Traducido por el equipo de Sott.net
Forgemaster universe
© Brandon Moore
Forjador
Hace poco empecé a oír hablar del trabajo del polímata ruso Vladímir Vernadsky. El tipo era un científico brillante; fue el fundador y primer presidente de la Academia de Ciencias de Ucrania, así que no era precisamente un pensador marginal en su época. Vernadsky tomó el concepto de noosfera de Pierre Teilhard de Chardin y lo basó en su propia y profunda apreciación de los procesos biológicos, geológicos y químicos, lo cual fue una comprensión muy profunda, ya que prácticamente inventó el campo de la biogeoquímica. Sus puntos de vista parecen haber ido mucho más allá de la hipótesis Gaia, probablemente inspirada en última instancia por sus escritos, que se popularizó mucho después de su muerte, y que simplemente plantea que la biosfera alcanza un equilibrio homeostático de alto nivel.

No he leído a Vernadsky, así que todo lo que sigue es un resumen de lo que he leído en algunos podcasts y blogs. La primera vez que oí hablar del trabajo de este hombre fue a través de ese brillante lunático que es Clif High (véase, por ejemplo, aquí), el viejo mago calvo de la montaña; aunque tomo todo lo que dice Clif con una ración extra de sal, es siempre una de las personas más interesantes de Internet. El grupo de estudio de Matthew Ehret también se ha dedicado a Vernadsky recientemente.
¿Para qué demonios sirve la vida?

No me refiero al sentido existencial de la vida, aunque tal vez esto acabe siendo así. Me refiero al sentido mucho más específico de, ¿cuál es la función real de la vida biológica?

Algunos dirían que es una pregunta sin sentido, como preguntar "para qué sirve una roca". La vida no tiene un propósito, simplemente es, está ahí, haciendo lo suyo. A un nivel eso es cierto, más o menos tautológica y universalmente cierto. También es aburrido, así que dejaré esa línea de pensamiento ahí para poder jugar con juguetes más divertidos.

Un darwinista respondería que la función de la vida es simplemente reproducirse. La vida es una máquina de supervivencia, optimizada para replicarse. Los organismos no son más que elaboradas máquinas bioquímicas construidas por "genes egoístas" con el propósito de hacer más genes egoístas, y no hay nada más que eso. Esto plantea una serie de preguntas, por ejemplo, si todo el propósito es la replicación, entonces seguramente la vida no es muy buena en esto, ya que, con toda la recombinación sexual, la mutación y la capacidad de las bacterias para reescribir sus genes sobre la marcha según sea necesario, no parece que la vida sea muy buena en la replicación de sí misma en absoluto, pues el mismo patrón nunca se repite con precisión. Todo el proceso de la evolución, por definición, requiere que el patrón cambie de tal manera que se vuelva esencialmente irreconocible durante una secuencia de generaciones suficientemente larga. Ahora bien, los darwinistas dirían que los organismos que han cambiado para obtener una ventaja sobre la competencia desplazarán a esta, y esto parece realmente cierto, pero de nuevo... ¿dónde está la replicación en esto?

Ya lo intenté en un ensayo anterior, en el que sugería descaradamente una teoría de la Natural Shitlection en la que los organismos son construidos por caca egoísta con el objetivo de hacer más caca egoísta. Esto fue deliberadamente absurdo, pero creo que hizo que el enfoque de Dawkins sobre el "gen egoísta" sea un poco tonto. Señala una de las muchas cosas que hacen los organismos y dice de forma un tanto arbitraria que es la única función que realmente importa. La reproducción es una parte clave del ciclo vital de cualquier organismo, pero es sólo una parte... y para la mayoría de los organismos, una parte muy pequeña, que ocupa una fracción minúscula de su atención y actividades (1). Es igual de fácil elegir otra parte del ciclo, decir que ese es el objetivo de todo, y construir una narrativa igualmente plausible en torno a ella. De la caca venimos, a la caca vamos y de la caca nos levantaremos. Lo decía más o menos en broma, pero cuanto más lo pienso más me parece que podría llegar a algo fundamental.

Una de las propiedades fundamentales de la vida es el metabolismo. Los organismos toman materia y energía, las procesan, utilizan parte de ellas para mantener o hacer crecer el patrón que los componen, y excretan lo que es innecesario o dañino. Si se detiene el metabolismo, se produce la muerte... de hecho, esa es prácticamente la definición biológica de la muerte. Los organismos son una especie de ondas estacionarias de materia, energía e información, que requieren un flujo constante de materia, energía e información para existir. Sin flujo, no hay organismo.

