Autor: Biól. Nasif Nahle
Publicación: 19 de Octubre de 2004; Actualización: 25 de febrero de 2009

LA REPRODUCCION NO ES LA VIDA

Podemos leer en muchos textos que la vida es simplemente la reproducción, lo cual no es correcto.

Decimos que esta consideración no es válida porque tenemos evidencia tomada del estudio de las células HeLa. Las células HeLa se tomaron del cuerpo inerte de Henrietta Lane y están siendo reproducidas en muchos laboratorios. Estas células se separaron del cuerpo inerte de un ser humano que murió de cáncer, pero esas células se mantienen vivas por medio del cultivo apropiado de las células. Aunque la vida haya sido mantenida por las células HeLa mediante la reproducción, las células HeLa también mueren. Así, la reproducción es un método para que los seres vivientes logren un último objetivo que consiste en dar continuidad a “otra característica” llamada vida. Si la vida fuese la reproducción, entonces los cristales, los priones y los coacervados de Oparin podrían considerarse también como seres vivientes, lo cual no es verídico.


EL BLOQUEO DE LA ENTROPÍA NO ES LA VIDA

¿Es la vida la resistencia de los seres vivientes al aumento de su entropía local? Schrödinger escribió acerca de este tema, pero, aunque él se acercó un poco al concepto verdadero de vida, él falló porque si la vida fuera la resistencia a aumentar su entropía local, entonces toda la materia en este universo estaría viva.

La Biología y la Química, a diferencia de la Física, no admiten contextos ideológicos: O los fenómenos biológicos son reales, o han sido inventados, así de sencillo.

Los Biólogos no podemos andar por ahí diciendo que tal o cual cosa es matemáticamente posible y que por ello existe en el mundo real. Esta es una de las fallas principal de los juicios y argumentos en contra del proceso biológico de la Evolución.

Para los Biólogos el terreno de la especulación es distinguible y los biólogos especificamos lo que es especulativo y lo que no lo es. Por ello, para los Biólogos no existen muchas entropías, sino solo aquella que es observable y cuantificable, esto es, la que se refiere a las funciones de los conjuntos macroscópicos determinadas por subconjuntos de estados microscópicos. Lo que ocurre en los biosistemas es una demora en la difusión o dispersión de su energía interna; sin embargo, esa energía interna nunca fluye desde campos de menor densidad de energía hacia campos de mayor densidad energética, sino al contrario, obedeciendo estrictamente la segunda ley de la termodinámica.

El orden y la complejidad solo son observables en sistemas macroscópicos, pues a nivel microscópico la entropía es fija, es decir, tiene un valor de cero. Cuando nosotros consideramos el orden de un sistema macroscópico y consideramos su orden microscópico descubrimos fácilmente que no existe una línea fronteriza entre lo macroscópico y lo microscópico, entre lo ordenado y lo desordenado y entre lo complejo y lo simple. A lo que llegamos es que el nivel de complejidad observable en un sistema macroscópico obedece a un conjunto de variables microscópicas con grado de complejidad igual a cero, esto es, para un volumen igual a uno (de la partícula), una entropía igual a cero.

A medida que integramos los datos hacia el nivel macroscópico, la entropía adquiere un valor distinto de cero y adoptará siempre valores positivos, de tal forma que la entropía del sistema macroscópico, al que llamamos complejo, siempre tendrá una mayor entropía que el sistema microscópico, al que denominamos simple, que fue el que lo determinó (al sistema complejo.

Para verlo de una manera más objetiva, la energía interna del conjunto macroscópico estará ocupando un mayor número de microestados que el subconjunto de sistemas microscópicos que determinó las posiciones del conjunto macroscópico. Esta es la paradoja térmica de los biosistemas, que la complejidad observable a nivel macroscópico posee una mayor entropía que los sistemas simples que determinaron su complejidad. Esto muestra claramente que el orden y la complejidad son conceptos antropogénicos. Por ello, los biólogos teóricos proponemos que se descarte al orden y la complejidad como características diferenciales de los seres vivientes.


