Complexife
La solución a cualquier problema requiere primero la formulación de las preguntas correctas. Como bien se sabe más importante que el problema y a veces incluso que la solución misma, es la manera como nos formulamos las preguntas. Porque una buena pregunta puede ser la puerta a un dominio desconocido del Universo, el inicio de una aventura intelectual en la que podría invertir el resto de una vida. Mejor que preguntarse si va a llover mañana es preguntarse si de llover mi familia y mis cosas estarán adecuadamente resguardados. Saber si va a llover es difícil (como todos sabemos) pero prepararse para las inclemencias de la lluvia es una tarea que siempre puede emprenderse.
En el caso de los problemas relacionados con la vida en el Universo la situación de formular las preguntas correctas es particularmente crítico. Por mucho tiempo la pregunta que ha dominado el escenario es la misma: ¿hay vida en el Universo? Esta es una pregunta particularmente mal formulada puesto que su formulación tiene como prerrequisito en sí misma la respuesta. ¿De no haber vida en el Universo cómo podría algo estar formulando esta pregunta? Es obvio que en el Universo hay vida y nuestro planeta esta repleto de evidencia científica de ello, incluyéndonos.
¿Cuál podría entonces ser una pregunta más adecuada? ¿Hay vida en el Universo afuera de la Tierra? Esta pregunta podría pensarse es más precisa en cuanto define claramente un dominio espacial que excluye aquel en el que la respuesta es obvia. Sin embargo hay algo que me deja incómodo con esta manera de formular la pregunta. ¿Qué hay de especial en el “Universo afuera de la Tierra”? ¿No es acaso cierto que pensar en la parte del Universo que hay debajo de nuestra atmósfera y la que hay por encima como dominios “cualitativamente” distintos del Universo es casi lo mismo que pensar que ocupamos un lugar especial del Universo? La humanidad ha luchado por siglos para superar ese complejo al parecer inevitable de que somos o estamos en un lugar especial. En la ciencia sin embargo no hay lugar para este sentimiento de especialidad y por lo tanto la pregunta vuelve a ser fútil. Es obvio que siendo la Tierra un rincón más en el espacio-tiempo es válido desde cualquier perspectiva intelectual imaginar que otros rincones del Universo podrían ser parecidos al menos en el nivel físico (condiciones de temperatura, presión y composición química). Aun así cabría preguntarse si solo hacen falta condiciones físicas similares para que un “milagro” semejante al que se produjo en la Tierra podría repetirse en otros lugares. De la misma manera que gemelos idénticos que comparten casi exactamente la misma información genética, es decir son a un nivel físico prácticamente idénticos, pueden llegar a vivir experiencias completamente diferentes, podría uno pensar que aunque se repita la Tierra podría no repetirse el milagro.
De modo que el problema ahora es el milagro y no las condiciones para que se produzca. Bajo esta premisa podríamos entonces formular la pregunta de esta manera: ¿se ha repetido o repitió en algún otro lugar del Universo (parecido o no a la Tierra) el milagro de la aparición y diversificación de la vida? Aunque esta es una pregunta un poco mejor choca nuevamente con la cuestión de por qué deberíamos considerar ya no las condiciones físicas, sino los eventos, pero no la sucesión particular sino el tipo de cosas que debieron ocurrir para que la vida apareciera en nuestro planeta, como eventos únicos en el Universo. Aquí las leyes de la física nos podrían ayudar. Si son las mismas en todas partes y dados los mismos ingredientes ¿que impediría que se sucedieran el mismo tipo de eventos que condujeron a la aparición de la vida en la Tierra? Nada. Hay un famoso dicho que dice que lo que no es “prohibido” es obligatorio de modo que creo que para ninguno es difícil entender que dadas estas condiciones la aparición de la vida en la Tierra tiene mucho más de inevitable que de milagroso. Debo aclarar que con eso no esté diciendo que entienda o que haya alguien que lo haya hecho hasta ahora, la manera como de lo no vivo se pasa a lo vivo. Aún en la ignorancia puede haber claridad. No todo en el mundo de la razón es conocimiento y creo que este es un buen ejemplo: “desconocemos” cómo surgió la vida en la Tierra pero “entendemos” que los mismos ingredientes y las mismas leyes que condujeron a la emergencia de la vida aquí existen en otros rincones del Universo de modo que es razonable pensar que haya vida allá afuera.
