La materia viva sigue siendo uno de los mayores enigmas de las ciencias biológicas, un reto que encapsula la complejidad intrincada y la asombrosa diversidad de las formas de vida. Un nuevo estudio sugiere que una forma viable de abordar esta extrema complejidad es conceptualizar la materia viva como una cascada de máquinas que producen máquinas.
Esta cascada ilustra cómo las células están compuestas por submáquinas más pequeñas, llegando hasta el nivel atómico donde operan máquinas moleculares, como las bombas iónicas y las enzimas. En la dirección opuesta, explica cómo las células se autoorganizan en sistemas más grandes, como tejidos, órganos y poblaciones, culminando en la biosfera.
Un marco conceptual innovador
Este nuevo marco conceptual es fruto de la colaboración entre los profesores Tsvi Tlusty, del Departamento de Física del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) en Corea del Sur, y Albert Libchaber, del Centro de Física y Biología de la Universidad Rockefeller, en Nueva York. El estudio se inspira en el polímata del siglo XVII Gottfried Leibniz, quien observó que «las máquinas de la naturaleza, es decir, los cuerpos vivos, son aún máquinas en sus partes más pequeñas, hasta el infinito.»
Los investigadores han construido un lenguaje simplificado que caracteriza la materia viva como una cascada doble (casi) infinita, que abarca dieciocho órdenes de magnitud en espacio y treinta en tiempo. Las ramas de esta cascada, de gran escala y pequeña escala, convergen en un punto crítico de 1.000 segundos y 1 micrón, correspondiente a las escalas temporales y espaciales típicas de la vida microbiana.
Este punto crítico marca la evolución desde la construcción de máquinas auto-replicantes mínimas hasta la aparición de sociedades de tales máquinas, lo que finalmente conduce a la formación de biosferas enteras.
El profesor Tlusty comenta: «Este trabajo sienta las bases conceptuales para desarrollar lenguajes matemáticos que encapsulen los rasgos distintivos de la vida. Tales formalismos son esenciales para construir una teoría de la vida.»
El estudio ha sido publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, y representa un avance significativo en nuestra comprensión de los mecanismos que subyacen a la vida, abriendo nuevas perspectivas en el ámbito de la biología y la física.
