¿La vida esta codificada en las leyes físicas del universo?- Lee Cronin.
Nosotros conocemos que es la vida, sabemos de que esta hecha, sabemos que evoluciona, que se reproduce, se adapta.
La vida apareció aproximadamente hace 400 a 270 millones de años en un ambiente inhóspito para la vida actual, pero que favoreció el origen de las primeras formas de vida. Estas primeras formas de vida tenian que cumplir un solo objetivo. Sobrevivir, para ello necesitaban transmitir información, duplicarse y adaptarse. Después de esto, vino la emergencia de sistemas mas y mas y mas complejos, a traves de la evolución hasta llegar a la materia viva actual.
La vida como la conocemos esta basada principalmente en un componente muy versátil. El carbono. Pero hace mas de 2700 millones de año no era así, la materia que nos constituye hoy en día era tan solo materia muerta, inanimada. Entonces ¿Cuales son los pasos para formar vida a partir de materia inanimada?
Lee Cronin y sus colegas le están dando una mirada a esta pregunta, desde un punto de vista que tal vez nos recuerde a una película de ciencia ficción. Las iCHELLs son como su nombre lo dice Inorganic Chemical Cells son o intentan ser una forma de vida basada en materia inorganica. Para ello Lee Cronin considera algunos pasos caves para lograr este objetivo y que las iCHELLs deben de presentar.
El siguiente video muestra una charla TED de Lee Cronin acerca de sus experimentos.
Lee Cronin y su grupo de trabajo han diseñado ademas un test para probar la vida, similar al test de Turing para la inteligencia artificial. El cual consiste de tres niveles.
Turing Lee Cronin
1) Propiedad emergente a evaluar. Pensamiento Funciones celulares (metabolismo, evolución)
2) Medio de la propiedad. Computación Sistema Químico (célula artificial)
3) Mecanismo de prueba. Preguntas/Respuesta Preguntas/Respuestas (fisicoquimica)
¿Que tan lejanos son para ti la Biologia y la Fisica de partículas?
Si esa fisica que habla de gatos vivos y muertos, la fisica de Einstein y Planck, de Bohr y Heisenberg, de Feynman y de de Broglie y tambien de SchrÖdinger, ¿esa fisica que tiene que ver con la biologia, la ciencia que describe la vida?.
Si reflexionamos un poco, bueno la vida conocida por el hombre esta echa de sistemas moleculares, y las moléculas están compuestas de partículas que es exactamente lo que describe la fisica quantica, sin embargo no vamos por el mundo desapareciendo y apareciendo de un lado a otro, como hacen los electrones.
Los efectos de la cuántica se aprecian mejor a escalas muy pequeñas, sin embargo la mecánica cuántica tiene un limite, lo que se le denomina limite clásico de la mecánica cuántica este principio en si dice que conforme las cosas se hacen mas grandes, la mecánica cuántica al aplicarla a estos nos dará los mismos resultados que la mecánica clásica, sin embargo esto no implica que los fenómenos cuánticos ya no se presenten.
Un articulo que presenta de manera corta y clara las implicaciones que tendría dentro del desarrollo tecnologico la investigación en esta nueva rama es The Dawn of Quantum Biology donde el autor enuncia "La biologia conoce algunos trucos que nosotros no", refiriendose a estos efectos de la cuántica que la naturaleza parece utilizar en sus procesos pero que los humanos no hemos sido capaces de simular...
Esta idea no es reciente, de echo hace ya tiempo el famoso Fisico y premio nobel, Schrödinger, en un libro que recoge varios discursos de el mismo, titulado, Que es la vida? (E. Schrödinger, 1964,What its life?), hablo sobre las posibles implicaciones de la fisica quantica en el mundo biológico y sugirió su estudio, sin embargo esto no fue mas alla, tal vez debido al poco poder de computo por esas fechas, sin embargo las cosas han cambiado y hoy en dia es mas facil realizar el computo de las ecuaciones de la mecánica cuántica aplicados a sistemas de moleculares grandes. Otro contemporaneo de Schrödinger del que tengo noticia incursiono en los efectos de la cuántica en la biologia fue Per-Olov Löwdin, quien en 1963 después de dos años de incursionar en la Biofisica propuso la tunelización de protones en el ADN.
Para los curiosos, What its life?, tuvo un gran impacto en el desarrollo biologico posterior a su publicación, así que vale la pena leerle. La Biologia Cuántica Hoy en día.
Varios efectos que han sido explicados utilizando conceptos de mecánica cuántica a sistemas biológicos han sido la fotosíntesis, la navegación en las aves (Magnetorecepción), las mutaciones aleatorias en el ADN, etc....
