Cibermitanios

Termodinámica y Evolución de las especies

Cómo la vida se beneficia del caos.
Un lector comentaba que un amigo le dijo que la evolución contradice la segunda ley de la termodinámica, y se preguntaba si estas leyes de la física se aplican a la evolución de las especies. La respuesta es que se trata de otra contradicción aparente, como tantas hay, una bastante poética que no quiero desaprovechar como excusa para hablar un poco sobre estos conceptos...


Termodinámica y entropía


Por ejemplo: supongamos que tengo en mi casa sólo dos habitaciones separadas por una puerta. Una de las habitaciones tiene una estufa que la mantiene a 30ºC, la otra tiene un sistema de aire acondicionado que la mantiene a 0ºC. Al abrir la puerta que conecta ambas habitaciones, es sólo cuestión de tiempo para que las temperaturas se "mezclen" y haya unos 15º en toda la casa.

Lo que ocurre en realidad es que el calor de la habitación más templada se distribuye uniformemente entre ambas habitaciones, como al echar unas gotas de tinta en un vaso de agua. Y es imposible, o al menos muy altamente improbable, que todo el calor retorne por sí solo a la habitación de la estufa. A este fenómeno se le llama Entropía.

La energía tiende a dispersarse hasta alcanzar un estado lo más homogéneo posible.

Por supuesto, la entropía se aplica sólo a casas perfectamente cerradas. En el ejemplo, no estoy teniendo en cuenta el calor que se escapa por las rendijas de la casa, la temperatura que absorben las paredes o la que mi propio cuerpo genera. En el mundo real, no existe una casa perfectamente cerrada; la mayoría de los sistemas reales son abiertos, tienen puertas y rendijas por las que se comunican con las otras habitaciones del mundo, sus propias paredes transfieren temperatura del lado más caliente al lado más frío, tendiendo a igualar la temperatura interior de la casa con la del ambiente que la rodea.

Ahora, cualquiera pensaría que un universo reinado por la entropía es un caos, cuando en realidad tiende a la homogeneidad y a la simpleza. De hecho, "entropía" significa en griego "evolución", y se trata de una evolución hacia lo simple. Pero no hay que confundirse con estos términos: caos no significa complejidad.

Orden | Caos

Cuanto más desordenado está un sistema, más homogéneo es, más simple es. Y, al contrario de lo que pueda especular el sentido común, el orden es algo muy complejo.

Y un ser vivo, evidentemente, es algo complejo, ordenado, pero eso no le impide tener un contacto termodinámico con su entorno. A cada paso que damos, perdemos calor corporal; con cada exhalación liberamos dióxido de carbono que se mezcla con el aire; cada mordisco que le damos a un sándwich desparrama migas en el suelo. Somos máquinas de generar entropía, como cualquier otra cosa del universo (aunque también de orden interno, como veremos un poco más abajo).

Por ejemplo, al revolver con una cuchara el interior de un recipiente que contiene harina, huevos, azúcar y agua, no estamos haciendo más que aumentar el caos dentro del recipiente, acelerando el proceso entrópico del sistema, y, como resultado, obtendremos un bizcochuelo homogéneo de puro desorden, algo más simple, con moléculas en estados mucho menos pretenciosos que al principio.


Evolución y vida


La evolución de las especies es precisamente la homogeneidad de los genes: digamos que yo voy caminando con un puñado de genes en el organismo y tropiezo con una chica que venía trayendo otros genes; éstos terminan todos mezclados por el choque, de acuerdo a la segunda Ley de termodinámica y, sin contradecirla, es probable que hayamos creado una nueva vida que luego choque con otra y desparrame sus genes y así sucesivamente (por suerte, es un poco más divertido que eso). El producto de ciertos choques creará mejores chocadores, y los malos chocadores desaparecerán. Eso es evolución.

