El azar y la necesidad de Jacques Monod (Francia, 1970), fue un libro que tuvo mucho impacto y generó grandes discusiones. En su publicación, Monod señaló que todos los seres vivos, sin excepción, están constituidos por las mismas dos clases principales de moléculas: las proteínas y los ácidos nucleicos”, con estas palabras el colegiado Pablo Rudomin inició la primera sesión del ciclo El azar y la necesidad: 50 años después, que transmitió en vivo El Colegio Nacional el 18 de enero, a través de sus plataformas digitales.

El neurofisiólogo mexicano agregó que el biólogo y químico francés consideró que tanto los nucleótidos como los aminoácidos son el equivalente de un alfabeto en el que están escritas las funciones específicas de las proteínas y que la reproducción celular es el texto escrito que asegura la invariancia de la especie.  “La invariante biológica fundamental de los seres vivos es el ADN y las bases estructurales de la invariancia replicativa del ADN constituyen uno de los descubrimientos más fundamentales de la biología”.

Explicó que Monod aseguró que sólo en el azar está el origen de toda novedad, de toda creación en la biósfera, por tanto, es el azar el origen y raíz del proceso evolutivo. Además, el Premio Nobel de Medicina de 1965 escribió que el comportamiento de los seres vivos no tiene un fin predeterminado, es parte de un proceso cuya finalidad es la conservación y multiplicación de la especie.

“Son interesantes las reflexiones de Monod en relación a lo que llama “El reino de las ideas”, que tiene a la cultura como proceso que complementa la evolución biológica y se vuelve determinante. Es decir que las propias ideas, las que mueven a la sociedad, también están sujetas a un proceso de evolución y adaptación. La evolución basada en la cultura permitió que los humanos extendieran su dominio en el universo y que dependieran menos de los peligros que les acechaban. Al dominar su entorno, el hombre no tenía más enemigo que él mismo.”

En palabras de Pablo Rudomin, la idea de que la vida surgió como consecuencia de un proceso al azar sin un propósito predeterminado cuestiona conceptos míticos, religiosos e ideológicos acerca del sentido de la existencia. “Plantea cuestiones éticas en relación a la responsabilidad que tenemos los humanos como parte del genoma que compartimos con el resto de la biósfera.”

Origen y evolución del universo

Por su parte, la colegiada Susana Lizano se refirió al Origen y evolución del universo, aseguró que éste se formó hace 13 mil 800 millones de años en la Gran Explosión, y desde un estado increíblemente compacto y caliente inició su expansión. “Después de 1 segundo conforme se enfrió se formaron las partículas subatómicas. Después de 3 minutos se formaron núcleos de Hidrógeno, un 75%, y de Helio, un 25%, con unos pequeños trazos de litio. El universo en ese momento era un plasma caliente de electrones y núcleos”.

La astrofísica e investigadora mexicana agregó que fue después de 3 mil 800 años, cuando el cosmos se enfrió lo suficiente, que pudo formar átomos de hidrógeno y volverse transparente a las radiaciones. “El universo continuó su expansión, pero la gravedad logró acumular nubes de hidrógeno que formaron las primeras estrellas hace 180 millones de años. Mismas que ionizaron el gas alrededor, lo que se conoce como la época de reionización, y permitieron la formación de galaxias. En una de esas galaxias se estableció la Vía Láctea. Recientemente se encontró que hace 4 mil millones de años se aceleró la expansión del universo y se propuso que el cosmos es empujado por la llamada energía oscura.”

En palabras de la experta en formación de estrellas, se requirieron grandes cantidades de materia oscura para la formación de las primeras galaxias. Lo que se sabe hasta ahora es que la energía oscura constituye el 68% de la materia y energía del universo, la materia oscura es el 27% y la materia ordinaria, la que se puede ver, es sólo el 5%. El problema es que se desconoce qué es la energía y la materia oscura. Sólo se ven sus efectos gravitacionales.

Explicó que las galaxias son concentraciones de estrellas, gas, polvo y materia oscura, esta última las provee de potencial gravitacional. Existen tipos como las galaxias elípticas, espirales e irregulares. “La Vía Láctea es una galaxia espiral con 200 mil millones de estrellas, tiene 100 mil años luz de tamaño y el Sol se encuentra como a dos terceras partes del centro. Tiene mucho material y está formando nuevas estrellas con el gas que se acumula en las nubes, en los brazos espirales”.

“En su libro El azar y la necesidad (Francia, 1970), Jacques Monod dice que los objetos y los seres vivos en el universo se pueden explicar a partir de principios básicos, las leyes de la física, pero no se pueden predecir a partir de objetos particulares, lo que acabo de explicar no fue un fenómeno previsible”, finalizó la colegiada.

Evolución y Homeostasis

Al tomar la palabra, el investigador Bruno Estañol, del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, reflexionó en torno a la Evolución y Homeostasis. Comentó que El azar y la necesidad  fue un libro filosófico, compacto, escrito con perfección técnica y plantea numerosos problemas. “Es sorprendente en sus alcances entre la filosofía y la ciencia. Y muestra que el enigma de la ciencia y la filosofía es el tema del azar y la necesidad”.

