João Miguel de Oliveira, de 6 años, de Río de Janeiro, formuló esta compleja pregunta fundamental para la serie “Preguntas de los niños, respuestas de la ciencia”. La Serrapilheira llamó a tres científicos de diferentes áreas para (intentar) responderla.
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La vida es orden en medio del desorden, por Hugo Aguilaniu, biólogo genético
Como genetista que investiga el envejecimiento, debo decir que la definición más estricta de vida en realidad no es tan simple. La primera idea que me viene a la mente es que un ser vivo debe poder moverse. Si el movimiento macroscópico no es sistemático, debe ser al menos molecular: las moléculas deben transformarse activamente en otras moléculas. Aunque esto se observa en todos los seres vivos, el movimiento molecular no es específico de los seres vivos, ya que basta con poner dos moléculas reactivas en presencia una de la otra para iniciar flujos químicos, movimientos. Es, por tanto, una condición necesaria, pero no suficiente.
Otra característica de la vida es la capacidad de perpetuarse. Los seres vivos son en su mayoría mortales, pero pueden perpetuar la vida mediante la reproducción, cuando el código genético con toda la información se replica fielmente. Sin embargo, no es imposible que algunos organismos se perpetúen sin reproducirse mediante una regeneración eficaz. En cualquier caso, siempre es necesario perpetuar y / o reproducir nuestra información genética.
La replicación del código genético implica la capacidad de los seres vivos para mantener el orden. Estar vivo es precisamente mantener una determinada organización molecular dentro de uno mismo. Cuando la vida abandona un organismo, podemos ver que los tejidos se descomponen y pronto se reducen a compuestos químicos individuales, que ya no están en orden. Este mantenimiento del orden es muy caro en términos energéticos: mientras haya vida, no puede detenerse. El metabolismo y la ingestión de moléculas que transportan una cierta cantidad de energía química, lo que llamamos nutrición, es lo que impulsa este proceso.
Los seres vivos, por tanto, consumen energía a su alrededor para mantenerse en orden. Según la segunda ley de la termodinámica, sabemos que el orden mantenido en los individuos vivos solo es posible al precio de crear desorden. Y esto, a su vez, es incluso mayor que el orden, tanto que la entropía, el desorden del universo, crece inexorablemente.
Una tabla periódica de la vida, por Daniel Valente, físico
Para un físico, la pregunta va mucho más allá de “cómo funcionan los organismos vivos tal como los conocemos”. Hay varias comunidades de científicos que buscan un entendimiento que abarque la vida como la conocemos y la vida como podría ser.
Supongamos, por un momento, una búsqueda de vida fuera de la Tierra. Si encontramos un sistema autoorganizado y autorreplicante, pero con una composición molecular completamente diferente a la nuestra, ¿cómo reconocerlo como vivo? Los tornados, por ejemplo, son estructuras autoorganizadas que “sobreviven” mientras haya energía disponible en la atmósfera, pero nadie los considera como organismos verdaderamente vivos. El fuego también sobrevive mientras dure la energía que lo alimenta y, curiosamente, es capaz de autorreplicarse (piense en la llama de una vela cuando toca una nueva mecha).
Si la autoorganización y la autorreplicación no son criterios suficientes, ¿sería suficiente agregar la evolución darwiniana a la lista? Para ver que esto no sirve de mucho, basta con analizar la llamada “vida artificial” – programas de computadora capaces de autorreplicarse, competir por recursos (asignación de memoria, energía eléctrica en la máquina) y desarrollar características complejas a partir de simples programas. Pero, ¿se podría poner esta vida artificial en pie de igualdad con la vida natural?
Como alternativa a la búsqueda de definiciones o de una lista de atributos, los científicos han estado buscando respuestas en la física del comportamiento emergente. Tratamos de ver emerger, en los más diversos sistemas (desde nanométricos hasta macroscópicos) y contextos (que contienen fuentes de energía lumínica, eléctrica, química, térmica), imitaciones y sobre todo generalizaciones de todas las características posibles excepcionalmente similares a las de los organismos vivos como nosotros. conócelos (autoorganización, autoensamblaje, autocuración, autorreplicación, mutación, adaptación). Algunas búsquedas se inclinan hacia los aspectos energéticos de la autoorganización lejos del equilibrio termodinámico (generalizando la noción de metabolismo como un proceso emergente en la materia), mientras que otras se inspiran en los aspectos informativos (imitación del código genético y capacidad de procesamiento de la información que emerge en la materia). cada célula viva).
Los físicos del pasado primero necesitaban responder «¿qué es la gravedad?» para luego crear los satélites artificiales y el GPS. Los científicos del presente han intentado inventar todo tipo de vida artificial, con la esperanza de que algún día responda exactamente «qué es la vida». ¿Quizás todavía habrá una “tabla periódica de la vida”, en la que ordenaremos los sistemas por su “grado de vida” desde lo obviamente no vivo a lo obviamente vivo?
La vida es obra de Gaia, de Adriana Alves, geóloga
Para un geólogo, la vida involucra los procesos comprendidos entre el nacimiento y la muerte. Sin embargo, a diferencia de los biólogos, no necesariamente nos referimos a animales, plantas y bacterias como seres vivos. Planetas, estrellas e incluso volcanes forman parte de este grupo. Una estrella, por ejemplo, como el Sol, vive para quemar combustible y proporcionar luz y calor en el proceso; un planeta vive para bajar la temperatura de su interior hasta que su dinámica interna se detiene. Nosotros, los seres vivos biológicos clásicos, nos originamos de la combinación casi milagrosa y accidental de carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno … Y fue el surgimiento de seres fotosintéticos, aquellos que consumen dióxido de carbono como combustible y liberan oxígeno como subproducto. de esta reacción, que proporcionó la atmósfera rica en oxígeno que la mayoría de los seres que conocemos necesitan para seguir viviendo.
Si no fuera por el dinamismo palpitante de la Tierra, los continentes no existirían y el planeta seguiría siendo una bola de lava. Sin esta dinámica, no habría deriva continental ni se encontrarían las placas tectónicas. Este “no encuentro” haría imposible la migración de homínidos, que existirían aislados en algún punto remoto de África.
Como madre (Pacha Mama o Gaia), la Tierra nos proporciona todo lo que necesitamos para la vida biológica desde el surgimiento de nuestra (y de todas) especies. Ya sea al influir en la distribución de los nutrientes del subsuelo y la ocupación del territorio por los cazadores-recolectores, o al definir la distribución de los metales preciosos utilizados en los chips de computadora en los que ahora escribo, la vida humana y la de todos los demás seres solo se volvieron viables debido a una explicación. de la peculiar y caprichosa dinámica de Gaia.
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Hugo Aguilaniu es el director general del Instituto Serrapilheira, Daniel Valente es profesor de la UFMT y Adriana Alves es profesora de la USP.
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Fuente: uol.com.br