvajal, MSc.
Francisco Enríquez, Msc. Bernal Rivas y MSc. Ana María Botey
“
Diálogos Revista Electrónica de Historia” se publica interrumpidamente desde octubre de 1999
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Palabras claves: Historia, Investigación organismos vivos, Debate, Perspectivas Científicas
key words: History, Investigation live organizations, Discussion, Scientific Perspectives.
Resumen
Esta publicación presenta una revisión sobre el desarrollo del conocimiento sobre
los organismos vivos a través de la historia y las diferentes perspectivas con que estos se
han analizado y definido. Se demuestra como la mayoría de los dogmas del siglo XIX y XX
se mantienen a pesar de los nuevos descubrimientos. Esta revisión permite demostrar la
importancia de reunir las diferentes disciplinas para lograr una apertura en la definición de
los organismos vivos y sus interrelaciones, para lograr cambiar los dogmas existentes. Esto
sin duda alguna, dará a la investigación en este tema una libertad diferente para entender la
naturaleza misma y abrir la posibilidad a la verdadera creatividad y con ella a nuevos
descubrimientos que permitan un desarrollo más acorde en el planeta en que vivimos.
Abstract
This paper presents a review about the studies of live organisms throughout history and the
different perspectives used to define and characterize them. It is shown that many of the
dogmas of XIX and XX centuries are still applied even though the new discoveries. This
review emphasizes the importance of discussion among the different disciplines to attain
new views about this matter, giving the possibility to a more free research on live
organisms and its interrelationships, hoping to increase the creativity that will permit a
more sustainable development and understanding of our planet.
Dra. Libia Herrero Uribe Doctora en Virología.
Universidad de Costa Rica
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Introducción
Con el avance de la ciencia se ha intensificado el estudio de organismos que
cuestionan las definiciones tradicionales de la vida. Por el momento, no existe ninguna
definición de la vida que sea universalmente aceptada. Obviamente existen características
que todas las definiciones toman en cuenta, pero no todas le dan la misma importancia a
cada una de ellas. Para algunos autores la característica más importante de la vida es el
metabolismo celular, ya que por medio de éste los organismos pueden mantener su
estructura y función. Para los biólogos moleculares, lo más importante es el ADN y la
capacidad de replicarse que tenga dicho organismo. Para otros, los organismos vivos hay
que definirlos desde la perspectiva ecológica, ya que ningún ser vivo puede vivir
aisladamente, en tanto otros se inclinan hacia una perspectiva de carácter evolucionista.
El descubrimiento de microorganismos que han estado en fase latente durante
miles de años, en los lugares más inhóspitos, cuestionan las definiciones de la vida. En su
mayoría los organismos extremofílicos pertenecen al grupo de las Archeas consideradas los
seres más primitivos, viven en condiciones ambientales extremas que han cambiado los
rangos químicos y físicos en que anteriormente se creía que ocurre la vida. Los priones, los
agentes etiológicos de las encelofatías espongiformes (por ejemplo “la enfermedad de las
vacas locas”), son proteínas con capacidad de transmitirse de hospedero a hospedero y son
capaces de producir enfermedad. Por otro lado, se ha demostrado, que ciertas características
pueden ser transmitidas de forma propagativa mediante información alojada en las
proteínas y no solamente en el ADN, mecanismo que utilizan los seres vivos para mejorar
la adaptabilidad a su ambiente. Todos estos descubrimientos han traído nuevos
cuestionamientos a la definición de la vida y convierten el tema en una de los más
discutidos y apasionantes en los ámbitos de la ciencia y la filosofía actuales
1,2,3
.
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¿Cómo se originó la vida?
Si la vida es difícil definirla, también ha sido muy difícil para la ciencia llegar a
comprender la forma cómo este fenómeno surgió sobre la tierra. La discusión sobre el
origen de la vida y las diferentes hipótesis que se han presentado son un tema de gran
interés y discusión permanente. La primera hipótesis consistente acerca de los procesos
químicos que habrían dado origen a la vida fue la formulada por el bioquímico ruso
Alexander I. Oparin
4
, quien propuso que, después de la formación de la atmósfera
primitiva de la Tierra, se había producido una serie de eventos químicos en la sopa
primitiva o primordial que aumentaron en complejidad originando la vida. En 1965, el
físico inglés John Bernal
5
propuso la teoría que una entidad molecular podría definirse
como viva si poseyera dos propiedades: capacidad de acumular información genética y
capacidad de producir copias de su propia estructura. El metabolismo de este primer ser
vivo —el "polímero primordial"— consistiría únicamente en esa capacidad de generar,
autocatalíticamente, copias de sí mismo. (Un polímero es una molécula formada por la
unión de muchas moléculas más pequeñas llamadas monómeros.) Quedaba entonces la
pregunta ¿Cuáles podrían ser estos polímeros? Los candidatos naturales eran las proteínas
(cadenas de moléculas pequeñas, los aminoácidos, ordenados en una secuencia
determinada) o los ácidos nucleicos, el ARN y el ADN. Después de muchas investigaciones
y discusiones, Cech y sus colegas
6
en 1981 verificaron, que determinadas secuencias del
ARN de ciertas bacterias eran capaces de acelerar la velocidad de algunas reacciones. En
otras palabras, descubrieron que el ARN podía comportarse como una enzima. Cech llegó a
bautizar a su ARN con el nombre de "ribozima", es decir una enzima constituida por ácido
ribonucleico. Las apasionantes discusiones sobre este capítulo del origen de la vida se
prolongó por muchos años, y se pueden encontrar con más detalle en las siguientes
referencias
7,8,9,10
.
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Las principales concepciones tendientes a explicar el origen de la vida se pueden
dividir en dos grupos, aquellas basadas en la química y la física evolucionando hacia
sistemas más complejos y el creacionismo y la panspermia. Dentro del primer grupo está la
tesis que el origen de la vida es el producto del azar, pero comprensible dentro de las leyes
de la física y la química, pero la cual no es predecible ni demostrable ya que es el producto
de muchos eventos al azar y por lo tanto la naturaleza de la vida es esencialmente única. El
origen de la vida es un evento en un mundo gobernado por el azar y por lo tanto no es
demostrable. Esta tesis fue elegantemente discutida por Jacques Monod
11
en su libro “El
Azar y la Necesidad”. La segunda concepción es que el origen de la vida es un evento
determinista, el resultado de la acción de las leyes de la naturaleza en un sistema
fisicoquímico de cierto tipo. Este sistema evoluciona en el tiempo, es gobernado por
principios físicos y químicos y eventualmente lleva a la aparición de formas vivientes. Los
detalles no necesitan ser totalmente deterministas en cada aspecto, pero el comportamiento
en general es predecible
12
.
El Creacionismo es una concepción más bien de carácter religioso, que no puede
ser verificado por la investigación científica. Plantea que el origen de la vida es un acto
divino que está fuera de las leyes de la ciencia. Los detalles no pueden ser conocidos por las
leyes de la naturaleza sino solamente por las revelaciones divinas, siempre y cuando el
creador quiera revelarlos. La mayoría de los seguidores de esta teoría creen que todo ha
sido revelado en las santas escrituras, por lo tanto se tienen varias doctrinas sobre el origen
de la vida dependiendo de las diferentes religiones ortodoxas
13
. La Panspermia, por otro
lado, concibe que la vida fue traída de otro planeta a través del espacio. La observación
que algunos organismos anhidrobióticos (organismos que tienen la capacidad de sobrevivir
a pesar de la paralización de su metabolismo debido a pérdida de agua) resisten las
condiciones del espacio eleva la posibilidad que ciertos microorganismos puedan ser
transferidos entre planetas de una forma natural por medio de meteoritos o artificial por
medio de naves espaciales
14,15
.
