La espiral de la vida, una interpretación marxista sobre el origen de los seres vivos

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Para León, recién llegado a la vida

«En verdad, no es posible despreciar a la dialéctica con impunidad. Por grande que sea el desprecio hacia todo el pensamiento teórico, sin éste no se puede relacionar entre sí dos hechos naturales, ni entender el vínculo que existe entre ellos” (Engels)

El Origen de la Vida del químico soviético Alexander Ivanovich Oparin –publicado en 1938- es, desde hace mucho, un clásico indiscutible de la bioquímica y de la teoría de la evolución de los seres vivos, pero también lo es de la filosofía marxista que explícitamente se reivindica en ese maravilloso libro. Esto puede parecer chocante para el “marxismo” académico que opina –muy a la ligera- que el pensamiento dialéctico sólo opera –si acaso- en el estudio del capitalismo o, a lo sumo, puede ser útil en el estudio de la sociedad. Pero su aplicación a la naturaleza sería un exceso sólo atribuible a Engels. Esta opinión es totalmente infundada y no resiste la mínima crítica. Incluso en El Capital, Marx solía ejemplificar la dinámica dialéctica del sistema capitalista con casos tomados de la biología, la química y la naturaleza –ejemplos que Engels va a desarrollar y profundizar en Dialéctica de la naturaleza-; escribió, además, un texto matemático sobre la dialéctica del cálculo, demostrando que para él las leyes generales de la dialéctica operaban en amplios planos de la realidad y la ciencia. El punto era mostrarlo a partir de la ciencia misma, a partir del fenómeno que se considera. Baste un solo ejemplo tomado de El Capital: “Aquí–hablando de las transformación del maestro medieval en capitalista-, como en las ciencias naturales se confirma la exactitud de aquella ley descubierta por Hegel en su Lógica, según la cual, al llegar a cierto punto, los cambios puramente cuantitativos se truecan en diferencias cualitativas”.1 Es un hecho que Marx escribió parte del Antidühring, que conoció y aprobó el proyecto de Engels de “Dialéctica de la naturaleza” y no existía ninguna diferencia entre ellos en esta materia. El mito de un Engels febrilmente hegeliano en contra de un Marx “más centrado” sólo puede sostenerse frente a quienes sean completamente analfabetas en la lectura directa de Marx. Ni siquiera vale la pena detenerse más en esto.

Pero más allá de la posición de Marx ¿es posible abandonar campos fundamentales de la realidad a la filosofía burguesa, a los prejuicios de nuestro tiempo–como plantean, implícitamente, esos “marxistas” académicos-? Y a la inversa: ¿Es que la ciencia moderna no puede alimentar nuestra concepción del mundo? Quien entienda, aunque sea un poco el significado del método dialéctico no puede sino reírse de los intentos de mutilar la realidad y negarle al pensamiento la interpretación general de su entorno y de los nexos e interacciones que vinculan el mundo. El pensamiento dialéctico no es otra cosa que una visión dinámica en todos los niveles de la realidad: la naturaleza, el pensamiento y la sociedad. Pocas personas objetarían la utilidad lógica de la mayoría de las famosas categorías aristotélicas (cantidad, cualidad, lugar, tiempo, relación, acción, etc.) pues es evidente que cualquier objeto puede ser estudiado desde esos diferentes ángulos, que todo objeto tiene propiedades cuantitativas (las matemáticas y la física estudia esto todo el tiempo), cualitativas (¿qué sería de la química sin el estudio de las propiedades de los elementos y compuestos?); ciertas relaciones, se encuentra en cierto tiempo y lugar (qué sería de la física moderna sin las nociones de tiempo y espacio), etc. Y por más que el viejo Aristóteles estuviera equivocado en muchas cosas, si algunas de sus categorías son indispensables es sólo porque reflejan propiedades generales de la realidad. En este sentido esas categorías son la abstracción más general del contenido de lo que llamaríamos actualmente “materia” (Aristóteles la llamaba “sustancia”). El pensamiento dialéctico no hace sino poner esas categorías generales y abstractas en movimiento, establecer sus relaciones más generales, sus mutuas transformaciones; pues la realidad misma está en movimiento, transformación y en un mar de interacciones eternas. En este sentido el pensamiento dialéctico es la abstracción más general de los patrones de movimiento que se observan en la realidad, es una interpretación del movimiento y del cambio. Si las categorías lógicas son posibles y el movimiento y evolución de la realidad es incuestionable ¿Por qué resulta tan difícil concebir que también es posible entender esas categorías en su movimiento y mantener una concepción general del mundo de acuerdo a ello? Claro que para Marx esas leyes son una abstracción de la realidad material y no expresión del espíritu absoluto como sostenía Hegel. Marx era materialista y puso a Hegel sobre sus pies. Evidente de por sí es que esas abstracciones lógicas son apenas el comienzo –aunque ellas mismas sean un resultado histórico- pues de lo abstracto debemos ir a lo concreto. La aplicación del método dialéctico debe ser siempre concreto –primera ley de la dialéctica: la verdad es siempre concreta-, no basta repetir las leyes generales de la dialéctica, sino se trata de descubrirlas, extraerlas de la ciencia misma, del objeto de estudio, del movimiento real y determinado. Dialécticamente, el método es resultado histórico del conocimiento y también punto de partida para el estudio de la realidad, pues lo particular y lo universal son aspectos indisolubles. Marx aplicó conscientemente este método en el estudio de la sociedad capitalista, no había otra manera pues se trata de un fenómeno complejo, lleno de contradicciones, procesos y saltos cualitativos, imposible de entender con la vulgar lógica formal. El sentido común puede ser suficiente en la vida cotidiana, para amarrase las agujetas, subirse al camión y llegar al trabajo. Pero resulta peor que inútil en fenómenos de mayor complejidad y cuando se trata de descubrir leyes y patrones que subyacen debajo de los fenómenos inmediatos. Creemos que en el estudio de la vida y su origen –proceso complejo cual más- es igualmente necesario para entender el fenómeno en su conjunto y en su desarrollo histórico. Evidentemente no pretendemos, ni podemos, superar a un clásico y el libro de Oparin sigue siendo una fuente fundamental para los interesados en el tema. Nuestro texto tiene sólo la virtud, si acaso, de invitar a su lectura, subrayar más explícitamente la naturaleza dialéctica del origen de la vida, plantear algunas fases decisivas e incorporar alguna información adicional con la que Oparin no contaba, por ejemplo, la importancia de los ácidos nucleicos que desconocía y el debate sobre su posible origen.

Vida y materia

“Aunque no existe hombre alguno que pueda trazar una línea divisoria entre los confines del día y de la noche, aun así, la luz y la oscuridad son, en términos generales, tolerablemente distinguibles” (Edmund Burke)

El 95% de la materia viva está compuesta de hidrógeno, carbón, nitrógeno y oxígeno, y aunque de éstos elementos el carbón representa el 9.5% (63% de hidrógeno, 25.5% de oxígeno y 1.4 % de nitrógeno) juega un papel fundamental en el surgimiento de la vida al permitir la formación de cadenas largas y pesadas de moléculas orgánicas indispensables para la vida: las proteínas, ácidos nucleicos, lípidos, azucares y carbohidratos. El humano más pretencioso y la bacteria intestinal están hechos de la misma sustancia, pues la vida tiene un origen común, ambos hechos de materia que se remonta al núcleo mismo de las estrellas. Esta es una de las confirmaciones más asombrosas del materialismo dialéctico. La idea de que todos los fenómenos del universo son producto de la evolución y transformación cualitativa de la materia, se confirma en el núcleo de las estrellas y en los átomos que nos componen.

