En términos de complejidad comprimida, las células no tienen par en el mundo material, reales o imaginadas. Y es probable que aún haya mucha más complejidad por descubrir. Incluso tan recientemente como en 1913, cuando Lawrence Henderson compuso su clásico The Fitness of the Environment, la célula era una caja negra, su complejidad molecular real era un misterio. Solo cuando el velo comenzó a levantarse con la revolución biológica molecular de mediados de siglo XX, la ciencia comenzó a vislumbrar la sofisticación de estas extraordinarias piezas de materia. Posteriormente, cada década de investigación ha revelado mayores profundidades de complejidad. El descubrimiento de estructuras y sistemas cada vez más intrincados con cada aumento en el conocimiento, incluidas topologías de ADN muy complejas y un inventario vasto y creciente de moléculas reguladoras de mini-ARN, nos dice que probablemente haya mucho más por descubrir. Lo que vislumbramos ahora puede ser solo una pequeña fracción de lo que queda por descubrir.
Como confesó Erica Hayden en la revista Nature, “A medida que la secuenciación y otras nuevas tecnologías arrojan datos”, la complejidad descubierta por la biología celular “parece crecer en órdenes de magnitud. Profundizar en ello ha sido como hacer zoom en un conjunto de Mandelbrot … que revela patrones cada vez más intrincados a medida que uno mira más de cerca su límite «.
Un tercer infinito
Hay mucho más por descubrir sobre la célula, pero incluso a partir de nuestro conocimiento limitado actual de sus profundidades, está claro que esta pequeña unidad de sofisticación compacta y adaptativa constituye algo así como un tercer infinito. Donde el cosmos se siente infinitamente grande y el reino atómico infinitamente pequeño, la célula se siente infinitamente compleja.
Pero las células no son simplemente complejas más allá de cualquier medida sensible y más allá de cualquier otra forma material concebible. Aparecen de muchas maneras supremamente aptas para cumplir su función como unidad básica de la vida biológica. Un elemento de esta aptitud se manifiesta en su incomparable diversidad de formas. Contraste una neurona con un glóbulo rojo, una célula de la piel con una célula del hígado, un leucocito ameboide con una célula muscular. Cada una de estas diferentes formas se encuentra en el cuerpo humano y muchas más. O considere la diversidad de protozoos ciliados. Desde el Stentor en forma de trompeta hasta el elegante Paramecium, el universo de forma ciliada es absurdamente diverso. O tomemos los radiolarios. Incluso dentro de este pequeño grupo de organismos relacionados, la diversidad de formas celulares es asombrosa. Y, sin embargo, cada miembro de este fantástico zoológico de formas radiolarianas se basa exactamente en el mismo diseño canónico.
Adaptación única
La adaptación única de la célula para servir como unidad fundamental de la vida también se manifiesta en sus asombrosas capacidades y la diversidad de funciones que realiza. Incluso la diminuta E. coli, una bacteria en forma de cilindro en el intestino humano, tiene capacidades espectaculares. Howard Berg se ha maravillado de la versatilidad y las capacidades de este organismo minúsculo, y ha llamado a sus talentos «legión». Señala que este diminuto organismo, de menos de una millonésima parte de un metro de diámetro y dos millonésimas de metro de largo, tan pequeño que «20 cabrían de un extremo a otro en una única célula bastón de la retina humana», es sin embargo, “experto en contar moléculas de azúcares, aminoácidos o dipéptidos específicos; en la integración de entradas sensoriales similares o diferentes en el espacio y el tiempo; al comparar recuentos tomados del pasado reciente y no tan reciente; al desencadenar una respuesta de todo o nada; al nadar en un medio viscoso… formación de patrones uniformes «.
Las células también se mueven de diversas formas. E. coli viaja por la acción de hélice del flagelo bacteriano. Otros lo hacen a través de la acción de batir de los cilios. Algunos se arrastran y gatean. Algunos sacan pseudópodos y agarran pequeños objetos en sus inmediaciones.
Algunas células pueden sobrevivir a la desecación durante cientos de años. Las células poseen relojes internos y pueden medir el paso del tiempo. Pueden detectar campos eléctricos y magnéticos y comunicarse a través de señales químicas y eléctricas. Algunas pueden encerrarse en pieles similares a armaduras. Algunas pueden ver; una especie de ciliados tiene una lente capaz de enfocar una imagen en otra región del citoplasma, en efecto, un ojo. Todos pueden reproducirse a sí mismos con aparente facilidad, un acto que va mucho más allá incluso del artefacto humano más complejo. ¡Algunos incluso pueden reconstruirse por completo a partir de pequeñas fracciones cortadas quirúrgicamente de la célula!