Historia
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La ciencia y la filosofía han sido interdependientes a la hora de elaborar su
pensamiento y perspectivas a través de la historia y el estudio de los organismos vivos no
escapa de esta relación entre ambas. Los descubrimientos realizados por los científicos
durante los siglos XIX, XX y XXI han traído nuevos conocimientos que han influido en la
definición de los organismos vivos, por lo tanto, a través de la historia, éstos se han
estudiado bajo muy diferentes perspectivas.
Desde el principio de la humanidad, nos podemos imaginar como los primitivos
Homo sapiens podrían haber clasificado lo que tenían a su alrededor: aquello que se deja
colectar o lo que hay que cazar, lo dulce de lo amargo y lo venenoso o beneficioso para su
sobrevivencia. La formulación del orden cósmico fue introducida por Aristóteles al
introducir sus nociones holísticas y teleológicas. La frase aristotélica “El todo es más que la
suma de sus partes” ha sufrido sus embates a través de los tiempos, y su significado ha
dependido en gran medida de la tecnología desarrollada por los científicos para analizar su
objeto de estudio. Desde el tiempo de Aristóteles, los académicos y la gente en general,
dividieron a los organismos vivos en dos grandes grupos: Animales y Plantas.
En 1735, el sueco Carl von Linnaeus publicó Systema Naturae, donde presenta la
primera clasificación de todos los organismos vivos y los agrupó basicamente de acuerdo a
similitudes. Además introdujo la clasificación de los seres vivos en género y especie que
todavía se utiliza hoy en día. Linnaeus no tenía una explicación científica del por qué estos
grupos se agrupaban de esta forma ya que él pensaba que las especies eran permanentes,
pero su lógica de clasificación sin duda alguna fue muy exitosa pues todavía es utilizada
hoy en día.
Fue el naturalista francés, considerado el padre de la evolución Jean Baptiste
Lamarck quien en su libro Philosophie Zoologique insiste que todos los organismos
aparecen por evolución y son un continuum filogenético. Entre más semejantes los
organismos, más relacionados están y tienen un ancestro común. Este gran logro de
Lamarck es reconocido por el mismo Darwin cuando dice “En estos trabajos (Lamarck)
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mantiene la doctrina que todas las especies, incluyendo el ser humano, son descendientes
de otras especies”
16
.
A partir del descubrimiento del mundo microscópico, a finales del siglo XVII, por
Anton van Leeuwenhoek
17
quien fue el primero que observó seres microscópicos, se da el
inicio al estudio de un mundo de gran abundancia y diversidad. Al pasar de los años, los
conocimientos sobre la anatomía y fisiología de los microorganismos se fueron
acumulando, hasta que Ernst Haeckel
18
introdujo un tercer reino a la clasificación: el reino
Protista donde acomodó a los organismos microscópicos unicelulares y algunos de sus
parientes multicelulares.
Durante los siguientes años, se realizaron gran cantidad de observaciones y
descripciones de los diferentes tejidos hasta que Matías Schleiden y Theodor Schwann
19
presentaron, en forma independiente, “la doctrina de la célula”: las plantas y los animales
no son un todo indivisibles, sino que son compuestos, hechos de innumerables células, y
cada célula en sí misma es un organismo, con los atributos esenciales de la vida. “Cada
célula vive una doble vida: una independiente, ocupándose por su propio desarrollo; y otro
incidental, ya que se ha convertido en parte integral de la planta”.
Años después, Rudolf Virchow
20
publica su frase categórica, que sigue siendo una
verdad esencial en biología, “Omnis cellula e cellula” donde afirma categóricamente que
cada célula viene de una célula, es decir que las células no se originan de forma espontánea.
En 1937, el francés E. Chatton
21
distingue por primera vez entre las células
eucariotas y procariotas, lo cual establece la doctrina que existe dos modalidades de
organización biológica. Los organismos eucariotas, que en griego significa “núcleo
verdadero”, son aquellos que están compuestos por células que poseen en su citoplasma un
núcleo discreto rodeado de una membrana, el cual contiene el ADN y en donde se pueden
ver los cromosomas durante la división celular. Estas células además del núcleo tienen sus
organelas, un cito-esqueleto y una red de membranas internas. Entre los organismos
eucarióticos se encuentran los animales, las plantas, los fungi y muchos protistas como las
amebas. Los organismos procariotas son más pequeños y más simples y no tienen un
verdadero núcleo, su ADN se encuentra en el citoplasma celular sin estar delimitado por
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una membrana. Debido a este descubrimiento, las bacterias se pasaron a otro reino,
dejando en el Protista a los eucariotas unicelulares.
En 1959, R.H. Whitaker
22
divide los seres vivos en cinco reinos: un reino
procariota: Monera, donde se colocaron las bacterias y cuatro reinos eucariotas: Animalia,
Plantae, Fungi y Protista. Nótese que en esta clasificación no se incluyeron los virus, los
cuales no se han considerado como organismos vivos por algunas características que se
discutirán posteriormente.
Durante los años cuarenta del siglo pasado, la biología se estudiaba enfocada en los
organismos vivos, es decir en las células, ya que éstas se consideraban los componentes
básicos y se encontraba lejos de la física. Después de la segunda guerra mundial, el estudio
de los organismos vivos empieza a explicarse desde la física y la química a raíz del libro
publicado por esa época por el famoso físico Erwin Schrödinger
23
. Aunque él mismo
aceptaba que el estudio de los seres vivos no puede basarse solamente en el conocimiento
existente en ese momento, estaba seguro que el problema se resolvería cuando se
descubrieran otras leyes de la física hasta el momento desconocidas.
En 1962, Maurice Wilkins, James Watson y Francis Crick
24
reciben el Premio
Nobel de Fisiología o Medicina al publicar la estructura del ADN, descubrimiento que
lograron al utilizar algunos de los estudios cristalográficos de difracción de rayos X de
Rosalyn Franklin
25
. Este hecho cambió la perspectiva del estudio de la vida. Este
descubrimiento llevó al triunfo de la genética y redireccionó completamente la
investigación biológica. Mientras que las células se veían como los componentes básicos de
los organismos vivos durante el siglo XIX, la atención cambió de las células a las
moléculas. Este triunfo de la biología molecular derivó en la creencia generalizada de que
todas las funciones biológicas pueden ser explicadas en términos de estructuras y
mecanismos, convirtiendo de esta forma a la mayoría de los biólogos en apasionados
reduccionistas.
Durante los años sesenta, se descubrió que tanto la secuencia de aminoácidos en las
proteínas o los nucleótidos en los ácidos nucleicos contienen mucha información
genealógica (ascendencia genética). Las macromoléculas que descienden de una molécula
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común ancestral divergen progresivamente durante el tiempo y gracias a la acumulación de
las mutaciones, la comparación de sus secuencias puede dar información acerca la relación
entre organismos desde el punto de vista evolutivo. Durante los años siguientes se
utilizaron las secuencias de aminoácidos de las proteínas y la secuencia de los ácidos
nucleicos para llevar acabo los estudios genealógicos
32
. Pero a partir de los años noventas,
la macromolécula de escogencia para hacer estudios genealógicos de los microorganismos
ha sido el RNA ribosomal
26
, que se encuentra en el ribosoma, la organela celular que
traduce el idioma del ARN a las proteínas, ya que se ha encontrado que es la
macromolécula más conservada que se conoce, es decir que ha variado muy poco a través
de los años.
