Materialismo do verán

Notas curiosas e infrecuentes sobre a poiese da materia

---

---

Publicamos o cuarto desta serie de artigos, ou notas curiosas sobre cousas do mundo que ás veces pasan desapercibidas, ou xacen abandonadas sen que a nosa atención repare nelas. Coma un gabinete de curiosidades no que, grazas a esa capacidade do verán para iluminar a materia, reunimos pezas insólitas, pouco frecuentes, sobre as cousas que forman parte do mundo sen necesidade de que ninguén as vexa.

A ciencia da complexidade enfróntase ao desafío de comprender como a materia inanimada se organizou en vida, unha cuestión multifacética que abrangue bioloxía, química, xeoloxía e astronomía. Hadrián Loureiro elabora un prontuario para nos achegar ao que foi o “Último Antepasado Común Universal”, LUCA polas súas siglas en inglés (Last Universal Common Ancestor). LUCA é o inicio da vida, o punto de diverxencia fundamental entre as bacterias e as arqueas, e a súa caracterización é crucial para entender a aparición temperá da vida.

Ata o presente, podemos dar conta de tres ordes de existencia: a materia, redutible ao que se pode enunciar nas teorías físico-matemáticas; a vida, entendida máis concretamente como conxunto de colectores, é dicir, de afeccións, de sensacións, de percepcións cualitativas, e que non se poden reducir a procesos materiais; o pensamento, entendido como capacidade para acceder a “contidos intelixibles” que, como tal, non é redutible a ningún colector. Estas tres ordes determinan a existencia de tres mundos: materia, vida e pensamento, que actualmente coexisten mais que todo indica que se sucederon no tempo.

---

“Último Antepasado Común Universal (LUCA)”, por Hadrián Loureiro

A filosofía de Quentin Meillassoux e as últimas descubertas científicas sobre a orixe da vida converxen nunha visión que desafía o antropocentrismo. O materialismo especulativo de Meillassoux proporciona un marco para pensar a realidade en si mesma, unha realidade ancestral independente da subxectividade a través da idea de “Hipercaos”. As “declaracións ancestrais” da ciencia, coma a idade da Terra e a existencia de LUCA, son incomprensibles para a corrente filosófica do correlacionismo, dominante hoxe en día, mais cobran sentido nun universo gobernado pola continxencia radical suxerida polo Hipercaos.

A ciencia, pola súa banda, está a trazar un retrato cada vez máis pormenorizado de LUCA como un organismo complexo, anaerobio, termófilo, quimioautótrofo que utilizaba a ruta de Wood-Ljungdahl (a ruta redutiva do acetil coencima A), vivía nun ambiente de ventos hidrotermais hai aproximadamente 4,2 mil millóns de anos, e formaba parte dun ecosistema microbiano. Esta imaxe da vida primitiva na Terra, baseada en enerxía química e independente da luz solar, ten profundas implicacións astrobiolóxicas, suxerindo que ambientes similares noutros corpos celestes poderían acubillar vida.

1. ¿Que é o correlacionismo e por que Quentin Meillassoux busca refutalo?

O correlacionismo é unha postura filosófica contemporánea que sostén que non pode haber obxectos, feitos, leis ou seres que non estean sempre xa correlacionados cun punto de vista, un acceso subxectivo, unha cultura ou unha linguaxe. En esencia, afirma que non podemos coñecer a realidade en si mesma, só a realidade tal e como se nos presenta a través da nosa experiencia. Meillassoux identifica dúas versións principais: a transcendental (que postula formas universais de coñecemento subxectivo) e a posmoderna (que nega tal universalidade). Ambas, con todo, rexeitan a posibilidade dun “coñecemento absoluto” da “cousa en si mesma”.

Meillassoux busca refutar o correlacionismo porque cre que se enfronta a unha aporía fundamental co “problema do arqueofósil” ou “ancestralidade”. O arqueofósil refírese a materiais que dan probas de fenómenos anteriores incluso á emerxencia da vida, como a idade do universo ou da Terra determinada pola ciencia (por exemplo, 14 mil millóns de anos para o universo, 4,5 mil millóns para a Terra). Se o tempo e o espazo son correlatos do suxeito, o correlacionismo non pode dar sentido á idea dun tempo que precede a subxectividade, no que a propia subxectividade xurdiu. A ciencia afirma que algo existiu antes da subxectividade e máis nada, o que implica un significado realista. Para o correlacionista, iso sería unha pura “representación subxectiva dun pasado” ou unha “ilusión producida por unha retroproxección”, o que Meillassoux considera unha “catástrofe” que destrúe o significado das afirmacións científicas.