Pero ¿vale la pena hacer esta discusión? Tal vez no, pensarían algunos. Los más escépticos dirán que hay otros problemas más cercanos para ocuparse. Otros más abiertos incluso a preguntas como estas podrían argumentar que la existencia de vida en otros lugares del Universo es una intuición muy obvia. ¿Pero qué tan obvia puede ser? Para muchas personas que conozco el argumento más solido que conocen es aquel que hizo popular la película Contacto en el que ante la pregunta de si había vida en el Universo respondia “de no haberla, este sería un gran desperdicio de espacio”. Si esto es lo que hace obvia la pregunta creo que hay razones suficientes para seguir hablando.
Tal vez saber si hay vida en el Universo no es lo importante. Hay vida en el Universo, de eso no debería caberle la menor duda a nadie, mucho menos a usted que para escuchar estas palabras debe estar bien vivo. Tampoco es importante si hay vida afuera de la Tierra. La Tierra es un lugar más de un vastísimo cosmos. Creer que este es el único lugar en el que la misma materia de la que están hechos una infinidad de mundos como el nuestro y donde las condiciones deben ser sino las mismas muy parecidas, se organiza de la particular manera de la que esta organizada en los organismos vivos, es como pensar que solo a usted le han dicho mentiras en la vida.
Tal vez la cuestión verdaderamente relevante sea una cuestión de grado. ¿Qué tan extendida esta la vida en el Universo? ¿Cuál es la fracción del volumen total del Universo que contiene organismos vivos? ¿dónde esta? ¿cómo podemos saber de su existencia? ¿qué evidencias exactamente nos revelaría su esquiva presencia? Estas son realmente las preguntas que se hace la Astrobiología contemporánea. Sin embargo hay en ellas una dificultad implícita y que hasta ahora parece insalvable: ¿qué hace a lo vivo diferente de lo no vivo? Sin una solución a esta pregunta fundamental, abordar siquiera la cuestión de si hay vida en Marte parece sin futuro.
Es aquí donde me atrevo a lanzar una propuesta: no hay nada que permita distinguir lo vivo de lo no vivo. Hay un “quasi” continuo que va desde el electrón hasta la consciencia. Un conjunto infinito de posibilidades entre la materia no viva y la viva. No existe el escalón, la brecha amplia que nos permite clasificar e identificar lo vivo.
Yo recuerdo claramente el esfuerzo enorme que hacía mi profesora de primaria para enseñarme a distinguir entro lo vivo y lo no vivo. “Si se arrastra por sus medios está vivo”. Las plantas que no se arrastran, pero son capaces de crecer aún en el lugar en el que tuvieron la suerte de nacer, también están vivas. Esta lección de primaria es un esfuerzo vacío para explicar algo que creo yo carece de interés incluso para un adulto. La Tierra esta plagada de vida pero también lo esta de cosas no vivas que pueden ser a veces más espectaculares y aparentemente más complejas que otras cosas vivas. Los remolinos en una quebrada parecen más complejos que la aburrida apariencia del musgo. Es cierto que a un nivel molecular o de organización celular el musgo es todo menos un pedazo de materia aburrido, pero también lo son los remolinos en el agua de la quebrada.
Bajo cualquier condición física la materia espontáneamente con o sin la interacción con factores físicos en su entorno se organiza o desorganiza formando sistemas a veces muy complejos. El grado de “complejidad” o de “organización” (siendo esta última más una manera de cómo vemos y encasillamos el mundo que los signos de una verdadera estructura) varia de un lugar a otro del Universo, cambia de acuerdo con el tipo de materia implicado y con las condiciones físicas reinantes o la manera como esa misma materia interactúa con su entorno. ¿Por qué no pensar entonces en esa vida que se arrastra o que crece a la luz del Sol, como una forma extremadamente compleja de organización (esta es la parte obvia) que no esta separada de otras formas de materia sino por una cuestión de grado de organización y complejidad (¡esta es la parte atrevida!)? De la misma manera como un par de peces no es lo mismo que un cardumen de miles de individuos aunque la diferencia entre ambos radique en últimas en el número de componentes, la vida podría ser uno más de los escalones en la complejización de la materia. Eso sí, uno MUY ALTO. Entre un átomo de Hidrógeno y un paramecio hay un océano casi infinito de formas diferentes de organización con grados de complejidad muy distintos, pero no existe entre ellos y ese es mi punto, un salto, una catarata que nos permita pensarlos como dos cosas sustancialmente diferentes.