Según la visión darwiniana, la presencia de vida orgánica en la Tierra es más o menos un feliz accidente (2). La Tierra no es más que una bola de roca que, debido a la combinación adecuada de temperatura superficial, gravedad, densidad atmosférica, contenido mineralógico y agua superficial, junto con alguna combinación afortunada de sustancias químicas orgánicas en los primeros años de su historia, ha desarrollado moléculas autorreplicantes (que en realidad nunca se replican, pero de alguna foma) que luego se extienden por su superficie como la espuma de un estanque. Existirá durante unos cientos de millones de años más (3), replicándose sin sentido, antes de extinguirse finalmente cuando las condiciones dejen de ser adecuadas. Al final, la Tierra volverá a ser una roca sin vida, y su historia orgánica no habrá sido más que un interesante epifenómeno de química compleja, no recordado por nadie, en un universo en el que "interesante" no tiene ningún significado, ya que las despiadadas estrellas que miran hacia abajo no tienen capacidad para interesarse por nada.

Esta sombría visión surge más o menos directamente del encuadre de la vida como una elaborada construcción de replicadores egoístas, que se han extendido por la simple razón de que son buenos replicando. ¿Pero qué pasa si miramos la vida desde una perspectiva más metabólica? Después de todo, a diferencia de la reproducción, el metabolismo es algo que la vida está siempre, y debe estar continuamente, haciendo.

El metabolismo es esencialmente el reprocesamiento de la materia y la energía. En última instancia, todo lo que ocurre en la Tierra es consecuencia de las energías cósmicas. En el día a día, la mayor parte proviene del Sol en forma de radiación solar, de la que una fracción muy pequeña es interceptada por la superficie de la Tierra. Una parte es absorbida temporalmente por la atmósfera, la tierra y el agua, lo que provoca el clima, que a su vez modifica la superficie mediante la erosión. La mayor parte de esa energía se refleja de nuevo en el vacío. También hay una pequeña contribución de la luz de la luna, la luz reflejada de los otros planetas, la luz de las estrellas, la luz de las galaxias lejanas, etc.; pero, aunque esto es bonito, no desempeña ningún papel energético significativo.

Luego está la actividad tectónica: deriva continental, terremotos, volcanes. A primera vista, esto parece algo que la Tierra produce por sí misma, ya que proviene del interior y no del cielo. El origen de la actividad tectónica de la Tierra está en el calor latente que emana del núcleo. Ese calor procede en última instancia de dos fuentes. La primera proviene de la energía potencial gravitatoria de la gigantesca nube molecular de la que se formó la Tierra, una estructura extendida a lo largo de años luz, condensada en algo de unos pocos miles de kilómetros de radio, con la energía potencial gravitatoria convertida en energía térmica. La segunda proviene de la desintegración de radioisótopos, principalmente uranio, potasio y torio, con los que se sembró el material formativo de la Tierra gracias a la detonación de una estrella cercana, habiendo sido necesarias las enormes energías desatadas por esa supernova (a su vez, resultado de la conversión de la energía potencial gravitatoria en energía térmica durante el colapso de la estrella) para producir esos elementos pesados en primer lugar.
space  war star planet
© Artista desconocido
El artículo es largo, así que aquí hay una golosina.
La Tierra no es un sistema cerrado. Todo lo que ocurre aquí tiene, en última instancia, un origen cósmico.

Ahora bien, en ausencia de vida, si la Tierra fuera más como Marte, digamos (4), casi toda esa energía se perdería. Una fracción muy pequeña se dedicaría a remodelar la geología, a desplazar las arenas, a erosionar las montañas, etc., pero la mayor parte se reflejaría o se iría al espacio.

Con la vida, ocurre algo bastante notable.

La vida intercepta esas energías y las convierte en nuevos y complejos patrones. Las plantas absorben la luz del Sol, la pasan a través del proceso fotosintético y convierten esa luz en energía almacenable que utilizan para sobrevivir y crecer. Los herbívoros se comen las plantas, convirtiendo esa energía en nuevas formas, que luego vuelven a ser convertidas cuando la carne de los herbívoros es consumida por los carnívoros, que luego vuelven a ser convertidas por los carroñeros tras la muerte de los carnívoros. Más o menos lo mismo ocurre con las ecologías quimiosintéticas reunidas en torno a los respiraderos volcánicos del fondo oceánico, o extendidas por la profunda biosfera caliente de la corteza terrestre (5). La fuente última de energía en la corteza terrestre es cósmica, por lo que la vida que allí reside también está reprocesando energía cósmica.

