18/7/2019
Diálogos con la ciencia

«Lo que nos separa del resto de las especies es el lenguaje»

Jorge Wagensberg mantiene, una vez al mes, una conversación con uno de los científicos españoles más importantes

Jorge Wagensberg - 10/06/2016 - Número 37
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«Lo que nos separa del resto de las especies es el lenguaje»
IKER AYESTARAN
Ricard Solé (1962), físico y biólogo de formación, dirige el Laboratorio de Sistemas Complejos en la Pompeu Fabra. También es profesor del famoso Instituto de Santa Fe, creado —entre otros— por el nobel de física Murray Gell-Mann para la investigación de la complejidad y autor de centenares de publicaciones sobre biología teórica, biología sintética y evolución. Su cultura, sus métodos, sus intereses y sus resultados son de una vastísima diversidad. Su gran pregunta es: ¿qué es la vida?.

Existe todo un linaje de científicos, sobre todo físicos y biólogos (que empieza con Schrödinger y continúa con Watson, Crick, Venter, Margulis y otros) que se hacen la misma pregunta de salida: ¿qué es la vida? Tú, que también eres físico y biólogo, ¿te consideras socio de este club?
Pues sí. Y la pregunta “¿qué es la vida?” sigue ahí, aunque con el tiempo no ha hecho sino complicarse cada día un poco más. Empiezo cada año mi curso de diseño biológico con esa pregunta. Los virus, por ejemplo, se consideraban como meros programas que parasitaban las células. Eso ya no está tan claro. Cuando un virus de 500 genes entra en una célula se trae consigo una maquinaria que ya recuerda mucho lo que hace una célula real. Las barreras son difíciles de establecer.
 
Las únicas barreras nítidas son las que nosotros introducimos…
Las introduce el pensador para ayudarse a pensar, sí.

Las bacterias son finalmente las grandes triunfadoras de la evolución, superadas quizá solo por los virus

¿Crees que buscar una definición de vida es un proyecto ilusorio? ¿No será una falsa pregunta?
Eörs Szathmáry, el biólogo húngaro que escribió con John Maynard Smith el libro seminal sobre las grandes transiciones de la evolución, The Major Transitions in Evolution (1995), me dijo una vez que la gente que busca la definición de la vida era un grupo de lunáticos en el que él se incluía. ¿Vale la pena entretenerse en buscar una definición de un concepto tan general? Para muchos la cuestión equivale a buscar una definición de la complejidad.
 
Existe una carta conmovedora de Watson y Crick a Schrödinger (en el mismo año de la publicación de su celebérrimo artículo sobre la estructura del ADN) en la que confiesan que se inspiraron en su libro ‘What is Life?’. “Mire, hemos confirmado su intuición del cristal aperiódico”, le escribieron.
Sí, se trata sin duda una de las predicciones más bonitas que se han hecho en la historia de la ciencia. Supongo que solo un físico podía hacerla.
 
Vida es la propiedad que comparten todos los seres vivos, desde una bacteria a un elefante. Una buena pista para buscar la definición de vida sería entonces buscar la intersección de todos los genomas, esto es, lo que todos tienen en común,  el mínimo texto genético necesario para vivir…
Sí, pero fíjate que, con todo lo que hemos avanzado precisamente en esa dirección, con toda nuestra capacidad de síntesis concentrada en solo unos 400 genes, resulta que la tercera parte no sabemos para qué sirve. Es curioso, ¿no? Sabemos que son esenciales pero no para qué sirven. Es un buen misterio.
 
Tu trabajo se incluye en un campo que hoy llamamos ya vida sintética. ¿Es lo que parece o un ligero abuso del lenguaje? ¿Se trata de fabricar seres vivos a partir de partes inertes o solo darle el cambiazo a una parte de algo que ya está vivo?
Hay definiciones para todos los gustos y existen en particular dos acepciones. La primera tiene ya muchos años y es cuando se consigue, por ejemplo, que una bacteria fabrique insulina, algo que espontáneamente no haría nunca. Pero hoy aspiramos a mucho más. Un científico de la vida artificial te devolverá la pregunta más o menos en estos términos: ¿un programa de ordenador que consigue que algún ente se reproduzca es sintético? Desde luego, pero ¿está vivo? Como decíamos antes, el concepto mismo de virus ha cambiado. Ya no lo vemos como un parásito dañino que amenaza nuestra existencia, sino como un elemento que ha evolucionado con nosotros y al que le debemos ser lo que somos.
 