La fotosíntesis es la reacción bioquímica mas importante en este planeta, las plantas captan la energia proveniente del sol en forma de fotones y la transforman en energia química que los demás seres si pueden aprovechar. Aun así esta reacción aun da para investigación hoy en dia, ¿Por que?, por que esta reacción es muy eficiente (cerca del 100% de los fotones que se absorben se transforman en energia química).
Así en estos sistemas se ha encontrado que la coherencia cuántica (donde grandes masas de partículas pueden entrar en estados de excitación unitaria, es decir todas las particulas del sistema se acoplan en un mismo estado) les gobierna, permitiendo explicar así la alta eficiencia de las plantas al realizar la fotosíntesis.
La coherencia cuántica podría jugar un papel importante en esta reacción, cuando un foton llega a la antena este se convierte en energia en forma de excitación electronica, la cual se transfiera al centro de reacción BChl-a a traves de uno o varios complejos FMO, una vez que entra en el centro de la reacción el proceso es irreversible y comienza la separación de cargas para convertirse en energia química. La coherencia cuántica juega su rol dirigiendo la reacción a donde tiene que ir, evitando los minimos locales en los complejos FMO y dirigiendo las excitaciones al centro de reacción.
La magnetorecepción es la habilidad de algunas especies migratorias para navegar usando el campo magnetico de la tierra. El mecanismo preciso usado, varia de animal a animal, algunas bacterias usan magnetita la cual es un complejo mineral con propiedades magnéticas, sin embargo algunas aves usan otro mecanismo. Los fotones llegan al citocromo en la membrana de la retina, estos a su ves funcionan como magnetoreceptores, la luz genera pares de radicales de flavina-triptofano cuyos rendimientos de reacción están determinados por la orientación de la molécula en el campo magnetico local y como el campo magnetico varia dependiendo del lugar donde se encuentre el ave se generan distintas concentraciones lac cuales se pueden comprar a lo largo de la retina y generar un patron que imita el campo magnetico, esto ha sido confirmado para el Robin Europeo y basicamente con este mecanismo las aves pueden ver las lineas magnéticas de la tierra.
El ADN como lo conocemos hoy en dia esta formado en casi todos los organismos por 4 bases nitrogenadas A (Adenina) G (Guanica) T (Timina) & C (Citosina) y en algunos organismos T se encuentra sustituida por U (Uracilo) y algunas veces por J (Base J). El ADN tambien presenta alteraciones en su código (mutaciones), estas mutaciones se presentan por varios factores y tambien se presenta de manera casual, al azar.
Pero realmente son al azar y por que ocurre, esa respuesta la intenta dar la biologia cuántica desde otro fenomeno la tunelización de protones dentro del ADN, la cual se resume en que un proton o mas cambian su posición desde una posición favorable hacia otra mas favorable de forma espontánea, transforma una base normal en su forma tautomerica y esta forma solo puede formar un par con una base diferente que el par normal, lo que con el tiempo lleva a mutaciones.
Extras.
Como final agrego un video en ingles que explica muy bien las implicaciones y posibilidades de la biologia cuántica, presentado por el famoso fisico Jim Al-Khalili y una lista de reproducción sobre Biologia Cuántica.
He escrito esta entrada por que considero que el desarrollo sustentable del ser humano, en pro del planeta es factible y ademas es la unica via que tiene el ser humano para sobrevivir.
Imagina un planeta azul. Este planeta, hace unos 200,000 de años, cuando el hombre apareció sobre la tierra, un planeta unico, con todas sus diversas formas de vidas, adaptadas a su entorno, de manera muy especial, una adaptación que llevo millones de años.
La vida es un tesoro en el universo, si bien no hemos descubierto la vida en otros planetas aun, es 100% seguro que exista en el basto e infinito universo del que somos parte, y es que los componentes primordiales de la vida, no solo se encuentran en la tierra, aminoácidos carbohidratos, proteinas e incluso ADN se puede encontrar en nubes de polvo estelar. Lugares parecidos a la tierra con todas sus condiciones que la hacen tan especial se encuentran dispersos por el universo, hay miles planetas con condiciones muy parecidas a nuestro hogar, tan solo en nuestra galaxia, sin embargo no hemos encontrado que ninguno de ellos, albergue vida..... AUN
Como sea el hogar que tenemos es unico y no hay evidencias de que podamos mudarnos de planeta en el futuro cercano, cuidar de el nos corresponde, no solo por que es el unico lugar que tenemos, tambien por que es el hogar que nos vio nacer, es nuestro pequeño rincón azul en un lugar muy oscuro y frio.