Las energías cósmicas interceptadas por la vida no sólo se transforman, sino que quedan atrapadas, o al menos retrasadas. Un fotón que impacta en una molécula de clorofila da lugar a una pequeña cantidad de energía que entra en la biosfera y persiste en ella durante mucho más tiempo del que persistiría esa misma energía en la litosfera, la hidrosfera, la atmósfera, la ionosfera o la magnetosfera si sólo se reflejara o se absorbiera temporalmente y se irradiara. La energía no se queda para siempre: la vida es un flujo y, de una forma u otra, esa energía debe volver a su lugar de origen. Pero pasa bastante más tiempo recorriendo la biosfera de lo que lo haría de otro modo. Cuanto más tiempo persista esa energía dentro del sistema, más transformaciones podrá sufrir y más podrá utilizarse para alterar el propio sistema.

Desde esta perspectiva, la vida, aunque sea una fina capa de sustancias químicas que recubre el planeta, tiene el efecto de aumentar la capacidad del mismo para utilizar la energía disponible: coger más de lo que le llega y ponerlo en práctica. La historia evolutiva de la vida terrestre, su progresiva expansión y complejidad, es un proceso en el que ocurren dos cosas, ambas con el mismo resultado: primero, aumenta la biomasa total; segundo, aumenta la complejidad de la propia vida; ambas hacen que la biosfera sea capaz de utilizar una fracción cada vez mayor de la energía disponible, lo que hace que esa energía biológicamente reprocesada desempeñe un papel cada vez más importante en el desarrollo de la Tierra.

En este contexto, el comportamiento aparentemente competitivo de la vida, al que los ideólogos darwinistas atribuyen un papel central, adquiere un significado totalmente nuevo; al nivel de la biosfera, la competencia por la supervivencia se convierte esencialmente en cooperación en la búsqueda de usos más eficientes de la energía. Cuando el león persigue a la gacela, una de las dos cosas que sucederá es que la atrapará y se la comerá, o no lo hará. Ese resultado supone una gran diferencia para el león y la gacela, pero desde el punto de vista de la biosfera es irrelevante: el resultado sólo determina qué uso de la energía es más eficiente. Es exactamente lo mismo que la competición entre dos boxeadores en el ring es, a un nivel superior, un esfuerzo cooperativo para encontrar al mejor boxeador. Visto así, siendo la competición un subconjunto de la cooperación, la naturaleza colaborativa de la vida se convierte en un misterio mucho menor; no es necesario entrar en debates sobre la selección de grupos y demás.

La energía, sin embargo, no es el final de la historia. Es ciertamente necesaria: cualquier sistema termodinámico abierto y alejado del equilibrio necesita energía libre para mantener estructuras complejas. Pero también necesita información.

En un sentido importante, la energía y la información son prácticamente equivalentes. En el nivel básico, la energía se transmite por la luz: un átomo emite un fotón, perdiendo energía, que luego es absorbido por otro, que gana energía. Esto es cierto incluso para las interacciones aparentemente mecánicas: cuando una roca choca con otra, por ejemplo, si se baja al nivel subatómico, se verían un montón de átomos que interactúan lanzando fotones de un lado a otro. Cada átomo es un núcleo con carga positiva compuesto por protones y neutrones, rodeado por una nube de electrones con carga negativa; las primeras partes de los átomos que entran en contacto son sus nubes de electrones; y cuando un electrón se acerca a otro, intercambian fotones virtuales que hacen que se separen.

Cuando un átomo absorbe un fotón, no sólo absorbe energía, sino también información. Su estado interno cambia (uno de sus electrones salta un nivel de energía), y un cambio de estado es un cambio en el contenido de la información. No hay forma de separar ambas cosas. Por tanto, la luz no sólo mueve energía por el universo: es la forma en que el universo mueve información (6). Este es el núcleo del problema de la medición en la mecánica cuántica: la única forma de realizar una medición es añadir o eliminar alguna información del sistema, pero en el momento en que lo haces, has cambiado el sistema, porque al cambiar el contenido de la información cambia la energía. Cuando la energía y la información se transmiten simultáneamente por el mismo proceso, no hay forma de evitarlo (7).

