Los restos de supernovas cercanas a nuestro Sistema Solar liberan gran cantidad de partículas de alta energía (rayos cósmicos -GCR) que tienen un impacto directo sobre nuestra atmósfera.
El profesor danés Henrik Svensmark ha estudiado los datos geológicos y astronómicos correspondientes a los últimos 500 millones de años.
Cuando el Sol pasa a través de los brazos espirales de la Vía Láctea, se encuentra con nuevos grupos de formación de estrellas llamados cúmulos abiertos que se dispersan con el tiempo y que abarcan un gran rango de edades y tamaños, por lo que las más masivas pueden explotar como supernovas. A partir de los anteriormente citados datos sobre cúmulos abiertos, el profesor Svensmark ha sido capaz de deducir el ritmo al que las supernovas explotan cerca del Sistema Solar. Comparando tal cifra con el registro geológico, encontró que la frecuencia de cambio de supernovas cercanas al Sol guardan relación con las condiciones de vida en la Tierra (la vida prospera aumentando la diversidad de géneros).
En palabras de Svensmark: “La biosfera parece contener un reflejo del cielo, en el que la evolución de la vida refleja la evolución de la galaxia”.
Las pléyades, por ejemplo, pudieron haber tenido un importante papel hace 135 millones de años sobre la proliferación de los ammonites.
Ver el artículo donde se explica esta sugerente hipótesis en PHYSORG.
Profesor Andrew Colman (Universidad de Leicester): “La cooperación planteaba un gran problema para los biólogos evolucionistas desde Darwin, porque a pesar de que la cooperación y el altruismo abundan en la naturaleza, la teoría de Darwin de la selección natural se basa en la supervivencia de los más aptos“. “Nuestro estudio ha encontrado un nuevo mecanismo de discriminación por similitud que ayuda a resolver este rompecabezas”. (La discriminación por similitud evoluciona rápidamente y con fuerza en muchos tipos de encuentros sociales). Dicha discriminación se desarrolla de forma espontánea en un principio por azar, y después evolucionando al reconocerse entre sí los que son genéticamente similares.
Tal efecto es mucho más potente que el efecto Barbaverde, que se presenta entre individuos con un “rasgo fijo” que cooperan de forma selectiva con otros que poseen el mismo rasgo.
Se supone que la discriminación por similitud es mucho más probable en los organismos simples con genes simples.
Nos dice Julián Caldecott en su obra “Agua” que “hay indicios de agua estructural en rocas a enorme profundidad (tanto como a 400 o 500 km), donde la temperatura supera los 1000 ºC”. Si así fuese, la cantidad almacenada de esta forma “sería mucho mayor que la de todos los mares, y la hidrosfera, muchas veces más voluminosa que la biosfera”.
Continúa dicho autor diciéndonos que también hay indicios de que una parte de tal agua en profundidad podría ascender hasta cerca de la superficie, interviniendo en erupciones volcánicas o recargando algunos acuíferos.
El binomio agua-vida constituye una simbiosis basada en las extraordinarias propiedades del agua en relación a la vida. Por otro lado, se advierte que “el mundo se está volviendo peligrosamente inestable”: la biosfera parece presentar “una transformación evidente en todos sus sistemas”. Y es que aunque la biosfera siempre ha estado cambiando, en la actualidad el equilibrio lo perturbamos nosotros mismos, incluida, por supuesto, la crisis global del agua.
El problema sustancial reside en que sólo tenemos una biosfera en la que vivimos, y “como cualquier especie, los humanos estamos atrapados en la Tierra”. De ahí la importancia de gastar tiempo y esfuerzos en comprender el funcionamiento de todo el sistema global y vivir en esta biosfera como si nuestra única intención y posibilidad fuera “quedarnos aquí”. (De momento la vida en otros planetas no es más que una utopía).
Hace 4.400 millones de años la superficie de la Tierra se había enfriado suficientemente como para formar una corteza. La atmósfera original de hidrógeno y helio se había evaporado en gran parte, diluyéndose en el espacio, siendo sustituida por otros gases más pesados de origen volcánico o de impacto, tales como el vapor de agua, el dióxido y el monóxido de carbono, el dióxido de azufre y el amoniaco (disociado posteriormente por la luz solar en hidrógeno y nitrógeno).
