Inerte y vivo

Transición de la materia inerte a la vida

Compartimos con los objetos del universo, los mismos bloques de construcción, las mismas partículas que somos polvos de estrellas. Las partículas que nos componen se ensamblan en conglomerados de átomos en macromoléculas que constituyen la base de la función celular de los organismos vivos. Las estructuras y las formas de estas proteínas condicionarán sus funciones.
A partir de nuestro conocimiento actual, no tiene una definición conceptual de la vida?
Aparentemente no, sin embargo, esta es una cuestión fundamental, todo el mundo parecía saber lo que es la vida, pero nadie sabe realmente responder, ni biólogos ni médicos ni bioquímicos ni físicos ni los exobiólogos ni los filósofos. Aún más sorprendente, que no les gusta en absoluto esta pregunta porque detrás de la palabra "vida", hay una resonancia metafísica.
De hecho, es muy difícil definir un concepto fundamental, como la vida, el tiempo o la materia...
Entonces hablamos de la vida que se observa en la Tierra. ¿Cuál es la definición actual de la vida o de la materia viva?
Una vez más los expertos no dan definición conceptual innegable pero enumeran una serie de propiedades que definen los vivos. A menudo, estas definiciones contienen el término "vida" y por lo tanto presupone la idea o la existencia de vida. En otras palabras, no se trata de las definiciones de la vida, pero metáforas de la vida.
Ejemplos de definición de la vida o de la vida:
- La vida es el modo de existencia de los cuerpos vivos.
- Los organismos vivos son todos los organismos que habitan en nuestro planeta y que tienen la vida.
- La vida es un proceso químico en el cual se derivan los organismos vivos.
- Un organismo está vivo cuando dicho intercambio de materia y energía con su entorno mediante el mantenimiento de su autonomía cuando se reproduce y evoluciona por selección natural.
- Según la NASA, está vivo cualquier sistema espacialmente delimitado por una membrana semipermeable de su propia fabricación y capaz de auto-sostenible, y se reproducen haciendo sus propios componentes, desde la energía y / o de elementos externos.
En estas definiciones, entendemos que la vida sería un sistema de auto-organización, un mecanismo misterioso relacionado con a la materia. Pero este muestra que todavía no sabemos cuál es la naturaleza exacta de la vida y dónde está la división entre lo vivo y lo no vivo.

¿Pero cuál es el mecanismo que crea las condiciones para la vida para comenzar y complejo?
Un ser vivo, en comparación con los objetos inanimados, es un sistema químico que a su vez forma su propia sustancia a partir de la que saca en el medio. No hay ninguna diferencia entre la materia inerte y lo vivo y sin embargo, la materia viva solo obtendrá la energía que necesita para auto-replicarse, aquí es donde se encuentra el misterio.
Los vivos y los no vivos están hechos de la misma materia, la que creó las estrellas, las galaxias, las nebulosas y las planetas.
En la Tierra, la transición de la materia inanimada a la materia viva ha sido, probablemente, en el agua, hay ≈4 mil millones de años, cuando se reproducen las primeras moléculas orgánicas.
Rápidamente apareció en la Tierra la vida proto-bacteriana, menos de mil millones de años después de su formación. Pero proto-bacterias ya es una etapa avanzada de la vida, porque en este simple organismo, todas las funciones están resultando de una complejidad formidable, especialmente la replicación.
La observación de la vida en la Tierra muestra la capacidad de la materia para montar gradualmente la escala de la complejidad. ¿Pero dónde está el punto de ruptura entre los vivos y los no vivos?
En otras palabras, ¿cuál es el conjunto de moléculas que permite el inicio de la vida?
El carbono es producido por la nucleosynthesis (fusión de 3 núcleos de helio) en el corazón de las estrellas masivas, luego se libera al espacio cuando ellas explotan. Nuestra química la que nos constituye , empezó con una pequeña estructura molecular construido sobre un esqueleto de átomos de carbono.
Los científicos tratan en vano de crearla vida basada en las moléculas de carbono, especialmente el 12C, que es una firma biológica. La otra voz se explora la arqueología molecular, con el objetivo de encontrar las moléculas primordiales fosilizadas, pero las huellas más antiguas de la vida (bacterias fosilizadas) detiene allí ≈3.5 mil millones de años. En los sedimentos más antiguos, arqueóbiologos encontraron moléculas orgánicas enriquecidas en 12C que data de ≈3.8 mil millones de años.
Una vez más la vida esconde sus secretos, mientras que los científicos buscan el el espacio y en Marte, con la esperanza de encontrar una vida en otro lugar, encontrar un sistema vivo fosilizada tan simple como sea posible ya es un enorme desafío.

Imagen: El carbono es producido por la nucleosynthesis (fusión de 3 núcleos de helio) en el corazón de las estrellas masivas, luego se libera al espacio cuando ellas explotan. Nuestra química la que nos constituye, empezó con una pequeña estructura molecular construido sobre un esqueleto de átomos de carbono. Cuando vea estas acumulaciones moléculas ordenadas, entendemos la dificultad en la recreación de la vida en laboratorio.
Las proteínas no son estructuras vivas, y ya estas macromoléculas a base de carbono-, son extremadamente complejas, que están formadas por aminoácidos unidos entre sí por enlaces químicos. El montaje de estas moléculas y su conformación, es decir, el orden y la forma de la estructura tridimensional, son de gran importancia porque determinan las acciones muy específicas de la molécula, funciones químicas que son parte de un plan de fabricación. El sudor, éter o vainilla están formadas de las mismas moléculas (carbono, oxígeno e hidrógeno), que diferencia de ellos es su conformación.