La comparación de los ARN ribosomales de las bacterias demostró que los
procariotas se pueden dividir en dos grandes grupos. El primero, designado como
Eubacteria, donde se encuentran las bacterias más conocidas, y otro, el grupo
Archaebacteria, donde se encuentran bacterias más primitivas y exóticas, como las
extremofílicas (amantes de los extremos) entre las cuales se encuentran las termofílicas,
que crecen a altas temperaturas, las halofílicas que crecen a altas concentraciones de sal, las
acidofílicas que crecen en medios de mucha acidez y bacterias del rumen que son, todas,
microorganismos más ancestrales.
Toda la información y las instrucciones necesarias para “ser” y mantener un organismo vivo
está en su ADN. Toda esta información está codificada en un lenguaje de cuatro letras de nucléotidos de
ADN las cuales están abreviadas en A (adenina), G (guanidina), C (citosina) y T (timidina). El genoma
humano tiene alrededor de tres billones de nucleótidos en sus hélices que forman la doble hélice
característica. Cuando aparecen las señales que indiquen que es necesario que se exprese un gene, la doble
hélice se abre a modo de zipper exponiendo la secuencia del gene necesario, el cual se expone y éste es
copiado en el idioma del ARN, el cual a su vez, es leído por los ribosomas traduciendo el código en el
lenguaje de las proteínas. Cada secuencia de nucleótidos de ADN que se transcribe en la versión del ARN se
llama gene. ADN a ADN se le llama replicación, de ADN a ARN se llama transcripción y de ARN a proteínas
se llama traducción.
32
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10
En 1990, Woese, Kandler y Wheelis
27
propusieron el término Dominios, que son
unidades taxonómicas (o sea, de clasificación) más amplias que los reinos; basados en la
secuencia del ARN ribosomal dividieron los seres vivos en tres grandes dominios:
Eubacteria, Archaea y Eukarya. Esta nueva clasificación recibió varias críticas,
especialmente de Ernest Mayr
28
, quien enfatizó que variaciones en un solo carácter de la
estructura del ARN ribosomal es una fundación frágil para hacer divisiones taxonómicas.
Él propuso que la organización general de las células debería basarse en una plataforma
más robusta para esta clasificación, por lo tanto propuso dos dominios: el Eukaryotico y el
Prokaryotico el cual estaría dividido en dos subdominios: Eubacteria y Archaebacteria.
A principios del siglo XX, la teoría de relatividad de Einstein, y sobretodo las
diferentes interpretaciones de la física cuántica, traen un cambio de paradigma del mundo
mecanicista de Descartes y Newton hacia la visión ecológica y holística. Es decir, que el
Universo deja de ser visto como una máquina compuesta de partes, y se introduce una
visión de integración. Aunque la física cuántica se desarrolla durante los primeros 30 años
del siglo, sus implicaciones filosóficas han sido muy difíciles de aceptar ya que su
comprensión llevaría al ser humano a relacionarse con el Universo de una forma totalmente
diferente.
La física o mecánica cuántica
29
es una teoría matemática sobre el comportamiento
de las partículas subatómicas. Sin ella, no podríamos entender los átomos, las moléculas,
los cristales, la luz, los transistores, los rayos láser o las partículas subatómicas. Ningún
científico serio podría negar las ideas básicas de la teoría, pero sus implicaciones filosóficas
han sido muy difíciles de aceptar. Esta teoría introduce el aspecto dual de la materia en
donde entidades como los electrones pueden comportarse tanto como partículas o como
ondas, dependiendo del contexto del medio en el cual ellos existen y son observados. En
segundo lugar, introduce la noción que la acción cuántica es indivisible, lo cual implica
que transiciones entre estados estaciónales son en cierto sentido discreto (discontinuos). En
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tercer lugar, cada situación física se caracteriza por una función de onda la cual no está
directamente relacionada con las propiedades actuales de un objeto individual, evento o
proceso. En general, solo se obtiene una medida estadísticamente probable de
observaciones similares llevadas a cabo bajo las mismas condiciones y no se puede predecir
en detalle qué pasará en cada una. En cuarto lugar, los electrones que inicialmente se
combinan para formar una molécula y luego se separan, muestran una relación no-local, la
cual puede ser descrita como una conexión no causal de dos elementos que se encuentran
lejanos
30
. Por lo tanto, a nivel subatómico, la materia no existe con certeza en lugares
definidos, más bien muestra tendencias a existir, y los eventos atómicos no ocurren con
certeza a tiempos definidos y en formas definidas, más bien muestran tendencias a ocurrir.
Estas tendencias se expresan como probabilidades, pero probabilidades de interconexiones
31
. De manera que, el universo ya no es visto como una máquina compuesta de diferentes
partes, sino como un todo indivisible, dinámico y cuyas partes están esencialmente
interconectadas y pueden ser entendidas solo entre varios procesos de observación y
medida. Al ser un todo indivisible e interconectado, el instrumento que observa no puede
ser separado de lo observado. Por lo tanto, el ser humano pasa del mundo mecanicista de
Newton, donde la naturaleza y el universo eran vistos como una máquina que podía
dividirse en partes independientes para su estudio y cuyo futuro estaba completamente
determinado, al mundo de la incertidumbre, donde no se puede separar entre el observador
y lo observado, pues todo lo que existe se comporta como un todo indivisible.
Heisenberg
32
por otro lado, discute que lo que observamos, no es la naturaleza en sí
misma, sino la naturaleza expuesta a nuestro método de observación de manera que el
método a cuestionar se convierte en parte integrante de las teorías científicas. De esta
manera, el pensamiento sistémico comporta un cambio de ciencia objetiva a ciencia
“epistémica”, a un marco en que la epistemología – el modo de cuestionar – se convierte en
parte integrante de las teorías científicas. Esta forma de pensamiento y análisis todavía no
es aceptada por muchas de las ciencias llamadas duras.
Durante el siglo XX el cambio del paradigma mecanicista al sistémico se produce
en distintas formas, y diferentes velocidades en los diferentes campos científicos. En la
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ciencia actual, la perspectiva holística ha sido conocida como “sistémica” o pensamiento
sistémico. Este pensamiento fue encabezado por biólogos, quienes pusieron en relieve la
visión de los organismos vivos como totalidades integradas. El comportamiento de un
organismo como un todo integrado no puede ser comprendido únicamente desde el estudio
de sus partes. La teoría de los sistemas demuestra que el todo es más que la suma de sus
partes. Comprender las cosas sistémicamente significa literalmente colocarlas en un
contexto, establecer la naturaleza de sus relaciones
33
. En la visión sistémica, los objetos en
sí mismos son redes de relaciones inmersas en redes mayores. Para el pensador sistémico
las relaciones son prioritarias.
Durante los años cincuenta y sesenta, el pensamiento sistémico tuvo gran influencia
en la ingeniería y la gestión de empresas, pero su incidencia en el campo de la biología fue
paradójicamente casi inexistente. De manera que el estudio de la biología se mantuvo
desde el mecanicismo, que explica la vida desde las leyes de la física y la química. Este
enfoque manifiesta que todos los fenómenos biológicos pueden ser explicados en términos
del estudio de las partes y las fuerzas entre ellos. Pero en el presente ha quedado bien
demostrado que la morfología, el comportamiento y el desarrollo son ejemplos que no se
han podido inferir solo por los mecanismos moleculares, es por eso que el biólogo Paul
Weis
34
manifiesta que “No hay ningún fenómeno en un sistema vivo que no sea molecular,
pero no existe ninguno que sea tampoco totalmente molecular”.
