so one of the critical questions of
astrobiology is how do we model life and
we can think about abstract or general
models for life. The reason that we're
after those is because we want to not
only explain life on earth but we want
to be able to explain life on other
worlds and so we need to come up with as
general a principle as possible. So far a
lot of astrobiology has focused on the
idea of trying to define life, so we have
come up with a lot of different
definitions for life
from numerous different perspectives and
this word cloud is just showing some examples, words,
definitions for life and there are so many different definitions for life that
has really become quite a muddle as to
how we should be thinking about it in a more rigorous way.
And so one of the things that when you think about as
astrobiologists is really what's the
value of a definition versus a theory or
model and a lot of the traditional
literature and origins of life has been
focused on this idea of defining life so
that we can actually be able to identify
life on other worlds but the definitions
for life are really rather ad-hoc and in
some sense they're they're derived from
observations of life on Earth so for
example we know that life on Earth
evolved so we might have an evolutionary
definition of life or we know that life
on Earth is cellular so we might assume
that all life requires cells but what we
ultimately really need to be aiming for
in the field of astrobiology is to build
better models and theories which might be more general and allow us to move
beyond definitions of life that are
anthropocentric to our own life but
actually become predictive theories for
how life might look on other worlds the
challenge that we face with anything
trying to get beyond an anthropocentric
or human-centered or earth-centered
viewpoint is that we only have a single
example of life on Earth so despite all
the diversity of life forms that we see
trees cats people bacteria in your gut
all of that life is related by a common ancestry
and the way that astrobiologists talk about that is to talk about
something called the last Universal common ancestor
so if we look at the tree of life as shown here and we trace
the evolution of all the life-forms that
exist today backwards in time they all
converge on what's called this last
Universal common ancestor which is a
population of cells that lived on the primitive earth that we think that all
modern life descended from and the
properties that that life-form would
have had would have had to have DNA and
a translation machinery proteins and
cellular architecture much like a modern
cell so it was actually a very advanced life-form it doesn't take us all the way
back to the origins of life on earth but
the fact that all life shares is kind of
common biochemical architecture is
actually really limiting because it
means that we only have one example of
life to go on and extrapolating any kind of general principles from one example
is actually rather hard so what people
have done traditionally in the origin of life field is to try to come up with
models that are based on sort of the core
components of that architecture of life
that we know today and two of those core
components that have been dominant
models for origins of life are what are
called genetics first and metabolism
first so we know that cells metabolize
they need to acquire food from their
environment or you or I need to acquire
food in order to survive in order to
reproduce so metabolism is obviously a
critical component and then in the
genetics first view we also know that
life requires genetic information in
order to be able to reproduce and to
evolve over many generations and so if
you split these two kinds of core
components of biology and to just what
that essential thing is we have this
sort of genetics idea where people have
proposed that the first living entities
might have just been molecules like RNA
that could copy themselves and here on
the slide is shown sort of an
abstract model that kind of process
where you might just talk about the the
binary digits in a sequence if it was an
RNA molecule it would be the sequence of
ribonucleotides in the actual RNA so
that actual basis and you can actually
talk about reproducing that information
via copying and then the reason that the
RNA world
has been so popular as an idea is that
RNA also has a catalytic function
associated with it whereas in modern
organisms we have DNA and protein and
DNA controls genetic heredity and
proteins are primarily the catalysts
that actually execute reactions in the
cell, RNA can do both those functions so
genetics first has emerged of this idea
that you can model quite simply with
these kind of models where you talk
about copying and heredity and this idea
of evolution through this kind of
process as the core thing that emerged
first as a first living entity and the
metabolism first perspective there's an
alternative view that the first kinds of
living entities were not individual
molecules that could replicate but sets
of molecules that were reacting together
and could collectively reproduce due to
the organizational patterns of their
reactions, and that idea is called
autocatalytic set theory and there's an
example shown here about a catalytic
sets, using that same kind of
representation of representing molecules
as binary strings, just strings of zeros
and ones which is a way of modeling
these kinds of processes in artificial
chemistries. And so in this metabolism-
first view the first kinds of living
systems would have been these organized
patterns of chemical reactions. And so
both of these perspectives allow one to
model certain attributes of living
systems. But it's really nice if you
actually put them side-by-side and look
at something like the binary polymer
representation of them because you start
to see that both of them are different
ways of propagating information in
chemical systems, and a theme starts to
emerge about what kinds of theories
might unify different approaches to
origins of life. And so this gets back to
the idea that what we need to start
doing to move forward in origins of life
whereas traditionally we've had these
models like genetics first, metabolism
first, and there's other models like
compartment first, where we're talking about
mineral surfaces and all kinds of
things and that we need to really start thinking about what are the theories for
life, and how do we actually develop more
predictive models that are more generic
too different chemistries and allow us to actually go to the lab and predict
under what circumstances we should start getting things that look more lifelike.
