Por ese entonces, Borges publicó “El jardín de los senderos que se bifurcan” un cuento policiaco en el contexto de la guerra donde se hablaba de un personaje ficticio llamado Ts’ui Pên. La obra del ficticio Pên, es abordada para incluir pasajes de fantasía. Detrás de la historia central, Borges expone la obra de su personaje Pên:

“En todas las ficciones, cada vez que un hombre se enfrenta con diversas alternativas, opta por una y elimina las otras. En cambio, en la obra del casi inextricable Ts’ui Pên, el hombre opta —simultáneamente— por todas. Crea, así, diversos porvenires, diversos tiempos, que también, proliferan y se bifurcan.”

Al seguir las letras de Borges, puede verse que van más allá de lo literario. Sin saberlo, quizá Borges se adelantó a su tiempo y pensaba en algo mucho más fundamental: la interpretación de los universos paralelos: una idea que busca interpretar las feroces ecuaciones de la mecánica cuántica.

La mecánica cuántica es la teoría que se encarga de formalizar gran parte de las características del universo en lo fundamental: lo microscópico. Esta teoría es quizá uno de los logros intelectuales más importantes de la civilización humana. Sin embargo, escapa a la comprensión de la mayoría de personas e incluso para la mayoría de los físicos.

La cuántica utiliza compendio de reglas y procedimientos matemáticos y obtiene excelentes resultados al comparar su predicciones con los experimentos. A pesar de su éxito como herramienta de cálculo, esta teoría requiere suposiciones que no son familiares para nuestra comprensión “macroscópica” del universo. Partículas superpuestas en varios estados a la vez, cuya posición y velocidad no pueden ser medidas al mismo tiempo, fuciones de onda, densidades de probabilidad, etc.

Es por esto que se han desarrollado una gran cantidad de interpretaciones para entender qué pasa en el universo cuántico de una manera un poco más familiar al sentido común. Todas estas interpretaciones hacen suposiciones mucho más trascendentales que la cuántica y que, incluso, van más allá de las herramientas matemáticas metiendose en asuntos fuera de la frontera de la ciencia. Así, actualmente, estas interpretaciones conforman gran parte de la metafísica moderna y no se ha decidido una u otra como verdaderas simplemente porque no son decidibles: se puede escoger cualquier interpretación sin perder los mismos resultados que prevee la cuántica como herramienta matemática. Son iguales en lo útil.

Como expliqué en un artículo anterior, la mecánica cuántica plantea la idea de que una partícula puede coexistir en varios estados simultáneamente (por ejemplo, seguir varios caminos a la vez) siempre que no sea medida. Es la idea central de la teoría. Justo en el momento de que alguien observa la partícula, ocurrira un fenómeno llamado “colapso de la función de onda” o “decoherencia” , es decir, la partícula deja de estar en la superposición de estados o de ir por todos los caminos a la vez y se comporta como si hubiera estado, todo el tiempo, en uno sólo.

Una vez que se “rompe” la coherencia, la partícula sigue su evolución en el tiempo sin saber que en algún momento en el pasado estuvo entrelazada y convivía simultaneamente, en otros estados. Así, se ha bifurcado su camino, ya no volvera a saber de los otros. Una vez se rompe la coherencia ya no ha paso atrás, el proceso es irreversible.

El famoso experimento de la doble rendija hecho con electrones, en 1987, corroboró la idea de que una partícula podía estar en varios estados a la vez antes de ser medida. Efectivamente, se observó que, una vez que su posición era medida, se perdía la superposición con otros estados y seguía uno sólo. La distinción en ese entonces entre partícula y observador era clara: su tamaño. El observador era grande y los electrones pequeños. La partícula se comporta cuánticamente y el observador sigue la mecánica clásica, la de las tres leyes de Newton.

