Una abeja autóctona en mi patio trasero (Crédito: Ferris Jabr)

Desde pequeño me han fascinado los seres vivos. Al crecer en el norte de California, pasaba mucho tiempo jugando al aire libre entre plantas y animales. Algunos de mis amigos y yo nos acercábamos sigilosamente a las abejas mientras polinizaban las flores y las atrapábamos en bolsas Ziploc para poder ver de cerca sus ojos de obsidiana y sus pelos dorados antes de devolver a los insectos a sus rutinas diarias. A veces fabricaba arcos y flechas rudimentarios con los arbustos de mi patio trasero, utilizando corteza despojada como cuerda y hojas para los cartuchos. En las excursiones familiares a la playa aprendí a sacar rápidamente los crustáceos y artrópodos de sus escondites observando las burbujas en la arena cuando la ola más reciente se retiraba. Y recuerdo con claridad una excursión de la escuela primaria a un bosquecillo de eucaliptos en Santa Cruz, donde miles de mariposas monarca migratorias se habían detenido a descansar. Se aferraban a las ramas en forma de grandes masas marrones que parecían hojas muertas, hasta que una de ellas se agitaba y dejaba ver el naranja intenso del interior de sus alas.

Momentos como ése -junto con varios especiales de televisión de David Attenborough- intensificaron mi fascinación por las criaturas del planeta. Mientras que mi hermano pequeño estaba obsesionado con su juego K’Nex -construyendo elaboradas montañas rusas- yo quería entender cómo funcionaba nuestro gato. ¿Cómo veía el mundo? ¿Por qué ronroneaba? ¿De qué estaban hechos el pelo, las garras y los bigotes? Una Navidad pedí una enciclopedia de animales. Después de arrancar el papel de regalo de un libro enorme que probablemente pesaba la mitad que yo, me senté cerca del árbol a leer durante horas. No es de extrañar, pues, que acabara escribiendo sobre la naturaleza y la ciencia para ganarme la vida.

Un artilugio K’Nex (Crédito: Druyts.t vía Wikimedia Commons)

Hace poco, sin embargo, tuve una epifanía que me ha obligado a replantearme por qué me gustan tanto los seres vivos y a reexaminar qué es la vida, en realidad. Desde que se estudia la vida, se ha luchado por definirla. Incluso hoy, los científicos no tienen una definición satisfactoria o universalmente aceptada de la vida. Mientras reflexionaba sobre este problema, recordé la devoción de mi hermano por las montañas rusas K’Nex y mi curiosidad por el gato de la familia. ¿Por qué consideramos al primero como inanimado y al segundo como vivo? Al fin y al cabo, ¿no son ambos máquinas? Es cierto que un gato es una máquina increíblemente compleja, capaz de comportamientos sorprendentes que un juego de K’Nex probablemente nunca podría imitar. Pero en el nivel más fundamental, ¿cuál es la diferencia entre una máquina inanimada y una viva? ¿Las personas, los gatos, las plantas y otras criaturas pertenecen a una categoría y los K’Nex, los ordenadores, las estrellas y las rocas a otra? Mi conclusión: No. De hecho, decidí que la vida no existe realmente.

Permítanme que me explaye.

Los intentos formales de definir con precisión la vida se remontan al menos a la época de los antiguos filósofos griegos. Aristóteles creía que, a diferencia de lo inanimado, todos los seres vivos tenían uno de los tres tipos de almas: almas vegetativas, almas animales y almas racionales, la última de las cuales pertenecía exclusivamente a los humanos. El anatomista griego Galeno propuso un sistema similar, basado en órganos, de «espíritus vitales» en los pulmones, la sangre y el sistema nervioso. En el siglo XVII, el químico alemán George Erns Stahl y otros investigadores comenzaron a describir una doctrina que acabaría conociéndose como vitalismo. Los vitalistas sostenían que «los organismos vivos son fundamentalmente diferentes de las entidades no vivas porque contienen algún elemento no físico o se rigen por principios diferentes a los de las cosas inanimadas» y que la materia orgánica (moléculas que contenían carbono e hidrógeno y eran producidas por los seres vivos) no podía surgir de la materia inorgánica (moléculas carentes de carbono que resultaban principalmente de procesos geológicos). Experimentos posteriores revelaron que el vitalismo era completamente falso: lo inorgánico puede convertirse en orgánico tanto dentro como fuera del laboratorio.

