jueves, 1 de febrero de 2007

El agua: una "casualidad" fascinante


La cotidiana presencia del agua en nuestra vida hace que quizás no reparemos en lo sorprendente que resulta desde el punto de vista estrictamente científico.

Para comprender mejor esta aseveración, es adecuado que recordemos algunas ideas preliminares antes de seguir adelante. El universo material en que vivimos está formado por distintas sustancias. Por ejemplo, el monitor que usted mirando en este instante está construido con acero, aluminio, cuarzo y plásticos, entre otros componentes. Supongamos que tenemos en nuestras manos la charcaza de plástico y la partimos en 2 mitades. Si bien su monitor ya ha dejado de ser tal, al menos cada una de las mitades aún está constituida por plástico. A su vez, dividamos cada parte en un nuevo juego de mitades, y continuemos esta secuencia en forma progresiva.

Las porciones serán cada vez más y más pequeñas hasta encontrarnos con el menor fragmento posible de aquel monitor original. Ese porción de materia que aún es plástico (esto es, que conserva las propiedades del plástico) recibe el nombre de molécula.

De forma análoga, la menor porción de arena (técnicamente dióxido de silicio) que todavía conserva las propiedades de la arena será una molécula de dióxido de silicio. O bien, en nuestro caso, la menor porción de agua que conserva las propiedades intrínsecas del agua será una molécula de agua. Para que tomemos real conciencia de las dimensiones de las moléculas, resulta interesante destacar que esta pequeña y mínima unidad de nuestra cotidiana agua pesa la ínfima cantidad de 3 x 10–23 gramos (0,000000000000000000000003 gramos).

Los seres vivos, como toda la Creación, estamos conformados por moléculas de distinta complejidad; en el caso particular de los humanos, el 75% de dichas moléculas son moléculas de agua. Esto se debe a que, por su muy particular estructura, el agua es capaz de disolver a la enorme mayoría de las otras moléculas que nos forman para permitir todos los procesos biológicos.

De hecho, nuestra sangre es una maravillosa solución de una cantidad inconmensurable de sustancias… en agua. El contenido de nuestras células, desde nuestra vida embrionaria hasta el último de nuestros días terrenos, es una solución aún más compleja que la sangre… también en agua. El hecho de que usted pueda leer estas líneas se debe a que una serie de líquidos transparentes permiten el paso de la luz desde la pantalla hasta sus retinas… y esos líquidos son soluciones en base al agua.

De regreso a la idea inicial del ensayo, recordemos que la citada molécula de agua está formada por 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (de ahí el popular H2O). Sin embargo, unas pocas líneas arriba decíamos que la menor porción de materia que conserva sus propiedades es una molécula… ¿significa esto que podemos seguir dividiendo la materia más allá de las moléculas?

La respuesta es magnífica, como todo lo que atañe a lo creado, e indudablemente es «sí». Existen en el universo 92 “unidades” diferentes de la materia llamadas átomos. Estas "unidades" combinadas de distintas formas, dan origen a todas las moléculas (o sea, a todas las sustancias) existentes en el cosmos. Así, por ejemplo, una molécula de azúcar de mesa (sacarosa) está formada por 12 átomos de carbono, 23 átomos de hidrógeno y 12 átomos de oxígeno, adecuadamente unidos entre sí. Es bello y maravilloso saber que la misma cantidad exacta de átomos, distribuidas de otro modo, dan lugar a otros azúcares diferentes. La Creación jamás puede dejar de sorprendernos…

Lo concreto y real es que 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, adecuadamente combinados, dan lugar a una molécula de agua. Estos átomos no son simétricos; de hecho, un átomo de oxígeno es aproximadamente 16 veces más grande y pesado que uno de hidrógeno. Debido a esta diferencia, la forma que la molécula de agua adquiere no es lineal (H–O–H) sino que forma un ángulo como el que observamos en la figura.

Este detalle sutil puede impresionar superfluo; sin embargo, es el que permite la existencia de la vida tal como la conocemos en nuestro planeta.

Relatábamos líneas arriba que se necesitan 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno para dar lugar a una molécula de agua. Hacíamos también referencia a que el átomo de oxígeno, en términos muy simplificados, era cerca de 16 veces más “pesado” que uno de hidrógeno.