A los 4.000 millones de años el subsiguiente enfriamiento permitió la formación de los primeros océanos bajo una atmósfera de nitrógeno y dióxido de carbono. Posteriormente, buena parte del dióxido de carbono se disolvió en los mares y se precipitó en forma de rocas carbonatadas. Y a los 3.800 millones de años, misteriosamente en esos mares surgió la vida.
“Todos los seres vivos que hay en la Tierra descienden, en una línea ininterrumpida, de estos primeros organismos simples que, según parece, habrían sido similares a las modernas arqueas y bacterias”. En otras palabras, “podríamos decir que moléculas con capacidad de replicación semejantes al ADN surgieron, misteriosamente, en la Tierra hace unos 3.800 millones de años”.
Es extraño que sólo en unos 1.000 millones de años, dadas las duras condiciones físicas del planeta, una nolécula tan extraordinariamente compleja como el ADN pudiera surgir desde cero, por eso se ha emitido la hipótesis de que tal molécula (o una semejante) hubiera podido llegar del exterior. Marte se apunta como su probable procedencia, así como los asteroides que impactaron sobre nuestro planeta. Y Marte porque su superficie se enfrió cientos de millones de años antes que la de la Tierra.
Los organismos entonces existentes habrían utilizado la luz solar par combinar el dióxido de carbono y las moléculas del agua, creando así azúcares simples y oxígeno como producto de desecho (fotosíntesis). Tal oxígeno en primera instancia fue absorbido por gases y minerales reactivos: “enormes estratos de rocas rojas, ricos en hierro oxidado, se formaron hace entre 2.300 y 1.700 millones de años”. Así que el oxígeno atmosférico sólo alcanzó cantidades detectables hace unos 2.000 millones de años.
Los nuevos “organismos que podían emplear oxígeno ahora tenían acceso a una nueva forma de metabolismo en la que, además, sus células podían cooperar”, lo que condujo a “seres multicelulares cuyos primeros indicios se remontan a 1.000 millones de años”. “Animales acuáticos más complejos, como medusas, gusanos y moluscos, evolucionaron unos trescientos millones de años después”.
El gran aumento de oxígeno en el aire, como el disuelto en el agua de los océanos, sentó las bases de la explosión de vida del Cámbrico que se produjo hace entre 542 y 488 millones de años. ¡La maravillosa historia de la vida se empezaba a escribir!
Peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos somos capaces de contrarrestar el ataque de diferentes enemigos microscópicos gracias a la elaboración de respuestas específicas proporcionadas por nuestro sistema de inmunidad adquirida.
Y son dos los tipos de células responsables del aprendizaje y respuesta específica de tal sistema inmunitario: los linfocitos B y T. Unos lanzan sus ataques a larga distancia y los otros luchando cuerpo a cuerpo, célula a célula. “Los primeros se entrenan en la médula ósea roja, en el interior de los huesos planos como los de la pelvis y las costillas. Los segundos en el timo (de ahí la T de su nombre), un pequeño órgano que se encuentra detrás del esternón”. Y ambos tipos parten desde sus lugares de origen hacia la sangre y el sistema linfático en su misión de defensa.
Este ejercito de linfocitos es muy numeroso, tanto como billones de ellos: una masa similar a la del cerebro o el hígado; pero no están concentrados en un lugar concreto sino que deambulan por todo el cuerpo.
Cada linfocito fabrica una proteína distinta: su arma, de diferentes y numerosísimas formas. Cada proteína tiene una forma un poco diferente determinada por su forma de constitución: durante la maduración de los linfocitos, se activa un mecanismo para cortar y empalmar trocitos de ADN de los genes de nuestro genoma, “de modo que, recortando y combinando aleatoriamente distintas frases y palabras, en cada célula se reescribe de modo diferente un mismo capítulo”.
