Explorando los genes - Nicolás Jouve de la Barreda - E-Book

Explorando los genes E-Book

Nicolás Jouve de la Barreda

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Beschreibung

Prólogo de Mª Dolores Vila-Coro El desarrollo de los conocimientos en todas las ramas del saber científico, y especialmente en la genética, durante el siglo XX ha sido extraordinario. Ahora bien, todos esos descubrimientos siempre han de ir acompañados de una reflexión ética si el hombre no quiere caer en un cientificismo utilitarista, capaz de ir en contra del propio ser humano.Con la objetividad y el rigor científico que le caracterizan, Nicolás Jouve ha diseñado una obra para acercar las cuestiones genéticas a una sociedad mal o parcialmente informada. A pesar de la complejidad que pueden entrañar algunos de los temas tratados, el autor ha conseguido, a través de multitud de ejemplos, notas explicativas y referencias, crear un verdadero compendio al alcance del gran público del estado de los conocimientos científicos, de los retos y las perspectivas de la llamada nueva Biología.

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Ensayos 341

Ciencia Serie dirigida por

La colección Ensayos-Ciencia parte del deseo de acercar al lector la experiencia humana que anima el quehacer de los investigadores. El científico, siempre sediento de saber, debe aceptar la realidad dada, el «dato», como criterio de juicio en su camino hacia el conocimiento. Se trata, pues, de una actividad que exige el compromiso del sujeto humano, pero cuyo método lo impone el objeto, y por eso resulta apasionante.

El progreso de la ciencia depende de una permanente disposición a plantearse nuevas preguntas: cada descubrimiento es, a la vez, fuente de certeza y origen de nuevos interrogantes, que encienden el deseo de ir más allá, sin exclusiones reduccionistas. ¿Tiene sentido esperar que algún día seamos capaces de interpretar y predecir el comportamiento de un guepardo y una gacela a partir de las propiedades de los átomos que los forman? ¿O es más adecuado afirmar la novedad radical del objeto de estudio de la biología respecto del de la física y la química? ¿Sería razonable concluir que, porque una escultura clásica coincide con el bloque de mármol que la forma, no es nada más que un trozo de piedra? Esta apertura es el culmen de la razón científica. El hecho de que la naturaleza se deje conocer —el eterno milagro de la inteligibilidad del mundo, según Einstein— desencadena en el investigador, cuando es leal con la realidad, una experiencia de gratitud inconfundible. Es como si esa repentina correspondencia evocase una amistad secreta y un vínculo misterioso entre el hombre y el cosmos.

Esta colección quiere ser una aportación crítica al pensamiento científico en el sentido etimológico de la palabra, esto es, como arte de juzgar de la bondad, verdad y belleza de las cosas. Pues son éstas las cualidades que confieren a la ciencia todo su atractivo.

José A. Díaz Director de la colección Ensayos-Ciencia

Si se me pidiera que expusiera mi posición filosófica, tendría que admitir que, según la definición de Monod, soy animista. Como dualista creo en la existencia de la mente, igual que en la del mundo material. Pero al mismo tiempo, soy finalista, en el sentido de que creo que existe un designio en los procesos de la evolución biológica que han conducido hasta nosotros, seres auto conscientes dotados de una individualidad propia. Y podemos contemplar e intentar comprender la grandeza y la maravilla de la naturaleza.

JOHN ECCLES, El Misterio Hombre.

NICOLÁS JOUVE DE LA BARREDA

Explorando los genes

Del big-bang a la nueva Biología

ISBN DIGITAL: 978-84-9920-527-4

© 2008 Nicolás Jouve de la Barreda y Ediciones Encuentro, S. A.

Diseño de la cubierta: o3, s.l. - www.o3com.com

Queda prohibida, salvo excepción prevista en la ley, cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública y transformación de esta obra sin contar con la autorización de los titulares de la propiedad intelectual. La infracción de los derechos mencionados puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual (arts. 270 y ss. del Código Penal). El Centro Español de Derechos Reprográficos vela por el respeto de los citados derechos.

Para cualquier información sobre las obras publicadas o en programa y para propuestas de nuevas publicaciones, dirigirse a Redacción de Ediciones Encuentro Ramírez de Arellano, 17, 10ª - 28043 Madrid Tel. 902 999 689www.ediciones-encuentro.es

ÍNDICE

PRESENTACIÓN

PRÓLOGO de la Dra. María Dolores Vila-Coro

1. ¿CUÁNDO Y CÓMO APARECIÓ LA MATERIA Y LA VIDA?

El origen del sistema solar

¿Cómo apareció la materia orgánica?

Concentración de componentes prebióticos

El factor tiempo y el principio antrópico

El origen de los primeros genes

¿Cómo surgieron las protocélulas?

2. LA EVOLUCIÓN DE LOS GENES Y LOS GENOMAS: LA BIODIVERSIDAD

Los procariotas

Evolución de los genes

Desde los procariotas a los eucariotas

La expansión de los eucariotas

La biodiversidad y la evolución

Una puntualización sobre el carácter preadaptativo de las mutaciones y su papel evolutivo

El reloj molecular de la evolución

3. LA EVOLUCIÓN FRENTE AL CREACIONISMO Y EL DISEÑO INTELIGENTE

Distinción entre creacionismo y evolución

El principio de demarcación aplicado a la teología y la ciencia

La evolución no es cuestionable

El Génesis no se opone a la teoría de la evolución, la teoría de la evolución no es contraria al Génesis

La Ciencia sin Religión es coja y la Religión sin Ciencia es ciega

El diseño inteligente se opone a la selección natural

4. LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA DEL HOMBRE

La evolución de los homínidos hasta el pleistoceno medio

La radiación del género

Homo

en el pleistoceno

La cuestión Neandertal

El

Homo sapiens

moderno ¿desde África o multirregional?

Hominización y humanización

5. ¿QUÉ APORTA LA GENÉTICA AL CONOCIMIENTO DE LA VIDA?

¿Cómo surgió y qué estudia la Genética?

La naturaleza físico-química de los genes

El Dogma Central de la Biología Molecular

Un descubrimiento trascendental: el código genético

¿Del carácter al gen o del gen al carácter?

Papel integrador de la Genética en la Biología Moderna

6. EL DESARROLLO MORFOGENÉTICO Y LA EVOLUCIÓN

¿Por qué es clave la evolución para entender el desarrollo ontogenético?

¿Son explicables en términos genéticos la macroevolución y el desarrollo ontogenético?

La existencia de genes reguladores de la morfogénesis

Conservación evolutiva de los genes reguladores de la morfogénesis

Las mutaciones en los genes reguladores explican la macroevolución

Las morfologías cambiantes del embrión bajo la batuta de los genes reguladores

7. ASPECTOS BIOLÓGICOS Y TEORÍAS SOBRE EL INICIO DE LA VIDA

El concepto de vida

Comienzo de la vida humana: aspectos biológicos. Teorías

El embrión como individuo de la especie humana

La ciencia a favor de la vida desde el momento de la concepción

¿Se puede negar el carácter humano del embrión en todas sus etapas?

¿Se puede negar el carácter individual del embrión?

¿Se puede negar la autonomía genética del cigoto?

Consideraciones bioéticas

8. GENÉTICA HUMANA

Los genes humanos

Análisis de genealogías

¿Cuándo un carácter tiene base genética?

Herencia autosómica monogénica

Herencia autosómica poligénica

La herencia en relación con el sexo

Herencia mitocondrial

Enfermedades cromosómicas

Genética del cáncer

9. EL PORQUÉ Y EL CÓMO DEL PROYECTO GENOMA HUMANO

¿Qué ofrece el ADN?

¿Qué es la Genómica?

