Es la pregunta fundamental: ¿cómo empezó todo? ¿Cómo, en un planeta joven, caótico y geológicamente activo, un puñado de química inerte se convirtió en la primera célula viva? Lo que sabemos es que la protocélula, llamada LUCA, arrancó con la vida y la evolución darwiniana hizo el resto, llevándonos hasta el día de hoy. Pero todavía hay muchas dudas acerca del porqué surgió todo esto.
El misterio. De nuestros orígenes sabemos realmente poco. Pero no nos referimos a si venimos de un mono o de otra especie, sino de por qué comenzó la vida en este planeta. Algo que ha querido resolver el estudio de Robert G. Endres, del Imperial College London, pero que solo ha hecho que tengamos muchas más preguntas e incluso un mal sabor de boca, porque según sus resultados la vida no debería haber surgido.
Y es que aplicando las matemáticas, esa rama de la ciencia que mucha gente odia, se ha llegado a una conclusión muy clara: las barreras para que la vida surja espontáneamente son «formidables». Tan formidables, de hecho, que las probabilidades de que ocurriera por puro azar dentro de la ventana de tiempo disponible en la Tierra primitiva son asombrosamente bajas, es decir, que lo lógico habría sido que nunca hubiera surgido la vida.
Software de la vida. El enfoque de Endres deja de lado las probetas y se centra en la información. Una célula no es solo un «saco de moléculas»; es un sistema altamente estructurado y orquestado en el tiempo y relacionado entre sí. La pregunta es: ¿cuánta información se necesita para «escribir» la primera protocélula que dio lugar a la vida?
Para estimarlo, el estudio recurre a modelos computacionales modernos y herramientas de IA que ya usamos hoy, como AlphaFold (para el plegamiento de proteínas) y modelos completos de «célula entera». El resultado en este caso se dividía en tres partes diferentes:
- La información genética para una célula muy sencilla como Mycoplasma genitalium ocupa 10⁶ bits, lo que supone bastante poco.
- La información estructural, es decir, el cómo se pliegan las proteínas y se organiza la célula también se estima en un rango de 10⁶ a 10⁸ bits.
- Por último, la información dinámica, que se centra en las rutas metabólicas, la señalización o los mecanismos de replicación de DNA, que sin duda es un gigante. En este caso se ha dado un valor de 140 MB en este mundo que se ha generado.
Sumando todo esto, la complejidad de una simple protocélula se ha estimado en 1.000 millones de bits en el símil del software. Y ese es el muro que la química prebiótica tuvo que terminar escalando.
Las matemáticas. Una vez se tiene toda la información teórica, es donde las matemáticas se ponen muy interesantes, sobre todo teniendo en cuenta que la Tierra tuvo una ‘ventana’ de tiempo disponible para acumular toda esta información de 500 millones de años hasta que se diera la primera protocélula. En una cuenta muy sencilla, si se divide la información necesaria (10000000000 bits) por el tiempo disponible, se obtiene que la tasa mínima de acumulación de información de 2 bits de información útil por año.
Visto así, ¡parece facilísimo! El estudio estima que la «sopa» prebiótica, llena de moléculas complejas, tenía un potencial para generar información de unos 100 bits/s, miles de millones de veces más de lo necesario, según las estimaciones matemáticas. Entonces… ¿Dónde está el problema si se iba sobrado de tiempo?
El problema está en que estos ‘2 bits por año’ se asumen como un proceso unidireccional y progresivo. Es decir, que cuando se crea ese trozo de información útil se guarda y se usa para el siguiente paso. Pero la química es una sopa caótica que no funciona así, sino que funciona como un ‘paseo aleatorio’: se da un paso hacia adelante y al momento se da otro hacia atrás. Es decir, al momento de crear algo se acompaña de una pérdida.
Aquí es donde entra el concepto de ‘persistencia’ que en resumidas cuentas es el tiempo donde el sistema “recuerda” la información que ha ganado, aunque la haya perdido. De esta manera, sin una inmensa persistencia, el surgimiento de la vida sería literalmente imposible de darse según este estudio.
El empujón. Pero atendiendo a las matemáticas, dentro de una sopa tan caótica como es esta, la realidad es que dejarlo todo al azar habría hecho que nunca hubiéramos podido aparecer en este planeta. Y este es el verdadero misterio. Para que estemos aquí, tuvo que existir algún principio físico, un sesgo químico o algún mecanismo de ‘memoria’ o ‘retención’ que diera direccionalidad al proceso.
El estudio no dice que la vida sea imposible, sino que el mecanismo puramente aleatorio es insuficiente. Necesitamos «principios físicos desconocidos»o, como el autor señala, «alguna forma de estructura informacional prebiótica».
Y es algo que en otros estudios se plantea, como en el de Chrostoph Adami que se enfocó en tratar de entender a los seres vivos como cadenas autosuficientes de información para buscar la probabilidad de que vida surja de manera estadística. Y se encuentra también con una probabilidad muy baja.
Los extraterrestres. En este punto de misterio es donde el artículo menciona, con cautela, la hipótesis alternativa: la panspermia dirigida. Propuesta originalmente por Francis Crick (el descubridor del ADN) y Leslie Orgel, sugiere que una civilización extraterrestre avanzada “sembró” intencionadamente la vida en la Tierra. Aunque esta idea viola la navaja de Ockham (la explicación más simple suele ser la correcta), el autor admite que sigue siendo una alternativa «lógicamente abierta».
La inteligencia artificial. La IA ha tenido mucho que decir, ya que gracias a sus capacidades se ha podido estimar la complejidad algorítmica de la célula que originó la vida, dándonos la escala del problema. Y el autor apunta a que la IA también podría ser la clave para la solución, puesto que propone herramientas que podrían ‘ayudar a aplicar ingeniería inversa a las vías candidatas’. Es decir, podría ser la que finalmente encuentre ese ‘empujón’ que de momento no conocemos.
Imágenes | Laura Seaman
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La noticia
Un matemático ha echado cuentas y ha llegado a una conclusión: la vida no debería existir
fue publicada originalmente en
Xataka
por
José A. Lizana
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