Chapter Content
A ver, a ver, vamos a hablar un poquito del origen de la vida, ¿no? Que es un tema que, vamos, siempre da que pensar. Imagínate, eh, que en el 53, allá por los años cincuenta, un estudiante, un tal Stanley Miller, agarró dos frascos, así, dos botellones largos. En uno metió agua, para simular el océano primitivo, ¿sabes? Y en el otro puso gases, metano, amoniaco, sulfuro de hidrógeno, para imitar la atmósfera de la Tierra en sus inicios. Y, ¿qué hizo? Pues los conectó con un tubo y empezó a soltar chispazos, como si fueran rayos, ¿no? Después de unas semanas, el agua se puso amarillenta, como un caldo nutritivo, y ¡zas!, aparecieron aminoácidos, ácidos grasos, azúcares y otras cosillas orgánicas. El profesor de Miller, un tal Harold Urey, que era premio Nobel, ¡estaba flipando! Dijo algo así como: "Apuesto lo que quieras a que Dios lo hizo así".
Claro, en ese momento la noticia corrió como la pólvora. Parecía que con solo agitar un poquito el frasco, ¡iba a salir la vida de ahí! Pero, bueno, la realidad es que no es tan fácil, ¿eh? Después de medio siglo de investigaciones, la verdad es que no estamos más cerca de crear vida en un laboratorio que en el 53. Es más, los científicos ahora están bastante seguros de que la atmósfera primitiva no era tan "amigable" como la que usó Miller. Más bien era una mezcla de nitrógeno y dióxido de carbono, mucho menos reactiva. Y, mira, se han repetido los experimentos con estos gases más complicados, y lo máximo que se ha conseguido es un aminoácido, así, muy básico. Pero, vamos, el problema no es hacer aminoácidos, ¡el problema es hacer proteínas!
Porque, a ver, las proteínas... tú juntas aminoácidos y tienes una proteína, ¿vale? Necesitamos un montón de proteínas, muchísimas. Bueno, nadie sabe con certeza, pero se calcula que en el cuerpo humano hay, yo que sé, ¡un millón de proteínas diferentes! Y cada una es un pequeño milagro. Según las leyes de la probabilidad, ¡las proteínas no deberían existir! Para hacer una proteína, tienes que ordenar los aminoácidos (que, tradicionalmente, se les llama "los ladrillos de la vida") en una secuencia muy específica, como si estuvieras escribiendo una palabra. Pero el problema es que esas palabras, hechas de aminoácidos, ¡son larguísimas! Para escribir "colágeno" (que es una proteína común), necesitas solo ocho letras en el orden correcto. Pero para *hacer* colágeno, necesitas 1055 aminoácidos, ¡en el orden exacto! Y aquí viene la cosa, eh, que tú no haces el colágeno. Se forma solo, espontáneamente, sin que tú lo dirijas. Ahí empieza lo imposible.
Siendo sinceros, la probabilidad de que 1055 aminoácidos se ordenen para formar una molécula de colágeno es prácticamente cero. Es que es casi imposible. Para que te hagas una idea, imagina una máquina tragaperras, pero una tragaperras enorme, de 27 metros de alto, para que quepan 1055 rodillos en lugar de los tres o cuatro normales. Cada rodillo tiene 20 símbolos, que representan los aminoácidos. ¿Cuántas veces tendrías que tirar de la palanca para que salieran los 1055 símbolos en el orden correcto? Pues, mira, da igual cuántas veces tires, ¡no lo conseguirías! Incluso si redujeras el número de rodillos a 200 (que es un número más típico de aminoácidos en una proteína), la probabilidad de que los 200 símbolos salgan en el orden exacto es de 10 elevado a -260. ¡Ese número es más grande que el número total de átomos que hay en el universo!
En fin, las proteínas son unas entidades muy complejas. La hemoglobina, por ejemplo, que solo tiene 146 aminoácidos (una enana para ser una proteína), tiene 10 elevado a 190 posibles combinaciones de aminoácidos. Por eso, un químico de Cambridge, un tal Max Perutz, se pasó 23 años, casi toda su carrera, para descifrar su estructura. Fabricar una sola molécula de proteína al azar parece increíblemente improbable. Un astrónomo, Fred Hoyle, lo comparó con un tornado que pasa por un desguace y, al final, te deja un Boeing 747 perfectamente montado. ¡Imagínate!