And a nice example of the need for
theories and thinking about origins of
life was given by Carol Cleland and
Chris Chyba and a paper that they wrote on
defining life where they talked about
trying to define water and how difficult
it was to actually define water before
we had a molecular theory for water so
you might describe water as a clear liquid, you might describe it based on
the fact that it's liquid at a certain
range of temperatures that it you know
doesn't have a strong odor there's a lot of different ways that you could
describe what water that might lead to a
definition of water but none of them are really exclusive to water because
there's other clear liquids that you
might describe there's other things that are also a liquid at room temperature
and so the way that we really precisely
define what water is is actually to have
an atomic theory that describes
molecules and their interactions and we
can precisely define water now as h2o
and so their thought was that what we do
now is sort of phemenologically define
life, we have a lot of heuristics or a lot of ideas about what we think life
might be but ultimately what we need is
a theory and that our definition should
derive from the theory not the other way around.
And one way I like to think about
that is actually to think about like the emergent properties of life
so water for example, one of the defining properties
that we think water has is that it's wet
but wetness of water is an emergent
property it requires many many many
millions of water molecules potentially
to be wet although there's actually an active debate
about how many water molecules
if it's a few hundred a few
thousand and people have been working to
develop models to quantify when water gets wet
likewise if we're thinking about
emergent properties of life evolution is
often considered to be a defining
property of life but evolution exists at
the level of population so it requires many interacting individuals
in order to be an evolutionary
system and so in some sense evolution
that we use as a defining property of life is also an emergent property of
life and so one of the things that we
really need to challenge ourselves with
is to try to find the underlying theory
that explains that emergent property in the same way that we have an atomic
theory for water that explains some of its emergent properties
and so one of the ways that we might think about that
is actually to think about life as an
information processing system so this is
kind of a newer proposal about trying to
unify different properties of life that
a lot of people have been very enthusiastic about in the field
and a lot of people are working on from
different perspectives but if we go back
to thinking about that genetics versus metabolism picture
and we had the binary polymer model.
Both of those were kind of
a representation of an informational
system that was capable of reproducing
itself they were just very different
architectures for that kind of thing and
one might think of genetics first as a digital type of information processing
and metabolism first as an analogue type
of information processing and so so
there is this idea in the biological
community and also emerging in
astrobiology about information possibly
being a unifying principle for how we
should think about life across all
scales and that may be organisms are
really organized by flows of information
so one way to think about the origin of
life potentially as kind of a new
perspective is to think about it as a
transition and how information is stored
propagated and used and this might be
sufficiently general to be able to
predict properties of alien chemistries
that can also process information in a
similar way potentially to Earth's
biology but might allow different
chemistries than that biochemical
architecture that we have on earth as characteristic
of the last Universal common ancestor
so if we could
understand how information works in
biochemical networks on earth we could
potentially understand what other
possible chemistries could enable those
same kinds of emergent properties on
other worlds and maybe predict alien
chemistries
Así que una de las preguntas críticas de
la astrobiología es cómo modelamos la vida y
podemos pensar en modelos abstractos o generales
para la vida. La razón por la que estamos
interesados en estos es porque nosotros no
solo queremos explicar la vida en la Tierra, si no que
queremos ser capaces de explicar la vida en otros
mundos y por eso tenemos que llegar a
un principio tan general como sea posible.
Hasta ahora, la astrobiología se ha centrado en la
idea de intentar definir la vida, entonces
han surgido muchas definiciones diferentes
de la vida,
desde numerosas perspectivas y
esta nube de palabras solo muestra algunos ejemplos, palabras y
definiciones para la vida y hay muchas definiciones diferentes para la vida que
realmente se ha convertido en un lío en cuanto a
cómo deberíamos pensarlo de una manera más rigurosa.