Ahora, volvamos a la vida. Uno de sus rasgos más evidentes es que, a medida que pasa el tiempo, la vida ha aumentado en complejidad. No se trata de un proceso lineal: hay extinciones masivas, eventos que reducen temporalmente el tamaño del sistema y eliminan las formas de vida más grandes y sofisticadas, pero en términos generales es bastante evidente. Durante miles de millones de años, la vida estaba compuesta exclusivamente por organismos unicelulares; inicialmente procariotas, arqueas y bacterias, seguidas de los eucariotas más diferenciados estructuralmente (8). Con la explosión del Cámbrico (o, en realidad, la explosión del Ediacárico), las células descubrieron cómo cooperar como organismos cohesionados (sin duda, tras una gran experiencia de cooperación en colonias bacterianas, mohos de limo y similares), con tipos de células diferenciadas que adoptaron papeles especializados en una economía celular cooperativa. Si observamos el registro fósil, podemos ver una exploración temprana y caótica de una variedad de diseños corporales extraños, que luego se asentaron en un número más pequeño de proyectos de alto rendimiento, que luego se refinan con el tiempo para adoptar medios más eficientes de locomoción, protección, respiración, etc. A medida que avanza el tiempo, las capacidades de la vida también progresan: al principio, la vida se desplazaba principalmente creciendo; más tarde, descubrió cómo arrastrarse, luego nadar y caminar, y después volar.

Ese aumento de la complejidad biológica significa que la biosfera no se limita a absorber, procesar y retener las energías cósmicas. No es sólo una batería. También es un depósito de información. Una mayor complejidad implica más información, por definición. ¿Y de dónde viene esa información? Del mismo lugar que la energía, porque en definitiva es lo mismo. Todo es cósmico.

La biosfera, entonces, es un vasto depósito de información cósmica. Funciona para tomar esa información, aferrarse a ella, almacenarla dentro de sí misma, y la utiliza para reorganizar la estructura de su entorno. Hay que tener en cuenta que no se trata de un proceso adicional al proceso energético; en el fondo, son la misma cosa. La energía y la información son sólo dos lentes a través de las cuales podemos ver el mismo fenómeno, destacando diferentes aspectos del mismo.

Una de las muchas formas en que la vida se ha hecho más compleja es a nivel neurológico. Hasta donde sabemos, no existía nada parecido al cerebro humano hace diez millones de años. Si buscamos en el registro fósil, el tamaño de los cerebros (o, más exactamente, la proporción entre el cerebro y la masa corporal) aumentó de forma constante a lo largo del tiempo geológico. Los cerebros son esencialmente motores de coordinación y correlación: están optimizados para absorber, retener y reorganizar la información somática y ambiental, para luego identificar la información útil y proporcionarla al resto del organismo. Como la información es energía y viceversa, los cerebros son fantásticamente costosos desde el punto de vista energético, lo que sin duda es una de las razones por las que los cerebros grandes tardaron tanto en evolucionar. También son increíblemente valiosos, porque permiten a un organismo cotejar enormes cantidades de información, y hacerlo mucho más rápidamente de lo que se puede lograr sin ellos.

El desarrollo del lenguaje permitió a los distintos cerebros transmitir información entre sí de forma mucho más eficaz que antes. Esto tuvo varias repercusiones notables. En primer lugar, la información pudo transmitirse a distancias muy grandes, lo que permitió una organización social a gran escala y redes comerciales que abarcaban todo el continente (que, sí, existían incluso en el paleolítico). En segundo lugar, permitió que el conocimiento cultural se mantuviera durante largos periodos de tiempo.

Así pues, la vida se desarrolla como una forma de retener y transformar la energía cósmica y la información cósmica. Los cerebros se desarrollan como una forma de hacerlo más eficientemente. El lenguaje surge como una extensión natural de esas funciones. La noosfera (la envoltura del pensamiento representada por las sociedades humanas, con nuestras redes comerciales, redes de información, bibliotecas, escuelas, etc.) sirve al mismo imperativo funcional que la biosfera. A medida que pasa el tiempo, la tendencia general es que el contenido de la información de la Tierra aumente, codificado dentro de la arquitectura cada vez más elaborada e intrincada de la biosfera. A medida que aumenta la energía liberada, capturada, almacenada y utilizada por la vida, aumenta también el contenido de información; con ambas cosas, aumenta la capacidad de la vida para reorganizar la Tierra, tanto en términos de la cantidad de Tierra que puede reorganizar, como de la sutileza con la que puede hacerlo.