Y, ojo, que estamos hablando de cientos de miles, quizá un millón de proteínas diferentes, y cada una es única y esencial para tu salud y tu bienestar. Pero espera, que aún hay más. Para que una proteína sea útil, no solo tiene que tener los aminoácidos en el orden correcto, sino que también tiene que plegarse, enrollarse sobre sí misma, en una forma muy específica. Y, bueno, incluso con esa estructura tan complicada, la proteína no te sirve de nada si no puede replicarse a sí misma. Y las proteínas no se replican. Para eso necesitas el ADN. El ADN es el experto en replicación, se copia a sí mismo en segundos, pero no hace nada más. Así que estamos en un círculo vicioso. Las proteínas no pueden existir sin el ADN, y el ADN no hace nada sin las proteínas. Entonces, ¿tendríamos que pensar que aparecieron al mismo tiempo, para apoyarse mutuamente? Si es así, ¡madre mía!
Y, por si fuera poco, el ADN, las proteínas y todos los elementos esenciales para la vida necesitan estar envueltos en una membrana. Los átomos o las moléculas no crean la vida por sí solos. Si coges un átomo de tu cuerpo, es como un grano de arena, no tiene vida. Solo cuando muchos átomos se juntan y forman una célula nutritiva, es cuando estas sustancias diferentes participan en ese baile increíble que llamamos vida. Sin células, son solo productos químicos interesantes. Pero sin esos productos químicos, las células no valen para nada. Como dice Davis, "¿Cómo surgió la primera sociedad molecular, si todo necesita de todo lo demás?". Es como si los ingredientes de tu cocina se juntaran solos y se hornearan en un pastel. Y, si fuera necesario, el pastel se dividiría y crearía más pasteles. Así que no es de extrañar que llamemos a la vida un milagro. Y tampoco es de extrañar que apenas estemos empezando a entenderla.
Y entonces, ¿qué es lo que hace posible toda esta complejidad? Pues, quizás, no es tan... tan... milagroso como parece a primera vista. Por ejemplo, con esas moléculas de proteínas tan increíbles, podríamos pensar que ese orden milagroso que vemos es algo que apareció *después* de que se formaron. ¿Qué pasaría si en esa máquina tragaperras gigante algunos rodillos pudieran controlarse, como las piezas de madera que controlas en un juego de bolos? En otras palabras, ¿qué pasaría si las proteínas no se formaran de golpe, sino que evolucionaran poco a poco?
A ver, imagina que pones todos los materiales para construir una persona (carbono, hidrógeno, oxígeno, etc.) junto con agua en un recipiente, y lo agitas con fuerza y sale una persona completa. Sería increíble, ¿no? Pues eso es lo que Hoyle y otros (incluyendo muchos creacionistas) plantean. Ellos piensan que las proteínas se forman espontáneamente de repente. Las proteínas no se forman así, ni pueden. Como dice Richard Dawkins en su libro "El Relojero Ciego", tiene que haber algún proceso de selección gradual que hace que los aminoácidos se unan poco a poco. A lo mejor tres aminoácidos se unen para algún propósito simple, y después, con el tiempo, se juntan con otros pequeños grupos, y en ese proceso "descubren" nuevas mejoras.
Este tipo de reacciones químicas relacionadas con la vida son, de hecho, bastante comunes. A lo mejor no podemos crearlas en un laboratorio como hicieron Stanley Miller y Harold Urey, pero el universo lo hace con facilidad. En la naturaleza, muchas moléculas se juntan y forman cadenas largas, llamadas polímeros. Las moléculas de azúcar a menudo se unen para formar almidón. Los cristales pueden hacer cosas increíbles, como replicarse, reaccionar a estímulos ambientales, mostrar patrones complejos... Claro, nunca crean la vida en sí misma, pero demuestran una y otra vez que las estructuras complejas son algo natural, espontáneo y confiable. A lo mejor hay vida en todo el universo, a lo mejor no, pero lo que no falta es autoensamblaje ordenado. Está en todas partes, desde los copos de nieve simétricos hasta los anillos de Saturno.
La naturaleza es tan buena para unir cosas que muchos científicos ahora piensan que la vida es más inevitable de lo que creemos. En palabras del bioquímico belga y premio Nobel Christian de Duve: "El imperativo cósmico para la especificidad molecular se producirá dondequiera que las condiciones sean adecuadas". De Duve cree que es muy probable que estas condiciones se den aproximadamente un millón de veces en cada galaxia.
