Tiempo, vida y muerte

La vida está hecha de tiempo. Los organismos pueden considerarse, más que cosas sólidas, procesos: un organismo no es más que una reunión efímera de moléculas. La biología no tendría objeto de estudio si no existieran el cambio y la muerte. Son incontables las estructuras y procesos biológicos que están relacionados con la muerte y su evitación: las garras y dientes de los depredadores, los mecanismos del suicidio celular, la reproducción de las células, el envejecimiento, las mentes que predicen el futuro... La evolución es posible por la muerte, se alimenta de las muertes precoces de la mayoría de los individuos: ésa es la base de la selección natural. La muerte tiene ventajas, ofrece a la vida el regalo de su incesante renovación, su capacidad para adoptar formas tan diversas y complejas.

De las complejas y esenciales relaciones entre tiempo, vida, muerte y organismos tratan los escritos de los científicos argentinos Fanny Blanck-Cereijido y Marcelo Cereijido. Son textos profundos y lúcidos, que hablan de cómo en los últimos siglos se ha ido incorporando la comprensión de fenómenos tales como la muerte, el tiempo y el envejecimiento en la biología, en el marco de la biología evolutiva y de la física de sistemas complejos. Recomiendo la lectura del artículo "La vida y el tiempo" y de los libros "La vida, el tiempo y la muerte" y "La muerte y sus ventajas". En ellos, además de aportar numerosos datos científicos, reflexionan intensamente sobre la naturaleza del tiempo.

Los organismos presentan incontables ritmos (podéis leer el espléndido artículo "Ritmos biológicos", de Jorge Escandón), desde los femtosegundos (la milbillonésima parte de un segundo) que duran las reacciones bioquímicas hasta los millones de años de la evolución de especies y ecosistemas. Cada organismo contiene incontables ritmos independientes: el ritmo de renovación de las células epiteliales del intestino, el latido del corazón, el ciclo de sueño-vigilia, la menstruación, los periodos de hibernación y actividad, el crecimiento y la caída de las hojas de los árboles, etc. Cada uno de esos ritmos es un reloj, pero, ¿qué es un reloj?

Paso a copiar un texto de George Musser, aparecido en el número de este mes de noviembre de la revista "Investigación y Ciencia", que aborda la cuestión:

"Los relojes de sol y los de agua son tan viejos como la civilización. Los relojes mecánicos se remontan a la Europa del siglo XIII. Pero aquellos artefactos nada hacían que la naturaleza no hiciera ya. La Tierra es un reloj porque gira. La mitosis celular es un reloj. Los isótopos radiactivos son relojes. Dicho de otro modo, el origen de los relojes no es un tema de historia, sino de física. Y con ello empiezan los problemas.

Podría creerse, inocentemente, que un reloj es un objeto que nos da la hora, pero según los dos pilares básicos de la física moderna el tiempo cronológico no es algo que pueda medirse. La teoría cuántica describe cómo cambia el mundo en función del tiempo. Nosotros observamos esos cambios e inferimos el paso del tiempo, pero en sí el tiempo es intangible. La teoría de la relatividad general de Einstein va más allá y afirma que el tiempo carece de significación objetiva. De hecho, el mundo no cambia con el tiempo: es un gigantesco reloj parado. Tan extravagante revelación se conoce como el problema de la congelación del tiempo o, sencillamente, problema del tiempo.

Si los relojes no informan del tiempo, ¿de qué informan? Lo que nosotros percibimos como "cambio" no es una variación con el tiempo, sino un patrón que crean los componentes del universo; el hecho, por ejemplo, de que cuando la Tierra ocupa una cierta posición en su órbita, los demás planetas ocupen otras posiciones concretas en las suyas. Julian Barbour desarrolló esa visión relacional del tiempo en el trabajo que resultó ganador en 2.008 del concurso de ensayos del Instituto de Cuestiones Fundamentales.

Sostiene Barbour que, a causa de los patrones cósmicos, cada pieza del universo es un microcosmos del total. Podemos emplear la órbita de la Tierra como referencia para reconstruir la posición de los otros planetas. En otras palabras, la órbita de la Tierra sirve como reloj. No informa del tiempo, sino de las posiciones de los otros planetas. Según razona Barbour, todos los relojes son aproximativos; ninguna pieza de un sistema es capaz por sí sola de captar la totalidad del conjunto. Todo reloj antes o después pierde un batido, retrocede o se agarrota. El único reloj genuino es el mismo universo. En cierto sentido, los relojes carecen de origen. Siempre han estado aquí. Son ellos los que hacen posible que haya una idea de "origen"."