DESORIENTACIÓN

Debido a que durante muchos años fuimos incapaces de describir la vida, los biólogos tomábamos las funciones de los seres vivientes como la definición de la vida.

Aunque estudiemos la vida por la observación de los macroestados de los seres vivientes, éstos no son la vida. Las funciones realizadas por los seres vivientes, como la reproducción, la fotosíntesis, la respiración celular, etc., no son la vida. Como su designación lo dice claramente, los seres vivientes experimentan vida, pero ellos no son la vida.

Sería crítico decir que la estructura y las funciones de una máquina son la fuerza electromagnética o decir que la estructura y las funciones de una máquina son la capacidad de transformación de una clase de energía en otro. Consecuentemente, es la misma cosa cuando definimos el concepto vida.

No podemos decir que la estructura es la vida, ni que el conjunto de procesos realizados por las estructuras vivas es la vida. Como en las máquinas, la capacidad de los seres vivientes para bloquear no-espontáneamente el aumento de la entropía reside en un estado de la energía de la energía.

La diferencia entre las máquinas y los seres vivientes es la posición de sus respectivos operadores. Mientras que el operador de las máquinas es periférico a ellas, el operario de los seres vivientes está dentro de ellos mismos. Esto permite una autonomía completa en los seres vivientes para capturar la energía de su ambiente y dirigirla, mientras que la máquina no puede tomar energía del ambiente por sí mismo.

Sin embargo, la vida no es la autonomía en sí, sino un estado de la energía que comunica autonomía temporal a los seres vivientes para establecer intervalos en la tendencia de su energía interna a ser dispersada o difundida.

La autonomía no es algo que podamos medir; en su lugar, nosotros podemos medir la densidad específica, las posiciones y los movimientos de la energía, o microestados, de cualquier sistema. En otras palabras, nosotros podemos medir el estado de la energía de cualquier sistema, incluyendo el de los biosistemas. La autonomía es una característica de los seres vivientes, pero no es la vida, sino una propiedad conferida por la posición y el movimiento de la energía interna de los biosistemas.

La posición y los movimientos de la energía en un biosistema son los que generan las propiedades termodinámicas de los seres vivientes. La reproducción, la herencia y la evolución dependen de las estructuras moleculares, no de la vida. Cada clase de serie molecular confiere las propiedades específicas al macroestado que experimente esa clase de arreglo molecular. Así, observamos moléculas como el ADN que pueden almacenar información para el desarrollo de los seres vivientes; nucleótidos que pueden almacenar energía para dirigirla hacia otros procesos; proteínas que pueden ser excitadas por fotones para la captura de energía del ambiente, etc.

Sin embargo, las estructuras solas no son vida, y ellas no confieren la vida. La evidencia sobre esta declaración es palpable; pero, para que un sistema dado experimente la vida, debe poseer un arreglo molecular definido. También, para que la vida sea continuada, son necesarias estructuras específicas que puedan reproducirse y pueden establecer un rango de estabilidad de su estructura específica.

Pienso que hubo muchas estructuras que fueron "tocadas” por la fluctuación de energía experimentada por nuestro sol primitivo. Muchas de ellas no tenían la habilidad para la autoreproducción, muchas otras no tenían la capacidad para capturar energía del ambiente para almacenarla.

La clave para capturar la cantidad exacta de energía necesaria para la vida era una estructura completa en el momento y lugar adecuados. Si no hubiera estructuras con las capacidades de reproducción, herencia y evolución en el tiempo cuando nuestro sol proporcionó esa energía para la construcción de estructuras moleculares más complejas, esa "convulsión" solar hubiera sido inútil para que las partículas experimentaran la vida. Pero también podemos pensar al revés, sería inútil tener las estructuras completas con la capacidad de autoreproducción, herencia y evolución sin el baño de partículas solares con momentums y posiciones específicas en los campos de Higgs (campos de densidad de energía) vibrando a la frecuencia de la vida.