Además, no hay nada especialmente raro en las sustancias químicas que nos dan vida. Si quieres construir otro ser vivo, ya sea un pez dorado, una lechuga o una persona, solo necesitas cuatro elementos: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, más unas pocas cosas más, principalmente azufre, fósforo, calcio y hierro. Mezcla unos 30 de estos elementos, forma azúcares, ácidos y otros compuestos básicos, y puedes hacer cualquier cosa viva. Como dice Dawkins: "No hay nada especial en las sustancias que forman los seres vivos. Los seres vivos son solo conjuntos de moléculas, no diferentes a cualquier otra cosa".
En resumen, la vida es increíble, asombrosa, incluso milagrosa, pero no es imposible. Ya lo hemos demostrado repetidamente con nuestra simple existencia. Sí, muchos detalles sobre el origen de la vida siguen siendo un misterio. Los libros que lees sobre las condiciones necesarias para la vida siempre incluyen agua, desde "la charca cálida" de Darwin hasta las fumarolas oceánicas que se consideran el lugar de origen de la vida. Pero se pasa por alto un hecho: la conversión de monómeros a polímeros implica una reacción conocida en biología como "condensación de deshidratación" (en otras palabras, empezar a crear proteínas). Como dice un artículo científico importante (quizá un poco incómodo): "Los investigadores coinciden en que, debido a la ley de acción de masas, esta reacción es energéticamente desfavorable en los océanos primitivos, de hecho, en cualquier medio acuoso". Es como si pusieras azúcar en un vaso de agua y esperaras que se formara un terrón. No debería pasar, pero en la naturaleza pasa de alguna manera. Cómo ocurre este proceso químico, eso va más allá del propósito de este relato. Basta con saber que si mojas los monómeros, no se convertirán en polímeros, ¡excepto cuando se crea la vida! ¿Cómo y por qué ocurre así? Esa es una gran pregunta sin respuesta en biología.
En las últimas décadas ha habido muchos descubrimientos sorprendentes en las ciencias de la Tierra. Uno de ellos es el descubrimiento de que la vida surgió muy pronto en la historia de la Tierra. Hasta la década de 1950 se pensaba que la vida no existía desde hacía más de 600 millones de años. En la década de 1970, algunas personas audaces pensaron que la vida podría haber existido desde hacía 2500 millones de años. Pero los 3850 millones de años ahora confirmados son realmente sorprendentes. La superficie de la Tierra no se solidificó hasta hace unos 3900 millones de años.
"Solo podemos deducir de esta velocidad que la vida a nivel bacteriano no es 'difícil' de evolucionar en un planeta con las condiciones adecuadas", dijo Stephen Jay Gould en 1996. En otras ocasiones también ha dicho que tenemos que concluir: "La vida es un imperativo químico, tan pronto como es posible".
De hecho, la vida apareció tan rápido que algunos expertos piensan que algo debió ayudar, ¡quizá mucho! La idea de que la vida primitiva vino del espacio lleva mucho tiempo dando vueltas, e incluso ha iluminado la historia en ocasiones. Ya en 1871, Lord Kelvin propuso esa posibilidad en una reunión de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia. Él creía que "las semillas de la vida podrían haber sido traídas a la Tierra por meteoritos". Pero esta visión no fue más que una opinión marginal hasta un domingo de septiembre de 1969. Ese día, miles de australianos se sorprendieron al oír una serie de estruendos y ver una bola de fuego que cruzaba el cielo de este a oeste. La bola de fuego hizo un extraño sonido de traqueteo y dejó un olor que algunos pensaron que era alcohol metilado y otros simplemente encontraron desagradable.
La bola de fuego explotó sobre Murchison y luego cayeron piedras como lluvia, algunas de las cuales pesaban más de 5 kg. Murchison es un pueblo de 600 habitantes situado en el valle de Goulburn, al norte de Melbourne. Afortunadamente, nadie resultó herido. El meteorito era raro, llamado condrita carbonácea. Los habitantes del pueblo fueron de gran ayuda y recuperaron unos 90 kg. El momento no podría haber sido mejor. Menos de dos meses antes, el Apolo 11 acababa de regresar a la Tierra con una bolsa llena de rocas lunares, por lo que los laboratorios de todo el mundo estaban esperando ansiosamente rocas extraterrestres.