Sin embargo, en 2003 se logró mostrar que una molécula tan grande como un Fullereno, compuesto por 60 átomos de Carbono (unas mil partículas) también podía estar, simultaneamente, en un estado coherente: vivir simultaneamente en infinitas historias antes de ser observado. Es decir, se consiguió que esas mil partículas no se “observaran” entre ellas y siguieran conviviendo en coherencia. Así, no queda claro que tan pequeño se debe ser para ser considerado “cuántico”. Este experimento planteó más preguntas que respuestas.

Entonces, se volvió más ambigua la diferencia entre observador y objeto medido. Ambos podían ser arbitrariamente grandes o arbitrariamente pequeños. De esta manera, se puede pensar que no sólo las particulas “cuánticas” se encontraban en una superposición de estados sino también lo estaría el observador pues él tambien está hecho de partículas elementales. El jardín de los senderos que se bifurcan es el universo mismo.

Pero a Borges ya se le había ocurrido algo similar. En su obra, aclara su idea de realidades que se entrelazan hablando de Fang, un personaje de la obra de Ts’ui Pên:

“…Fang, digamos, tiene un secreto; un desconocido llama a su puerta; Fang resuelve matarlo. Naturalmente, hay varios desenlaces posibles: Fang puede matar al intruso, el intruso puede matar a Fang, ambos pueden salvarse, ambos pueden morir, etcétera. En la obra de Ts’ui Pên, todos los desenlaces ocurren; cada uno es el punto de partida de otras bifurcaciones. Alguna vez, los senderos de ese laberinto convergen; por ejemplo, usted llega a esta casa, pero en uno de los pasados posibles usted es mi enemigo. En otro, mi amigo.”

De esta manera, en la obra del escritor que imagina Borges, la bifurcación de historias no se restringen, unicamente, a partículas elementales. Cuando pasa algo importante, el futuro se bifurca en todos los descenlaces posibles y todos son reales simultáneamente. Existe una realidad en la que usted decidió leer este artículo y otra, simultaneamente en que decidió no hacer click y sigue haciendo otras cosas. Una idea perturbadora. Afortunadamente seguimos la línea en la que ud decidió leer el artículo.

El formalismo de las ideas que han sido expuestas fue publicado dieciseis años después de la publicación de “El jardín de los senderos que se bifurcan”, en 1957, Hugh Everett III (1930-1982). En su paper de 1956 llamado “The Theory of the Universal Wavefunction” (la teoría de la función de onda universal)f ormuló la interpretación de universos paralelos o más adecuadamente realidades paralelas.Allí, proponía que la función de onda (función que describe una partícula) en realidad no se restringe a una simple partícula sino que, en realidad también involucraba a los observadores. Todo el universo era una función de onda y todas las partículas del universo se encuentran en estados superpuestos. No solo el observador observa la partícula y rompe su coherencia, también pasaba lo contrario, la partícula “observa” al observador y colapsaba sus posibles futuros en uno sólo. Al momento de colapsar, todas los posibles futuros coexisten sin saberlo.

El punto de la idea de Everett es que los estados superpuestos solo saben de los demás mientras se mantenga la coherencia. Una vez perdida la coherencia, es decir, hecha una observación y colapsada la función de onda, los estados son independientes y no podrán interactuar más con aquellos estados con los que alguna vez estuvieron entrelazados. No hay forma de probar que existen realidades paralelas ya que no hay interacción entre ellas una vez ha colapsada nuestra función de onda. Y esta función de onda colapsa, al menos en nuestras partículas, con una rápidez mucho mayor a loq ue podemos percibir. De hecho nuestra percepción es lo que las colapsa.

Esta idea duró mucho tiempo ignorada y Everett se sintió grandemente frustrado cuando no se tomó en serio su hipótesis y se dedicó a otras cosas. Sólo hasta 1970, la comunidad científica adoptó esta interpretación como una forma de ver la mecánica cuántica. Sin embargo, insisto, la interpretación de Everett no corresponde, hasta ahora, a algo verificable pues lleva a los mismos resultados que las demás interpretaciones.