Y entonces, una de las cosas cuando piensas sobre ella
como astrobiólogo es realmente, ¿cuál es el
valor de una definición en contraste a una teoría
o modelo? Hay mucha literatura
tradicional, y los orígenes de la vida han estado
enfocados en esta ídea de definir la vida
por lo tanto, nosotros somos capaces de identificar
vida en otros planetas, pero las definiciones
de la vida son bastante ad hoc y
en cierto sentido, se derivan de
observaciones de la vida en la Tierra, así
por ejemplo, sabemos que la vida en la Tierra
evoluciona, por lo tanto podríamos tener
una definición evolucionista de la vida, o bien sabemos
que la vida en la Tierra es celular, por lo que asumiríamos
que la vida requiere células, pero lo que
realmente necesitamos,
en el campo de la astrobiología es construir
mejores modelos y teorías más generales que nos permitan
ir más allá de las definiciones de la que vida
antropocéntricas, para nuestras propia vida pero
que en realidad puedan predecir cómo
la vida podría ser en otros mundos.
El desafío al que nos enfrentamos es que
intentamos ir más allá de un punto de vista antropocéntrico
o centrado en el hombre o en la Tierra
pero es que sólo tenemos
un único ejemplo de la vida en la Tierra a pesar de
toda la diversidad de las formas de vida que vemos
árboles, gatos, gente, las bacterias de tu intestino,
toda la vida está relacionada con un antecesor común
y la forma en la que los astrobiólogos hablan de ella es
lo que llaman el último antepasado común universal
así que, si miramos al árbol de la vida, como se muestra aquí y buscamos el origen
de la evolución de todas las formas de vida
que existen hoy día atrás en el tiempo, todas
convergen en lo que llamamos
el Último Antepasado Común Universal que es
una población de células que vivió en la Tierra primitiva y que pensamos que
toda la vida moderna desciende de ella y
las propiedades que esa forma de vida
habría tenido son ADN y
una maquinaria de traducción de proteínas y
una arquitectura celular parecida a la célula moderna
por lo que sería una forma de vida muy avanzada, por lo que
no nos lleva realmente a los orígenes de la vida en la Tierra pero
el hecho es que toda la vida comparte este tipo de
arquitectura bioquímica común
por lo que es muy limitado porque
significa que únicamente tenemos un ejemplo de vida
para continuar y extrapolar cualquier tipo de principio general
y es bastante difícil. Por lo tanto, lo que la gente
ha hecho tradicionalmente, en el campo del origen de la vida es intentar generar
modelos basados en el núcleo de componentes
de la arquitectura de la vida
que conocemos hoy, y dos de estos componentes
centrales que han dominado los modelos
de los orígenes de la vida son lo que denominamos
primero genética y primero metabolismo
ya que sabemos que las células metabolizan
lo que necesitan para adquirir alimento de su
ambiente y tu necesitas adquirir
alimento para sobrevivir para
reproducirte, así que el metabolismo es, obviamente,
un componente crítico; en el modelo de
primero genética, sabemos que la vida
requiere de información genética para
ser capaz de reproducirse y
evolucionar muchas generaciones y si
separamos estos dos tipos de elementos centrales
de la biología y sólo nos centramos
en las cosas esenciales, tendremos
una idea de la genética, se ha propuesto
que las primeras entidades vivas
podrían tener moléculas como el ARN
que pueden copiarse a si mismas, y aquí,
en esta diapositiva se muestra un tipo
de modelo abstracto del tipo de procesos
donde podríamos hablar de
dígitos binarios en una secuencia, si fuera una molécula
de ARN, sería una secuencia de
ribonucleótidos del ARN actual, así que
la base actual es que puedes
hablar de reproducción de la información
mediante copia y entonces la razón por la que
el mundo del ARN
ha sido tan popular, es porque el
ARN tiene también una función catalítica
asociada, considerando que
los organismos modernos tenemos ADN y proteínas y
el ADN controla la herencia genética
y las proteínas son los principales catalizadores
que, de hecho, ejecutan las reacciones en la célula
el ARN pude hacer esas funciones, así que
la genética se origina de esta idea,
por lo que podemos modelar, de forma sencilla,
con este tipo de modelos, donde hablamos de
copiar y herencia y esta idea
de evolución a través de esto tipo de
procesos como los elementos centrales que emergieron
primero como entidades vivas y en la