Parece que lo único dañino de verdad son los mosquitos…
Sí, ja, ja. Y, como sabes, hay quien se plantea muy seriamente eliminarlos del planeta utilizando precisamente la biología sintética.
 
(No es el caso de los ecólogos cuando piensan en las aves que se alimentan de insectos.) Ahí va una pregunta directa. ¿Crees que seremos testigos de la creación de la primera célula viva a partir de materia inerte? Crear vida a la carta son palabras mayores.
El día que lo consigamos abriremos más de una puerta. Y visto lo ocurrido durante las dos últimas décadas, creo que es razonable pensar que antes de otra década más habremos inventado vida… Aunque la célula artificial no esté hecha con materiales biológicos, ni siquiera tenga información como tal, el hecho de conseguir que algo crezca y se reproduzca será un hito tremendo que significará que ya hemos comprendido muchas cosas.
 
¿Crees que la frontera entre lo no vivo y lo vivo solo se puede cruzar de una sola manera?
Eso es muy difícil de saber. Nos planteamos esa cuestión cada día. ¿Cómo empezamos? ¿Con una célula esférica que crece, que se convierte en un elipsoide y luego se divide? Quizá haya otras alternativas, aunque es difícil pensar en una vida sin agua o en una vida en la que los ácidos nucleicos no desempeñen un papel central. Para crecer, reproducirse, experimentar una selección darwiniana y tener información hay más restricciones que alternativas. No todo es posible.
 
¿En el cosmos hay solo una forma de vida? ¿Cuántas maneras distintas hay de vivir? ¿Solo una? ¿Pocas? ¿Muchas?
Estamos en una buena época para hacernos estas preguntas porque cada día descubrimos nuevos planetas que podrían ser candidatos a alojar vida. Supongo que piensas, como yo, en el día que podremos mirar a un punto del cielo para decir “allí hay vida”.
 
Por otro lado, pensar que estamos solos en el cosmos suena a pedantería estadística, ¿no?
El argumento estadístico parece poderoso, sí. Y lo comparto como científico: la vida tiene que ser frecuente en el universo, aunque sinceramente, a mí me gustaría tener algún argumento más.

La sintaxis permite escalar indefinidamente la complejidad y referirse a lo que no existe

Hablemos de las grandes transiciones de la evolución de la vida en el planeta. Hasta ahora hemos hablado de la emergencia de la vida. El segundo gran hito es el código genético. El hecho de que sea único para todos los seres vivos significa muchas cosas. Existen el alfabeto de la materia inerte, que es la tabla de Mendeléev con más de un centenar de letras, y el alfabeto de la materia viva, que no tiene más de cinco letras. ¿Te imaginas cómo surgió desde la biología sintética?
Bueno, después del famoso experimento de Miller ha habido otros de la evolución prebiótica que muestran cómo se pueden obtener moléculas orgánicas a partir de sustancias muy básicas y sencillas. Pero la biología sintética ya nos ha enseñado que podemos fabricar alternativas distintas al código genético del ADN. También hemos comprobado que nuestro código es uno entre un millón: ha sido enormemente optimizado para reducir los errores en el uso del código genético. Es decir, para que un pequeño fallo en la traducción no afecte dramáticamente a la función.
 
Otro gran hito fue la emergencia de las células complejas (la célula eucariota de la que están hechos animales y plantas) después de miles de millones de años de solo bacterias. Es la bellísima teoría de Lynn Margulis.
Sí, a lo largo del tiempo se ha ido confirmando cada vez más. De todos modos, las bacterias son finalmente las grandes triunfadoras superadas quizá solo por los virus. Aunque son células individuales siempre están, en condiciones muy distintas, en esa frontera límite que separa lo unicelular de lo multicelular e intentando comportarse de forma mucho más compleja. Es un salto importante de la complejidad. Da qué pensar: ¿por qué no hay solo bacterias que son tan eficaces y se replican tan rápido? ¿Qué se gana con los organismos multicelulares? La multicelularidad ha ocurrido al menos 25 veces de forma independiente durante la evolución.
 