Estamos en un punto clave de nuestra historia, por que tenemos el poder de cambiar el planeta a nuestra voluntad, sin embargo no es solo nuestro, es de todo ser vivo que lo habite, debemos de reconsiderar nuestro lugar en el, no como la especie dominante, si no como un protector, que vela por todas las demás especies que coexisten con nosotros.
Hay razones para ser mas sustentables, mas eficientes, menos consumistas, tenemos que tomar en cuenta que cada acción, cada producto, cada proceso y tecnologia que desarrollamos, impacta en nuestro entorno, así que debemos de optar por vias de desarrollo sustentable, con poco impacto o ninguno, debemos de pensar no solo para nosotros, tambien para el planeta.
El paso del asteroide 2012 DA 14 el pasado 15 de febrero de 2013, fue una algo que a los mayas se les olvido decirnos, bueno con todo esto del fin del mundo el año pasado, pues queda el cosquilleo. Sin embargo no hay nada de que preocuparse el asteroide paso lo suficientemente lejos de la tierra como para que la atracción gravitatoria de la tierra lo hiciera colisionar con ella misma, su orbita sin embargo atravesó la orbita terrestre, como se muestra en la siguiente imagen cortesía de la NASA.
Este suceso pues tal vez pase desapercibido para muchos, sin embargo hay gente a la que le mola estas cuestiones, como Daniel Lopez, quien se tomo un tiempo el pasado viernes y grabo este evento para la posteridad, lo que le valió a el y su video el nombramiento de la imagen astronomica del dia por la NASA, unos dias después, pero no le quita el merito ¿o si?, solo bromeo, Daniel si ves esta entrada, todo el merito hermano, no vallas a ser uno de esos astrónomos asesinos que luego andan sueltos.
Para quien no halla checado esa pagina, les cuento un poco, Astronomy Picture of the Day, es una página de la NASA que diariamente publica la mejor foto astronomica del dia, en ocasiones te quedas con la boca cuasi-abierta. Si gustas y no eres de esos que se con una foto diaria, bueno, puedes darte un paseo cibernético ya que las fotos de todos los dias se han guardado en la página, así que puedes pasarte algún tiempo libre viendolas.
Un bello video que para un servidor es un poco inquietante, pues quien sabe algún dia nos toca la de malas, como a nuestros compatriotas los dinosaurios y no me refiero a los de puestos públicos y partidos politicos. Les dejo el video para que le vean, no todos los dias se tiene la oportunidad de ver a un coloso espacial sobre-volar nuestras cabezas.
Pero lo que no nos dijeron los mayas, es que este no era el peligro y balla que mas de uno se hubiera alterado, asustado y tal vez hasta necesitado un cambio de pantalones, si se hubiera enterado.
El verdadero peligro fueron varios asteroides que el mismo dia entraron en la atmosfera de la tierra, algunos en Rusia, alguno mas en Cuba, hasta donde me he enterado, y valla que estos primos del 2012 DA 14 si causaron estragos.
Si en Rusia, aquel bello pais de donde es oriundo Leon Tolstoi y Yuri Gagarin, dos grandes de grandes, de grandes, de.... . No se preocupen no fue tan malo como el Tunjuska que pasara por alla del 1908, recordando un poco y aprovechando de una vez, acabando con las especulaciones que rondan el mundo, este evento no fue una nave extraterrestre haciendo alguna parada en nuestro planeta, ni un agujero negro atravesandonos del lado a lado, ni un poco de antimateria colisionando con el planeta.
No el Tunguska fue causado por un meteorito, en su caso un meteorito muy frio tal vez compuesto de hidrogeno y helio, el cual al entrar en la atmosfera estallo casi instantaneamente debido a la fricción con nuestra atmosfera.
Retomando a la bella Rusia, bueno este evento no resulto tan poco trágico para los humanos como en Tunguska, no estos primos hermanos del Tunguska si venian con todo, el evento provoco al menos 1200 heridos en Chelyabinsk Rusia. A causa de la explosión y la posterior onda expansiva, ventanas y vidrios estallaron y tambien hubo inmuebles dañados, fue tal las consecuencias que varias ciudades de Rusia se solidarizaron y empezaron a mandar ayuda, humanitaria al lugar.
Varias personas del lugar grabaron el acontecimiento y en internet ya hay muchos videos de los asteroides explotando en nuestra atmosfera.
Como en el siguiente video, que se muestra a un meteorito estallando en el cielo, y casi instantaneamente la onda expansiva destroza las ventanas cerca de donde se encontraban grabando.
