Science (How not to)

¿Qué es hacer ciencia? Qué buena pregunta. No tiene respuesta corta ni larga, o por lo menos yo no la podría dar. Pero más o menos podríamos pensar que «hacer ciencia» es seguir una especie de receta que es 50% método 50% creatividad para «generar conocimiento». ¿Qué es generar conocimiento? Podríamos decir que adentro de generar conocimiento está el «comprender» algo básico, de la naturaleza, o generar alguna aplicación, por ejemplo. Todo esto es definición para nene de 4 años. Pero qué NO es la ciencia? Eso lo tengo bastante claro, y es algo que pasó a principios de diciembre 2010.

No tengo claro cuál es la motivación o qué pasó, pero todo arrancó con un par de declaraciones de la ( oh gloriosa!) NASA. Se generó una especie de rumor alrededor de una conferencia anunciada para los primeros días de diciembre, que decía que la NASA había descubierto «vida extraterrestre» y lo iban a comunicar al público. El tema de la vida extraterrestre se puso medio raro porque después aparecieron titulares del calibre «los aliens ya están entre nosotros» y cosas por el estilo, adelantando que, como vuelta de tuerca digna de Spielberg, la vida extraterrestre no la habían detectado en otro planeta, si no acá mismo. Una vez acontecido todo esto, en la NASA trataron de bajarle un poco el tono, pero eso no importaba, el hype que se había creado para ese entonces era muy alto, y así llegó la conferencia de prensa.

En esa conferencia de prensa (no me acuerdo si fue durante la última semana de noviembre o la primera de diciembre) dieron a conocer resultados que si bien a primera vista no parecían estar a la altura de la expectativa generada, en realidad eran increíblemente shockeantes por su cuenta: No se habían descubierto enanitos verdes caminando por la tierra, pero al parecer se había detectado una bacteria que podía crecer sustituyendo los átomos de fósforo por átomos de arsénico para su crecimiento. BOOM!. Permítame explicarle la relevancia, en caso que no le llame poderosamente la atención. Las llamadas «biomoléculas» de las que están compuestas las células están básicamente compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azúfre, y fósforo en su mayoría. También hay contribuciones de otras especies, pero esas son las mayoritarias, que están en mayor o menor proprción según la biomolécula (que básicamente son lípidos, ADN, ARN y proteínas). Por ejemplo, en una molécula de ADN vamos a encontrar mucho más fósforo que en una proteína, ya que forma parte del «esqueleto» estructural del ADN. El tema del arsénico tiene dos niveles de importancia. Uno es el tema de haber encontrado una bacteria que pueda vivir en presencia de arsénico. El arsénico funciona como veneno para muchos seres vivos -ya que interrumpe la síntesis de ATP en varias etapas distintas-, pero hasta donde yo sé (tendría que buscar de vuelta, pero pueden buscar ustedes también) si bien son muy pocos, ya se habían descubierto organismos «tolerantes al arsénico». El segundo nivel, el de haber encontrado un organismo que utilice arsénico para vivir. Esto es un big deal porque todo lo vivo que se conoce (todo lo vivo es todo lo vivo, desde plantas a animales de bacterias a pumas, de personas a pájaros, e incluso virus -a lo que por mí puede clasificarlos como quiera-) usa esos mismos átomos que listé antes como «ladrillos» para construir sus biomoléculas. El razonamiento que se hizo fue que si existía un organismo vivo que presentaba una diferencia tan fundamental, tan de fondo, de base, con el resto de TODOS LOS OTROS organismos vivos, entonces la conclusión es que estos bichos provienen de «otra rama» que se tuvo que haber separado hace mucho de lo que es el ancestro común de todos nosotros… o vino de otro planeta. Por suerte la NASA le bajó el tono a la cuestión alien y, hasta donde yo sé, no abusaron mucho de esa hipótesis.

Y entonces qué pasó? Bueno, respaldaron la conferencia de prensa con un artículo publicado en la revista Science (que es, junto con Nature, una de las revistas más importantes del mundo donde se publican trabajos científicos) a la semana más o menos del anuncio. Y ahí se pudrió todo. Realmente no sé bien qué pasó. Cuando uno manda un trabajo científico (alias paper) a que lo publiquen a una revista con referato, el editor de la revista recibe el artículo y se lo manda a 2 o 3 especialistas de cualquier parte del mundo para que, en forma anónima, evalúen el trabajo. A partir de ahí viene una fase de evaluación y potenciales correcciones de modo que, si luego de la revisión el trabajo queda aceptado, es publicado. En caso contrario, es rechazado. Eso es lo que pasa en una revista normal, pero en revistas del calibre de Science hay un filtro previo, ya que el mismísimo editor primero sube o baja el pulgar en base a la temática, calidad del trabajo, etc, y si él sube el pulgar entonces recién ahí va a referato. Lo que quiero decir es sencillo: Es dificil publicar en Science. En teoría, es dificil porque solo lo top de lo top se publica en esa revista. Cosas que no entran ahí perfectamente pueden entrar en revistas de menor calibre, ya sea porque no tiene suficiente impacto o es muy específico. Pero más allá de donde se publique, uno supone que el trabajo está bien hecho si fue publicado.