Si no existe esa “catarata” en el océano de la complejidad, la búsqueda de lo vivo en el sentido tradicional se vuelve algo poco más que fútil. Reconocer esto sin embargo no significa renunciar a la emoción de la exploración pero ya no en la búsqueda de las cosas vivas de las que nos hablaba la profesora de primaria, sino detrás de las formas más complejas de organización de la materia, algo que llamaré en lo sucesivo la "CompLexIFE" (un juego semántico un poco snob pero que me permitirá reemplazar el fetiche por la palabra LIFE). Si en lugar de ganarle espacio a la vida, diciendo que cosas están muertas y cuáles no, le podríamos ganar espacio a la materia, diciendo simplemente que la vida o mejor la Complexife se extiende en un continúo prácticamente hasta alcanzar el nivel de las pocas partículas, la pregunta por la Vida en el Universo adoptaría un matiz muy diferente e incluso prometería éxitos mucho más inmediatos.
Puesto en pocas palabras la vida pensada como un nivel más en la Complexife se convertiría en todo su derecho en una propiedad de la materia y de su organización. No sería más un milagro que se consigue cuando se reúnen unas pocas y muy esquivas condiciones físicas o químicas, sino en algo universal que permearía todos los niveles del Universo. Así mismo podríamos afirmar que la vida es una ley de la naturaleza. Dada la materia y casi cualquier condición física esa misma materia tiende a formar sistemas de grados de complejidad que van desde un átomo hasta la Asamblea de las Naciones Unidas.
Se busca: las formas más complejas de organización de la materia que nuestros instrumentos y limitaciones tecnológicas puedan detectar. Qué esas formas tengan propiedades familiares a los virus, los microorganismos o las personas que habitan la Tierra no haría más que agregar un “bonus” a la búsqueda.
Bajos estas premisas la búsqueda de la vida en el Universo se convierte ya no en la búsqueda de aquello que podamos distinguir del aire en las atmósferas de los planetas o de los minerales en sus superficies. De entrada sabemos que el Universo esta lleno de vida. La pregunta es que tan compleja podría ser. En el infinito número de posibles propiedades emergentes que podrían asomarse en ese inmenso océano, cuáles lo hicieron aquí o allá. La Tierra es un fantástico ejemplo de cómo con tiempo y materia prima la materia se ha organizado de formas increíblemente diversas y complejas. La existencia de fenómenos como la “ciencia” o la “religión” (propiedades emergentes de la interacción de algunos organismos individuales de una determinada especie) en un fenómeno fantástico. Pero no es un milagro, es el resultado inevitable de la organización de la materia. En otros rincones del Universo la materia podría descubrir la ciencia y en otros no. Pero eso no la haría especial. Tal vez los descubrimientos que la materia encontraría a este nivel de complejidad podrían ser aún más fantásticos y poderosos que los que tiene ese producto.
