domingo, 21 de octubre de 2012

Vida, torbellinos y reacciones de Zhabotinsky

Hace ya un tiempo vi un enlace en el que decían haber creado vida artificial. Recuerdo que cuando lo leí pensé que no habían creado vida artificial, sólo habían transplantado un genoma… no me pareció para tanto, es casi lo mismo a lo que hacen en una inseminación artificial.

En realidad, la cuestión clave para mí del concepto de VIDA es la existencia de una linea continua que llega desde el primer ser vivo, al menos desde la primera o primeras células, hasta cualquiera de los organismos que "somos" en este momento, desde los más simples hasta los más complejos.

Ilya Prigogine utilizó la termodinámica de sistemas alejados del equilibrio para explicar cómo funcionan los seres vivos, definiendo una característica clave: la propiedad de exportar entropia gracias a la energía que obtienen del medio. Son las llamadas estructuras disipativas, un modo de explicar la conservación de la segunda ley de la termodinámica de un sistema tan ordenado como un ser vivo.

Una estructura disipativa sobre la que empezar a trabajar es un torbellino de agua. Con la energía de la liberación del peso del agua, se crea y sostiene una forma ordenada y estable mientras la diferencia de presión es suficiente. La vida sería un sistema ordenado del mismo tipo que el de un torbellino pero enormemente más compleja ¡y además con capacidad de replicarse!

Exportar entropia es un fenómeno que tienen en común todos los seres vivos, aquí en la tierra, y en cualquier lugar del universo. Podrían ser vidas basadas el silicio o con arsenico en lugar de fósforo, pero en todo caso tendrán que exportar entropía para mantenerse ordenados.

Digamos que el fenómeno éste de exportar entropía pudo surgir unas pocas veces al principio de la vida, y digamos que en todo caso pasaron por un cuello de botella que puede estar en las primeras células que compartían las biomoléculas básicas que hoy todo ser vivo tiene: DNA, RNA, bicapa lipídica, los 20 aminoácidos L, ...

Asumiendo que la hipótesis de la generación espontánea no es cierta, tenemos que pensar que, hace unos 4000 mill de años, esta primera célula fue dividiéndose dando lugar a dos estructuras disipativas parecidas a ella misma. Desde ese momento hasta hoy se producirán muchas modificaciones evolutivas, pero la línea causal que une a cada ser vivo con aquel antenpasao  NUNCA se ha interrumpido, ni una sola vez hasta la actualidad.

La aportación de energía no solo crea estructuras espaciales, también estructuras temporales, ciclos que se sostienen en el tiempo siempre que reciba la energía suficiente. El mismo Prigogine habla de las reacciones cíclicas de Belousov-Zhabotinsky, os dejo el vídeo (seg 55).





Para mí, crear un ser vivo artificial no es una cuestión de trasplantar genomas, sino de  intentar fabricar la estructura disipativa estable más simple posible.


Este idea de estructura disipativa no reduce su aplicación a la explicación de seres vivos individuales, también explica el comportamiento de sistemas a otras escalas como un ecosistema o la biota completa, al más puro estilo de la hipótesis Gaia, que lejos de ser una teoría new age se trata de un modelo matemático de autorganización y homeostasis a nivel planetario,... pero esa es otra historia.

Este post surge después de escuchar el capítulo 19 de El Universo en un Gin Tonic de Pepino hablando de Prigogine. Ni referencias ni artículos, os he contado lo que recuerdo, así que no os fiéis mucho de mi... 

Juanjo Valderrama
@jjvaarq

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Pd. - En los tornados ocurre algo parecido pero en esos casos la energía la aporta una diferencia en la temperatura de dos capas de aire, una más caliente que está atrapada por otra capa más fría y por lo tanto pesada. En un momento se rompe el equilibrio y el aire cálido sube por su menor densidad organizándose una gran estructura en forma de torbellino.









martes, 16 de octubre de 2012

Nature... is a hacker


Una interesante conversación entre informáticos y biólogos ....