En el siglo XIX el famoso químico sueco Jakob Berzelius contribuyó en la delimitación teórica de la materia orgánica y la inorgánica, esta separación era necesaria para el surgimiento de la bioquímica y el estudio de la especificidad de los ciclos presentes en los seres vivos. Propuso que la materia orgánica fuera aquélla que estuviera presente en los organismos vivos, e inorgánica la que existiera en la naturaleza independientemente de la vida. Pero su delimitación era rígida y contenía un grave error. Creía que entre la materia orgánica e inorgánica existía una frontera infranqueable, una muralla china impenetrable. La vida era producto de una misteriosa y mística fuerza vital, así el pensamiento mecánico en la ciencia se daba la mano con el oscurantismo religioso. Pero en 1827 un alumno de Berzelius, el químico alemán Federico Wöhler, calentó suavemente cianato de amonio -sustancia inorgánica- y obtuvo urea, una sustancia orgánica presente en la orina. Berzelius tuvo que reconocer lo equivocado de su idea anterior. Se demostró así que la materia orgánica podía surgir de la materia inorgánica, el comienzo del camino para comprender que las mismas leyes químicas generales de la naturaleza inorgánica funcionan para la materia orgánica, que la vida no era producto de una misteriosa “fuerza vital”, sino de los saltos dialécticos del movimiento de la materia. Engels escribió al respecto: “La preparación, por medios inorgánicos, de compuestos que hasta entonces sólo se producían en el organismo vivo, demostró que las leyes de la química tienen la misma validez para los cuerpos orgánicos que para los inorgánicos, y en gran medida franqueó el abismo que se abría entre la naturaleza inorgánica y la orgánica, un abismo que hasta el propio Kant consideraba insuperable para siempre”.2 ¡Quién iba a pensar que la vulgar orina nos pondría en camino correcto para descubrir el origen de la vida! Por cierto, la urea fue relevante en aquella sopa primitiva en la que se formó la vida -que algunos científicos opinan que debió haber sido parecido a un charco de orines- pues va a proporcionar el fosfato necesario para unir a los nucleótidos que, en conjunto con otros materiales orgánicos, van a originar el ADN y ARN. De hecho, ahora sabemos que la materia orgánica no sólo surge por los organismos vivos, sino tan pronto como es posible la formación de cadenas de carbono. Actualmente se consideran orgánicas a todas las moléculas basadas en estas cadenas y no sólo aquéllas producidas por seres vivos.

El carbono permite la formación de cadenas largas en infinidad de combinaciones, existen unos 10 millones de compuestos orgánicos cuyo esqueleto básico son las cadenas de carbono. Marx y Engels ya habían subrayado las propiedades dialécticas de las series homólogas químicas. “La teoría molecular, aplicada a la química moderna” –escribió Marx en una nota de El Capital- no descansa en otra ley que la transformación de la cantidad en cualidad”3. Efectivamente, las diferencias cualitativas entre las series de carbono no son otra cosa que la diferencia cuantitativa en el número de sus cadenas de hidratos de carbono, así, por ejemplo, los ácidos grasos y los alcoholes –con propiedades muy diferentes- difieren sólo por la cantidad.

La vida es una de las formas más complejas del movimiento de la materia, un fenómeno precioso, frágil, evanescente pero inevitable una vez que se dan las condiciones que permiten la complejidad creciente de la materia orgánica. El 93% de los átomos del universo son de hidrógeno, por la sencilla razón de que es el átomo más ligero y simple en el universo (sólo un protón en su núcleo). Pero después de convertir el hidrógeno en helio, la muerte de estrellas como nuestro sol genera la energía suficiente para fusionar átomos de carbón. En estrellas más masivas y en la explosión de supernovas se generan el resto de elementos de la tabla periódica -desde el fierro hasta el uranio-, incluidos aquéllos sin los cuales la formación de moléculas orgánicas y la vida misma serían imposibles. Las estrellas son los verdaderos alquimistas del universo, con el poder suficiente para convertir el hidrógeno en todos los elementos de la tabla periódica. “El nitrógeno de nuestro ADN, el calcio de nuestros dientes, el hierro de nuestra sangre, los carbonos de nuestras tartas de manzana se hicieron en los interiores de las estrellas en proceso de colapso. Estamos hechos, pues, de sustancia estelar”4.

Complejidad creciente hacia la vida, su significado

“Lo de arriba y lo de abajo no son compartimentos estancos. De hecho, cada átomo de aquí abajo estuvo alguna vez allí afuera” (Carl Sagan)

Esos átomos y polvo lanzados al espacio pueden acumularse -y de hecho se acumulan- en nubes interestelares, pequeños oasis en medio de la nada. Si estas nubes alcanzan un punto crítico en su densidad se forman moléculas más complejas, sobre todo alrededor del polvo estelar que absorbe la radiación permitiendo las reacciones químicas. Increíblemente la mayor parte de las moléculas formadas en esas nubes son orgánicas, contienen al menos un átomo de carbono en su estructura: etanol, ácido fórmico, monóxido de carbono y muchas otras moléculas orgánicas son abundantes en las nubes estelares. “Debido a que el formaldehído y el ácido cianhídrico, que son muy abundantes en el medio interestelar, reaccionan fácilmente entre sí para formar aminoácidos, es posible que en la nubes más densas del material interestelar existan moléculas más complejas como la glicina y la alanina, dos aminoácidos sencillos, y otras tales como las purinas y la urea”.5 Es claro que estas sustancias orgánicas son de origen abiótico, pero su existencia abundante evidencia que la vida no es más que una etapa en la evolución de la materia, que el material para su surgimiento abunda en todo el universo. La semilla está allí, esperando encontrar suelo fértil. El famoso divulgador de la ciencia, Carl Sagan, decía que somos polvo de estrellas que piensa acerca de las estrellas. En verdad es así.

Pero la vida es mucho más compleja que la sola existencia de compuestos orgánicos, la vida implica que esas sustancias interactúen de una forma regular, cíclica y precisa, en una especie de sinfonía de asimilación y excreción de sustancias químicas-que llamamos metabolismo- y que la estructura en la que este metabolismo se desarrolla -comenzando por la célula- tenga la capacidad de mantenerse, reproducirse y de replicarse a sí misma, perpetuando su estructura. Engels escribió al respecto: “La vida, el modo de existencia de un cuerpo albuminoideo [es decir, de las proteínas y de los ácidos nucleicos, estos últimos que Engels no conocía], consiste, pues, ante todo en que cada instante es él mismo y otro; y esto no a consecuencia de un proceso al que esté sometido desde fuera, como puede ser el caso también en cuerpos inertes. La vida, por el contrario, el intercambio químico que tiene lugar por la alimentación y la eliminación, es un proceso que se autorrealiza y es inherente, innato, […]”.6

La vida, en su esencia más básica, consiste en metabolismo y reproducción genética de una estructura delicada. O sea, digámoslo más simple: vida es una estructura (organismo) capaz de comer, cagar y reproducirse. ¿Cómo surgió la vida? ¿Cómo es posible el nacimiento de una increíble sinfonía química partiendo del mundo inorgánico?

Además de materia orgánica se requerían cuerpos de agua líquida dónde las proteínas -o sus ancestros proteinoides- pudieran recombinarse, energía que acelerara los procesos de complejidad progresiva (en forma de rayos ultravioleta, radiactividad, actividad volcánica y bombardeo de asteroides). Una vez que surgieron aminoácidos y proteinoides disueltos en agua -en una especie de «sopa primitiva»- el potencial estaba allí, era cuestión de tiempo para que la vida se abriera camino. Si la formación espontánea de moléculas orgánicas, incluso en el polvo estelar, abre la posibilidad del surgimiento de la vida, el surgimiento de esos mismos compuestos en condiciones favorables como en la tierra primitiva- agua líquida y la cantidad suficiente de energía- hace a la vida inevitable. Existe un punto crítico donde la posibilidad deja su sitio a la inevitabilidad.

La presencia de material orgánico en nubes estelares y meteoritos ha dado pie a la resurrección de la llamada teoría de la “panspermia” -del latín pan (todo) y sperma (semilla), literalmente “esperma por todas partes”- que supone que la vida en la tierra proviene del espacio exterior. Pero esta “explicación” sólo envía la necesidad de explicar al espacio sideral, no es tan diferente a quiénes encuentran todas las explicaciones en el cielo donde vive dios. Pero, en primer lugar, es necesario reiterar que la materia orgánica de las nubes estelares, e incluso meteoritos, es de origen abiótico, y aunque no es posible descartar alguna contribución de materia orgánica proveniente de los abundantes meteoritos que bombardearon la tierra primitiva, todos los ingredientes para el surgimiento de moléculas orgánicas -y por tanto la vida- estaban presentes en la tierra primitiva. No es posible el surgimiento de la vida y su evolución fuera del medio y las condiciones que la hacen posible, sin una causa “endógena” que la haga prosperar. En el estudio de todo proceso es necesario separar las contradicciones centrales, internas, que lo impulsan, de factores o contradicciones externas que juegan un papel subordinado. Sin duda la tierra primitiva era ese medio idóneo independientemente de la contribución externa a la tierra que fue secundario. Por tanto, es necesario mirar las condiciones de la tierra primitiva que orientaron al surgimiento de la vida.

