Una nueva ley natural desconocida podría explicar la evolución y la complejidad

En el Universo abundan los sistemas complejos y en evolución constante, incluso más allá de los ámbitos de la biología. Desde el crecimiento de las estrellas hasta la química prebiótica, se pueden hallar diversas mezclas de materiales y elementos en formas cada vez más complejas, en un desarrollo y cambio permanente que parece no tener fin. ¿Puede ser este comportamiento el reflejo de una ley natural hasta hoy desconocida?

Un equipo interdisciplinario de científicos dirigido por Carnegie Science, en Estados Unidos, explora la idea de una complejidad creciente en los sistemas naturales a través de la lente de la evolución. El nuevo trabajo plantea la hipótesis de la existencia de "una ley de la naturaleza faltante", que precisamente explicaría esta complejidad en constante expansión de todo lo conocido.

En otras palabras, la investigación propone que los sistemas naturales complejos evolucionan hacia estados de mayor diversidad y complejidad desde el principio de los tiempos hasta hoy. Según una nota de prensa, los investigadores sostienen que la evolución no se limita a la vida en la Tierra, también ocurre en otros sistemas enormemente complejos, desde planetas y estrellas hasta átomos o minerales.

Una ley natural “oculta”

A diferencia de otros fenómenos físicos, esta naturaleza cambiante y en complejidad creciente de todo lo conocido aún no ha sido representada por una ley natural. Ahora, el nuevo estudio publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) sugiere que esta ley ya podría existir de forma tácita, pero que hasta el momento no ha sido definida y caracterizada.

Los científicos sostienen que la evolución en todas sus formas conduce inevitablemente a más patrones, diversidad y complejidad en los sistemas naturales complejos, a partir de algo que han denominado "ley de aumento de la información funcional". Esta complejidad siempre creciente puede apreciarse en estrellas, planetas, minerales, formas de vida animal y vegetal, moléculas y átomos.

Como si se tratara de un programa informático o un algoritmo que va sumando nuevos datos e información, para de esta forma aprender nuevos procesos, los sistemas naturales acumularían información con cada nueva función desarrollada a lo largo del tiempo y el proceso evolutivo, que a su vez daría lugar a una nueva función en ciernes, en una espiral indefinida de crecimiento cuyo fin no parece vislumbrarse.

Evolución permanente y complejidad creciente

Para los investigadores, la historia evolutiva de la vida es rica en novedades que refuerzan su hipótesis: la fotosíntesis evolucionó cuando las células individuales aprendieron a aprovechar la energía luminosa, la vida multicelular lo hizo cuando las células aprendieron a cooperar y las especies evolucionaron gracias a nuevos comportamientos ventajosos como nadar, caminar, volar o pensar.

En tanto, en el reino mineral la evolución sigue un comportamiento similar. Los primeros minerales representan disposiciones de átomos particularmente estables. Esos minerales primordiales proporcionaron las bases para las siguientes generaciones de minerales, que participaron en los orígenes de la vida. La evolución de la vida y los minerales están entrelazadas, ya que la vida utiliza minerales para sus estructuras básicas, como dientes o huesos. En la Tierra existían unos 20 minerales en los albores de nuestro Sistema Solar, mientras que ahora suman casi 6.000 conocidos.

En el cosmos, solamente dos elementos principales (hidrógeno y helio) formaron las primeras estrellas poco después del Big Bang. Esas primeras estrellas utilizaron hidrógeno y helio para producir unos 20 elementos químicos más pesados. Y la próxima generación de estrellas se basó en esa diversidad para producir casi 100 elementos más.

Según los autores del nuevo estudio, la definición de esta ley natural en torno a la complejidad evolutiva de todos los sistemas naturales podría tener profundas implicaciones en múltiples ámbitos, desde la comprensión de la evolución celular hasta una definición más precisa del concepto y tipo de vida extraterrestre que podría buscarse en otros mundos.

Referencia

On the roles of function and selection in evolving systems. Michael L. Wong et al. Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2310223120