Es la pregunta fundamental: ¿cómo empezó todo? ¿Cómo, en un planeta joven, caótico y geológicamente activo, un puñado de química inerte se convirtió en la primera célula viva? Lo que sabemos es que la protocélula, llamada LUCA, inició la vida y la evolución darwiniana hizo el resto, llevándonos hasta nuestros días. Pero todavía quedan muchas preguntas sobre por qué surgió todo esto.

El misterio. Realmente sabemos poco sobre nuestros orígenes. Pero no nos referimos a si venimos de un mono u otra especie, sino de ¿Por qué comenzó la vida en este planeta?. algo que quería resolver el estudio por Robert G. Endres, del Imperial College de Londres, pero que sólo nos ha dejado muchas más preguntas e incluso mal sabor de boca, porque según sus resultados, la vida no debería haber surgido.

Y aplicando las matemáticas, esa rama de la ciencia que mucha gente odia, se ha llegado a una conclusión muy clara: las barreras para que la vida surja de forma espontánea son «formidables». Tan formidable, de hecho, que las probabilidades de que ocurriera por pura casualidad dentro de la ventana de tiempo disponible en la Tierra primitiva son sorprendentemente bajas, lo que significa que habría sido lógico que la vida nunca hubiera surgido.

Software de la vida. El enfoque de Endres deja de lado los tubos de ensayo y se centra en la información. Una célula no es sólo una «bolsa de moléculas»; Es un sistema muy estructurado y orquestado en el tiempo y relacionados entre sí. La pregunta es: ¿cuánta información se necesita para «escribir» la primera protocélula que dio origen a la vida?

Para estimarlo, el estudio utiliza modelos computacionales modernos y herramientas de inteligencia artificial que ya utilizamos hoy en día, como AlfaFold (para el plegamiento de proteínas) y modelos completos de «células completas». El resultado en este caso se dividió en tres partes diferenciadas:

• La información genética de una célula muy simple como Mycoplasma genitalium ocupa 10⁶ bits, lo cual es bastante poco.
• La información estructural, es decir, cómo se pliegan las proteínas y se organiza la célula, también se estima en un rango de 10⁶ a 10⁸ bits.
• Por último, la información dinámica, que se centra en las vías metabólicas, la señalización o los mecanismos de replicación del ADN, que sin duda es un gigante. En este caso se ha dado un valor de 140 MB en este mundo que se ha generado.

Sumando todo esto, la complejidad de una protocélula simple se ha estimado en mil millones de bits en un símil de software. Y ese es el muro que la química prebiótica tuvo que acabar escalando.

Las matemáticas. Una vez que se tiene toda la información teórica, aquí es donde las matemáticas se vuelven muy interesantes, especialmente considerando que la Tierra tenía una «ventana» de tiempo disponible para acumular toda esta información. 500 millones de años hasta que se entregó la primera protocélula. En una cuenta muy simple, si divides la información necesaria (10000000000 bits) por el tiempo disponible, obtienes la tasa mínima de acumulación de información de 2 bits de información útil por año.

Visto así parece muy fácil! El estudio estima que la «sopa» prebiótica, llena de moléculas complejas, tenía el potencial de generar información de unos 100 bits/s, miles de millones de veces más de lo necesario, según estimaciones matemáticas. Entonces… ¿Dónde está el problema si hubo mucho tiempo?

El problema es que se supone que estos ‘2 bits por año’ son un proceso unidireccional y progresivo. Es decir, cuando se crea esa información útil, se guarda y se utiliza para el siguiente paso. Pero la química es una sopa caótica que no funciona así, sino que funciona como un ‘paseo aleatorio’: das un paso adelante y luego otro atrás. Es decir, al crear algo va acompañado de una pérdida.

Aquí es donde entra en juego el concepto de ‘persistencia’, que en definitiva es el tiempo durante el cual el sistema “recuerda” la información que ha obtenido, incluso si se ha perdido. De esta manera, sin una inmensa persistencia, el surgimiento de la vida sería literalmente imposible que se produjera según este estudio.

El empujón. Pero mirando las matemáticas, en una sopa tan caótica como ésta, la realidad es que dejarlo todo al azar hubiera significado que nunca hubiésemos podido aparecer en este planeta. Y este es el verdadero misterio. Para que estuviéramos aquí, tenía que haber algún principio físico, un sesgo químico o algún mecanismo de «memoria» o «retención» que diera direccionalidad al proceso.

El estudio no dice que la vida sea imposible, sino que la mecanismo El puramente aleatorio es insuficiente. Necesitamos «principios físicos desconocidos» o, como señala el autor, «alguna forma de estructura informativa prebiótica».

Y es algo que se plantea en otros estudios, como el de Chrostoph Adami que enfocado al tratar de entender a los seres vivos como cadenas de información autosuficientes para buscar la probabilidad de que la vida surja de manera estadística. Y además se encuentra con muy baja probabilidad.

Los extraterrestres. Es en este punto de misterio que el artículo menciona cautelosamente la hipótesis alternativa: panspermia dirigida. Propuesto originalmente por Francis Crick (el descubridor del ADN) y Leslie Orgel, sugiere que una civilización extraterrestre avanzada intencionalmente “sembrado” vida en la Tierra. Aunque esta idea viola la La navaja de Ockham (la explicación más sencilla suele ser la correcta), el autor admite que sigue siendo una alternativa «lógicamente abierta».

Inteligencia artificial. La IA ha tenido mucho que decir, ya que gracias a sus capacidades se ha podido estimar la complejidad algorítmica de la célula que dio origen a la vida, dándonos la escala del problema. Y el autor señala que la IA también podría ser la clave de la solución, ya que propone herramientas que podrían «ayudar a realizar ingeniería inversa en las rutas de los candidatos». Es decir, podría ser el que finalmente encuentre ese ‘empujón’ que de momento desconocemos.

Imágenes | Laura Seaman

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