La organización de los genomas en los diversos organismos

El germen del Proyecto Genoma Humano

¿De dónde surge la necesidad y a qué responde la idea del Proyecto Genoma Humano?

¿Cómo se abordó el Proyecto Genoma?

Consecución de los Proyectos Genoma

¿Cómo está organizado nuestro genoma?

10. ¿QUÉ SUPONE EL PROYECTO GENOMA HUMANO PARA LA CIENCIA Y LA SOCIEDAD?

Los genomas en la escala evolutiva y la paradoja del número de genes

¿Se puede hablar de un genoma mínimo?

Implicaciones éticas, legales y sociales del Proyecto Genoma

La Bioética y la Biojurídica, una necesidad objetiva

11. LA «MANIPULACIÓN GENÉTICA» EN EL HOMBRE: DESDE LA EUGENESIA DARWINIANA A LA TERAPIA GÉNICA

La manipulación genética

La eugenesia

¿Existe base Genética para pensar en una mejora Genética de la especie humana?

La neoeugenesia o eugenesia liberal

El diagnóstico genético: preimplantatorio, prenatal y postnatal

Los bebés medicamento

¿Bebés medicamento o bancos de sangre de cordón umbilical?

La farmacogenómica

Terapia génica

Terapia génica y cáncer

12. CLONACIÓN Y CÉLULAS MADRE

Precisando la importancia del gen

Singularidad genética de principio a fin

¿Qué entendemos por clonación?

Antecedentes históricos. La clonación en animales

La clonación reproductiva y sus modalidades

La clonación no reproductiva y las células madre embrionarias

Las células madre post-embrionarias, post-natales o de adulto

El trasplante nuclear y otras técnicas que implican la utilización de células madre embrionarias

Consideraciones éticas

13. LA «TRANSGÉNESIS»: SUS FINES, PERSPECTIVAS Y POLÉMICAS

Los orígenes de la Agricultura, la domesticación y la manipulación genética

La mejora genética vegetal y la revolución verde

La agricultura sostenible

ADN recombinante en microorganismos

ADN recombinante en animales

ADN recombinante en plantas

¿Qué fines se persiguen con la obtención de las plantas transgénicas?

Algunos ejemplos de los beneficios de las plantas transgénicas

La Nueva Biología y sus implicaciones socioeconómicas

¿Se debe poner freno a las obtenciones de organismos modificados genéticamente?

GLOSARIO

LECTURAS RECOMENDADAS

PRESENTACIÓN

La Biología se ha desarrollado de forma extraordinaria en el último siglo, merced al avance general de las ciencias y la aportación de técnicas que han permitido desentrañar la estructura y función de las moléculas que constituyen los seres vivos. En este sentido resultó trascendental el descubrimiento de la «molécula de la vida», el ADN, en cuya estructura se sustancian los genes y se explican las principales propiedades de los organismos vivos y en particular la «conservación» a través de la replicación, y la «evolución», mediante la mutación. Podemos señalar sin exagerar que en el ADN, y en la organización de los genes y los genomas, se encuentra la explicación a los principales fenómenos biológicos, la evolución, la biodiversidad generada desde el origen del primer microorganismo hace más de 3.500 millones de años, el desarrollo morfogenético y en general, todos los fenómenos biológicos a los diversos niveles de estudio, desde las moléculas a las poblaciones, las especies y los grandes grupos taxonómicos. El acopio de hechos conocidos a través de la experimentación biológica es tal que se podría pensar que nos encontramos en los límites del conocimiento, pero la experiencia de la ciencia es que no existen tales límites, o por lo menos no parecen nunca alcanzables. Siempre hay algo más pequeño, más oculto, más allá, que al desvelar su realidad estimula nuevas investigaciones. El matemático austríaco Kurt Gödel señalaba que hay proposiciones metamatemáticas que no pueden probarse o refutarse mediante deducciones formales basadas en los axiomas del sistema. Es decir que cada sistema matemático depende de la aceptación como verdadero de algo que no se puede demostrar. En el campo de la Biología es difícil dar nada por supuesto y el propio avance acelerado de esta rama de las ciencias está jalonado de descubrimientos sorprendentes, a veces contradictorios, respecto a hipótesis largamente mantenidas. Lo cierto es que en Biología, aun con más certeza que en las matemáticas, todos los descubrimientos nos revelan los misterios de un mundo complejo cuyo orden, aun con las demostraciones experimentales que los sustentan, son difíciles de plasmar de forma irrefutable. Muchas veces, queda una parte, un algo, a la espera de ser desvelado, o algo que creemos conocer, pero que al cabo del tiempo nos ofrece una nueva perspectiva, pero no por ningún principio relativista, que haría que lo que hoy es blanco mañana será negro, sino por la propia insuficiencia de lo conocido. Tras la demostración empírica de una teoría, ésta queda elevada a la categoría de verdad. A partir de ese momento procede su aceptación y en su caso corroboración en otros sistemas biológicos o bajo otros enfoques que permitan añadir más información a lo ya demostrado.

Es deber de todos aceptar los descubrimientos científicos sin manipularlos ni interpretarlos bajo cualquier tipo de interés o ideología. Sin embargo, hoy vemos que la ciencia de la vida, por la importancia de sus descubrimientos y el potencial de sus aplicaciones, sufre envites ideológicos y continuos intentos de manipulación sin fundamento, que tratan de llevar los nuevos descubrimientos al terreno que mejor sirve a intereses muchas veces espurios o de un extremado carácter utilitarista. Debido a ello, el conocimiento científico en sí mismo, por importante que sea, no es suficiente si no va acompañado de una reflexión ética sobre su contribución al conocimiento de la propia realidad del ser humano, como ser singular en la naturaleza, como ser trascendente dotado de capacidad de razonar, como persona y como ser que se relaciona socialmente con sus semejantes.

Si a veces resulta difícil comprender los avances científicos que nos revelan el orden de la naturaleza, más complicados son los retos que plantean su explotación y su manipulación. La Genética nos explica muchos fenómenos de los seres vivos de los que sacar provecho para el bienestar humano. El problema es conciliar el noble deseo de aprovechar los recursos naturales con el respeto a la naturaleza. Y aquí la cuestión más candente se refiere a todo lo que interesa directamente al hombre como sujeto y objeto de investigación. Se trata de conciliar la lógica aspiración de aumentar el bienestar con el respeto a los derechos humanos, y en particular el más importante de todos, el derecho a la vida y la dignidad del ser humano en todas sus etapas. Es imperativo, en particular en las investigaciones biomédicas, el respeto a los derechos de las personas, haciendo énfasis en que «el derecho del hombre a la vida —desde el momento de la concepción hasta su muerte— es el derecho fundamental, raíz y fuente de todos los demás derechos» (Discurso «Con Animo Lieto» de Juan Pablo II, en el «Seminario de Estudios sobre la Procreación responsable», el 17 de septiembre de 1983).

