Aquest estat esdevé a conseqüència del metabolisme i de les relacions dels éssers vius amb el medi. Tot i que comença amb el naixement i acaba amb la mort, cap d’aquests fenòmens no es produeix d’una manera sobtada. El naixement comporta unes etapes prèvies, en què hi ha una o més divisions cel·lulars abans de separar-se el nou organisme dels progenitors. La mort natural per senectud comença amb el predomini del catabolisme sobre l’anabolisme i amb l’atenuació dels sentits i de les funcions orgàniques.
Evolució històrica de l’actitud de l’esser humà envers la vida
L’actitud primera i fonamental per part de l’home davant la vida ha estat generalment la de sorpresa i encís acompanyat el respecte. La reacció bàsica del que no viu, per unes virtualitats que causen admiració i que es relacionen amb els aspectes més interrogadors de l’univers. Per aquestes raons —sense que això exclogui totalment altres actituds— és habitual en les grans tradicions de la saviesa i l’espiritualitat de relacionar la vida amb els valors suprems de l’existència. En el budisme, per exemple, el primer precepte i la primera observança de la nova lluna ordena de “no destruir la vida”.
La Bíblia i l’Alcorà donen a Déu, com a valor definidor, l’atribut de “vivent”. Per a l’autor del Daodejing (o Taoteking), “els qui saben conrear llur principi de vida no temen res en el viatge..." Per al Bhagavad-Gītā, com també per a les altres tradicions, “L’home virtuós mereix la immortalitat”. Punts de vista totalment paral·lels als esmentats es manifesten, per exemple, en les “danses al sol” dels rituals omaha precolombins, la saviesa d’Amenemope al seu fill Kanakht, a Egipte, i els cants fúnebres dels pobles pigmeus d’Àfrica. Correlativament, la mort esdevé el signe més evident de la limitació i la causa de temor o angoixa més definitius. Alguns pobles antics, a més de manifestar admiració davant la vida, inicien aproximacions de caire especulatiu i racional a l’anàlisi del que és vivent.
Els grecs, en establir les seves hipòtesis cosmològiques, intentaren poc o molt d’interpretar també el fet de viure. Hom atribuí als primers principis capacitat generativa. Tales de Milet, Anaximandre i Heràclit, per exemple, volien veure en l’aigua, l’ápeiron i el flux una primera matriu per als moviments vitals, i les elucubracions dels atomistes intentaven d’ésser també una primera resposta als interrogants de la natura viva. Hipòcrates fou un excel·lent codificador del saber experimental sobre la restauració de la vida humana, i les escoles platònica i aristotèlica intentaren de donar una visió coherent de tota la natura, inclosa evidentment la vida. No fóra correcte de menystenir totes aquestes aportacions, en la mesura que constitueixen un primer ordit per a teixir l’aventura de l’aprofundiment de la natura dels fets vitals. D’una manera semblant a com Frijof Capra veu avui en el tao una bona base intel·lectuals per a la filosofia de la teoria quàntica, o com Lee Whorf estudia la metafísica dels indis hopis com a particularment significativa per a entendre certs plantejaments de la ciència moderna, moltes altres elucubracions que hom tendiria a menysprear com a “primitives” inclouen grans qüestions i respostes inicials d’un gran interès sobre el tema de la vida. Com fa notar François Jacob (La logique du vivant), des de l’antigor fins al Renaixement de la vida no sofreix gaires mutacions. La generació espontània, per exemple, era opinió comuna fins al final del segle XVIII (Spallanzani s’esforçà a invalidar aquesta opinió, però fins a Pasteur no restà totalment solucionat aquest tema, a mitjan segle XIX).