Y es que cada proteína se une de forma específica a un motivo molecular distinto, como una llave que encaja en una cerradura. A tales “motivos moleculares o cerraduras reconocidas por los linfocitos los llamamos antígenos”. Dado que cada bacteria o cualquier, otro ser vivo, “fabrica proteínas características, sus antígenos también son diferentes”. Si contamos, pues, con la llave apropiada, podremos reconocerlos y atacarlos. Son, por tanto, los linfocitos “el fundamento de la innovación y el aprendizaje”: “cada linfocito ensaya una innovación diferente, fabricando una llave nueva”. “El invento es extraordinario porque implica que nuestro libro de instrucciones contiene instrucciones para reescribirse a sí mismo”.
Y “nuestras huestes de linfocitos no sólo innovan, también son entrenadas”. Son capaces de aprender, fundamental y primariamente, a “distinguir lo propio de lo ajeno”. Debemos saber diferenciar a nuestras células de las bacterias, los virus y otros invasores, de esta forma nuestro sistema de inmunidad adquirida está completo.
La longevidad de los vertebrados podría estar relacionada con el ritmo al que vivimos. Así, las tortugas que pueden vivir más de un siglo, lo hacen “con lentitud”.
En los mamíferos existe una relación estadística entre el ritmo al que bombea sangre el corazón y la muerte del individuo. Por ejemplo, el corazón de un hámster late 450 veces por minuto, y el de un elefante (que puede alcanzar los 70 años) 30 pulsaciones por minuto. Y es que parece ser que “vivimos aproximadamente unos mil millones de latidos”.
Ahora bien, hay un mamífero que se sale de tal escala: el hombre. De acuerdo con la escala anterior, el humano debería morir mucho antes de lo que refleja la estadística. Puede que ello se deba a los avances tanto médicos como tecnológicos.
Recapitulando, parece que es la propia vida la que nos desgasta y envejece, puesto que la relación entre longevidad y ritmo vital sugiere que un metabolismo elevado provoca una vida “más intensa”.
En los mamíferos, aún cuando somos adultos, “nuestras células continúan dividiéndose y regenerando los tejidos”. En verdad se han identificado varios genes que están implicados en el envejecimiento. Uno de ellos es particularmente relevante cuando los tejidos envejecen, por lo que se supone que actúa limitando la capacidad de regeneración de los tejidos. Es decir, el deterioro de los tejidos no sólo obedece a que el paso del tiempo los deteriora sino que “existe un programa genético para promover el envejecimiento”.
Las pruebas en ratones demuestran que la pérdida de tal gen “alarga la vida de los tejidos, pero incrementa el riesgo de que se desarrollen tumores”. Conclusión: existe un íntima relación entre el cáncer y el envejecimiento. Vivir implica acumular cada vez más alteraciones, y mayor probabilidad de que “una célula infrinja los mecanismos de control y dé lugar a un tumor”. “El envejecimiento es, por tanto, el precio que debemos pagar por ser tan complejos”.
Dentro de los billones de células que nos componen, basta que alguna de ellas infrinja “las normas básicas de convivencia” para que quede comprometida nuestra supervivencia.
El terreno neurológico común entre humanos y animales incluye las funciones del cerebro utilizadas para la supervivencia. Es aquí (según un ensayo de Joseph LeDoux aparecido en la revista Neurona) donde las investigaciones pueden obtener nuevos conocimientos sobre los seres humanos y las emociones de los animales.
Y es que el circuito de supervivencia integra ideas acerca de la emoción, la motivación, el refuerzo, y la excitación en el esfuerzo por entender cómo los organismos sobreviven y prosperan mediante la detección y respuesta a los desafíos y oportunidades en la vida cotidiana. Se incluyen los circuitos responsables de la gestión de la defensa, la energía y la nutrición, el equilibrio de líquidos, la termorregulación y la procreación, entre otros.
La investigación sobre los sentimientos es complicada porque al no poderse medir directamente, nos basamos en las respuestas emocionales, o en las declaraciones verbales de la persona que experimenta la sensación como formas de evaluación de lo que esa persona está sintiendo.
“Si podemos encontrar los correlatos neuronales de los sentimientos en la conciencia en los seres humanos y los distinguimos de los correlatos de los circuitos de los cálculos inconscientes emocionales en la supervivencia, y demostramos que las correlaciones similares existen en regiones homólogas del cerebro en los animales, entonces existiría una base para especular sobre los sentimientos de los animales y su naturaleza”, postula LeDoux.
