¿Qué es la vida? de Erwin Schrödinger por Rubén García

¿Qué es la vida?

Introducción:

En este trabajo intentaré dar respuesta a la cuestión: ¿Qué es la vida?. Para ello me ayudaré del libro así titulado del autor Erwin Schrödinger (1887-1961), físico austríaco Premio Nobel en 1933 por su fundamentalista aportación a la mecánica cuántica. Este libro se publicó por primera vez en 1944, y es fruto de una serie de conferencias dictadas por el autor en el Institute for Advanced Studies del Trinity College de Dublin, en Febrero de 1943.
Para llegar a la respuesta que buscamos empezaré desglosando el tema, y para ello definiré algunas de las características que cualquier ser vivo posee.

Son sistemas organizados:

Los elementos del sistema se organizan en sistemas jerárquicos de organización: Aparatos o Sistemas, Órganos, Tejidos, Células, Moléculas y Átomos.
El átomo es el nivel jerárquico inferior en un ser vivo, pero, ¿por qué un organismo vivo está formado por un número tan elevado de átomos?¿Por qué no está formado por un número discreto de átomos sensible al impacto de uno o algunos átomos? Todos los átomos siguen continuamente un movimiento térmico completamente ordenado y hace imposible que los acontecimientos que tienen lugar entre un reducido número de átomos puedan ser unificados en unas leyes comprensibles. Sólo a partir de la cooperación de un número enorme de átomos las leyes estadísticas empiezan a ser aplicables, controlando el comportamiento de estos “conjuntos” con una precisión que aumenta en la medida que aumenta la cantidad de átomos que intervienen en el proceso. De esta manera, los acontecimientos toman un aspecto realmente ordenado. Todas las leyes físicas y químicas que desempeñan un papel importante en la vida de los organismos son de tipo estadístico.
Para demostrar estas afirmaciones haré referencia a la ley de la √n, que explica el grado de inexactitud que debemos esperar de cualquier ley física. A mayor “n” menor será el error.
 

Tienen la capacidad de transferir el material genético a la descendencia, generación tras generación:

Esta información se encuentra en el ADN, que se replica, transcribe y traduce para la síntesis de proteínas, encargadas de la mayoría de las funciones del organismo. En el trabajo de Erwin comete el error de atribuir la capacidad de almacenar la información a las proteínas, ya que en la fecha en la que tiene lugar las conferencias no se había descubierto todavía que era el ADN (ácido desoxirribonucleico) el encargado de almacenar esta información.
Más concretamente en los genes, que son secuencias de ADN situadas en los cromosomas (ADN supercompactado). Según el experimento de Darlington se pudo obtener que el volumen de un gen es el de un cubo de 300A de arista. Pero, 300A son sólo unas 100 o 150 distancias atómicas en un líquido o en un sólido, de forma que un gen con toda seguridad no contiene más que un millón o unos pocos millones de átomos. Esta cifra es demasiado pequeña (desde el punto de vista de la √n) para suponer un comportamiento regular y ordenado según la física estadística. Esto equivale a decir que según toda la física es excesivamente pequeño, incluso si todos estos átomos desempeñaran funciones idénticas, como ocurre en un gas o en una gota de líquido. Y evidentemente el gen es algo más que una homogénea gota de líquido. Se trata de una gran molécula en la que cada átomo, cada radical, cada anillo tiene un papel individual y más o menos distinto del que tiene cualquiera de los otros átomos, radicales o anillos.
Quiero diferenciar también aquí, que la descendencia obtiene la mitad del material genético del padre y la otra mitad de la madre, así, generación tras generación. Se transmite el genotipo, información presente en los genes, el gen encargado del color de pelo, por ejemplo, tiene varios caracteres, cada uno de los colores (existen mecanismo de herencia intermedia, codominancia, dominancia,etc que no entraré a explicar), pero lo que vemos es el fenotipo (es el reflejo del genotipo pero modulado por factores ambientales).
Ahora, ¿cuál es el grado de permanencia que encontramos en los caracteres hereditarios? ¿Se heredan generación tras generación sin cambio alguno?