Transplantes entre organismos de distintos reinos

Si leísteis el post "Quimeras", que publiqué hace unos días, y os sorprendieron los extraños entes que pueden formarse, ¿qué me decís de esto?: "Los injertos planta-animal o transplantes inter-regni", artículo escrito por Xavier Lozoya Legorreta, en el número de octubre de 1.995 de la revista mexicana Ciencias.

Mente y cerebro (II): ¿Física cuántica en los microtúbulos?

Yo entiendo muy poco de física cuántica, razón por la cual me encanta leer textos que hablen de ella, así como del origen y el destino del universo, la teoría de todo, etc. El fondo esotérico de esos temas me atrae mucho, y además, como no comprendo bien los razonamientos, me sirven de base para imaginar cosas. Bueno, es que además esos misterios son los que han interesado más profundamente a la humanidad desde sus inicios.

Quizá el misterio más difícil de resolver es el de quiénes somos. En la vida experimentas alguna vez el asombro de pensar por qué tú eres tú. Es una pregunta que te puedes formular tranquilamente en clave filosófica, pero yo al menos he experimentado la sensación real, el vértigo de esa pregunta cuando era niño, dos o tres veces. También una vez experimenté el vértigo de pensar por qué existe algo en vez de nada, también en la infancia. Los niños parecen ser los mayores expertos en metafísica, quizá porque están muy cerca de su propio origen.

El misterio de la conciencia, de cómo puede surgir la mente consciente de una realidad que aparentemente es ajena a su naturaleza, está siendo por primera vez en la historia investigado por la ciencia, aunque aún no sabemos si ésta es un marco explicativo adecuado para entenderla (quizá no lo sepamos nunca, pero yo soy de natural optimista). Se han realizado experimentos para mostrar cuándo y cómo reacciona el cerebro ante la experiencia o la decisión consciente. Otros buscan desentrañar los circuitos cerebrales implicados.

La teoría más sugerente del origen de la mente es la formulada inicialmente por el matemático y físico británico Roger Penrose. Postula que la física subyacente en el funcionamiento de la mente consciente es aún desconocida, que la teoría que la describa debe ser fruto de la unión entre la teoría de la gravedad y la física cuántica y que el funcionamiento del cerebro no es algorítmico, es decir, no puede ser especificado como un mero cálculo, mediante un dispositivo mecánico o un programa de ordenador. Penrose piensa que, con los métodos mecánicos y la simple electrónica de la mayoría de los buscadores de la Inteligencia Artificial nunca se podrá construir una mente consciente y sintiente.

Para tener unas bases mínimas para la comprensión y el juicio de su teoría, creo que al menos hay que leer sus libros enteros. Pero de todas formas, pienso que cualquier biólogo puede encontrar interesantes los capítulos en que describe el sistema nervioso y su funcionamiento, cómo se transmite el impulso nervioso y se forman nuevas sinapsis, los fenómenos tan desconcertantes que ocurren cuando se secciona la unión entre los dos hemisferios cerebrales y cuando se experimenta acerca de la temporalidad de la conciencia, cómo podrían los microtúbulos y el citoesqueleto ser sedes de fenómenos cuánticos que originaran el surgimiento de la mente consciente, etc.

Os propongo la lectura de "La nueva mente del emperador" y de "Lo grande, lo pequeño y la mente humana".

También podéis leer un artículo de Manuel Béjar en Tendencias 21, una reseña de un libro de otro autor donde se critica la teoría de Penrose más un debate en el foro de la página y un artículo que explica una simulación por ordenador cuyos resultados parecen suponer un varapalo a la teoría de Penrose-Hameroff.

Biología para todos

El Instituto Latinoamericano de la Comunicación Educativa ha digitalizado una muy sugerente colección de libros on-line de divulgación biológica, en La ciencia para todos. Abordan una gran variedad de temas (ecología, zoología, biología marina, botánica, medicina, genética, etc.), con un lenguaje asequible y claro, una presentación atractiva y buenas ilustraciones y gráficos. Están escritos por expertos en cada uno de los temas de España y América Latina, que demuestran mucho conocimiento y gran capacidad explicativa.