Existe otro punto crítico en la densidad de las nubes interestelares donde la gravedad comienza a fusionar las nubes en estrellas y planetas. El tamaño y distancia relativos entre éstos también es decisivo para la vida. La tierra -formada hace unos 4600 millones de años- tuvo la peculiaridad de ser un planeta con el tamaño y la distancia idónea de su estrella- características relativas al tamaño del sol- para permitir los procesos químicos que darán origen a la vida. De una parte, el tamaño de la tierra permitió una composición atmosférica inicialmente reductora que va a acelerar los procesos químicos. Si el planeta fuera más grande su composición atmosférica sería diferente, más pequeño y la gravedad no hubiera retenido ninguna atmósfera esterilizando su superficie. Por otra parte, la distancia de la estrella permitió que la temperatura no excediera ciertos límites. Marte, al parecer, estuvo casi dentro de estos márgenes, pero algo en su tamaño o distancia del sol hizo que el proceso -inicialmente prometedor, con agua líquida en su superficie- abortara. Con todo no es descartable que aún en los casquetes polares marcianos o en posibles cuerpos de agua subterráneos algunas formas primitivas de vida hayan sobrevivido.[https://marxismo.mx/el-descubrimiento-de-agua-liquida-en-marte-y-la-vision-materialista-del-universo/]. “De este modo, -escribió Oparin- en el origen mismo de nuestro planeta entraron en su composición, procedentes de la materia gaseo-pulverulenta , los hidrocarburos más sencillos, el agua y el amoniaco, es decir, todo los necesario para formar las substancias orgánicas primitivas”.7

Un medio para la vida

“La ciencia se presenta como un círculo enroscado en sí mismo” (Hegel)

De la actividad volcánica de la tierra primitiva surgió una atmósfera rica en vapor de agua, nitrógeno y dióxido de carbono; por la radiación solar y el calor intenso se formaron posteriormente compuestos como el metano, amoniaco y ácido cianhídrico, que dieron a la atmósfera primitiva un carácter reductor, en donde el oxígeno era inexistente. Los procesos de enfriamiento gradual de la tierra permitieron la precipitación del agua atmosférica en forma de lluvias torrenciales, lluvias que duraron cientos de miles de años y que formaron los primeros océanos, arrastrando gran cantidad de minerales y “un pH de aproximadamente 8 y temperaturas cercanas a la de la ebullición del agua”.8 Los procesos químicos que llevarían al surgimiento de la vida aparecieron tan pronto se formaron los océanos primitivos, hace unos 400 millones de años o más. “La vida –escribió Stephen Jay Gould-, a pesar de toda su complejidad, probablemente surgiera en el primer momento en que pudo hacerlo”.9

El carburo de hierro, que abunda en las profundidades de la tierra, salía “vomitado” por la actividad volcánica, entrando en reacción con el agua y formando algunos de los primeros compuestos orgánicos de los océanos primitivos, algunos hidrocarburos. Entre tanto, la falta de oxígeno en la atmósfera permitía el ingreso de gran cantidad de radiación solar y rayos cósmicos “junto con la actividad eléctrica de la atmósfera, la radiactividad y el calor desprendido de los volcanes y otros procesos geológicos, constituían fuentes de energía químicamente aprovechables”.10 Esta atmósfera primitiva sería absolutamente letal para la vida como la conocemos actualmente, mientras que el oxigeno de nuestra atmósfera -que no sólo es necesario para nuestra respiración sino para la filtración de los letales rayos ultravioleta- hubiera matado a las primeras formas de vida en la tierra. Es así la dialéctica de este proceso: todo se convierte en su contrario. En un medio adecuado como el descrito, las sustancias orgánicas tienden a la complejidad progresiva; la oxidación de los hidrocarburos por el oxígeno del agua formó alcoholes, aldehídos, cetonas y otras sustancias orgánicas; en presencia de amoniaco las sustancias orgánicas sencillas generaban amidas, aminas y sales amónicas.

Este proceso, descrito por Oparin y Haldane, fue puesto a la prueba del experimento dando resultados asombrosos. En 1953 Miller y Urey sometieron a descargas eléctricas una mezcla de hidrógeno, metano y amoniaco, sintetizando cuatro aminoácidos -ladrillos de las proteínas-: glicina, alanina, ácido aspártico y ácido glutámico; también ácidos grasos, ácidos fórmicos, acético y propiónico, además de urea y muchos otros compuestos orgánicos de alto peso molecular. En 1956 el químico estadounidense Sidney Walter Fox obtuvo, a partir de aminoácidos, proteinoides: cadenas de aminoácidos que se asemejan a las proteínas, aunque son más simples, en experimentos de apenas una hora de duración. Si esto se logra al “cocer” aminoácidos por una hora es fácil imaginar lo obtenido en el océano primitivo en “experimentos” que duraron muchos millones de años. Aunque, como veremos, la vida surgió tan pronto como le fue posible hacerlo -en un parpadeo evolutivo-, un “parpadeo” en términos geológicos se mide en millones de años. Experimentos posteriores han sintetizado los 20 aminoácidos contenidos en las proteínas, lípidos (fundamentales, entre otras cosas, en la formación de las paredes celulares), carbohidratos, purinas (componentes del ADN), moléculas energéticas como el ATP; es decir, los componentes básicos de las moléculas esenciales de la vida. El propio Stanley Miller, en 1995, logró sintetizar ácido pantotéico, un precursor de la coenzima A que permite los enlaces químicos que mantienen a las proteínas unidas. El surgimiento de las proteínas primitivas a partir de los aminoácidos fue otro punto crítico en la historia de la evolución.

Durante casi 2 mil años la creencia aristotélica en la generación espontánea –que la vida podía surgir espontáneamente de los cuerpos en descomposición- dominó las mentes de los hombres. Esta idea fue aceptada por la iglesia pues armonizaba con el místico “soplo vital” divino, único capaz de animar a la materia inerte. En el siglo XIX Luis Pasteur demostró que la vida sólo podía provenir de la vida y que la misteriosa generación espontánea no era sino el producto de la reproducción de la vida microscópica, invisible a la percepción directa. Sin embargo, la tesis de que la vida proviene de la vida, correcta para la vida como la conocemos, resulta una huera tautología que dejaba sin explicar su origen y lo dejaba como un misterio en manos de la religión. La teoría de Oparin/Haldane es una especie de retorno a la generación espontanea a un nivel muy superior, mejor dicho, es la “negación de la negación”, pues se sustenta en los conocimientos modernos sobre la química de los procesos orgánicos, un conocimiento cuya precisión era inalcanzable con los instrumentos de la antigüedad. En verdad la vida surgió espontáneamente en condiciones ambientales muy diferentes a las actuales.

La cantidad y la cualidad en las proteínas

“La proteína se descompone en cuanto pierde la capacidad de realizar las funciones que le son peculiares, que denominamos vida” (Engels)

De las moléculas orgánicas las proteínas juegan, junto a los ácidos nucleicos, un papel fundamental pues son los “mensajeros” fundamentales en los procesos vitales. En parte su especificidad radica en su gran peso molecular -un aspecto cuantitativo- pero también en su estructura cualitativa. Se trata de la combinación de cantidad y calidad. La dialéctica de la cantidad y la cualidad tiene en la vida uno de sus ejemplos más asombrosos. Engels sostenía, con los conocimientos accesibles de su tiempo, que la vida era la forma de existencia de los cuerpos proteínicos o albuminoideos, ahora sabemos que las proteínas no necesariamente son producidas por vías bióticas, pero es verdad que sin las proteínas la vida sería imposible. Hoy en día, además de las proteínas, se les atribuye a los ácidos nucleicos ser las moléculas de la vida: no sólo dirigen a las proteínas en los procesos metabólicos sino también dirigen su formación, al tiempo que los ácidos nucleicos serían como operarios sin herramientas en ausencia de aquéllas. La vida es el resultado de la dialéctica entre los ácidos nucleicos y las proteínas. Engels no estaba esencialmente equivocado: sostuvo que la primer célula viva –mucho más primitiva que las células más simples existentes hoy día- no podía haber surgido directamente de la materia muerta, sino a partir de la química de las proteínas.11 Esta ruta será profundizada por Oparin y los experimentos de Miller/Urey con resultados asombrosos. Incluso los coacervados y gotas proteicas generadas en laboratorio –de los que hablaremos más adelante)- se van a formar a partir de las bases constitutivas de las proteínas –además de otros compuestos orgánicos-.

