Podcasts BD 02 – Vida con base de Silicio: un asunto de ciencia ficción


Vida con base en Silicio: Un asunto de ciencia ficción

Bienvenidos, oyentes de Boletín Drosophila. En esta nueva entrega que les llevas hasta sus tablets, smartphones, pc’s o cualquier otro tipo de dispositivo por el que puedan escucharnos. Hoy les traemos un asunto que esperamos sea de su agrado: tratamos de desmentir una teoría o hipótesis planteada como cierta en algunos círculos. Rápidamente comprenderán que no se trata más que de un asunto de ciencia ficción. Se trata ni más ni menos que de la existencia de formas de vida basadas en un elemento alternativo al Carbono. Es por eso que este podcast lleva por título “Vida con base de Silicio: Un asunto de ciencia ficción“. Una vez listos, ¡allá vamos!

El olivino es un mineral clasificado como roca ígnea muy rico en silicatos. En concreto, se trata de un ortosilicato que responde a la fórmula química A2SiO4, donde A puede ser hierro, magnesio, manganeso o níquel.

Los lectores de cómics y espectadores de películas de ciencia ficción (entre los que me incluyo) a menudo sueñan con formas de vida basadas en otros elementos de la tabla periódica. En estas ensoñaciones intergalácticas, se ha mencionado como alternativa a la vida basada en el carbono a su primo hermano, el elemento catorce: el silicio.

Como en un árbol genealógico, los padres se sitúan en la raíz del árbol familiar. Éstos progenitores engendran hijos, que se parecen a ellos aunque no son exactamente iguales a sus parentales. Este símil puede servir de algún modo para explicar que el carbono tiene más en común con el elemento que tiene debajo en la tabla periódica que con sus dos vecinos colindantes en el plano horizontal (que recordemos, son el boro y el nitrógeno). De esta forma, los elementos 6 y 14 de nuestra tabla periódica están distanciados por un octeto, lo cual no es una coincidencia. Así, en el silicio el primer nivel energético lo ocupan dos electrones, y ocho el segundo, quedando 4 electrones desapareados. Al carbono le pasa algo parecido, ya que al completar su primer nivel energético, le quedan 4 electrones desapareados, dispuestos para ser compartidos y llegar así al octeto que le confiera estabilidad. Así, al carbono estar en la situación antes mencionada le confiere algo de la flexibilidad que tiene, y dado que ésta está directamente relacionada con su capacidad para formar nuevas biomoléculas, he aquí que la misma capacidad que tiene el silicio para imitar al carbono le haya convertido en el candidato de varias generaciones de aficionados interesados en buscar formas de vida alternativas o alienígenas que seguirían unas reglas distintas a las que rigen la vida en la Tierra.

Por desgracia para los fanáticos de la ciencia ficción, el silicio no puede hacer los prodigios de los que es capaz el carbono. Como sabemos, la sílice (SiO2) es el mineral más común de la corteza terrestre, pero la razón por la que el silicio sería incapaz de formar organismos vivos pluricelulares complejos (como los mamíferos, por ejemplo) radica en una palabreja kilométrica y de significado más simple de lo que aparentemente pudiese parecer. Esta palabra no es otra que: pneumonoultramicroscopicsilicovolcanoconiosis.

Gracias a la versatilidad del Carbono y a sus formas alotrópicas, el Carbono es capaz de originar “formas” blandas como el grafito y a determinadas condiciones de presión y temperatura, formas duras como el diamante.

La anterior palabra no es más que una enfermedad (existen serias dudas al respecto sobre si se puede considerar una verdadera enfermedad), variantes de una afección pulmonar incurable llamada neumoconiosis, enfermedad parecida a la neumonía causada por la inhalación de asbestos. Así, la inhalación de SiO2, principal componente de la arena y el vidrio, puede causarla. Por tanto, no es casualidad que los obreros de la construcción que se pasan el día puliendo con chorros de arena o los trabajadores de las líneas de ensamblado de las fábricas de aislamiento que inhalan polvo de vidrio, con frecuencia acaban contrayendo neumoconiosis a causa de la sílice. Por consiguiente, estos fragmentos pueden acabar alojados en los alvéolos pulmonares, y dado que nuestros pulmones están acostumbrados al CO2, no encuentran nada raro en absorber a su vástago periódico (recuérdese la similitud establecida al principio del artículo), el cual puede ser mortal. No obstante, parece que muchos dinosaurios murieron de este modo cuando el asteroide (o un cometa del tamaño de una ciudad) chocó con la Tierra hace ahora unos 65 millones de años. Ahora espero que entiendan el por qué, sino no se lo imaginan ya con las pistas anteriormente ofrecidas.