Se descubrió que el meteorito de Murchison tenía 4500 millones de años y estaba salpicado de aminoácidos, un total de 74, 8 de los cuales están relacionados con las proteínas de la Tierra. A finales de 2001, más de 30 años después de la caída del meteorito, el Centro de Investigación Ames de California anunció que el meteorito de Murchison también contenía una serie de azúcares complejos llamados polihidroxi compuestos. Este tipo de azúcar nunca se había encontrado fuera de la Tierra.
Desde 1969, varias condritas carbonáceas han entrado en la órbita de la Tierra. Una de ellas cayó cerca del lago Tagish, en la región de Yukón, Canadá, en enero de 2000, y muchas personas en América del Norte fueron testigos del suceso. Esto también demostró que el universo está realmente lleno de compuestos orgánicos. Ahora se cree que el cometa Halley está compuesto aproximadamente en un 25 % de moléculas orgánicas. Si este tipo de meteorito cayera con frecuencia en un lugar adecuado, como la Tierra, tendrías los elementos básicos necesarios para la vida.
La teoría de la panspermia (es decir, la teoría de que la vida proviene de fuera de la Tierra) tiene dos problemas. Primero, no responde a la pregunta de cómo surgió la vida, sino que traslada la responsabilidad a otra parte. En segundo lugar, incluso los defensores más respetados de la panspermia a veces llegan a especular. Se puede decir que esto es muy imprudente. Francis Crick, uno de los dos descubridores de la estructura del ADN, y su colega Leslie Orgel creían que "inteligencias extraterrestres sembraron la vida en la Tierra deliberadamente". Gribbin llama a esta visión "al borde de la ciencia". En otras palabras, si esta visión no hubiera sido propuesta por un premio Nobel, se consideraría absurda. Ya hemos mencionado en el capítulo 3 que Fred Hoyle y su colega Chandra Wickramasinghe creían que el espacio exterior no solo nos trajo la vida, sino también muchas enfermedades, como la gripe y la peste bubónica, lo que socavó aún más la panspermia. Los bioquímicos refutan fácilmente esas visiones.
Sea lo que sea lo que causó el comienzo de la vida, sucedió solo una vez. Este es un hecho biológico muy inusual, quizá lo más inusual que conocemos. Todo lo que ha tenido vida, ya sea una planta o un animal, puede rastrearse hasta la misma contracción primordial. En algún momento del pasado lejano, una pequeña bolsa de productos químicos se agitó y surgió la vida. Absorbió nutrientes, palpitó suavemente y experimentó una breve existencia. Es posible que esto haya sucedido antes, quizá muchas veces. Pero esta bolsita ancestral hizo otra cosa inusual: se dividió en dos, produciendo una descendencia. Una pequeña cantidad de material genético se transfirió de una entidad viva a otra, y así continuó sin parar. Ese fue el momento que nos creó a todos. Los biólogos a veces lo llaman "el gran nacimiento".
"No importa a qué parte del mundo vayas, no importa si ves un animal, una planta, un insecto o algo indescriptible, mientras tenga vida, usará el mismo diccionario, conocerá el mismo código. Toda la vida es una familia", dice Matt Ridley. Todos somos el resultado del mismo truco genético. Ese truco se ha transmitido de generación en generación durante casi 4000 millones de años, y al final, incluso puedes aprender un poco de genética humana, juntar una célula de levadura defectuosa y dejar que la levadura real se ponga a trabajar como si fuera de su misma especie. En un sentido muy real, es de su misma especie.
El amanecer de la vida (o algo muy parecido a la vida) está en la estantería de la oficina de una amigable geoquímica isotópica. Se llama Victoria Bennett. Su oficina está en el edificio del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad Nacional de Australia en Canberra. La Sra. Bennett es estadounidense y llegó a la Universidad Nacional de Australia en 1989 bajo un contrato de dos años y desde entonces se ha quedado allí. Cuando la visité a finales de 2001, me entregó una roca discreta, pesada y grande. Estaba formada por cuarzo blanco veteado y un material de color verde grisáceo llamado piroxeno. La roca procedía de la isla Akilia en Groenlandia. En 1997 se encontraron rocas muy antiguas en la isla. Estas rocas datan de hace 3850 millones de años y representan los sedimentos marinos más antiguos jamás descubiertos.
