¿Qué es la vida?

Definir el concepto de “vida” aún es una tarea pendiente en el mundo de la ciencia. Aunque a simple vista parezca fácil diferenciar lo “vivo” de lo “no vivo”, cada tanto surge un nuevo descubrimiento que nos obliga a replantear las bases de la biología: virus raros, cristales replicantes o bacterias que viven en lagos de arsénico; cada nuevo hallazgo parece indicar que la frontera entre lo orgánico y lo inorgánico es difusa y caprichosa.

La situación se complica aún más cuando se tiene en cuenta la existencia de procesos químicos que se desarrollan de forma muy parecida a como lo hace una célula orgánica, pero con moléculas totalmente inorgánicas. Esta suma de hechos ha llevado a que los científicos se replanteen desde cero muchos de los interrogantes concernientes a la vida, el universo y la materia. ¿Existe la vida “inorgánica”? ¿Son los virus la forma viva más simple? ¿Se encuentra “más vivo” un humano que una célula? ¿Y una bacteria que una proteína o un átomo?

Según la biología clásica las características necesarias para catalogar a un ser como “vivo” básicamente son: consumo de energía, crecimiento y desarrollo, respuesta a estímulos ambientales y reproducción sin asistencia externa. Pero pese a que estos parámetros parecen ilustrar perfectamente la vida que conocemos, son compartidos por muchos fenómenos fisicoquímicos u objetos comúnmente denominados “inertes”. 

Uno de los ejemplos más viables son los cristales minerales, los cuales crecen, se reproducen, consumen energía y responden al medio. Sin embargo, muchos científicos aún tienen reservas a la hora de reconocer a los cristales de roca como seres dotados de vida. Por otro lado, todo el mundo reconoce que un animal estéril (que incumple la regla de ser capaz de reproducirse por cuenta propia), se encuentra vivo. Y técnicamente también se acepta que el fuego necesita combustible (consume energía), y que fácilmente puede propagarse o reproducirse.

“Todo proceso químico espontáneo debe gastar energía libre, esté vivo o no”, afirma Steven Benner, astrobiólogo de la Universidad de Florida que también teoriza sobre el tema de lo vivo.

Para la ciencia, intentar comprender qué es la vida y que no, va más allá de una mera cuestión filosófica. La búsqueda de vida en otros planetas (o en lugares remotos de la Tierra), está íntimamente ligada a este concepto. No comprender este punto puede llevar a errores como los que se cometieron en el experimento de «Liberación Identificada» de la misión Viking Lander en 1976, en el que se inyectó un extracto de nutrientes al suelo de Marte para verificar si se producía la liberación de gases de descomposición. En efecto, en el experimento se comprobó la liberación de anhídrido carbónico y rápidamente se dedujo que en el suelo marciano se alojaban bacterias u otra clase de microorganismos. 

Sin embargo hoy, la mayoría de los científicos opinan que el suelo de Marte posee una química inerte capaz de metabolizar nutrientes y que el experimento no es válido como forma de identificar vida en otros sitios.

Existe otra forma válida de identificar organismos, desligada de pautas o expresiones intrincadas; un factor común que parecen compartir todos los seres que poseen esta misteriosa energía llamada vida: el ADN.

Muchos creen que en esta maravillosa y compleja molécula se halla la respuesta a la “pregunta del millón”. De hecho, según Clark  Benton, astrobiólogo de la Universidad de Colorado, existen unas 102 características observables en los seres vivos, pero aunque combináramos todas ellas en una sola y gran definición, aún no tendríamos algo aceptable.

Pero, afirma Clark, la vida sí puede definirse si tomamos tan solo tres parámetros como guía: se reproduce, usa energía y posee un conjunto de instrucciones. Este conjunto de instrucciones hoy se conoce como ácido desoxirribonucleico o, simplemente, ADN. Está en la inmensa mayoría de nuestras células y es la lista de instrucciones que éstas debe cumplir.

El ADN es una estructura en forma de doble hélice que codifica incluso las proteínas de los virus, pequeñas “máquinas” de replicación que para muchos investigadores representan el límite entre lo vivo y lo no vivo. Dado que los virus no poseen la capacidad de reproducirse sin antes haber infectado una célula huésped, algunos creen que la vida ya no es una condición atribuible a estas formas tan simples.

No obstante, sería menester considerar que también los animales grandes dependen de otros seres vivos para obtener energía para su replicación. Los virus inclusive pueden permanecer decenas de miles de años con el metabolismo “dormido” hasta encontrar un huésped oportuno, mientras que la mayoría de los seres pluricelulares mueren en cuestión de horas si se les ha privado de oxígeno o alimento.

Además, aferrarse al ADN como requisito para la vida es otro error que muchos científicos no desean cometer. Sabemos que existen ciertos virus que solo poseen ARN (ácido ribonucleico) como código, lo que plantea un serio problema en la ecuación.

Para resolver este inconveniente se podría ampliar la definición de ser vivo, afirmando que éste es aquel que necesariamente contiene algún ácido nucleico, ya sea ADN o ARN. Esto abarcaría a los virus y viroides, pero tildaría de inertes a formas más simples como viroides y moléculas priónicas, que son capaces de reproducirse y replicarse causando miles de muertes al año, originando enfermedades tan conocidas como el “mal de la vaca loca”.