Las estructuras se construyeron gracias a la radiación UV, la radiación de calor y la radiación gamma durante el origen de nuestro Sol; pero, si las estructuras se hubiesen formado un milisegundo después de la fluctuación en la densidad de la energía solar que les permitió realizar el movimiento de protones a través de biomembranas, entonces nosotros no estuviéramos aquí, girando nuestros cerebros en el rompecabezas creado por nuestros despreocupados antepasados intelectuales.

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DEFINICIÓN DE VIDA

No existe una definición directa de vida, sino que a partir de observaciones directas e indirectas del estado térmico de las estructuras vivas, podemos decir lo siguiente: La vida es la dilación en la difusión o dispersión espontánea de la energía interna de las biomoléculas hacia más microestados potenciales.

¿Por qué es tan difícil definir la vida? Esta pregunta tiene una respuesta concisa, porque la vida no es una cosa que pueda tocarse, sino un estado que solamente puede describirse operacionalmente.

No podemos decir que la vida es un aliento, una brisa, ni la estructura x o y; tampoco podemos decir que la vida sea una forma de energía; pero, sí podemos decir que la vida es un estado de la energía cuántica. Por supuesto, la vida está representada por los seres vivientes, sin embargo no podemos decir que los seres vivientes sean la vida, pues al morir éstos los seguimos teniendo como materia inerte, no viviente. Luego pues, la vida es un estado de la energía en ciertos arreglos de la materia a los cuales nosotros llamamos “seres vivientes” o “biosistemas”.

Ahora pues, esos seres vivientes se distinguen de los seres inertes por un conjunto unitario de varias características, siendo las más importantes la organización molecular, la reproducción, la evolución y el manejo no-espontáneo de su energía interna.

Cuando los seres vivientes obligan a que su energía interna tome algunas trayectorias específicas, ellos están demorando la dispersión de esa energía hacia más microestados posibles. Esto no es un acto de inteligencia o raciocinio hecho deliberadamente por los seres vivientes, sino un conjunto de procesos que tienen que ocurrir como resultado del cumplimiento de las leyes Físicas y Químicas que gobiernan el Universo.

Definición operacional es una descripción de una variable, un término, o un objeto en términos del proceso específico o del conjunto de pruebas de validación usado para determinar su presencia y cantidad. Las propiedades descritas de esta manera deben ser públicamente accesibles para que las personas distintas a la persona que definió el concepto puedan medir o puedan probarlo independientemente a voluntad, para ellos mismos.

Una definición operacional se diseña generalmente para modelar una definición conceptual, es decir, usando palabras y conceptos para describir una variable.

Espacio fásico es el espacio en el cual se representan todos los estados posibles de un sistema. El espacio fásico se forma por las posiciones generalizadas y sus momentos conjugados correspondientes.

Momento conjugado es la derivada de la diferencia entre la energía cinética y la energía potencial con respecto a una coordenada integral.

Demora no es lo mismo que reversión. Muchos autores dicen que la vida consiste en revertir o contraponer la segunda ley de la termodinámica, lo cual no es verdadero. La ley referida se refiere a que la energía siempre fluye desde un espacio o sistema con alta densidad de energía hacia otro espacio o sistema con una densidad de energía menor, y esto es precisamente lo que ocurre en la vida. El Universo posee una densidad de energía mayor que la de los biosistemas. Si fuese de otra forma, la vida no sería posible.

La confusión se originó cuando se subordinaron algunas propiedades asociadas con la entropía como alternativas para explicar el principio térmico; por ejemplo, el orden, la complejidad, etc. Sin embargo, para adquirir orden o para ser complejo, el biosistema debe transferir desorden hacia el Universo y tomar complejidad desde el Universo. Visto de esta manera, no existe violación alguna al principio de la termodinámica, toda vez que los biosistemas son más desordenados que el Universo y su desorden fluye desde el sistema más desordenado (los biosistemas) hacia el menos desordenado (el Universo). El mayor orden del Universo -como un todo- en contraste con cualquiera de sus partes, es especificado en la teoría de los campos de densidad de energía de Higgs.