En lugar de imbuir a los organismos con «algún elemento no físico», otros científicos intentaron identificar un conjunto específico de propiedades físicas que diferenciaran lo vivo de lo no vivo. Hoy en día, en lugar de una definición sucinta de la vida, Campbell y muchos otros libros de texto de biología de uso generalizado incluyen una lista bastante abultada de tales características distintivas, por ejemplo el orden (el hecho de que muchos organismos estén formados por una sola célula con diferentes compartimentos y orgánulos o por grupos de células muy estructurados); el crecimiento y el desarrollo (el cambio de tamaño y forma de forma predecible); la homeostasis (el mantenimiento de un entorno interno diferente al externo, como la forma en que las células regulan sus niveles de pH y concentraciones de sal) el metabolismo (el gasto de energía para crecer y retrasar el deterioro); la reacción a los estímulos (el cambio de comportamiento en respuesta a la luz, la temperatura, las sustancias químicas u otros aspectos del entorno); la reproducción (la clonación o el apareamiento para producir nuevos organismos y transferir la información genética de una generación a otra); y la evolución (el cambio en la composición genética de una población a lo largo del tiempo).

Un tardígrado puede sobrevivir sin comida ni agua en estado deshidratado durante más de 10 años (Crédito: Goldtsein lab via Wikimedia Commons via Flickr)

Es casi demasiado fácil desmenuzar la lógica de tales listas. Nadie ha conseguido nunca recopilar un conjunto de propiedades físicas que reúna a todos los seres vivos y excluya todo lo que calificamos de inanimado. Siempre hay excepciones. La mayoría de la gente no considera que los cristales estén vivos, por ejemplo, y sin embargo están muy organizados y crecen. También el fuego consume energía y crece. En cambio, las bacterias, los tardígrados e incluso algunos crustáceos pueden entrar en largos periodos de letargo durante los cuales no crecen, no se metabolizan ni cambian en absoluto, y sin embargo no están técnicamente muertos. ¿Cómo clasificamos una sola hoja que se ha caído de un árbol? La mayoría de la gente estaría de acuerdo en que, cuando está unida a un árbol, una hoja está viva: sus numerosas células trabajan incansablemente para convertir la luz solar, el dióxido de carbono y el agua en alimento, entre otras tareas. Cuando una hoja se desprende del árbol, sus células no cesan instantáneamente su actividad. ¿Muere en el camino hacia el suelo; o cuando llega al suelo; o cuando todas sus células individuales finalmente expiran? Si se arranca una hoja de una planta y se mantienen sus células alimentadas y felices dentro de un laboratorio, ¿es eso vida?

Estos dilemas plagan casi todas las características propuestas de la vida. Responder al entorno no es un talento limitado a los organismos vivos: hemos diseñado innumerables máquinas que hacen precisamente eso. Ni siquiera la reproducción define a un ser vivo. Muchos animales individuales no pueden reproducirse por sí mismos. Entonces, ¿están vivos dos gatos porque pueden crear nuevos gatos juntos, pero un solo gato no está vivo porque no puede propagar sus genes por sí mismo? Consideremos también el caso insólito de la turritopsis nutricula, la medusa inmortal, que puede alternar indefinidamente entre su forma adulta y su fase juvenil. Una medusa que vacila de esta manera no produce descendencia, ni se clona a sí misma, ni siquiera envejece de la manera típica, pero la mayoría de la gente admitiría que sigue viva.

