El agua es la sustancia más extraordinaria. Prácticamente todas sus propiedades son anómalas, lo que permitió que la vida la utilizara como material de construcción para su maquinaria. La vida es agua bailando al son de los sólidos.

Albert Szent-Gyorgyi (1972)

A menudo se pasa por alto que la famosa estructura de doble hélice del ADN no es intrínseca a esa molécula, sino que depende de un sutil equilibrio de aportes de energía presentes en la solución acuosa. Sin agua para filtrar las repulsiones electrostáticas entre los grupos fosfato, la hélice clásica y ordenada ya no es viable.

Phillip Ball (2008)

El agua, incluso en cantidades muy pequeñas, influye de forma drástica en diversas propiedades físicas y químicas de los materiales geológicos, como las temperaturas de fusión, la química de la fusión, la viscosidad y la densidad, los equilibrios de fases y la cinética de las reacciones. Por lo tanto, el agua afecta a procesos magmáticos fundamentales que van desde la fusión hasta el ascenso del magma y desde la cristalización hasta la erupción.

Roberto F. Weinberg y Pavlína Hasalová (2015)

En este artículo explicaré por qué, como alguien que es agnóstico respecto de muchas afirmaciones religiosas, me parece imposible rechazar la inferencia a un Diseño Inteligente. Esto se desprende de una consideración del ajuste fino de las propiedades de la materia para la vida tal como existe en la Tierra. Aquí, en particular, describiré varias propiedades del agua que transmiten una poderosa impresión de haber sido ajustadas para la vida terrestre. Estas incluyen las diversas propiedades únicas del agua que hacen posible el ciclo hidrológico (que a su vez hace posible la vida terrestre); la aptitud única del agua para formar el medio del sistema circulatorio; su aptitud única para formar la matriz de la célula, incluida su propiedad hidrofóbica que desempeña un papel esencial en la generación de las estructuras supramoleculares de orden superior en la célula; y sus diversas propiedades térmicas únicas que hacen posible los organismos de sangre caliente y desempeñan un papel vital en la mejora climática. Este conjunto verdaderamente asombroso de aptitud se manifiesta en las propiedades de una sustancia molecular simple y solo puede tener una explicación razonable: el Diseño Inteligente.

Aunque durante la mayor parte de mi vida he sido relativamente agnóstico y actualmente no pertenezco a ninguna iglesia ni asisto a ningún servicio religioso, creo que la inferencia al Diseño es ineludible en cualquier consideración sensata del ajuste fino del entorno natural. Como han señalado muchos defensores del DI, la inferencia al diseño se hace en muchas disciplinas diferentes sobre muchos fenómenos diferentes. Los investigadores en arqueología y criminología, los científicos que buscan evidencia de vida inteligente en el espacio exterior, deben en muchos casos juzgar que un artefacto, un patrón particular o un suceso es el resultado del Diseño y no del azar. En tales casos, evidentemente, una inferencia al Diseño no tiene absolutamente nada que ver con la creencia religiosa.

El ajuste fino de las constantes físicas de la naturaleza para permitir un universo habitable, que contenga sistemas solares estables y planetas similares a la Tierra, también ha parecido a muchos cosmólogos seculares como algo altamente sugestivo de Diseño. Paul Davies vio el ajuste fino de las constantes cósmicas como algo que transmite una «abrumadora impresión de Diseño». Y Fred Hoyle proclamó célebremente:

Una interpretación de sentido común sobre los hechos sugiere que un superintelecto ha manipulado la física, así como la química y la biología, y que no existen fuerzas ciegas de las que valga la pena hablar en la naturaleza. Las cifras que se calculan a partir de los hechos me parecen tan abrumadoras que ponen esta conclusión casi fuera de toda duda.

Y lo mismo ocurre con el agua.

El ciclo hidrológico

Consideremos en primer lugar la aptitud única del agua para el ciclo hidrológico, un ciclo vital para toda la vida terrestre en la Tierra, incluidos nosotros mismos. Para empezar, el agua es la única sustancia que es capaz de existir en tres estados materiales —líquido, gas y sólido— en el rango de temperatura ambiente en la superficie de la Tierra. Es esta capacidad única la que permite el gran ciclo hidrológico, permitiendo que el agua líquida se evapore como gas (vapor de agua) desde el mar, se condense en gotas de agua en las nubes y caiga como lluvia (agua líquida) o nieve (agua sólida) al suelo y finalmente fluya de regreso a través de ríos de agua líquida o glaciares (ríos de agua sólida) al mar.