perspectiva del metabolismo primero, hay una
visión alternativa, donde los primeros tipos de
entidades vivas, no eran moléculas individuales
que podía replicarse, sino grupos de moléculas que
podían reaccionar juntas y
que podían reproducirse colectivamente debido a
patrones de organización de sus
reacciones, esta idea se denomina
teoría del conjunto autocatalítico, y hay un
ejemplo sobre un conjunto autocatalítico
usando el mismo tipo de
representación de moléculas
como cadenas binarias, solo cadenas de ceros
y unos, que es una forma de modelar
este tipo de procesos de química
artificial. Y así, en esta visión metabólica
el primer tipo de sistema vivo
habría tenido estos patrones
organizados de reacciones químicas. Por lo que
estas perspectivas nos permiten
modelar ciertas características de los sistemas
vivos. Pero lo que es realmente bueno si
los pones en paralelo y miras
como algo parecido a la representación de un
polímero binario, empiezas a
observar que hay diferentes formas
de propagar la información en
los sistemas químicos y las ideas empiezan a
surgir sobre qué tipos de teorías podrían
unificar los diferentes abordajes de
los orígenes de la vida. Y así, todo vuelve a
la idea de que lo que necesitamos es
empezar a movernos hacia los orígenes de la vida
donde tradicionalmente teníamos estos modelos de
primero genética, o primero metabolismo
y hay otros modelos como
primero los compartimentos, donde hablamos sobre
las superficies minerales y todos los tipos de
cosas que necesitamos para, realmente, empezar a pensar y cuales son las
teorías de la vida y cómo desarrollamos
modelos más predictivos que sean más genéricos
para químicas diferentes y nos permitan ir, de hecho, al laboratorio y predecir
bajo qué circunstancias podríamos empezar a tener cosas que se parezcan a la vida.
Un buen ejemplo de esta necesidad
de teorías e ideas sobre los orígenes de la
vida fue dada por Carol Cleland y
Chris Chyba, en un artículo que escribieron sobre
la definición de la vida donde hablaban de
intentar definir el agua y cómo de difícil
era de definirla antes de tener
una teoría molecular para el agua
así que podrías describir el agua como un líquido transparente, y podrías describirlo
en base al hecho de que es líquida en un cierto
rango de temperaturas, que conoces; que sabemos que
no tiene un olor fuerte. Hay muchas formas diferentes
de describir qué es el agua, lo que puede llevarnos a
una definición del agua, pero ninguna de ellas es exclusiva del agua
porque hay otros líquidos transparentes que
tú podrías describir, hay otras cosas que son líquidas a temperatura ambiente
y la única manera por la podemos definir el agua
de forma precisa es que tenemos
una teoría atómica que describe
las moléculas y sus interacciones, y nosotros
podemos definir el agua como H2O
y así, pensarán que lo que nosotros hacemos
ahora es una especie de definición fenomenológica
de la vida, tenemos heurística o muchas ideas sobre lo que pensamos que podría ser la vida
pero lo que realmente necesitamos es
una teoría y nuestra definición debería
derivar de una teoría, y no al revés.
Y una forma de la que me gusta pensar sobre ello
es pensar realmente sobre las propiedades emergentes de la vida
así que el agua, por ejemplo, una de sus propiedades definitorias
cuando pensamos sobre el agua es que está húmeda
pero la humedad del agua es una propiedad
emergente que requiere muchas, muchas, muchas
millones de moléculas de agua necesarias
para que esté húmeda, sin embargo, hay un debate activo hoy día
sobre cuántas moléculas de agua
si son unos cientos, o unos pocos
miles, y hay gente trabajando y
desarrollando modelos para cuantificar cuándo el agua se pone húmeda
de igual modo, si pensamos sobre
las propiedades emergentes de la evolución
que, en ocasiones se considera una propiedad
definitoria de la vida, pero la evolución existe
a nivel de población, por lo que requiere muchos
organismos interactuando, para conformar
un sistema evolucionario, así que, en cierto sentido, la evolución
que usamos como una propiedad definitoria de la vida, es también una propiedad emergente
de la vida, así que una de las cosas que es
realmente un desafío es
intentar encontrar la teoría que subyace
que explica todas las propiedades emergentes del mismo modo que tenemos una teoría
atómica del agua que explica algunas de las propiedades emergentes.
