En nuestro Universo abundan los sistemas complejos y en evolución, incluso más allá de los ámbitos de la biología. Desde el crecimiento de las estrellas hasta la química prebiótica, a menudo se pueden moldear diversas mezclas de materiales en formas mucho más complejas.
Sin embargo, a diferencia de otros tantos fenómenos físicos, su naturaleza cambiante aún no ha sido representada por una ley discreta. Así lo afirma un equipo estadounidense de astrobiólogos, filósofos, un mineralogista, un físico teórico y un científico de datos que describen la “ley faltante” de la naturaleza en un nuevo e intrigante artículo revisado por pares.
“Dada la ubicuidad de los sistemas en evolución en el mundo natural, parece extraño que una o más leyes que describen sus comportamientos no hayan aparecido más rápidamente”, escriben los autores.
La propia “ley de aumento de la información funcional” del equipo dice que la evolución en todas sus formas conduce inevitablemente a más patrones, diversidad y complejidad en los sistemas naturales complejos.
Ciertamente, la evolución no es exclusiva de la biosfera de la Tierra. Tiene lugar en otros sistemas extremadamente complejos, como nuestro Sistema Solar, estrellas, átomos y minerales.
“El Universo genera nuevas combinaciones de átomos, moléculas, células, etc.”, dice el primer autor del estudio, el astrobiólogo Michael Wong del Carnegie Institution for Science en Washington, DC.
“Aquellas combinaciones que son estables y pueden generar aún más novedades seguirán evolucionando. Esto es lo que hace que la vida sea el ejemplo más sorprendente de evolución, pero la evolución está en todas partes”.
El artículo describe cómo el hidrógeno y el helio, los dos elementos más abundantes en la época del Big Bang, se fusionaron para formar las primeras estrellas. Cuando una estrella llega al final de su vida, puede generar más de 100 elementos con alrededor de 2000 variedades de isótopos.
En la Tierra, se creó una enorme diversidad de “especies” minerales a partir de comienzos simples cuando el planeta se formó hace entre 4.550 y 2.500 millones de años. Actualmente hay más de 5.900 especies minerales conocidas en la Tierra, que se volvieron cada vez más complejas químicamente a medida que las formas de vida emergentes liberaron oxígeno a la atmósfera. La reacción del hierro con minerales a base de oxígeno marcó el comienzo de una nueva era en la vida antigua y sentó las bases para nuestra propia evolución junto con otros minerales.
La complejidad de la mineralogía de la superficie de la Tierra creció aún más a medida que la vida evolucionó de organismos unicelulares a multicelulares y se formaron ecosistemas. La amplia gama de minerales que se formaron cambió el curso de la evolución y sus opciones. Los sistemas biológicos y minerales interactúan continuamente para influir mutuamente en la diversidad, y la vida tal como la conocemos es el resultado de esta interacción.
“Estos sistemas en evolución parecen ser conceptualmente equivalentes en el sentido de que muestran tres atributos notables”, escriben los autores.
“1) Se forman a partir de numerosos componentes que tienen el potencial de adoptar combinatoriamente un gran número de configuraciones diferentes; 2) existen procesos que generan numerosas configuraciones diferentes; y 3) las configuraciones se seleccionan preferentemente en función de su función”.
Entonces, ¿hay algo en la forma en que se puede transferir la información que explique las características compartidas de sistemas en evolución aparentemente diversos? ¿Podría haber una base universal para la selección? El equipo cree que ambas respuestas son sí.
“Un componente importante de esta ley natural propuesta es la idea de ‘selección por función'”, dice Wong.
Según Darwin, la función principal de un organismo en el contexto de la biología es asegurar su propia supervivencia el tiempo suficiente para reproducirse con éxito. El equipo dice que esta nueva propuesta amplía nuestra comprensión al señalar la existencia de tres tipos distintos de funciones en el mundo natural. La función más fundamental la podríamos llamar “persistencia estática”: mantenimiento de disposiciones atómicas o moleculares estables.
La “persistencia dinámica” describe cómo los sistemas que son dinámicos y tienen acceso a fuentes constantes de energía también tienen más probabilidades de perdurar. Y, por último, la “generación de novedades” se refiere a la propensión de los sistemas en evolución a generar configuraciones novedosas, que pueden dar lugar a comportamientos o características novedosos y sorprendentes.
Wong y su equipo señalan que las leyes físicas del movimiento, la gravedad, el electromagnetismo y la termodinámica gobiernan las funciones de los sistemas naturales macroscópicos en el espacio y el tiempo. Por tanto, tiene sentido que tengamos una ley de la naturaleza para la evolución.
“Una trayectoria asimétrica basada en la funcionalidad puede parecer la antítesis del análisis científico”, concluye el equipo.
“Sin embargo, conjeturamos que la selección basada en la persistencia estática, la persistencia dinámica y la generación de novedades es un proceso universal que da como resultado sistemas con mayor información funcional”.
El estudio ha sido publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Fuente: Science Alert.