¿Pero qué pasa con la evolución? La capacidad de almacenar información en moléculas como el ADN y el ARN, de transmitir esta información a la descendencia y de adaptarse a un entorno cambiante mediante la alteración de la información genética: sin duda, estos talentos son exclusivos de los seres vivos. Muchos biólogos se han centrado en la evolución como rasgo distintivo de la vida. A principios de la década de 1990, Gerald Joyce, del Instituto de Investigación Scripps, formó parte de un grupo asesor de John Rummel, entonces director del programa de exobiología de la NASA. Durante las discusiones sobre la mejor manera de encontrar vida en otros mundos, Joyce y sus compañeros de panel llegaron a una definición de trabajo ampliamente citada de la vida: un sistema autosuficiente capaz de evolución darwiniana. Es lúcida, concisa y completa. Pero, ¿funciona?

Examinemos cómo esta definición se refiere a los virus, que han complicado la búsqueda para definir la vida más que cualquier otra entidad. Los virus son esencialmente cadenas de ADN o ARN empaquetadas dentro de una envoltura de proteínas; no tienen células ni metabolismo, pero sí tienen genes y pueden evolucionar. Joyce explica, sin embargo, que para ser un «sistema autosuficiente», un organismo debe contener toda la información necesaria para reproducirse y sufrir la evolución darwiniana. Debido a esta restricción, argumenta que los virus no satisfacen la definición de trabajo. Después de todo, un virus debe invadir y secuestrar una célula para hacer copias de sí mismo. «El genoma viral sólo evoluciona en el contexto de la célula huésped», dijo Joyce en una entrevista reciente.

Un grupo de bacteriófagos, virus que evolucionaron para infectar bacterias (Crédito: Dr Graham Beards vía Wikimedia Commons)

Sin embargo, cuando se piensa realmente en ello, la definición de trabajo de la NASA de la vida no es capaz de acomodar la ambigüedad de los virus mejor que cualquier otra definición propuesta. Un gusano parásito que vive dentro de los intestinos de una persona -ampliamente considerado como una forma de vida detestable pero muy real- tiene toda la información genética que necesita para reproducirse, pero nunca podría hacerlo sin las células y moléculas del intestino humano de las que roba la energía que necesita para sobrevivir. Del mismo modo, un virus tiene toda la información genética necesaria para replicarse, pero no dispone de toda la maquinaria celular necesaria. Afirmar que la situación del gusano es categóricamente diferente a la del virus es un argumento tenue. Tanto el gusano como el virus se reproducen y evolucionan sólo «en el contexto» de sus huéspedes. De hecho, el virus es un reproductor mucho más eficiente que el gusano. Mientras que el virus se pone manos a la obra y sólo necesita unas pocas proteínas dentro del núcleo de una célula para iniciar la replicación a gran escala, la reproducción del gusano parásito requiere el uso de todo un órgano de otro animal y sólo tendrá éxito si el gusano sobrevive el tiempo suficiente para alimentarse, crecer y poner huevos. Por lo tanto, si utilizamos la definición de trabajo de la NASA para desterrar los virus del reino de la vida, debemos excluir además todo tipo de parásitos mucho más grandes, incluidos los gusanos, los hongos y las plantas.

Definir la vida como un sistema autosuficiente capaz de evolucionar de forma darwiniana también nos obliga a admitir que ciertos programas informáticos están vivos. Los algoritmos genéticos, por ejemplo, imitan la selección natural para llegar a la solución óptima de un problema: son matrices de bits que codifican rasgos, evolucionan, compiten entre sí para reproducirse e incluso intercambian información. Del mismo modo, las plataformas de software como Avida crean «organismos digitales» que «están formados por bits digitales que pueden mutar del mismo modo que lo hace el ADN». En otras palabras, ellos también evolucionan. «Avida no es una simulación de la evolución; es una instancia de la misma», dijo Robert Pennock, de la Universidad Estatal de Michigan, a Carl Zimmer en Discover. «Todas las partes centrales del proceso darwiniano están ahí. Estas cosas se replican, mutan, compiten entre sí. El propio proceso de selección natural está ocurriendo allí. Si eso es fundamental para la definición de la vida, entonces estas cosas cuentan»

