J.-M. Lehn: En busca de los ladrillos de la vida

Hace tiempo, un escritor de una revista científica de alto impacto le contó a Jean-Marie Lehn, premio Nobel de Química en 1987 por sus estudios sobre el reconocimiento molecular junto a Charles L. Pedersen y Donald J. Cram, que estaba preparando un ensayo sobre los grandes interrogantes de la ciencia. «Los físicos proclaman que tratan de desentrañar las leyes del universo. Los biólogos dicen que intentan resolver las reglas de la vida. ¿Qué están haciendo los químicos mientras tanto? Es decir, están produciendo nuevas moléculas, nuevos materiales y fármacos que resultan muy útiles para la sociedad pero, ¿cuál es la gran pregunta sin resolver?»

Lehn le contestó: “Puede que la química tenga el reto de resolver la pregunta más importante de todas: ¿de qué manera la materia ha sido capaz de volverse más compleja? Es decir, ¿cómo el universo ha podido crear una entidad cada vez más y más compleja hasta el punto de que ha sido capaz de preguntarse sobre el origen del mismo universo del que surgió?”

Y la respuesta a la gran pregunta es: por auto-organización.

Todo sucedió por sí mismo, según las leyes del universo. Pero, ¿cómo? Es tarea de la química descifrar y completar los pasos que condujeron progresivamente a la materia hacia un mayor nivel de complejidad para averiguar cómo emergieron las nuevas propiedades en cada nivel y mirar hacia las nuevas formas de materia compleja que podrán ser creadas y evolucionadas por las manos y mentes de científicos en el futuro. Por tanto, la química constituye el puente que hay entre las leyes del universo y su específica forma de vida y pensamiento, es decir, entre física y biología. El objetivo es descubrir, entender e implementar el proceso que gobierna la evolución de la materia hacia el aumento de su complejidad, desde los primeras partículas hasta la vida y materia pensante.» [1]

Hacia materia más compleja mediante auto-organización
Hacia materia más compleja mediante auto-organización

Jean Marie Lehn, considerado como uno de los padres de la química supramolecular, describe su campo mediante una curiosa metáfora. «Si pensamos en una molécula como en una casa, los átomos que la componen serían los ladrillos de esa casa. La idea es que existe una química que describe las interacciones de esta casa que correspondería con la vida del barrio. A menudo digo que las moléculas son como las personas, así que la química molecular trataría sobre las personas y, por tanto, la química supramolecular se ocuparía de la sociedad. Es una sociología química, por decirlo de alguna manera».

Cuando se refiere a la auto-organización, la define como la fuerza motriz del universo: «nosotros existimos gracias a ella. Nuestro universo está construido de tal manera que la materia se auto-organiza; no somos un accidente, somos el resultado de nuestro universo.» Lo próximo, según Lehn, es ir más allá del control de las estructuras para hacerlas dinámicas. «En otras palabras, el edificio tiene piezas, pero ahora estamos interesados en la forma en que estas piezas pueden disociarse y reensamblarse, pero esta reordenación puede conducir a algo distinto del punto de partida; así que a esto lo llamamos química constitucional dinámica. Como cuando tienes una casa y un año después no te gusta. La desmantelas y construyes otra. Así puedes construir cosas diferentes con los mismos ladrillos pero quizás cambiando el estilo. Este es el momento de la constitución, el tipo de objeto podrá deshacerse y reformarse, pero si cambias las condiciones lo que obtendrás será distinto

Lehn da un paso más allá e introduce el término de química adaptativa, una extensión más de la química supramolecular. «La reconstrucción de la casa será un proceso adaptativo, de ahí el nombre, química que se adapta a sus cambios. Supone dar un paso más allá, más cerca de los sistemas vivos, donde tienes selección, adaptación, etc. Aún muy lejos de la biología en lo que a complejidad se refiere, pero siguiendo su dirección. Hemos pasado de las moléculas, entidades aisladas, a la química supramolecular que se ocupa de los grupos de entidades. Finalmente estudiamos como estos grupos de entidades son capaces de responder a estímulos externos, haciéndose así adaptables.» [2-3]