Mientras una molécula de agua tiene un peso molecular de 18, la proteína media tiene un peso molecular de 60 mil. Las proteínas son tan pesadas que se retuercen sobre sí mismas como agujetas olvidadas en un cajón. El enorme peso de las proteínas las hace enormemente frágiles, evanescentes; muy susceptibles a las condiciones ambientales: “factores ambientales tan ligeros como el calor de una mano humana o un ligero movimiento del aire-nos dice Isaac Asimov- bastarían en muchos casos para alterar las propiedades de una solución proteínica hasta el punto de hacerla biológicamente inservible” pero esta fragilidad, esta susceptibilidad hace a la proteína idónea para los procesos vitales: “[…] si nos paramos a pensarlo, parece inevitable. La vida implica cambio- adaptaciones rápidas a las condiciones que cambian-. Por eso en un organismo vivo debe haber algo que pueda variar con la absorción de unos cuantos de luz, con cambios insignificantes de la presión del aire, de la concentración de oxígeno, de la temperatura o de cualquiera de los centenares de variables que nos afectan en todo momento”.12 Sobre la dialéctica de la vida Oparin escribió: “[…] la substancia del organismo vivo nunca permanece inmóvil, sino que se desintegra y vuelve a formarse constantemente a consecuencia de las numerosas reacciones de desintegración y síntesis, que se producen en estrecho entrelazamiento . Heráclito, dialéctico de la antigua Grecia, ya decía: nuestros cuerpos fluyen como una arroyo, e igual que el agua de éste, la materia se renueva en ellos”.13

Además de lo anterior, el enorme peso molecular de la proteínas permite, en las condiciones adecuadas, su agregado en “soluciones coloidales” o “polimerización de de aminoácidos” que -de acuerdo con el famoso científico soviético, Alexander Oparin o a la alternativa planteada por el químico estadounidense Sidney W. Fox- condicionaron la formación, en la sopa primitiva donde surgió la vida, de unas asombrosas estructuras llamadas coacervados -especie de gotitas aceitosas- (Oparin) o “microesferas de Fox” (Sidney W. Fox) donde las reacciones químicas de las proteínas se aceleraron precediendo, en millones de años, al metabolismo celular. El fenómeno coloidal o la polimerización de proteínas surge como una “fenómeno emergente”, un salto sobre leyes químicas más sencillas, debido al peso molecular y a la concentración de proteínas: la cantidad se transforma en cualidad.

Pero si se tratara sólo de cantidad, de la suma simple de las mismas cadenas, las proteínas no podrían realizar funcione tan diversas -la celulosa, por ejemplo, es una azúcar de cadena muy larga (sólo de azúcar), pero solamente sirve para formar paredes de algunas células y el tejido fibroso de algunas plantas-. También es un asunto de cualidad, las proteínas no son solamente enormes, sino muy variadas en los aminoácidos que las forman (son unos 20 aminoácidos que sirven de “ladrillos” a las diferentes proteínas). Las combinaciones posibles con 20 aminoácidos llegan a la asombrosa cifra de 2.500.000.000.000.000.000, pero si consideramos que la proteína media consta de unos 500 aminoácidos la cifra de combinaciones llega al astronómico número de un uno seguido de 600 ceros. Debido a esta increíble complejidad cualitativa las proteínas pueden encargarse de la infinidad de funciones que mantienen a los organismos vivos, pueden funcionar como enzimas, reserva, como hormonas, reguladoras genéticas, de defensa, de transporte, etcétera; cada una de estas funciones por multitud de proteínas diferentes. La selección natural tuvo que experimentar con esas cantidades astronómicas para “elegir” las proteínas que eran adecuadas para mantener a los organismos vivos y desechar aquellas combinaciones que resultaban letales o nocivas. Así, el genoma de las levaduras, por ejemplo, es capaz de producir 6 mil proteínas diferentes y cada célula tiene un promedio de 42 millones de proteínas en total.14

Una membrana para la vida: coacervados y esferas proteicas

“[…] es más fácil estudiar el organismo desarrollado que la simple célula”. (Marx)

Como ya hemos señalado, una vez que en existió una concentración suficiente de proteínas, estás se concentraron o coagularon en forma de gotas coloidales que Oparin llamó coacervados -del latín “cervus” que significa “montón”-. La importancia de estas gotas es que conformaron un medio nuevo, relativamente separado de su entorno, donde los procesos químicos se aceleraron, apareciendo nuevos fenómenos y relaciones más complejas, y en donde comenzó a actuar una forma primitiva de selección natural: evidentemente las gotas cuyos procesos químicos internos favorecieran su estabilidad eran las que tendían a sobrevivir. “Hasta ese momento -escribió Oparin- la sustancia orgánica había estado indisolublemente fundida con el medio circundante, distribuida de un modo uniforme por toda la masa del disolvente. […] Cada coacervado adquirió cierta individualidad, oponiéndose, podríamos decir, al mundo exterior circundante. Únicamente esta separación de los coacervados pudo crear la unidad dialéctica entre el organismo y el medio, factor decisivo en el proceso de origen y desarrollo de la vida en la tierra”.15

No hablamos de vida aún, pues los procesos químicos dentro de los coacervados eran más o menos aleatorios, sin estructura definida. Aunque los experimentos muestran que esas gotas tienden a dividirse al alcanzar un tamaño crítico, no existen mecanismos de replicación genética, la división de los coacervados es un asunto más mecánico que orgánico. Sin embargo, los coacervados -o estructuras similares como gotas proteicas- debieron ser una etapa necesaria que precedió en muchos millones de años a la formación de ciclos regulares y ordenados de intercambio de sustancias que llamamos metabolismo. A pesar de su sencillez, había aparecido ya una nueva realidad en donde -como dijo Oparin- los conceptos de útil y prejudicial comenzaron a operar y con ello un proceso que tiende a la selección natural de todo aquello que permitía la supervivencia de esas gotas. Los procesos químicos se orientaban y regulaban, a través de contradicciones y retrocesos, en dirección progresiva; tendencia fundamental para entender el surgimiento de estructuras tan complejas como el ADN y la célula misma.

Una alternativa a los coacervados de Oparin, que debe ser considerada pues parece acercarse más a las funciones de una célula, son las microesferas de Fox que a diferencia de los coacervados no contienen lípidos. Independientemente de la forma, las microesferas juegan un papel análogo a los coacervados al individualizar o aislar los procesos químicos de las proteínas transformando y complicando su naturaleza en una ruta que parece llevar al nacimiento de la célula. En los experimentos del químico estadounidense Sidney Walter Fox (llevados en 1958, años después de generar proteinoides en laboratorio) las microesferas producidas por polimerización tienen un tamaño similar al de una bacteria, doble membrana con propiedades similares al de las células: intercambio osmótico, selectividad para el paso de moléculas y excitabilidad ante estímulos eléctricos; dentro de estas esferas la química de algunos compuestos orgánicos –como ATP- genera cadenas de nucleótidos; a partir de aminoácidos, genera proteinoides y estos, a su vez, se aglomeran en otras microesferas que tienen propiedades asombrosas: son sensibles a los estímulos lumínicos y catalizan reacciones de oxidación-reducción. En experimentos realizados en 2008 se descubrió que estas microesferas pueden utilizar la luz solar para sintetizar ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico –etapas importantes de la fotosíntesis-, además pueden generar señales eléctricas similares a las de las células musculares y nerviosas. De forma similar a los coacervados, las mircroesferas se dividen en “células” hijas ya sea gemación, esporulación, fisión binaria o partición. Las microesferas se mueven de forma browniana en su medio, pero si se les agrega zinc cambian los patrones de movimiento a uno direccional, estas esferas vibran mientras se producen procesos químicos asombrosos en su interior. Las esferas se pueden atraer o repeler mutuamente dependiendo de su carga eléctrica, si se unen lo suficiente forman una especie de collar –que puede durar meses- en el que se intercambia una especie de vesículas de proteinoides, intercambio que sugiere un “proto-comportamiento sexual”. Sidney W. Fox consideraba a estas esferas producidas en laboratorio “proto-células” y es muy posible que tuviera razón.16