La unión entre los átomos se debe a su capacidad para compartir electrones, pequeñas partículas que orbitan en torno al núcleo. Sin embargo, dada esa diferencia entre el “tamaño” y las propiedades de cada átomo, la molécula de agua resulta ser asimétrica, adquiriendo una forma que no es lineal, dando como resultado un ángulo de aproximadamente 105°.

Como comentario adicional, la diferencia entre el átomo de oxígeno y los de hidrógeno no sólo guarda relación con el tamaño. La estructura del átomo de oxígeno hace que el mismo resulte “electronegativo”. Esto significa, en palabras simples, que tiende a atraer hacia sí cualquier carga eléctrica positiva.

Por su lado, la estructura del átomo de hidrógeno le confiere al mismo “electropositividad”, esto es, tendencia a atraer hacia sí cargas eléctricas negativas.

Como la molécula de agua es asimétrica, tendremos en ella un extremo electronegativo (el oxígeno) y uno electropositivo (el “ángulo”, formado por los átomos de hidrógeno). Así, cada pequeña molécula de agua se comporta como un dipolo eléctrico.

Esta singular característica la diferencia enormemente de una multitud de sustancias también abundantes en la naturaleza y de estructura muy semejante (NH3, SH2, CH4, etcétera). Ocurre que, al tratarse de una molécula polar, el extremo electropositivo de una molécula de agua tendrá tendencia a atraer hacia sí... al extremo electronegativo de otra molécula de agua. Esta “afinidad” entre los extremos eléctricos se conoce en Física con el nombre de “puentes de hidrógeno”.

Los puentes de hidrógeno, tomados individualmente, son uniones débiles y de muy corta duración. Sin embargo, se sabe por experiencias científicas que cada molécula de agua es capaz de formar simultáneamente cuatro puentes de hidrógeno con sus vecinas, dando a la masa líquida una enorme cohesión interna.


Este detalle, que parece un mero comentario, es el responsable de la existencia de la vida sobre la Tierra. La presencia de puentes de hidrógeno le brinda al agua una serie de propiedades únicas:

Su punto de ebullición: todos conocemos desde nuestra infancia que, al nivel del mar, el agua hierve a 100°C. La ebullición de un líquido consiste en someterlo a una temperatura tal que sus moléculas dejen de atraerse para “escapar” unas de las otras y pasar al estado gaseoso. En el caso del agua, esa temperatura debe “romper” primero los puentes de hidrógeno, lo cual hace que el punto de ebullición sea más elevado que el de cualquier líquido semejante. Gracias a eso, el agua se mantiene en estado líquido en un importante rango de temperaturas.

Su punto de congelación: en este caso, el descenso de temperatura aplicado a su líquido logra que las moléculas se aproximen tanto entre sí que eviten rechazarse, adquiriéndose el estado sólido. Al igual que en el ejemplo previo, se obtiene un punto de congelación lo suficientemente bajo para mantener el agua en estado líquido en el mayor rango de temperaturas posibles.

Su capacidad como disolvente: toda sustancia polar (como la sal común) o con grupos polares (glúcidos, proteínas y un sinnúmero de moléculas) pueden disolverse en agua, debido a su condición de dipolo. Gracias a ello, existen el océano, los ríos, los lagos, las células de nuestros organismos, la sangre que fluye por nuestros cuerpos, los medios transparentes de los ojos que leen estas líneas...

Su densidad: la estructura molecular del agua permite que alcance su máxima densidad a la temperatura ambiente de 4°C. A diferencia de la casi totalidad de las demás sustancias, el agua en estado sólido (el hielo) es MENOS densa que en el estado líquido. Gracias a este “detalle”, el hielo FLOTA y permite que los ríos, los lagos y el propio océano permanezcan en estado líquido, mientras por encima de ellos existe una capa de hielo flotante (así los organismos permanecen vivos por debajo del hielo y sin congelarse)

El sudor: gracias a su estructura molecular, al dispersar una base acuosa como el sudor sobre nuestra superficie corporal, se produce disipación del calor merced a la capacidad del agua de absorber el mismo sin variar mayormente su temperatura.