Albert Lehninger
35
, en su famoso libro de Bioquímica, dice que las moléculas de
la vida no difieren de aquellas del mundo no vivo en sus características químicas pero sí en
sus características biológicas: con algunas excepciones como algunos compuestos que se
excretan, todas las demás están al servicio del organismo como un todo. La noción de la
función en los constituyentes del petróleo no tiene ningún significado, ya que dichas
moléculas solo obedecen a las leyes de la química y la física. Pero la función es crucial
cuando nos preguntamos por que las hojas son verdes y la sangre es roja. La función
implica un propósito y por lo tanto un orden, y el orden está implícito en la organización.
Grunther Stent
36
habló sobre la calidad paradójica de los organismos vivos, que
obedecen a las leyes de la física y la química pero sin embargo no pueden ser explicados
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en término de esas ciencias. En este nuevo contexto, en los años setenta el filósofo Arne
Naes
37
desarrolla un movimiento filosófico conocido como la ecología profunda, la cual
reconoce el valor intrínseco de todos los seres vivos y ve a los humanos como una mera
hebra de la trama de la vida.
A finales del siglo XX, debido a una serie de problemas globales que dañan la
biosfera, la extinción en gran escala de especies de animales y plantas, la reemergencia y
emergencia de agentes infecciosos y la desigualdad alarmante entre los seres humanos, los
temas del ambiente adquirieron una importancia primordial. Cuanto más se estudian los
problemas de nuestro mundo, más nos damos cuenta que no pueden ser entendidos
aisladamente. Se trata de problemas sistémicos, lo que significa que están interconectados y
son interdependientes.
Dentro de esta nueva perspectiva, aparece la teoría de Gaia (Gaia viene de la Diosa
griega Madre Tierra) en que James E. Lovelock
38
postula que el planeta Tierra se
comporta como un superorganismo ya que tiende a la autorregulación. El trabajo de este
científico se inició a principios de los años sesenta cuando fue invitado por la NASA para
participar en la investigación sobre la búsqueda de vida en Marte. Para lograr este objetivo,
se partió de una característica muy general de los organismos vivos: toman energía y
materia del medio ambiente y descartan otros productos al exterior. También razonó que
los organismos usan la atmósfera del planeta como un medio para su intercambio cíclico,
así como nosotros respiramos oxígeno y expelemos dióxido de carbono. En conjunto con su
colega Dian Hitchcock lograron determinar que la atmósfera de Marte y Venus está
constituida de alrededor de un 95% de dióxido de carbono, oxígeno pero no se detecta
metano. En cambio en el planeta tierra, la atmósfera está constituida por 77% de nitrógeno,
21% de oxígeno y una cantidad de metano. Marte y Venus están químicamente muertos, es
decir que no hay intercambio químico, en cambio la tierra está lejos del equilibrio, ya que el
metano y el oxígeno reaccionan fácilmente, pero se mantienen en la misma proporción, lo
que lo llevó a concluir que para que esto ocurra, los gases deben estar en una constante
circulación y que la bomba responsable son los organismos vivos. De esta manera, vista la
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tierra desde el espacio y comparándola con sus vecinos, la tierra podría ser descrita como
un superorganismo con capacidad de autoregularse.
En 2000, James Lovelock
39
escribe su libro Gaia: A new Look at Life on Earth
donde expresa que “las condiciones químicas y físicas de la superficie de la Tierra, de la
atmósfera y los océanos han sido y son activamente adecuados y confortables para la
presencia de los organismos vivos como tales. Esto en contraste con la creencia
convencional que la vida se adaptó a las condiciones del planeta y que luego evolucionaron
por caminos separados.”
Con la colaboración de la gran microbióloga Lynn Margulis, quien en ese momento
estaba estudiando los procesos por los cuales los microorganismos producen y remueven
gases de la atmósfera, logran describir
40
un número de anillos de retroalimentación que
podrían actuar como influencias regulatorias.
Como lo describe Lynn Margulis
41
en su libro Symbiotic Planet “Gaia es
simbiosis vista desde el espacio: todos los organismos se están tocando por que todos están
bañados en el mismo aire y la misma agua que fluye”. Al principio esta teoría tuvo muchas
críticas, que el mismo Lovelock estuvo de acuerdo, y en su segundo libro, hace
correcciones y da más evidencias, de manera que, esta teoría cada día es más aceptada por
el mundo científico, pero se prefiere describirla como el Sistema Científico de la Tierra o
de Geofisiología
42
.
En los últimos años, los científicos y los matemáticos se han unido al estudio de los
organismos vivos por medio de la formulación de una teoría de los sistemas vivientes al
desarrollar un conjunto de conceptos matemáticos y técnicas que describen y analizan la
complejidad de los sistemas vivientes. Esta nueva metodología se ha llamado “la teoría de
la complejidad” o “la ciencia de la complejidad” o como les gusta llamarla a los
matemáticos “la dinámica no-linear”
43
.
La no-linealidad es una consecuencia común a las interacciones de retro-
alimentación que es común en los procesos de regulación en los organismos vivos. Esta
nueva matemática de la complejidad explica cómo las formas biológicas y las funciones de
un organismo no están determinadas por las características genéticas del organismo sino
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que son propiedades emergentes de toda la red epigenética (interrelación entre el núcleo y
el citoplasma de la célula) entre los diferentes procesos; su descripción matemática se basa
en ecuaciones diferenciales compuestas. Para entender la emergencia de formas nuevas,
necesitamos entender no solo la estructura genética y la bioquímica celular sino también su
relación con el ambiente. Este encuentro entre la célula y el ambiente dará como resultado
un número limitado de posibles funciones y formas. Esto es demostrado por medio de
ecuaciones complejas y patrones geométricos que representan las propiedades dinámicas de
los sistemas. Esta visión es totalmente diferente a la que mantienen los biólogos
moleculares, los biotecnólogos y las compañías farmacéuticas que insisten en el
determinismo genético
44
.
Una de las teorías más aceptadas en la actualidad para definir los organismos vivos
es la formulada en 1980 por los científicos chilenos Humberto Maturana y Francisco
Varela
45
. Ellos proponen su teoría de la autopoyesis, es decir hacerse a sí mismo. Este
concepto combina ambas cosas, el límite físico que es la membrana y la red metabólica. El
límite de un sistema autopoyético es distinto químicamente del resto del sistema, y participa
en procesos metabólicos armándose a sí mismo y llevando a cabo la filtración de las
moléculas que entran y salen del sistema
46
. La definición de un sistema vivo como una red
autopoyética significa que el fenómeno de la vida tiene que ser entendido como una
propiedad del todo. Como dijo Pier Luigi Luisi
47
“La vida no puede ser adscrita a ningún
componente molecular por sí mismo, sino a toda la red metabólica interconectada”. La
crítica más importante que se le hace a esta teoría es que no provee con una descripción
detallada de los procesos químicos y físicos que participan en estas redes. Esta descripción
es crucial para poder entender la emergencia de las formas y funciones biológicas.
