El secreto de la vida: la revolución que ha puesto patas arriba la biología

"Hay un agujero negro en el corazón de la biología. Dicho sin rodeos: no sabemos por qué la vida es como es. Toda la vida compleja sobre la tierra comparte un antepasado común, una célula que surgió de progenitores bacterianos simples en una única ocasión en cuatro mil millones de años".

Así arranca Nick Lane (1967), bioquímico en el University College de Londres, su último libro: 'La cuestión vital. ¿Por qué la vida es como es?' (Ariel, 2016). Lane es uno de los mejores, y más risueños, divulgadores científicos actuales. En 2010 ganó el premio de la Royal Society y el 'Book of the year' de The Economist con 'Los diez grandes inventos de la evolución' (Ariel), un ensayo esencial, y muy bien escrito, que enumeraba la decena de logros evolutivos que nos han traído hasta aquí: el origen de la vida, el ADN, la fotosíntesis, la célula compleja, el sexo, el movimiento, la visión, la sangre caliente, la conciencia y la muerte. El cuarto de esos 'inventos', la célula compleja, es el más misterioso, "el agujero negro en el corazón de la biología", y a él dedica Lane su nuevo libro.

La vida madrugó pero no volvió a hacer nada interesante durante mucho tiempo. Hace unos 4000 millones de años, probablemente en las inmediaciones de alguna fumarola hidrotermal, apareció el primer organismo unicelular, algo muy parecido a una bacteria. Las bacterias reinaron unos 2.000 millones de años. Se dice pronto pero no ocurrió gran cosa durante aquel dilatado periodo de tiempo. La evolución no es un lento y progresivo corredor de fondo sino más bien un explosivo velocista que sólo se pone en marcha cuando suena la pistola. De pronto, algo completamente anómalo ocurrió, algo que no ha vuelto a pasar nunca más: surgió una sola célula compleja de cuya descendencia seguirían a toda velocidad plantas, animales, hongos y algas, los grandes reinos de la vida. Aquella eucariota era muy diferente de las procariotas anteriores.

Las bacterias, por ejemplo, son procariotas. Ligeras de equipaje y de formas sencillas, en su interior flota al tuntún un pequeño manojo de genes que generan copias a toda velocidad. Las eucariotas, sin embargo, son mucho mayores, muestran una compleja organización interior, protegen su ADN dentro de un núcleo y están llenas de toda otra clase de cosas; membranas, vesículas, organelas... Las más significativas de estas últimas son las mitocondrias, las centrales energéticas de las eucariotas. Son órganos especiales con una historia propia. Su ADN diferenciado nos cuenta que en el pasado ejercieron como bacterias libres hasta que fueron devoradas por las futuras eucariotas, con las que se asociaron desde entonces. Por cierto que a esta evolución por asociación se le llama endosimbiosis y, aunque biólogos como Lynn Margulis la han postulado en ocasiones como teoría alternativa a la selección natural, a Lane le parece más bien puntual y complementaria.

El escenario está listo y la cosa promete: una aventura imposible en un mundo lleno de peligros nos condujo hasta aquí. Y para resolver el misterio, Lane propone una nueva teoría que supondría toda una revolución copernicana para la biología moderna. ¿Protagonista? La energía. La célula compleja gestionaba infinitamente mejor la energía. Y luego llegaron el sexo, la conciencia, la muerte... Que empiece el espectáculo.

Pregunta. La vida en la Tierra surgió una sola vez pero usted explica que aquello no fue en realidad muy complicado, que la vida "no pudo resistirse al encanto de la termodinámica". Sin embargo, la vida compleja parece un azar mucho más arduo.

Respuesta. No sabemos exactamente cómo comenzó la vida en la Tierra pero parece haber ocurrido muy temprano, hace 4.000 millones de años, y hay buenas razones para pensar que las condiciones en la Tierra en aquel entonces -y en miles de millones de otros planetas en la Vía Láctea- habrían favorecido los orígenes de la vida. Así que tal vez no fue tan difícil. La vida compleja tuvo que esperar otros 2.000 millones de años, y nos desconcierta hoy como un extraño accidente. Así que me inclino a pensar que la vida al nivel de las bacterias será común en el universo, pero no la vida compleja, mucho más rara.

P. ¿Podemos entonces deducir que hay vida en el universo pero tal vez no vida compleja y mucho menos inteligente?

R. La vida misma - las células como las bacterias - parece ser favorecida por la termodinámica, y por lo tanto debería ser común. Lo mismo ocurre con la vida compleja, por supuesto, o no existiría, pero también existen fuertes barreras a su evolución. Toda la vida compleja en la Tierra, incluyendo plantas, animales, hongos, algas e incluso células como la ameba, comparte un ancestro común que sólo se desarrolló una vez en en los últimos 4000 millones de años. Así que no podemos estimar lo rara que podría ser la vida compleja en otras partes del universo, pero, ciertamente, no es el resultado inevitable de la selección natural.

P. El primer paso para llegar a la célula eucariota compleja fue una endosimbiosis: una bacteria "devoró" a otra y la convirtió en su central energética: la mitocondria. La izquierda científica adora a Margulis y su teoría endosimbiótica porque parece ensalzar la cooperación, y odia a Dawkins y al gen egoísta. ¿Qué opina de estas relaciones entre política y ciencia?