Hay que notar que Engels, cuando escribió los borradores de Dialéctica de la naturaleza no creía que se pudieran producir células en laboratorio, dada su complejidad y el tiempo en que tuvieron que evolucionar en la naturaleza, ni en 100 años. Los coacervados y esferas proteicas se crearon menos de cien años después. Bien es cierto que ni coacervados ni cápsulas proteicas son, en verdad, células vivas, pero sí que nos informan mucho acerca de su posible origen y sus formas precedentes más arcaicas. Desde la década de los sesenta del siglo pasado se han creado membranas celulares artificiales con contenido orgánico –enzimas, proteínas y hormonas- que desde la siguiente década (los setenta) se usan con fines terapéuticos. La primera década de nuestro siglo ha presenciado la creación de bacterias sintéticas con paredes celulares y ADN creado en laboratorio o células a las cuales se les extrae su contenido genético y se les inyecta uno nuevo – a partir de secuencias almacenas en computadora-, “cobrando vida”. Aun no se crea una célula 100% sintética pero estos experimentos increíbles demuestran que la esencia de la vida está en la interacción entre los ácidos nucleicos – así sean armados artificialmente- y las proteínas dentro de un contexto celular. La frontera que queda por cruzar para crear realmente vida en laboratorio es saber escribir genomas desde cero, con las funciones metabólicas que interesa reproducir, pero según el científico Craig Venter – de la empresa Synthetic genomics que ha creado el ADN artificial a partir del genoma de una bacteria- es sólo una cuestión técnica para lograrlo. Actualmente esta empresa trabaja para EXXON en un proyecto para crear microorganismos artificiales capaces de crear combustible. El capitalismo se ha convertido en un obstáculo monstruoso para el desarrollo de esta tecnología al margen del interés de lucro de las grandes trasnacionales.

Según el astrónomo británico Fred Hoyle es estadísticamente imposible que la vida celular evolucionara a partir de la materia orgánica primitiva. “La probabilidad de que formas de vida superior pudieran haber emergido de esta manera es comparable a la probabilidad de que un tornado pasando sobre un montón de chatarra arme un Boeing 747 sobre la base de los materiales encontrados allí”. Pero esta forma mecánica de pensar no contempla la dialéctica entre azar y necesidad: los procesos químicos al interior de los ancestros de la célula dependían de factores accidentales como la presencia o no de tales o cuales sustancias, pero la sobrevivencia de esas entidades dependía de que esos procesos favorecieran su permanencia, por lo que –a largo plazo- millones y millones de interacciones químicas eran seleccionadas y rechazadas por ese tamiz. Había una tendencia hacia la organización que surge de la interacción de los factores accidentales y necesarios, esta tendencia se reforzaba con cada progreso en la complejidad de esas estructuras. Todo partiendo de las leyes básicas de la química orgánica.

El código de la vida

“Es una línea en espiral, una curva que se amplía, no un simple círculo” (Marx sobre el capital, Grundrisse)

En el proceso de creciente complejidad de la materia orgánica entró en juego, en un punto determinado, algunas moléculas –los ancestros de los nucleótidos- que tenían la peculiaridad de orientar la química de las proteínas o de los ancestros de éstas. Este fenómeno se daba en el tamiz donde tendían a sobrevivir las protocélulas –estructuras que Oparin llamó “protobiontes”- cuya química interna se orientaba hacia un orden más eficiente. Así, de la cantidad astronómica de proteínas posibles –dados los 20 aminoácidos que las forman- fueron seleccionadas unos pocos miles de proteínas -tal vez a partir de estructuras más simples como proteinoides-. Es de suponer que en los protobiontes primitivos las proteínas eran muy diferentes a las actuales. Pero las moléculas ancestrales del material genético que ordenaba la química molecular también eran afectadas por esa química que codificaban, de tal forma que esas moléculas genéticas también se ordenaban en complejidad progresiva: el organizador era, a su vez, organizado en el proceso, los nucleótidos se ordenaban en forma del ancestro del código genético.

Incluso en experimentos en laboratorio se ha mostrado que, en condiciones favorables, los nucleótidos crecen en complejidad: “Se ha logrado demostrar experimentalmente que algunas de las reacciones que lleva a cabo la síntesis de la molécula de ADN se pueden producir en tubos de ensayo, fuera de las células. Mezclando ciertas enzimas extraídas de las células, con un polinucleótido pequeño y en presencia de moléculas energéticas como algunos trifosfatos, el polinucleótido crece, aumentando de tamaño y complejidad estructural”.17 Esta interacción dialéctica –entre las proteínas y los nucleótidos- debió existir pues sólo así es posible explicar –aunque sea a groso modo- el surgimiento de los ácidos nucleicos, es decir, del material genético (ADN y ARN) que hace posible la vida y su replicación. “La interacción entre ambos tipos de moléculas debe haber tenido lugar muy rápidamente, durante los procesos de evolución química, dando así origen a códigos genéticos muy simples, compuestos por ejemplo de sólo dos bases, y cuya complejidad fue aumentando con el tiempo”.18

Este material genético primitivo, que ordenaba la química de las proteínas, llegó a un punto en que no sólo podía generar proteínas específicas sino cobró la capacidad de autorreplicación, entonces surgió la vida, es decir, un organismo celular capaz de reproducirse. A la forma de vida más primitiva y sencilla Oparin le llamó eubionte. Esto ocurrió alrededor de unos 4,000 millones de años o más. Por supuesto quedan aun muchas interrogantes en el surgimiento del código genético y su relación con las proteínas, pero es claro que no hay nada místico ni sobrenatural en esa interacción asombrosa, que es parte de una tendencia a la autoorganización de la materia orgánica dadas condiciones favorables. El origen de la relación entre proteínas y ácidos nucleicos es la historia de una disputa entre dos corrientes de la biología: aquéllos que opinan que los ácidos nucleicos surgieron antes –“hipótesis del gen desnudo”- y los que opinan que la química de las proteínas fue primero –“hipótesis protobionte”-. La relación no es sencilla de dilucidar pues implica una paradoja similar a la del huevo y la gallina: en los seres vivos las proteínas son generadas a través del código genético, pero el código genético es inoperante sin las proteínas, no se puede reproducir sin ellas. Sin embargo ya hemos visto que los materiales químicos básicos tanto de las proteínas como de los ácidos nucleicos pueden surgir a partir de materia orgánica mucho más simple, por lo que la cuestión radica no tanto en qué fue primero sino en cómo estos componentes interactuaron entre sí para transformarse mutuamente y recrearse en conjunto: las proteínas fueron codificadas –tal como las conocemos en los organismos vivos actuales- por los ácidos nucleicos pero éstos surgieron a partir de su interacción con las proteínas que codificaban.

Los ácidos nucleicos (el ADN y ARN) son estructuras extraordinariamente complejas y asombrosas. Son cadenas de 4 nucleótidos o 4 bases nitrogenadas (en el caso del ADN: adenina, citosina timina y guanina -llamada así por haber sido identificada, antes de que se supiera su importancia, en el guano-, y en el ARN en vez de timina tenemos uracilo), unidas por enlaces de fosfato y una azúcar llamada ribosa. El ADN es una espiral doble unida por tabiques de nucleótidos que se complementan (la adenina se enlaza con la timina, y la citosina con la guanina), mientras el ARN -a excepción del presente en algunos virus- es una sola espiral de nucleótidos. Cada ser vivo tiene en su ADN un orden específico de nucleótidos que, ordenados por tripletes (la vida es una palabra compuesta de sólo tres letras, como dijo Sagan), contienen codificada la información para generar proteínas específicas, dirigirlas e incluso replicar al ADN con ayuda de esas proteínas; en suma, la información suficiente para reproducir a un ser vivo específico.