Dado que la vida implica un estado de la energía, es preciso que sepamos qué es la energía. Energía es la capacidad para hacer trabajo, o sea, una función de las propiedades cuantificables de un sistema proporcionado.

Otro término usado en la conceptuación de vida, de suma importancia para su formulación, es el de la Energía Cuántica. El término se refiere a la suma de la energía cinética y la energía potencial en una partícula, que puede ser fermión o bosón.

La Energía Cuántica (para ser preciso, la energía contenida por una partícula o cuanto) es proporcional a la frecuencia de la radiación electromagnética a la que esa partícula de energía corresponde.

La fórmula para obtener el valor de la Energía Cuántica es E = h f, donde E es la energía cuántica del fotón, h es la constante de Planck (6.626 X 10e-34 J.s) y f es la frecuencia de vibración de la energía radiante.

En la definición operacional de vida usé el concepto de energía interna: Energía interna de un sistema es la energía asociada al movimiento de las moléculas en un sistema termodinámico, es decir, la energía subordinada a la temperatura de tal sistema. En una transferencia de energía, la energía interna de un biosistema es la que ya ha traspasado los límites, reales o imaginarios, hacia el interior de dicho sistema. Por ejemplo, un bionte multicelular posee una cubierta externa protectora que lo aísla parcialmente del entorno.  Cada célula de un bionte multicelular posee una membrana o una pared que se constituyen como sus límites reales. Dentro de cada célula existen organelos, como las mitocondrias, los cloroplastos, etc., que poseen membranas como límites reales. Etc.

En la definición de energía interna evité mencionar las palabras “desordenadamente”, “azar” y “caos” en relación con el movimiento molecular porque los movimientos a nivel mesoscópico los movimientos están sujetos a las leyes fundamentales microscópicas que pueden trazarse formalmente por ser nociones matemáticas de fenómenos naturales; por lo tanto, los movimientos moleculares no son caóticos, desordenados o al azar. Una pequeña variación en las condiciones iniciales puede producir un cambio en el desplazamiento de las partículas, ya sea que nosotros percibamos o no esa oscilación microscópica o la ley que la gobierna.

Lo que denominamos Estado Cuántico consiste en la posición, movimiento y densidad de la energía que sigue una trayectoria de onda en cantidades mínimas o cuantos. En este caso, nos referimos a las partículas, como los fermiones y los bosones, que establecen la función de distribución de la energía en los intervalos de retardo en la transferencia espontánea de la misma.

Los fermiones son partículas que tienen momento angular intrínseco que, medido en unidades de ћ [spin], es igual a un número impar de semi-enteros (1/2, 3/2, etc.) y que por lo tanto obedecen al Principio de Exclusión de Pauli. Los fermiones no pueden coexistir en una misma posición. Todas las partículas que constituyen a la materia son fermiones; por ejemplo, electrones, quarks, leptones, protones, neutrones, etc.

Por otra parte, los bosones son partículas cuyo momento angular siempre es un número entero (0, 1, 2, 3, etc.), por lo que no obedecen al Principio de Exclusión de Pauli y pueden coexistir en la misma posición. Por ejemplo, fotones, gluones, partículas ω- y ω+, gravitones, etc.

Momento Angular Spin se refiere a la presencia de momento angular en una partícula elemental cuantizada y no a su movimiento rotatorio. La magnitud del spin de una partícula cuantizada se obtiene por la relación,

L = ћ √ s (s + 1)

En donde ћ es Constante de Planck Reducida [ћ = h/2π = 1.054572 x 10-27 g-cm2/s] y s es una integral o una media-integral no negativa.
h = 6.6260693 x 10-34 J.s
π = 3.1415926535897932384626433832795

Densidad de energía es la cantidad de energía almacenada en un sistema dado, o en una región espacial por unidad de masa o de volumen. Por ejemplo, el Hidrógeno líquido posee una densidad de energía de 120 Mega-Joules por kilogramo. La glucosa posee 17 Mega-Joules por kilogramo, etc.