Leí el paper sobre la bacteria que «come arsénico». Me pareció una cagada, lo cual es sorprendente (o no, no sé). Hay varias cuestiones técnicas que fueron recopiladas mucho mejor de lo que yo podría hacerlo, y les dejo los links, haciendo click ACÁ y ACÁ (no me voy a meter mucho con la cuestión técnica acá). Hay algunos errores groseros que llevan a conclusiones que están simplemente mal. En un momento del trabajo llegan a la conclusión de que el bicho es «híbrido», porque puede usar cualquier cosa, fósforo o arsénico, da igual. Eso ya de por sí es ultra super asombroso, si fuera cierto. Pero hay un problema muy muy grosero. Yo no estoy para nada en contra de pensar que pueda existir vida con otro soporte que no sea carbono, hidrógeno, etc etc. Pero se me hace muy dificil creer que uno pueda cambiar cosas «de a poco». Creo que podría existir vida hecha completamente de otra cosa. Pero agarrar todos los componentes finamente ajustados por la evolución y de repente cambiar uno solo drásticamente y que eso siga funcionando? No, creo que tiene más chances algo que sea completamente distinto. El fósforo no está al pedo en las células. Como dije antes, por ejemplo, es parte integral del esqueleto estructural del ADN. En el trabajo publicado por estos señores, dicen que encontraron que la bacteria puede, o bien hacer ADN con fósforo, o hacer ADN con arsénico. Bullshit. Por ahí me estoy equivocando mal, pero ¿saben qué? estoy seguro que no. Las propiedades estructurales, como la geometría (distancias, ángulos, diedros, etc), las propiedades electrónicas, las energéticas, todas están al final determinadas por la naturaleza fisicoquímica de los componentes de una molécula dada. Una molécula de ADN tiene todas las propiedades que tiene por el conjunto de propiedades de los elementos constituyentes. La forma de la doble hélice, la torsión, la capacidad de desenrrollarse para replicarse,  etc etc dependen, en parte, de las propiedades químicas del fósforo. Nunca vi ADN hecho con arsénico en lugar de fósforo, pero, si por ejemplo, los enlaces que forma el arsénico fueran un poco más débiles (cosa que creo que es así), entonces las moléculas de ADN podrían «romperse» más, ser más delicadas. Si fueran mucho más fuertes, podrían afectar la estructura terciara. Y ni hablar del hecho que en lugar de tener ATP, que es la moneda energética con la que se paga la mayoría de  las funciones biológicas, tendríamos otra molécula que para existir necesitaría de una enzima que en vez de sintetizar ATP sintetice… el equivalente, y además esa molécula tendría que poder proveer una cantidad equivalente de energía, cosa que dudo.

Ves esa "P" en el dibujo? Eso es un átomo de fósforo.

Este es tu amigo el ATP. Cambiás la P and you're dead

Pero no solo ahí termina la función del fósforo en las células, si no que son infinitamente variadas, pasando por ejemplo por la capacidad de modificar la funcionalidad de proteínas si estas están fosforiladas o no, etc. ¿Entienden por qué digo que es muy dificil que se pueda dar algo así? Estamos hablando de algo tuneado por millones de años de evolución, y de repente, hablamos de algo que es agarrar todos los componentes de ese balance fino, y cambiar uno por otro, y dejar que todo siga andando. ¿Cuáles son las probabilidades? Más aún, todo está adaptado para que pueda usar fósforo Y/O arsénico!. A lo que voy es que tanto el tipo que hacía los experimentos, como su jefe, como el editor de Science, como los que referearon el paper, todos se tienen que haber hecho la misma pregunta, porque no soy ningún iluminado. De nuevo, más allá de los errores técnicos que tiene el paper, que tiene varios (y son muy groseros). Entonces la pregunta es: ¿Por qué? La verdad no tengo idea. Era necesidad de la NASA de figurar por algo? Me duele en el alma, porque me gusta la Astrobiología, es algo a lo que me dedicaría, pero ¿qué es esto? Claramente si se publicó como se publicó el trabajo, es que hubo serias presiones para que se publicara. ¿Pero eso es hacer ciencia? Cuando un par de semanas después Science sacó la edición de fin de año con los breakthrough de la década y del año, no lo mencionó esto. Si no hubiera habido tanta respuesta negativa, probablemente lo habría coronado como el evento de la DÉCADA, pero dieron marcha atrás y lo escondieron abajo de la alfombra. Hasta donde yo sé no hubo una retractación formal del trabajo, y supongo que por un tiempo no la habrá, pero es un poco decepcionante. No sé a veces cual es la rueda que hace girar a la ciencia. Supongo que hubo alguna palanca, algún interés, algo, pero cuando pasan estas cosas uno siente una profunda decepción. Igual está bien cada tanto desmistificar y darse cuenta que incluso los más grosos (la NASA, la comunidad científoca, el staff de Science… no se puede juntar una colección de gente mucho más grosa que esa) se puede equivocar, pero esto más que equivocación suena casi casi como algo a propósito, si no, son todos boludos. Y no lo creo. Pero por ahí ellos creen que nosotros sí.