Podríamos continuar con muchos párrafos y abarcar varias ediciones más de Fides et Ratio. Sin embargo, acaso el dato más sorprendente de esta maravilla cotidiana que es el agua es su sola y simple existencia, su diseño inteligente y único, su abundancia sobre el planeta poblado de seres vivientes. Existen dos modos de conocer a Dios: su Revelación a través de Nuestro Señor Jesucristo y su Santa Iglesia, por un lado, y su maravillosa Creación por el otro. Quizás si no dejáramos de sorprendernos de la belleza de lo creado, nos sería aún más simple cuidar responsablemente de todo aquello que se nos ha dado a cargo.

Publicado originalmente en formato 1.0 en 2 partes (febrero y marzo de 2007)

La Clonación

En los últimos años se ha abierto un arduo debate en torno a la posibilidad de clonación en Biología, tomando como indudable punto de inflexión la primera experiencia realizada en un mamífero, la ya fallecida oveja Dolly, allá por 1996.

La discusión, en forma decidida e intencional, se ha volcado hacia la mal llamada clonación terapéutica, en hipótesis una especie de panacea para enfermedades que a la fecha carecen de curación real.

Sin embargo, la información objetiva acerca de la clonación no ha sido adecuadamente difundida a la población, en especial para quienes creemos que no pueden separarse la ciencia de la ética y del absoluto respeto a la ley natural de la Creación.

En este ensayo intentaremos explicar el proceso de clonación, en un lenguaje lo más claro y sencillo posible. Hemos narrado en nuestro artículo sobre las células madre que, por el proceso de diferenciación, las células en nuestra vida embrionaria se organizan de modo tal que, si bien todas conservan «reprimida» la totalidad del código genético, cada una de las células «expresa» aquella información que es útil para su función en el organismo. Utilizando un ejemplo práctico, una neurona del cerebro y un glóbulo blanco de la sangre contienen en su núcleo exactamente el mismo código genético. Sin embargo, la neurona expresa sólo la pequeña parte de ese código que es funcional a su rol en el sistema nervioso, y el glóbulo blanco expresa la pequeña parte que es útil para cumplir con su función en el sistema inmune.

Ese código genético es transmitido de generación en generación en el ADN. Esta sorprendente molécula, en términos quizás demasiado simplificados, se encuentra «empaquetada» en los llamados cromosomas. Las células de los seres humanos contiene 46 de los citados cromosomas... con la excepción de las gametas (óvulos y espermatozoides) que contienen 23, debido a una forma especial de división celular llamada meiosis, cuya complejidad escapa a los objetivos de este ensayo.

Este ejemplo del género humano es aplicable a otras formas de vida que se reproducen sexualmente, incluyendo otros mamíferos y en general a todos los vertebrados superiores e incluso a muchos invertebrados. Lo concreto es que la unión de una gameta femenina (óvulo) con una masculina (espermatozoide) da lugar a una nueva célula, única e irrepetible, distinta de las que le dieron origen y por tanto nuevo individuo desde un comienzo, que, al sumar los cromosomas de ambos padres, cuenta en sí con una información genética completa.

Ese nuevo ser (óvulo fecundado, embrión o cigoto, según la nomenclatura) está conformado en un principio por una única célula capaz de expresar absolutamente todo el material genético que contiene (en Biología se las llama células totipotenciales). A poco de concebida, esa célula comienza a dividirse para formar un embrión de 2, 4, 8, 16... infinidad de células que, a posteriori, empezarán su diferenciación.

¿Por qué motivo la célula inicial comienza a dividirse? Se debe fundamentalmente a que en el óvulo existen una serie de sustancias químicas capaces de inducir la división celular (mitosis) a partir de la formación del nuevo ser. Esas sustancias sólo actúan cuando el material genético está completo (un óvulo no fecundado no es capaz de dividirse por sí solo).



Conociendo estos datos, ¿en qué consiste el proceso de clonación?

(1) Supongamos que se toma una muestra de sangre de un carnero. En ella se encuentran glóbulos blancos, que, como se mencionó antes, si bien sólo expresan una pequeña parte, contienen la totalidad del material genético del citado animal.

(2) Tomemos paralelamente un óvulo NO fecundado de una oveja y, mediante técnicas físicas o químicas, se destruye su núcleo (que, como ya sabemos, tiene la mitad de los cromosomas de la especie). Contaremos así con un óvulo sin material genético.

(3) Ahora bien, si logramos introducir el núcleo del glóbulo blanco (que cuenta con todo el material genético del carnero "donante") en el interior del óvulo modificado (que cuenta con los factores necesarios para la división celular), tendremos una célula totipotencial que iniciará su duplicación de material genético.