R. Margulis y otros vieron la endosimbiosis como una forma de cooperación, en oposición a la teoría del gen "egoísta" de Dawkins, y el debate se hizo político. Pero, de hecho, como ha dicho Dawkins en numerosas ocasiones, la cooperación y el egoísmo son dos caras de la misma moneda. La cooperación sólo funciona si ambas partes obtienen algún tipo de ventaja egoísta, y esto no es tan fácil de conseguir en la evolución. No creo que debamos sacar moralejas políticas de la biología, pero es cierto que muchos grandes biólogos tienen fuertes puntos de vista, que puede ser influidos por sus ideas políticas (o tal vez ambos están influidos por el temperamento). Eso no es algo malo, sino probablemente inevitable porque la ciencia es una empresa humana. Nunca hay que perder de vista el hecho de que la ciencia no es una actividad puramente objetiva.

Para Dawkins la cooperación y el egoísmo son dos caras de la misma moneda. La cooperación sólo funciona si ambas partes obtienen una ventaja egoísta

P. En su libro la energía es la clave de la ecuación. La célula compleja gestiona mucho mejor la energía que las bacterias. ¿Por qué a los biólogos no les ha interesado la energía hasta ahora?

R. Los biólogos, comprensiblemente, han sido seducidos por los genes. La cantidad de información que proviene del genoma es absolutamente enorme, y difícil de interpretar, pero hay un supuesto tácito de que, si podemos entender toda la información de los genes, entonces vamos a entender toda la biología. Pero cada vez hay más voces que advierten de que los genes no son la única materia de la biología, que la estructura celular es importante también. Estas voces tienden a ser ahogadas e ignoradas con el argumento de que la estructura celular es un denominador común, válido para todos los genes, y por lo tanto no es relevante. Y no es cierto, pues las células complejas tienen una estructura fundamentalmente diferente a las bacterias, que surgieron a través de endosimbiosis. Eso permite que los genes en nuestras propias células puedan hacer cosas completamente diferentes de los de las bacterias. Este punto de vista sigue siendo marginal, pero creo que está ganando notoriedad poco a poco.

P. La célula compleja "inventó" el sexo y la muerte y los legó a todo sus descendientes. ¿Esto significa que morir no es obligatorio? ¿Podremos revertir el proceso algún día?

R. Hay una larga lista de rasgos básicos que vemos en todas las células complejas, pero no en las bacterias, y el sexo y la muerte son algunos de ellos. La muerte realmente llega con la diferenciación -la especialización de las células en diferentes tareas- y así lovemo en la mayoría de los animales que tienen una línea germinal 'inmortal', en la que los óvulos y el esperma nunca envejecen, y los bebés nacen siempre "jóvenes" y con un cuerpo mortal, a veces llamado el "soma desechable '. La muerte se presenta en ese contexto porque el éxito en la evolución se basa realmente en el éxito reproductivo -sexo en nuestro propio caso. Y si un cerebro sofisticado ayuda a tener más hijos, entonces se verá favorecido. Tal vez lo más interesante entender por qué la inteligencia humana es rara en términos evolutivos, somos únicos. Probablemente podamos alterar nuestra vida y vivir vidas más largas y más saludables, pero será difícil, precisamente porque el cerebro se ha vuelto tan especializado que es casi imposible reemplazar las neuronas, ya que eso también reescribiría nuestras experiencias. Así que creo que hay límites en el tiempo que podríamos esperar vivir.

El cerebro se ha vuelto tan especializado que es casi imposible reemplazar las neuronas, ya que eso también reescribiría nuestras experiencias

P. Cita en el libro la regla de Hadane según la cual el sexo masculino es algo así como una excepción evolutiva. ¿Los machos somos una casualidad destinada a desaparecer?

R. ¡No! Los cromosomas masculinos pueden desaparecer, y de hecho lo han hecho en algunas especies, pero el hecho sorprendente de las especies que han perdido los machos es que tienden a extinguirse al cabo de unos pocos millones de años. Incluso si nuestro cromosoma Y degenerara hasta el punto de que desapareciera, lo más probable es que algún otro mecanismo se haría cargo de su función. Hay un número increíble de formas diferentes de especificar el sexo y los cromosomas X e Y parecen un sistema bastante parroquial si analizamos otros animales o plantas. La tasa metabólica parece curiosamente apuntalar la diferencia entre los sexos. Los hombres a menudo tienen un ritmo metabólico más rápido, en los seres humanos hasta aproximadamente un 30% más rápido, y se conocen mutaciones en genes de ratones que activan o desactivan los factores de crecimiento que pueden sobrescribir los cromosomas sexuales e inducir un cambio de sexo. Así que no creo que haya muchas posibilidades de que desaparezcan los machos, pero la idea misma de 'machos' y 'hembras' es sorprendentemente turbia.

P.¿El transhumanismo es ciencia o religión? ¿Ve probable que nos fusionemos con las máquinas en un futuro cercano?

R. Yo no lo veo en un futuro cercano, pero nuestras mentes ya están cambiando y ciertamente rozará los límites de lo posible en los próximos cien años, si sobrevivimos tanto tiempo. ¿Esto sería ciencia o religión? ¡Realmente no tengo idea!

P. ¿Qué grandes misterios de la evolución y la biología no se han resuelto aún y qué probabilidades hay de resolverlos en los próximos años?

R. Los dos grandes misterios son el origen de la vida y la conciencia. El origen de la complejidad es otro. Estamos empezando a desarrollar una comprensión conceptual del origen de la vida, pero tenemos que hacer experimentos, y las posturas siguen siendo muy discordantes todavía. Lo mismo para la vida compleja. Creo que podremos llegar a entender estas preguntas en el curso de mi vida a un nivel que personalmente me sería satisfactorio. La conciencia me parece mucho más difícil. No soy un experto en eso, pero en el fondo la pregunta es una de bioquímica: ¿cómo el movimiento de iones cargados a través de una membrana puede dar lugar a cualquier "sentimiento" en absoluto? La ira, la sed, el miedo, el color. ¿Qué son? No lo sé, y para mí, este es el mayor reto de la biología en el futuro.