Terminaremos con este artículo el espacio dedicado a la obra de Natalia López Moratalla “La dinámica de la evolución humana”.
Nos comenta López Moratalla que el sistema nervioso al ser plástico se mantiene inacabado hasta cierto tiempo después del nacimiento de la criatura en cuestión, tiempo que depende singularmente de la complejidad de su especie.
Todo ser vivo posee un principio ordenador (información de primer y segundo orden -autoinformación-), además de la estructuración de los componentes y propiedades funcionales que resulta de la ordenación que supone su propia organización.
“El principio vital es uno y Único”, es decir, no separable en segmentos. El orden dinámico epigenético hace que el sistema – metabolismo, célula, órgano, etc.- funcione como un todo. Y al ser un sistema abierto y alejado del equilibrio, cambia en el tiempo desde lo simple a lo complejo, en “una continua actualización de todas las potencialidades de su identidad en cada etapa de la vida”.
Finalmente, es el comportamiento caótico de los procesos neuronales el que “permite conjuntar indeterminación y teleología “. “La teleología de las especies es, en terminología de Monod teleonomía; es decir, una finalidad intrínseca que se orienta y dirige “según el medio ambiente” a su propia optimización”.
El cuerpo humano, no obstante, es un organismo muy particular, pues “posee un plus de complejidad: abierto, desprogramado y proyectado sin paralelismos“. En especial, en palabras de López Moratalla: “No está atado de forma determinista a los automatismos ligados y emergentes del sistema biológico, sino que modula con su propia vida y en relación con los demás la propia construcción de su cuerpo y especialmente del órgano cerebro”.
Y nos sigue comentando nuestra autora: “En cada hombre, se distinguen dos dinamismos constituyentes distintos: el propio de su naturaleza biológica, que se rige por las leyes de la epigénesis biológica, y el propio de su libertad personal”. “Libertad no es comportamiento al azar, sino autodeterminación y lleva obviamente asociada responsabilidad”.
Y también: “Los cambios en los genes en la línea humana se caracterizan por tener una repercusión muy alta en el fenotipo, justamente porque suceden en regiones de los cromosomas que contienen elementos reguladores”.
Hace cerca de dos millones de años en el hombre primitivo se inicia “una evolución en que la selección natural se alía con la cultura que les permite adaptar el entorno a sus necesidades”.
Así, sólo el hombre resuelve problemas, a partir de su inteligencia y libertad, que le lleva a la abstracción y la anticipación. Es decir, “lo específico del hombre es conocer la realidad como algo objetivo e independiente de sus necesidades biológicas”.
En palabras de López Moratalla: “La capacidad de resolver problemas, la flexibilidad y el repertorio para actuar ante diferentes situaciones y tener múltiples perspectivas de un solo problema, de empatía y comunicación simbólica, que nos definen como humanos frente a cualquier otro ser vivo, dependen en el hombre de la capacidad de idear, o si se quiere de abstraer”.
Y remata: “La técnica es una manifestación incuestionable de la inteligencia humana”. “El hombre no se limita a resolver su vida sino que la proyecta al futuro y crea las herramientas necesarias para ese futuro”.
Continuando con nuestros comentarios acerca de la obra de Antonio Damasio “Y el cerebro creó al hombre”, como ya apuntábamos en el artículo “Sí mismo y conciencia”, lo maravilloso de la vida es que “la partitura y el director sólo se hacen realidad a medida que la vida se despliega”.
Nos dice Damasio que no hay un único mecanismo que explique la conciencia en el cerebro, ni un único dispositivo, sino que se precisa una multitud, donde la aportación individual es importante, pero “sólo el conjunto produce el resultado que tratamos de explicar”.
Pero dos de los rasgos reconocibles de la conciencia, como la gestión y el cuidado eficientes de la vida ya se presentan en las mismas células individuales y sus mecanismos están codificados en su genoma. Este valor biológico es un rasgo primordial.
Así que “la conciencia surge dentro de la historia de la regulación biológica, que es un proceso dinámico conocido con el nombre de homeostasis”, y que se inicia ya, desde luego, en los seres vivos unicelulares como las bacterias o las simples amebas, que aunque no tienen cerebro, muestran un comportamiento adaptativo. Tal proceso evoluciona en seres dotados de cerebros sencillos, como los gusanos, etc., y prosigue con otros como los peces y los insectos “capaces de generar tanto comportamientos como una mente”.