Así, una de las formas que podríamos pensar sobre ello es lo que
realmente pensamos sobre la vida como un
sistema de procesamiento de información
así que este es una especie de nueva propuesta
para intentar unificar distintas propiedades de la vida que
han ideado muchos entusiastas sobre este tema
y hay mucha gente trabajando sobre ello
desde diferentes perspectivas, por lo que si
volvemos atrás y pensamos sobre la idea de genética versus metabolismo
donde teníamos el modelo del polímero binario.
Ambos modelos son tipos de
representación de un sistema de información
capaz de reproducirse a sí mismo
pero que presentaban diferentes arquitecturas
para ello y
uno podría pensar que el modelo de primero genética como un tipo digital de procesamiento de información
y primero metabolismo como un tipo análogo de
procesamiento de información, por lo que
existe esta idea en la comunidad
biológica y también emergiendo en la
astrobiología, sobre que la información posiblemente
se unifica sobre un principio, y cómo podíamos
pensar sobre ella en todas las escalas
y que puede haber organismos que
realmente se organizan mediante flujos de información
así que una forma de pensar en el origen de la vida
posiblemente sea como una nueva
perspectiva es pensar que hay una
transición y cómo la información se almacena
y se propaga y se utiliza, y esto podría ser suficientemente
general para ser capaz de
predecir las propiedades de químicas alienígenas
que puedan procesar la información de una
forma similar a la biología en la Tierra
pero podrían permitir químicas diferentes
que la arquitectura bioquímica
que conocemos en la Tierra, como las características del
último antepasado común universal
por lo si pudiésemos
entender cómo funciona la información
en redes bioquímicas en la Tierra, podríamos
entender, posiblemente, qué otras posibles
químicas podrían permitir los mismos tipos
de características emergentes en
otros mundos, y quizás predecir
químicas alienígenas.
Uno de los temas cruciales
de la astrobiología es cómo plantear un modelo de la vida
y cómo podemos pensar en modelos abstractos
o generales de la vida.
La razón por la cual estamos interesados en ellos se debe
a que no solo queremos explicar
la vida en la Tierra, sino también de explicarla
en otros mundos; de manera que, tenemos
que responder con un principio que sea tan general como sea posible.
Hasta ahora, la astrobiología se ha enfocado en las ideas
que tratan de definir la vida, de modo que, han surgido
muchas definiciones de vida
desde numerosas perspectivas.
Esta nube de palabras solo está mostrando algunos ejemplos
de palabras y definiciones de vida.
Y hay tantas definiciones de vida
que ciertamente se ha creado todo un enredo
en cuanto a cómo debemos pensar sobre eso en forma más rigurosa.
Una de las cosas que se piensa
cuando se es astrobiólogo es cuál es en realidad el valor
de una definición versus una teoría
o un modelo y gran parte de la literatura tradicional
y de los orígenes de la vida se han enfocado en estas ideas
que definen la vida
para que en verdad seamos capaces
de identificar vida en otros mundos.
Pero las definiciones de vida son ciertamente ad hoc
y, en algún sentido, se derivan
de las observaciones de la vida en la Tierra.
Por ejemplo, sabemos que en la Tierra la vida ha evolucionado
y, así, tendríamos una definición evolutiva de la vida
o que la vida en la Tierra es celular, así que podemos suponer
que toda la vida requiere células.
Pero lo que al final de verdad necesitamos es
aspirar a que en el campo de la astrobiología se generen
mejores modelos y teorías que sean más generales
y que nos permitan ir más allá de las definiciones de vida,
que son antropocéntricas para nuestra propia vida,
y que de verdad sean teorías que puedan predecir
cómo sería la vida en otros mundos.
Los retos que enfrentamos al trata de ir más allá
de un punto de vista antropocéntrico,
o centrado en el hombre o en la tierra, es
que nada más tenemos un único ejemplo
de vida en la Tierra; así que, a pesar de toda la diversidad
de formas de vida que vemos
en los árboles, los gatos, las personas, las bacterias del intestino;
toda esa vida está relacionada por un ancestro común
y la forma en que los astrobiólogos se refieren a esto es
con algo llamado el «último antepasado común universal».
Si observamos en el árbol de la vida, que se muestra aquí, y vamos
hacia atrás en la evolución de todas las formas de vida
que existen actualmente,
todas convergen en lo que se llama
el último antepasado común universal,
que es una población de células que vivió en la tierra primitiva,
de la cual, creemos, surgió la vida moderna.