El proceso de observación, es entonces, el que define nuestra dinámica. La bifurcación de los senderos del Jardín de Borges ocurre justo allí. Sin embargo, aún no estamos seguros qué es lo que causa que los estados colapsen a uno sólo o que, por el contrario, sigan en una superposición como pasa en el sistema de mil partículas del Fullereno. Sea lo que sea, no se puede verificar, hasta ahora. Como expliqué en ¿Cuál es la causa del universo? Desde Aristóteles hasta la teoría cuántica, la idea de que haya algo más allá que haga que se escoja el camino por el cual vamos ahora, corresponde a metafísica y no es necesaria dentro del formalismo de la mecánica cuántica. Debemos conformarnos con los cálculos de la probabilidad de que la función de onda de la partícula colapse en un camino específico.

Sin embargo, algo sí es claro, mientras haya una mayor cantidad de partículas en un sistema, será más fácil que alguna colapse, que pierda su coherencia (usualmente el sistema colapsará a un estado muy cercano al predicho por las ecuaciones de Newton de la mecánida usual) Actualmente se ha intentado, sin éxito, hacer el experimento de doble rendija con moléculas de decenas de miles de partículas como un virus pequeño. Mantener la coherencia de un sistema de varias partículas es, por tanto, el gran objetivo de los físicos cuánticos.

El interés no es sólo académico, mantener un sistema complejo en varios estados al mismo tiempo podría elevar exponencialmente los rendimientos de, por ejemplo, las computadoras. ¿Imagina que en lugar de un computador haciendo un cálculo para resolver un problema, tengamos a uno que puede estar en infinitos estados al mismo tiempo y por lo tanto realizar infinitos cálculos? Ese es el propósito y el mecanismo de funcionamiento de un computador cuántico. Pero pasará mucho tiempo antes de que aprendamos a mantener la coherencia de muchas partículas. Mucho tiempo antes de dominar las realidades paralelas.

@eltrinador

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Cogió la carne que pudo y continuó hasta el pequeño lago para tomar agua. Se agachó. Al mirar el reflejo de su cara tostada y tosca, recordó a su padre. El era quien le había enseñado a matar antílopes y era gracias a él que había podido conseguir comida. ¿Por qué estoy yo aquí? Era claro que había salido hace varios días dejando a su familia porque tenían hambre, porque su comida fue robada, porque su esposa no la guardó bien, porque se distrajo cuando se lastimó un hijo, porque se subió a un árbol… Así se podía seguir indefinidamente hasta un pasado distante pero la evidencia más lejana que tenía del pasado eran recuerdos borrosos de su niñez junto a sus hermanos.

Si quisiera ir más atrás para encontrar la causa de esas causas, debería remontarse a la vida de su padre y luego a la de sus abuelos y así hasta la de antepasados que nunca conoció pero que seguramente debía tener. Tal vez su pregunta, en el fondo, no tendría respuesta.

Giró su cabeza. Se acercaba una hiena. Volvió a la realidad y se apresuró.

Lo anterior serían las bases de una forma de pensamiento que seguramente han tenido todas las culturas de la historia. Por ejemplo, los antiguos sumerios recordaban con gran respeto a sus padres por su sabiduría y experiencia. Al ser las personas que les enseñaron todo, imaginaron que debieron descender de personas aún más sabias y ellas de personas más sabias y así sucesivamente, pero no indefinidamente. El padre de todos sería alguien quizás tan sabio que sería perfecto. Nuestro propósito en la vida sería, según los sumerios, investigar todo lo que esa persona perfecta sabía.

Los principios de la lógica: debe existir algo que cause todo.

Hoy conocemos que una de las primeras personas que formalizó el raciocinio lógico como los anteriores vivió en la actual Grecia hacia el 400 a.C. y se llamaba Aristóteles. En su obra Proto Analytika, fundamentó la reglas para que, dadas algunas causas o “premisas”, podían hacerse algunas predicciones o “conclusiones”.

