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Origen de la vida

Definición de vida

A lo largo de la historia muchos científicos y filósofos han dedicado sus esfuerzos a estudiar una gran variedad de aspectos relacionados con la vida y los organismos vivos. Sin embargo, a día de hoy, todavía no existe una definición mayoritariamente aceptada por la comunidad científica de qué es la vida, es decir, aún no sabemos definir con palabras el fenómeno de la vida, al menos desde un punto de vista científico.

Se puede leer en muchos textos y oír en muchos foros sobre la “evolución de la vida”. Admitimos que un elefante está tan vivo como un ratón, y un ratón como un insecto, y un insecto tan vivo como una planta. Siguiendo este razonamiento, podemos decir que un elefante está tan vivo como una bacteria, los dos son organismos vivos, luego los dos tienen vida. La teoría celular, una de las teorías fundamentales de la ciencia, nos dice que la unidad más pequeña a la que consideramos viva es la célula, cualquier tipo de célula. Si pensamos desde un punto de vista evolutivo podemos decir sin ninguna preocupación que las células que vivieron hace 2000 o 3000 millones de años estaban tan vivas como las actuales, y que realmente la vida apareció cuando apareció la primera célula. Por tanto, podemos decir que la vida no evoluciona, los que evolucionan son los organismos vivos.

Hay que tener en cuenta la escala al considerar a los organismos vivos ya que los organismos pluricelulares se consideran vivos en su conjunto, y no sólo si alguna de sus células está viva. Es decir, el organismo pluricelular completo sería un organismo vivo que estaría tan vivo como un organismo unicelular.

No tenemos una definición científica para el concepto vida, pero ¿la tenemos para saber qué es un organismo vivo? ¿ Cómo definimos a un organismo vivo? Desgraciadamente volvemos de nuevo al problema inicial: tampoco hay una definición ampliamente aceptada por la ciencia de lo que es un organismo vivo. Lo más que podemos decir es que la comunidad científica acepta que las células tienen vida y que la vida, de momento, sólo se encuentra en organismos celulares.

Hay científicos que han propuesto algunas definiciones de lo que debe considerarse como un organismo vivo. G. Joyce (1991) propuso que "un organismo vivo es un sistema químico automantenido capaz de evolución darwiniana". J. Peretó (2005) propuso que un organismo vivo “es cualquier sistema autónomo con capacidad de evolución abierta”. Otra propuesta, "un organismo vivo sería un sistema circunscrito por un compartimento semipermeable de su propia fabricación, que se automantiene produciendo sus propios elementos constitutivos por transformación de la energía y de los componentes químicos exteriores, gracias a sus propios mecanismos de producción". Deamer, en el año 2005, escribió: “ la vida es un sistema complejo que no puede ser capturado en unas pocas frases, así que quizá un lista de sus propiedades es lo mejor que podemos esperar hacer” para definirla. Podríamos decir que un organismo vivo es aquel que tiene la propiedad de la vida. Es decir, pasamos de la vida como sustantivo a vida como adjetivo o adjetivos, que serían las propiedades. Algunos autores han llegado a proponer que los organismos vivos exhiben al menos 102 propiedades observables. Sin embargo, tampoco hay acuerdo en el número de propiedades, ni en las propiedades mismas, ni en si deberían cumplirse todas o un porcentaje de ellas.

El MIT (Massachusetts Institute of Technology) propuso en el año 2000 unas propiedades que nos harían reconocer sin equivocación a un organismo vivo:

1. Muestra evidencias de crecimiento y reproducción.

2. Muestra evidencias de transferencias de energía con un propósito: metabolismo.

3. Responde a estímulos.

4. Actúa para asegurar su preservación.

5. Es significativamente diferente del medio que la rodea.

6. Capacidad de evolución darwiniana (cuando se considera en el tiempo).

Supongamos a un extraterrestre que nunca se ha encontrado con un ser vivo terrestre y sus jefes lo envían a catalogar a los organismos vivos de la Tierra. Como no sabe qué es un organismo vivo le dan estas propiedades definidas por el MIT para que pueda realizar su trabajo sin complicaciones. El extraterrestre aterriza y comienza a andar en busca de los organismos vivos que tiene que estudiar y categorizar. En primer lugar se encuentra con un diamante (Figura 1) y saca el papel con las propiedades. El diamante cumpliría la propiedad 1 (los diamantes crecen y surgen nuevos por nucleación) y probablemente la 5 (es diferente del medio que le rodea), pero no las otras. Queda descartado como organismo vivo. Sigue caminando y se encuentra con un fuego. Vuelve a aplicar las propiedades: cumple la 1 (crece y se reproduce), también la 2 (consume oxígeno y desprende CO2 y calor al degradar materia orgánica; es lo que hace el metabolismo celular), cumple la 3 (responde al viento, al agua, al calor, al frío...), también la 4 (emite mucho calor para no ser molestado), y la 5 (es diferente del medio). Sin embargo, la propiedad 6, el extraterrestre no puede saber si la cumple puesto que no ha observado al fuego durante el tiempo suficiente. Así que queda catalogado como forma viva, a expensas del punto 6. Al andar otro trecho se encuentra con un mulo (es un híbrido estéril resultante del cruce de una yegua y un burro). Éste cumpliría todas las propiedades también, excepto la 6, que aunque el extraterrestre no pueda saber, nosotros sí: al ser el mulo un animal estéril no puede dejar descendencia y por tanto no puede evolucionar.