Las propiedades que esa forma de vida habría tenido
tuvo que haber sido ADN y una maquinaria
para la traducción a proteínas
y una arquitectura muy similar a la de una célula moderna;
de modo que, fue una forma de vida avanzada que no nos lleva
del todo al origen de la vida en la Tierra.
Pero el hecho de que la vida comparta su arquitectura bioquímica común es
en realidad muy limitante porque eso significa que solo tenemos
un único ejemplo de vida a seguir, y extrapolar cualquier tipo
de principio general a partir
de un único ejemplo es realmente muy difícil.
Lo que se ha hecho tradicionalmente en el campo del origen de la vida es
proponer modelos basados en un componente medular
de la arquitectura de la vida
como la conocemos hoy en día.
Y dos de esos componentes medulares, que han sido modelos dominantes
del origen de la vida,
son los llamados «Primero la genética» y «Primero el metabolismo».
Sabemos que las células metabolizan,
que necesitan obtener nutrientes
de su ambiente, o ustedes o yo obtenemos
nutrientes para sobrevivir, para reproducirnos.
De modo que, el metabolismo obviamente es un componente crucial.
Desde el punto de vista de Primero la genética, también sabemos
que la vida requiere información genética
para poder reproducirnos
y evolucionar a través de muchas generaciones.
Si separamos estos dos tipos de componentes centrales de la biología
de lo que es estrictamente esencial, tendremos este tipo de ideas genéticas,
de donde se ha propuesto
que las primeras entidades vivientes pudieron haber sido
unas moléculas similares al ARN
que se podían replicar a sí mismas.
Aquí en la diapositiva se muestra
un modelo abstracto de un tipo de proceso,
donde se pudiera hablar únicamente
de dígitos binario en una secuencia.
Si esta fuera una molécula da ARN,
esta sería la secuencia de ribonucleótidos en el ARN real
y, por tanto, las bases reales; entonces, se puede hablar realmente
sobre la reproducción de esta información
a través de una copia.
La razón por la cual la palabra "ARN" ha sido tan popular
como concepto se debe
a que el ARN tiene también una función catalítica asociada.
Mientras que, en los organismos modernos tenemos ADN y proteínas,
y el ADN controla la herencia genética
y las proteínas son los catalizadores fundamentales
que en efecto ejecutan las reacciones
en la célula, el ARN puede realizar ambas funciones.
De modo que, la perspectiva de Primero la genética ha surgido de estas ideas
con las que podemos plantear modelos muy simples
con estas clases de modelos,
en los cuales se habla sobre copia y herencia
y estas ideas de evolución a través de este tipo de proceso
como el elemento central que surgió primero
como una primera entidad viviente.
Y, con la perspectiva de Primero el metabolismo,
hay una visión alternativa de que los primeros tipos
de entidades vivientes no fueron
moléculas individuales que se podían replicar,
sino un conjunto de moléculas que reaccionaban juntas
y podían reproducirse colectivamente
debido a los patrones de organización
de sus reacciones.
A esta idea la llaman teoría del conjunto autocatalítico.
Hay un ejemplo de conjuntos catalíticos que se muestra aquí,
que usan el mismo tipo de representación de moléculas
como cadenas binarias, cadenas de ceros
y unos, que es una forma de desarrollar un modelo
de estos tipos de procesos de químicas artificiales.
Desde el punto de vista de Primero el metabolismo,
los primeros tipos de sistemas vivientes
habrían tenido estos patrones organizados de reacciones químicas.
Ambas perspectivas le permiten a uno
plantear modelos con ciertos atributos de los sistemas vivientes.
Sería excelente si ustedes los pusieran uno al lado del otro
y examinaran la representación del polímero binario de ellos
porque se empieza a ver que ambos son formas diferentes
de propagar la información
en los sistemas químicos.
Entonces, emerge una idea acerca de qué tipos de teorías
pudieran unificar diferentes enfoques del origen de la vida.
Esto nos hace volver a la idea de la necesidad de progresar
en el origen de la vida.
Mientras que, tradicionalmente hemos tenido estos modelos,
Primero la genética y Primero el metabolismo, y hay otros modelos,
como el de Primero los compartimientos,
donde se habla de superficies minerales y todo tipo de cosas.
Lo que en realidad necesitamos es pensar acerca de cuáles son las teorías
acerca de la vida, y cómo desarrollar
modelos más predictivos que sean más generales
en relación con diferentes químicas y que nos permitan ir al laboratorio
y predecir en qué circunstancias se debería obtener algo que sea
más parecido a la vida.