Cada una de las diez billones de células que componen el cuerpo humano -excepto los glóbulos rojos- contiene ADN, en cada una de esas células hay tantos nucleótidos como personas hay en la tierra.19 Si se desenrollara el ADN de una sola célula tendríamos una cinta de 2 metros de longitud y con la distancia acumulada de todo el ADN de todas las células del cuerpo humano se cubriría la distancia de la tierra a la luna unas 7 mil veces. El ADN tiene la capacidad de replicarse a sí mismo con ayuda de una proteína llamada polimerasa que funciona como enzima, la espiral de ADN se separa de su par y renueva su complemento perdido –uniendo, por ejemplo, la adenina con una timina faltante- creando una cadena igual a la anterior, formando dos cadenas de ADN donde antes había una. El ARN le sirve al ADN como especie de mensajero químico para todas las funciones celulares codificadas en éste. Son los ácidos nucleicos unas de las estructuras más complejas del universo. El ADN, debido a su complejidad, se organiza en una espiral doble que parece la imagen viva de la dialéctica: espiral del desarrollo y unidad de contrarios (los nucleótidos sólo se unen con su complemento) que contiene en sí, transformadas y suprimidas, la historia de toda la evolución de la vida.

Pero el código genético actúa por niveles donde no es posible reducir la manifestación más compleja a la más elemental. La dirección molecular se codifica por tripletes (que ordenan la formación de aminoácidos), pero sólo un conjunto más o menos grande de tripletes se convierte en un gen que codifica la existencia –por ejemplo- de las alas en las moscas; sin embargo, la selección natural no opera directamente sobre los genes, sino sobre el genotipo, es decir, sobre las características físicas del individuo, y muchas veces sobre poblaciones en su conjunto más que sobre los individuos. Así, no es posible entender una característica o comportamiento –mucho menos en el ser humano- reduciéndolo a sus genes, o entender a los seres vivos como simples autómatas de genes malvados y egoístas. Es necesario considerar las influencias y niveles que van subsumiendo el comportamiento genético dentro de otros fenómenos más influyentes como, por ejemplo, la cultura en el hombre. Entender la “negación de la negación” es más que útil si no queremos caer en el reduccionismo racista más imbécil.

Es imposible entender el surgimiento del ADN y ARN sin entender que el proceso evolutivo -no sólo en biología- tiende a la complejidad; va -como plantea la ley dialéctica de la “negación de la negación”- de los simple a lo complejo, en etapas o saltos sucesivos que se apoyan en periodos y etapas anteriores, etapas que son superadas (negadas) pero conservadas de cierta forma; de hecho parte de esa historia, del origen de la vida está inscrita en nuestros propios genes, así como conservamos en nosotros la información de nuestros padres y abuelos. Está de moda negar el progreso en tanto el capitalismo ha dejado de progresar y constituye un freno opresivo evidente para cualquier persona capaz de pensar, pero que el capitalismo esté en decadencia no significa que el progreso sea imposible una vez superado el capitalismo -lo que sucede es que los posmodernos no creen que el capitalismo pueda ser superado y no entienden que el progreso lineal no es la única noción posible de éste-. En cualquier caso, negar el carácter progresivo de la evolución biológica es tan absurdo como ignorar el salto que separa a los organismos eucariontes de los procariontes, a los pluricelulares de los unicelulares, o al ADN de sus ancestros más simples y remotos compuestos de pocas secuencias de bases nitrogenadas.

Una de las teorías más extendidas sobre el origen de los ácidos nucleicos sostiene que fue un ancestro del ARN el primero en ser capaz de reproducirse, esto se debe a que el ARN contiene una enzima – la ribozima- que además de acelerar los procesos químicos, tiene la capacidad de reproducirse a sí misma. Esta enzima que se replicaba fue creciendo en complejidad dando como resultado algo parecido al ARN. Los biólogos evolutivos hablan de un mundo de ARN que se remonta a los albores de la vida misma. De acuerdo con esto el ADN sería una mutación del ARN en donde la información genética no sólo se conservaba y replicaba mejor, sino que significó la especialización del ARN en la dirección de las proteínas, en una especie de unión dialéctica entre el ADN y el ARN. Sea como fuere, el surgimiento del material genético significó un enorme salto en tanto permitió no sólo la reproducción de la vida, sino también la operación plena de la selección natural que había actuado de forma rudimentaria y precaria en los protobiontes.

La duplicación del ADN, dada su complejidad y condiciones ambientales tales como temperatura o radiación, podía producir errores de copiado; la mayoría de ellos eran inocuos o incluso nocivos, pero algunos -los menos- eran favorables para la adaptación y por tanto se conservaban, los nocivos se desechaban con la muerte, la desaparición inmisericorde de las especies. Carl Sagan escribió: “las mutaciones no tienen plan, no hay nada detrás suyo que las dirija; su carácter casual parece escalofriante […] El proceso de la vida es todo lo contrario a la teleología. La vida es derrochadora, ciega, indiferente en este nivel a las nociones de justicia. Puede permitirse despilfarrar multitudes”.20 Pero la selección natural implica tensión entre azar y necesidad pues sólo el azar favorable a la supervivencia es seleccionado necesariamente mediante la transmisión genética de los seres que permanecen. En ese código genético, en esa secuencia de nucleótidos que codifican la química de la vida, se encuentra los rastros de todas las formas de vida que hemos evolucionado a partir de un ancestro común, debido a ello, por ejemplo, los genes de la vista tanto en la mosca de la fruta como en el ser humano son exactamente los mismos e incluso pueden ser intercambiados sin que a la mosca de la fruta tenga los ojos de un ser humano -pues el código genético actúa como una unidad, no es una suma de partes separadas-. “En ámbitos recónditos de los ácidos nucleicos se apretujan multitud de sobras ancestrales […] Parece claro que esa unidad existe porque cada cosa viva en la tierra desciende del mismo antepasado de hace cuatro mil millones de años; porque todos somos parientes”.21

Hablamos de un salto cualitativo, quizá el más importante en la evolución del cosmos. La evolución biológica no es lineal o simplemente gradual como creía Darwin, la lenta acumulación de pequeños cambios abre episodios repentinos, puntuales, de cambio acelerado. El origen repentino y rápido de la vida –en un parpadeo en términos geológicos y evolutivos- es un ejemplo extraordinario. El gradualismo, tanto en política como en biología, es la expresión del liberalismo burgués temeroso de la revolución, pero creyente en el progreso (capitalista); en parte es también una reacción a la “teoría catastrofista” anterior a Darwin que “explicaba” el cambio geológico por la intervención divina que enviaba diluvios y pestes como castigo a los pecadores. La naturaleza no da saltos decía Linneo. Pero el “equilibrio puntuado” plantea en términos explícitamente dialécticos el ritmo de la evolución, combinando dialécticamente el cambio gradual y el “catastrófico” –claro que sin la intervención de divinidad alguna-; el famoso biólogo Stephen Jay Gould lo explica: “Si el gradualismo es más un producto del pensamiento occidental que un hecho de la naturaleza, entonces deberíamos tomar en consideración filosofías alternativas del cambio para ampliar nuestro espacio de prejuicios limitativos. En la Unión soviética, por ejemplo, los científicos se forman en una filosofía del cambio muy diferente- las llamadas leyes de la dialéctica, reformadas por Engels a partir de la filosofía de Hegel, Las leyes dialécticas son explícitamente puntuacionales. Hablan por ejemplo de la transformación de la cantidad en cualidad. Esto puede sonar a bobadas esotéricas, pero sugiere que el cambio se produce a grandes saltos tras una lenta acumulación de tensiones que un sistema resiste hasta llegar a un punto de fractura. Calentemos el agua y finalmente hervirá. Opriman a los trabajadores cada vez más y se producirá una revolución. Eldredge y yo nos sentíamos fascinados al enterarnos que muchos paleontólogos rusos apoyan un modelo similar a nuestro equilibrio puntuado”.22 Gould utiliza una metáfora que explica magníficamente su postura: “La historia de cualquier parte aislada de la tierra, como la vida de un soldado, consiste en largos periodos de aburrimiento y breves periodos de terror”.23

