La manera en la que nos relacionamos evoluciona en el tiempo

“Dale a la gente concursos que puedan ganar recordando las letras de las canciones más populares, o los nombres de las capitales de Estado. Atibórralos de datos no combustibles, lánzales encima tantos "hechos" que se sientan abrumados. Entonces tendrán la sensación de que piensan, tendrán la impresión de que se mueven sin moverse. Y serán felices. No les des Filosofía o Sociología para que empiecen a atar cabos.”

Ray Bradbury, "Fahrenheit 451" (1953)

Completamente de acuerdo con Ray Bradbury. Mucha divulgación científica adolece de este defecto. La explicación de los hechos científicos consumen tantos recursos al divulgador que al final todo se resume en datos, datos y más datos pero que no nos permiten avanzar en el conocimiento. Podemos explicar por qué la semana tiene 7 días, y la explicación del porqué es fascinante, pero el relato de esta explicación no nos permite profundizar en el significado de lo que significa para nosotros el calendario. Un calendario es la manera en la que nosotros tomamos conciencia de la cuarta dimensión, el tiempo. Desgraciadamente los humanos solo manejamos tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal. Los matemáticos creen que existen más dimensiones, pero somos incapaces de verlas. Podemos medir las dimensiones espaciales, ancho, largo y alto. Con el calendario medimos el tiempo. El tiempo nos permite percibir la evolución, el cambio de la información guardada en nuestro código genético y las interacciones entre yo y los otros, algo que también se guarda en nuestro código genético. Por ejemplo, nosotros, cuando niños, jugamos despreocupados, es cuando llega la adolesciencia cuando las hormonas alteran la manera qne la que nos relacionamos con los demás. Aquella niña que nos parecía aburrida ahora nos obsesiona porque tiene unos atributos sexuales que nos nublan el sentido; aquel niño con el que nos gustaba jugar despreocupadamente, de repente, lo percibimos como un competidor y necesitamos exhibir dominancia y territorio. 

La manera en la que nos relacionamos con los demás ha evolucionado en el tiempo: competición, parasitismo, simbiosis y por último el sometimiento. Todos conocemos qué significa competición entre iindividuos. El parasitismo empezamos a entenderlo. La simbiosis nos cuesta un poco más. El sometimiento, al que también he denominado estupidizar, es una manera de relacionarte con tus iguales que consiste en anularles su sentido individual para ponerlos a trabajar para ti. Es lo que han hecho los seres pluricelulares que dividen a sus células en dos tipos, las sexuales, es decir, las que van a tener la oportunidad de vivir en la siguiente generación, y las somáticas, que viven para mantener a las células sexuales hasta que generen otro nuevo cuerpo. 

De forma muy esquemática, el calendario geológico se divide en 4 grandes periodos. Cada periodo corresponde con un periodo muy definido de la evolución geológica, que va de la mano de la evolución biológica como veremos. Esos 4 grandes periodos se llaman eones: Hádico, Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico. 

En el periodo Hádico, que va desde el enfriamiento de la Tierra recien formada hace 4500 millones de años (ma) hasta hace 4000 ma. En ese periodo de tiempo surgió Luca, el organismo del cual procedemos todos los seres vivos, un organismo hipotético al que se le conoce como Luca, por la sigla en inglés de “último ancestro común universal” (Last Universal Common Ancestor). Ese organismo probablemente era un ribozima que habitaba entre las láminas de filosilicatos que forman las arcillas. Como organismos autorreplicantes trataban de producir el mayor número de copias en competición con otros ribozimas. Estos organismos basados en el ARN pronto fueron capaces de traducir su código genético a proteínas gracias al protoribosoma. Se trataba de los protovirus, los precursores de los virus. Fueron los protovirus los que, a partir del ARN y mediante la enzima retrotranscriptasa, crearon la molécula de ADN de doble cadena.

El periodo Arcaico surge con la aparición del primer organismo cuyo ADN como material genético está confinado en una membrana formada de fosfolípidos. Con la aparición de las primeras arqueobacterias, éstas proliferan acaparando todos las moléculas orgánicas que estaban libres en la sopa biológica. Tanta avaricia dejó los mares transparentes y el interior de esas membranas repletas de lo que antes era de libre acceso. Los protovirus tuvieron que buscar en el interior de las arqueobacterias las moléculas que antes flotaban en la sopa biológica. En el proceso perdieron sus ribosomas por la ventaja que suponía utilizar los de las arqueobacterias. Esa pérdida del ribosoma los convirtió en los virus tal y como los conocemos actualmente.