"No estamos seguros de si hay microbios en lo que tienes en la mano. Tienes que romperlo para averiguarlo", me dijo Bennett, "Pero viene del mismo yacimiento del que se ha extraído la vida más antigua, así que es probable que haya tenido vida". Por mucho que busques, no encontrarás fósiles de microbios reales. Cualquier organismo sencillo se habría cocinado al convertir el lodo marino en piedra. Si rompemos la roca y la observamos de cerca con un microscopio, solo veremos los residuos químicos de los microbios, isótopos de carbono y un fosfato llamado apatita. Juntos, indican que hubo un pequeño mundo biológico en la roca. "En cuanto a cómo eran esos organismos, solo podemos adivinar", dijo Bennett, "Es probable que fuera la vida más básica, pero al fin y al cabo era vida. Vivió. Se reprodujo".
Y por último, llegamos a nuestra generación.
Si tienes pensado excavar rocas muy antiguas, como hace sin duda la Sra. Bennett, la Universidad Nacional de Australia ha sido durante mucho tiempo un lugar de referencia. Esto se debe en gran parte a una persona ingeniosa llamada Bill Compston. Ahora está jubilado, pero en la década de 1970 construyó el primer "espectrómetro de masas de iones con alta resolución sensible" (o Shrimp, por sus siglas en inglés) del mundo. Este instrumento se utilizaba para medir la tasa de desintegración del uranio en minerales diminutos llamados circón. El circón existe en la mayoría de las rocas excepto el basalto, es muy longevo y puede sobrevivir a cualquier proceso natural excepto la subducción. La mayor parte de la corteza terrestre se ha deslizado de nuevo al interior de la Tierra en algún momento, pero ocasionalmente, como en el oeste de Australia y Groenlandia, los geólogos encuentran rocas que han permanecido siempre en la superficie. El instrumento de Compston puede datar estas rocas con una precisión sin precedentes. Las muestras del "Shrimp" se fabricaron y calibraron en el propio taller del Departamento de Ciencias de la Tierra y parecían estar hechas con piezas de repuesto para ahorrar costes, pero funcionaban bastante bien. En 1982 se realizó la primera prueba oficial, datando una de las rocas más antiguas jamás descubiertas, extraída del oeste de Australia, con un resultado de 4300 millones de años.
"Descubrir algo tan importante con una tecnología tan nueva tan rápido", me dijo Bennett, "fue una sensación en ese momento".
Me llevó por el pasillo para echar un vistazo al modelo actual: "Shrimp 2". Era un instrumento de acero inoxidable grande y pesado, quizá de 3,5 metros de largo y 1,5 metros de alto, tan resistente como un sumergible. Bob, de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda, estaba sentado en la consola de enfrente, mirando fijamente una serie de datos que cambiaban constantemente en la pantalla. Me dijo que llevaba allí desde las 4 de la mañana. Ahora eran las 9 de la mañana y tenía que estar de guardia hasta el mediodía. "Shrimp 2" funciona las 24 horas del día. Hay tantas rocas que datar. Si preguntas a dos geoquímicos cómo funciona este trabajo, hablarán sin parar de isótopos enriquecidos, grados de ionización, etc., lo cual suena encantador, pero no es fácil de entender. Sin embargo, en pocas palabras, pueden determinar la edad de una roca con precisión midiendo las sutiles diferencias en el contenido de plomo y uranio en una muestra de circón bombardeando la muestra con una serie de átomos cargados. Bob me dijo que se tarda unos 17 minutos en leer los datos de un circón, y hay que leer cada circón docenas de veces para obtener datos fiables. En realidad, el proceso parece tener aproximadamente la misma cantidad de trabajo, la misma estimulación, que ir a la lavandería. Sin embargo, Bob parecía contento. De hecho, todo el mundo que venía de Nueva Zelanda parecía contento.
El patio del Departamento de Ciencias de la Tierra es una extraña combinación, en parte oficinas, en parte laboratorios, en parte salas de instrumentos. "Antes se fabricaba todo aquí dentro", dijo, "Incluso teníamos nuestro propio soplador de vidrio, pero se jubiló. Pero todavía tenemos dos trabajadores oficiales que parten rocas". Se dio cuenta de la expresión de sorpresa en mi cara, "Tenemos muchas piedras que partir. Hay que hacer una preparación muy cuidadosa para asegurarse de que las piedras no están contaminadas por muestras anteriores, sin polvo, limpias. Es un proceso bastante riguroso". Me señaló varias trituradoras. Las máquinas estaban muy limpias, aunque los dos trituradores obviamente se habían ido a tomar un café. Junto a las trituradoras había varias cajas grandes llenas de rocas de todas las formas y tamaños. La Universidad Nacional de Australia estaba procesando una gran cantidad de rocas.
