En mi primer artículo de esta serie sobre el espacio extracelular, señalé que, cuando se trata de la cuestión de cómo surgió la vida, tengo un tema que me molesta. Ya sea que se trate de un debate que apoya el Diseño Inteligente o los procesos no dirigidos que propone la biología evolutiva, casi siempre involucra solo biología molecular y/o celular.

Pero ¿qué pasa con los organismos multicelulares como nosotros? Además de saber qué sucede dentro de nuestras células (dentro del espacio intracelular), también debemos considerar qué sucede fuera de nuestras células (pero dentro de nuestro cuerpo), en el espacio extracelular.

Fundamentos de un organismo multicelular

Un organismo multicelular (OMC) consta de más de una célula. Dado que su cuerpo tiene más de treinta billones de células, usted es un OMC.

El espacio intracelular consta de todo lo que está dentro de las membranas celulares de sus células. El espacio extracelular consta de todo lo que está fuera de las membranas celulares de sus células. Para aclarar:

  1. Los distintos tejidos y órganos del cuerpo están formados por muchos tipos diferentes de células, pero los espacios entre ellos forman parte del espacio extracelular.
  2. Los distintos tipos de vasos sanguíneos del cuerpo están formados por varios tipos de células, pero los canales y la sangre que contienen forman parte del espacio extracelular.
  3. Las cuatro cámaras del corazón están formadas por células musculares, pero la cavidad que hay dentro de ellas, por la que se bombea la sangre a todo el cuerpo, forma parte del espacio extracelular.
  4. El sistema gastrointestinal es un tubo hueco muscular revestido de células que ayudan a la digestión y la absorción de agua y nutrientes, pero su lumen y el líquido que contiene forman parte del espacio extracelular.

Un organismo multicelular en mayores detalles

  1. Los espacios intracelular y extracelular están compuestos principalmente de agua con diversos químicos en solución (contenido químico) junto con diversas estructuras biomoleculares.
  2. Para que las células de un OMC se mantengan vivas y funcionen correctamente, deben mantener el control del espacio intracelular: su agua, contenido químico y diversas estructuras biomoleculares.
  3. Para que un OMC se mantenga vivo y funcione correctamente, debe mantener el control de su espacio extracelular: su agua, contenido químico y diversas estructuras biomoleculares.
  4. En un OMC, el agua total, el contenido químico y las diversas estructuras biomoleculares dentro de su espacio intracelular son muy diferentes de lo que hay en su espacio extracelular. Esta diferencia debe mantenerse para el funcionamiento adecuado de los tejidos y órganos, es decir, para la supervivencia misma.
  5. A diferencia de un organismo unicelular, las células de un OMC hacen más que simplemente vivir para sí mismas. Un OMC está compuesto por diferentes tipos de células que realizan diferentes funciones importantes, la mayoría de las cuales afectan al espacio extracelular. Por ejemplo, el cuerpo humano tiene alrededor de doscientos tipos diferentes de células, cada una de las cuales tiene una función específica que permite la supervivencia y la reproducción.
  6. Las leyes de la naturaleza afectan el agua, el contenido químico y las diversas estructuras biomoleculares de los espacios intracelulares y extracelulares. Por esta razón, la vida unicelular y multicelular requiere innovaciones para combatir o aprovechar las leyes de la naturaleza.

De organismos unicelulares a multicelulares

Observemos todos los diferentes tipos de células que se necesitan para que un organismo multicelular sobreviva. Ahora, añadamos a esto que un organismo multicelular tiene espacios intracelulares y extracelulares distintos, cada uno de los cuales consta de diferentes cantidades de agua, sustancias químicas y diversas estructuras biomoleculares, todo lo cual debe mantenerse para sobrevivir.

Dadas estas diferencias astronómicas, pensemos en lo que haría falta para que un organismo unicelular se convirtiera en un organismo multicelular. Como señalé en mi último artículo, el químico James Tour y el biólogo Douglas Axe han llegado a la conclusión de que los científicos no pueden explicar el origen de la célula, su ADN, ARN, genes y redes reguladoras de genes (RRG), las proteínas con sus diversas formas, tamaños y funciones, la membrana celular y el citoesqueleto, y todas las demás fascinantes complejidades de la célula.