En opinión de Damasio, “siempre que los cerebros empiezan a generar sentimientos primordiales los organismos adquieren una primitiva forma de senciencia”. Y es a partir de aquí, cuando pudieron desarrollar un sí mismo y añadirlo a la mente, con lo que se inició el proceso que condujo a mentes complejas capaces de ser conscientes.
Con los mamíferos y los primates la mente se hizo cada vez más compleja, expandiéndose de forma particular la memoria y el razonamiento. Y así llegamos al hombre.
Algunos objetos de su mente se acompañan de un sentimiento que inequívocamente los conecta con su cuerpo y mente. Por introspección sabemos que la sensación nos dice (sin mediar palabra) que los objeto son míos, y “que puedo actuar sobre ellos si así lo deseo”. Esta es, literalmente, “la sensación de lo que ocurre”, que se acompaña, además, posteriormente, de la sensación de que “existe mi propio cuerpo y que está presente”, sentimiento fundamental para el proceso del sí mismo.
Nos comenta Damasio que “cuando las imágenes del agregado que es el sí mismo se pliegan junto con las imágenes de los objetos que no son ese sí mismo, el resultado es una mente consciente”.
Hay unas señales que tienen lugar en un circuito en bucle, por medio de las cuales el cuerpo se comunica con el sistema nervioso central, a la vez que este último “reacciona a los mensajes que le envía el cuerpo”. Pero, según Damasio, “las señales no son separables de los estados del organismo en los que se originan”. Tal conjunto es una “unidad dinámica enlazada”. Antonio Damasio propone la hipótesis de que “estas unidades representan una fusión funcional de los estados corporales y los estados perceptivos, tal que la línea divisoria entre los dos ya no se puede trazar”. En sus palabras: “Las neuronas imitarían la vida de una manera tan completa que serían uno y lo mismo que ella”.
Una célula viva como la ameba responde, por ejemplo a un pinchazo, porque algo ha cambiado en su interior. Trasladando esta situación a la neurona, es fácil suponer que “en ese nivel podría residir el estado físico cuya modulación y amplificación, a través de circuitos de células cada vez mayores, produciría un “protosentir”, el honorable equivalente de la protocognición que surge en el mismo nivel”.
Nos recuerda Damasio que Rodolfo Llinás utiliza tales ideas para “proponer que los sentimientos surgen de las funciones sensoriales especializadas de las neuronas, aunque aumentadas proporcionalmente a escala del gran número de neuronas que forman parte de un circuito”.
Y es que para Damasio, tal tema es igualmente fundamental, al considerar la formación de una “voluntad colectiva de vivir”, “tal como se expresa en el proceso del ser sí mismo, a partir de las actitudes de un nutrido número de células individuales unidas cooperativamente en un organismo”.
A continuación, en base a la magnífica obra de Natalia López Moratalla titulada “La dinámica de la evolución humana”, estudiaremos ese proceso “evolutivo” que va desde la materia inerte hasta la autoorganización que supone lo que llamamos “vida”.
Nos dice López Moratalla que “el conocimiento más importante de las ciencias biológicas de los últimos años es el descubrimiento de que los dos grandes procesos temporales de los seres vivos -la evolución y el desarrollo embrionario-, presentan idéntico dinamismo. Ambos procesos tienen una flecha del tiempo: transcurren de lo simple a lo complejo a través de los mismos mecanismos de cambio de la información genética, y de la regulación y retroalimentación del mensaje genético.”
Hace hincapié en que el 2% de las diferencias genéticas entre el hombre (Homo sapiens sapiens) y el chimpancé (Pan troglodytes) son mayoritariamente responsables de la construcción y maduración del cerebro.
Y entrando de lleno en la materia del artículo, nos comenta la autora que “la principal diferencia que distingue la realidad inerte y la viva es la manera en que se corresponden los materiales y la forma que los configura”. La materia inerte, sea natural o artificial, no posee información propia para constituirse como ser. En palabras de López Moratalla: “No tienen un sí mismo intrínseco, sino un según“.