Cuando volvimos a la oficina de Bennett después de la visita, me fijé en un póster en su pared que mostraba una rica imaginación artística de cómo era la Tierra hace unos 3500 millones de años. La vida acababa de empezar. Esa antigua era se llama arcaico en las ciencias de la Tierra. El cuadro mostraba una escena extraña, con volcanes activos gigantes, un cielo rojo brillante y un mar cobrizo humeante. En las sombras del primer plano se amontonaban rocas parasitadas por bacterias llamadas estromatolitos. No parece un lugar prometedor para generar y criar vida. Le pregunté si el cuadro era preciso.
"Bueno, hay una escuela de pensamiento que cree que en realidad hacía mucho frío entonces, porque el sol era mucho más débil. (Más tarde supe que los biólogos bromean sobre esta visión llamándola el problema del 'restaurante chino' porque tenemos un sol tenue). Si no hubiera atmósfera, incluso con un sol tenue, la luz ultravioleta destrozaría cualquier enlace molecular temprano. Sin embargo, allí", dijo, dando una palmadita a los estromatolitos, "la vida está casi en la superficie. Es un misterio".
"Entonces, ¿en realidad no sabemos cómo era el mundo entonces?"
"Hmm". Ella lo pensó y asintió.
"En cualquier caso, no parecía muy favorable para la vida".
Asintió amablemente, "Pero debió de haber algo que fuera adecuado para la vida, de lo contrario no estaríamos aquí".
Ese entorno ciertamente no sería adecuado para nosotros. Si salieras de una máquina del tiempo y entraras en ese antiguo mundo arcaico, te meterías de nuevo en ella inmediatamente, porque la Tierra de entonces no tenía aire para que respiráramos, al igual que Marte hoy en día. Además, la Tierra estaba llena de gases tóxicos que emanaban del ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico, lo suficientemente fuertes como para corroer la ropa y hacer ampollas en la piel. La Tierra tampoco tendría el paisaje limpio y brillante que se muestra en el póster de la oficina de Victoria Bennett. La atmósfera de entonces estaba llena de productos químicos turbios y la luz del sol apenas llegaba al suelo. Solo podías ver algo limitado durante breves momentos gracias a los brillantes relámpagos que pasaban con frecuencia. En resumen, es la Tierra, pero no reconoceríamos que es nuestra propia Tierra.
En el mundo arcaico no había aniversarios de boda. Durante 2000 millones de años, las bacterias fueron la única forma de vida. Vivían, se reproducían y se multiplicaban, pero no mostraban ninguna tendencia particular a evolucionar a otro nivel de existencia más desafiante. En algún momento de los primeros 1000 millones de años de vida, las cianobacterias, o algas verdiazules, aprendieron a utilizar un recurso abundante, el hidrógeno particularmente abundante en el agua. Chupaban las moléculas de agua, se comían el hidrógeno y excretaban oxígeno, inventando así la fotosíntesis. Como señalan Margulis y Sagan, "la fotosíntesis es sin duda la innovación metabólica más importante jamás creada en la historia de la vida de este planeta", y fue inventada por bacterias, no por plantas.
A medida que aumentaron las cianobacterias, el mundo comenzó a llenarse de oxígeno, para sorpresa de los microorganismos que lo encontraron tóxico, y en aquella época, estos microorganismos eran ubicuos. En un mundo anaeróbico (o que no usa oxígeno), el oxígeno es un veneno. Nuestros glóbulos blancos usan oxígeno para matar las bacterias invasoras. El oxígeno es fundamentalmente tóxico, lo cual a menudo nos sorprende porque a mucha gente le resulta agradable respirar oxígeno, pero eso es solo porque hemos evolucionado gradualmente para usarlo. Para otras cosas, es algo terrible. Hace que la mantequilla se ponga rancia y el hierro se oxide. Incluso nuestra tolerancia al oxígeno es limitada. La concentración de oxígeno en nuestras células es solo una décima parte de la de la atmósfera.
Las nuevas bacterias que usan oxígeno tienen dos ventajas. El oxígeno mejora la eficacia de la producción de energía y derrota a los microorganismos que compiten con él. Algunos se retiraron a mundos pantanosos y lacustres anaeróbicos y fangosos; otros hicieron lo mismo, pero luego (mucho más tarde) se trasladaron a lugares digestivos como tú y yo. Un número considerable de estas entidades primitivas vive ahora mismo en tu cuerpo, ayudando a digerir tu comida, pero odiando hasta la más mínima pizca de oxígeno. Hay innumerables otras bacterias que no se adaptaron y murieron al final.