Pero para juzgar lo que es ético o no lo es, especialmente en la vertiente aplicada de la ciencia, es necesario conocer sus logros y sus límites. En lo que atañe a los seres vivos y sobre todo en lo que respecta al hombre, son notables los avances de la Biología a lo largo del siglo XX. Sin embargo, son muchas las cuestiones que no llegan a ser divulgadas de forma comprensible para una sociedad que recibe una enorme cantidad de información a veces muy compleja y difícil de entender. En este libro se trata de compendiar el estado actual de conocimientos científicos sobre lo que se ha dado en llamar la Nueva Biología, y en particular en su relación con las cuestiones de mayor interés desde el punto de vista antropológico personal, conceptual y social. Los temas elegidos tratan de sintetizar aquellas cuestiones en las que, a juicio del autor, existe una mayor dificultad de conocimiento o comprensión por parte de una sociedad desinformada o asediada por una información frívola o sesgada de forma interesada hacia ciertas corrientes utilitaristas. El enfoque con que son abordados tiene en cuenta los aspectos técnicos, conciliando los conocimientos de la ciencia actual de la Genética, y en particular sus potenciales aplicaciones biotecnológicas, con la defensa de la vida. Es por ello, por lo que se ha tratado de ofrecer el momento presente de la investigación en Biología, de una manera rigurosa, objetiva, divulgativa y lo más didáctica posible, sacrificando explicaciones demasiado técnicas, que pueden ser consultadas en revistas especializadas o manuales científicos, y que habrían hecho prolijo algunos de los contenidos del libro. Los datos científicos compendiados y los ejemplos recogidos a lo largo de los diversos capítulos, son el fruto de horas de consulta y estudio y van acompañadas de notas explicativas, referencias y fuentes bibliográficas. La elaboración de los capítulos, el orden de los temas tratados y las ideas recogidas a lo largo de los mismos, son fruto de la reflexión personal del autor, y se apoyan en argumentos y opiniones de grandes científicos, pensadores y maestros, seleccionados en función de su proximidad intelectual al tema tratado y a su forma de pensar.

Entre los temas tratados se han incluido aquellos que por su complejidad e implicaciones, y por ser habituales en múltiples foros de discusión, requieren una presentación clara y actual: ¿cuándo y cómo apareció la materia y la vida?; la evolución de los genes y los genomas: la biodiversidad; evolución, creacionismo y diseño inteligente; la evolución biológica del hombre; ¿qué aporta la genética al conocimiento de la vida?; aspectos biológicos y otras teorías sobre el inicio de la vida; genética humana; el porqué y el cómo del proyecto genoma humano; ¿qué supone el proyecto genoma humano para la ciencia y la sociedad?; desde el diagnóstico genético a la terapia génica; la clonación y las células madre; la transgénesis. Todos estos temas se plantean de forma sintética tratando de responder las interrogantes de mayor interés para cualquier persona interesada y preocupada por el desarrollo y las perspectivas de las ciencias de la vida. Al final del libro se ha incluido un glosario escogido de términos con el fin de resolver el significado de las expresiones que pudieran presentar alguna dificultad para los lectores no versados en los contenidos del texto.

Del conjunto de los capítulos tratados, el autor ha procurado ser objetivo en los datos científicos y su conciliación con el humanismo cristiano, dado que nada rebate el hecho de que el ser humano es un ser singular y único en la naturaleza, y la creencia de que fue creado a imagen y semejanza de su Creador y dotado de la portentosa cualidad de pensar, razonar y plantearse su origen, su destino y el por qué de todo cuanto le rodea. Debemos ser conscientes de que el hombre es la única especie dotada de la capacidad de conocer la naturaleza y extasiarse con las maravillas que encierra y que solo Aquel que lo creó todo, conoce desde mucho antes que el. Partiendo de esta base, los temas están enfocados desde la triple perspectiva científico-biológica, humanística-cristiana y bioética-personalista. En todos ellos se exponen los principales datos científicos y el estado actual de conocimientos, sin eludir los puntos de discusión, en coherencia con el deseo manifestado por el Papa Benedicto XVI en su Discurso de la Academia Pontificia para la Vida, en marzo de 2007: «Confío en vuestra ayuda, queridos profesionales, filósofos, teólogos, científicos y médicos. En una sociedad a veces ruidosa y violenta, con vuestra cualificación cultural, con la enseñanza y con el ejemplo, podéis contribuir a despertar en muchos corazones la voz elocuente y clara de la conciencia» (Publicado en «L’Osservatore Romano», el 30 de marzo de 2007).

Es deseo del autor expresar un agradecimiento muy especial a la Dra. María Dolores Vila-Coro, por su ilusionada lucha en favor de una Bioética basada en el respeto a la persona humana, por su confianza y estímulo y por haberle animado a adentrarse en el apasionante mundo de la Bioética. Este agradecimiento es extensible a todas las personas de buena voluntad y a las múltiples organizaciones que persiguen la defensa de la vida de los más indefensos, los concebidos no nacidos y los ancianos. Pero también a los movimientos y asociaciones que defienden la vida de todos los seres de la naturaleza.

En primera persona, mi agradecimiento y dedicatoria más especial ha de ser para María Consuelo Soler, mi querida esposa, auténtica impulsora de este libro y de todos mis pasos en mi día a día profesional, desde hace treinta y siete maravillosos años, que seguro serán muchos más, por los buenos momentos y los sufrimientos compartidos en los últimos meses, junto a nuestros hijos Pablo, Javier y Carlos, que nos han ayudado a amarla y pensar más en ella, si cabe. A ella, por los innumerables buenos ratos, consejos e ideas que inundan las páginas de este libro. Ella es tan autora del mismo como pueda serlo yo.

Nicolás Jouve de la Barreda Alcalá de Henares, 15 de octubre de 2007

PRÓLOGO

Es para mí un honor prologar este libro del profesor Nicolás Jouve de la Barreda. La personalidad del autor, reconocido internacionalmente como una autoridad indiscutible en el campo de la genética, y la magnitud de esta obra cargan sobre mis hombros una responsabilidad que excede mis merecimientos.

Este ilustre Catedrático de Genética inicia su investigación con la aparición de la materia y el origen del sistema solar y, tras la etapa prebiótica, nos conduce a la evolución biológica de la vida. Así, paso a paso, se consigue llegar a la cumbre del proceso filogenético, al hombre, que es el ser más perfecto de la creación.

Cada paso incierto, cada teoría, cada descubrimiento que ha tenido lugar a lo largo de la historia de la Biología, están perfectamente documentados con una información enciclopédica de datos, cifras, ejemplos y abundante bibliografía. Expone, brillantemente, las distintas teorías sobre el comienzo de la vida humana. Las aportaciones de la genética y las leyes de la herencia encuentran cumplida respuesta en estas páginas.

De este modo nos encontramos con que el Universo es cosmos porque obedece a un criterio de orden. Vemos que cada uno de los millones de seres vivos que han existido a lo largo de la creación del mundo forman parte de un proyecto; cada uno es una página necesaria, que tiene un significado. Podemos concluir, por un principio de coherencia que, en lo que concierne a la formación de nuestro planeta y a la aparición de la vida, desde las formas más primitivas hasta llegar al ser humano, no se puede pensar que sea obra del azar. Un dato más a tener en cuenta es que, desde el átomo al organismo más complejo, nada puede soslayar la acción de las leyes que rigen tanto la materia, como las relaciones entre sí de los seres vivos que pueblan la tierra. Su orden jerárquico, diversidad y complementariedad son pruebas irrefutables a favor de una intencionalidad que explica el equilibrio, la armonía y la perfección de todo el sistema.

Los seres vivos se empeñan en permanecer en la existencia: luchan por conservar la vida, se afirman en su propio ser, en su existencia individual; tienen la capacidad de replicarse y reproducirse. Sólo el hombre supera el mundo natural y asciende al orden del espíritu. Al aparecer la especie humana culmina el proceso evolutivo: el proceso de hominización.

El Profesor Jouve entra resueltamente, y toma partido, en la discrepancia que ha dado lugar a las dos corrientes más significativas de la bioética: utilitarista y personalista. Señala acertadamente que «parece obvio que si la ciencia ha demostrado que el ser humano es inmutable en su identidad genética a lo largo de su vida, del mismo modo ha de serlo en su esencia humana y, en consecuencia, en su condición de persona». Añade el autor «la vida humana siempre, desde la concepción, en todas las fases de su desarrollo embrionario, fetal y adulto hasta la muerte, debe ser considerada con el mismo grado de respeto y ser titular de los mismos derechos».