Proceso espontáneo es aquél en el cual la energía siempre se dispersa hacia más microestados potenciales. Por ello, cuando hablamos de vida, nos referimos a un estado no-espontáneo. Para que ocurra un proceso espontáneo no se requiere la agregación de energía del entorno, sino de la transferencia de energía hacia el entorno (proceso exergónico). En cambio, en la vida los procesos son endergónicos, o sea, no-espontáneos.

En la definición de vida también introduje el concepto de intervalo. Un intervalo es un subconjunto de estados situado entre un estado inicial y un estado final.

Por último, el estado cuántico de la energía en un sistema biótico se establece mediante el flujo de fermiones y bosones que poseen una densidad de energía cuasi-estable durante la transferencia y almacenamiento de la energía considerada durante períodos limitados de tiempo. Por ejemplo, en el proceso de Biotransferencia Térmica Transcuántica de la fotosíntesis estudiamos las posiciones, la densidad y los movimientos de la energía interna de un bosón (fotón) y de los fermiones (electrones y protones) implicados en las transferencias consecutivas de la energía liberada por ese bosón. En la Biotransferencia Térmica Transcuántica de la fermentación estudiamos la densidad y los movimientos de la energía interna de los fermiones. Etc.

Cuando estudiamos partículas que constituyen a la materia, solo podemos estudiar un tipo de partícula, posición o movimiento dado a la vez. De igual manera, al estudiar las funciones durante la transferencia y almacenamiento de la energía solo podemos estudiar una función a la vez. Cuando completamos el estudio de cada partícula y de cada función, integramos enseguida el conjunto total para formular el proceso completo.

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CONTENIDO:REPRODUCCIÓN NO ES VIDAEL ORDEN NO ES LA VIDA

LA GRAN DESORIENTACIÓNDEFINICIÓN DE VIDA

FUERZA MOTRIZ PROTÓNICA Y CAMPO BIÓTICOREFERENCIAS

PARA CITAR ESTE ARTÍCULO: Nahle, N. (2004). Definición de Vida. Obtenido el (día) de (mes) de (año). De http://www.biocab.org/Definicion-de-Vida.html.
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DEFINICIÓN DE VIDA
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Cuando hablamos del mundo macroscópico, definimos el término estructura desde un punto de vista anatómico, histológico y morfológico. Sin embargo, a menudo no hacemos caso del hecho de que tenemos que hacer un salto cualitativo en la progresión de sistemas macrofísicos a sistemas microfísicos.

Cuando investigamos el sistema en su totalidad, no debemos limitar nuestro conocimiento simplemente a los parámetros macrofísicos que pueden medirse, como longitud, distancia, volumen, etc., sino a parámetros eficaces que se relacionan más a fondo con las cargas eléctricas, los campos electromagnéticos, la energía cuántica y los fenómenos electrodinámicos.

Hemos hecho una animación de un sistema macrofísico, específicamente, una planta. Podemos describir su altura, volumen, peso, cantidad de hojas que tiene, su color, etc.; sin embargo, a medida que desplazamos nuestras observaciones hacia porciones más y más pequeñas de la estructura macroscópica, llegamos a un punto en el cual las calidades macrofísicas saltan a otro reino en donde los parámetros con los cuales clasificamos previamente al organismo viviente ya no tienen más alguna utilidad. Por supuesto, la transición es tan sutil que muchos de nosotros sucumbimos a la idea de que no hay explicación física para describir la vida.

Si entendemos que no hay un límite, sino una serie continua que liga cada proceso en cada sistema viviente con el Universo, la ilusión de una separación entre el mundo macrofísico y el mundo microfísico no nos engañará tan fácilmente.