Agregó que el enigma entre el determinismo y la aleatoriedad involucra a todas las ramas de la filosofía de la ciencia y de la religión, como la segunda Ley de la Termodinámica, el origen de la vida, la invariancia genética de los seres vivos y la teleonomía, término introducido por Jacques Monod que se refiere a la propiedad de ajustarse a un proyecto, de tender a un fin, por ejemplo, un ojo no se puede explicar sin su función de ver.

Para Jacques Monod, las propiedades que caracterizaban a un ser vivo se podían dividir en tres: la teleonomía, la morfogénesis autónoma, es decir la propiedad de adoptar una forma a partir de las tendencias, y la invariancia reproductiva. “En cuanto a la ética cuestiona el libre albedrío en el ser humano, la entropía informativa, la ética de la información y la soledad del hombre en el universo al que accedió por azar y con el que ya tiene una responsabilidad, compromiso al que llama la ética del conocimiento”.

Estañol comentó que Jacques Monod fue al principio músico, después comunista y más adelante perteneció a la guerrilla en contra de los nazis.  “Él no vio la vida con los ojos de un físico, ni con los de un biólogo, llamó a los seres vivos seres extraños.   Su idea principal del mundo es cómo se autorregula la vida, la vida se fabrica a sí misma, tiene una capacidad extraordinaria para mantenerse constante y lo que quiere una célula es otra célula, un poco como la frase “todos los seres quieren persistir en su ser”. Tomó partido de que el azar logró hacer al hombre, por lo tanto, el ser humano adquiere un compromiso con lo que le rodea al ser el único con conciencia sobre el universo”.

Azar y determinismo

Por su parte, el investigador Enrique Hernández Lemus, del Instituto Nacional de Medicina Genómica, explicó que hay varias maneras en las que el azar surge en la naturaleza y los seres vivos. Una primera y muy clara es, como lo dijo Monod, en términos de las poblaciones a partir de fenómenos colectivos y, en particular, con el fenómeno de emergencia. En otras palabras, cuando se observa una colectividad hay comportamientos que no existen en los individuos de manera independiente.

“A nivel molecular no hay células en las que una sola proteína haga todas las funciones sin que interactúe con proteínas aleatorias en un principio para tener su función, esto tiene que ver con la variabilidad y la heterogeneidad tanto de los individuos como de los fenómenos, que pueden ocurrir en diferentes escalas espaciales y temporales.”

Durante su participación, Hernández Lemus se refirió a la diferenciación de las células Hematopoyesis, consideradas las células madre, que se pueden transformar en todos los tipos de células sanguíneas: monocitos, linfocitos, neutrófilos, basófilos y plaquetas. Planteó la pregunta ¿cómo es que si las células tienen el mismo genoma se diferencian en tipos celulares tan específicos?

Explicó que el biólogo y teórico escocés Conrad Hal Waddington encontró el proceso de diferenciación celular a partir de cierto linaje como un proceso azaroso. Pero la biología contemporánea plantea que la diferenciación de las células de linaje infoide es a partir de patrones. “La capacidad de hacer imagenología, de intervenir mediante la biología molecular, a partir de la heterogeneidad, permitió a la gente activar y desactivar la expresión de ciertos genes, lo cual indujo a guías específicas de señalización, que tenían que ver con procesos ambientales. Con la heterogeneidad no sólo fuimos capaces de entender el fenómeno sino también de controlar el fenómeno”.

Virus, azar y necesidad

La última en tomar la palabra fue Susana López Charretón, miembro electo de El Colegio Nacional, adscrita al Instituto de Biotecnología de la UNAM, quien afirmó que Monod se hubiera maravillado con los virus en este momento porque son los dignos representantes del azar y la necesidad. “Estaba obsesionado con la invariancia reproductiva, que es el hecho de que todo ser vivo es capaz de reproducirse y pasar su información a la progenie”.

La viróloga mexicana hizo énfasis en que Monod también estaba obsesionado con el hecho de que todos los organismos están constituidos por los mismos elementos básicos: ácidos nucleicos, como el DNA o el RNA que forman el genoma, y de proteínas. “Es sorprendente saber que somos tan diferentes y todos estamos hechos de las mismas moléculas y sus 4 nucleótidos. La complementariedad de bases en el DNA o el RNA es el fundamento de la replicación del genoma. Las enzimas comenten muchos errores y eso es la base de la variabilidad o del azar en los cambios que tienen los seres vivos”.

Explicó que las proteínas están formadas por 20 aminoácidos diferentes, cuya secuencia, el orden de estos aminoácidos en una proteína, es la que determina su estructura primaria, secundaria, y su función. “Por otro lado, los virus son microrganismos muy variables, con genomas de diferentes tipos que se replican muy rápido y esto ilustra la evolución en corto tiempo. Existen también las quasiespecies virales, que son los cambios al azar que puede presentar una población viral, en ellas se observa que no existe un genoma único, sino poblaciones de virus con cambios, como el caso del SARS-CoV-2. A Monod le hubiera fascinado vivir en esta época”.

La primera conferencia del nuevo ciclo El azar y la necesidad: 50 años después, que  se realizará el segundo lunes de cada mes durante todo el año, se encuentra disponible en la página de YouTube de El Colegio Nacional: elcolegionacionalmx.