Para Aristóteles, cada cosa en el mundo causaba algo. Sin embargo, encontró un problema en su idea y es que esa causa debía ser causada por otra causa y esta por otra y podríamos extendernos indefinidamente. Aristóteles resolvió este problema suponiendo que existen premisas “verdaderas”. Algo evidente para todos y a partir de esas premisas se debe empezar el raciocinio lógico. Intentar mirar más atrás sólo era especulación.

Con el ascenso del imperio romano y la adopción del cristianismo por la sociedad europea, gran parte de la obra griega desaparecería y las ideas de Aristóteles serían cultivadas solo por pocas personas. Durante la edad media, el célebre Tomás de Aquino (1224- 1274) sería muy conocido dnetro de la teología cristiana. Este pensador tomaría las ideas de Aristóteles y les daría un contexto religioso. Si buscábamos una causa para las cosas, seguiríamos de manera ascendente hasta encontrar una causa más general. Algo que cause todo. La causa primera.

Tomás asoció esta causa primera al concepto cristiano de Dios. Dios lo causaba todo. Un argumento fascinante y contundente que demostraba la existencia de Dios para aquel que tuviese la osadía de cuestionar la fe pues desde la razón se llegaba a la misma conclusión que daba la religión. Sin embargo, esa causa primera era un concepto, algo que debería existir pero que no se podía evidenciar directamente.

Las ideas de Tomás de Aquino y por tanto de Aristóteles influenciaron a muchos pensadores después de ellos. Sin embargo, con el tiempo nos dimos cuenta que la línea de pensamiento lógico no era tan directa como “A implica B” y que en realidad estaba llena de muchas más sutilezas.

Isaac Newton (1642-1727), el gran genio inglés, hacia 1687 publicó la obra “principios de filosofía natural”. En ella, explicó el mecanismo básico del movimiento de los objetos. Allí expuso una técnica de raciocinio matemático que hoy conocemos como “mecánica”. Gracias a la mecánica, consiguió explicar los movimientos de la Luna y los planetas considerando una ley por la cual los objetos se atraían con una fuerza proporcional a su masa y que disminuía con la distancia: la fuerza de gravedad. Sin embargo, a pesar que esta ley era la causa de gran parte de los movimientos de las cosas, si preguntaban qué la causaba, la respuesta, al igual que Tomás, era algo sobrenatural: Dios.

Sólo basta estudiar suficientemente bien la naturaleza

El siguiente paso lo daría Pierre Simon Laplace (1741-1827) quien vivió en la Francia posterior a la revolución. Consiguió desarrollar métodos extremadamente precisos para la predicción de movimientos de planetas y gracias a ellos hoy llevamos satélites a todos los rincones del sistema solar.

Laplace comprendió que no siempre se podría encontrar y resolver las ecuaciones matemáticas para predecir cosas. Así que implementó el concepto de “azar” como un conjunto de causas que son tan complejas que no nos permiten hacer predicciones exactas y así las consecuencias no son fáciles de caracterizar. Así, no siempre, “A implica B” sino que “A implica B con gran posibilidad” pero no siempre es así, de hecho A puede implicar varias cosas cada una con una posibilidad. A cada posibilidad de que pase B luego de que pase A, le asignó una “probabilidad”.

Así, por ejemplo, un dado sigue las leyes de movimiento de Newton sin duda alguna. Pero si se quiere predecir en qué cara caerá el siguiente lanzamiento necesitaremos tener en cuenta parámetros muy complicados como la fuerza con la que se lance, la energía perdida en cada rebote, la forma específica del dado, etc. Eso hace muy difícil la predicción pero si se supone que este tipo de variables afectan todos los lanzamientos de manera similar, puede concluirse que se obtendrá cada resultado, cada uno, con la misma probabilidad. Así, como se explica en la siguiente imagen, si se realiza una suficiente cantidad de lanzamientos, cada resultado saldrá una sexta parte de todos los tiros que hagamos y por tanto tiene probabilidad de 1/6.