Jean Marie Lehn - Imagen Javier Peláez
Jean Marie Lehn – Imagen Javier Peláez

En resumen, la química supramolecular, que se ocupa de explorar los sistemas que interactúan mediante auto-organización, ha dado paso a la química dinámica constitucional que intenta estudiar cómo estos sistemas son capaces de reorganizarse e intercambiar sus ladrillos para dar sistemas más complejos de una manera adaptativa. Lehn marca el camino para intentar resolver el gran interrogante de la química. «En el principio de la explosión original, durante el “Big Bang”, era la física quien reinaba. Luego con temperaturas más clementes vino la química. Las partículas formaron átomos y estos se unieron para producir moléculas cada vez más complejas que, asociándose en agregados y membranas, dieron a luz a las primeras células de las que brotó la vida en nuestro planeta. Esto ocurrió hace 3.800 millones de años atrás.

La tarea de la química es revelar las vías de autoorganización y trazar los caminos que condujeron a la materia inerte al nacimiento de la vida, y de aquí a la materia viva, y luego a la pensante. La química nos proporciona, por tanto, medios para interrogar el pasado, explorar el presente y tender puentes hacia el futuro.» [4]

Este artículo nos lo envía Manel Souto, Doctorando en ciencia de los materiales en ICMAB-CSIC, doble titulado en Licenciatura Química por la Universidad de Valencia e Ingeniería Química por la Universidad de Estrasburgo. Ha estado colaborando en el blog Reaccionando. Una bitácora para una generación no tan perdida con El Periódico de Catalunya y es autor del ensayo Sí es país para jóvenes, en el que se aborda la actualidad desde una perspectiva crítica y se proponen alternativas dirigidas a concienciar sobre la necesidad de un cambio fundamentalmente ético. También podéis encontrar sus artículos en el Huffington Post.

EDICIÓN POR PARTE DEL EQUIPO DE NAUKAS: Coincidiendo con este artículo enviado por Manel Souto, nos hemos enterado de que Jean Marie Lehn dará una conferencia, pública y gratuita, en el Guggenheim de Bilbao este próximo martes 10 de marzo a las 19:30.

10 de marzo, 19:30: Jean Marie Lehn en Bilbao
10 de marzo, 19:30: Jean Marie Lehn en Bilbao

La conferencia se titulará: De la materia a la vida: ¿Química? ¡Química!.

El universo ha ido creando materia cada vez más y más compleja, desde los átomos hasta la vida y la materia pensante. Y lo ha hecho por sí misma, por medio de la auto-organización. Todo está compuesto de moléculas y conjuntos organizados de éstas que interaccionan entre sí. Y la química nos ofrece el puente entre la materia más simple y las complejas estructuras que dan lugar a la vida…

Tenéis a vuestra disposición toda la información sobre esta Conferencia en la web del DIPC

—-

Referencias y más información del artículo:

[1] “Perspectives in Chemistry – Steps towards Complex Matter.” J.-M. Lehn. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2836 – 2850.

[2] “From supramolecular chemistry towards constitutional dynamic chemistry and adaptive chemistry”. J.-M. Lehn. Chem. Soc. Rev., 2007, 36, 151-160.

[3] Entrevista a Jean-Marie Lenh en la revista JotDown.

[4] La química: ciencia y arte de la materia. Jean-Marie Lehn.


10 Comentarios

Participa Suscríbete

JJ SeñorJJ Señor

Se agradece cuando los divulgadores son conscientes de que están divulgando, como es el caso de éste artículo. Ello anima a participar en el debate.
Se infiere nuevamente que la vida, y por ende la inteligencia, es un imperativo cósmico, lo cual implica determinación, lo que a su vez contradice en cierto sentido el concepto de entropía. Y da pábulo a los pensadores (serios) creacionistas…
¿Estoy en lo cierto?

Manel

Gracias por tu comentario. No creo que necesariamente el origen de la vida tenga que ser un imperativo cósmico. Es decir, no se trata de un hecho marcado por el destino sino, a mi modo de entender, un suceso de procesos aleatorios que por azar, dieron origen a la vida.
El estudio de Lehn propone descubrir CÓMO la materia se volvió más compleja, no el POR QUÉ.