Ahora bien, más allá de lo que sabemos sobre el espacio intracelular, la evolución tiene la tarea de explicar el origen de la vida multicelular, que implica que diferentes células realicen diferentes funciones que afectan en gran medida al espacio extracelular para permitir la supervivencia. Ese es un gran obstáculo causal.

Así es como Steve Laufmann y yo explicamos la situación en nuestro libro, Your Designed Body.

En conjunto, los miles de problemas que el cuerpo debe resolver para sobrevivir y reproducirse requieren miles de soluciones ingeniosas. La mayoría de estas soluciones requieren equipos especiales en todos los niveles del plan corporal, desde maquinaria molecular específicamente adaptada hasta células especializadas, tejidos y sistemas corporales completos. Esto puede implicar cientos de miles de partes, replicadas en millones de lugares. Las soluciones a esta clase de problemas siempre presentan cuatro características interesantes.

  1. Especialización: se necesitan las partes adecuadas para formar un todo funcional.
  2. Organización: las partes deben estar en los lugares adecuados, ordenadas e interconectadas para permitir el funcionamiento del todo.
  3. Integración: las partes deben tener exactamente las interfaces que les permitan trabajar juntas.
  4. Coordinación: las partes deben estar coordinadas de manera que cada una realice su función o funciones respectivas en el momento adecuado.

Cuando un sistema tiene todas las partes correctas, en todos los lugares correctos, hechas de los materiales correctos, con las especificaciones correctas, realizando sus respectivas funciones, en todos los momentos correctos, para lograr una función general a nivel de sistema que ninguna de las partes puede hacer por sí sola, tenemos lo que se conoce como un sistema coherente. Además, en la vida, los sistemas nunca son independientes: siempre hay interdependencias entre los diversos sistemas y partes que los componen.

El cuerpo humano está compuesto de sistemas coherentes e interdependientes. El margen de error de la vida es pequeño. Poner en marcha, sostener y reproducir la vida son problemas enormemente difíciles de resolver.

¿Cómo es posible hacer tantas cosas bien, caer dentro del margen de error, una y otra y otra vez?

Los problemas difíciles requieren soluciones ingeniosas. Afortunadamente para nosotros, las soluciones ingeniosas están en todas partes en biología, y en ninguna parte más que en el cuerpo humano.

Mi experiencia como médico

Como médico de cuidados paliativos, puedo decirles que para que su cuerpo se mantenga vivo se necesitan numerosos sistemas interdependientes y coherentes. Esto se debe a que, si falla una parte de un sistema, entonces falla su cuerpo.

Puede ser un aumento en su nivel de dióxido de carbono o una caída en su nivel de oxígeno, un aumento o una caída en su nivel de agua, glucosa, sodio, potasio o calcio, o frecuencia cardíaca o presión arterial. Si cualquiera de estos parámetros químicos o fisiológicos cae fuera de su «ajuste fino», el resultado es catastrófico.

Incluso si todos los demás parámetros son perfectamente normales, si solo uno de ellos está significativamente fuera de sus límites, no puede sobrevivir.

Es como si los biólogos evolucionistas no tuvieran en cuenta la muerte. Todas sus teorías parecen funcionar como magia: sus organismos intermedios en evolución parecen no correr ningún riesgo de morir antes de poder reproducirse. Milagrosamente, estos afortunados organismos siempre parecen caer dentro del margen de error, una y otra vez.

Previsión: la capacidad de predecir

¿Qué habría hecho falta para que se originara la vida, con su necesidad de sistemas interdependientes coherentes para mantenerse (y reproducirse) a sí misma? Una forma sensata de abordar la cuestión es considerar los productos de la tecnología de ingeniería. No surgieron por las leyes de la naturaleza únicamente. Requirieron ingenieros inteligentes y trabajadores que debían tener mucha previsión, la capacidad de predecir cómo las leyes de la naturaleza afectarían lo que estaban tratando de producir.

Se podría decir lo mismo de la vida. De hecho, esa fue la conclusión del químico Marcos Eberlin, miembro de la Academia Brasileña de Ciencias y ex presidente de la Fundación Internacional de Espectrometría de Masas. Así lo expresó en su libro Foresight.

La necesidad de anticiparse —mirar hacia el futuro, predecir problemas potencialmente fatales con el plan y resolverlos antes de tiempo— es algo que se observa a nuestro alrededor. Muchas funciones y sistemas biológicos requerían planificación para funcionar. Estas características hablan fuertemente en contra de la teoría evolutiva moderna en todas sus formas, que sigue estando casada con procesos ciegos. Sin previsión, no hay vida.