Los virus son una estructura que se encuentran en la borrosa frontera entre lo vivo y lo no vivo. Son capsulas de proteínas que envuelven ácido nucleico, es decir, material genético (a veces ARN o ADN, o ambos) pero carecen por sí solos de la química metabólica para reproducirse por sí solos y considerarse vivos. Estas pequeñas capsulas de material genético pueden permanecer inertes, cristalizadas, por años. Pero en un medio acuoso pueden invadir células utilizando a éstas para reproducirse e infestar otras células, entonces cobran “vida”. Categorías rígidas y fijas acerca de la vida no operan en el caso de los virus ya que tienen parte de los ingredientes fundamentales de la vida –proteínas y ácidos nucleicos- pero carecen de metabolismo propio, requieren infestar para reproducirse y afectar los procesos metabólicos (ajenos). Lo más probable es que los virus evolucionaron a partir de antiguas células que se especializaron en vivir de otras, en ser parásitas. Como resultado su estructura celular se fue atrofiando para perderla por completo, convirtiéndose en esas estructuras “semivivas”. Desde el punto de vista de la evolución biológica son de gran interés pues muestran un comportamiento que muy probablemente está relacionado con las primeras formas de vida: en éstas el material genético flotaba libremente al interior de la célula -como sucede en los organismos procariontes- y cuando la capsula celular desaparecía el material genético era liberado en el medio. “Estos agregados de ácidos nucleicos, fuera de las células, no podían realizar ninguna actividad biológica. Pero al ser absorbidos por otros eubiontes, se reactivaban nuevamente, comportándose quizás como los virus contemporáneos […] la adquisición de material genético proveniente de otras células seguramente podría influir, al menos en ciertos casos, en su evolución posterior”.24

La vida se abre camino, rumbo a la explosión

“La dialéctica es el álgebra de la revolución” (Herzen)

Las primeras formas de vida fueron procariontes o los ancestros de éstos, seres que se caracterizan por carecer de núcleo o estructuras especializadas, simplemente el material genético flota en el citoplasma gelatinoso. Algunos de los registros fósiles de vida más antiguos se remontan a unos 3,000 millones de años y son estructuras muy parecidas a organismos unicelulares actuales como las algas verdeazuladas o cianobacterias que liberan oxígeno por fotosíntesis. Ya son una forma de vida bastante evolucionada capaz de transformar la materia inorgánica en orgánica, pero si son de los primeros del registro fósil es sólo porque ya había rocas capaces de conservarlos. Las primeras formas de vida debieron ser unos 500 millones de años más antiguas o más, casi al mismo tiempo en que la tierra se formó. De hecho el fósil más antiguo encontrado hasta el momento pertenece a una bacteria que, al parecer, se alimentaba de hierro en las fumarolas hidrotermales del fondo del mar, tiene una antigüedad asombrosa de 3,800 millones de años y parece fortalecer la tesis de que la vida surgió en este medio submarino.25 En ausencia de oxigeno -que en realidad era letal para las primeras formas de vida- las primeras células debieron ser parecidas a los metanógenos que sobreviven alimentándose de dióxido de carbono -muy abundante en la tierra primitiva- y produciendo metano como desecho. Estas formas primitivas de vida pueden encontrarse en el fondo sulfuroso de los océanos donde no existe el oxígeno libre, otras especies sobreviven fermentando el alimento en los intestinos de seres como caballos y humanos. Debido al hábitat de estos organismos primitivos algunos científicos sostienen que la vida se origino en los fondos hidrotermales del océano donde las diferencias bruscas de temperatura, gradiente de protones y alcalinidad generaban desequilibrios que se compensaban acelerando los procesos orgánicos. «La vida se aprovecha de los estados de desequilibrio en el planeta, como puede haber sido el caso hace miles de millones de años en los respiraderos hidrotermales alcalinos», dijo el científico Michael Russell en una interesante reflexión dialéctica, «La vida es el proceso que resuelve estos desequilibrios».26

Pero la materia orgánica fue un bien limitado que se hizo escaso tan pronto como la tierra primitiva dejó de generarlo espontáneamente y conforme el océano primitivo era invadido por la vida unicelular que lo consumió todo. Entonces, hace unos 3,000 millones de años de años, surgieron los primeros organismos capaces de fotosintetizar, es decir, transformar la luz en alimento en forma de ATP. Pero los organismos que no fueron capaces de fotosintetizar o desaparecieron o se especializaron en devorar a los fotosintetizadores: iba surgiendo el esbozo de la separación de lo que será el reino vegetal y animal. La fotosíntesis produce como desecho oxígeno, un producto que va cambiar la atmósfera de la tierra para siempre, un elemento que hubiera sido letal para los primeros seres vivos -ya que rompía sus enlaces moleculares, los oxidaba- será fundamental para nuevos saltos cualitativos, como la respiración aeróbica y la vida multicelular. La situación se transformó en su contrario, los metanógenos fueron relegados a pequeños resquicios, arrinconados al borde de la extinción, y aquéllos que viven gracias al oxigeno van a dominar el mundo. La explicación es simple: la alimentación anaerobia es poco eficiente, el oxigeno permite mayores reservas de energía aprovechables para la vida. No es cierto que la vida provino del cielo divino, literalmente el cielo, el hermoso color azul de nuestro planeta, proviene de la vida, el 99% de la atmósfera actual es su resultado; lo que había sido parte de la causa de la vida -una atmósfera de dióxido de carbono y metano- se convirtió en su efecto.

Pero la separación más importante en el reino de los vivos -que no es entre animales y vegetales (pues existen más filos)- no se dará sino hace unos 2000 millones de años, cuando el contenido celular se especializa, formando el núcleo celular -donde el material genético se va a apiñar en forma de cromatina- y aparecen en el citoplasma organelos (del latín, pequeño órgano) que, como la mitocondria o los cloroplastos, probablemente surgieron de la incorporación en la célula de otras formas de vida que se unieron -quizá, al principio simplemente fueron engullidas con fines alimenticios-, especializándose y transformándose en beneficio mutuo. El surgimiento del núcleo, por su parte, permitió regular de mejor manera el material genético. Tal vez el núcleo surgió cuando la membrana celular se subdividió y luego la capa interna atrapó el material genético, o dos células procariontes se unieron por endosimbiosis –como generalmente se explica la presencia de los organelos-. Aparece el mundo eucarionte que, desde entonces, divide fundamentalmente el mundo de los vivos entre éstos y los procariontes carentes de núcleo. Engels escribió: “en la vida orgánica la formación del núcleo celular debe considerarse asimismo como una polarización del material proteínico vivo, y desde la simple célula en adelante la teoría de la evolución demuestra que cada avance hasta la planta más complicada por un lado, y hasta el hombre por el otro, se realiza en continuo conflicto entre la herencia y la adaptación”27.

Las primeras formas de vida se reproducían dividiéndose en seres vivos idénticos genéticamente a los progenitores. Aquí la evolución avanza muy lentamente pues las mutaciones sólo operan sobre el ADN de un individuo. En algún momento, haces unos 1,200 millones de años hubo una “falla” en la replicación, gracias a la cual la vida no será tan aburrida: surgió el sexo. Un privilegio del que no gozan las pobres bacterias y los miserables ángeles. Tal vez parte del material genético de una célula que había sido alimento de otra se combinó con la primera, quizá células aglomeradas por simple electromagnetismo compartieron sus genes en el momento mismo en que estaban en proceso de replicación, o algún virus introdujo el material genético ajeno en una forma primitiva de inseminación. Posiblemente no sea casual que los virus y las células espermáticas sean tan inquietantemente parecidas –proteínas envolviendo material genético-, si la reproducción sexual evolucionó a partir del contagio viral, éste sería una forma primitiva de sexo- sexo tóxico y nocivo-. Sea como fuere el intercambio genético permitió a la selección natural tener más elementos qué seleccionar -ya que las mutaciones son más frecuentes cuando se combinan dos códigos diferentes – y aceleró de forma espectacular la evolución. A diferencia de lo que sostiene la biblia con el pecado original, la evolución impulsó y favoreció a aquellos seres vivos que se reprodujeron mediante el sexo. La reproducción asexual favorece la cantidad -una bacteria se puede reproducirse en sólo 15 minutos-, le preproducción sexual exige más energía y da menos descendientes, pero favorece la cualidad, al aumentar la variabilidad genética. A largo plazo la cualidad domina sobre la cantidad.