Y es que “las leyes de la química que rigen el cambio hacia la complejidad no son propiamente evolutivas. No pautan en sí mismas una tendencia al progreso. De su más con más no emerge algo que se acumula como parte de un pasado y que, por tanto, le pertenezca. La actualización de potencialidades es extrínseca al sistema de partida. Depende del pasado, pero no posee futuro dependiente de qué es un momento determinado.”
La vida transcurre de lo más simple a lo más complejo, y es evolutiva hacia una mayor intensidad, “hacia más interior y sí mismo propio de los seres vivos, y menos según lo externo, que es lo propio de la realidad inerte”.
Y es que hay una ganancia de autonomía en un ciclo temporal cerrado en sí mismo que es el ciclo propio de cada ser vivo con su nacimiento, vivencia, reproducción y muerte, y que encierra en sí la posibilidad de evolucionar. Y aquí sí hay historia: “la historia de cada una de las especies son los capítulos de la historia de la vida que se inició hace unos tres mil millones de años”.
Nos dice Natalia López Moratalla que “en la historia de la vida, a la actividad vital básica, vegetativa en cuanto a mantener las funciones necesarias para desarrollarse, crecer, alimentarse, etc., ha seguido el sentir, reconocer lo que conviene o no,…”
Pero esa evolución biológica “no es una sucesión lineal de etapas; tiene un diseño arborescente, con ramas enormemente irregulares”. Y ese progreso evolutivo de lo simple a lo complejo es irreversible. “En esa dinámica, azar y determinación cooperan como dos parámetros termodinámicos que son”. “La vida no tiene marcha atrás; es un permanente alejamiento del equilibrio termodinámico”. (El equilibrio significa la muerte).
La capacidad de cambio, el automovimiento de los vivientes está motivado por las inestabilidades y fluctuaciones, fuente de orden en los procesos irreversibles, lo que Illia Prigogine denominó procesos disipativos de entropía. En ellos, “los parámetros azar y determinación cooperan en la aparición de un orden, arquitectónico o funcional, al que se denomina orden fluctuación“. El azar (las fluctuaciones que permiten a un sistema alejarse de los estados de equilibrio termodinámico) y la necesidad (la inestabilidad propia del medio), en vez de oponerse, cooperan.
Todo sistema biológico, pues requiere que el sistema sea abierto (para el intercambio de materia y energía con su entorno, disipando entropía), y que el sistema se mantenga alejado del equilibrio.
Remata Natalia López Moratalla: “En un ser vivo este orden por fluctuación es intrínseco, es decir, el cambio es automovimiento. Existir viviendo, transmitir vida y poder evolucionar, supone poseer por sí y en sí mismo mecanismos generadores de inestabilidad, que le permiten mantenerse alejados del equilibrio. Esos mecanismos son propios, le pertenecen, y por ello el proceso de ordenación de los seres vivos es más que la mera relación entre la estructuración de los componentes: es autoorganización.”
Aunque no sea LUCA (Antepasado Común Universal), investigadores chinos creen que un microfósil es el lejano abuelo común de todos los seres vivos de la Tierra. Dicho microfósil se encontró en 1998 en la formación rocosa Doushantuo, en el sur de China, aunque en un primer momento se creyó que se trataba de embriones animales. Y es que los microfósiles de Doushantuo fusionan rasgos de animales y protozoos, por lo que son antecesores a ambos.
“La evolución del cerebro en mamíferos puede explicarse como una solución de compromiso entre el tamaño del cerebro y el del tracto digestivo”.
Es la conclusión a que han llegado científicos de la Universidad de Zurich, así como que “la capacidad de los humanos para utilizar más energía depende de tres factores: el cuidado común de la prole, una dieta de mayor calidad y su capacidad para caminar erguidos”.
Científicos de la Columbia Medical Center (CUMC) han encontrado la primera evidencia de que un rasgo adquirido puede ser heredado.
Se sospecha que el ARN de interferencia (RNAi) podría estar involucrado en la herencia de caracteres adquiridos. La herencia lamarckiana puede proporcionar ventajas adaptativas a un animal, y la ventaja es que es reversible.