Fou al segle XVIII que l’actitud davant la natura canvià d’una manera notable. Naturalment, els coneixements que hom tenia sobre la vida depenien d’anàlisis morfològiques, i en l’aprofundiment d’aquestes anàlisis i amb relació al desenvolupament de la mecànica aparegueren els grans models (lògics i mecànics) que serviren per a donar una primera explicació científica de la vida. En absència de concepcions mentals que permetessin d’interpretar les estructures profundes de la vida, fou sobre la superfície visible dels ésser vius que hom estudià les idees d’espècie, i hom parlà de preformació, idea que progressivament anà essent invalidada per intuïcions que esdevingueren afirmacions, sobretot per la recerca d’una estructura interna de la vida que n’expliqués les característiques de creixement i reproducció. El descobriment de la connexió quimicobiològica (síntesi de la urea per Wöhler), facilità la recerca de l’estrucrura interior de la vida, la qual explicava alhora el model morfològic i la transmissió hereditària; aquesta estructura interior ja apuntava en el camp del que avui hom anomena biologia molecular. Amb les perspectives d’anàlisi filogenètica que aportaren les dades i les discussions de Lammarck i Darwin, el factor temps i les nocions evolutives entraren a formar part de l’explicació de la vida i possibilitaren un teló de fons adequat per als fenòmens vitals en llur conjunt. A la segona meitat del segle XIX l’estudi científic de la vida era en plena modernitat quan a criteris (connexió amb la química, introducció de factors evolutius, posada a punt de protocols experimentals, genètica mendeliana i anàlisi matemàtica de dades referents a la biologia, etc.). El desenvolupament d’aquest conjunt d’òptiques i criteris portà la ciència biològica —flanquejada constantment per espectaculars progressos tecnològics— a la floració actual, que té com a eix la biologia molecular. Aquest progrés no apareix com un camí diàfan, sinó que —com tot progrés científic— inclou assaigs de tempteig i error, talment que sorgeixen, per a ésser posteriorment invalidades, teories com ara la panspèrmia d’Arrhenius (1910), que postulava la transmissió sideral de gèrmens vitals. La biologia tracta de donar una explicació acurada a les característiques amb què el que és viu es diferencia del que és inorgànic. Aquest caràcter “estrany” de la vida ha estat definit per Wartofsky (Conceptual Foundations of Scientific Thought) per l’autoregulació (hi associa les nocions de norma i estat final), el creixement i l’autoreproducció. J. Monod (Le hasard et la nécessité) preferix de parlar de teleonomia, morfogènesi autònoma i invariància reproductiva. L’explicació profunda d’aquests termes no es produeix de manera que sigui possible un acord fàcil entre tothom. Com s’esdevé sovint en la ciència, les posicions purament descriptives i experimentals fàcilment donen pas a les opinions que fan servir “paràmetres amagats” a fi de donar una explicació completa dels fenòmens. En el cas de la biologia—sempre dins el risc de simplificació que tota classificació comporta—, hom pot parlar de tres direccions principals de pensament. L’opinió clàssica, fonamentalment dualista, defensa que en l’ésser viu actua alguna mena de força vital, no determinable per paràmetres físics, però dependent de la físicoquímica, que no presenta necessàriament característiques conscients, però que explica el caràcter ‘finalista’’ dels organismes vius. Dins aquest corrent, que hom anomena habitualment vitalisme, hom pot incloure des d’algunes idees aristotèliques fins a la noció d’élan vital de Bergson. El vitalisme ha anat desapareixent, atès que, des del punt de vista científic, hom no pot reconèixer en la força vital gaire cosa més que un “paràmetre amagat” que vol explicar la manca de dades. A l’altre extrem hi ha el reduccionisme absolut, que identifica organismes i mecanismes. Segons aquest, els éssers vius deuen ser simplement màquines molt complicades capaces d’accions vitals. Tot i la dificultat de jutjar en conjunt opinions diverses i complexes, cal notar que en aquest corrent de pensament no manquen formes d’expressió (invocacions d’espontanisme o d’actuacions de l’“atzar”) utilitzades també com a autèntics “paràmetres amagats” i amb rerefons ideològics. Entre ambdós extrems hi ha un conjunt d’opinions que, refusant el dualisme vitalista, insisteixen en la distinció radical entre mecanisme i organisme. La dificultat està a precisar l’abast d’aquesta distinció. En conjunt, hom pot parlar de teories “holistes” (terme que cal relacionar amb Koestler i amb els neognòstics de Princeton, però que no inclou coincidència d’opinions) o bé “emergentistes” en alguns casos. Insisteixen totes en el fet que l’organisme complet presenta propietats d’un grau diferent que el conjunt de les seves parts. Des de les teories que insisteixen en l’"ordre a partir del soroll” (Atlan, Prigogine, Schoffeniels, etc.) fins a emergentistes