El vivo lleva una información replicable

Si tenemos en cuenta el problema de los bloques de construcción primordiales de la materia ordinaria, nos constatamos que la materia original, quarks, nucleones, átomos se agitan con la temperatura, por otra parte el calor traduce directamente el movimiento de las partículas. En el cero absoluto (-273,15 ° C), el material está en un estado de mínima energía, su entropía es nula y esto da lugar a una "inmovilidad total de partículas", aunque en la física cuántica, las partículas tienen siempre un cantidad no nulo de movimiento de acuerdo con el principio de incertidumbre de Heisenberg.
Una vez alcanzado el cero absoluto, las partículas se agitan, se organizan y se asamblan en átomos puros (es decir, una sola especie química, H, N, Fe...), a continuación, en cuerpos simples o cuerpos simples moleculares (H2, N2, Fe...), antes de se mezclar, por el juego de azar con otras especies para formar moléculas simples eléctricamente neutras, agregados atómicos a las formas particulares, que se comparten electrones (enlaces covalentes). Hasta entonces la actividad de la materia es relativamente bien comprendido y en esta etapa no podemos considerar la materia como viva, ella se ensambla simplemente con la fuerza electromagnética, de acuerdo con la migración en el medio. La materia no tiene ningún propósito, intención o proyecto en particular, se deja fácilmente manejado por el medio y también por el hombre cuando fabrica nanopartículas.
Los agregados moleculares bajo el efecto de la agitación térmica y al azar de los saltos atómicos de una posición a una posición adyacente, forman una variedad de compuestos químicos estables. Más tendrá átomos en el medio y el más, el movimiento fortuito de los átomos y de las moléculas van a ordonarse. Este es el "orden salido del desorden" se refería Erwin Schrödinger (1887 - 1961) en su estudio 1944.
Entre todas estas moléculas naturalmente estables, habrá moléculas sólidas en estructuras cristalinas y las moléculas que carecen de estructura cristalina, es decir que no se repite. A partir de un pequeño número de átomos que habrá un número casi infinito de posibilidades de construcción. Cada encuentro entre dos átomos dependerá de su electronegatividad, es decir, su capacidad mutua para crear un enlace electromagnético.
Los compuestos químicos son moléculas de muchos elementos químicos diferentes, unidos entre sí por enlaces químicos.

De vez en cuando los compuestos químicos auto-organizarse en enlaces químicos covalentes.
Las conexiones entre los átomos son de 3 tipos:
- Los enlaces iónicos : estos son enlaces resultantes de la pérdida de uno o más electrones de valencia (electrones de la capa más externa involucrada en enlaces químicos) por un átomo, y la absorción de estos electrones con otro átomo. Este tipo de enlaces es generalmente entre elementos que tienen una diferencia de muy alta electronegatividad ≥ 1,7 en la escala de Pauling, entre flúor = 4 y francio = 0,7).
- Los enlaces covalentes : cada uno átomos unidos comparten un electrón de valencia para crear un par de electrones compartidos entre dos entidades. Elementos relacionados con este tipo de conexión tienen una diferencia de electronegatividad de cero o <1,7 en la escala de Pauling.
- Los enlaces covalentes de coordinación : son enlaces covalentes entre dos átomos en la que ambos electrones compartidos en el enlace vienen del mismo átomo.
Parece que a partir de ciertos compuestos químicos construidos sobre un esqueleto de carbono, envueltos en estructuras moleculares gigantes que la actividad de la materia cambia de naturaleza. El monataje y la forma de estas estructuras determinan las funciones químicas que harán parte de un plan de fabricación. Este plan de producción tiene toda la información que le ayudará a reconstruir el sistema.
Fue a partir de ese momento que la vida se inicia y el sistema se considera vivo.
Hermann von Helmholtz (1821 - 1894) "Si todos nuestros esfuerzos para provocar el nacimiento de los organismos a partir de materia inerte fallan, me parece que hacemos todo bien en preguntando si, después de todo, la vida nunca tiene tuvo un origen, si no es tan antigua como la materia y si sus gérmenes llevados de un cuerpo celeste a otro, no se habrían desarrollado en todas partes donde encontraron un terreno favorable? "...

N.B.: la electronegatividad de un elemento es una cantidad que caracteriza su capacidad de atraer los electrones en la formación de un enlace químico con un otro elemento.

Imagen: síntesis del longo camino de inerte al vivo, o de las primeras partículas a la conciencia. La materia se combina en aglomerado, se auto-organiza químicamente y se compleja constantemente a merced de enlaces electromagnéticos. Parece que la vida es una forma particular de la materia a la vez impredecible e indefinible. Pero su tenacidad no es prueba de que está presente en todas partes en el Universo, esperando pacientemente a que un ambiente favorable para continuar su camino hacia la complejidad?
No hay ninguna frontera real entre inerte y los vivos, la materia utiliza el principio de mínima acción para construir la vida. La imagen se lee entre los dos signos de interrogación, serpenteando desde la parte inferior izquierda a la superior derecha. El signo de interrogación en la parte inferior izquierda es el bigbang seguida quarks, nucleones, átomos, moléculas con aminoácidos y proteínas, albúmina, células, bacterias y arqueas, microorganismos, mamíferos, la conciencia y el futuro.