La física ha desempeñado un papel fundamental en nuestra comprensión del universo, pero ha enfrentado desafíos al explicar fenómenos biológicos, especialmente la evolución. A pesar de que la biología debería alinearse con las teorías físicas, hasta ahora, estas teorías han sido incapaces de predecir el proceso evolutivo.

Ahora, un equipo internacional de investigadores liderados por la física teórica Sara Walker de la Universidad Estatal de Arizona y el químico Lee Cronin de la Universidad de Glasgow ha desarrollado un nuevo marco teórico que establece un puente entre la física y la biología. Este enfoque unificado busca entender cómo emergen la complejidad y la evolución en la naturaleza.

"Teoría que unifique la materia inerte y la viva"

Este nuevo estudio, publicado en Nature, se basa en el trabajo previo del equipo sobre la "teoría del ensamblaje", una metodología empíricamente validada para detectar vida y que, según los expertos, también tiene implicaciones para la búsqueda de vida extraterrestre y la creación de nuevas formas de vida en el laboratorio.

"La teoría del ensamblaje ofrece una perspectiva completamente nueva de la física, la química y la biología como puntos de vista diferentes de la misma realidad subyacente", explica Walker.

"Con esta teoría, podemos empezar a cerrar la brecha entre la física reduccionista y la evolución darwiniana: es un gran paso hacia una teoría fundamental que unifique la materia inerte y la viva", agregó.

Índice de ensamblaje molecular

En estudios anteriores, el equipo asignó a las moléculas una medida de complejidad conocida como índice de ensamblaje molecular, basada en el número mínimo de pasos para formar enlaces y construir una molécula. Demostraron que este índice es mensurable experimentalmente y que valores elevados están asociados con moléculas derivadas de la vida, según explica la Universidad de Glasgow en un comunicado de prensa.

Este nuevo estudio introduce así un formalismo matemático alrededor del concepto de "ensamblaje", una medida física que captura la cantidad de selección necesaria para producir objetos complejos, como proteínas, basándose en su abundancia y sus índices de ensamblaje, es decir, su número de copias. 

Según explica Science Alert, la importancia del número de copias radica en que a medida que la complejidad del objeto aumenta, la probabilidad de su existencia por casualidad disminuye, a menos que haya alguna fuerza externa que lo ayude a desafiar las probabilidades a lo largo del tiempo, similar a cómo actúa la selección en el proceso evolutivo sobre las mutaciones aleatorias.

Teoría del Ensamblaje para cuantificar la selección y la evolución

Usando los fundamentos de esta teoría del ensamblaje, los investigadores pudieron teóricamente cuantificar el nivel de selección y evolución necesario para producir una variedad de objetos complejos, desde moléculas simples hasta polímeros complejos y estructuras celulares. 

Este enfoque, aseguran los expertos, explica tanto el descubrimiento de nuevos objetos como la selección de los objetos ya existentes, lo que permite aumentos ilimitados en la complejidad, un rasgo distintivo de la vida y la tecnología.

"La teoría del ensamblaje ofrece una forma totalmente nueva de ver la materia que compone nuestro mundo, definida no solo por partículas inmutables, sino por la memoria necesaria para construir objetos mediante la selección a lo largo del tiempo", afirma el profesor Cronin.

"Con más trabajo, este enfoque puede transformar campos que van desde la cosmología a la informática. Representa una nueva frontera en la intersección de la física, la química, la biología y la teoría de la información", añadió.

De acuerdo con los científicos, la teoría puede ser sometida a pruebas experimentales, lo que significa que puede ser aplicada en laboratorios para intentar recrear los orígenes de la vida. Mientras tanto, el equipo continuará perfeccionando esta teoría para entender mejor cómo puede definir la vida.

Editado por Felipe Espinosa Wang.