molt marcats, com és ara Lecomte du Noüy i Teilhard de Chardin, passant per les “lleis biotòniques” (Elsässer, Nils Bohr, etc.) o les “polisupermetamàquines” (Morin), hi ha un ventall d’opinions difícilment classificables i de no fàcil precisió. És molt probable que algunes formes “holistes” de pensament biològic facin de contrapès necessari a teories massa expeditives que, per a evitar justificadament el vitalisme, tenen el perill de fer reduccionismes massa fàcils, en voler explicar la vida amb una estructura empírica i mental massa simplista. Les deficiències que encara presenta el coneixement de la vida i la mateixa estructura bàsica de la matèria (temes altament relacionats) fan necessària la utilització de models provisionals i oberts a precisions ulteriors. Com diu Orlowsky, el gran buit de la biologia moderna davant la vida continua essent encara el fet que els biòlegs admeten que els sistemes vius són reductibles a sistemes físicoquímics i, ensems, presenten caràcters específics i originals que encara són lluny d’ésser aclarits definitivament. La impressionant força investigadora aplicada per la biologia moderna probablement accelerarà les possibilitats de comprensió profunda de les dimensions essencials de la vida i ajudarà a entendre’n l’aventura global, en què l’home es troba evidentment i passionalment implicat.
Condideracions filosòfiques sobre el fenomen de la vida
El problema principal que avui es planteja la reflexió filosòfica sobre la vida és la qüestió dels nivells de realitat, és a dir, d’una banda, si hom pot pensar tot el que és real amb un sistema de conceptes únic, d’altra banda, si hom pot estudiar tot el que és real amb un mètode únic, i finalment, si tot el que és real ho és de la mateixa manera. Aquesta qüestió filosòfica és evidentment vinculada al problema científic de saber si l’organització biològica és específica o bé si és del tot reductible a fenòmens de l’àmbit de la bioquímica. La qüestió dels nivells de realitat aplicada als fenòmens biològics és també vinculada a la reflexió sobre l’especificitat dels fenòmens conscients i sobre el nivell de realitat que cal atribuir a la consciència humana. Per a molts investigadors, la clau del fenomen biològic està en l’evolució química que ha precedit l’evolució orgànica i que l’ha feta possible, en produir les espècies químiques sobre les quals la vida s’edifica. Sembla aleshores que el problema de la vida, més que el d’una irrupció, és el d’una lenta preparació. Amb això, però, l’enigma de l’origen de la vida no resta eliminat, sinó únicament traslladat al fenomen de convergència gràcies al qual els processos químics han anat a parar precisament a la síntesi de la matèria viva. Plantejada en termes de probabilitat, la síntesi que ha creat un sistema químic com la proteïna es presenta com un agrupament altament improbable. Aquesta improbabilitat es manifesta encara més sorprenent a mesura que la bioquímica revela la complexitat d’estructura de la matèria viva. El problema, doncs, es planteja així: ¿aquesta orientació dels sistemes químics cap a uns fenòmens summament estructurats és una orientació fortuïta, com ho ha d’exigir tota filosofia materialista, o bé cal suposar que una direcció privilegiada els ha estat imposada i la porten inscrita? La primera concepció, solidària del determinisme, ha d’assumir les dificultats del concepte d’atzar i no deturar-se davant la paradoxa que “la vida no existeix” (títol d’un llibre d’E. Kahne). La segona concepció, al seu torn, ha d’assumir les dificultats del concepte de finalitat i arribar probablement a la paradoxa que la consciència —que és el model de tota activitat finalitzada— es precedeix a si mateixa com a consciència orgànica immanent a la vida. Sembla, doncs, que cal anar a parar o bé a una extensió universal de l’atzar o bé a una extensió universal de la finalitat. Dit altrament: sembla que l’atzar generalitzat és la contrapartida inevitable de les concepcions materialista i determinista, mentre que la finalitat generalitzadora fóra la contrapartida de les filosofies de l’emergència, aquelles filosofies per a les quals hi ha diversos nivells de realitat. D’altres problemes filosòfics tradicionals sobre la vida, com el de si cal introduir o no un principi específic d’organització del tipus de la forma o de la força (per l’estil de l’entelèquia de Driesch o bé un principi “holístic”), són en el fons problemes solidaris de la qüestió dels nivells de realitat. Problemes filosòfics més nous, que cal que siguin estudiats per una epistemologia de les ciències biològiques, són els plantejats per la introducció en biologia, a través de la genètica, de conceptes de caràcter semiològic, com codi, missatge, informació, etc, o també els plantejats pel concepte de teleonomia (proposat per J. Monod i F. Jacob). Cal estudiar, en efecte, fins a quin punt aquests nous models i conceptes renoven el debat secular entre mecanicisme i finalitat.