Estudios detallados sobre el flujo de la energía a través de sistemas complejos
resultaron en la teoría de estructuras disipativas desarrollada por Ilya Prigogine
48
y sus
colaboradores. Una estructura disipativa se describe como un sistema abierto que se
mantiene a sí mismo en un estado lejos del equilibrio, pero es estable: su estructura se
mantiene aunque este ocurriendo un constante flujo y cambio de componentes. Prigogine,
quien gana el Premio Nobel en 1977 por esta teoría, escogió el término estructuras
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disipativas para enfatizar este intercambio cerrado entre estructura por un lado y flujo y
cambio (disipación) por el otro. La dinámica de estas estructuras disipativas
específicamente incluye la emergencia espontánea de nuevas formas de orden. Esta
emergencia espontánea del orden en puntos críticos de inestabilidad o puntos de bifurcación
es uno de los nuevos conceptos más importantes. Es técnicamente reconocido como auto-
organización o “emergencia”. Se ha reconocido como el origen dinámico del desarrollo, del
aprendizaje y de la evolución. En otras palabras, creatividad- es una propiedad fundamental
de los sistemas vivos. Ya que la emergencia es una parte integral de la dinámica de los
sistemas abiertos, Capra
49
llega a la conclusión de “que los sistemas abiertos se desarrollan
y evolucionan. Que la vida alcanza siempre la novedad”. La teoría de las estructuras
disipativas, formulada en términos de la dinámica no-linear, no solo explica la emergencia
del orden sino que también ayuda a definir la complexidad e introducen aspectos más
holísticos para definir la vida.
A pesar de todas las nuevas teorías y perspectivas para el estudio de los organismos
vivos, algunos científicos mantienen el criterio que cada fenómeno biológico, por complejo
que sea, está basado en interacciones químicas y físicas entre las moléculas. Pero la
complejidad que caracteriza a los seres vivos, sus estructuras y función, metabolismo,
reproducción, adaptación y su comportamiento hacia la búsqueda de una meta llevan a la
pregunta si el estudio de la biología puede realmente reducirse a la química y a la física o si
debe ser una ciencia autónoma con principios propios.
Para muchos científicos lo ideal sería estar entre el reduccionismo y el holismo, ya
que el enfoque reduccionista es una estrategia importante para hacer investigación, y
cuando es exitosa ofrece explicaciones que son satisfactorias. Hunter
50
presenta una
respuesta conciliatoria; reexaminando si la pregunta de si la biología puede ser reducida
a la química, él dice: ”Los dos extremos son conciliatorios, no antagonistas: para aquellos
que buscan entender los organismos vivos requieren ambas, la perspectiva holística desde
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arriba para abajo y la perspectiva reduccionista de abajo para arriba. Ninguna de ambas
es suficiente por sí misma”
Los Organismos Vivos:
Todo organismo que es considerado como vivo en la ciencia de hoy consiste de
células. Pueden ser organismos unicelulares u organismos formados por cúmulos de
diferentes células. Sin células se podría decir que no existe la vida en el planeta tierra.
Una célula se caracteriza por tener una membrana, la cual la limita, la define como “propia”
y la separa del ambiente. Otras células tienen además otros limitantes más rígidos como son
las paredes celulares y las cápsulas, que son estructuras más resistentes, pero la existencia
de membranas de matriz lipídica es fundamental para que la célula pueda tener su propia
identidad y llevar a cabo sus funciones, su reproducción y su metabolismo y además de
interactuar y protegerse del ambiente. Todas las células nucleadas tienen el sistema de
endomembrana que es una única membrana que está en constante movimiento y que
envuelve a sus organelas
51
.
Para poder definir entonces las características de la vida tenemos que concentrarnos
en las características propias de la célula. Aunque es un enfoque reduccionista, no debemos
quedarnos con la idea que entidades complejas son solo la suma de sus partes. Harold
Morowitz
52
dice que existe una simplicidad interna celular que es su ambiente bioquímico
y una simplicidad ecológica donde el organismo hace algunas demandas químicas al medio
externo. Cada célula además tiene la capacidad de hacerse a sí misma de manera autónoma
multiplicándose por división y consecuentemente representan el nivel más simple de
organización que manifiestan todas las características de la vida.
La membrana celular es la característica primera que define la vida celular y la
segunda característica es el metabolismo que se lleva a acabo dentro de su límite. El
metabolismo es el conjunto de procesos químicos por los cuales las células obtienen
nutrientes y servicios requeridos para su continuidad, su crecimiento y su reproducción. Se
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caracteriza por un flujo de materia y energía, es decir una actividad química incesante que
permite la absorción de nutrientes del ambiente para producir biomasa y eliminar
productos de deshecho. Como dijera Lynn Margulis
53
“El metabolismo, la incesante
acción química de automantenerse, es una característica esencial de la vida. A través de un
metabolismo incesante a través de la química y el flujo de energía, la vida se produce
continuamente, se repara y se perpetúa a sí misma. Solo las células, y los organismos
compuestos de células metabolizan”.
De esta manera, existen dos clases de redes celulares, la primera es la metabólica,
es decir cuando se producen los metabolitos y la segunda la epigenética, que es cuando a
partir de estos se forman las macromoléculas. Esta segunda fase incluye los genes. De esta
forma se forman las redes químicas, que son otra característica de los organismos vivos.
Donde se vea vida, se ven redes. La función fundamental de cada componente en estas
redes es la transformación o reemplazo de otros componentes, de manera que toda la red se
está regenerando continuamente a sí misma. Esto lleva a una definición sistémica de la vida
“las redes vivientes continuamente crean, o se recrean a sí mismas a través de transformar o
reemplazar sus componentes. De esta forma pueden llevar a cabo cambios estructurales
continuos mientras que preservan sus patrones de organización.”
54
.
Existe, además, una conexión fundamental entre el estado viviente y un orden
especial. Cada célula constituye una unidad del todo, una unidad de vida. Cada
constituyente molecular tiene sus funciones. Cada molécula forma parte de un sistema
integrado, y de esa manera cada uno le sirve a la célula en su totalidad. John von Neuman
dijo que la organización tiene un propósito, en cambio el orden no. “Los organismos
vivientes claramente tienen un propósito, el perpetuarse. Por lo tanto, la organización es la
palabra que suma la esencia del orden biológico”
55
.
Las células están formadas por grandes cantidades de moléculas, desde elementos
trazas, ácidos nucleicos y proteínas con diferentes funciones y especificidades. Los
diferentes procesos metabólicos son llevados a cabo por enzimas las cuales están
codificadas por los genes y la reproducción depende también de la eficiencia de la
duplicación del ADN en la célula. Sin esta molécula, además, hubiera sido imposible la
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evolución de las especies y la gran variabilidad de organismos vivos que existen, si estamos
de acuerdo que la vida se generó en este planeta y que todos tenemos un origen común.
Dada la importancia de esta molécula podríamos entonces decir que los organismos vivos
son aquellos que contienen ADN. Pero como sabemos, el ADN es una molécula muy
estable y puede estar presente en células muertas, por lo tanto, su sola presencia no define
la vida. También hay que tomar en cuenta que cuando una célula se divide no solo el ADN
pasa a la célula hija, sino que pasa el citoplasma y sus organelas, es una continuidad de la
toda la red epigenética. Hoy en día existen dos grandes corrientes filosóficas y
experimentales sobre este aspecto, la visión que se centra en el ADN y la visión que se
centra en la célula
56
.
La herencia epigenética es la transmisión de información de una célula o un
organismo multicelular a sus descendientes sin que esa información esté codificada en la
secuencia de nucleótidos de su ADN. El sistema de herencia epigenética le permite a las
células de fenotipos diferentes e iguales genotipos transmitir su fenotipo a los
descendientes, aunque el estímulo responsable de inducir esa característica esté ausente.