Esta obviedad no la perciben algunos especialistas en bioética; H. Tristram Engelhardt1, por ejemplo, se manifiesta contra este criterio cuando dice que «las personas en sentido estricto son seres autoconscientes, racionales, libres en sus elecciones, capaces de juicio moral. Sólo a ellas les concierne el principio de autonomía y su corolario, el deber de respeto mutuo». Por tal motivo, afirma, «no todos los seres humanos son personas» y «sólo hay derechos para los seres autoconscientes». En el mismo sentido J. Fletcher define donde está el punto de inteligencia, que marcaría quién es o no persona2.

Sorprenden, sin embargo, declaraciones semejantes en un científico como Alonso Bedate cuando afirma: «Es evidente que el embrión humano es un ser humano individual y único y por tanto merecedor per se de valor. Es ser porque toda entidad es ser. Es humano porque tienen las características genéticas y biológicas de lo humano. Es individual porque todo lo que es indiviso in se y está separado de otro es individuo. Es único porque en el proceso de fecundación se genera un conjunto de información genética y celular única. Pero deducir de aquí que ese ser humano individual y único es persona o debe asimilarse a la persona en su aspecto valorativo es otro tema que no se puede deducir de tales premisas»3. Efectivamente, no puede deducirse de tales premisas porque el concepto persona es un universal que pertenece a otro orden, al orden de la metafísica y no al orden empírico-experimental.

La persona puede entenderse desde dos aspectos: como lo que es en sí o como propiedad de algo. Podemos definir lo que una cosa es en sí misma, en su naturaleza; o bien, podemos hablar de las propiedades de esa cosa sin preocuparnos por saber lo que es en sí, es decir, desconociendo su naturaleza.

Pues bien, es necesario primero saber lo que es la persona en sí para poder hablar de cómo ésta se manifiesta, de cuales son sus propiedades. Ser persona significa individuo de la especie humana, ser dotado de dignidad, ser «alguien» y no simplemente «algo». Entiendo por dignidad el concepto que expresa el máximo valor que se puede predicar de un ente. Y por valor la realidad ideal por cuya participación las cosas adquieren cualidades que las hacen estimables. Por estar dotado de dignidad es acreedor de respeto a sus derechos.

Para definir la persona en sí debemos referirnos a la especie. Sólo así podemos alcanzar la definición. En el individuo particular solamente se expresan parte de las propiedades potencialidades, capacidades y aptitudes del concepto persona: se pueden describir las cualidades pero no definir el concepto. Al definir la esencia de la especie es cuando podríamos enumerar todas las funciones propias de los seres humanos, porque es en la especie donde el concepto persona alcanza su plenitud.

Lo que hacen algunos autores, como los citados, es describir las cualidades propias de un individuo particular de la especie humana (no de todos), que eligen como «canon de persona» de manera completamente arbitraria. Al excluir por la ausencia de cualidades a determinados individuos del concepto persona cometen una «falacia naturalista». No se aperciben de que la realidad personal no puede alcanzarse desde el plano empírico-descriptivo porque trasciende este plano, e invade el ámbito de la metafísica.

Se ha dicho que el procedimiento de usar el método empírico para definir a la «persona» y como tal a quien puede ser o no sujeto de derecho, es una manipulación, un medio para desposeer a quienes presentan carencias que no permiten su desarrollo cognitivo, moral o emocional; a los enfermos mentales y físicos, a todo tipo de deficientes, y para justificar ciertos delitos como el aborto y la eutanasia: en una palabra a quien convenga en cada caso, según los intereses sociopolíticos en juego.

Este fenómeno no es nuevo pues el término persona ya se ha utilizado para excluir de la protección del Derecho a seres humanos a los que se ha negado tal condición. Ha tenido vigencia siempre que se ha querido despojar de sus derechos a un determinado grupo de personas: esclavos, indios americanos... Ha servido también para poner de manifiesto que a ciertos grupos humanos se les ha tratado como individuos pero no como a seres con dignidad: no se ha reconocido que el valor de todo ser humano trasciende el orden puramente biológico.

El autor dedica la última parte de su libro a la Biotecnología. Afirma que en un «informe de julio de 2000, la FAO señalaba que el problema real del hambre, que afecta a unos 855 millones de seres humanos en el momento presente, no se debe tanto a la producción de alimentos como a su distribución en las áreas del planeta más pobres y desabastecidas».

Al leer esta cita he recordado las palabras que me dijo, en una ocasión, el que fuera Presidente de la FAO Josué de Castro: «La Humanidad se divide en dos grandes grupos: los que no comen porque no tienen nada, y los que no duermen porque tienen miedo a perder lo que tienen». Le comenté que sería bueno que un poco de ese sueño perdido se dedicara a aplacar el hambre de los millones de seres humanos que mueren en el mundo.

Con ese fin se atiende a la obtención de organismos transgénicos, ya que se debe contar, a juicio del Profesor Jouve, con la necesidad de alimentar a una población cercana a los 8 mil millones de seres humanos y en esto no es posible dar una vuelta atrás. Si hasta ahora se han solucionado, siquiera parcialmente y con desequilibrios, parte de los problemas del hambre en el mundo, ha sido gracias a los avances de la ciencia y de la técnica. La ingeniería genética bien planificada es un complemento a la mejora tradicional para abordar los nuevos retos de alimentación y bienestar que deben encarar las nuevas generaciones a principios del siglo XXI.

Los detractores de esas experiencias deben dar un voto de confianza a los científicos. Recordemos que en 1975 se reunieron más de 100 biólogos moleculares entre los que se encontraba el premio Nobel Paul Berg, que lanzó el llamado Grito de Asilomar (California). Se reconoció que «no todo lo científicamente posible era éticamente permisible». Los científicos decidieron unas pautas de precaución a las que se obligaran todos los científicos que habían iniciado experimentos con ADN recombinante. Se estableció una moratoria que se cumplió rigurosamente durante años hasta que aparecieron procedimientos de obtención de ADN recombinante y vectores más seguros y mejor controlables. Como el profesor Jouve señala, el verdadero científico tiene conciencia del riesgo de las prácticas que realiza y de llegar sólo hasta el límite de lo razonable. Podemos añadir que la verdadera ciencia es la que está al servicio del hombre y no, como actualmente se pretende, el hombre al servicio de la ciencia. Valga este comentario para quienes no ven inconveniente en la utilización de embriones humanos para experimentar.

Para concluir quiero señalar lo más importante de este libro. Me refiero al rigor científico y a la objetividad con que se exponen los temas de la nueva Biología. En él se manifiesta la integridad intelectual del autor, comprometido con la defensa de la dignidad y de la vida de la persona humana.

María Dolores Vila-Coro Directora de la Cátedra de Bioética de la UNESCO

NOTAS

1 H.T. Engelhardt, The Foundations of Bioethics, Oxford University Press. New York 1996, p. 107 (Los fundamentos de la Bioética, Paidós, Barcelona 1995).

2 J. Fletcher, «Indicators of humanfood: a tentative profile of Man», en The Hastings Center Report, Vol. 2, No. 5 (1972), pp. 1-4 (Citado por K. Bayertz, GenEthics, Cambridge University Press 1994, p. 193.

3 C. Alonso Bedate, «El Estatuto Ético del Embrión Humano: Una Reflexión ante propuestas Alternativas», en Gen-Ética, Ariel, Barcelona 2003, pp. 65.

1 ¿CUÁNDO Y CÓMO APARECIÓ LA MATERIA Y LA VIDA?