Explicaciones evolutivas para la vida multicelular

Teniendo en cuenta todo lo anterior, resulta interesante leer algunas explicaciones de los biólogos evolucionistas sobre el desarrollo de la vida multicelular. Veamos qué opina:

La vida es muy capaz de reinventarse a sí misma con el tiempo, y una de sus innovaciones más importantes ha sido la multicelularidad, la capacidad de crear múltiples células y tipos de células que realizan funciones especializadas. Sin la evolución de la multicelularidad, nuestro planeta sería un lugar muy diferente: un mundo sin plantas ni animales de ningún tipo y, por supuesto, sin seres humanos. Sin embargo, aunque las especies multicelulares han evolucionado de forma independiente en la mayoría de los linajes principales de organismos eucariotas, sabemos sorprendentemente poco sobre cómo se produjo esta evolución.

Aquí hay otro intento:

Los científicos están descubriendo formas en las que las células individuales podrían haber desarrollado rasgos que las arraigaron en el comportamiento grupal, allanando el camino para la vida multicelular. Estos descubrimientos podrían arrojar luz sobre cómo la vida extraterrestre compleja podría evolucionar en mundos alienígenas.

Los primeros organismos unicelulares conocidos aparecieron en la Tierra hace unos 3.500 millones de años, aproximadamente mil millones de años después de que se formara la Tierra. Las formas de vida más complejas tardaron más en evolucionar, y los primeros animales multicelulares no aparecieron hasta hace unos 600 millones de años.

La evolución de la vida multicelular a partir de microbios unicelulares más simples fue un momento crucial en la historia de la biología en la Tierra y ha transformado drásticamente la ecología del planeta. Sin embargo, un misterio sobre los organismos multicelulares es por qué las células no regresaron a la vida unicelular.

«La unicelularidad es claramente exitosa: los organismos unicelulares son mucho más abundantes que los organismos multicelulares y han existido durante al menos 2.000 millones de años más», dijo el autor principal del estudio Eric Libby, un biólogo matemático del Instituto Santa Fe en Nuevo México. «Entonces, ¿cuál es la ventaja de ser multicelular y seguir siendo así?»

La respuesta a esta pregunta suele ser la cooperación, ya que las células se benefician más al trabajar juntas que al vivir solas. Sin embargo, en escenarios de cooperación, existen oportunidades constantemente tentadoras «para que las células eludan sus deberes, es decir, hagan trampa», dijo Libby.

y otro más

La pluricelularidad ha evolucionado de forma independiente al menos 25 veces. Sin embargo, los organismos pluricelulares complejos evolucionaron solo en seis grupos eucariotas: animales, (ciertos) hongos, algas pardas, algas rojas, algas verdes y plantas terrestres. La primera evidencia de organización pluricelular, que es cuando los organismos unicelulares coordinan comportamientos y puede ser un precursor evolutivo de la pluricelularidad verdadera, proviene de organismos similares a las cianobacterias que vivieron hace 3.000 a 3.500 millones de años.

Para reproducirse, los verdaderos organismos pluricelulares deben resolver el problema de regenerar un organismo completo a partir de células germinales (es decir, espermatozoides y óvulos), un problema que se estudia en la biología del desarrollo evolutivo. Los animales han desarrollado una considerable diversidad de tipos de células en un cuerpo pluricelular (100 a 150 tipos de células diferentes), en comparación con los 10 a 20 tipos de células en plantas y hongos.

Teniendo en cuenta lo que hemos revisado sobre la vida multicelular, especialmente las diferencias entre los espacios intracelulares y extracelulares, pregúntese:

  • ¿Está usted intelectualmente satisfecho con estas explicaciones evolutivas?
  • ¿Ve lo que omiten?
  • ¿Ve lo que dan por sentado?
  • ¿Ve cómo a menudo confunden la explicación de cómo funciona algo con la explicación de cómo llegó a existir?

A medida que avancemos en esta serie, las cosas se pondrán cada vez más difíciles para los evolucionistas y surgirán preguntas cada vez mejores que ellos no podrán responder. Al menos, así lo veo.

Artículo publicado originalmente en inglés por Howard Glicksman en Evolution News & Science Today.