* Informático:

Buenas! Me estoy leyendo un libro de V.S. Ramachandran, Phantoms in the Brain, y me he encontrado con esta frase que me ha encantado:


"God is a hacker, not an engineer"

La frase original es de Francis Crick, pero Ramanchandran la completa con una reflexión:


"You can do reverse engineering, but you can’t do reverse hacking"

Creo que esto explica porqué a veces es tan difícil descubrir los misterios de la biología. Os dejo un articulo que hace una reflexión al respecto: aquíY me despido con una frase muy común entre los desarrolladores de software:


"Happy Hacking"


* Biólogo:

Justo en este momento estaba pensando eso mismo al leer el artículo Redefining the Gene: Transcription Landscape of Human Cells, en el que se habla de qué es un gen y cómo capacidad de secuenciar genomas completos nos ha vuelto a dar una bofetada.
Los resultados que hemos obtenido tras las grandes secuenciaciones no es un puzzle con piezas que pueden unirse sino toda una red de "objetos" enormemente imbrincada de la que surgen cada cierto tiempo nuevas propiedades emergentes. El problema es que las relaciones casi nunca son 1-1, de forma de reconstruir los procesos es muy complejo: 

"Nature is a hacker" 

Juanjo
@jjvaarq

jueves, 11 de octubre de 2012

La calabaza de Cornell


Me ha gustado una historia que ha contado @AntJ77 en el grupo de las que no quería que se perdiera :)

"Hace 15 años una mañana apareció un objeto naranja en lo más alto de la torre McGraw en el campus de Cornell University. Se desató cierto debate sobre si era una calabaza y el modo en el que había llegado hasta allí. Llegaron a convocar una competición para demostrar que era una calabaza y equipos de ingenieros se rompieron los sesos sobre métodos para subirla hasta los más alto del tejado.

Mientras tanto, la noticia llegó hasta medios nacionales y ocupó portadas de importantes periódicos.
Al final se obtuvieron muestras del objeto naranja y se confirmó que sí, era una calabaza. En marzo de 1998 la calabaza parecía que iba a caer, aun congelada, y se decidió retirarla con un andamio y una grua. Los restos aún se
conservan en formol en uno de los edificios del campus.

¿Quién puso la calabaza allí? Aunque no se publicó de forma oficial, todo el mundo sabe que la iniciativa partió de uno de los vicerrectores y contaba con la aprobación y participación directa del presidente de la Universidad. 

¿Qué pretendían? Pues crear comunidad en el campus. Cornell es muy grande y, como en el resto de comunidades en los Estados Unidos, hay un esfuerzo constante para reforzar ese sentimiento de comunidad. Gracias a esta "broma" (prank) todos los cornelianos tenían un tema común del que hablar y no importaba de qué "college" eras ni si eras estudiantes, profesor o "staff", además de la escusa para un concurso en el que participaban estudiantes de distintas escuelas.
Otra consecuencia, más o menos pretendida, fue la publicidad gratuita que consiguieron en medios a nivel nacional. Cornell es una universidad semi-privada, miembro de la Ivy Leage y compite con Hardvard, Yale y similares para atraer a los mejores estudiantes y las más generosas donaciones. Pagar una campaña publicitaria a nivel nacional les hubiese costado mucho dinero y, gracias a esta broma, estuvieron en portadas y medios con cierta frecuencia durante más de cinco meses.
¿Cómo la pusieron allí? Parece ser que con la complicidad de unos obreros que estaban trabajando
en un edificio cercano. No como en 2005, que alguien forzó la entrada a la torre y se descolgó por fuera con equipo de escalada para subir a lo más alto y colocar una bola de discoteca.

Cierro: Cornell tiene una larga historia (fundada en 1865) y sus tradiciones, legendas y particularidades hacen de ese sitio algo más que un lugar donde vas a estudiar. Los estudiantes crean un vínculo difícil de entender para los que hemos estudiado en universidades españolas pero que allí no resulta tan descabellado."



Juanjo... para el trabajo de copia-pega
@jjvaarq