Laplace era consciente que su teoría de probabilidades no resolvía el problema de la causa de las cosas. Y postuló que las probabilidades eran simplemente una herramienta y no describían al mundo. Si se conocieran todas las posiciones, velocidades y fuerzas entre los átomos del universo, siguiendo las leyes de Newton, con seguridad podría predecirse el movimiento de todo el sistema indefinidamente en el futuro y no se necesitaría la probabilidad. El único problema es que la cantidad de átomos en un simple gramo de materia, por ejemplo, es extremadamente grande y hacer cálculos para tres o más partículas al mismo tiempo es muy difícil como él mismo descubrió.

Aunque también correspondía a una idea no demostrable hasta que se pudieran calcular todos los parámetros, la idea de Laplace era muy atractiva y durante más de 100 años se tomó como verdadera. Gracias a ella, se llegó a la conclusión de que el libre albedrío no existía, ya que todo estaba determinado. De esta manera, se refutó la existencia de una causa suprema de las cosas.

Se cuenta que alguna vez, Napoleón, después de escuchar del libro “Exposition du système du monde” escrito por Laplace, le comentó a este: “Me cuentan que ha escrito usted un gran libro sobre el sistema del universo sin haber mencionado ni una sola vez a su creador” Al final, Laplace afirmó: “Aunque la hipótesis de un creador puede explicar todo, no permite predecir nada”.

Desde entonces, la ciencia se encaminó a estudiar la forma en que interactuaban los átomos buscando el sueño de Laplace de predecir el movimiento de las cosas a partir del movimiento de sus componentes fundamentales.

La sorpresa fue mayúscula.

Cuando las causas no se pueden encontrar: la física cuántica.

A principios del siglo XX Ernest Rutherford (1871-1937) realizó experimentos que le permitieron concluir que los átomos estaban compuestos por partículas muy ligeras de carga negativa (electrones) girando en torno a un núcleo muy pesado y localizado compuesto por partículas de carga positiva (protones). Este descubrimiento, sin duda es quizá uno de los más importantes de la historia de la humanidad pues, hoy, toda la ciencia depende de él.

Intentar describir la forma en la que la luz interactuaba con la materia utilizando el modelo atómico descubierto por Rutherford y las leyes de Newton fue un rotundo fracaso. Para reproducir los fenóenos observados, fue necesario asumir ideas extrañas como por ejemplo que las partículas son ondas y al igual que las cuerdas de una guitarra, las partículas vibrarían a frecuencias específicas dependientes de su energía. Así nacería la física cuántica.

Sin embargo esta teoría abría muchas más preguntas ¿Qué era lo que realmente vibraba en la onda-partícula? La interpretación que dio Max Born (1882-1970) fue que lo que vibraba era “la probabilidad de encontrar la partícula en ese sitio”. Para explicarme, utilizaré la siguiente imagen

Supongamos que la onda de una partícula, (no necesariamente un electrón pero para casos prácticos digamos que sí) está dada por cierta distribución, como la mostrada en la imagen superior. Al medir la posición de la partícula, no encontraremos el patrón de una onda sino que la localizaremos en un lugar específico (un punto). Sin embargo, si se mide la posición de varias partículas con una onda igual, al contar la posición en las que se encontraron todas, como se muestra en la parte inferior de la imagen, llegaremos a un patrón similar a la onda calculada previamente.

Este tipo de experimentos intrigaron a Albert Einstein (1879-1955) quien, al igual que Laplace, pensó que cuando se hablaba de probabilidades, se quería decir que existía una teoría general que, si se tuviera la capacidad de computo suficiente, permitiría predecir la distribución de probabilidad.

Así como para Laplace, si se podían medir todas las variables asociadas al lanzamiento de un dado y si se podían aplicar las leyes de Newton no era necesaria la probabilidad para predecir, para Einstein, existía una teoría más allá que permitiría predecir dónde estaría la partícula instantes antes de medir su posición solo que, al igual que la mecánica de Newton, podría ser muy compleja. Así, Einstein acuñó el término de “variables ocultas” para describir estos parámetros necesarios.