Bajo una perspectiva renovada como esta la Astrobiología podría celebrar desde el descubrimiento de un planeta orbitando en un elegante baile a un sistema estelar binario, una interesante y compleja configuración de la materia que obviamente nadie en sus cabales se atrevería a llamar vivo pero que dadas las limitaciones y alcances de nuestros instrumentos sería lo más complejo que podríamos detectar en ese continúo hasta las plantas en otros mundos. El descubrimiento de una atmósfera con oxígeno y metano (dos sustancias que en una atmósfera en “equilibrio”, menos compleja no podrían existir juntas) debería ser motivo de júbilo y tema de una celebración con Champagne. No porque ello signifique la prueba definitiva del hallazgo de microorganismos en la superficie del planeta (con tan poca evidencia dudo que ningún astrobiologo sensato se atrevería a justificar llamar al planeta un planeta vivo) sino porque habríamos hallado una configuración de la materia más compleja que la que nunca se había observado fuera de la Tierra (en realidad Titán y Marte son ejemplos reales de un caso como este) Este sería un escalón más de ese pendiente sin una cima visible. Ahora bien. ¿Para que buscar sistemas complejos si en la Tierra abundan (desde los remolinos en la quebrada hasta el moho de aquel mueble viejo)? Por la misma razón que buscamos planetas y que queremos entender a otras estrellas aunque tengamos buenos ejemplos a la mano de ambas cosas. Muy en la línea contraria a la que presente al principio, entre las posibilidades específicas que se pueden producir dadas las mismas condiciones físicas y de composición química no sabemos si puedan emerger formas de organización nueva. El estudio de planetas alrededor de otras estrellas nos ha mostrado como con la misma materia prima y leyes de la física el Universo es infinitamente creativo y en él surgen formas planetarias increíblemente distintas. Encontrar esas otras formas de organización de la misma materia bajo las mismas leyes físicas también nos brinda información sobre que tan bien comprendemos esas mismas leyes. Es cierto que con el Sol tendríamos pero el estudio de otras estrellas (formas igualmente complejas de organización del hidrógeno y el helio, aunque en cantidades distintas) nos ha permitido poner a prueba lo que sabemos sobre el funcionamiento del núcleo atómico cuyas leyes dan vida a la fuente casi incesante de luz y energía en su interior. No es entonces baladí buscar materia con un grado de complejidad similar al que encontramos en la Tierra. Pero la búsqueda no es para ver si existe. Es que existe. La Tierra es una prueba de ello. Sino para ver de que otras formas se organiza.
Para poner un ejemplo concreto, preguntarse si hay o hubo vida en Marte podría ser menos importante que preguntarse, en términos del lenguaje tradicional usado por la astrobiología, si los mecanismos escogidos por la vida marciana, que existió y seguramente existe (en la línea de razonamiento de este ensayo), son similares a los observados en la Tierra. En los términos sugeridos en este ensayo, una cuestión muy interesante y quizás más abordable desde el punto de vista experimental y observacional sería la de entender en que grado de complejidad se organiza la materia en el suelo o subsuelo marciano para dar lugar a sistemas complejos no antes vistos en la Tierra. Partiríamos en esta búsqueda del supuesto de que la materia en Marte tiene el potencial de organizarse en formas extremadamente complejas (indistinguibles cualitativamente de la vida) esto debido a la existencia de condiciones físicas diversas y en sí mismas muy complejas.
Hay dos cuestiones adicionales que me gustaría tocar en esta reflexión: la cuestión de la habitabilidad y la de la aparente sintonización de las leyes de la naturaleza para producir un Universo en el que aparece la vida como propiedad emergente.
La “habitabilidad” es aquella condición que tiene un lugar en el espacio y en el tiempo que le da la capacidad para soportar potencialmente la existencia de organismos vivos que evolucionan. Nuestro planeta es ciertamente un lugar habitable pero Plutón parece a todas luces que no lo es. La cuestión de definir si un planeta es habitable o no es de primer interés especialmente en la investigación exoplanetaria en la que cada semana se descubren nuevos cuerpos planetarias que podrían potencialmente dar soporte a la vida y porque no a una civilización con la capacidad de comunicarse como la nuestra. El problema de la habitabilidad enfrenta nuevamente los mismos interrogantes y de mi parte el mismo escepticismo que he manifestado antes ante la pregunta de si existe o no vida en el Universo allá afuera. ¿Qué hace a un lugar en el Universo habitable? Tradicionalmente se considera como criterio básico la existencia de agua líquida. Esta sustancia tiene propiedades bien reconocidas para la disolución de sistemas increíblemente complejos de reacciones químicas que involucran el Carbono y otros pocos elementos químicos (entre ellos H, O, N, P, S). El Carbono es a su vez quizá el átomo más versátil de la tabla periódica en términos de las increíblemente variadas propiedades de los compuestos que forma consigo mismo y con otros elementos. Bajo condiciones normales la existencia de agua líquida solo puede garantizarse en una relativamente estrecha franja alrededor de las estrellas conocida comúnmente como la Zona de Habitabilidad Circumestelar. Sin embargo el agua como “solvente de la complejidad” química podría existir en lugares del Universo increíblemente diversos. Desde el interior de lunas planetarias calentadas por las fuerzas de marea de su planeta (ejemplo las lunas Europa y Ganímedes de Júpiter o Encéladus de Saturno) o el interior de Asteroides hasta la superficie de planetas solitarios que vagan por la Galaxia expulsados de sus sistemas planetarios. Así pues el agua líquida parece más bien un patrimonio común de muchos lugares del Universo y no una rareza física.
