Energia y vida

Energía y Vida

Como sabe todo conocedor de la ciencia, en el universo existe una tendencia general hacia el desorden. A esta tendencia generalizada, se le conoce como entropía. Si tenemos en cuenta que un proceso espontaneo es aquel que aumenta la entropía del sistema, es lógico que la entropía aumenta constantemente, ya que los procesos espontáneos son de los más común en el universo. Sepuede decir que cualquier proceso que lleve a la disminución de una diferencia de gradientes, es espontaneo, y por tanto aumenta la entropía. Con esto podemos referirnos a casos tales como una reacción química que tienda al equilibrio, o a algo tan normal como gotas de tinta difundiéndose en un vaso de agua. En ambos casos, podemos decir que la entropía del sistema es máxima cuando la reacción hallegado a su equilibrio (Keq= 1) o cuando la concentración de tinta es homogénea a través de todo el vaso. Siguiendo esta misma línea, el valor máximo de entropía en el universo se dará cuando no exista ninguna diferencia de gradientes, cuando la temperatura sea homogénea a través de todo el universo. Para nuestra tranquilidad, los astrónomos y astrofísicos prevén que esto no ocurrirá hasta dentro devarios billones de años.

Aunque esta tendencia al desorden es generalizada y universal, nuestros sentidos nos muestran precisamente lo contrario. Estos nos muestran que la vida, lo cual representa unos de los sistemas más complejos, si no el más complejo sistema conocido por el hombre. Por tanto, podemos ver que aunque la tendencia general del universo es hacia un aumento de la entropía, hayzonas del espacio (por lo menos una) donde existe una tendencia contraria. La vida presenta una tendencia hacia la organización. ¿Pero cómo se logra esta organización?

Pues a través de la entrada de energía al sistema. Cuando esto ocurre, hay una disminución en la entropía del mismo. Se aumenta la cantidad de energía disponible para el trabajo, y por tanto se puede ir en contra de laespontaneidad de ciertos procesos, permitiendo la organización de los sistemas. En el caso de la vida en la tierra, un 99% de los seres vivos obtienen su energía del sol, directa o indirectamente. El otro 1% obtiene su energía de fuentes alternas, tales como el calor producido por la tierra. La energía lumínica del sol es transformada en energía química a través del proceso de fotosíntesis. Esto esnecesario, ya que toda la vida conocida está formada por compuestos químicos orgánicos. Todo el funcionamiento de un sistema vivo, está regulado por reacciones y componentes químicos. La bioquímica es la ciencia que estudia el funcionamiento químico de la vida, y nos ha mostrado que dado que la mayoría de reacciones metabolicas se llevan a cabo en ambientes acuosos, el tipo de energía utilizable másútil es la energía química.

La energía química producida por un organismo fotosintético será utilizada por el mismo para poder llevar a cabo sus funciones vitales. Pero en muchos casos, este organismo es consumido antes de su muerte, por lo cual parte de la energía producida por fotosíntesis se trasladará a su consumidor. De esta manera, la energía química viaja a través de la cadena trófica.Los consumidores son capaces de absorber una parte de la energía consumida, y luego utilizarla en sus propios procesos fisiológicos. Dado que parte de la energía se pierde al viajar de un nivel trófico a otro, la disponibilidad de energía química utilizable es menor en cada nivel trófico superior. Por esto mismo, en una comunidad, hay menos individuos en niveles tróficos altos, que en nivelestróficos bajos. Uno siempre verá pocos leones y cantidades absurdas de herbívoros en los programas sobre la vida natural Africana.

Una vez la energía química ha sido absorbida por el sistema digestivo de un animal en forma de moléculas orgánicas complejas, esta misma debe ser liberada. Para esto, es necesario convertir esas moléculas complejas en sus componentes más simples y obtener energía a...