Yo diría que el propio laboratorio de Joyce dio otro golpe devastador a la definición de trabajo de la vida de la NASA. Él y muchos otros científicos están a favor de una historia del origen de la vida conocida como la hipótesis del mundo del ARN. Toda la vida en nuestro planeta depende del ADN y del ARN. En los organismos vivos modernos, el ADN almacena la información necesaria para construir las proteínas y las máquinas moleculares que, juntas, forman una célula bulliciosa. Al principio, los científicos pensaban que sólo las proteínas conocidas como enzimas podían catalizar las reacciones químicas necesarias para construir esta maquinaria celular. Sin embargo, en la década de 1980, Thomas Cech y Sidney Altman descubrieron que, en colaboración con varias enzimas proteicas, muchos tipos diferentes de enzimas de ARN -o ribozimas- leen la información codificada en el ADN y construyen las diferentes partes de una célula pieza a pieza. La hipótesis del mundo del ARN postula que los primeros organismos del planeta dependían únicamente del ARN para realizar todas estas tareas -almacenar y utilizar la información genética- sin la ayuda del ADN ni de un séquito de enzimas proteicas.

Una piscina geotérmica en Wyoming. Hace casi cuatro mil millones de años, lo que llamamos vida podría haber evolucionado por primera vez en «pequeños estanques cálidos», como dijo Darwin. (Crédito: Caleb Dorfman, vía Flickr)

Así es como pudo ocurrir: Hace casi cuatro mil millones de años, en la sopa primordial de la Tierra, los nucleótidos que flotaban libremente -los componentes básicos del ARN y el ADN- se enlazaron en cadenas cada vez más largas, produciendo finalmente ribozimas que eran lo suficientemente grandes y complejas como para hacer nuevas copias de sí mismas y, por tanto, tenían muchas más posibilidades de sobrevivir que los ARN que no podían reproducirse. Estas primeras ribozimas estaban envueltas por membranas sencillas que se autoensamblaban y formaban las primeras células. Además de fabricar más ARN, las ribozimas pueden haber unido nucleótidos en cadenas de ADN; los nucleótidos también pueden haber formado ADN espontáneamente. En cualquier caso, el ADN sustituyó al ARN como principal molécula de almacenamiento de información porque era más estable. Y las proteínas asumieron muchas funciones catalíticas porque eran muy versátiles y diversas. Pero las células de los organismos modernos aún contienen lo que probablemente sean restos del mundo original del ARN. El ribosoma, por ejemplo, un conjunto de ARN y proteínas que construye proteínas de aminoácido en aminoácido, es una ribozima. También hay un grupo de virus que utilizan el ARN como material genético primario

Para poner a prueba la hipótesis del mundo del ARN, Joyce y otros investigadores han intentado crear los tipos de ribozimas autorreplicantes que podrían haber existido en la sopa primordial del planeta. A mediados de la década de 2000, Joyce y Tracey Lincoln construyeron en el laboratorio billones de secuencias aleatorias de ARN que flotaban libremente, similares a los primeros ARN que pudieron competir entre sí hace miles de millones de años, y aislaron secuencias que, por casualidad, eran capaces de unir otros dos trozos de ARN. Al enfrentar estas secuencias entre sí, acabaron produciendo dos ribozimas que podían replicarse entre sí ad infinitum siempre que se les suministraran suficientes nucleótidos. Estas moléculas de ARN desnudas no sólo pueden reproducirse, sino que también pueden mutar y evolucionar. Las ribozimas han alterado pequeños segmentos de su código genético para adaptarse a las fluctuantes condiciones ambientales, por ejemplo.

«Cumplen la definición de trabajo de la vida», dice Joyce. «Es una evolución darwiniana autosostenida». Pero duda en afirmar que las ribozimas están realmente vivas. Antes de ponerse en plan Dr. Frankenstein, quiere ver que su creación innova un comportamiento completamente nuevo, no sólo modifica algo que ya puede hacer. «Creo que lo que falta es que tenga inventiva, que se le ocurran nuevas soluciones», dice.