A pesar de ser algo lógico, hasta hoy, se considera que Einstein estaba equivocado y no existe tales variables ocultas. No hay teorías más allá de la mecánica cuántica. Debemos conformarnos con ondas de probabilidad.

Entonces ¿Donde está el electrón justo antes de que se mida su posición? Si Einstein tuviera razón, el electrón estaría muy cerca al lugar donde fue medido. La realidad es que, al igual que una onda, el electrón está, al mismo tiempo, en todos los lugares donde tenga la probabilidad de estar. Al momento de ser medido, su posición “colapsará”, dependiendo de esta probabilidad, en un lugar específico.

Con esta idea, Richard Feynman (1918-1988) construyó la electrodinámica cuántica. Esta teoría explica la interacción de la luz con la materia y ha sido aplicada parcialmente al resto de fuerzas fundamentales. Esta, quizá es la teoría más acertada creada por la humanidad. Con este método, por ejemplo, puede calcularse el momento magnético del electrón con 13 cifras decimales de exactitud con respecto al experimento.

Según Feynman, para llegar de un sitio a otro, un electrón pasa por todos los caminos posibles y su onda de probabilidad es construida de manera que la variación del producto de su velocidad y posición no sea muy grandes (con respecto a una constante)  y mientras esta variación sea mayor, la probabilidad de encontrar al electrón en ese punto, es menor. El electrón estará en todos esos lugares a la vez y cuando se quiera medir su posición, la onda colapsará, de manera arbitraria a un punto específico.

Pero no se puede llegar más a fondo. De manera similar a lo que dijo Laplace: Aunque se han desarrollado hipótesis más allá de la cuántica, no permiten predecir nada. La probabilidades cuánticas son probabilidades en el sentido más riguroso, no de la manera en que lo pensó Laplace y Einstein: Una forma de deshacernos de la dificultad de variables ocultas. El dado cuántico no está girando y rebotando de manera que su posición puede predecirse si se cuenta con la computación suficiente. No. Si el dado es cuántico, está en todos los seis posibles resultados a la vez y sólo colapsa en uno de ellos cuando se observe. De hecho, al parecer, la realidad no existe sino hasta que es observada y en ciertos aspectos, nuestra irracionalildad puede explicarse por mecanismos similares. Espero poder hablar de ello si les parece interesante.

Así como lo pensó Tomás de Aquino, en algún momento pararíamos en nuestra cadena lógica pero no sería en la causa primera sino en algo mucho más extraño. El universo no es de causa-efecto, sino que es probabilístico. Solo que en algunos casos la probabilidad asociada que dada una causa, es muy alta para un sólo efecto y por eso la ilusión de causa-efecto. Cada partícula del universo es una onda de probabilidad que interactúa con otras ondas de probabilidad y al observarse, colapsa en un resultado específico. Esta probabilidad depende de su interacción con otras pero no de nada más allá. Aunque haya mecanismos más allá de la mecánica cuántica, estos no sirven para predecir. Así que da igual que existan o no.

Es dificil de entender, lo sé y quizá nadie en la historia lo ha entendido completamente. Ni siquiera Feynman. Pero es una idea que funciona. Con una precisión increíble.

@eltrinador

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NOTA: Usualmente la idea de lo “cuántico” ha sido explotada por charlatanes para ofrecer terapias de medicina no científica o de esoterismo aprovechándose de lo dificil de entender que resulta esta teoría. En términos rigurosos, la teoría cuántica es un conjunto de herramientas matemáticas que funcionan muy bien y está bien entendido. El paso complicado es cuando se intenta interpretar el formalismo matemático de manera que se llegan a conclusiones muy complejas en términos de sentido común. Si alguien se acerca con ideas cuánticas que más parecen esoterismo, desconfíe. Seguramente lo están timando.