Figura 1. De izquierda, un cristal mineral, fuego y un mulo. Imágenes tomadas de Wikipedia.
a: https://en.wikipedia.org/wiki/File:USDA_Mineral_Quartz_Crystal_93c3951.jpg.
b: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/Fire_fire_flames.jpg,
c: https://it.wikipedia.org/wiki/File:09.Moriles_Mula.JPG

Sin embargo, nosotros, los terrícolas, aceptamos que el mulo es un organismo vivo, mientras que el diamante y el fuego no lo son. Y lo hacemos no por sus propiedades, sino porque hemos aceptado que un organismo vivo es aquel formado por células. Con estos ejemplos se intenta hacer ver la dificultad de la aplicación de una serie de propiedades para definir a los organismos vivos.

La importancia de tener una definición de vida. La búsqueda de vida en otros planetas es un desafío permanente de la humanidad. Pero, ¿cómo sabremos si hay organismos vivos en otros planetas?¿Sólo porque estén formados por células? ¿Y si hay otras maneras de organización de la materia que tengan las mismas propiedades que nuestras células? Actualmente se está buscando en otros planetas, como en Marte (Figura 2), restos de organismos vivos u organismos vivos por su semejanza a lo que conocemos en la Tierra. ¿Cómo identificamos otro tipo de organismos, por ejemplo, no basados en el carbono, o que no almacenen su información en ADN? Esto no podremos hacerlo hasta que tengamos una definición concisa de lo que es un organismo vivo y que podamos aplicar para su identificación a cualquier tipo de estructura, independientemente de su composición y organización. El estudio del origen de la vida en la Tierra es otro campo de investigación donde una definición de organismo vivo nos vendría bien. Hoy, sólo podemos buscar restos moleculares y fósiles, que clasificamos como vivos porque se puedan parecer a los que conocemos actualmente. Pero podría haber restos de otras formas de vida (no celulares) que no somos capaces de ver porque no se parecen a nada que conozcamos.

Figura 2. De izquierda a derecha. Marte, virus gigantes y mitocondrias. Obsérvese que los virus gigantes tienen un tamaño similar al diámetro de las mitocondrias, es decir, a de una bacteria. Imágenes tomadas de Wikipedia.
a: Av ESA and MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA, CC BY-SA IGO 3.0, CC BY-SA 3.0 igo, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=56489423;
b: By Jônatas Abrahão - http://diarionline.com.br/i.php?i=static/arquivo/2018-03/virus_gigante-a61e.jpg&w=753, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=67092620;
c: By Louisa Howard - http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.htmlhttp://remf.dartmouth.edu/images/mammalianLungTEM/source/8.html, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1248089

Un ejemplo claro de la necesidad de una definición precisa de organismo vivo surge a la hora de establecer los límites de lo que está vivo y lo que no. Nos sentimos confortables con la idea de que una célula es un organismo vivo, y viceversa. Pero, ¿qué pasa con los virus? Está claro que no son células, y, sin embargo, muchos científicos, sobre todo virólogos, proponen que los virus cumplen con todas las propiedades que se les podría aplicar a cualquier organismo celular. Por ejemplo, los virus pueden replicarse, proliferar, son distintos del medio, tienen ADN con capacidad de evolución darwiniana, etcétera. Los científicos que se oponen a la inclusión de los virus dentro de los organismos vivos señalan que parte de esas funciones las realizan las células que infectan y no los propios virus. Sin embargo, el descubrimiento de los virus gigantes como los mimivirus (Figura 2), que poseen una gran cantidad de ADN y muchos genes, podría hacer cambiar la aceptación de los virus como seres vivos. Otro caso son las mitocondrias. Las mitocondrias actuales (Figura 2) presentes en las células eucariotas son orgánulos que proceden por evolución de bacterias ancestrales que se incorporaron dentro de otras células. Con el paso del tiempo la mayoría de los genes de aquellas bacterias pasaron al núcleo de la célula hospedadora, la cual tomó el control de su reproducción, crecimiento y fisiología. Actualmente una mitocondria tiene unos 40 genes, pero necesita más de 1500 proteínas codificadas por genes presentes en el núcleo de la célula. Nadie considera hoy en día a una mitocondria como un organismo vivo, aunque lo fue. La pregunta que se nos plantea es ¿cuándo dejó de serlo? Sólo con una definición precisa de lo que es un organismo vivo podríamos llegar a saberlo.

Quizás no tengamos una definición de vida porque no sabemos exactamente qué es la vida, al menos desde un punto de vista científico. ¿Llegaremos algún día a establecer una definición científica precisa y ampliamente aceptada de lo que es un organismo vivo? Quizá sí. El problema se resolvería si pudiésemos seguir el ejemplo de la definición científica del agua a lo largo de la historia. Inicialmente, cuando la química estaba menos desarrollada, el agua se definía como un líquido inodoro, incoloro, insípido... Pero otras sustancias compartían en mayor o menor medida estas propiedades y podía haber confusiones entre sustancias similares. Cuando se descubrió su fórmula química ya no hubo ambigüedades. El agua es H2O y sus propiedades son las derivadas de esta estructura y composición molecular. Si pudiésemos conseguir este tipo de definición para la vida nos resolvería la incógnita de qué es la vida.

Para saber más:

Benner SA. 2010. Astrobiology. 10: 1021–1030.

Deamer D. 2005. A giant step towards artificial life? TRENDS in Biotechnology. 23: 336-338.

Gabbatiss J. 2017. Por qué hay más de 100 definiciones de la “vida” y casi todas están erradas. BBC: https://www.bbc.com/mundo/vert-earth-38514224

Joyce G. 1991. “The Dawn of Biology Current Views Concerning the Origins of Life”, Lecture, Scripps Institution of Oceanography, La Jolla, California, May 16.

Peretó J. 2005. Controversies on the origin of life. International Microbiology. 8:23-31

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