Las leyes universales de la vida: el 'big data' aporta nueva información

El ‘big data’ tras las leyes universales de la vida

leyes universales de la vida

¿Y si un alga y un elefante compartiesen más de que lo que sugieren a simple vista? Toda la vida del planeta podría regirse por las mismas leyes invisibles.

La biología y la ecología llevan casi un siglo buscando las constantes que rigen la vida. Los patrones que definen cómo crecen los organismos o cómo varían sus tasas metabólicas. Las leyes de la proporcionalidad que afectan tanto a una mosca como a una ballena azul. Es decir, una teoría del todo ecológica.

La inmensa diversidad de la vida en el planeta ha hecho difícil el desarrollo de esta teoría. Pero las tecnologías de análisis de datos masivos o big data han dado un vuelco a la situación, ofreciendo una visión sin precedentes sobre las relaciones entre todas las criaturas terrestres. Ahora, un estudio del Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals de la Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB) apunta a un elemento clave en el funcionamiento de la vida: el crecimiento.

La búsqueda de la ley universal

La evolución de la ciencia ha caminado siempre de la mano de la tecnología. Por ejemplo, Galileo no habría podido revolucionar la astronomía sin su telescopio. Así, a medida que han mejorado los instrumentos de observación y medición la ciencia ha ido avanzando. Fue gracias a ellos que, durante el siglo XIX, sobre todo a finales, muchos biólogos se dieron cuenta de que existían parámetros biológicos que parecían regirse por reglas constantes.

un elefante alimentándose en la sabana

La mayoría de los mamíferos consumen la misma cantidad de calorías por unidad de peso a lo largo de su vida. O el corazón de casi todos los mamíferos late el mismo número de veces durante su vida: alrededor de 1.000 millones. Descubrimientos que, como recoge el libro ‘Biología de la muerte’, de André Klarsfeld y Frédéric Revah, acabaron desembocando en la llamada teoría metabólica de la ecología.

Desarrollada por Max Kleiber en los años 30 del siglo pasado, se ha convertido en una de las teorías más prominentes de la ecología. El científico suizo midió el funcionamiento metabólico de multitud de especies y concluyó que existía una relación sencilla e invariable entre todos ellos. La tasa metabólica, la cantidad de energía necesaria para hacer funcionar el organismo, era proporcional a la masa corporal elevada a la potencia 3/4. Esta relación matemática se cumple de bacterias a ballenas por igual.

Sin embargo, esta teoría tuvo sus detractores desde el principio. El propio Kleiber dudaba. Si todos los organismos éramos tridimensionales, lo lógico sería que la tasa metabólica se pudiese escalar a la potencia 2/3 de la masa corporal. En esas seguimos, a pesar de que la teoría metabólica sigue siendo clave en el pensamiento ecológico. Pero el estudio del ICTA-UAB acaba de arrojar nueva luz sobre el tema. Quizá estábamos enfocando la ley de forma equivocada.

leyes universales de la vida en un raton

La constante de los seres vivos

En el artículo ‘Linking scaling laws across eukaryotes’, publicado recientemente por el equipo investigador del ICTA-UAB en la revista ‘PNAS’, no se abandona la búsqueda de esa ley o leyes universales que rigen la vida. Pero sí se usa un enfoque diferente para abordarla. El estudio compila datos de miles de otros estudios para probar que la constante es otra. El metabolismo, la abundancia de las especies, el crecimiento y la mortalidad se relacionan de forma coherente con el tamaño del cuerpo.

Mientras la teoría metabólica proponía que la tasa metabólica rige y limita el resto de rasgos vitales de los organismos, el nuevo enfoque propone que es la tasa de crecimiento la que dirige la orquesta de la vida. “Uno de nuestros hallazgos clave es que los límites a la velocidad a la que puede crecer un organismo parecen frenar el metabolismo, en lugar de al revés”, explica Eric Galbraith, coautor del estudio. “Esto sitúa el crecimiento como elemento principal para comprender estos patrones a gran escala”.

La investigación, hecha en colaboración con la Universidad de Princeton, la Universidad Charles de la República Checa y el CNRS en Francia, señala que debe existir una ley del crecimiento que siguen todos los seres vivos por igual. Es decir, algo similar a la relación de la tasa metabólica, pero con una tasa de crecimiento. “Aún no podemos explicarlo, pero sabemos que tiene profundas implicaciones”, añade Ian Hatton, investigador principal.

un tiburon ballena en el oceano

“El hecho de que encontremos estas simples relaciones matemáticas que abarcan toda la vida apunta a la existencia de un proceso fundamental en el corazón de los sistemas vivos que aún no entendemos completamente”, señala. Así, el siguiente paso será comprender en profundidad el comportamiento del crecimiento.

Un factor aparentemente constante que subyace en el desarrollo de la vida y en la evolución de las enfermedades, en la productividad de los recursos y hasta en el ciclo de carbono. Un factor que podría resultar clave en la comprensión de la vida como un todo y de las relaciones ecológicas complejas que rigen nuestro planeta.

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Imágenes | Unsplash/Greg Rakozy, Harshil Gudka, Ricky Kharawala, Sebastian Pena Lambarri

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