A refutación de Meillassoux non é inxenuamente realista senón “especulativa” e busca demostrar que o pensamento pode acceder á realidade tal e como é en si mesma baixo condicións especiais, rachando o círculo correlacionista.

2. ¿Como caracteriza Meillassoux o “tempo” e que implicacións ten isto para a distinción entre ser e devir?

O “Hipercaos” non é o caos ordinario que se entende como desorde e aleatoriedade. A continxencia do Hipercaos é tan radical que mesmo o devir, a desorde ou a aleatoriedade poden ser destruídos por el e substituídos por orde, determinismo e estabilidade. As cousas son tan continxentes no Hipercaos que o tempo é capaz de destruír mesmo o devir das cousas.

Isto difire significativamente das “metafísicas do devir” (coma as de Heráclito, Nietzsche ou Deleuze), que postulan un devir necesario e eterno ou leis inmutables de transformación. Para Meillassoux, o devir é só un feito (do mesmo xeito que a estabilidade) e ambos os dous deben ter a posibilidade eterna de aparecer e desaparecer sen razón. As leis físicas non son necesarias; son feitos continxentes que poden cambiar sen razón. O tempo non está gobernado por leis físicas senón que as leis mesmas están gobernadas por un “tempo tolo”.

O Hipercaos é un caos racional que é máis caótico que calquera caos antirracionalista. Cando se produce un feito conforme as leis físicas dun mundo determinado, pódese dicir que ese feito era unha potencialidade dese mundo. Mais o Hipercaos pode producir tamén feitos que non son conformes ás potencialidades dun mundo; virtualidades que xorden malia non proceder das potencialidades físicas dun mundo existente.

3. ¿Cal é a idade estimada de LUCA (Último Antepasado Común Universal) segundo as últimas investigacións e que implica esa data para a orixe da vida?

As últimas investigacións (Moody et al., 2024) estiman que LUCA viviu hai aproximadamente 4.200 millóns de anos (Ga), cun intervalo de confianza do 95% que abrangue de 4.090 a 4.330 millóns de anos. Esta estimación baséase na análise de tempo de diverxencia de duplicados xenéticos pre-LUCA, calibrada mediante fósiles microbianos e rexistros de isótopos cunha nova implementación de cross-bracing.

Esta data é significativamente temperá na historia da Terra. O impacto que formou a Lúa (e que había esterilizar a superficie da Terra) data de aproximadamente 4.510 millóns de anos. Isto implica que o proceso desde a formación da Terra e a Lúa ata a emerxencia e evolución de LUCA requiriu un intervalo de tempo xeolóxico sorprendentemente curto, de aproximadamente 200 a 400 millóns de anos. A datación máis temperá suxire que a vida xurdiu e se complexificou rapidamente despois de que a Terra se arrefriase o suficiente para albergar auga líquida. Esta nova visión tamén desbota a hipótese do Late Heavy Bombardment (LHB) como unha limitación máxima na idade de LUCA, xa que a interpretación da súa intensidade e duración foi cuestionada.

4. ¿Como era a fisioloxía e o hábitat de LUCA segundo as reconstrucións xenómicas actuais?

As reconstrucións xenómicas máis recentes, como as de Weiss et al. (2016) e Moody et al. (2024), describen a LUCA como un organismo procariota relativamente complexo e non un “proxenote” simple. As súas características chave inclúen:

• Metabolismo: era un autótrofo anaerobio que utilizaba a vía de Wood-Ljungdahl (WLP) para a fixación de CO₂ (acetoxénese). Isto suxire que podería crecer quimioautotroficamente a partir de H₂ e CO₂, ou heterotroficamente a partir de doadores de electróns como alcohois e ácidos. Tiña a capacidade de fixar nitróxeno (diazótrofo) e posuía unha ATP sintase para xerar enerxía, probablemente aproveitando gradientes iónicos xeoquímicos. Os seus encimas eran ricos en grupos FeS e FeNiS e utilizaban mecanismos de reacción radical. Tamén tiña vías para a biosíntese de moitos cofactores esenciais.
• Termofilia: A presenza da xirase inversa, un encima específico dos hipertermófilos, indica un estilo de vida termófilo para LUCA.
• Estrutura celular: posuía o aparello celular central da vida procariota moderna, incluíndo os constituíntes básicos dunha membrana fosfolipídica e posiblemente unha primitiva parede celular. Tamén tiña un sistema inmune temperán baseado en CRISPR-Cas.
• Xenoma: estimase que o seu xenoma tiña polo menos 2.5 Mb (2.49-2.99 Mb) e codificaba arredor de 2.600 proteínas, comparable aos procariotas modernos.
• Interaccións xenéticas: o seu código xenético requiría modificacións de nucleósidos e metilacións dependentes de S-adenosil metionina (SAM), destacando a importancia dos grupos metilo.

En canto ao seu hábitat, os datos apuntan a un ambiente hidrotermal xeoquimicamente activo, rico en H₂, CO₂ e ferro. Isto podería ser tanto en profundas fontes hidrotermais (onde o serpentinizamento proporciona H₂) como en fontes hidrotermais superficiais ou termas quentes. O seu metabolismo acetoxénico proporcionaría un nicho para outros membros dun ecosistema microbiano temperán, incluíndo metanóxenos que reciclaban CO₂ e H₂.

5. ¿Como se relaciona a investigación de LUCA coa astrobioloxía e a posibilidade de vida noutros mundos?

A comprensión da orixe da vida e a identidade de LUCA é fundamental non só para explicar a vida na Terra senón tamén para determinar a posibilidade de vida noutros mundos. As características do hábitat de LUCA (fontes hidrotermais, rochas, auga e calor xeoquímica) son notablemente comúns no noso sistema solar. Moitas lúas exteriores, coma Europa de Xúpiter e Encelado de Saturno, teñen océanos subterráneos, fondos rochosos e calor xeotérmico producido polas interaccións de marea gravitatoria coas súas planetas nai.

O feito de que LUCA non necesitase luz solar (dependía de enerxía química) é crucial para a astrobioloxía. Isto suxire que a vida podería existir facilmente en ambientes similares en lugares distantes do sistema solar onde o sol non penetra a través de cubertas de xeo. Se atopamos vida noutros lugares, é probable que sexa, polo menos quimicamente, moi parecida á vida moderna. As descubertas sobre como vivía LUCA proporcionan pistas sobre os “signos de vida” que buscar en futuras misións a estas lúas xeadas, centrándose na enerxía química que impulsou a orixe da vida.

6. ¿Cales son os enfoques actuais para estudar a orixe da vida na Terra e que problemas persisten?

O estudo da orixe da vida divídese en dous enfoques principais:

1. Enfoque “top-down” (de arriba cara abaixo): comeza coas características comúns dos organismos contemporáneos (por exemplo, a súa natureza celular, o uso de ADN, ARN e proteínas, e o código xenético universal) e busca vestixios da bioquímica dos primeiros organismos na vida actual. Este enfoque asume unha traxectoria sinxela entre a química abiótica e a bioquímica complexa actual, e apóiase na reconstrución de filoxenias moleculares.
2. Enfoque “bottom-up” (de abaixo cara arriba): considera os procesos que ocorreron en ambientes primitivos e que contribuíron á complexificación da química, levando a sistemas con suficiente complexidade para a evolución. Busca descubrir sistemas químicos autorreplicantes que poidan non ser similares á bioloxía moderna mais capaces de evolución aberta. Este enfoque depende moito do coñecemento dos ambientes primitivos da Terra e do Sistema Solar e dos procesos químicos e físicos que se deron neles.