(4) Si esta nueva célula es introducida por técnicas artificiales en el útero de una oveja, se implantará y se desarrollará como un embrión, dando lugar al nacimiento de un carnero genéticamente idéntico a aquel que «donó» su glóbulo blanco.

Esta narración simplificada del proceso de clonación, que parece extraída de un relato de ciencia ficción, se practicaba con batracios ya en la década de 1970 y se llevó a cabo en mamíferos 20 años después. Existen reportes y publicaciones de distintos animales domésticos (la recordada Dolly, perros, gatos, bovinos) clonados con éxito.

Para muchos lectores, los párrafos anteriores encierran sin dudas una amarga mezcla de sorpresa con horror, al advertir el soberbio intento de emular al Creador al dar vida. Dado que esta técnica ya se ha practicado en mamíferos, están abiertas las puertas a su eventual realización en seres humanos.

Existe en este terreno la inevitable frivolidad de los delirantes que disfrutarían “volviendo a la vida” a famosos personajes. En un plano concreto y científico, la ciencia secular sostiene que el proceso de clonación podría resultar una verdadera panacea para la curación de algunas dolencias. Específicamente, se utiliza para esto la idea falaz de “clonación terapéutica”, la cual consistiría en tomar el material genético de una célula del paciente para fusionarlo con un óvulo enucleado. El embrión resultante sería una fuente viviente de células madre para el propio enfermo, destinadas a distintos tratamientos incluyendo, entre otros, la diabetes tipo 1, la enfermedad de Parkinson, la fibrosis quística y distintas neoplasias.

La concreta realidad es que, como hemos relatado en el artículo sobre células madre de esta misma sección, las mismas pueden extraerse de tejidos adultos o de cordón umbilical sin necesidad de matar embriones. Por otro lado, no existe a la fecha actual evidencia científica de curación de las mencionadas enfermedades merced al propuesto tratamiento.

Además, es prudente que recordemos que (al menos oara el conocimiento público) no existe en la actualidad la tecnología suficiente para la clonación humana; como comentario, para clonar a la oveja Dolly, se requirieron casi trescientos intentos previos fallidos que desembocaron en el mismo números de embriones ovinos muertos.

Sin embargo, la principal objeción al tema que debemos plantearnos va mucho más allá de lo puramente biológico. Los irresponsables partidarios de la clonación humana, en nefasta comunión con los abortistas, consideran al embrión recién concebido como un “cúmulo de células” (eufemísticamente lo llaman "pre–embrión”), por lo cual carecería de los derechos humanos elementales, incluyendo el primero y principal que es el derecho a la vida.

Dado que es indudable desde el punto de vista que se desee considerar (biología molecular, teología, genética, filosofía, etc.) que el embrión es una persona desde el momento de la concepción, un ser humano clonado tendría la totalidad de los derechos de cualquiera de sus semejantes, por lo que debería tener independencia de sus “promotores”, contradiciendo el sentido de su propia creación (ser “fuente” de células y tejidos).

La experimentación con embriones (personas), independientemente de su estadio de desarrollo, siempre es inmoral ya que se trata de un atentado a la vida y a la dignidad de inocentes. No hay motivo alguno para desconocer que un embrión nacido por clonación y no por fecundación es una persona plena de derechos. Si se aplicara una aberrante distinción entre embrión fecundado y embrión clonado... ¿qué entidad o “cosa” sería el clon? ¿Otra forma de vida, con genoma humano, pero no humana? La dignidad de un individuo humano, aún en su primaria forma unicelular, es ineludible y merece respeto.

Lo cierto es que, aunque aún hipotética, la clonación humana será técnicamente posible a corto o mediano plazo. Las motivaciones morales, éticas y antropológicas para oponerse a esta absoluta violación a los derechos de la persona humana deberán ser esgrimidas por el personal de la salud en primera instancia, e inmediatamente por los gobiernos y organismos internacionales (¿lo harán, pese al afán de dinero...?)

Se trata, sin exagerar, de un aspecto clave en el futuro de la ciencia y de la humanidad toda. Será una forma más de ver si nos acercamos al angosto sendero que Dios propone para sus hijos, o bien si se opta por alejarse una vez más del verdadero Camino, la Verdad y la Vida.
Publicado en formato 1.0 en 2 partes en febrero y marzo de 2007