El siglo XX ha sido intenso en el avance de las Ciencias en general y de la Física y la Biología en particular, que se han repartido la ardua tarea de desentrañar las grandes incógnitas que de siempre han interesado al hombre. El origen de la materia, el espacio, el tiempo, el Universo, la vida y su evolución, han protagonizado los más significativos intentos de acercamiento a los misterios que nos interesan y que han ocupado el pensamiento humano en todo tiempo y bajo diferentes enfoques y culturas. Estos problemas habían sido tratados de forma insatisfactoria y en ocasiones más filosófica que científica en tiempos pretéritos. De las grandes cuestiones señaladas, tal vez las que atañen al orden del Universo fueron las que supusieron los avances más importantes en la historia de la cultura. De este modo, un canónigo polaco, Copérnico (1473-1543), resucitó el sistema de Aristarco de Samos (310 a 230 a.C.), un astrónomo griego que propuso que el Sol está en el centro de un sistema de planetas entre los que se sitúa la Tierra, lo que fue completado más tarde por el astrónomo danés Tycho Brahe (1546-1601) y por el sabio italiano Galileo Galilei (1564-1642), y corregido por el matemático y astrónomo alemán Johannes Kepler (1571-1630), que estimó las órbitas elípticas de los planetas. Este conjunto de conocimientos recibió un impulso decisivo con la aportación del matemático inglés Isaac Newton (1642-1727), con su descubrimiento de la gravitación universal.

De todas formas, las grandes preguntas sobre los orígenes habrían de esperar al momento en que las ciencias positivas dispusieran de métodos y tecnologías que hicieran posible su abordaje con más firmeza y el rigor de las demostraciones empíricas y las evidencias experimentales, lo que no se daría hasta el siglo XX. Hoy, gran parte de las incógnitas han sido desveladas y podemos reconstruir o al menos explicar parte del camino seguido desde el origen de la materia, aunque sigue siendo insondable para la ciencia, y punto crucial para el común de los humanos, el principio de todo. Un principio que hoy, como en la filosofía de la naturaleza de Sto. Tomás de Aquino, solo se explica desde un impulso inicial, el soplo de un Creador, fruto de una voluntad sobrenatural que se evade a cualquier explicación científica. En este capítulo y en los tres siguientes abordaremos los conocimientos y las explicaciones sobre los orígenes de la materia, el Universo, la vida y el hombre.

El origen del sistema solar

Fue en 1927 cuando un sacerdote católico belga, el físico Georges Lemaître (1894-1966), propuso la idea de que el Universo podría haberse iniciado en un determinado instante a partir de un «átomo primordial», un núcleo muy pequeño, para expandirse interrumpidamente desde entonces. Edwin Hubble (1889-1953), un astrónomo y cosmólogo estadounidense, midió las distancias de las estrellas cefeidas, unas estrellas relativamente cercanas y demostró que las galaxias se alejan de nosotros a una velocidad proporcional a su distancia, confirmando la idea de Lemaître de que el Universo se expande. Poco después los astrofísicos estimaron que el origen del cosmos debió suceder como consecuencia de una gigantesca explosión conocida como «big-bang», que tuvo lugar aproximadamente hace 15 mil millones de años. En la Figura 1.1 se representan los principales acontecimientos que sobrevendrían tras la gran explosión. Los astrofísicos estimaron un lapsus inimaginablemente pequeño de 10-43 segundos como el tiempo de formación de la materia. Para muchos científicos, la pregunta ¿y antes del big-bang, qué? es una pregunta sin sentido, ya que en el modelo cosmológico, materia, espacio y tiempo son indisociables. Con la explosión primordial se originó tanto el espacio como el tiempo, en definitiva el Universo.

Fig. 1.1. El origen, expansión y formación del Universo, desde el big-bang hasta el presente.

Al principio, la energía era tan elevada que las cuatro propiedades que se atribuyen a la materia, la gravedad, la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear de desintegración (nuclear débil), estaban unificadas en una sola interacción de una simetría perfecta, en una sola fuerza universal. En un instante, estimado como de 10-30 segundos, surgió y empezó a expandirse una especie de esfera de fuego inicial, constituida por una sopa de partículas primitivas, antepasados lejanos de los quarks, electrones y fotones. Tras ello, el Universo comenzó a enfriarse y la perfecta simetría se rompió instantáneamente.

Aproximadamente 200 segundos después del instante original, las partículas elementales se empezaron a reunir para formar los isótopos de los núcleos del hidrógeno y el helio. Transcurridos unos 100.000 años, las condiciones del Universo eran similares a las que presenta hoy el interior de una estrella como el Sol. Un plasma casi uniforme de electrones, hidrógeno e iones de helio llenaba de forma densa el Universo. Transcurridos unos 300.000 años el gas empezó a enfriarse, se formaron los primeros átomos (hidrógeno, deuterio y helio), la radiación cósmica se expandió y el Universo se hizo transparente. Unos 100 millones de años después, en medio de inmensos torbellinos de gas, se constituirían las primeras estrellas en cuyo seno se irían fusionando los átomos de hidrógeno y de helio para dar origen a otros átomos, entre ellos el carbono y el oxígeno. Más tarde, las estrellas explotaron como supernovas y sus despojos se expandieron por el espacio para formar otros grupos de estrellas, entre ellos nuestro sistema solar y sus planetas, que tiene alrededor de 5.000 millones de años. Dado que el Universo sigue ampliándose desde la explosión primigenia, hoy es posible detectar una radiación procedente de esta expansión y del enfriamiento general del Universo, que es la llamada Radiación Cósmica de Fondo

Se puede decir que la Tierra surgió como un planeta de tamaño medio en un sistema estelar normal situado en el suburbio de una galaxia emplazada entre billones de galaxias. Una vez formado el planeta, los siguientes mil o dos mil millones de años de su existencia debieron ser geológicamente muy inestables, debido en parte a los grandes meteoritos que embestían contra él y que provocarían un inmenso calor en su superficie. El estudio de los cráteres de la Luna revela que los impactos de asteroides debieron ser muy abundantes hace unos 4.500 millones de años, para ir disminuyendo paulatinamente. Después nuestro planeta se iría enfriando lentamente y transformándose hasta convertirse en la «cuna de la vida». El elevado calentamiento de la Tierra primitiva sería determinante para que algunos elementos pesados, como el argón y el neón se volatilizasen y fuesen escapando al espacio, modificando paulatinamente la atmósfera que la envolvía. Algunos compuestos como el agua, el amoníaco y el metano, más ligeros que el propio argón, debieron ir pasando a la atmósfera primitiva, quedando retenidos en gran parte hasta la actualidad. En la Tabla 1.1, vemos el contraste entre la atmósfera de hace unos 3.500 millones de años y la actual. Aquella atmósfera debió ser deficiente en oxígeno y rica en dióxido de carbono (74 %), en agua (15 %) y en nitrógeno (10 %). Luego iría evolucionando hasta la actual, compuesta por un 21% de oxígeno, muy baja proporción de dióxido de carbono (0,03%), agua en estado gaseoso y una gran proporción de nitrógeno (78%).

Según el microbiólogo americano Carl Woese1 la vida debió aparecer hace más de 3.500 millones de años en el lecho marino envuelto por una atmósfera primitiva deficiente en oxígeno. De esa edad son los primeros fósiles, los estromatolitos, que se parecen a un tipo actual de bacterias fotosintéticas, las cianobacterias. Sin embargo, antes de llegar a ese tipo de organismos, debió transcurrir un largo período de tiempo, que daría la oportunidad de organizar las moléculas constituyentes de los seres vivos y de construir sistemas con capacidad de reproducción y supervivencia en un medio ambiente caliente e inhóspito. La carencia de oxígeno de aquella atmósfera se pone de manifiesto al estudiar la composición de las rocas sedimentarias de hace unos 3.800 millones de años. Las formaciones de hierro bandeado (ión ferroso) demuestran la escasa composición de oxigeno de la atmósfera de aquélla etapa prebiótica. En el islote de Akilia, en Groenlandia se han encontrado rocas que contienen formaciones de hierro bandeado de una antigüedad de unos 3.850 millones de años, que se han asociado de forma controvertida a los inicios de la vida, por el incremento de la proporción de un tipo de isótopos de carbono cuya relación con la materia orgánica es objeto de discusión.