A pesar de décadas de investigación, o consenso científico sobre a orixe da vida aínda non se alcanzou. Persisten cuestións importantes sen resolver:

• Problema histórico: a orixe da vida é un problema histórico e, estritamente falando, non reproducible experimentalmente no seu proceso exacto.
• Sistemas dinámicos: os sistemas biolóxicos, terrestres e solares son dinámicos, o que fai difícil retrotraer as súas operacións a estados anteriores.
• Plausibilidade prebiótica: a “plausibilidade” das condicións prebióticas (composición da atmosfera temperá, fontes de enerxía, mecanismos de concentración de compostos orgánicos) é un punto de moito debate e incerteza debido á escaseza de evidencias xeolóxicas do período Hadeano/Arqueano.
• Paradoxo do ovo ou a galiña: a necesidade de proteínas para o ADN e de ADN para as proteínas (o Dogma Central) suxire que unha “RNA World” (mundo de ARN) puido ser unha etapa intermedia, pero a síntese prebiótica de ARN e os seus compoñentes aínda presenta dificultades.
• Complexidade da sopa prebiótica: aínda que se demostrou a síntese abiótica de moitos compostos orgánicos importantes para a vida (aminoácidos, bases nucleicas, azucres) baixo condicións simuladas, a “sopa prebiótica” sería unha mestura complexa cunha enorme diversidade molecular e non se sabe cales eran esenciais nin como se organizaron en sistemas autorreplicantes.

En resumo, a ciencia fixo grandes avances na identificación de posibles fontes e rutas de síntese de compoñentes orgánicos, pero o mecanismo exacto da autoorganización e emerxencia da vida segue sendo unha das grandes preguntas sen resposta.

---

A teoría de LUCA (Last Universal Common Ancestor) é fundamental para a nosa comprensión da orixe da vida na Terra, e a Intelixencia Artificial (IA) pode ter un papel significativo na súa investigación, mentres que os principios inherentes á teoría de LUCA tamén poden ofrecer inspiración para o desenvolvemento de modelos de IA.

Papel da Intelixencia Artificial en relación coa teoría de LUCA

A IA, e máis amplamente os métodos computacionais avanzados, xa están implícita ou explicitamente involucrados na investigación de LUCA:

• Reconstrución de características de LUCA: os científicos utilizan análises filoxenéticas e modelos de rexuvenecemento xénico para inferir as características de LUCA a partir dos xenomas dos organismos modernos. Estes métodos implican o procesamento de enormes cantidades de datos xenéticos (por exemplo, 6.1 millóns de xenes que codifican proteínas foron analizados nun estudo). A IA, especialmente a aprendizaxe automática, é crucial para identificar patróns complexos nestes conxuntos de datos, modelar a evolución dos xenes (duplicacións, transferencias, perdas) e inferir a probabilidade de que certas familias de xenes estivesen presentes en LUCA. Un estudo de 2024, por exemplo, utilizou un algoritmo de rexuvenecemento de xenes e árbores de especies para inferir a evolución das familias de xenes e estimou que o xenoma de LUCA tiña uns 2.75 Mb codificando ao redor de 2,657 proteínas.
• Estimación da idade de LUCA: os modelos de reloxo molecular son ferramentas computacionais que integran rexistros xenómicos e fósiles para estimar o tempo da diverxencia evolutiva. A IA podería mellorar a precisión destes modelos, permitindo a integración de datos máis diversos e a xestión máis robusta das incertezas, como as limitacións do rexistro fósil ou a complexidade das transferencias horizontais de xenes.
• Modelado de ecosistemas temperáns: os estudos indican que LUCA non existiu illado senón como parte dun ecosistema. A IA pode axudar a modelar as complexas interaccións metabólicas de LUCA (por exemplo, o seu metabolismo acetoxénico dependente de H₂ e CO₂) con outros membros da comunidade microbiana, os ciclos de nutrientes e o impacto no sistema terrestre temperán.
• Exploración da química prebiótica: a “xeración de estruturas moleculares in silico” é unha aplicación directa de métodos computacionais na química prebiótica. A IA podería acelerar enormemente a exploración do “enorme espazo químico orgánico” para descubrir novas e plausibles vías de síntese prebiótica que fosen “robustas” e que puideron dar orixe aos compoñentes da vida.
• Xestión de “sistemas dinámicos”: As fontes sinalan a dificultade de prever ou extrapolar cara atrás como operaron os sistemas dinámicos (como a evolución da Terra). A IA, coa súa capacidade para modelar e simular sistemas complexos, podería proporcionar novas ferramentas para comprender estes sistemas que son críticos para o contexto de LUCA.