Las cianobacterias escaparon y tuvieron éxito. Al principio, el oxígeno extra que producían no se acumulaba en la atmósfera, sino que se combinaba con el hierro para formar óxido de hierro y se hundía en el fondo del mar primitivo. Durante millones de años, el mundo se oxidó realmente. Este fenómeno queda registrado de forma vívida por las formaciones de hierro bandeado, que hoy proporcionan tanto mineral de hierro al mundo. Durante decenas de millones de años, no pasó mucho más que esto. Si volvieras a ese mundo arcaico primitivo, no encontrarías muchas señales de que la vida futura en la Tierra sea prometedora. Quizá te encuentres con una fina capa de escoria viva en un estanque oculto aquí y allá, o veas una capa de color verde brillante y tostado en las rocas de la costa, pero por lo demás la vida sigue siendo invisible.
Pero hace unos 3500 millones de años, algo más robusto se hizo evidente. Dondequiera que el agua del mar fuera poco profunda, comenzaron a aparecer estructuras visibles. Cuando las cianobacterias completaban sus procesos químicos habituales, comenzaban a ser algo pegajosas. Esa pegajosidad pegaba pequeñas motas de polvo y granos de arena y formaba estructuras un tanto extrañas y resistentes: estromatolitos en aguas poco profundas, que es lo que se muestra en el cuadro que cuelga en la pared de la oficina de Victoria Bennett. Los estromatolitos vienen en todas las formas y tamaños. A veces los estromatolitos parecen enormes coliflores, a veces parecen alfombras peludas (estromatolito en griego significa alfombra). A veces, los estromatolitos tienen forma cilíndrica y sobresalen del agua decenas de metros, y en ocasiones hasta 100 metros. En todas sus manifestaciones, los estromatolitos son rocas vivas. Los estromatolitos representan el primer proyecto de cooperación del mundo, en el que algunas especies de organismos primitivos vivían en la superficie y otras debajo, aprovechando las condiciones creadas por la otra. El mundo tenía su primer ecosistema.
Durante años, los científicos conocieron los estromatolitos a partir de estructuras fósiles. Pero en 1961 se sorprendieron al descubrir una sociedad de estromatolitos vivos en Shark Bay, en la costa noroeste de Australia. Fue totalmente inesperado, tan inesperado que los científicos tardaron varios años en darse cuenta de su descubrimiento. Sin embargo, hoy en día, Shark Bay se ha convertido en una atracción turística, al menos el tipo de atracción turística que podría ser en un lugar tan remoto. Un paseo marítimo de tablones se adentra en la bahía, y los visitantes pueden pasear por encima y echar un vistazo a los estromatolitos que respiran silenciosamente bajo la superficie del agua. Los estromatolitos son mates, grises y se parecen mucho a una gran pila de estiércol de vaca. Pero contemplar las criaturas que quedaron en la Tierra hace 3500 millones de años es un momento deslumbrante. Como dice Richard Fortey, "Es realmente un viaje a través del tiempo. Si el mundo estuviera en sintonía con sus verdaderas maravillas, esta vista sería tan conocida como las pirámides de Giza". Aunque nunca lo adivinarías, estas rocas sombrías están llenas de vida, y se estima (bueno, obviamente se estima) que 3600 millones de microorganismos viven en cada metro cuadrado de roca. Si miras con atención, a veces puedes ver una serie de pequeñas burbujas que salen a la superficie. Es el oxígeno que están liberando. Durante 2000 millones de años, este pequeño esfuerzo aumentó el oxígeno en la atmósfera de la Tierra hasta el 20 %, allanando el camino para el siguiente capítulo de la historia de la vida, que también es más complejo.
Se cree que los estromatolitos de Shark Bay son quizá las criaturas de evolución más lenta de la Tierra y sin duda una de las más raras en la actualidad. Después de crear las condiciones para formas de vida más complejas, fueron expulsados casi por todas partes por otras criaturas cuya existencia hicieron posible. (Existen en Shark Bay porque el agua es demasiado salada para las criaturas que normalmente se los comerían).