Hay tres ejemplos en la naturaleza: el primero de ellos es cuando algunos patrones
metabólicos se auto perpetúan. Un gen puede ser estimulado directa o indirectamente para
transcribir un producto que mantiene la actividad de ese gen. Los descendientes de esa
célula pueden heredar esa actividad aunque el estímulo que activó el gen ya no esté. La
difusión del producto de ese gen puede pasarle esa característica a las células vecinas. El
segundo caso es cuando se heredan sistemas estructurales como en el caso de algunos
ciliados como el Paramecium. Alteraciones experimentales en los patrones de los cilios en
la superficie celular pueden ser transmitidas a sus descendientes idénticos. El mecanismo
no se conoce muy bien, pero parece que estructuras existentes sirven de modelo para
nuevas estructuras. Se cree que organismos multicelulares también utilizan este
mecanismo. El tercer caso es el de los sistemas marcadores de la cromatina, que son las
proteínas y grupos químicos que están ligados al ADN. Estas marcas pueden ser copiadas
con el ADN las cuales influenciarán al gen de las células hijas
57,58
.
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Las variantes epigenéticas exhiben reversión y emergencia espontáneas, pero
también pueden ser inducidas por otros factores genéticos. Además, factores ambientales
también pueden influenciar la emergencia y reversión de los factores epigenéticos. Esto
produce la posibilidad que variaciones epigenéticas se puedan producir en diferentes
lugares, células y organismos, pudiendo afectar la evolución biológica; la variación
adaptativa podría ocurrir y por lo tanto se acercaría mucho a la teoría de Lamarck. La gran
pregunta es ¿qué papel juega y en qué medida afecta la evolución la herencia epigenética?
Según la definición de la vida desde la termodinámica, los organismos vivos están
en contradicción con la segunda ley de la termodinámica, la cual dice: el aumento de
entropía (desorden) está siempre creciendo, con el universo moviéndose a un estado de
desorden y azar. En un principio, pareciera que realmente, los organismos vivos, la
contradicen ya que mantienen orden en el aumento de entropía constante. Pero en realidad
no es así, pues los organismos vivos, aunque sean sistemas cerrados desde el punto de vista
de su organización, son sistemas abiertos material y energéticamente ya que tienen un
intercambio constante con su medio externo. Por ejemplo, al utilizar la energía del sol como
fuente de energía, les permite mantener su estructura en última instancia a expensas de un
aumento de la entropía de sus alrededores.
Harold Morowitz
59
lo explica de la siguiente manera: los organismos vivos
extraen energía del ambiente, la utilizan para llevar a cabo toda clase de interacciones
químicas y físicas, convirtiendo la energía en organización. Por lo tanto, la vida no está en
contra de la segunda ley, sino que más bien la evade. El problema permanece, ya que las
entidades capaces de convertir energía en organización no son predecibles desde el punto
de vista de la física. Schrödinger consideraba que la materia viviente no elude las leyes de
la física, pero que todavía se desconocen las leyes que podrían explicar y predecir este
fenómeno.
Capra
60
, basándose en la teoría de la autopoyesis y la de estructuras disipativas,
define a la célula como una entidad rodeada por una membrana, que se auto genera; es una
red metabólica cerrada desde el punto de vista organizacional, la cual es un sistema abierto
desde el punto de vista material y energético, utilizando constantemente un flujo de materia
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y energía para producir, repararse y perpetuarse. Opera lejos del equilibrio, donde nuevas
estructuras y nuevas formas de orden pueden emerger espontáneamente, llevándola al
desarrollo y la evolución.
En marzo del 2002, Daniel E. Koshland Jr.
61
publica en la revista Science “Los
siete pilares de la vida”, los que él considera los principios esenciales para definir un
organismo vivo desde la termodinámica y la cinética, y los llamó “PICERAS”. La “P”
viene por Programa, ya que todo ser vivo tiene su programa el cual debe estar sujeto a la
“I”mprovisación que le permite hacer los cambios necesarios para adaptarse a las
condiciones cambiantes del ambiente. El tercero es la “C” compartimentalización, ya que
todo organismo que se considere vivo debe estar delimitado, diferenciado de su ambiente
por medio de una pared, o membrana o piel. El cuarto pilar es la “E” energía que es
necesaria para llevar a cabo todas sus funciones y mantenerse sano y en acción. El quinto
pilar es la “R” regeneración de sus estructuras por medio del metabolismo y su interrelación
con su ambiente. El sexto pilar es la “A”adaptabilidad, sin la cual no podría sobrevivir en
un ambiente cambiante y el último pilar es la “S”seclusión para llevar a cabo sus funciones
específicas. Para este autor, los principios PICERA son los esenciales para que un sistema
vivo pueda operar, aunque argumenta que pueden existir otros mecanismos para operar
mientras cumpla con los principios cinéticos y termodinámicos.
Teoría de la Evolución de los seres vivos
El impacto de la publicación de del libro de Charles Darwin El Origen de las
Especies ha representado uno de los cambios más profundos y más radicales de la forma
en que se veía el mundo hasta ese momento, y con el descubrimiento del ADN se convirtió
en uno de los dogmas más fuertes de la ciencia, ya que aún hoy, la teoría de la evolución es
el pensamiento ortodoxo en esta materia y tiene muchos fervientes y apasionados
seguidores.
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Aunque el darwinismo y el neodarwinismo han sido la base para explicar el origen
de las especies, la diversidad de los organismos, a evolución y el orden biológico, no
explica los grandes cambios evolutivos que se observan en los fósiles, ya que éstos
demuestran que la transformación de las poblaciones no es ni lenta ni mantenida, como lo
sugiere Darwin. Stephen Jay Gould, en 1982, argumenta que el darwinismo no es que sea
incorrecto para explicar la evolución, pero que necesitaba expandirse sobre todo en su
aplicación al origen de nuevas especies y categorías superiores. Es así como propone en
conjunto con Eldredge
62
un nuevo modelo de patrón de evolución, el “equilibrio
interrumpido” en donde explican que durante largos períodos de constancia relativa en las
especies, existen cambios rápidos y abruptos por episodios puntuales, los cuales generan
nuevas especies. Gould (Gould / Eldregde
63
, creen que la evolución es más rica y más
ocurrente de lo que la ortodoxia permite, gracias a la infusión de novedades no adaptativas,
brincos episódicos y una buena dosis de eventualidad.
El anatomista Ivan E. Wallin
64
argumentó en su libro Symbioticism and the Origin
of Species que nuevas especies se originan por medio de la simbiosis. Años después, Lynn
Margulis
65
establece el término evolucionista “Simbiogénesis”, que se refiere al origen de
nuevos tejidos, órganos, organismos y hasta nuevas especies por medio del establecimiento
de simbiosis permanentes o por largos períodos entre organismos. Es un cambio evolutivo
por la herencia del conjunto de genes adquiridos por los padres. La simbiosis para Margulis
es crucial para entender novedades evolutivas y el origen de nuevas especies. La simbiosis
no es un evento marginal o raro, al contrario es un evento común en la naturaleza. En sus
propias palabras: “la simbiosis es como un resplandor de un rayo en la evolución”.
Jean Baptiste Lamarck decía que los organismos heredan las características de sus
padres que fueron inducidas por el ambiente; de esta forma Lynn Margulis
66
dice que la
simbiogénesis es un tipo de neo-lamarckismo ya que los organismos adquieren no las
características inducidas por el ambiente, pero organismos enteros con su conjunto de
genes. El origen de células de plantas y animales por medio de la simbiosis ya no es
controversial, ya que la biología molecular lo ha demostrado utilizando métodos de
secuenciación de ácidos nucleicos.