La vida no sólo se alimenta del universo. Está aprendiendo de él.

O, visto desde otra dirección, el Universo se está enseñando a sí mismo a la vida.

El Universo se está escribiendo a sí mismo en la superficie del planeta, dejando cada vez más rastros de sí mismo a medida que pasa el tiempo. Se podría pensar en la vida como una especie de representación simbólica del cosmos... una biblioteca, un tapiz, una sinfonía, que crece en majestuosidad y sutileza a medida que el Universo impregna cada vez más de sí mismo en su obra artística. Sin embargo, lo notable de este proyecto artístico no es sólo que sea un acto de creación profundamente bello, sino que es una obra de arte que es capaz de crear por sí misma.

Y para eso está la Vida.

Al principio de este artículo sugerí que podría acabar tocando el sentido de la vida en el sentido más existencial. Si lo piensas, eso es exactamente lo que hace.
  • 1. Eso puede parecer extraño para los humanos, que han evolucionado para aparearse de forma más o menos continua, y nuestras hembras han mutado específicamente para ocultar todo signo de fertilidad con el fin de que el sexo se reorientara desde su función primordial de mezclar gametos hacia la vinculación emocional recreativa, en cuyo proceso la temporada de apareamiento de los homínidos se amplió de "una gloriosa semana en primavera" a "ya sabes, cuando sea". Pero míralo desde el punto de vista del típico pez, que se pasa la mayor parte de su vida nadando y comiendo, y para el que el sexo consiste en arrojar perfumadamente algunos fluidos al agua antes de volver a nadar. ¿Habría llegado un pez a una teoría de la vida que dijera que la reproducción es el objetivo de todo esto?
  • 2. Los más nihilistas podrían discutir la parte "feliz".
  • 3. La gente suele suponer unos cuantos miles de millones, tomando la esperanza de vida del Sol e imaginando que la Tierra será habitable hasta que nuestra estrella se convierta en una gigante roja hinchada y nos coma. En realidad, esto es demasiado optimista. La mayoría de las estimaciones apuntan a que la Tierra se convertirá en un desierto inhabitable y sin aire mucho antes, debido a la combinación de la desaceleración de la actividad tectónica y el aumento gradual pero inexorable del brillo del Sol.
  • 4. El mayor truco de los barsoomianos fue convencer a los terrestres de que no existen.
  • 5. Dato curioso: la biomasa total de la biosfera intraterrestre, compuesta por lo que sabemos (que... no es mucho), más o menos enteramente de bacterias y arqueas quimiosintéticas que se alimentan de los minerales de la Tierra y se nutren de energía volcánica, y que se extiende al menos varios kilómetros por debajo de la superficie, es al menos comparable a la biomasa de la vida en la superficie, y puede ser mucho mayor.
  • 6. Si nos detenemos a pensar en ello, en realidad sólo tenemos un sentido: la vista. Los demás sentidos, ya sea el tacto, el oído, el olfato o el gusto, se reducen en última instancia al contacto físico entre los átomos externos y los que residen actualmente en tu cuerpo, y todas esas interacciones son, en el nivel más básico, un intercambio de fotones entre electrones.
  • 7. Seguro que has oído hablar de la equivalencia masa-energía, el famoso E=mc2 de Einstein, donde E, m y c son respectivamente energía, masa y velocidad de la luz. En realidad es incompleta: la ecuación completa es E2 = (mc2)2 + (cp)2, donde p es el momento; es a través del momento de la ecuación completa que el fotón sin masa puede transportar energía. Una consecuencia de esto es que cuando un átomo absorbe un fotón (que no tiene masa), la masa del átomo en realidad aumenta un poco, porque la absorción del fotón aumentó la energía del átomo. Al átomo también se le ha añadido información, por lo que el aumento de la información va acompañado de un pequeño aumento de la masa.
  • 8. Que son realmente los primeros organismos pluricelulares, ya que los eucariotas son básicamente simbiontes compuestos por células más grandes que encierran una multitud de mitocondrias (en el caso de los animales) o cloroplastos (en el caso de las plantas) que viven en su interior, siendo las mitocondrias y los cloroplastos descendientes de las bacterias, y conservando sus propios genomas independientes.