¿Por qué tardó tanto la vida en volverse compleja? Una de las razones es que el mundo no estaba esperando hasta que las criaturas simples hubieran bombeado suficiente oxígeno a la atmósfera. "Los organismos no se animaron a hacer el trabajo", dice Fortey. Se tardaron unos 2000 millones de años, es decir, aproximadamente el 40 % de la historia de la Tierra, para que la concentración de oxígeno en la atmósfera alcanzara aproximadamente los niveles actuales. Pero una vez que las condiciones fueron las adecuadas, aparentemente de repente, surgió un nuevo tipo de célula, una célula que contenía un núcleo y varias otras partes, conocidas colectivamente como "orgánulos" (del griego que significa "pequeñas herramientas"). Se cree que el proceso comenzó con una bacteria descuidada o atrevida. Fue invadida o capturada por otra bacteria. Como resultado, ambas partes quedaron satisfechas. Se cree que la bacteria capturada se convirtió en una mitocondria. Esta invasión mitocondrial (que a los biólogos les gusta llamar "acontecimiento endosimbiótico") hizo posible el surgimiento de la vida compleja. (En el caso de las plantas, una invasión similar produjo cloroplastos, lo que permitió a las plantas realizar la fotosíntesis).
Las mitocondrias dominan el oxígeno y liberan energía de los alimentos. Sin este truco útil, la vida en la Tierra hoy en día no sería más que un montón de microorganismos simples que viven en el lodo. Las mitocondrias son extremadamente pequeñas: mil millones de mitocondrias pueden caber en el espacio de un grano de arena, y siempre tienen hambre, y los nutrientes que chupo terminan alimentando a las mitocondrias.
Sin mitocondrias, no podríamos sobrevivir ni dos minutos. Sin embargo, incluso después de 1000 millones de años, el comportamiento de las mitocondrias muestra que todavía parecen pensar que nuestros problemas podrían no resolverse. Mantienen su propio ADN, ARN (ácido ribonucleico) y ribosomas. Se reproducen en diferentes momentos que las células huésped. Se parecen a las bacterias, se dividen como las bacterias y a veces reaccionan a los antibióticos de la misma manera que lo harían las bacterias. Incluso no hablan el mismo lenguaje genético que las células huésped. En resumen, siempre tienen las maletas preparadas. Es como si tuvieras un extraño en tu casa que lleva 1000 millones de años viviendo en tu casa.
El nuevo tipo de célula se conoce como eucariota (que significa "tener un núcleo verdadero"), mientras que el tipo de célula más antiguo se conoce como procariota (que significa "antes de tener un núcleo"). Parecen aparecer repentinamente en el registro fósil. La célula eucariota más antigua conocida, la llamada Grypania spiralis, se encontró en depósitos de hierro de Michigan en 1992. Este fósil se encontró una vez y luego desapareció durante 500 millones de años.
La Tierra ha dado el primer paso hacia convertirse en un planeta realmente interesante. En comparación con las nuevas células eucariotas, las antiguas células procariotas, en palabras del geólogo británico Stephen Drury, no son más que "unas pocas bolsas de productos químicos". Las células eucariotas son más grandes que sus primos más simples, hasta 10 000 veces más grandes, y pueden transportar 1000 veces más ADN. Gracias a estos avances, la vida se volvió gradualmente compleja, lo que resultó en la creación de dos organismos: uno que rechaza el oxígeno (como las plantas) y otro que lo acepta (como tú y yo).
Las células eucariotas unicelulares se conocieron una vez como protozoos (que significa "antes de los animales"), pero ese nombre se está volviendo cada vez más despreciado. Hoy en día, se suelen llamar "protistas". En comparación con las bacterias anteriores, los protistas son un milagro en cuanto a patrones y complejidad. La simple ameba solo tiene una célula de tamaño y no tiene más ambición que sobrevivir, pero en su ADN contiene 400 millones de unidades de información genética, suficiente para escribir 80 libros de 500 páginas, como señala Carl Sagan.
Por último, las células eucariotas aprendieron un truco aún más único. Les costó mucho tiempo, unos 1000 millones de años, pero una vez que se convirtieron en expertas, fue un truco bastante bueno. Aprendieron a unirse para formar organismos multicelulares complejos. Gracias a esta nueva invención, las entidades visibles grandes y complejas como nosotros por fin fueron posibles. El planeta Tierra estaba listo para entrar en su siguiente etapa ambiciosa.
Pero antes de emocionarnos demasiado, hay que recordar que, como veremos, el mundo sigue siendo un mundo no biológico.