La búsqueda del significado de la vida ha sido un tema recurrente en la filosofía y la ciencia, pero un nuevo estudio de investigadores de la Universidad de Boston y la Universidad de Brandeis propone un enfoque innovador. A través de la aplicación de constantes físicas fundamentales, Pankaj Mehta y Jané Kondev han explorado cómo estos principios pueden ayudar a definir lo que entendemos por vida, un concepto que ha eludido definiciones precisas a lo largo de la historia.
Inspirados por el trabajo del físico austriaco-estadounidense Victor Weisskopf, que en la década de 1970 derivó propiedades de la materia a partir de principios físicos básicos, Mehta y Kondev han ampliado este enfoque para incluir la vida. Su definición de vida considera que se trata de «una forma novedosa de materia autoorganizada en no equilibrio, cuya característica definitoria es la auto-replicación de alta fidelidad». Esta interpretación señala que el propósito de la vida es separarse energéticamente de su entorno y reproducirse.
Propiedades fundamentales de la vida
Los autores del estudio identifican tres propiedades fundamentales que caracterizan la vida: el rendimiento de crecimiento, el tiempo mínimo de duplicación y el consumo mínimo de energía en estado de letargo. El rendimiento de crecimiento se refiere a la cantidad de biomasa adicional que se puede producir por unidad de energía. A partir de constantes físicas como la masa del protón y la velocidad de la luz, se ha calculado que este rendimiento idealizado es de aproximadamente 8×10-7 g/joule. Sin embargo, para la vida basada en carbono, como la nuestra, este valor se ajusta a aproximadamente 10-4 g/joule, lo que concuerda con observaciones en la Tierra.
El tiempo mínimo de duplicación está limitado por la disponibilidad de energía. En condiciones de abundancia energética, el crecimiento depende de la velocidad de las reacciones bioquímicas, mientras que en situaciones de escasez, la rapidez con la que un organismo puede recolectar energía se convierte en el factor limitante. Este modelo es capaz de predecir, con notable precisión, los tiempos de duplicación observados en diversas especies, desde bacterias que pueden duplicarse en pocos minutos hasta organismos que tardan años.
Asimismo, el estudio aborda el reto que enfrenta la célula para mantener su integridad mientras está inactiva, enfrentándose a la entropía. Este proceso se basa en constantes térmicas y cinéticas, y se ha calculado que la energía necesaria para mantener esta «separación» del entorno es de aproximadamente 3 x 10-15 Watts por célula, un valor que también coincide con datos experimentales.
El trabajo de Mehta y Kondev no solo proporciona un marco teórico para entender la vida bajo las leyes físicas que rigen nuestro universo, sino que también abre nuevas vías para la búsqueda de formas de vida que puedan existir en condiciones distintas a las de la Tierra. Al integrar la biología con la física, los autores continúan la visión de Weisskopf de un marco completo que explique el universo desde sus fundamentos, incluyendo la compleja y a menudo esquiva esencia de la vida.