Tabla 1.1. Diferente composición de los gases entre la atmósfera primitiva y la actual.

Atmósfera primitiva

• oxígeno (< 1%) • dióxido de carbono (74%), • agua (15%) • nitrógeno (10%). • cantidades menores de metano, amoníaco, dióxido de azufre y ácido clorhídrico.

Atmósfera actual

• oxígeno (21%), • dióxido de carbono (0,03%) • nitrógeno (78%). • agua en estado gaseoso

Al consolidarse la corteza terrestre y formarse los océanos, poco a poco se iría enriqueciendo la atmósfera en oxígeno, a lo que contribuirían dos fenómenos. De un lado por la fotodisociación del vapor de agua en las zonas altas de la atmósfera, y de otra parte, en una etapa posterior, por la propia acción de los primeros microorganismos con capacidad fotosintética, que debió acelerar la acumulación del oxígeno atmosférico.

¿Cómo apareció la materia orgánica?

Una cuestión de gran interés, difícil de resolver dado el desconocimiento de las características físico-químicas del ambiente reinante, es la de la sucesión de acontecimientos que debieron ocurrir en los aspectos químico y molecular hasta que se formaron las moléculas de la vida. Hay que suponer que debió existir una etapa de evolución prebiótica, como precedente obligado a la aparición de las complejas moléculas ya presentes en las formas de vida más primitivas. En aquella evolución, es lógico pensar que las primeras sustancias orgánicas serían muy sencillas, apenas algunos compuestos como el agua, el metano, el amoníaco y otras sustancias básicas. Sin embargo, no estarían presentes, al menos en un principio, ni las proteínas ni los ácidos nucleicos, que son las biomoléculas más características de los seres vivos. La aparición de aminoácidos sencillos, azúcares, bases nitrogenadas y otros compuestos orgánicos se irían produciendo paulatinamente, como paso previo y obligado a las moléculas más complejas y características de los seres vivos.

Se ha demostrado que las erupciones volcánicas emiten carbohidratos que pueden reaccionar con el agua y producir acetileno y, por modificaciones posteriores a partir de este compuesto, se pueden originar otros más complejos. En 1953, Stanley Miller2 llevó a cabo unos experimentos bajo la dirección de Harold Urey3, en la Universidad de Chicago, consistentes en la síntesis de componentes orgánicos en un ambiente artificial simulado, supuestamente similar al de la atmósfera primitiva. La atmósfera artificial creada por Miller en sus experimentos, contenía los gases que se supone que eran abundantes en la atmósfera primitiva: vapor de agua, metano, amoniaco e hidrógeno. Estos se introducían en una campana de gases cerrada y todo ello se sometía a descargas eléctricas. En sus experimentos, Miller observó que en las condiciones creadas, cuando se analizaba la composición de las moléculas que se condensaban, aparecían 19 sustancias orgánicas, entre ellas 4 aminoácidos. A partir de estos experimentos se han hecho otros parecidos, llegándose a sintetizar en ambientes similares los componentes básicos de los complejos ácidos nucleicos, tales como purinas, pirimidinas y azúcares, y hasta 18 de los veinte aminoácidos que actualmente forman parte de las proteínas. Incluso, a partir de estos componentes sintetizados a partir de moléculas orgánicas sencillas se llegan a formar polímeros en condiciones simuladas supuestamente similares a las prebióticas.

Otro experimento especialmente significativo lo llevó a cabo el astrobioquímico español Juan Oró4 en la Universidad de Houston, que en 1961 demostró que la Adenina (una de las cuatro bases constituyentes de los ácidos nucleicos) puede sintetizarse mediante una simple reacción termodinámica, que tan solo requiere amoníaco (NH4) y cianuro de hidrógeno (HCN). Al calentarse estos compuestos en disolución se llega a producir la Adenina en una cantidad apreciable (0,5%), lo que pudo haber ocurrido en una atmósfera sin oxígeno en la que aquellos compuestos primarios estuvieran presentes en cantidades significativas. Miller se refirió a esta reacción como la «piedra filosofal» de la síntesis prebiótica terrestre. El significativo papel de la Adenina en el origen de los ácidos nucleicos, ha sido puesto de manifiesto por el bioquímico americano Robert Shapiro5. En 1963, tras la experiencia de la síntesis de la adenina, la NASA reclutó a Oró y le puso al frente de las misiones Apolo y otras para investigar la existencia de vida en el espacio.

Los astrobiólogos Juan Oró y Carl Sagan sostenían que gran parte del material orgánico y agua a disposición de la química prebiótica procederían de los cometas y estimaron que el flujo de la materia orgánica que debió llegar a la Tierra sería suficiente para la aparición de la vida, durante el período de intenso bombardeo anterior a unos 4.000 millones de años.

Sin embargo, quedan aún por resolver una serie de incógnitas antes de considerar resuelto el problema de la aparición de la materia orgánica. ¿Qué factores físicos desencadenarían la síntesis efectiva de los compuestos orgánicos?, ¿que concentración de materia orgánica sería necesaria?, ¿en qué orden se produciría la integración de los componentes sencillos para dar lugar a otros más complejos?, ¿cuántos años serían necesarios para que en la atmósfera primitiva se llegase a acumular suficiente materia orgánica para su integración en un sistema vivo primitivo?, etc. Son muchos los enigmas y difíciles de abordar experimentalmente por la dificultad de reproducir una etapa irrepetible de la historia del planeta que no conocemos más que indirectamente. Lo único que podemos afirmar es que la vida debió surgir en un piélago de materia orgánica y energía, entre los 4.400 millones de años en que se consolidó la corteza terrestre y los 3.500 millones de años, correspondientes a los primeros microfósiles.

Concentración de componentes prebióticos

Recordemos que hay dos moléculas complejas, mutuamente dependientes, presentes en todos los seres vivos: los ácidos nucleicos, capaces de almacenar y transmitir la información genética y las proteínas, moléculas destinatarias de esta información y componentes necesarios para organizar las estructuras y dinamizar las reacciones que caracterizan todos los procesos bioquímicos propios de la vida. Por ello, la historia de la evolución orgánica debe incluir una explicación de los episodios por los que se debería haber pasado hasta llegar a la presencia simultánea de estos dos tipos de polímeros. Es necesario tener en cuenta que los polímeros pueden llegar a formarse sólo si hay una elevada concentración de los elementos básicos que los constituyen y en condiciones físico-químicas muy especiales. La aparición de los elementos básicos es a lo que se refieren experimentos como los descritos de Harold Urey y Juan Oró. En cuanto a la concentración de los elementos básicos se ha tratado de explicar de diferentes maneras: por evaporación en charcas o en lagos, por congelación en una sopa prebiótica, etc. La teoría sobre la evolución química de la materia orgánica más aceptada hasta ahora fue propuesta independientemente hacia los años veinte por el investigador escocés John B.S. Haldane6 (1892-1964) y el ruso Alexander Oparin7 (18941980). Según estos autores el primer ser vivo se debió formar a partir de sustancias orgánicas sencillas, favorecidas por un cúmulo de factores físicos y ambientales. John Haldane propuso que el mar debió constituir un inmenso laboratorio en el que se formaron las primeras moléculas orgánicas, favorecido por la radiación solar. El mar sería como una «sopa caliente de sustancias en disolución». Alexander Oparin estableció la hipótesis de la formación de unas partículas coloidales, gotas de «coacervados» o «microesferas», que serían capaces de absorber sustancias químicas del agua que las rodease, enriqueciendo y elevando la concentración de componentes químicos en su interior.