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Cada día aparecen más informes en la literatura científica sobre la transferencia
horizontal de genes, la cual ocurre entre organismos de la misma especie y hasta entre un
Filo y un Reino. Esta promiscuidad genética entre los organismos vivos lleva a la duda en
el momento de definir el linaje de una especie a través de la transmisión vertical (sus
propios genes?) de padres a hijos.
Los virus son los responsables de la transferencia de genes por excelencia, lo hacen
entre bacterias, entre humanos y otras células, haciéndolos también parte de cambios
evolutivos muy importantes. Las poblaciones de organismos infectados por virus son
asideros de selección natural, y como dice Lynn Margulis
67
“nosotros somos nuestros
virus”.
Problemas con el Dogma Central
En los años 70, los problemas con el Dogma Central se volvieron más evidentes
cuando los investigadores extendieron sus trabajos más allá de las bacterias. Se encontró
que la correspondencia entre las secuencias de ADN y las secuencias de aminoácidos en las
proteínas no existe en los organismos más complejos. Por lo tanto, el principio de un gen-
una proteína tuvo que ser abandonado. En organismos superiores, los genes que codifican
por proteínas tienden a estar fragmentados más que ser una secuencia continua. De manera
que muchas proteínas pueden ser producidas de la misma secuencia genética primaria; a
veces hasta varios cientos de ellas de acuerdo con últimos estimados
68
. Según Ast
69
, “La
señal o señales que determinan el patrón específico en que el transcripto final es formado
viene de la regulación dinámica compleja de la célula como un todo. Descifrar la estructura
de las vías de dicho señalamiento se ha convertido en el foco principal de la biología
molecular contemporánea”. Hoy en día se ha demostrado que un organismo entre más
complejo sea, extrae múltiples proteínas de un solo gen. Esto se comprueba cuando se
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realiza la secuenciación del genoma humano donde se identificaron de 30.000 a 35.000
genes cuando siempre se había sugerido que el ser humano sintetiza alrededor de 100.000
proteínas.
El mecanismo que se utiliza es el de “edición alternativa” lo que significa que el
código genético que presenta cada gen es leído utilizando diferentes sitios de iniciación, lo
que se traduce en proteínas de diferentes secuencias de aminoácidos y por lo tanto de
conformación (tridimensionalidad) y función diferente. Para aclarar el concepto me voy a
permitir dar un ejemplo. El mecanismo de la apoptosis es muy importante para la célula ya
que por medio de este, las células dañadas que no pueden reparar su ADN o se encuentran
infectadas tienen la capacidad de activar el programa para su propia eliminación. Es decir,
la célula tiene la capacidad de suicidarse para no causarle problemas al organismo. El gen
Bcl-x que es el regulador de la apoptosis puede ser editado en dos formas de manera que
genera una proteína que activa y la otra que inhibe la apoptosis según las necesidades de la
célula
70
.
Las investigaciones, por lo tanto, han demostrado que el programa de activar los
genes no reside en el genoma, sino en la red epigenética de la célula. Una serie de
estructuras celulares se han identificado en la regulación de la expresión de un gen. Estas
incluyen proteinas estructurales, hormonas, redes de enzimas y muchos otros compuestos
moleculares. En particular, la cromatina parece jugar un rol crítico, ya que constituye el
ambiente más cercano al genoma
71
.
A través de las investigaciones que se realizan, lo que emerge es una nueva visión
de los procesos que tienen que ver con los genes, la fidelidad de la replicación del ADN, la
razón de las mutaciones, la transcripción de secuencias codificadoras, la selección de las
funciones de las proteínas, los patrones de expresión genética - todas están reguladas por
las redes celulares en las cuales está embebido el genoma. Esta red es no-linear,
conteniendo múltiples bucles de retroalimentación, de manera que los patrones de actividad
genética continuamente está cambiando en respuesta a circunstancias cambiantes
72
.
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¿Vivos o inertes?
Los virus
Aunque los virus han afectado a la humanidad desde el principio de la historia, los
he incluido en nuevos hallazgos por que son “entes” que mantienen a los científicos en
emergencia, debido a los problemas de salud pública con la amenaza de las pandemias
debido a su capacidad de adaptación tan exitosa y por que sus diferentes mecanismos para
perpetuarse ponen a la ciencia en cuestionamientos evidentes que pareciera que ésta se
resiste a tomar en consideración.
Los virus siguen siendo catalogados como inertes, no pertenecen al reino de los
organismos vivos ya que estos son estructuras moleculares consistentes en ácido nucleico y
proteínas, carecen de membrana celular ya que no son células y son estrictamente parásitos
por que necesitan una célula metabolitamente activa para poder llevar a cabo sus
características de seres vivos, afectando muchos de ellos el comportamiento de sus
hospederos dramáticamente. Pero por otro lado, dentro de su célula hospedera tienen la
capacidad de replicarse y formar una progenie idéntica a sus progenitores, están sujetos a la
selección natural ya que mutan y varían sus proteínas para adaptarse a las condiciones
cambiantes del medio y por lo tanto cumplen con una de las finalidades de cualquier ser
vivo “perpetuarse”.
Recientemente, Didier Raoult y colaboradores
73
publicaron la secuencia del
genoma del virus más grande que se conoce. Su hospedero es una ameba, tiene casi el
tamaño de una bacteria y contiene genes, proteínas y funciones que solo se creía que
existían en organismos celulares. La complejidad de estos Mimivirus pone en evidencia la
frágil frontera entre los virus y los organismos celulares que son parásitos. Además, en el
mes de agosto del 2005, Monika Häring y colaboradores
74
describen un virus que tiene la
capacidad de transformar sus estructuras fuera de la célula hospedera y de forma
independiente. Este fenómeno acerca más a este virus a calzar en la definición de los
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organismos vivos. Aunque los virus se consideran dependientes ya que dependen del
metabolismo de la célula hospedera para replicarse, son independientes a la hora de escoger
su hospedero producto de la coevolución.
Por otro lado, los virus son los agentes más exitosos en transferir genes de una
especie y un género a otro, son capaces de robarse genes de sus hospederos y utilizarlos
luego para burlar sus mecanismos de defensa, son capaces de inhibir la apoptosis para
evitar que la célula se suicide y se mantenga para ellos replicarse. Como lo evidencia
Villareal
75
en su artículo “Are Viruses Alive?” de diciembre de 2004, los virus son parte
fundamental de la red de la vida.
Los Priones
El descubrimiento de los priones
76
como proteínas transmisibles y productoras de
enfermedad han contribuido al conocimiento científico de una manera considerable. Tanto
así, que aquellos fenómenos y procesos característicos de ellos, que cuestionan los dogmas
de la biología se les ha llamado “las herejías de los priones”. La primera de ellas propone
una forma diferente de transmisión de la información de una generación a otra. Es decir,
dejamos de lado la idea que la herencia se aloja solamente en el ADN para pasar a la
herencia propagativa alojada en las proteínas.
La segunda herejía de los priones se basa en la demostración que el concepto: una
secuencia de nucleótidos en el ADN se traduce a una secuencia de aminoácidos en la
proteína y por lo tanto una conformación o estructura y una función dada, ya no es cierta
en los organismos superiores. Los priones nos han demostrado que una sola secuencia de
aminoácidos puede dar dos o más conformaciones estructurales de la molécula y por lo
tanto funciones diferentes de esas proteínas.