M. Souto

Hola Señor,
Gracias por tu comentario.
No creo que el nacimiento de la vida implique necesariamente un imperativo cósmico. A mi modo de ver, el origen de la vida fue una sucesión de procesos aleatorios y casuales.
Es decir, no creo que este estudio se centre en si la vida fue un proceso que implica determinación o creacionismo. Lehn estudia el CÓMO la materia se volvió más compleja pero no se centra en el POR QUÉ de la complejidad.

JJ SeñorJJ Señor

Sin embargo esto es muy cercano a lo que expuse:

>Cuando se refiere a la auto-organización, la define como la fuerza motriz del universo: «nosotros existimos gracias a ella. Nuestro universo está construido de tal manera que la materia se auto-organiza; no somos un accidente, somos el resultado de nuestro universo.»<

Pienso que tal vez hubiera sido más prudente anotar que “aunque todo tiende hacia el desorden, las fuerzas de la Naturaleza crean orden; nosotros somos el resultado más sublime de ello”.

No pretendo enmendarle la plana al autor, pero es que en sus palabras veo algo parecido determinismo filosófico.

Gracias por su contestación y la de Manel.

M. Souto

Tienes razón en que la frase de Lehn se puede entender en un sentido determinista pero depende mucho del punto de vista del lector.
Aquí lo importante, desde un punto de vista químico, es entender con que mecanismos la materia se organiza. Si somos un accidente o no es algo muy complejo (creo que nunca se podría saber) y ya entramos en un tema filosófico.

JJ SeñorJJ Señor

Podríamos saberlo, si como Sagan sospechaba, algún día tuviésemos delante un alien pensante; o simplemente (es un decir lo de simple) descubriésemos vida con una química distinta a la nuestra. Porque si la que descubriésemos hubiese partido de ladrillos (arn – adn) como los nuestros, estaría claro que no fue un accidente terrenal (el ejemplo de la casa de Lehn). Pero seguiría sin aclararse lo del imperativo .
Se lo expongo como conjetura. Contésteme a esto también, por favor.

0 (0 Votos)
M. Souto

Claro, si hubiese vida muy lejos de la Tierra, algo no tan descabellado como indica Sagan debido a la inmensidad del universo, probablemente se basase en otro tipo de química si las condiciones fuesen totalmente diferentes a la de La Tierra. Aún así, estoy casi convencido de que esa vida encontraría algún mecanismo para volverse más compleja. Pero también es una suposición.

En cuanto al determinismo, sigo exponiendo que es muy difícil concretar si esto pasó por que debía de pasar o por azar. Primero deberíamos definir los límites de la casualidad y del destino. Que la materia se auto-organizase para volverse más compleja es un hecho que comprende azar y determinismo. Como tú mismo exponías: “aunque todo tiende hacia el desorden, las fuerzas de la Naturaleza crean orden”.

JJ SeñorJJ Señor

He visto un reportaje donde se dice que hace unos 650 millones de años la Tierra sufrió un congelamiento total que fue la causa impulsora de que la vida pasase a ser pluricelular. Las bacterias que superaron el reto prosperaron con menos competencia ya, y adquirieron el impulso evolutivo.
¿Hasta que punto puede eso ser cierto? me permito preguntarle, por si quiere opinar al respecto.
¿Es una hipótesis con fundamento?
Saludos

ManuelManuel

Hola.
Ustedes me perdonarán pero me gustaría pteguntntarles qué son exactamente eso que llaman fuerzas de la naturaleza

JJ SeñorJJ Señor

Voy a contestarle yo por haber sido el primero que hizo alusión a ellas, pero debo hacerle constar que cualquiera de los que escriben por aquí esta de seguro más puesto que yo en esto.
Las he oído nombrar también como interacciones fundamentales, pero todas las fuerzas de la Naturaleza son resumidas en cuatro fuerzas básicas: las llamadas más usualmente como Fuerzas fundamentales.
1. F. Gravitatoria.
2. F. Electromagnética.
3. F. Nuclear débil.
4. F. Nuclear fuerte

Deja un comentario

Tu email nunca será mostrado o compartido. No olvides rellenar los campos obligatorios.

Obligatorio
Obligatorio
Obligatorio

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>