Desde un punto de vista práctico, la probabilidad de crear una proteína particular, con una secuencia de aminoácidos con una cierta consistencia estructural, a partir de una sopa en la que existieran los elementos básicos, los aminoácidos, y mediante un proceso de azar, es muy remota. Por lo tanto debemos suponer que en el origen de los primeros polímeros debieron existir fenómenos de selección natural que favoreciesen las combinaciones más eficaces para el papel funcional que como moléculas orgánicas ejercieran. Ello implica que las primeras proteínas que se formaron debían tener papeles funcionales elementales cuyas capacidades, fueran las que fueran, irían perfeccionándose por selección natural. ¿Y cuáles se supone que serían dichos papeles funcionales? A ciencia cierta, no es posible saberlo, pero por lo que conocemos, la selección natural es algo que se atribuye a moléculas con capacidad de replicación, que no es el caso de las proteínas y sí de los ácidos nucleicos. Salvador Luria, Premio Nobel de Medicina en 1969, a propósito del cúmulo de casualidades que debieron concurrir señala, «cuántos millones de veces debieron surgir moléculas aptas para dar origen al raudal de la vida y cuántas en verdad lo lograron no son sino temas para la especulación. A fin de que la vida se desplegase, tenía que aparecer una forma capaz de dirigir su propia replicación», y añade: «En el mundo viviente actual ese papel está restringido tan solo a los ácidos nucleicos»8. Por otra parte sabemos que las proteínas forman parte de estructuras o son capaces de catalizar reacciones, como las requeridas para la formación de cualquier tipo de polímeros. Además sabemos que las proteínas deben su estructura primaria a la información que se recibe a partir de los ácidos nucleicos, pero éstos requieren el concurso de las proteínas para su replicación. Por ello, independientemente de una explicación más o menos lógica de cómo se debió producir al mismo tiempo una síntesis independiente de los ácidos nucleicos y las proteínas, la siguiente cuestión que había que resolver se refiere a ¿cómo se llegó a formar un sistema interdependiente de los dos polímeros? Aunque las proteínas parecen más fáciles de sintetizar en un ambiente prebiótico, la cuestión a resolver es la de saber cuál de estos polímeros surgió antes.

Tal vez cabría pensar en algún tipo de proteínas primitivas con capacidad de replicación, o en algún tipo de ácido nucleico con capacidad de catalizar reacciones. En cualquier caso, estamos ante una paradoja: haría falta la presencia tanto de ácidos nucleicos como de proteínas, antes de que la selección natural pudiese actuar como en el presente, y por otra parte la asociación es bastante improbable como para que haya ocurrido sólo por azar. Para la formación de un polímero a partir de los componentes elementales se puede recurrir al azar. Sin embargo, para explicar su implantación es preciso que éste polímero resuelva un problema de índole funcional mejor que otros, por lo que hay que suponer que ha de existir una etapa suficientemente larga de selección natural bioquímica o prebiótica.

El factor tiempo y el principio antrópico

Precisamente el tiempo necesario es el factor más sorprendente. Algunos autores ponen el acento en la necesidad de más tiempo del que sabemos que ha dispuesto la aparición de la vida sobre el planeta para resolver las incógnitas que se plantean. El químico orgánico y biólogo molecular de origen británico Graham Cairns-Smith, ilustra la dificultad de explicar el proceso de la aparición de las biomoléculas por mero azar con un ejemplo que por su originalidad explicamos en el Tabla 1.29.

Tabla 1.2. Metáfora sobre el tiempo necesario para dar lugar a las moléculas de la vida utilizada por el evolucionista británico Alexander Graham Cairns-Smith.

Evolución de las primeras moléculas por Selección Natural (A.G. Cairns-Smith)

Imaginemos un mono delante de una máquina de escribir, de tal forma que escriba letras y símbolos al azar. Si fuese un mono inmortal y con mucha paciencia, y con una máquina de escribir de infinita duración, ¿cuánto tiempo sería necesario para que nuestro mono escribiera un texto con un mínimo de sentido?, ¿sería posible que llegase a escribir algo equivalente al mensaje contenido en una página de un libro, y que naturalmente el mensaje desarrollado tuviese algún sentido? Tan solo para escribir tres líneas como las que encabezan el primer capítulo de la obra de Darwin «El origen de las especies», harían falta algo así como 10180 años. Es decir miles de millones de veces más que la duración conocida del Universo.

Le podríamos poner las cosas más fáciles a nuestro mono. El juego podría consistir en ir congelando una palabra cada vez que tuviese sentido y antes de hacerle escribir la siguiente. Cada palabra con sentido sería seleccionada y el azar operaría solo sobre la siguiente. En estas condiciones, el mono seguiría necesitando del orden de 20 mil millones de años, para llegar a escribir la frase deseada. Aún estamos superando sobradamente la edad de la Tierra.

La clave está en la existencia de un proceso de selección natural. Si la frase deseada fuese solo producto del azar necesitaríamos un tiempo impensable. Si actúa la selección sobre palabras enlazadas o producidas al azar, el tiempo se reduce ya que la selección podría actuar incluso sobre letras producidas individualmente.

De acuerdo con lo indicado, la aparición de la vida y, a partir de ella, de la vida humana, parece obedecer a un conjunto de casualidades muy difíciles por no decir imposibles de explicar por las leyes de la física. Esta dificultad ha dado lugar al llamado «principio antrópico», término acuñado en 1973 por el físico teórico Brandon Carter, según el cual, las leyes de la física nos demuestran que el Universo, hasta donde lo conocemos hoy, es consecuencia de un ajuste muy fino de parámetros de la materia, y que ese ajuste es lo que ha permitido que surja la vida, y de ella la vida inteligente. Subyace entonces una serie de preguntas ¿por qué el Universo es como lo vemos?, ¿qué ocurriría si el Universo tuviese una masa notablemente menor o mayor de la que tiene? (=aprox. 1056 gr.), ¿qué ocurriría si su masa fuese de 1055 ó 1057 gr.?, y la única respuesta posible por el momento es que si hubiese sido diferente, nosotros no estaríamos aquí. Es decir, que si cualquiera de las constantes físicas básicas hubiese sido solo ligeramente diferente, la vida, tal como la conocemos hoy, no habría sido posible. En 1986, los astrónomos británicos, John Barrow y Frank Tipler, publicaron un ensayo titulado El principio antrópico cosmológico10, en el que exponían la increíble serie de coincidencias que permite nuestra presencia en un Universo, que parece haber sido perfectamente preparado para garantizar nuestra existencia. Finalmente, y dado lo insondable del asombroso cúmulo de circunstancias para la creación de un mundo como el que nos rodea, la conclusión es que mientras la ciencia trata de dar una explicación del origen de todo, y trata de responder a la pregunta de Stephen Hawking ¿«porqué se molesta el Universo en existir»?11, nada de lo descubierto hasta ahora se opone a la existencia de un plan divino desde antes de la creación. En el tercer capítulo, volveremos a este tema en relación con las ideas creacionistas, la evolución y el llamado diseño inteligente.

El origen de los primeros genes

Un modelo de sistema genético primitivo postula que los primeros genes debieron consistir en polímeros de ácidos nucleicos, que quizás en un principio tuvieran una función mecánica, actuando a modo de soportes, como fibras. Con el tiempo estas fibras de ácidos nucleicos pudieron adquirir un papel enzimático, actuando como catalizadores de reacciones para favorecer el ensamblado de otros componentes sencillos, como son los aminoácidos para dar lugar a las primeras proteínas. De la relación físico-química entre unos ácidos nucleicos sencillos y unas simples cadenitas de aminoácidos, surgiría paulatinamente la capacidad de los ácidos nucleicos para codificar proteínas, mediando la selección natural, tal como ocurre en los seres vivos una vez originados.