Recerques i teories sobre l’origen de la vida
L’origen de la vida ha estat sempre un problema per a l’home. Els microorganismes han estat els éssers més esmentats com a possibles éssers originaris, dels quals deriven per evolució els altres més complexos. La idea de la generació espontània anà perdent vigor, fins que L. Pasteur aconseguí de demostrar la invalidesa de tal hipòtesi per a tots els microorganismes. Això no obstant, modernament hi ha tendència a pensar que les primeres molècules lliures d’ADN capaces d’autoduplicar-se es formaren a partir de matèria orgànica inanimada. Fins a la meitat del segle XIX hom suposava, en general, que la vida havia estat creada per cert poder sobrenatural, bé d’una sola vegada, bé a intervals successius, o bé hom admetia que cada espècie havia estat creada separadament. Aquesta idea resta fora del domini de la ciència i no es pot sotmetre a un estudi experimental. La possibilitat que espores resistents haguessin arribat a la terra accidentalment des d’algun punt de l’univers (teoria de la panspèrmia) és avui universalment rebutjada, bé que tampoc no en resoldria l’origen. No obstant això, la teoria naturalista, motiu de l’anàlisi següent, dona una visió científicament probable d’aquest problema.
El concepte que els éssers vius s’originen de matèries no vivents i els suggeriments sobre quina pot haver estat la sèrie dels esdeveniments han estat exposats per Pfluger, J.B.S. Haldane, R. Beutner i particularment el bioquímic soviètic A.I.Oparin, en el seu llibre L’origen de la vida (1938). La Terra s’originà fa uns 5.000 milions d’anys, com una part despresa del Sol o per la condensació gradual de la pols interestel·lar. Les condicions compatibles amb la vida aparegueren a la Terra fa uns 3.000 milions d’anys (han estat trobats recentment 22 aminoàcids d’uns 3.100 milions d’anys en les roques precambrianes de l’Àfrica del Sud). En aquell temps, l’atmosfera terrestre, mancada d’oxigen lliure, era fortament reductora, i era constituïda per metà, amoníac i aigua, originada per gasos procedents de l’interior de la Terra. Són conegudes certes reaccions mitjançant les quals poden ésser sintetitzades substàncies orgàniques a partir de substàncies inorgàniques. Originàriament, els àtoms de carboni de l’escorça terrestre es trobaven com a carburs metàl·lics; aquests podien reaccionar i formar acetilè, que posteriorment es polimeritzava i formava composts de llargues cadenes d’àtoms de carboni. Els efectes de les fonts naturals d’energia, com les radiacions, sobretot d’alta energia (radiacions còsmiques), les descàrregues elèctriques i la calor podien haver catalitzat la síntesi de composts orgànics. Això fou demostrat per Melvin Calvin en irradiar solucions de diòxid de carboni i aigua en un ciclotró, amb obtenció d’àcids fòrmic, oxàlic i succínic, que contenen 1,2 i 4 carbonis, respectivament, i que són intermediaris en certes vies metabòliques d’organismes vius.
