Los Estrechos Límites de la Vida

¿Qué es la vida? A pesar de que la definición del concepto de vida no está aún bien establecida, en términos generales se podría decir que la vida es la cualidad de una unidad genética organizada para realizar metabolismo, reproducirse y evolucionar.
El ser humano es un animal de costumbres, y como tal, se podría decir que estamos acostumbrados, desde que nacemos, a ver vida a nuestro alrededor; sin embargo, y a pesar de ello, somos usualmente inconscientes de esta peculiar situación.
La vida es un fenómeno raro. Basta con observar el universo que nos rodea para darnos con la sorpresa de que, al menos hasta donde alcanzan nuestros más potentes telescopios y sondas, somos el único planeta existente que alberga seres vivos. Indudablemente, esta observación nos lleva a “elevar nuestras consciencias” y analizar la situación de manera más panorámica.
El ser humano es, de por sí, autoconsciente; esto es, consciente de su existencia, de las consecuencias de sus acciones, consciente del pasado, el presente y el futuro, entre otras cosas. Y como tal, es justo y necesario que seamos conscientes también de todas las condiciones (algunas muy improbables) para que esta extraña y estadísticamente anormal cualidad llamada vida pueda ocurrir.
Tengamos en cuenta, por mencionar algunas de estas condiciones especiales, la temperatura, presión, y concentración de gases atmosféricos.
La temperatura promedio en la superficie de los planetas más cercanos a la Tierra, es decir, Venus y Marte, es de unos 480 y -53ºC, respectivamente, mientras que las presiones se encuentran en el orden de las 90 atm en el caso de Venus y alrededor de 4.58 torr (0.006 atm) en el caso de Marte. Ahora comparemos estos valores con la temperatura y presión mucho más moderadas de la Tierra: unos 15ºC y 1 atm. Esto nos hace ver que la Tierra está situada en una posición estratégica dentro del sistema solar. De todos modos habría que tener en cuenta el hecho de que esta particular situación está influida, en parte, por los mismos seres vivos. Sin embargo, en réplica a lo que muchos podrían argumentar, estas características únicas de la Tierra no se deben a una inteligencia superior, sino que, de todos los planetas del sistema solar, el más apto para que se originara vida (por muchas razones) fue, precisamente, el planeta Tierra. Todo es cuestión de perspectiva, ya que es natural ver las cosas desde el momento preciso en el cual estamos situados y pensar que toda la evolución ha estado dirigida hacia el ser humano; aunque, por el contrario, lo que deberíamos hacer es, más bien, ampliar nuestro panorama y analizar el proceso evolutivo paso a paso, desde el comienzo. Pretender hacerlo al revés sería como querer resolver un problema matemático partiendo desde la respuesta: de haber un error, este sería imperceptible, ya que estaríamos condicionados psicológicamente a concentrarnos en el fin y no en el proceso.
Ahora volvamos al tema central del artículo.
La concentración de gases importantes como el dióxido de carbono y el oxígeno en las atmósferas de Venus y Marte es de 98% y menos de 0.1%, y 95% y 0.13%, respectivamente. En la Tierra, en cambio, existe un 0.03% de dióxido de carbono atmosférico y un 21% de oxígeno, siendo el nitrógeno el mayor constituyente de la atmósfera (78%). Este nitrógeno proviene en gran parte de los procesos biológicos ocurridos en nuestro planeta.
Las razones por las cuales esto es así (excluyendo de momento a la acción biogénica sobre la composición atmosférica) son múltiples. Por ejemplo, la posición relativa de la Tierra con respecto al Sol hace que la energía radiante que llega a la superficie terrestre sea óptima para el desarrollo de vida (alrededor de 1368 watts/m2). También es importante el porcentaje de dióxido de carbono atmosférico, que permite un ligero efecto invernadero, suficiente como para mantener una temperatura promedio de 15ºC óptima para el desarrollo de vida (de ser menor esta concentración, la temperatura promedio sería de -20ºC). Si el porcentaje de dióxido de carbono fuera mayor, el efecto invernadero se incrementaría hasta elevar la temperatura notablemente, haciendo imposible el desarrollo de cualquier ser vivo (como es el caso de Venus).
Además de esto, las condiciones de presión y temperatura de la Tierra son cruciales para que puedan existir compuestos esenciales para la vida, como el agua y el dióxido de carbono, en sus estados precisos.
Para entender mejor esto, es necesario analizar brevemente los diagramas de fases de estos compuestos. Un diagrama de fases es aquel en el que se resumen las condiciones en las que existen equilibrios entre los diferentes estados de la materia para un compuesto particular.

De arriba a abajo: diagramas de fases del agua, dióxido de carbono y oxígeno, respectivamente.






En el gráfico del agua podemos apreciar que por debajo de 4.58 torr (=mmHg), el agua no puede existir en estado líquido. La presión en Marte es cercana a este valor de 4.58 torr (0.006 atm), por lo que encontrar agua líquida en Marte debe ser una tarea muy difícil. Lo mismo podemos decir de la temperatura, ya que por debajo de 4.58 torr y 0.0098 ºC, el agua se encontrará únicamente en estado sólido, es decir, en forma de hielo. Recordemos que, la temperatura media marciana aproximada es de -53ºC. De hecho, en Marte existe agua precisamente en estado sólido. En el caso de Venus, el agua estará destinada a existir únicamente en estado gaseoso, sin posibilidad de pasar a los otros dos estados. Como conclusión preliminar queda evidenciado que el agua líquida, necesaria para el metabolismo de cualquier ser vivo, se encuentra exclusivamente en la Tierra.
Ahora, veamos el gráfico del dióxido de carbono. En Marte existirá únicamente en estado gaseoso, al igual que en la Tierra, pero en Venus el dióxido de carbono se encontrará exclusivamente en su estado de fluido supercrítico, un estado especial de la materia con características intermedias entre un líquido y un gas. Con respecto al dióxido de carbono entonces, en la Tierra y en Marte se encuentra en estado gaseoso, que es la forma en la que los organismos vivos lo utilizan para sus metabolismos.
Y por último analicemos el gráfico del oxígeno. En Marte, se puede encontrar únicamente en estado gaseoso, mientras que en Venus en forma de fluido supercrítico. Conclusión: en Marte y en la Tierra, el oxígeno se puede encontrar como gas, que es la forma metabolizable en los seres vivos, mientras que en Venus no.
De esta forma, podemos obtener una matriz en la que podemos apreciar mejor estas características.

Como podemos apreciar, Las condiciones idóneas para que exista vida se encuentran únicamente en la Tierra. Marte presenta características interesantes, como el hecho de poseer condiciones para que el dióxido de carbono y el oxígeno existan en estado gaseoso, al igual que en la Tierra. Sin embargo, el problema de Marte es con el agua.
De todo lo anterior, se puede decir que los primeros seres vivos encontraron algunas condiciones favorables para su supervivencia en la Tierra, y a partir de ahí se empezó a dar un proceso de retroalimentación en dos vías, en el que tanto las condiciones climáticas y la existencia de los seres vivos son interdependientes. Este proceso persiste hasta la actualidad y persistirá mientras exista vida en la Tierra.
Finalmente, tengo que decir que este breve análisis de las condiciones fisicoquímicas necesarias para la vida, nos muestra que somos prácticamente una improbabilidad en el mundo natural. Sin embargo, aquí estamos, analizando nuestra improbable y maravillosa existencia, así como la de los demás seres con los que compartimos nuestro hogar: la Tierra.

PD: los gráficos han sido obtenidos de la web, sin embargo, la tabla es de autoría personal.