Por lo tanto, el agua, debido a su capacidad única de existir en los tres estados materiales, es especialmente adecuada para permitir el ciclo hidrológico y, por lo tanto, proporcionar un suministro continuo de agua para la vida terrestre.

Pero la vida en la tierra requiere, además de agua, un suministro continuo de los elementos esenciales de la vida. Los cuatro átomos principales de la materia orgánica —C, H, O y N— se derivan de la atmósfera y el agua; pero los otros átomos esenciales —incluidos Na, P, S, Cl, K, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Cu y Zn— deben ser lixiviados de las rocas (la única fuente para la vida terrestre) a medida que los ríos regresan al mar. Luego se distribuyen a la hidrosfera terrestre, poniéndolos a disposición de la vida terrestre. Pero lo que es verdaderamente asombroso, la palabra está cuidadosamente elegida, es que el agua posee un conjunto adicional de propiedades que son profundamente adecuadas para erosionar y lixiviar los minerales esenciales de las rocas.

Estos elementos adicionales que permiten aptitud biológica incluyen: (1) el agua es un excelente disolvente; (2) el agua posee una baja viscosidad y, en consecuencia, una alta movilidad, que en conjunción con las diminutas lascas de roca que transporta promueve la erosión de las rocas; (3) el agua posee una alta tensión superficial (una de las más altas de los fluidos conocidos) que atrae el agua hacia las grietas de las rocas; (4) en las latitudes y altitudes más altas, la expansión del agua al congelarse (algo prácticamente único) provoca un mayor agrietamiento de las rocas, lo que contribuye a un mayor proceso de erosión; y (5) cuando el agua reacciona con el CO2 del aire, se forma una solución ácida suave (ácido carbónico) que promueve aún más la disolución y la erosión de las rocas.

Pero esto no es todo. El suministro de agua enriquecida con los minerales de la vida no serviría de nada sin suelos que retengan agua, que son esenciales para el crecimiento de todas las plantas y árboles. Estos necesitan un suministro de agua fiable y continuo. En los suelos que retienen agua, el agua se mantiene en los microporos (lo que impide el drenaje rápido y la pérdida de agua subterránea) debido a la alta tensión superficial del agua (que, como ya se ha mencionado, desempeña un papel en el aumento de la erosión al ser atraída hacia grietas y hendiduras estrechas de las rocas).

Resulta casi increíble que el mismo proceso erosivo que, en última instancia, lixivia los minerales de las rocas genere al mismo tiempo los suelos que retienen el agua, enriquecidos con los nutrientes necesarios para la vida. ¿Y qué fuerza física retiene el agua en los microporos del suelo? ¡Nada menos que la elevada tensión superficial del agua misma!

Por último, quizá el aspecto más notable del ciclo es que los elementos únicos de aptitud del agua para la erosión y la meteorización sólo pueden explotarse gracias a un elemento de aptitud previo, es decir, la capacidad única del agua de existir en tres estados materiales en las condiciones ambientales de la Tierra. Y, de nuevo, la aptitud de los suelos que retienen el agua, tan esencial para la vida vegetal, sólo puede explotarse gracias a la aptitud previa del agua para la erosión de las rocas.

Por tanto, las propiedades del agua que se explotan en el ciclo hidrológico forman lo que es, en efecto, una jerarquía teleológica de aptitud. En esta jerarquía, una propiedad única del agua permite la explotación de un conjunto posterior de propiedades para lograr un fin vital que dé vida. No puedo pensar en ningún otro conjunto de hechos en toda la ciencia que sugiera más la existencia de Diseño.

La circulación

Curiosamente, otro ciclo vital, la circulación de la sangre en el cuerpo de organismos complejos, también depende de varias propiedades únicas del agua que constituye el medio básico de la sangre. Su excelencia como disolvente no es menos importante por su papel en la circulación que por su papel en la lixiviación de los minerales de las rocas en el ciclo hidrológico. Y, como ya se ha mencionado, su baja viscosidad, que confiere movilidad al agua en el ciclo hidrológico (lo que aumenta las tasas de erosión), es también un elemento vital de aptitud para la circulación que, junto con la densidad relativamente baja del agua, permite al corazón bombear la sangre a través del lecho capilar. Es evidente que, si la viscosidad de la sangre fuera incluso ligeramente superior, similar a la de muchos otros fluidos, bombear la sangre a través del lecho capilar sería imposible. Tal como están las cosas, la energía que debe dedicarse a bombear la sangre a través del sistema circulatorio supone aproximadamente el 10 por ciento del presupuesto energético del ser humano y de muchos otros vertebrados.

