El carbono, base de la vida

2003/01/29 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia

• Biologia
• Kimika

La vida necesita moléculas de diversos tamaños y tipos. Unos pequeños, de unos veinte átomos, otros más grandes y otros gigantes, con miles de átomos. Algunos son para almacenar energía y otros para gastar. Algunos se mezclan con agua y otros son similares al aceite.

Cada uno de ellos tiene una función concreta que requiere de una estructura concreta. El ADN, las proteínas, las vitaminas, los azúcares, los lípidos… todos están basados en el carbono.

Pero la pregunta la vamos a hacer al revés, ¿por qué no tienen otros elementos químicos como base de valor vivo?

En la naturaleza hay 92 elementos, siendo el hidrógeno el más ligero y el uranio el más pesado. Todos ellos, salvo uno, tienen varias razones para no ser la base de la vida. Analicemos estas razones:

Cinco de los 92 elementos son radioactivos, por lo que con el tiempo se desintegran: astato, radón, francia, actinio y prometio. Está claro que los átomos que se desintegran no pueden participar en la vida.

Otros cinco gases nobles son el helio, el neón, el argón, el cripton y el xenón. No constituyen una relación química ni con otros elementos, ni entre sí ni con uno mismo. Pero la vida necesita estructuras complejas y estables para avanzar, es decir, los átomos que se unen y no se descomponen son imprescindibles.

Los 64 metales presentes en la naturaleza tampoco son aptos para crear vida, con un número insuficiente de electrones. Para hacer frente a esta escasez necesitan un enlace químico muy especial: se juntan muchos átomos y se reparten electrones entre todos.

Pero para que este sistema sea efectivo es necesario unir miles de átomos. Es decir, no se generan estructuras formadas por diez o veinte átomos de hierro, cobre o plata. En la vida, sin embargo, estas pequeñas estructuras son imprescindibles.

Sólo quedan 18 elementos en la lista de candidatos a la vida. Estos elementos sí que hacen las uniones químicas adecuadas y no se desintegran. Pero siete de ellas tienden a unirse por parejas: hidrógeno, flúor, cloro, bromo, yodo, oxígeno y nitrógeno. Forman estructuras de dos átomos.

Otros tres, azufre, selenio y telurio, se unen formando cadenas y otros cuatro, boro, fósforo, arsénico y antimonio, se unen en estructuras planas.

Por el contrario, la vida necesita estructuras tridimensionales que sólo nos quedan cuatro elementos: carbono, silicio, germanio y estaño.

Al menos son cuatro y no uno. Entonces, ¿por qué el carbono es el único en los seres vivos?

El germanio y el estaño forman vínculos muy débiles. No son estructuras de gran estabilidad. El silicio, por su parte, forma relaciones mucho más fuertes con otros elementos que con sí mismo. La mayor parte del silicio que hay en el suelo está relacionado con el oxígeno, que forma las piedras llamadas silicatos.

Por eso no es posible una vida basada en el silicio, porque las moléculas de la vida se oxidarían rápidamente.

Por tanto, la única opción es el carbono.

De 92 elementos, sólo uno.

Quizás deberíamos agradecer a la naturaleza que tenemos al menos carbono.

Texto preparado para el programa de radio Norteko Ferrokarrilla.