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Las características físicas de un ser vivo, están incluidas dentro de la información contenida en su ADN. Una mutación ocurre cuando alguna “letra” del ADN es modificada. Aunque pueden haber mutaciones en alguna célula del individuo, estas mutaciones pueden afectar individuo en su totalidad, únicamente si acontecen durante la etapa embrionaria. Posibles mutaciones después de su nacimiento, simplemente modificarán células específicas pero no a todo el organismo. De manera que, si la picadura de la araña produce mutaciones en la célula de Peter Parker, lo más probable es que estas mutaciones sucedan alrededor de la picadura y no en todo su cuerpo.

Las mutaciones son un proceso natural que ha empujado la evolución de las especies pues permiten variaciones lentas a los largo de miles de millones de años. Sin embargo, este proceso puede ser acelerado gracias a varios mecanismos. Por ejemplo, a través de la exposición de semillas y embriones a radiación de alta energía como la luz ultravioleta, rayos X o rayos gamma. De hecho esta técnica fue muy usada a mediados del siglo XX para acelerar las mutaciones de plantas y animales con el objetivo de producir y seleccionar seres con mejores características.

Sin embargo, así como acontece en la naturaleza, las mutaciones inducidas por este método suelen ser aleatorias de manera que algunas veces son buenas mientras que otras pueden ser inconvenientes. Así, luego de ser expuesto a mutaciones, en el laboratorio, se escogerá cierto ser  solo si el individuo mutado muestra propiedades deseadas. Si, por el contrario, la mutación es negativa, este se descarta. De esta manera se produjeron casi todas las variedades de tomates que conocemos, de arroz y de fresa y alrededor de unas 2000 especies más. Muchas de ellas son consumidas normalmente, ignorando su origen. Sin embargo, hasta el momento, no han causado inconvenientes documentados a la salud.

Mutaciones en el ADN también pueden ser provocadas por agentes químicos como lo hacen algunos compuestos presentes en el tabaco. Se estima que un enfermo de cáncer de pulmón, principalmente por el consumo de cigarrillo, puede desarrollar más de veinte mil mutaciones antes de padecer la enfermedad. Así, el tabaco forma parte de varias sustancias cancerígenas, naturales como artificiales, que anualmente se descubren y se regulan por los organismos de control.

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Existen también agentes biológicos que causan mutaciones. Un ejemplo de un agente que ha causado mutaciones por miles de millones de años son los Virus. Los Virus son estructuras moleculares que han evolucionado para introducir su información genética en el ADN de organismos vivos y así, utilizar los mecanismos de reproducción de estos para replicarse. Por ejemplo, algunas cepas del virus del papiloma humano, al actuar sobre células de la pared del cuello uterino de las mujeres, pueden inducir mutaciones en ellas que, igualmente, pueden derivar en cáncer.

Así como nuestro mecanismo de reproducción de ADN no distingue entre genes malos o buenos, tampoco distingue entre genes propios o ajenos.  Algunos tipos de virus, no todos, pueden dejar parte de su información genética permanentemente en nuestro ADN (algunos expertos calculan que hasta un 10% de nuestros genes se dessarrollaron, origianlmente en virus). Estos genes al parecer no tienen razón de ser y simplemente se replican sin causar molestias pero eventualmente, con alguna mutación, pueden causar problemas. La incidencia de ellos en todos los animales es tal, que algunas veces se buscan genes de este tipo que compartan especies diferentes de animales para descubrir su historia evolutiva.

El avance fundamental para el desarrollo de la ingeniería genética fue alcanzado en 1970 cuando el bioquímico estadounidense y premio Nobel Paul Berg, de una manera similar a la que lo hacen los virus en la naturaleza,  consiguió mezclar cadenas de ADN: una de un virus y otra de una bacteria. Sin embargo, la necesidad de implementar protocolos de seguridad para no terminar desarrollando una súper-enfermedad o algo por el estilo, hizo que Berg se detuviera y replanteara un poco su investigación. Como resultado, en 1976 se promulgaron las primeras leyes para el control de la investigación genética de organismos.