Capaz de … casi cualquier cosa
Estas notables partículas de materia organizada han construido todos los organismos multicelulares de la Tierra, incluido el cuerpo humano, un vasto colectivo de hasta 100 millones de millones de células. Las células componen el cerebro humano, haciendo un millón de conexiones por minuto durante nueve meses durante la gestación. Las células construyen ballenas azules, mariposas, pájaros y las secuoyas gigantes de Yosemite. Las células constituyeron los dinosaurios y toda la vida pasada que haya nacido en la Tierra. Y a través de las actividades de algunas de las más simples de su tipo, las células terraformaron gradualmente el planeta durante los últimos 3.000 millones de años, generando oxígeno a través de la fotosíntesis y liberando sus poderes energizantes para todas las formas de vida superiores. Son el conjunto constructor universal de vida en la Tierra. En resumen, pueden hacer casi cualquier cosa, adoptar casi cualquier forma y obedecer cualquier orden. Parecen, en todos los sentidos, perfectamente adaptados a su tarea asignada de crear una biosfera repleta de organismos multicelulares como nosotros.
Cuando observamos los movimientos de los protozoos en una gota de agua de un estanque o las travesuras de un leucocito ameboide en el torrente sanguíneo humano persiguiendo una bacteria, es difícil resistir la sensación de que estas formas de vida microscópicas son seres sensibles y autónomos. Este fue el caso cuando teníamos tecnología microscópica relativamente primitiva hace más de cien años, y lo es aún más hoy.
No son solo sus estrategias de caza (que se ven en un video de un leucocito persiguiendo a su presa, a continuación) las que se asemejan a los comportamientos de organismos superiores.
Otro ejemplo sorprendente son los rituales de cortejo de los ciliados, rituales que incluyen danzas de apareamiento preconyugal, aprendizaje recíproco, toques repetidos de posibles parejas e incluso engaños y trampas al comunicar la aptitud reproductiva a las posibles parejas. Uno de los fundadores del conductismo, Herbert Spencer Jennings, sospechaba firmemente que los protozoos eran sensibles. Como confesó, “Si la Ameba fuera un animal grande, para entrar en la experiencia cotidiana de los seres humanos, su comportamiento provocaría de inmediato la atribución de estados de placer y dolor, de hambre, deseo y similares. , precisamente sobre la misma base que atribuimos estas cosas al perro «.
¿»Simple y crudo»?
Recientemente, el biólogo Brian Ford se hizo eco de los pensamientos de Jennings: “El mundo microscópico de la única célula viva refleja el nuestro de muchas maneras: las células son esencialmente autónomas, sensibles e ingeniosas. En la vida de las células individuales podemos percibir las raíces de nuestra propia inteligencia «. Y, como continúa Ford, “Consideramos que las amebas son simples y toscas. Sin embargo, muchos tipos de amebas construyen caparazones vidriosos recogiendo granos de arena del barro en el que viven. El caparazón típico de Difflugia, por ejemplo, tiene la forma de un jarrón y tiene una simetría notable … Simplemente no sabemos cómo este organismo unicelular construye su caparazón «.
Incluso si las células no son seres sensibles, sus logros, su complejidad, su diversidad de estructura y función, siguen siendo asombrosos. Los poderes únicos de las células, lo que Jacques Monod llamó sus “poderes catalíticos demoníacos”, y su extraordinaria aptitud para desempeñar su papel único como los bloques de construcción de toda la vida en la Tierra son una maravilla evidente para cualquiera que les dé una consideración superficial.
El paradigma de adaptación única
Una maravilla aún mayor es la impresionante aptitud previa en la naturaleza que permite la actualización material de la célula canónica basada en carbono. Esta aptitud previa se manifiesta en la utilidad única de las propiedades de un número significativo de átomos en la primera mitad de la tabla periódica para servir a fines altamente específicos esenciales para el ensamblaje de los constituyentes macromoleculares centrales y el funcionamiento fisiológico de la célula. Yo llamo a esto el paradigma de adaptación única.
Esta aptitud previa se manifiesta también en la extraordinaria utilidad del agua para servir como matriz de la célula, y por procesos químicos en la vastedad oscura del espacio interestelar que resultan en la síntesis abiótica de muchos de los monómeros moleculares usados por las primeras células para construir sus constituyentes macromoleculares. En otras palabras, la aptitud «demoníaca» de la célula depende de una aptitud más profunda prefigurada en el tejido mismo de la realidad. Esta aptitud más profunda está inscrita en las leyes de la naturaleza desde el principio de los tiempos, una aptitud que revela que el cosmos es, como proclamó Henderson, un todo profundamente biocéntrico.
Artículo publicado originalmente en inglés por Michael Denton Ph.D. en Evolution News and Science Today
