Jaione Pozuelo Echegaray - La biología en 100 preguntas

El planeta Tierra, un cuerpo celeste singular. Muchas son las características que convierten nuestro astro en un lugar digno de estudio: sus formas geológicas en continuo cambio, la presencia de una capa de agua que cubre un alto porcentaje de su corteza, la dinámica atmosférica responsable de climas y paisajes… Sin embargo, si hay algo realmente fascinante en nuestro planeta, es sin duda la presencia de formas de vida.

Antes de continuar, aclararemos qué entendemos por «vida». Muchos biólogos han resaltado la complejidad que supone definir esta palabra. De hecho, resulta más sencillo explicar las características distintivas de la materia viva. En palabras de un geólogo, los seres vivos son «sistemas autorreproducibles que toman su energía del medio y se han adaptado a todos los ambientes del planeta» (F. Anguita, 1988). Si la pregunta se formula a un genetista, su afirmación será que todo ser vivo cambia (por mutaciones), es capaz de autorreplicarse (por reproducción celular) y puede transmitir su información a la descendencia (por mecanismos de herencia biológica). Y si preguntáramos a un biólogo, probablemente nos diría que todos los seres vivos comparten una organización molecular y la realización de las tres funciones consideradas vitales: nutrición, reproducción y relación con el medio interno y el externo.

Definir la vida es casi tan complejo como lo es la vida en sí misma. La cantidad de procesos bioquímicos que fundamentan la existencia de organismos autorreplicables es tal que parece igualmente complicado lograr las condiciones idóneas para que estas estructuras se desarrollen. De hecho, la aparición de la vida en el planeta no fue un proceso sencillo. Hicieron falta una serie de condiciones que no se han encontrado en ningún planeta conocido hasta la fecha. Unas condiciones que comienzan con la distancia que nos separa del Sol.

El Sol es la estrella que mantiene todo el sistema solar en funcionamiento. A partir del disco protoplanetario que lo rodeaba, se formaron ocho planetas que quedaron girando en distintas órbitas, así como pequeños cuerpos celestes (asteroides, planetas enanos, cometas, etc.), todos ellos sujetos a la estrella por atracción gravitatoria y sometidos a su radiación electromagnética. Y es que las reacciones de fusión nuclear del interior de la estrella producen una energía inmensa en forma de radiación: la superficie solar se encuentra a una temperatura superior a los 5.500 °C.

Esta radiación llega de forma desigual a los distintos planetas. La temperatura en la superficie de los mismos desciende a medida que nos alejamos del Sol (con la excepción de Venus, cuya densa atmósfera actúa como un invernadero y eleva su temperatura media hasta los 470 °C). Por lo tanto, planetas cercanos como Mercurio pueden alcanzar los 465 °C en la cara expuesta al Sol, mientras que al otro extremo del sistema solar encontramos temperaturas de -224 °C en Urano o -218 °C en Neptuno. Siguiendo esta lógica, encontramos a nuestro planeta, en la tercera órbita, a una distancia de aproximadamente ciento cincuenta millones de kilómetros del Sol, con una temperatura media de 15 °C en superficie. Considerando que los límites térmicos para la vida se encuentran entre -18 °C y 50 °C, parece evidente que la Tierra es el lugar idóneo para la aparición y el mantenimiento de organismos vivos.

Una segunda condición que distingue a la Tierra, consecuencia de esta temperatura media en superficie, es la presencia de una hidrosfera formada por agua en sus tres estados. Y es que encontrar agua en el espacio es relativamente sencillo (analizando el contenido de Marte, Mercurio o de cuerpos pequeños como cometas o asteroides, encontraremos hielo; y en el planeta enano Ceres podríamos hallar vapor de agua). Algo más complicado resulta encontrar agua líquida (aunque hay fuertes evidencias de que las lunas de Júpiter y Saturno podrían tener océanos bajo su superficie, y también se ha detectado la presencia de agua líquida en Marte). La cuestión se complica aún más si lo que buscamos es la coexistencia de agua en los tres estados. Y es aquí donde la Tierra, por ahora (nos queda mucho universo por descubrir), es especial.

Agua y aire en la Tierra. Aunque se conozca como Planeta Azul, si pusiéramos toda el agua de la Tierra en una esfera, esta tendría un diámetro de 1.390 kilómetros (esfera pequeña de la izquierda). El agua líquida está muy extendida en la superficie, pero tiene poca profundidad. Si hiciéramos lo mismo con la atmósfera terrestre, obtendríamos una esfera de 1.999 kilómetros de diámetro (representada a la derecha). Pero si lo que tenemos en cuenta es el agua potable del planeta, obtendríamos una diminuta esfera de 62 kilómetros de diámetro, que el lector puede ver si agudiza la vista a la izquierda de las otras dos esferas. Fuente: Gritzi, G. Disponible en: http://slconceptual.wordpress.com/

Existen sedimentos de origen marino entre las rocas más antiguas conocidas, lo que demuestra la existencia de océanos casi desde la formación del planeta. Y esta presencia de agua líquida en la superficie terrestre tuvo varios efectos. Por un lado, como agente modelador del relieve, sus acciones han acompañado al modelado de la corteza terrestre a lo largo de la historia del planeta. Además, ocupando más del setenta por ciento de su superficie, esta hidrosfera líquida aportó a la Tierra el apodo de «Planeta Azul», ya que de este color se nos ve desde el espacio. Y por último, una de las principales consecuencias será el surgimiento de las primeras moléculas orgánicas, ligadas íntimamente a la presencia de este líquido elemento, como descubriremos más adelante.

Sin embargo, el proceso no terminó ahí, de hecho, la propia presencia de vida cambió drásticamente la dinámica del planeta, afectando así al desarrollo de nuevos organismos. Y es aquí cuando la atmósfera adquiere un papel fundamental.

Aunque en un principio se pensó que la atmósfera terrestre primitiva era fundamentalmente reductora, en las últimas décadas se ha propuesto una protoatmósfera ligeramente oxidante, compuesta por vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno y óxido de azufre, componentes incompatibles con la vida aerobia. De hecho, fue la actividad de las primeras bacterias anaerobias y fotosintéticas lo que posibilitó una producción de oxígeno que transformaría permanentemente la composición de la atmósfera, por lo que la diversidad de formas de vida que ahora conocemos no hubiera sido posible sin esta capa gaseosa que nos rodea.