Experiment de l’atmosfera primitiva de Miller i Urey
© Fototeca.cat
El 1953 Harold Urey i Stanley Miller exposaren una barreja de vapor d’aigua i dels gasos metà, amoníac i hidrogen (que reproduïa les condicions de l’atmosfera primitiva, segons la hipòtesi d’Oparin) a descàrregues elèctriques durant una setmana i van demostrar l’aparició d’aminoàcids com ara la glicina i l’alanina, juntament amb altres composts orgànics complexos, entre els quals àcids nucleics. En temps prebiòtics l’atmosfera terrestre probablement contenia vapor d’aigua, metà, amoníac i hidrogen. El fet que l’oxigen no fos present en l’atmosfera reductora primitiva i l’absència de microorganismes devia fer impossible l’oxidació i la fermentació (i, per tant, la degradació) d’aquests composts orgànics. Els detalls de les reaccions químiques que podrien originar aminoàcids, greixos i carbohidrats han estat exposats per Oparin i perfeccionats per Calvin. Les molècules orgàniques foren arrossegades per la pluja i acumulades en les aigües d’antics llacs i antigues mars. La mar es convertí en una espècie de “brou diluït”. La ulterior evolució química dels polipèptids i polinucleòtids no pogué tenir efecte sense un sistema patró que fixés la seqüència de monòmers en els polímers veritables dels éssers vius i els permetés l’evolució posterior.
Les primeres molècules orgàniques
© Fototeca.cat
Treballant en condicions semblants a les de la Terra primitiva, hom ha trobat que els polinucleòtids poden actuar com a patrons complementaris en absència d’enzims, mercès al simple aparellament de bases. Existeixen grans hipòtesis per tal d’esplicar l’origen de les primeres cèl·lules. Segons una, postulada originàriament per Oparin, per coacervació de la dissolució d’un polímer o per formació de conjunt de dues capes de lipoides poden produir-se membranes; segons S.W. Fox, les gotetes de coacervació que contenen enzims i les microsferes formades per polimerització tèrmica de proteïnòids mostren comportaments similars als de les cèl·lules, i inclouen un metabolisme primitiu i un procés de subdivisió; no és probable, però, que aquelles cèl·lules primitives poguessin progressar sense disposar d’àcids nucleics i d’un sistema gebètic. Una altra hipòtesi suggereix que un àcid nucleic o gen nu fou la primera forma de vida potencial. Aquesta hipòtesi es basa en el coneixement actual de l’estructura i l’autoduplicació dels virus i en el fet que llurs molècules d’àcid nucleic contenen tota la informació essencial per a la seva replicació. Els possibles mitjans pels quals va aparèixer per primera vegada aquesta relació entre la seqüència de nucleòtids en els àcids nucleics i l’ordre dels aminoàcids en els polipèptids és el problema central per al coneixement dels orígens de la vida; perquè, una vegada apareguda la informació lligada a la síntesi de proteïnes de seqüència ordenada, és relativament fàcil de comprendre el desenvolupament posterior, d’una complexitat i una especificitat més grans, a través de la mutació i la selecció natural. El “brou diluït” primari s’empobrí de composts orgànics, puix que els primers éssers vius, que eren heteròtrofs anaerobis, els van consumir com a fonts d’energia i de carboni. Van sorgir després les primeres cèl·lules autòtrofes (hipòtesi de N.H. Horowitz, 1945) i les primeres cèl·lules fotosintètiques anaeròbies (fa uns 2.500 milions d’ants), capaces d’utilitzar el diòxid de carboni i la llum solar com a fonts d’energia. L’empobriment de substàncies nitrogenades podria també haver conduït a la capacitat de fixació del nitrogen atmosfèric (algues blaves i verdes). Així que l’oxigen feu aparició en l’atmosfera (les algues verdes i blaves, que foren les primeres cèl·lules capaces de desprendre’l, sorgiren entre 1.500 i 2.500 milions d’anys endarrera), se suposa que van aparèixer les primeres cèl·lules aeròbies (autòtrofes i heteròtrofes) consumidors d’oxigen i dotades d’un gran avantatge selectiu, perquè