Desde el nacimiento de las estrellas hasta los procesos de química prebiótica, nuestro Universo alberga sistemas en constante evolución donde lo simple se transforma gradualmente en lo complejo. A pesar de la variedad de fenómenos físicos que observamos, hasta ahora, no se ha formulado una ley discreta que capture esta cambiante dinámica.

Sistemas evolutivos más allá de la biología

Un equipo multidisciplinario de investigadores reflexiona sobre este enigma y plantea una idea intrigante: la «ley de información funcional creciente». Esta sugiere que la evolución, en todas sus manifestaciones, conduce inevitablemente a la generación de patrones, diversidad y complejidad en los sistemas naturales complejos.

Como señala el primer autor del estudio, el astrobiólogo Michael Wong del Carnegie Institution for Science en Washington, DC, «El Universo genera nuevas combinaciones de átomos, moléculas, células y mucho más». La evolución no se limita a la biosfera de la Tierra, sino que se manifiesta en sistemas extremadamente complejos, como nuestro Sistema Solar, las estrellas, átomos y minerales.

En esencia, las combinaciones estables que tienen el potencial de engendrar innovaciones continúan evolucionando. Este fenómeno, que hace de la vida un ejemplo extraordinario de evolución, se encuentra en todas partes en el Universo.

Interacciones

Wong y sus colegas detallan en su artículo el proceso mediante el cual el hidrógeno y el helio se fusionaron durante el Big Bang para dar origen a las primeras estrellas. Cuando una estrella llega al final de su ciclo de vida, puede generar más de 100 elementos diferentes, que se desglosan en alrededor de 2000 variedades de isótopos.

En nuestro planeta, se ha desarrollado una vasta diversidad de «especies» minerales a partir de simples inicios, desde la formación de la Tierra hace entre 4.550 y 2.500 millones de años. En la actualidad, se conocen más de 5.900 especies minerales en la Tierra, y estas han adquirido complejidad química a medida que las primeras formas de vida liberaron oxígeno en la atmósfera.

La interacción del hierro con minerales ricos en oxígeno marcó el inicio de una nueva era en la historia de la vida en nuestro planeta y sentó las bases para nuestra propia evolución. La complejidad de la mineralogía de la superficie de la Tierra creció aún más a medida que la vida evolucionó de organismos unicelulares a multicelulares y se formaron ecosistemas. La amplia gama de minerales que se formaron cambió el curso de la evolución y sus opciones.

Los sistemas biológicos y minerales interactúan continuamente para influir mutuamente en la diversidad, y la vida tal como la conocemos es el resultado de esta interacción.

Tres funciones

Wong y su equipo subrayan que las leyes físicas que rigen el comportamiento de sistemas naturales macroscópicos en el espacio y el tiempo son las de movimiento, gravedad, electromagnetismo y termodinámica. En este sentido, parece lógico que exista una ley natural que gobierne la evolución.

De acuerdo con Darwin, la principal función de un organismo en el contexto de la biología radica en asegurar su supervivencia el tiempo suficiente para lograr una reproducción exitosa. El equipo amplía nuestra comprensión al identificar tres tipos distintos de funciones en el mundo natural: «persistencia estática,» «persistencia dinámica,» y «generación de novedades.»

«Una perspectiva asimétrica basada en la funcionalidad podría parecer opuesta al análisis científico», concluye el equipo, «no obstante, especulamos que la selección que se basa en la persistencia estática, dinámica y la generación de novedades es un proceso universal que da como resultado sistemas con mayor información funcional.»