ENTROPIA Y SERES VIVOS

El viernes pasado hablando con los alumnos de la definición de ser vivo, se planteo como es habitual al principio de cada curso, el debate de lo imprecisa y poco definido que es nuestro concepto de ser vivo.

Los alumnos de Bachillerato no manejan hasta muy tarde el concepto de entropia como variable termodinámica, pero a mi siempre me ha gustado incluir este concepto en la definición de ser vivo.

La termodinámica es la rama de la física que estudia los fenómenos en los que interviene el calor. La segunda ley de la termodinámica fue enunciada por S. Carnot en 1824. Se puede enunciar de manera sencilla y precisa como:

La segunda ley de la termodinámica dice que los sistemas aislados tienden al desorden. En la teoría de la comunicación o de la información, la entropía es un número que mide la incertidumbre de un mensaje. 
Cuando añadimos información a un objeto físico lo que estamos haciendo es ordenar de una forma determinada los elementos que componen el sistema de ese objeto. Si estamos esculpiendo una estatua, estamos seleccionando  las partes de la piedra que mantienen un cierto orden; lo que caracteriza la belleza de la estatua, es precisamente el orden de sus componentes. Ese orden es, precisamente, la información tecnológica. Cualquier cambio aleatorio que se produzca en la forma de la estatua tendrá un efecto de aumento de su entropía, es decir, de pérdida de orden y de la información que contiene.

 

Es indudable que un ser vivo, es un conjunto de estructuras ordenadas, desde una bacteria a un elefante. Ese orden formado por biomoléculas como las proteínas y lípidos de sus membranas celulares se consigue consumiendo energía para mantener el orden. Un físico diría que para mantener la energía interna que tienen los enlaces químicos de cada átomo que forma parte de esas biomoléculas necesitamos consumir energía y mantener un nivel lo más bajo posible de entrompéis. Es decir los seres vivos estamos vivos porque mientras vivimos y respiramos oxidamos compuestos orgánicos para producir ATP que utilizamos para poder mantener las moléculas ordenadas o dicho de otra forma sus átomos enlazadas. Y como medimos el grado de orden con la entrompéis. La analogía es con una baraja de naipes de 40 cartas pudo tirarla al suelo y es posible que puedan caer ordenadas pero lo más probable es que acaben desordenadas en el suelo. Si yo quiero que estén ordenadas por el palo y seguidas, necesito consumir energía en clasificarlas por ese criterio. Y desde luego la probabilidad de estar ordenadas es muy baja. Esa energía es la que usamos los seres vivos para mantener nuestras moléculas ordenadas en unas reacciones químicas que llamamos anabolismo y que los biólogos definimos como consumidoras de energía para mantener la energía interna de una molécula como una proteína y necesariamente baja en entropía.

Por tanto podemos decir que la vida es orden y que la muerte es desorden.

Los sistemas biológicos  no son sistemas aislados.  reciben el calor del sol. Por tanto, mientras reciban más energía que la que emiten, los sistemas biológicos podrán reducir su entropía. Dicho de otra manera, mientras haya un sol que caliente la biomasa podrá aumentar.

Como el ser vivo, la empresa o la locomotora no son sistemas aislados, podemos utilizar energía proporcionada por otros sistemas para corregir el desorden, es decir, para disminuir la entropía. Pero sabemos por experiencia que esa posible intervención tiene un límite. Hasta ahora no conocemos ningún ser vivo, ninguna empresa ni ninguna máquina que haya vivido o funcionado eternamente.






Luego si queremos completa la definición de ser vivo, podemos decir lo siguiente:

• Los seres vivos necesitan materia y energía:

Los seres vivos no pueden mantener su organización o llevar a cabo sus actividades sin una fuente externa de materiales y energía, que es la capacidad para realizar un trabajo. Los alimentos aportan moléculas de nutrimentos, que se usan como material estructural o fuente de energía,

 

• Los seres vivos responden a estímulos:

A la capacidad de respuesta frecuentemente produce movimiento: las hojas de una planta giran hacia el Sol y los animales escapan a sitios más seguros, las respuestas apropiadas ayudan a la sobrevivencia del organismo y le permiten realizar sus actividades cotidianas.

• Los seres vivos se reproducen y crecen:

La vida proviene solo de la vida, es decir, todo organismo vivo se genera de otro organismo semejante a él. En muchos seres vivos el proceso reproductivo da lugar a un individuo inmaduro que crece y se desarrolla por diversas etapas hasta convertirse en adulto.

• Los seres vivos se adaptan al medio:

Las adaptaciones son las modificaciones que presentan los organismos para adecuarse a su modo de vida.