Un ejemplo excelente de la necesidad
de teorías y de reflexionar acerca del origen de la vida
lo dio Carol Cleveland and Chris Chyba
en una publicación que escribieron
sobre la definición de vida y donde comentaron
acerca de tratar de definir el agua y lo difícil
que fue definirla antes de que se tuviera
una teoría molecular del agua.
Ustedes pueden describir el agua como un líquido incoloro,
pueden describirla basándose en el hecho de que es líquida
en cierto intervalo de temperaturas,
que es inodora.
Hay tantas formas distintas
en las que pudieran describir el agua y que los puede llevar
a una definición del agua, pero ninguna de ellas es exclusiva
del agua porque hay otros líquidos incoloros
que es posible describir, hay otras cosas que también son líquidas
a temperatura ambiente.
Así pues, la forma precisa en la cual definimos el agua es
porque hay
una teoría atómica que describe
las moléculas y sus interacciones
y ahora podemos definirla en forma precisa como H2O.
Pero la opinión de ellos fue que lo que hacemos ahora es
algo así como definir la vida fenomenológicamente.
Tenemos mucha heurística o muchas ideas
acerca de lo que creemos que pudiera ser la vida y, al final,
lo que necesitamos es una teoría y que nuestra definición
debería derivarse de esa teoría y no a la inversa.
Una forma en la cual me gusta pensar en esto es
reflexionar de verdad en las propiedades emergentes de la vida,
por ejemplo, el agua.
Y una de las propiedades que creemos que definen el agua es que es húmeda,
pero la humedad del agua es una propiedad emergente
que requiere muchos, muchos, muchos millones
de moléculas de agua que sean potencialmente húmedas.
Aunque hay un debate activo acerca de la cantidad de moléculas
de agua, si son cientos,
si son miles de moléculas,
y se ha estado trabajando
en el desarrollo de modelos para cuantificar
cuándo se vuelve húmeda el agua.
Del mismo modo, si estamos pensando
en propiedades emergentes de la vida, la evolución es con frecuencia
considerada como una propiedad que define la vida,
pero la evolución existe
a nivel de poblaciones; de modo que, se requiere que interactúen
muchos individuos para que haya un sistema evolutivo.
En cierta forma, la evolución que se usa como una propiedad
que define la vida también es una propiedad emergente de la vida.
De manera que, una de las cosas que de verdad necesitamos es cuestionarnos
para tratar de encontrar la teoría subyacente que explique
esas propiedades, de la misma forma en que contamos con una teoría atómica
para el agua, que explica algunas de sus propiedades emergentes.
Una forma de verlo, es imaginar
la vida como un sistema para procesar información.
Esta sería como una especie de propuesta nueva para intentar
unificar distintas propiedades
de la vida por la que muchos se han entusiasmado en este campo
y por la que muchos están trabajando desde diferentes perspectivas.
Pero, si volvemos a pensar en la idea de la genética versus el metabolismo,
y teníamos el modelo de polímeros binarios,
ambos fueron una especie de representación
de un sistema de información
que era capaz de replicarse a sí mismo.
Pero eran arquitecturas muy diferentes
para ese tipo de cosas y uno pudiera ver
a Primero la genética como una especie de procesamiento digital de información
y a Primero el metabolismo como una especie
de procesamiento analógico de información.
Además, existe la idea entre la comunidad
de biólogos, y ya está emergiendo
en la astrobiología, de ver a la información
como posible principio unificador, a través del cual deberíamos concebir
la vida en todos los niveles y que pueden ser organismos
que estén organizados mediante flujos de información.
Una forma de pensar en el origen de la vida
como una nueva perspectiva potencial es pensar en ello como una transición
y cómo se almacena, se propaga y se usa la información.
Y esto pudiera ser suficientemente general como para poder predecir
las propiedades de la química alienígena
que también puede procesar información
en una forma potencialmente similar
a la biología de la Tierra, pero que permita
químicas distintas a la arquitectura bioquímica
que hay en la Tierra tan característica
del último antepasado universal.
Si pudiéramos entender cómo funciona la información
en las redes bioquímicas en la Tierra,
potencialmente podríamos entender
que otras químicas posibles podrían
permitir esos mismos tipos de propiedades emergentes
en otros mundos y tal vez predecir
químicas extraterrestres.