Entonces ¿Quién, o qué, está vivo? Después de los virus, viroides, bacterias y priones ¿Quedan más formas de vida por subir al “arca de Noé” de la biología? ¿Existen formas de vida más simples? ¿Es igual la vida en todo el cosmos?

Limitarnos al ADN es reconocer una sola forma de vida en el universo: una forma de vida ligada al carbono. Bien podría una forma de vida basarse en moléculas orgánicas sin tener un código de ADN o bien podría basarse en otras moléculas no orgánicas (no asociadas al carbono). De hecho, en diciembre de 2010, la NASA asombró al mundo cuando anunció el descubrimiento de una bacteria en cuyo código genético se había reemplazado al fósforo por arsénico, creando así un ADN totalmente distinto a todos los conocidos hasta el momento.

“El problema que surge al buscar formas de vida que conllevan instrucciones”, dice el astrobiólogo Clark Benton “es que los criterios pueden ser demasiado específicos. Las únicas instrucciones que conocemos son el ADN y el ARN. Puede haber otros sistemas genéticos posibles en el universo que no se asemejen al sistema terrestre”. 

Cabe aceptar, sin embargo, la posibilidad de que la vida que se pretende encontrar en el universo probablemente nunca pueda desligarse del carbono, un átomo con la propiedad de unirse repetidamente con otros similares hasta formar complejas y gigantescas moléculas. Sin embargo, muchos científicos han teorizado también sobre formas de vida basada en otros átomos, como el silicio (un elemento cercano al carbono en la tabla periódica). Si esta posibilidad realmente existiera, aunque no fuera frecuente en ninguno de los millones de planetas de la galaxia, podría tirarse por la borda la hipótesis de que los ácidos nucleicos son el requisito indispensable para la vida.

Una vuelta de tuerca más a la polémica de qué está vivo y qué no, la dan ciertas reacciones naturales que parecen poseer todas las características de vida al ojo humano, tal como la digestión de nutrientes del suelo marciano o las increíbles membranas Maselko-Strizhak. Estas últimas, resultantes de un simple experimento químico, demuestran cómo se pueden dar espontáneamente en la naturaleza reacciones muy similares a las que se producen en células orgánicas, sin carbono de por medio. 

Las membranas Maselko-Strizhak, descubiertas por dos investigadores del Instituto de Fisicoquímica de Kiev en 2004, son el producto de la combinación de cloruro de calcio, carbonato de sodio, cloruro de cobre, ioduro de sodio y peróxido de hidrógeno. Dichos compuestos dan lugar al crecimiento de membranas con aspecto de hongo, que sumadas a un poco de almidón, dan lugar a una reacción de intercambio entre los compuestos externos y el interior hueco de la membrana. ¡Verdaderas células no vivas! Lo asombroso de estas membranas es que no solo continúan indefinidamente con sus funciones de transporte, sino que se dividen y hasta crecen.

Este tipo de reacciones moleculares hacen muy difuso el límite entre lo vivo y lo inerte. La naturaleza está repleta de reacciones moleculares complejas, que se rigen con las mismas leyes físicas y químicas tanto dentro como fuera de una célula. 

Leyes que se aplican con el mismo rigor en la replicación de moléculas orgánicas, inorgánicas y átomos, cuyos electrones giran alrededor de sus núcleos dando soporte a todas la serie de reacciones que puedan ocurrir más tarde. Desde cierto punto de vista, el límite entre lo vivo y lo no vivo se disuelve en concepciones subjetivas.

Siendo este el caso, se podría arriesgar que, o bien todo el universo se rige con una serie de fundamentos según los cuales nada es distinto a reacciones atómicas de distinta complejidad (no habría distinción entre vivo o inerte), o bien la vida pulula en cada átomo y molécula de la creación.

De hecho, Clark Benton opina que la reproducción y la utilización de energía no necesariamente deben ocurrir para que exista vida. El académico divide a la vida en dos categorías: los “organismos” y las “formas de vida”.

“Una forma de vida es una categoría más amplia que abarca a los organismos y hace posible la reproducción”, dice Clark. “Lo que propongo es que los entes físicos individuales deberían ser llamados ‘organismos’, pero a veces es necesario en un grupo de organismos, la ‘forma de vida’, para lograr la reproducción”.

Estos conceptos obligan a retornar al punto de partida, donde el concepto de vida parece cada vez más problemático y menos definido. ¿Está una bacteria más viva que un virus? ¿Y un virus que una molécula de cristal o que un átomo? ¿Están vivas las piedras, los gases, el agua?.

Existe otra teoría, basada en la segunda Ley de la Termodinámica, que para algunos representa la definición más cercana de “vida”: el universo siempre incrementa su entropía o desorden; ergo, los sistemas vivos son todas aquellas regiones localizadas donde se produce un continuo incremento de orden sin intervención externa. Tal vez, por el momento, sea el enunciado más seguro para tratar de definir qué es la vida. O tal vez, debamos cambiar nuestro concepto del universo de una forma radical y para siempre.

(Artículo publicado originalmente en la revista «2013 y más allá»)