Quieres decir que alguna ventaja tiene que tener…
Claro. Hay dos líneas de respuesta. Por un lado, cuando las cosas se ponen mal en el exterior, la multicelularidad crea un ambiente interno que favorece la división del trabajo. Por otro lado, ocurre lo que tú mismo has propuesto en muchas ocasiones. La multicelularidad es un paso importante, con la división del trabajo, para predecir y anticipar la incertidumbre.
 
En uno de tus trabajos defiendes que es más fácil llegar a un ser pluricelular a partir de agregados previamente formados que a partir de individuos independientes…
Sí, partimos de células que pueden evolucionar en la adhesión, con lo que grupos de células pueden mantenerse unidas físicamente. Si luego se añade un ambiente selectivo del que extraer nutrientes y además una capacidad de deshacerse de lo tóxico, entonces nos encontramos con células con funciones nuevas y, además, con la sorpresa de que emerge la división del trabajo y una estructura resultante compleja que nos recuerda un organismo. La diferencia respecto a los seres multicelulares que nos rodean es que en estos todas sus células son genéticamente idénticas. Eso evita muchos problemas de disidencia, de que una de ellas, por ejemplo, decida ir por libre y convertirse en un parásito. Pero aun así hemos descubierto que existe todo un universo de posibilidades que implican diversidad genética.
 
Un recurso muy fuerte de la evolución consiste en dar estos saltos jerárquicos: diferentes individuos se ponen de acuerdo para erigirse en una nueva individualidad que a su vez hace lo propio, etc. Ciertos bancos de peces o los insectos sociales son buenos ejemplos.
Exacto. La innovación es crear una nueva unidad de individuos, lo que se consigue, en particular, empaquetando genes. Otro caso, para mí importantísimo, es cuando se consigue pasar de procesar información individualmente a hacerlo de forma colectiva. La unidad deja de ser el antiguo individuo y pasa a ser el nuevo sistema.
 
Otro hito evolutivo es la emergencia del lenguaje.
Sí, el lenguaje humano. En este tema es quizá donde la brecha entre los humanos y el resto de los animales es más profunda. La diferencia no está solo en el poder simbólico, sino sobre todo en la sintaxis. Eso es lo que nos da la capacidad de escalar indefinidamente la complejidad. Podemos referirnos a cosas que no existen, podemos hablar del pasado, del futuro… podemos innovar. Y tal vez podamos comprender algunos de los orígenes de la innovación —incluso creativa— empleando sistemas artificiales. Un ejemplo son las redes neuronales que aprenden el estilo de Van Gogh y que, cuando les muestras una fotografía, la reinterpretan con el estilo “inconfundible” del artista. Van Gogh está muerto, pero la red interioriza su manera de ver el mundo y lo resucita en muchos de sus aspectos como creador. Este resultado es muy espectacular.
 
(Los falsificadores tendrán sano interés profesional por esta maravilla.) El planeta tiene muchos problemas: cambio climático, acumulación de residuos, agotamiento de recursos… ¿Puede ayudar la biología sintética?
Es una de sus grandes aplicaciones. La degradación del planeta no va a ser gradual sino catastrófica. En pocas décadas viviremos el colapso de ecosistemas de los que vive una población importante. Hace solo 5.500 años el Sahara estaba lleno de ríos, vegetación y fauna, pero se arruinó en un solo siglo.  ¿Qué podemos hacer? De momento, ganar tiempo. Y la biología sintética es una vía de ideas y soluciones. Podemos modificar bucles de ecosistemas para evitar su colapso. Aquí aparece un poco el efecto Parque Jurásico: cuidado, que no se nos vaya de las manos. Es un sentimiento equivocado. El 40% de los ecosistemas del planeta está amenazado. Pero una pequeña modificación en algún microorganismo del suelo que permitiera retener más agua daría lugar a una simbiosis artificial que alejaría al sistema de la catástrofe.