En el orden de ideas expresado anteriormente el agua y el carbono no son más que sustancias que pueden “organizarse” en sistemas increíblemente complejos tal y como lo vemos en los organismos que se arrastran en la Tierra. Pero no podemos descartar que otras formas de complejidad podrían emerger dentro de sistemas hechos otras sustancias. Otros líquidos podrían dar la movilidad necesaria para reacciones químicas desconocidas e igualmente podrían disolver activamente las moléculas participantes de esas reacciones. Tal vez las formas de Complexife resultantes no tuvieran la increíble complejidad de las que ya hemos observado con el agua más el Carbono en la Tierra pero de nuevo lo importante sería reconocer las propiedades emergentes de esas nuevas formas complejas de organización. Quiero aclarar que el anterior no es una repectición del clásico argumento de que podría haber "vida" por ejemplo donde el Silicio jugará el papel del Carbono o el Amoníaco el papel del agua. En el contexto de ese argumento la idea es que pueden existir tejidos, organismos, DNA, metabolismo, etc. usando otros átomos distintos. Mi argumento es que el DNA o el metabolismo de los sistemas complejos que llamamos vida en la Tierra no es tan importante como otras propiedades emergentes que también podrían aparecer en sistemas químicos diferentes. No es que crea que pueda haber vida basada en el Silicio sino que con Silicio podríamos tener sistemas físicos y químicos extremadamente complejos pero tal vez no parangonables con los sistemas del Carbono.
Con las consideraciones anteriores los límites relativamente rígidos de las Zonas de Habitabilidad que reconoce la Astrobiología y la Astronomía contemporánea podrían volverse flexibles e incluso desaparecer. El descubrimiento de un planeta adentro de la Zona de Habitabilidad podría ofrecer una pista a la existencia de formas muy complejas de organización producto de la existencia de agua líquida, pero otros cuerpos fuera de esa zona podrían tener condiciones que dieran lugar a formas completamente nuevas de Complexife y cuyo estudio detallado valdría desde todo punto de vista abordar con seriedad.
Me imagino entonces un futuro en el que la Astrobiología persiga preguntas que pueda responder. En lugar de buscar la vida en otros planetas, imagino un futuro en el que el objetivo es el descubrimiento de las formas más complejas posibles de organización de la materia (Complexife) dadas las evidencias conseguibles con la instrumentación y la ciencia del momento. En ese sentido considero que actualmente la Astronomía esta en capacidad de descubrir sistemas atmosféricos complejos revelados por la existencia de sustancias químicas incompatibles o de procesos fuera del equilibrio. El mero hecho de descubrir este tipo de sistemas debería ser en sí mismo un fin en lugar de un escalón hacia algo “más grande” o las huellas de la vida que yace en la superficie. En el futuro tal vez tendremos la capacidad de medir las propiedades absorbentes de la superficie de planetas como la Tierra (en las que las condiciones para que se desarrollen formas complejas de organización es mayor) y descubrir que algunas de esas superficies absorben de la manera como lo hacen sustancias muy complejas en la Tierra como la clorofila. Ese día deberíamos celebrar también pero no por el hallazgo de plantas, sino porque habremos avanzado en el descubrimiento de formas más complejas de organización de la materia. Aún así sería de mayor valor descubrir que no podemos explicar el color que vemos en el planeta lo que podría indicarnos que existen formas de organización diferentes a las que conocemos que emergieron allá afuera.