A finales de los años sesenta, los investigadores Carl Woese12, Francis Crick13 y Leslie Orgel14, sugirieron independientemente que el ARN pudo ser el primer tipo de ácido nucléico responsable de la información genética en los seres vivos más primitivos. Los primeros microorganismos podrían haberse formado sobre un lecho marino, tal vez en fangos profundos para librarse de la dañina radiación UV o incluso dentro de los llamados coacervados, o microesferas de Alexander Oparin (1953). El azúcar ribosa, que forma parte del esqueleto molecular del ARN, pudo ser capaz de unirse a las bases nucleotídicas Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo, en ausencia de proteínas que ejerciesen papel de catalizadores. En un mundo prebiótico así, se podrían haber producido muchas moléculas sencillas de ARN. Estas podrían haber sido utilizadas para generar otras nuevas por complementariedad de bases disponiendo frente a un Uracilo una Adenina y frente a una Citosina una Guanina, y viceversa, que es la relación que guardan en los seres vivos originados después. Con el tiempo estas moléculas, con capacidad de servir de molde para la síntesis de otras complementarias, podrían haber llegado a ser más y más estables. El ARN pudo ser el primer tipo de ácido nucleico responsable de la información genética de los protobiontes, los seres vivos más primitivos.

En 1982 se produjo un descubrimiento importante por dos equipos de investigación independientes de la Universidad de Colorado, los Dres. Sidney Altman y Thomas Cech15, descubrieron la existencia en diversos seres vivos actuales de un tipo de ARN capaz de funcionar como si se tratase de una enzima, un ARN catalítico, aunque la eficiencia que mostraba en las reacciones en que intervenía era inferior a la de las enzimas de carácter proteico que conocemos en la actualidad. Este tipo de ARN fue bautizado con el nombre de «ribozima». Sus descubridores recibieron el Premio Nobel de química por sus investigaciones en 1989. De este modo se dirigió la mirada hacia la idea de una etapa primigenia de la vida basada en moléculas de ARN, un mundo prebiótico de ARN de acuerdo con la expresión del investigador americano Walter Gilbert16.

El ARN eventualmente evolucionó hacía un tipo de molécula más estable, el ADN, que en lugar de un polímero posee dos, que se disponen de forma enfrentada girando uno alrededor del otro, en forma de una «doble hélice», en la que median unos enlaces entre las bases nucleotídicas enfrentadas (Adenina frente a Timina y Guanina frente a Citosina). Hay otras diferencias entre el ADN y el ARN hipotéticamente precedente, como la sustitución del azúcar ribosa por desoxiribosa y el cambio de la base Uracilo por Timina. El ADN es asombrosamente perfecto para cumplir el trascendental papel de «molécula de la vida». Explica sus capacidades de replicación (separación de las dos cadenas y síntesis de una complementaria cada una), mutación (cambio, pérdida o adición accidental de alguna base, durante la síntesis) e información (secuencia de las cuatro bases de cuya combinación dependería la secuencia de los aminoácidos de las proteínas destinatarias). Precisamente la capacidad informativa de las moléculas de ADN debió ser otro de los fenómenos intensamente sometido a selección natural. La evolución hacia un sistema de código genético cada vez más eficaz debió ser larga y a base de muchos ensayos no válidos, hasta desembocar en un sistema de codificación que al principio debió ser muy simple, con una serie de combinaciones sencillas de bases nucleotídicas (=codones) que especificarían unos pocos aminoácidos. Una vez alcanzado un código genético eficaz, la selección natural terminó convirtiéndolo en el único código viable si es que hubo otros. Un código superviviente y universal, que se expandiría de forma hereditaria a todos los seres vivos hasta nuestros días. Su propia eficacia determinaría su establecimiento confiriendo a sus portadores un éxito imposible de alcanzar por otros sistemas de codificación hipotéticamente alternativos.

¿Cómo surgieron las protocélulas?

La sopa prebiótica serviría para dar sustento a linajes de sistemas protocelulares heterótrofos, que se alimentarían de detritus y sustancias orgánicas que les rodeaban. Debió existir un largo camino desde estas protocélulas hasta los primeros procariotas. Un tipo de seres con poca especificidad de alimento y una capacidad de división para dar lugar a células hijas poco precisa. En aquellos organismos primitivos debieron existir elevadas tasas de mutación, por el mayor nivel de radiación ultravioleta y la ausencia de sistemas eficaces de reparación. Las mutaciones crearían variación y ésta sería sometida continuamente a la selección natural, contribuyendo a favorecer la aparición de sistemas celulares cada vez más eficaces. Las funciones seguirían haciéndose más complejas y poco a poco se alcanzarían sistemas más fidedignos de replicación, división celular y traducción de la información genética, desde el ADN a las proteínas y como consecuencia de especialización de hábitat. De este modo, algunos linajes desarrollarían la capacidad de utilizar la energía solar, reducir los requerimientos de materia orgánica y eventualmente conducir a procesos de fotosíntesis. La adquisición de la fotosíntesis fue un paso decisivo en la evolución de los procariotas consistente en el aprovechamiento de la luz solar para transformar las moléculas inorgánicas del exterior, especialmente el anhídrido carbónico (CO2), en moléculas orgánicas necesarias para el metabolismo celular interno. El oxígeno que desprendían los primeros organismos fotosintéticos provocaron una modificación paulatina del medio acuoso y desde éste se iría elevando la proporción de este elemento en la atmósfera.

De este modo, no solo surgió la vida a partir del medio, mediante la transformación paulatina de las moléculas existentes en él, sino que las primeras formas de vida, devolvieron al medio el tributo de su modificación. Los cambios de composición orgánica e inorgánica del medio darían nuevas oportunidades a las formas incipientes de vida, que incorporarían innovaciones como respuesta necesaria a su propia supervivencia, mediante la selección de las variantes más eficaces originadas por mutación.

Cualquiera que fuera el origen de las células primitivas, de acuerdo con Carl Woese17, éstas no siguieron un rastro genealógico estable. Los ensayos de diseños de células debieron ser muy variables y cambiantes, con continuas alteraciones en las que la «transferencia horizontal» de fragmentos de ácidos nucléicos de unas células a otras, por absorción del medio, fagocitosis u otros modos, constituiría la principal fuerza impulsora en la evolución celular temprana. La evolución celular primitiva debió ser básicamente comunal. A partir de comunidades de tipos de células primitivas se ensayarían y desarrollarían nuevos diseños individuales, que serían continuamente puestos a prueba en los diferentes ecosistemas en que se originasen, dando lugar a nuevos tipos de células, como describiremos con más detalle en el siguiente capítulo.

La sopa prebiótica, rica en materia orgánica, serviría para dar sustento a linajes de seres heterótrofos. Estos debieron acabar con la sopa prebiótica y empezaron a alimentarse de protocélulas fotosintéticas. Los organismos modernos deben proceder todos ellos de un único sistema protocelular, dotado del código genético que ha llegado hasta nuestros días. Algunos autores han sugerido la denominación de LUCA (= Last Unknown Cell Ancestre) o cenancestro para referirse al protobionte, un ser unicelular precursor de todos los seres vivos.

Se ha estimado en unos 3.850 millones de años la presencia de vida sobre la Tierra. Esta estimación está basada en las proporciones de un isótopo de carbono más ligero que el C12 en algunas de las rocas sedimentarias más viejas conocidas en la Tierra, presentes en el islote de Akilia al sur de Groenlandia. En abril de 1993, J. William Schopf, un profesor de paleobiología de la Universidad de California, en Los Ángeles, publicó en la revista Science18