La célula

Consideremos ahora la aptitud del agua para formar la matriz de la célula. Este conjunto incluye de nuevo su baja viscosidad (que proporciona un medio muy fluido para el rápido movimiento de las moléculas dentro de la célula), y sus excelentes poderes como disolvente (que le permiten llevar en solución un vasto inventario de especies moleculares). Pero tiene otra propiedad vital, menos conocida pero que es esencial para la generación del orden estructural superior de la célula, la propiedad (o fuerza) hidrofóbica del agua. Esto surge de las electronegatividades relativas (atracción a los electrones) del hidrógeno (H) y el oxígeno (O), donde el oxígeno, al ser mucho más electronegativo que el hidrógeno, atrae a los electrones con más fuerza que el hidrógeno, dejando al átomo de oxígeno en la molécula de agua (H2O) cargado negativamente y a los átomos de hidrógeno cargados positivamente. Al tener cargas tanto negativas como positivas, el agua se denomina un compuesto polar. Y esto tiene una consecuencia importante porque significa que otras sustancias polares o cargadas son atraídas electrostáticamente por los átomos cargados de oxígeno e hidrógeno y son, por así decirlo, del agrado del agua y fácilmente solubles. Por otra parte, las cadenas de hidrocarburos, por ejemplo, formadas por enlaces C-H, son apolares. Debido a que las electronegatividades de sus átomos de carbono e hidrógeno constituyentes son cercanas, tanto los átomos de carbono como los de hidrógeno en los enlaces C-H son igualmente atractivos para los electrones y, por lo tanto, no tienen carga. Y debido a que los átomos de los hidrocarburos no tienen carga, no son atraídos electrostáticamente ni por los átomos de oxígeno con carga negativa ni por los átomos de hidrógeno con carga positiva del agua y no son del agrado del agua y no pueden disolverse y se ven obligados, por lo que se denomina fuerza hidrofóbica, a agruparse en complejos que excluyen el agua.

Es esta fuerza, la fuerza hidrofóbica, la que provoca la formación de la membrana celular de bicapa lipídica al forzar las cadenas de hidrocarburos insolubles (apolares) de los fosfolípidos hacia el centro de la membrana celular, lejos de la fase acuosa dentro y fuera de la célula. Es la misma fuerza que obliga a las cadenas laterales apolares de los aminoácidos a agruparse en el centro de las proteínas durante el plegamiento y estabiliza la forma nativa madura después del plegamiento. La fuerza hidrofóbica también desempeña un papel en la estabilización de la hélice del ADN, así como en los complejos enzima-sustrato.

La importancia de la fuerza hidrofóbica en el ordenamiento de las membranas y otras estructuras de orden superior en la célula no se puede exagerar. Porque es difícil imaginar cómo se podría lograr el orden estructural superior de la célula de otra manera que no sea explotando la fuerza hidrofóbica del agua. En otras palabras, la vida y, de hecho, la propia existencia de la célula basada en el carbono dependen críticamente de la fuerza hidrofóbica del agua. El químico de proteínas Charles Tanford no exageraba cuando dijo:

La fuerza hidrofóbica es la fuerza energéticamente dominante para la contención, adhesión, etc., en todos los procesos de la vida… Esto significa que toda la naturaleza de la vida tal como la conocemos es esclava de la estructura unida por el hidrógeno en el agua líquida.

La aptitud del agua para formar la matriz de la célula es, hasta donde se sabe, absolutamente única. Ningún otro líquido podría reemplazar al agua en esta función. Además, en 3.500 millones de años ningún otro líquido ha sido utilizado como matriz de la célula en ningún organismo. Si el agua no poseyera exactamente el conjunto de propiedades que posee, no existiría ninguna célula basada en el carbono y, con toda seguridad, la Tierra estaría desprovista de vida.

Endotermia

Consideremos ahora otro fenómeno completamente diferente, la endotermia, que confiere muchas ventajas a las formas de vida terrestres avanzadas como nosotros. Esto depende críticamente de un conjunto de propiedades térmicas únicas del agua.

En primer lugar, el alto calor específico del agua (uno de los más altos de los fluidos conocidos) protege al cuerpo contra los cambios de temperatura, un elemento vital de aptitud para cualquier organismo de sangre caliente que mantenga su temperatura corporal a un nivel fijo (37-40 °C en aves y mamíferos), dado que el agua constituye alrededor del 60 por ciento de la masa del cuerpo.