La aparición de bacterias fotosintéticas marcan el paso del eón Arcaico al Proterozoico. Perdón, las bacterias fotosintéticas oxigénicas. Cuando la Tierra tenía apenas 560 millones de años de edad surgen unas bacterias con capacidad de realizar fotosíntesis anoxigénica, es decir, sin presencia del oxígeno. Este tipo de fotosíntesis tenía lugar en presencia de ácido sulfhídrico (H2S) liberándo azufre molecular en el proceso (S2). También podrían usar arsénico o hidrógeno como donadores de electrones. Tenemos que pensar que hacía solo un 1000 millones de años que se había formado la Tierra. La actividad volcánica era elevada y las bacterias que poblaban el planeta eran similares a las que hoy consideramos extremófilas. Bacterias que viven en fumarolas de agua hirviendo, dentro de hielo a -120ºC, aguas ácidas, lagunas hipersalinas, costras del desierto.  Una de estas bacterias con capacidad de realizar la fotosíntesis, a las que a partir de ahora llamaremos cianobacterias, fueron capaces de realizar una variante de la fotosíntesis que ha llegado a ser la predominante en todo nuestro planeta. Se trata de la fotosíntesis oxigénica. La fotosíntesis necesita un reductor (una fuente de electrones), que en este caso es el agua (H2O). Al tomar el H del agua se libera oxígeno.   

Fig. 1. Fórmula de la fotosíntesis. Las cianobacterias toman del medio agua (H20) y CO2 y gracias a que aprovechan la energía de los fotones de la luz solar, son capaces de formar una molécula de seis carbonos rica en energía como lo es la glucosa. El producto de "deshecho" de esta reacción es el 02 que es liberado a la atmósfera.

Esta reacción tuvo tanto éxito porque partía de dos elementros muy abundantes en la Tierra: luz solar, agua y CO2. La explosión evolutiva y ecológica de las cianobacterias hizo que éstas cubriesen todos los mares, lagos y superficies terrestres. Una de las razones de este éxito fue el hecho de que el oxígeno es tóxico para la mayoría de las bacterias anaerobias o bien aunque lo toleren, no son capaces de competir con las bacterias que utilizan el oxígeno como aceptor final de electrones.  En general la respiración aerobia genera más energía que la anaerobia y mucho más que la fermentación. 

Cuando aparecen las cianobacterias y empezaron a producir 02 como producto de deshecho de la reacción de la fotosíntesis, este elemento comenzó a oxidar el gas más abundante en el planeta por aquel entonces, el metano. A este evento se le conoce como la Gran Oxidación. El metano es un excelente gas de efecto invernadero y su poder de calentamiento es más de 80 veces mayor que el dióxido de carbono. Cuando el 02 eliminó gran parte de ese metano que ayudaba a que el planeta tuviese una temperatura compatible con la vida el planeta se enfrió de manera drástica y repentina dando lugar al periodo glacial huroniano que tuvo lugar hace 2400 millones de años. La concentración de oxígeno se estabilizaron alrededor del 1% atmosférico. Los océanos se congelaron y la vida, que en aquel entonces era exclusivamente acuática, se vió relegada a pequeñas islas alrededor de los volcanes y manantiales de agua caliente. Durante este período se descubrieron fósiles macroscópicos de 2200-2100 millones de años. Se trata del fósil Diskagma, uno de los fósiles eucariotas más antiguos y el grupo fósil francevillense. Se trata de eucariotas similares a los mohos mucilaginosos actuales. 