Modelo de un radiolario axiópodo realizado en vidrio por Blaschka para el Instituto Zoológico de Tubingen. Los radiolarios son un grupo de protistas ameboides que producen intrincados esqueletos minerales a base de sílice.

Una vez expuesto esto, quizás sea interesante explorar el silicio un poco más a fondo, pues todavía quedarán algunos que mantengan su proposición de que puede existir vida basada en este elemento. Los fans del silicio a menudo esgrimen que existen animales en la Tierra que utilizan el silicio en sus cuerpos, como los protozoos radiolarios (unos organismos unicelulares), quienes construyen un exoesqueleto con él; o las más conocidas espinas de los erizos de mar. Algunos van más allá y argumentan que los avances en computación e inteligencia artificial también hacen pensar que el silicio podría formar “cerebros” tan complejos como los basados en la química del carbono.

Les acepto este envite, pues en teoría no hay razón alguna por la que no podamos reemplazar cada neurona del cerebro por un transistor de silicio. Pero la monstruosa palabra acuñada líneas arriba (que no pienso volver a repetir, discúlpenme), nos da algunas lecciones de química práctica que nos hacen replantearnos muchas de las esperanzas puestas en una forma de vida basada en el silicio (espero que mis compañeros del género de ciencia ficción sean capaces de perdonarme semejante arrogancia y atrevimiento dialéctico).

El abrazacaras es una forma de vida alienígena que aparece en la saga de películas “Alien”. Los fans de los cómics y la ciencia ficción siempre han creído en formas de vida extraterrestres basadas en una química alternativa al Carbono.

Lo primero que se le viene a un estudiante de química o biología a la cabeza es que las formas de vida basadas en el silicio necesitarían transportarlo hacia o desde su cuerpo para reparar tejidos de un modo parecido a como lo hacen los organismos de la Tierra. En la Tierra, los organismos sitos en la base de la cadena trófica (las formas de vida más importantes) pueden hacerlo directamente tomándolo desde el dióxido de carbono, un gas. El silicio también es capaz de formar enlaces con el oxígeno, pero a diferencia del CO2, el SiO2 es un sólido, no un gas, a cualquier temperatura remotamente apropiada para la vida (¡No se transforma en gas hasta los 2.230 ºC!). A esto habría que añadir que a nivel de la respiración celular, respirar sólidos no funciona, porque los sólidos tienden a mantenerse unidos y no fluyen. En definitiva, sin una manera de intercambiar gases con el medio, las “plantas” basadas en el silicio se morirían de inanición y por contra, el equivalente animal se sofocaría al intentar eliminar sus productos de desecho, al igual que nuestros pulmones basados en el carbono se asfixian por culpa de la neumoconiosis. Además, hay que añadir que la sílice no se disuelve en agua, que por lo que sabemos es el líquido más abundante en el universo, con lo que estos organismos basados en la química del silicio tendrían que renunciar a las ventajas evolutivas de la sangre o de cualquier otro sistema de transporte de nutrientes y productos de desechos basados en una fase líquida.

Después de todo lo anteriormente expuesto, déjenme decirle que no soy tan necio como para predecir que la biología del silicio sea imposible (en biología jamás debemos descartar nada y tacharlo de imposible, cuando más bien debiéramos decir “improbable”) pero a no ser que esas criaturas defequen arena y vivan en planetas con volcanes que activamente escupan sílice microscópica, lo más probable es que este elemento no esté a la altura de la tarea de construir vida, o al menos no tal y como la concebimos por los relatos fantásticos.

Hasta aquí esta nueva entrega de los podcast de Boletín Drosophila. Nos marchamos no sin antes dejarles con las notas de “Kaleidoscope” de Jaime Heras y desearles un buen día. Mientras llega nuestra próximo encuentro, ¡disfruten de la ciencia!

Sobre Eduardo Bazo Coronilla

Miembro del equipo de redacción de Boletín Drosophila, Licenciado en Biología en la Universidad de Sevilla. Ha colaborado en calidad de alumno en prácticas con el grupo de investigación de Plantas Acuáticas, Cambio Climático y Aerobiología (PLACCA) del Dpto. de Biología Vegetal y Ecología de la Facultad de Farmacia en la Universidad de Sevilla a la órdenes de Pablo García Murillo. Apasionado de la Botánica y la Micología (en la que se está iniciando), es un sagaz conocedor de la orquidioflora andaluza que disfruta a la par del senderismo y la buena música rock.