Son sistemas dinámicos:

La recombinación genética es el intercambio de material genético entre dos cromosomas homólogos (cromosomas con los mismos genes pero pudiendo tener distintos caracteres para el mismo gen, es decir, gen1 en el cromosoma 1 --> pelo rizado, gen1 en el cromosoma2 --> pelo lacio). Este mecanismo aumenta la variabilidad en las generaciones, pero no introduce genes nuevos o distintos a los existentes.
Las mutaciones, si son cambios en el material genético, un error o errores, que puede favorecer al individuo y sus descendentes o perjudicarlo, o simplemente permanecer latente a la espera de algún factor. Las mutaciones se heredan tan perfectamente como los caracteres inalterados originales. El hecho de ser un cambio en el material genético nos refleja que debe haber algún cambio en la estructura material de la sustancia de la herencia. Mediante un experimento de mutaciones inducidas por rayos X (no entraré en detalles) se reveló que el tamaño de un gen quedaba reducido al orden de 1000 átomos, o incluso menor. Pero, ¿Cómo un número tan discreto de átomos puede permanecer imperturbado durante generaciones ante la tendencia desordenante del movimiento calorífico? La respuesta es que esas estructuras materiales no pueden ser otra cosa que moléculas.
Cierto número de núcleos atómicos, incluyendo sus acompañantes, los electrones, cuando se encuentran cercas unos de otros, formando un sistema, son incapaces de asumir cualquier configuración arbitraria. Su propia índole les deja sólo una serie discreta de ´´estados´´, a los que se denominan niveles de energía. Entre el conjunto discreto de estados de una selección de átomos puede existir un nivel inferior a todos, lo cual implica un acercamiento de los núcleos entre sí. En tal estado los átomos forman una molécula (más sostenible). Entre este nivel inferior y el siguiente hay una sucesión de estados, la molécula no pasa de ser molécula a dejar de serlo en un único salto de un estado al siguiente. Existen pequeños cambios en la molécula, son isómeros, estos cambios se pueden producir por agentes externos como la temperatura y podrían explicar el cambio que se produce en el material genético cuando se produce una mutación.
Para terminar con esta apreciación sobre la estructura de un gen, añadiré que los átomos que forman una molécula están unidos por fuerzas de naturaleza idénticas a la de los numerosos átomos que constituyen un sólido, un cristal. En esta solidez se basa la permanencia del gen.

Son sistemas abiertos:

Intercambian materia y energía, este proceso es llevado a cabo por el metabolismo:
-Anabolismo: síntesis de moléculas complejas a partir de otras más sencillas.
-Catabolismo: degradación de moléculas complejas en otras más sencillas.
Dentro del metabolismo y la fisiología está la función de mantener estable el medio interno (homeostasis) para evitar la tendencia al desorden, aumento de la entropía.
Cabe puntualizar que los seres vivos, como sistemas, poseen propiedades emergentes, que son aquellas que tiene un sistema en su conjunto por interacciones entre sus partes, propiedades que no poseen sus partes por separado.

¿Qué es la vida?

Podríamos decir que cualquier materia viva es la que huye de la entropía máxima que es la muerte. Un material inerte cuando es aislado o colocado en un ambiente uniforme llega rápidamente a ese estado permanente en el cual no ocurre suceso observable alguno.
Desde el punto de vista biológico, la vida (hablando de ella como una unidad) está formada por un material sólido (cristal) constituido por átomos, que tiene la característica de conservar de forma casi inalterable su material hereditario y que por medio de su metabolismo se alimenta de entropía negativa del medio para huir de ese estado permanente (máxima entropía) que es la muerte.
Después se podría hablar del significado que la sociedad le ha dado a “la vida” mediante reflexiones filosóficas/religiosas/espirituales, pero ese tema no me abarca a mí, eso lo dejaré para los estudiantes de teología o filosofía.

Bibliografía:
-¿Qué es la vida?. Erwin Schrödinger
-Apuntes de Genética, Fisiología y Bioquímica de licenciatura

Que_es_la_vidaPDF.pdf (292,3 kB)