Otra opción sería volver por el sendero de los primeros trabajos publicados de Dole de 1947 en el problema de la habitabilidad planetaria. En ellos el problema no era encontrar sitios con condiciones viables para la vida sino para la especie humana o para organismos de complejidad comparable (capaces de crear civilizaciones tecnológicas, exploradoras y mejor aún comunicativas). La búsqueda de mundos habitables en la Astrobiología del presente se asemeja más a ese ideal original que al de la habitabilidad en un sentido más amplio para la Complexife. Y ¿por qué organismos tan complejos como nosotros requerirían de condiciones más especiales? Nuestros rasgos evolutivos particulares (más aún los de las sociedades que han emergido de la interacción entre nuestros individuos) nos hacen particularmente sensibles a los cambios en las condiciones ambientales, a la disponibilidad de recursos básicos para sostener nuestras crecientes y demandantes sociedades. Creemos que sucedería lo mismo en otros lugares del Universo; tal vez esa sensibilidad sería el precio a pagar por tener ciencia y tecnología. Sin embargo hay aquí un efecto contrario. Precisamente esas propiedades emergentes de nuestras sociedades podrían hacernos también más resistentes en ambientes extremos. De sobra hemos probado que la ciencia y la tecnología son instrumentos poderosos que pueden extender nuestras capacidades más allá de los rasgos puramente biológicos. No es exagerado afirmar por ejemplo que los seres humanos somos organismos extremófilos por excelencia. Hemos podido explorar lugares a temperaturas muy por encima y por debajo de las soportables por la mayoría de los organismos, hemos estado en ambientes con alto vacío y expuestos a muy altas dósis de radiación apenas soportables por extremófilos microscópicos. Todo gracias a que hemos extendido nuestras capacidades corporales usando trajes espaciales, submarinos y otros mecanismos de protección que han emergido de nuestra propia actividad cerebral. Esa doble condición de vulnerabilidad vs. adaptabilidad casi sin límite hace difícil evaluar de forma neutral las condiciones de habitabilidad para una especie como la nuestra. Tal vez no sea descabellado pensar que organismos como nosotros podrían sobrevivir desde sobre la superficie de planetas habitables en el sentido clásico hasta en cavernas de mundos sin atmósferas e incluso en gigantescos vehículos espaciales, mundos artificiales que emergerían de nuestra propia actividad tecnológica. Visto así las condiciones de habitabilidad clásica se convertirían simplemente en condiciones para el surgimiento por evolución natural de nuestra especie.
La otra cuestión de interés es conocida como el principio antrópico y se podría resumir en la pregunta de si el Universo tiene propiedades justas para que emerja la vida como la conocemos o si cualquier otro Univeso con propiedades incluso levemente diferentes a la nuestra podría ser incapaz de dar lugar a la vida. De nuevo cuando se la mira con la óptica restringida del tipo de complejidad bioquímica y física que observamos en la Tierra la cuestión parece muy interesante porque en efecto variaciones relativamente pequeñas en las constantes de la naturaleza que determinan en últimas la manera como el Universo ha evolucionado químicamente y el tipo de sustancias y ambientes que podrían emerger en ese Universo hipotético, podrían ser adversas para el surgimiento de la vida. Sin embargo en la óptica expandida de la vida como un conjunto infinito y quasi-continuo de niveles de complejidad de la materia la situación parece menos grave. Para saber si un Universo con leyes diferentes tendría la capacidad de crear sistemas físicos tan complejos como los que observamos hoy en la Tierra (una muestra del nivel máximo de complejidad alcanzable en el Universo presente) habría que investigar el potencial de la materia bajo esas nuevas leyes de la naturaleza y el potencial mismo del Universo para crear los ambientes donde esa misma complejidad se desarrollaría. Aún así creo que un Universo distinto si bien podría no tener un nivel de complejidad como el que observamos aún así tendría el potencial de generar sistemas complejos y por lo tanto “vida”.
En síntesis la “búsqueda de vida” en el Universo podría ganar más de lo que pierde si se reconsidera el problema de entender la vida como un fenómeno cualitativa y cuantitativamente diferente de otros fenómenos complejos. Repensando la vida como una propiedad de la materia, una propiedad del Universo, un quasi continuo entre la “simpleza” de un electrón aislado y la complejidad de una sociedad de organismos que desarrollan una ciencia y una religión, hay que admitir que este y cualquier Universo estarían plagados de vida. El problema interesante bajo esa perspectiva no sería buscar la vida sino buscar las casi infinitas posibilidades que ofrecería la materia para organizarse de formas complejas. En lugar de la vida buscaríamos la Complexife. En este sentido deberíamos celebrar desde el descubrimiento de un planeta en un sistema binario, la existencia de una atmósfera con una dinámica química inesperada, hasta el color no explicable de una superficie planetaria. Estas dos últimas más que evidencias de la existencia de organismos vivos similares en complejidad a los de la Tierra serían evidencias de formas complejas de organización que tal vez anticiparían descubrimientos futuros de formas aún más complejas de organización.
Personal
Print page