Los necios argumentan que la evolución de las especies va en contra de la entropía; dicen que es imposible que al mezclar dentro de un recipiente varios átomos éstos se combinen para formar aminoácidos, ADN y vida. Pero están equivocados...



Veamos esta animación interactiva que preparé... Es, básicamente, la ilustración del ejemplo de la casa con dos habitaciones, pero en este caso imaginemos que en lugar de moléculas de aire frío y caliente lo que se mueve son dos tipos de elementos que pueden formar vida si se distribuyen adecuadamente. En este ejemplo, todas las moléculas azules deben quedar a la izquierda y todas las rojas a la derecha. Si esto ocurre, la puerta del centro se cerrará y se habrá creado una célula. Veremos que la mayor parte del tiempo las moléculas (que se mueven completamente al azar) tenderán a distribuirse homogéneamente y casi siempre habrá más o menos la misma cantidad de rojas y azules en cada habitación... pero, cada tanto y por simple probabilidad (por no decir "azar"), se ordenarán por sí mismas, reuniendo las condiciones requeridas.

Puede que estés horas sin ver las moléculas ordenadas, pero, después de todo, es justamente por eso que tardamos millones de años en aparecer, y no sólo siete días.

La vida es un bizcochuelo como cualquier otro, un poco más complejo y menos probable, más lento, pero en definitiva es sólo la mezcla de los ingredientes correctos y un buen tiempo de cocción. Su receta tiene la particularidad de que luego puede cocinar sus propios bizcochuelos y mandarlos a la iglesia.

Y el horno de ese bizcochuelo está a la vista: las aves, por ejemplo, se gestan dentro de huevos para protegerse del caos circundante, se aislan lo más que pueden, al igual que un feto humano dentro del vientre materno.

metabolismo de una plantaSi hay algo opuesto a la entropía, no es la evolución, sino el metabolismo, un complejo laberinto de intercambio energético entre células que absorben y liberan sustancias químicas, como si se tratase de una casa viviente con millones de pequeñas puertas. Este intercambio tampoco contradice a la Evolución, pero no voy a explicar ahora cómo funciona ya que seguramente el metabolismo será el próximo demonio de los creacionistas —cuando se queden sin falsos argumentos contra la Evolución—, y será muy divertido cuando llegue el momento... Pero el Hombre seguirá descendiendo de los primates, les guste o no.

En resumen: todo tiende al desorden, a la simplicidad: si tiro un fósforo encendido sobre La Biblia y un libro de Darwin, ambos se reducen a cenizas, un estado más homogéneo y simple. Lo que no están viendo los que niegan la evolución es que ésta no es la simple sucesión que muestra el clásico dibujo que va del mono al hombre erguido. Este gráfico muestra sólo los casos exitosos dentro del caos absoluto en que está inmersa la evolución. Cada enfermedad existente es una prueba de ese caos, las especies extintas lo son, y la cadena evolutiva está formada por los muy pocos eslabones que sobreviven a tanto desorden.

evoluciónNi la termodinámica son intentos de negar la existencia de Dios, sino simples explicaciones de cómo son las cosas, a pesar de que las colas de paja puedan recibir alguna chispa que transforme sus ideas en cenizas. Aquél que se disponga a justificar racionalmente una cuestió de fe, debe estar preparado para luchar contra absolutamente toda la ciencia... el amigo del comentarista que disparó este post podría haber dicho justo lo contrario con el mismo criterio: que la termodinámica es falsa porque contradice a la evolución. Eso hubiese bastado para desarmar su intento fallido de razonamiento.

A Dios no le gustan los tibios, dice en alguna parte de la Biblia ("a los tibios los escupo"). Y lo tibio no es otra cosa que un sistema en equilibrio térmico, como la habitación del ejemplo con su puerta abierta, y la vida, le guste a Dios o no, es un sistema en equilibrio. Y, dentro del caos, una de las infinitas formas en que puede combinarse la materia es un mono que lee Cibermitanios.