Pero no creo que Joyce esté dando suficiente crédito a las ribozimas. La evolución es un cambio en los genes a lo largo del tiempo; no hace falta presenciar cómo a los cerdos les salen alas o cómo los ARN se ensamblan en las letras del alfabeto para ver la evolución en funcionamiento. La aparición del color azul de los ojos hace entre 6.000 y 10.000 años -simplemente otra variación de los pigmentos del iris- es un ejemplo de evolución tan legítimo como los primeros dinosaurios con plumas. Si definimos la vida como un «sistema autosuficiente capaz de evolucionar de forma darwiniana», no veo ninguna razón legítima para negar a las ribozimas autorreplicantes o a los virus el apelativo de vida. Pero sí veo una razón para abandonar esta definición de trabajo y todas las demás definiciones de vida.

¿Por qué es tan frustrantemente difícil definir la vida? ¿Por qué los científicos y los filósofos han fracasado durante siglos en encontrar una propiedad física específica o un conjunto de propiedades que separen claramente lo vivo de lo inanimado? Porque esa propiedad no existe. La vida es un concepto que hemos inventado. En el nivel más fundamental, toda la materia que existe es una disposición de átomos y sus partículas constituyentes. Estas disposiciones se sitúan en un inmenso espectro de complejidad, desde un simple átomo de hidrógeno hasta algo tan intrincado como un cerebro. Al intentar definir la vida, hemos trazado una línea en un nivel arbitrario de complejidad y declarado que todo lo que está por encima de esa frontera está vivo y todo lo que está por debajo no lo está. En realidad, esta división no existe fuera de la mente. No hay un umbral en el que un conjunto de átomos se convierta de repente en algo vivo, ni una distinción categórica entre lo vivo y lo inanimado, ni una chispa frankensteiniana. No hemos conseguido definir la vida porque, en primer lugar, nunca hubo nada que definir.

Expliqué nerviosamente estas ideas a Joyce por teléfono, anticipando que se reiría y me diría que eran absurdas. Después de todo, se trata de alguien que ayudó a la NASA a definir la vida. Pero Joyce dijo que el argumento de que la vida es un concepto es «perfecto». Está de acuerdo en que la misión de definir la vida es, en cierto modo, inútil. La definición de trabajo era realmente una conveniencia lingüística. «Estábamos tratando de ayudar a la NASA a encontrar vida extraterrestre», dice. «No podíamos utilizar la palabra ‘vida’ en todos los párrafos y no definirla».

Carol Cleland, filósofa de la Universidad de Colorado Boulder que lleva años investigando los intentos de deliniar la vida, también piensa que el instinto de definir con precisión la vida es erróneo, pero aún no está dispuesta a negar la realidad física de la vida. «Es tan prematuro llegar a la conclusión de que la vida no tiene una naturaleza intrínseca como definirla», afirma. «Creo que la mejor actitud es tratar lo que normalmente se toma como los criterios definitivos de la vida como criterios tentativos.»

Una foto tomada con un microscopio de barrido electrónico del meteorito ALH 84001, que supuestamente se formó en Marte hace 4.000 millones de años antes de llegar finalmente a la Tierra. Un puñado de científicos cree que las estructuras en forma de cadena de la foto son nanobacterias marcianas fosilizadas, pero la mayoría de los investigadores se muestran escépticos (Crédito: NASA, vía Wikimedia Commons)

Lo que realmente necesitamos, ha escrito Cleland, es «una teoría de la vida bien confirmada y adecuadamente general». Hace una analogía con los químicos del siglo XVI. Antes de que los científicos comprendieran que el aire, la suciedad, los ácidos y todas las sustancias químicas estaban formados por moléculas, se esforzaban por definir el agua. Podían enumerar sus propiedades – era húmeda, transparente, insípida, congelable y podía disolver muchas otras sustancias – pero no podían caracterizarla con precisión hasta que los investigadores descubrieron que el agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno. Ya sea salada, turbia, teñida, líquida o congelada, el agua siempre es H20; puede tener otros elementos mezclados, pero las moléculas tripartitas que hacen que lo que llamamos agua esté siempre ahí. El ácido nítrico puede parecerse al agua, pero no es agua porque las dos sustancias tienen estructuras moleculares diferentes. Crear el equivalente a la teoría molecular para la vida, dice Cleland, requerirá un tamaño de muestra mayor. Argumenta que, hasta ahora, sólo tenemos un ejemplo de lo que es la vida: la vida basada en el ADN y el ARN en la Tierra. Imagínese que intenta crear una teoría sobre los mamíferos observando sólo a las cebras. Esa es la situación en la que nos encontramos al tratar de identificar lo que hace que la vida sea vida, concluye Cleland.