Estos fósiles son la prueba de que en el eón posterior a la aparición del oxígeno, el eón llamado Proterozoico, es cuando se dan los eventos simbióticos seriados entre las arqueobacterias y bacterias Gram negativas que van a dar lugar a los protozoos. De estos protozoos surgirán con fuerza en el siguiente y último eón, el llamado eón Fanerozoico, los grupos de seres pluricelulares como son las plantas (de ahí el nombre del eón), los hongos y los animales. Por lo tanto, ya en el eón Proterozoico aparecen hongos mucilaginosos. Este dato es interesante porque, al igual que las bacterias Myxococcus xanthus, un hongo mucilaginoso actual, Dyctiostelium discoideum, es capaz de pasar de organismo unicelular a pluricelular cuando se encuentra en estrés, por ejemplo, por falta de alimento, o condiciones ambientales adversas. En ese momento, Dyctiostelium se convierte en un ser pluricelulares con forma de seta. Es en esa seta en donde se produce una división de las células que hasta ese momento erán todas iguales. Las células se dividen en dos grupos: las sexuales y las somáticas. Es en este tipo de hongos mucilaginosos en donde la vida experimenta la cuarta manera de interacción celular: el sometimiento o estupidización, en donde unas células, las sexuales, manipularan a las otras, las somáticas, en su beneficio.

Fig. 2. La vida basada en carbono desde su orígen hace 4500 millones de años a la actualidad se divide en cuatro eónes: Hádico, Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico. Cada uno de esos eónes está caracterizado por un tipo de interacción entre entidades, es decir, por una forma de relacionarnos: competición, parasitismo, simbiosis o sometimiento. 

Obviamente, esta explicación de los cuatro eónes del tiempo geológico y cómo se relacionan con la manera en las entidades biológicas interaccionan entre si es de una simplificación exagerada y llena de imprecisiones. En el eón Fanerozoico, que se desarrolla hasta nuestros días, existen bacterias anaerobias, seres pluri y unicelulares. Existe competición, parasitismo, simbiosis y sometimiento. La razón de ser de esta síntesis superabreviada de tiempo y la evolución de los organismos es la de poder argumentar que la manera en la que yo me relaciono con él o con ellos va a determinar quién soy y hacia dónde voy. Hace ahora 4550 millones de años que se formó el planeta Tierra. es ahora cuando la vida basada en carbono y en un código surgido del ARN se enfrenta cara a cara con otro código basado en ceros y unos, apagados y encendidos de un computador. Vida basada en el silicio. Entender que la manera en que el yo se ha relacionado con lo que no era él es fundamental no solo para conocernos a nosotros mismos sino para entender cómo la humanidad ha de entenderse con la inteligencia artificial que ha venido para quedarse con nosotros. 

Fig. 3. Desde el punto de vista del oxígeno sobre el planeta Tierra existen dos eventos importantes: la Gran Oxidación de hace 2200 ma (hay autores que dicen 2400 ma), y el periodo criogénico de hace 600 millones de años. En la Gran Oxidación el oxígeno pasó de inexistente al 1% de la atmósfera. En el periodo criogénico esa concentración subió al 20%, similar al 21% de O2 de la atmósfera actual. Vemos como en el eón Hádico no existían células pero existía vida acytota, es decir sin membrana celular, como son los ribozimas y protovirus. En el periodo Arcaico existían ribozimas y los protovirus evolucionaron a virus con la aparición de las arqueobacterias. El periodo Proterozoico, la vida se expandió a célular eucariotas que procedían de eventos endosimbiontes seriados. Estas células eucariotas comenzaron a ensayar la pluricelularidad. Finalmente, al aumentar el oxígeno en el Fanerozoico, los seres pluricelulares contaron con la energía necesaria para mantener esos consorcios celulares. 

La evolución de los seres vivos y su relación con el oxígenos es algo que se refleja en nosotros. Los seres humanos también seguimos ese patrón: somos organismos aerobios y anaerobios. Pensamos que somos exclusivamente aerobios porque necesitamos respirar. Tomamos aire con oxígeno con nuestros pulmones y exhalamos CO2. No obstante, tenemos partes de nuestro cuerpo que carecen de oxígeno. Sin ir más lejos, nuestros intestinos son anaerobios. No exhalan CO2, exhalan metano. Los intestinos exhalan por donde la espalda pierde su casto nombre. Existen más lugares carentes de oxígeno. Por ejemplo las cavidades recónditas, como el surco gingival en donde se insertan los dientes. Allí viven bacterias como Streptococcus mutans, la causante de las caries o Porphyromonas gingivales, la sospechosa de causar Alzheimer en humanos.

Referencia: 

Mohos Mucilaginosos del Suelo: La Difusa Frontera entre los Organismos Unicelulares y Pluricelulares