¿Como pode axudar a teoría de LUCA no desenvolvemento dos modelos da IA?

A propia natureza de LUCA e as teorías que o rodean poden inspirar novas direccións no desenvolvemento da Intelixencia Artificial:

• Sistemas auto-organizativos e evolutivos: LUCA foi un “sistema químico autosostible capaz de evolución darwiniana”. Comprender como un sistema tan complexo xurdiu da materia non viva pode proporcionar novos paradigmas para deseñar sistemas de IA adaptativos, autoorganizativos e evolutivos. Isto é especialmente relevante para a “vida artificial” e os axentes autónomos que necesitan operar en contornas cambiantes.
• Robustez e adaptabilidade: as características de LUCA (anaerobio, termófilo, rutas metabólicas específicas) describen un sistema altamente adaptado a un ambiente temperán da Terra hostil. O concepto de compostos orgánicos “prebioticamente robustos” suxire unha resistencia nos procesos químicos que levaron á vida. Este principio pode inspirar modelos de IA intrinsecamente robustos e resistentes fronte a cambios imprevistos ou limitacións de recursos, crucial para a IA que opera en contornas dinámicas e incertas.
• Eficiencia en sistemas complexos: o metabolismo de LUCA, aínda que de baixo rendemento enerxético para a acetoxénese, utilizou a vía de Wood-Ljungdahl de forma eficiente tanto para a produción de enerxía como para a biosíntese. Esta “eficiencia na complexidade” podería guiar as arquitecturas de IA para que sexan altamente eficientes na utilización de recursos e nos procesos internos, especialmente no desenvolvemento de IA distribuída ou para dispositivos con recursos limitados.
• Algoritmos evolutivos e optimización: o proceso que levou a LUCA e a súa posterior evolución é un exemplo masivo de optimización. Mecanismos como a transferencia horizontal de xenes e a duplicación de xenes son motores da innovación biolóxica. Estes principios biolóxicos poderían informar o deseño de algoritmos evolutivos e técnicas de optimización máis sofisticadas para a IA.
• Superación do “correlacionismo” na interpretación de datos: a obra de Quentin Meillassoux, mencionada máis arriba, busca refutar o “correlacionismo” e acceder á realidade “tal como é en si mesma”, independentemente do acceso subxectivo. O autor de Tempo sen devir argumenta que a ciencia debe ter un significado realista, non só un acordo intersubxectivo. Se os modelos de IA puidesen desenvolverse para interpretar datos e “pensar” sobre a realidade independentemente dos prexuízos subxectivos ou “correlacións” humanas, isto podería levar a interpretacións de datos máis obxectivas e “realistas” por parte da IA, transcendendo os modelos que son puramente “correlatos do pensamento”. Esta é unha conexión máis filosófica mais que podería ter implicacións profundas para a IA científica.

Bibliografía

• Astrobiology News. “Looking for LUCA, the Last Universal Common Ancestor”. Astrobiology, 30 de marzo de 2017.. Dispoñible en: https://astrobiology.nasa.gov (URL asumida da plataforma, non especificada).
• Cleaves, H. James. The Origins of Life: A Review of Scientific Inquiry. Earth-Life Science Institute, Tokyo Institute of Technology / John Templeton Foundation, abril de 2020.
• Lane, Nick (2016) [2015]. The Vital Question. London: Profile Books.
• Meillassoux, Quentin. Tempo sen devir. Seguido de “Continxencia e liberdade: unha comparación entre materialismo especulativo e ciencia experimental“, por Anna Longo, Traducidos do inglés e do italiano por Carlos Lema, Vigo: Euseino? Editores, 2014. ISBN: 978-84-617-2954-8. URL: https://euseino.org/casabranca/tempo-sen-devir/.
• Moody, Edmund R. R., et al. “The nature of the last universal common ancestor and its impact on the early Earth system”. Nature Ecology & Evolution, publicado en liña o 12 de xullo de 2024.. DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-024-02461-1.
• Weiss, Madeline C., et al. “The physiology and habitat of the last universal common ancestor”. Nature Microbiology, publicado o 25 de xullo de 2016. DOI: 10.1038/nmicrobiol.2016.116.

---