Este fenómeno ocurre espontáneamente o por una conversión de la conformación o
forma de una proteína normal o “buena” a una conformación que le da a la proteína otras
características bioquímicas con la modalidad de producir enfermedad como en el caso de
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las encefalopatías espongiformes como la enfermedad de las vacas locas. Estas dos
proteínas tienen la misma secuencia de aminoácidos, pero sus partes se acomodan de varias
formas dando estructuras diferentes, con características químicas y bioquímicas diferentes.
El mejor ejemplo es pensar en aquellos muñecos que moviendo sus brazos, piernas y
cabeza adquirían nuevas formas.
Este fenómeno de una secuencia: varias conformaciones es un proceso natural que
se ha encontrado en hongos y levaduras que lo utilizan para adaptarse rápidamente a
cambios en el ambiente externo. En este proceso se pone en evidencia la relación entre el
ambiente externo que estimula los cambios a la red epigenética para activar los procesos
necesarios para la sobrevivencia de los organismos
77
.
Organismos Criptobióticos
En los últimos años, se han descubierto organismos con la capacidad de permanecer
en un estado latente durante miles de años. A este estado se le ha llamado criptobiosis
(vida escondida), anabiosis (vida de nuevo) o vida latente. Vida latente es tal vez el
término más apropiado ya que en este estado, la capacidad de vida está presente pero no es
aparente. Estos organismos pueden vivir en estado latente por miles de años y en algunos
casos hay reportes controversiales de millones de años
78
.
Estas bacterias tienen la habilidad de sobrevivir al cesar el metabolismo, el cual no
ha podido ser detectado utilizando los métodos hasta ahora conocidos. Durante este estado,
por lo tanto, no ocurre reparación, ni intercambio energético con su ambiente, ni está sujeto
a la selección natural.
El Dilema
Según David Wharton
79
, la definición de la vida desde el punto de vista fisiológico
es un organismo vivo que debe llevar a cabo las siguientes funciones: alimentarse, excretar,
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reproducirse, crecer, moverse y responder a los estímulos. Por lo tanto, los organismos
criptobióticos, al no metabolizar, ¿deberían ser considerados vivos o inertes? Tienen la
potencialidad de vivir cuando las condiciones ambientales cambian a ser favorables, pero
en ese estado, realmente estaría no vivo ya que carece de un metabolismo activo. El
fenómeno de criptobiosis cuestiona esta definición de la vida.
La definición metabólica considera un organismo a aquel que tenga un límite
definido como lo es la membrana que los separa de su ambiente, donde existe un
intercambio de materiales con su medio, para lograr que el organismo mantenga su
estructura por medio del consumo de energía. Nuevamente, la criptobiosis cuestiona esta
definición de vida ya que al no metabolizar no hay un intercambio con su medio. Otro
aspecto interesante sobre la definición de la vida, es la reproducción, la cual es una
característica sine quanon de un ser vivo., los organismos criptobióticos tampoco se
reproducen y por lo tanto desafían nuevamente la definición de lo vivo Por lo tanto, si
tomamos los ejemplos expuestos aquí, pareciera que en el caso de la criptobiosis llevar a
cabo el metabolismo, mantener su estructura y función o llegar realmente a reproducirse se
convierten en características importantes que debe tener un ser vivo, pero que no
necesariamente tienen que llevarlas a cabo. Lo importante pareciera entonces, es tener la
capacidad aunque esta no se exprese, es tener las características de la vida en forma latente.
Se supone, que algunos de los organismos criptobióticos, han estado en forma de latencia
por miles de años y no necesariamente sabemos si volverán a “vivir”, me lleva entonces a
la pregunta si este estado no debería tener un límite tratándose de seres vivos o si se
considera que el estado de latencia es infinito? Entonces, ¿son realmente organismos vivos?
¿U organismos que teóricamente podrían considerarse como vivos? ¿Qué criterios se
siguen? ¿Que tengan una membrana celular? ¿Que tengan la capacidad teórica de
metabolizar? ¿Qué los diferencian de los virus? ¿Que tengan membrana, que puedan
metabolizar algún día? No se reproducen, no están sujetos a la selección natural, no tienen
interrelación aparente con el medio externo, no tienen variabilidad genética y no participan
en la red de la vida, como sí es el caso de los virus. Si fuera así, entonces los virus tendrían
que considerarse organismos vivos ya que son independientes a la hora de escoger su célula
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hospedera, utilizan los mecanismos metabólicos de la célula, pero al fin y al cabo se
produce una descendencia idéntica y mantienen todas las características anteriormente
expuestas.
Seguimos apegados al concepto de “cellula omnis cellula” del siglo XIX. Todo
indica que se sigue la visión reduccionista de ver la naturaleza y tratar de explicarla
fragmentando su riqueza y su complejidad. La teoría de la complejidad, la teoría del caos y
otros descubrimientos matemáticos no han hecho huella en los biólogos que insisten en
definir la vida con conceptos newtonianos y basados en las leyes de la física. Como
comenta Ellis
81
en su ensayo en Nature de junio del 2005, la física en todo caso tendría que
desarrollar una descripción real de la causalidad de las verdaderas estructuras complejas,
donde la causa de arriba hacia abajo y los efectos de la memoria permiten que emerjan
niveles más altos y autónomos de orden con poderes genuinos causales.
En el mundo de la complejidad, cada nivel lleva al nivel de arriba: la química lleva a
la bioquímica, a la biología celular, a la fisiología, a la sicología, a la sociología, a la
economía y la política
82
. La física cuántica es la materia fundamental que de alguna
manera explica todo lo demás, pero no explica la intencionalidad, ni la existencia de la
creatividad de la vida, desde un organismo tan pequeño como un virus a la creatividad del
cerebro humano.
Después de todo, la vida apareció hace millones de años, ahí ha estado y la hemos
ido descubriendo poco a poco según se van desarrollando nuevas tecnologías. Los
organismos vivos siguen evolucionando, la ciencia sigue descubriendo mecanismos e
interrelaciones nuevas, pero de alguna manera no se logra atrever a revisar sus dogmas y
definiciones. La mayoría de los científicos insisten en mantenerse firmes en el paradigma
de la naturaleza determinista, lineal y cuantitativa y se resisten a explorar el paradigma de
la complejidad. Entonces, ¿no sería más sensato que los científicos se admiren y se
acomoden a los nuevos descubrimientos para evitar algunas definiciones contradictorias y
limitadas?, ¿No debería ajustarse a la maravillosa biodiversidad, libertad y creatividad
incesante?
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Así como la física cuántica todavía es difícil de entender en sus diferentes
interpretaciones por ser tan lejanas a la realidad del ser humano, los nuevos conocimientos
obtenidos en los últimos años sobre los organismos vivos no han sido incorporados por los
estudiosos de este importante tema para lograr cambiar los dogmas que se arrastran desde
finales del siglo XIX y XX. Esta revisión logra demostrar la importancia de reunir las
diferentes disciplinas, que son muchas, para lograr una apertura en la definición de la vida y
lograr cambiar los dogmas existentes. Esto sin duda alguna, dará a la investigación en este
tema una libertad diferente que logre entender la naturaleza misma y dar posibilidad a la
verdadera creatividad y con ella a nuevos descubrimientos que permitan un desarrollo más
acorde con el planeta en que vivimos.
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81- Ibid.
82- Ibid.