En segundo lugar, está el alto calor latente de evaporación del agua (el más alto de cualquier sustancia molecular). Este es otro elemento vital de aptitud cuando la temperatura ambiental aumenta por encima de la temperatura corporal, como ocurre en muchas áreas geográficas, no solo en los trópicos. ¿Por qué es tan vital el alto calor latente de evaporación del agua? Porque la única forma de reducir la temperatura corporal cuando la temperatura ambiental es superior a 37 °C es mediante el efecto refrescante de la evaporación del agua en la piel. La vida humana en vastas áreas de la Tierra sólo es posible gracias a este efecto de enfriamiento.

Y si eso no fuera suficientemente notable, la otra propiedad térmica del agua. su capacidad de conducción de calor, es una de las más altas entre los fluidos comunes. Se trata de un elemento de aptitud que ayuda al transporte de calor desde los tejidos a los capilares y desde los capilares a la piel en la periferia. Por lo tanto, estas tres propiedades térmicas del agua son, a su vez, exclusivamente aptas para permitir la endotermia en vertebrados terrestres avanzados, incluidos nosotros mismos.

¿No es más que notable que, además de poseer una aptitud única para el ciclo hidrológico, para la circulación, para la matriz de la célula, también posee las propiedades adecuadas para la endotermia? ¿Hay fenómenos más dispares que estos?

Uno podría haber imaginado que estas tres propiedades térmicas del agua que permiten la endotermia podrían agotar el número de propiedades térmicas del agua aptas para la vida en la Tierra. Pero NO, existe otra propiedad térmica que desempeña un papel vital completamente diferente para la vida en la Tierra: la expansión del agua dulce por debajo de los 4 °C (y del agua de mar por debajo de los 1,8 °C). Esto lleva el agua más fría a la superficie y, en conjunción con la expansión del agua al congelarse (otra propiedad casi única del agua líquida), evita que el agua se congele de abajo hacia arriba y, por lo tanto, permite la existencia de vida marina y de agua dulce en las latitudes más altas.

Existen muchas otras formas en las que las propiedades del agua desempeñan un papel esencial en los procesos y fenómenos vitales que permiten que la vida florezca en la Tierra. Muchas de ellas se analizan en mi monografía The Wonder of Water. Entre ellas se incluye la forma en que las propiedades térmicas del agua desempeñan un papel vital en las grandes corrientes atmosféricas y oceánicas que llevan el calor de los trópicos a las latitudes más altas y frías, mejorando el clima de la Tierra. Además, ahora sabemos que el agua también desempeña un papel fundamental en la reducción de la viscosidad de las rocas del manto terrestre, lo que mejora el reciclaje tectónico de las rocas de la corteza, lo que garantiza (y ha garantizado durante miles de millones de años) que la fuente de minerales para la vida terrestre se reponga continuamente.

En resumen, lo asombroso es la gran diversidad y multiplicidad de los elementos de aptitud del agua para la vida en la Tierra. Lo que tenemos en las propiedades del agua, una simple sustancia molecular, H2O, es seguramente el conjunto más asombroso de aptitud para servir a un universo de diversos fines, integrado elegante y parsimoniosamente en una simple sustancia molecular en toda la naturaleza. No una, sino innumerables propiedades del agua son supremamente aptas para servir a diversos fines críticos para la vida: desde la matriz de la célula hasta el reciclaje tectónico, desde la circulación de la sangre hasta la erosión de las rocas. No importa cuál sea el sesgo filosófico o teológico de cada uno, los hechos hablan por sí solos. No hay escapatoria racional de la inferencia al Diseño. La única explicación que da algún sentido a los hechos es que las propiedades del agua fueron inteligentemente ajustadas.

Y hay una última idea extraordinaria implícita en la aptitud de las propiedades del agua. En primer lugar, debido a que estas propiedades han permanecido inalteradas desde el comienzo mismo de los tiempos, esto implica que deben haber estado en la mente de un Diseñador y ordenadas en el momento de la creación. Y, en segundo lugar, dada su idoneidad para tantos fenómenos y procesos diversos, esto nos lleva a la fascinante idea de que la vida en la Tierra y, de hecho, los seres de nuestro avanzado diseño terrestre también deben haber estado en la mente del Diseñador desde el momento de la creación. En otras palabras, estábamos destinados a existir, y desde el amanecer de los tiempos. El universo, como dijo Freeman Dyson, «debe haber sabido en algún sentido que veníamos».

Artículo publicado originalmente en inglés por Michael Delton Ph.D. en Evolution News & Science Today