No estoy de acuerdo. Descubrir ejemplos de vida extraterrestre en otros planetas ampliaría sin duda nuestra comprensión de cómo funcionan las cosas que llamamos organismos vivos y cómo evolucionaron en primer lugar, pero tales descubrimientos probablemente no nos ayudarían a formular una nueva y revolucionaria teoría de la vida. Los químicos del siglo XVI no pudieron determinar qué distinguía al agua de otras sustancias porque no comprendían su naturaleza fundamental: no sabían que cada sustancia estaba formada por una disposición específica de moléculas. En cambio, los científicos modernos saben exactamente de qué están hechas las criaturas de nuestro planeta: células, proteínas, ADN y ARN. Lo que diferencia a las moléculas del agua, las rocas y los cubiertos de los gatos, las personas y otros seres vivos no es la «vida», sino la complejidad. Los científicos ya tienen conocimientos suficientes para explicar por qué lo que hemos llamado organismos puede hacer, en general, cosas que la mayoría de lo que llamamos inanimado no puede hacer -para explicar cómo las bacterias hacen nuevas copias de sí mismas y se adaptan rápidamente a su entorno, y por qué las rocas no lo hacen- sin proclamar que la vida es esto y la no-vida aquello y que nunca se encontrarán.

Reconocer la vida como un concepto no quita en absoluto su esplendor a lo que llamamos vida. No es que no haya ninguna diferencia material entre los seres vivos y los inanimados; más bien, nunca encontraremos una línea divisoria clara entre ambos porque la noción de vida y no vida como categorías distintas es sólo eso: una noción, no una realidad. Todo lo que me fascinaba de los seres vivos cuando era niño me resulta igualmente maravilloso ahora, incluso con mi nueva comprensión de la vida. Creo que lo que realmente une a las cosas que decimos que están vivas no es ninguna propiedad intrínseca a esas cosas en sí mismas; más bien, es nuestra percepción de ellas, nuestro amor por ellas y -francamente- nuestra arrogancia y narcisismo.

Primero, anunciamos que todo lo que hay en la Tierra podía separarse en dos grupos -los animados y los inanimados- y no es ningún secreto cuál de ellos nos parece superior. Luego, no sólo nos colocamos en el primer grupo, sino que además insistimos en medir todas las demás formas de vida del planeta con respecto a nosotros mismos. Cuanto más parecido es algo a nosotros -más parece moverse, hablar, sentir, pensar- más vivo está para nosotros, aunque el conjunto particular de atributos que hace que un humano sea un humano no es claramente la única manera (o, en términos evolutivos, incluso la más exitosa) de ser un «ser vivo».

Nuestra difunta gata familiar, Jasmine (Crédito: familia Jabr)

A decir verdad, lo que llamamos vida es imposible sin lo que consideramos inanimado e inseparable de él. Si pudiéramos ver de algún modo la realidad subyacente de nuestro planeta -comprender su estructura en todas las escalas simultáneamente, desde la microscópica hasta la macroscópica- veríamos el mundo en innumerables granos de arena, una gigantesca esfera temblorosa de átomos. Al igual que uno puede moldear miles de granos de arena prácticamente idénticos en una playa para formar castillos, sirenas o lo que uno pueda imaginar, los innumerables átomos que componen todo lo que hay en el planeta se congregan y desarman continuamente, creando un caleidoscopio de materia incesantemente cambiante. Algunas de esas bandadas de partículas serían lo que hemos llamado montañas, océanos y nubes; otras, árboles, peces y pájaros. Algunas serían relativamente inertes; otras cambiarían a una velocidad inconcebible de forma desconcertantemente compleja. Algunas serían montañas rusas y otras gatos.