podien treure més energia per molècula de glucosa exògena. L’ambient reductor atmosfèric degué anar passant així a oxidant (atmosfera actual). Totes aquestes evolucions degueren implicar uns 2.500 milions d’anys, i després es presentà el segon gran salt de l’evolució cel·lular: l’aparició dels eucariotes; possiblement les cèl·lules eucariotes s’originaren com a resultat d’una simbiosi metabòlica. Es planteja la incògnita de per què els composts orgànicstendeixen a experimentar evolució molecular i a fer-se autoorganitzats. És possible que això sigui abordable experimentalment amb els moderns coneixements, sobretot en bioquímica. Així, és possible que algun dia hom pugui procedir en el laboratori a l’estudi de les propietats de certes estructures moleculars simples i sigui capaç d’estimular els estadis successius de llur evolució fins a convertir-les en cèl·lules. La conclusió de tots aquests arguments és que l’origen de la vida, com procés ordenat i natural en aquest planeta, no solament fou possible, sinó gairebé inevitable. És possible, doncs, que hi hagi altres planetes en els quals existeixi vida, i, fins i tot, els éssers vius d’aquests planetes podrien tenir una classe diferent de codi genètic o ésser constituïts per elements diferents del carboni, l’hidrogen, l’oxigen i el nitrogen. La teoria que les substàncies orgàniques es formaren a partir de substàncies inorgàniques per l’acció de factors físics del medi, que es formaren substàncies cada vegada més complexes, després enzims i finalment sistemes autoreproductors (gens lliures), que aquests gens lliures es diversificaren i s’uniren, amb formació possiblement d’heteròtrofs primitius semblants a virus, que aparegueren membranes de lípids i proteïnes per a separar aquests agregats prebiòtics de l’ambient circumdant, i que aparegueren éssers autòtrofs a partir d’heteròtrofs primitius, té la virtut d’ésser plausible. Moltes parts d’aquesta teoria han estat sotmeses a verificació experimental.
Respecte a la manera com s’origina un individu a partir de la cèl·lula ou, hi ha hagut dos grups de teories: les epigenètiques i les performacionistes (performació). Pel que fa a l’origen de l’individu a partir de la cèl·lula ou, bé que cal admetre l’existència d’una preformació bàsica a l’inici de l’ontogènesi de qualsevol organisme (polaritat de l’ou fixada precoçment, quantitat i qualitat de vitel, etc.), a la llum de l’embriologia experimental el desenvolupament és concebut com una epigènesi o realització progressiva en la qual els fenòmens d’inducció específics controlen la progressiva realització de l’individu. Respecte a l’evolució dels organismes i l’origen de les espècies, hi ha dues teories: la fixista i l’evolucionada. La teoria fixista creu que la base de l’especiació o origen de les espècies era la variabilitat d’aquestes, però sense que aquesta variabilitat pogués originar noves espècies, i molt menys nous gèneres o altres grups superiors. Així ho admeté C.V. Linné, principal defensor d’aquesta teoria. La teoria evolucionista, actualment universalment admesa des d’un punt de vista centífic, concep l’univers i la vida com a processos evolutius.
Investigacions sobre la composició de les nebuloses, els cometes i els asteroides demostraren que molts d’aquests elements celestes contenen molècules orgàniques complexes, com per exemple quinones molt semblants a la clorofil·la de les plantes i diversos tipus d’hidrocarburs. Això revifà la teoria que algunes de les molècules importants per a la creació de la vida provenen de l’espai, sigui de la nebulosa que formà el Sol i els planetes i satèl·lits del sistema solar o bé dels cometes i asteroides que han caigut a la Terra des de la seva formació. No s’ha de confondre, però, aquesta teoria amb la que postula que la vida a la Terra s’originà com a conseqüència de l’arribada de l’espai de determinats éssers vius, com ara espores resistents (teoria de la panspèrmia).