Dog eat dog

Hola!

Sabe usted por qué está vivo? Bueno, está vivo por muchas cosas. Y ojo, antes de que se ataje, este post no tiene ninguna implicación filosófica sobre el significado de la vida ni nada de eso. Esto va más a los bifes. Pero en realidad debería reformular la pregunta: Sabe usted cómo hace para estar vivo? Obviamente procesos y cosas dando vueltas hay infinitos. Pero en particular una de las cosas que me interesa discutir es cómo funciona su motor. Sí, su motor, porque si la comida es la nafta, tiene que haber un motor.

Básicamente usted come muchas cosas, hidratos de carbono, proteínas, grasas, y al final del día todas esas fuentes de energía se terminan transformando en la moneda corriente de energía de (casi?) todos los seres vivos, el ATP. Qué es el ATP? olvídese del nombre, simplemente saber que es una molécula que transporta energía que se puede aprovechar fácilmente. Y es lo que se usa en (casi) todos los procesos que consumen energía. Cuando usted mueve la mano, gasta ATP. Cuando usted suspira, gasta ATP. Cuando usted mastica, gasta ATP. Cuando usted lee, gasta ATP. Cuando usted piensa, gasta ATP. Cuando usted duerme, gasta ATP. Cuando usted está vivo gasta ATP porque básicamente todo lo que se hace gasta energía porque estamos gastando para estar afuera del equilibrio y hacer nuestro aporte entrópico. Pero no vayamos con ese deliro, vayamos a… OK, gastamos ATP todo el tiempo, pero de dónde sale?

Usted es un organismo con células eucariotas. Qué quiere decir eucariota? Bueno, una definición trivial es que no es procariota. Procariota es el tipo de célula de, por ejemplo, las bacterias. Son más pequeños, no tienen núcleo ni organelas. Y qué son las organelas? Búsquelo en wikipedia. Pero bueno, usted sí tiene organelas, y el motor no es nada más ni nada menos que la mitocondria. La mitocondria me cae bien. hay varias por célula y tienen algunas particularidades. Por ejemplo, las mitocondrias tienen su propio ADN (la otra organela de la que se puede decir lo mismo, son los cloroplastos, exclusivos de las plantas) además del que hay en el núcleo, dentro de la misma célula. Eso es re loco en principio, y además no codifica para todas las proteínas que «usa» y se comprobó que hubo «migración» de ADN de la mitocondria al núcleo. Pero bueno, la cuestión es que en la mitocondria pasan cosas muy pero muy interesantes. Pero eso podría ser motivo para varios posts más, y no me voy a meter ahora. La cuestión es que… si en las células eucariotas hay una organela que está casi dedicada a «producir energía» (ese término le quedaría mejor a los cloroplastos en las plantas), cómo se las arreglan las procariotas, que no tienen organelas? Bueno, las bacterias en vez de tener una estructura aparte y dedicada, lo hacen sobre su membrana celular.

Si combinamos eso con la pregunta «Pero de dónde salieron las mitocondrias?», hace tiempo que se llegó a una hipótesis que hoy por hoy tiene mucha aprobación. Sabe usted qué es una simbiosis? Una simbiosis en una relación que se establece entre dos organismos de modo tal que no puede vivir el uno sin el otro. La teoría endosimbionte lo que dice es que hace mucho mucho tiempo, no había «procariotas y eucariotas», si no que había lo que había, y que es probable que en algún momento una célula se haya «comido» (endocitado?, fagocitado?) a otra. Serían células más o menos distintas, e incluso se tiene una idea de cómo era el metabolismo de una y otra. La cuestión es que cada célula tenía su DNA, y metabolismos distintos. Lo que se supone es que una se comió a la otra, pero por algún motivo no la hizo pelota para efectivamente comerla. Y no solo eso, si no que probablemente los deshechos metabólicos de una eran aprovechados por la otra. Se supone que se estableció una especie de relación de beneficio mutuo, y fueron coevolucionando. La célula anfitriona se especializó en proveerle recursos a la huesped tales como movilidad (la movilidad es muy importante para explorar y obtener nuevos recursos), defensa, protección, metabolitos, etc, y a cambio la célula huesped (la que fue «comida») se dedicó pura y exclusivamente a hacer ATP con lo que le proveía la primera, perdiendo gran parte de su material genético en el camino (pero no todo). Esa sociedad que al comienzo sería de beneficio mutuo se fue afinando a punto tal que hoy son inseparables: si a una célula le saca todas las mitocondrias, se muere, y mitocondrias afuera de una célula, se mueren, ergo la teoría endosimbionte.

Las células de su cuerpo entonces poseen la huella indeleble de algo que en principio ocurrió una vez -pudo haber ocurrido más, pero no TANTAS más- y que dio una ventaja adaptativa tan fenomenal que probablemente dio origen a TODOS los organismos eucariotas, que abarcan cosas tan diversas como un árbol, una medusa, usted, un perro y una langosta.