CAMPO BIÓTICO

Esencialmente, la misión de esta sección es la de liberar el término "Campo Biótico" de toda clase de charlatanería pseudocientífica inconsistente e imaginaria que ha saturado esta expresión hasta el momento. El significado de Campo Biótico se restringe única y exclusivamente a lo que ya hemos demostrado por medio de la experimentación durante el ejercicio de disciplinas científicas como la Biología Molecular Celular y la biofísica. La definición es como sigue:

Campo Biótico es el Campo Electrodinámico experimentado por las biomembranas de células procariotas y de las mitocondrias y cloroplastos de células eucariotas debido a los efectos ejercidos por las fluctuaciones del Campo Electromagnético (determinado por fotones) sobre partículas con carga en movimiento (Electrones, Positrones y Protones) en dichas biomembranas.

Resumiendo la anterior definición: Campo Biótico es el Campo Electrodinámico experimentado por las biomembranas de células procariotas y en las biomembranas de mitocondrias y cloroplastos de células eucariotas.

Un Campo Electrodinámico es cualquier campo producido por partículas cargadas en movimiento y por variaciones en los Campos Magnéticos. El término se refiere a los efectos de las fluctuaciones del Campo Electromagnético en el comportamiento de las partículas eléctricamente cargadas en movimiento. [Para más información acerca de los campos en Física Clásica y Mecánica Quántica visite Wikipedia (en Inglés)].

Podemos asignar con exactitud la cantidad de energía, sus posiciones, su tipo y  su potencial para la preservación de la vida en un biosistema mediante el análisis de la Fuerza Motriz Protónica.

No existen partículas raras como los llamados "biotones", implicados en la vida. Si este fuera el caso, entonces los biotones serían los mismos fotones, pero comportándose de una manera muy excepcional y antinatural. Sin embargo, los fotones implicados en la vida no se comportan de manera diferente a los fotones implicados en todos los procesos conocidos de la naturaleza existente. Además, ninguna partícula implicada en la vida ofrece conductas caprichosas.

Para estar vivo, un sistema termodinámico debe mantener un conjunto de microestados estable, de manera que él pueda demorar la difusión de la energía local hacia más microestados disponibles en el campo gravitacional (hacia donde se dispersa todo el calor producido por las transformaciones de una forma de energía en otra).

¿Cuál es esa cantidad de energía? Tomando en cuenta todos los sistemas termodinámicos, desde las arqueobacterias hasta las mitocondrias y los cloroplastos de células eucariotas, la cantidad de energía disponible para la vida, liberada por el paso de un protón a través de una biomembrana especializada, varía desde 5 hasta 12 kcaL/mol. ¡Sorprendente! ¿cierto? Esta cantidad de energía es suficiente para generar un gradiente electroquímico (campo biótico) de 220 mV (0.22 V). Un fotón transporta una cantidad de energía cercana a las 52 kcal/mol. La clorofila hace uso de 9.2 kcal/mol por cada fotón absorbido, la cual es la cantidad de energía requerida para cambiar a un electrón a un nivel más alto de energía (la clorofila requiere de doce fotones para producir un mol de glucosa, o sea, un total de 110.4 kcal/mol). Las 42.8 kcal/mol que restan son liberados al ambiente en forma de energía térmica (calor). Por otra parte, las mitocondrias requieren de una cantidad de energía cercana a las 7.4 kcal/mol para disparar la maquinaria electroquímica de la vida.

Esta cantidad de energía disponible, asignada en un espacio-tiempo, es usada por los seres vivientes para mantener su autonomía térmica. La energía asignada como energía interna (suma de las energías potencial y cinética) de un fotón de luz es la que determina al campo biótico.

No hay Campo Biótico en donde no existen seres vivos. Por ejemplo, Marte tiene las características necesarias para la existencia de microorganismos de la variedad de los extremófilos, los cuales podrían hacer frente a temperaturas bajo cero. El problema en Marte reside en su atmósfera y en su suelo, los cuales poseen sustancias químicas que impiden la síntesis de biomoléculas, así que Marte no da muestras de la existencia de sistemas termodinámicos sometidos al Campo Biótico en él. Los Ecólogos saben a lo que me estoy refiriendo.

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