Hace unos 750 millones de años surgió una comuna, algo más compleja que la comuna de una célula con sus organelos. La comuna es la pluricelularidad. No sólo va a beneficiar a la colonia celular al compartir energía, ante todo va a favorecer la diferenciación celular y la división del trabajo, hasta el punto en que esas células especializadas ya no podían sobrevivir aisladamente; se convirtieron en un solo organismo donde las partes son ya inconcebibles sin el todo. Esta especialización se va a manifestar en forma de los tejidos, órganos y sistemas propios de los organismos complejos, y en las diversas estructuras que van a explotar en el periodo cámbrico (hace 500 millones de años), los diseños fundamentales de la vida macroscópica que están presentes hasta la actualidad: sistema óseo, ojos, sistema nervioso, sistema circulatorio, etcétera. Somos parte de una colección de “plantillas universales” que varían ligeramente –esencialmente nuestro esqueleto no difiere estructuralmente del de una trucha- y que fueron posibles gracias a la pluricelularidad y al metabolismo aeróbico.

Al principio las colonias celulares no estaban especializadas, simplemente era una unión entre iguales para sobrevivir, era una cooperación simple; luego las células se especializaron en tareas separadas y finalmente se dividieron en estructuras diferenciadas cualitativamente. La unión inicial pudo darse por fallas en la división -de tal forma que las dos células permanecieron unidas-, por aglomeración, o por una variación en la fagocitosis donde el alimento se convirtió en aliado del depredador. Algo similar sucede con las etapas sucesivas que Marx describe en El Capital: cooperación simple, manufactura y gran industria. Negación de la negación, innegable tendencia a la complejidad. Sagan escribió que “Cada célula de nuestro cuerpo es una comuna, con partes que antes vivían libremente y que se han reunido para el bien común. Y nosotros estamos compuestos por cien billones de células. Cada uno de nosotros es una multitud”.28

Conclusión

“La vida es hermosa, ¡Que las generaciones futuras la limpien de todo mal, opresión y violencia y la disfruten al máximo” (Trotsky)

La vida es rara pero inevitable, evanescente y frágil, pero se abre camino. El material para su surgimiento está en todo el cosmos, pero sólo en condiciones muy particulares esa materia cobra vida. El cosmos en perpetuo movimiento genera, de tiempo en tiempo, oasis para la creciente complejidad de la materia orgánica, donde ésta puede alzarse hasta la vida e incluso hasta la conciencia: materia capaz de pensarse a sí misma. Una serie de saltos cualitativos separa a la materia inerte de la materia viva, donde la posibilidad abre paso a la inevitabilidad, es como un topo que cava su camino debajo de la superficie, para surgir de vez en cuando. En el cosmos las nubes estelares de materia orgánica –entre otras formas de materia inorgánica- son solo una semilla que muy rara vez revela su potencial, lo posible es una rama entre millones de ramificaciones, una posibilidad entre millones, al límite de la imposibilidad. La cantidad de materia cumulada en esas nubes da el salto cualitativo cuando se condensan en estrellas y planetas, pero aun aquí lo posible es aun improbable. Otro punto cualitativo está en el tamaño, distancia y composición de los planetas respecto a su estrella. Sólo en determinado punto cuantitativo puede existir la cualidad: atmósfera, la energía y el agua líquida donde la materia orgánica puede entrar en una espiral de complejidad, retroalimentación e interacción crecientes. Aquí, lo que antes era una posibilidad entre millones se torna en inminencia, cuestión de tiempo.

En un parpadeo cósmico surgen las formas más primitivas de seres con un delicado intercambio químico con su entorno, de un movimiento de incorporación y excreción de sustancias, con ciclos químicos internos entrelazados, capaces de reproducirse. Los procesos químicos que antes se daban sueltos y aleatorios en ese mar orgánico, ahora se superan en una síntesis armónica, cíclica y entrelazada. La materia se individualiza en un medio interno y externo que posibilita el metabolismo a través de una barrera delicada, una membrana de lípidos que marca el surgimiento de lo vivo. Dialéctica de vida y muerte, incorporación y excreción, desplazamiento entre lo viejo y lo nuevo. Dentro de ese medio celular una espiral genética se autocodifica, se complica; conteniendo viejos episodios evolutivos superados, a veces ya inútiles o reciclando viejos códigos en nuevas funciones. Nace la vida como manifestación más compleja del movimiento.

Esas estructuras celulares aparentemente insignificantes y delicadas transformarán el medio que las creó, la causa y el efecto intercambian lugares, todo se convierte en su contrario. La vida cambia la composición química de su atmósfera posibilitando nuevos saltos en complejidad. Lo que entes era un medio favorable se convierte en venenoso, y lo que antes hubiera matado, ahora es requisito indispensable para formas más sofisticadas. Las células evolucionan incorporando nuevas funciones, nuevos organelos, nuevas formas más complejas de reproducirse. Se agrupan, crean fenómenos de dependencia mutua en formas pluricelulares, en que las células se especializan en órganos, en seres formados por millones y millones de células. La forma celular se convierte en contenido, en nuevos contenidos y nuevas formas. La vida explota en variación, formas en hábitats asombrosos. Las viejas formas permanecen subordinadas en especies mucho más complejas. Pero la vida se abre camino a través de grandes periodos de extinción masiva, donde los eventos más dramáticos de muerte en masa son requisito indispensable para nuevos ascensos y donde los brotes crecen y se desarrollan. Los periodos largos de calma y el desarrollo vertiginoso, repentino se intercalan e impulsan mutuamente.

¿Qué manifestación más increíble de movimiento, de espiral de desarrollo, de polaridad entre vida y muerte, lo nuevo y lo viejo, que la propia y vida? Y eventualmente esos seres vivos, en interacción con su medio, tendrán un sistema nervioso, formas primitivas e instintivas de conciencia y, en un punto determinado, conciencia social, capaz de reproducir la larga historia cósmica de la que todos provenimos. Hegel creía que la evolución de la realidad –incluida la realidad material- era, en el fondo, el desarrollo del espíritu absoluto, que cobraba conciencia de sí mismo. Pero es exactamente el revés, el espíritu es el producto –en última instancia- del desarrollo dialéctico de la materia. Esto es materialismo, materialismo dialéctico.


Notas

1 Marx, El Capital, Tomo I, México, FCE, 2001, p. 247.

2 Engels, Dialéctica de la naturaleza, México, Grijalbo, 1983, p. 33.

3 Marx, El Capital, Tomo I, México, FCE, 2001, p. 247.

4 Carl Sagan, Cosmos, Madrid, Planeta, 1985, p. 233.

5 Lazcano, Antonio; El origen de la vida, evolución química y evolución biológica, México, Trillas, 2004, p. 30.

6 Engels, Antidühring, México, Grijalbo, 1962, p. 71.

7 Oparin, Alexander; El origen de la vida, México, Colofón, 2007, p. 44.

8 Lazcano, Antonio; El origen de la vida, evolución química y evolución biológica, México, Trillas, 2004, p. 41

9 Jay Gould, Stephen, El pulgar del panda, Barcelona, Orbis, 1986, p 230.

10 Lazcano, Antonio; El origen de la vida, evolución química y evolución biológica, México, Trillas, 2004, p. 40.

11 Engels, Dialéctica de la naturaleza, México, Grijalbo, 1983, p. 236.

12 Asimov, Opus 100, Madrid, Alianza editorial, 1985, p. 164.

13 Oparin, Alexander; El origen de la vida, México, Colofón, 2007, p. 80.

14https://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-oficial-hay-42-millones-moleculas-proteina-cada-celula-20180117181506.html.

15 Oparin, Alexander; El origen de la vida, México, Colofón, 2007, p. 74.

17 Lazcano, Antonio; El origen de la vida, evolución química y evolución biológica, México, Trillas, 2004, p. 62.

18 Ibíd. p. 63.

19 Sagan, Carl; Druyan, Ann; Sombras de antepasados olvidados, México, Planeta, 1994, p. 82.

20 Sagan, Carl; Druyan, Ann; Sombras de antepasados olvidados, México, Planeta, 1994, p. 88.

21 Ibíd. p. 86.

22 Jay Gould, Stephen, El pulgar del panda, Barcelona, Orbis, 1986, pp. 194-195.

23 Ibíd. p 195.

24 Lazcano, Antonio; El origen de la vida, evolución química y evolución biológica, México, Trillas, 2004, p. 66.

25 https://www.elmundo.es/ciencia/2017/03/01/58b71d2122601d14638b456f.html.

27 Engels, Dialéctica de la naturaleza, México, Grijalbo, 1983, p. 170.

28 Carl Sagan, Cosmos, Madrid, Planeta, 1985, p. 31.

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