El año 1983 marcaría una revolución en la ingeniería genética. Con la invención de la técnica de reacción en cadena de polimerasa (PCR). Esta técnica utiliza la polimerasa (una especie de “pegamento” de genes) de arqueobacterias que viven en pozos de agua muy calientes (casi a 95°C), para realizar una gran cantidad de copias de una cadena de ADN dada. Así, se abrió la posibilidad de una manipulación barata y rápida de los genes de cualquier organismo. Hoy casi todas las técnicas de manipulación genética están basadas en PCR, desde una prueba de paternidad hasta el diseño de vacunas y antibióticos.

Las ventajas de la manipulación genética directa utilizando PCR, a diferencia de los procesos que usaban radiación, permite a los científicos saber exactamente qué están haciendo y qué propiedades quieren. Esto abre las puertas al sueño de todo creador de superhéroes de tiras cómicas: dotar a un organismo normal, de las propiedades de otro. Estos organismos son llamados transgénicos pero en términos estrictos, todos nosotros somos, de alguna forma, transgénicos pues nos vemos expuestos a la inclusión de genes de virus en los nuestros.

Gracias a este tipo de técnicas, se han obtenido un montón de organismos con propiedades excepcionales: plantas con genes de microorganismos que los hacen resistentes a plagas o a herbicidas (papas, arroz, maíz hasta algodón). Alimentos con mayor contenido nutricional, organismos capaces de producir fármacos o vacunas, organismos capaces de limpiar aguas contaminadas y la lista es enorme. En la figura, puede verse un tipo de salmón obtenido al mezclar genes de tres tipos de peces: el salmón común, el abadejo del océano y el salmón real que puede crecer más que un salmón comun y según los investigadores, presentar las mismas propiedades nutritivas y gastronómicas que el común.

Sin embargo, los dilemas morales han sido un gran inconveniente para la investigación de organismos transgénicos y realmente no es un problema sencillo mereciendo una discusión aparte. En algunos países, como Ecuador, estas discusiones han derivado en la prohibición de los organismos transgénicos sin embargo, en otros este tipo de tecnología ha sido bienvenida sin problemas. Así Argentina y Brasil son, después de Estados Unidos, los principales productores de plantas transgénicas en el mundo. China e India han hecho de este tipo de organismos, un eje de su economía agropecuaria. En Colombia la adopción es lenta pero desde 2002, funciona el Consejo Técnico Nacional de Bioseguridad Pecuaria (CTN) creado para evaluar la introducción, producción, liberación, comercialización, investigación, desarrollo biológico y calidad de estos organismos modificados genéticamente.

Estos dilemas morales, igualmente han restringido la investigación en personas y aunque, en teoría una persona capaz de producir tela de araña pueda ser posible, a corto plazo no lo veremos pues la investigación en seres humanos avanza muy lentamente en medio de estos dilemas. Hasta ahora, los esfuerzos se han centrado en obtener la lista de genes de la población humana en el reconocido proyecto de genoma humano finalizado en el año 2000. Desde entonces, los científicos se han enfocado en descubrir variaciones que puedan resultar en enfermedades hereditarias con el fin de conocer las deficiencias genéticas ligadas ellas. Las aplicaciones de este proyecto han sido muchas. Se ha logrado descubrir genes específicos para predecir la aparición de enfermedades ligadas a la heriencia, entre otras enfermedades, muchos tipos de cáncer, el Alzheimer, Parkinson, diabetes así como el entendimiento, a nivel molecular de la fisiología del cuerpo humano.

El camino es largo y complejo. Con la ingeniería genética, al ser capaces de modificar organismos vivos a nuestra voluntad, nos encontramos frente a una herramienta que puede contribuir a la solución de problemas alimentarios, energéticos, de salud, medio-ambientales y varios otros campos de actividades humanas pero debemos ser conscientes del poder que tenemos. Esperemos actuar bien, como decía el tío Ben: Un gran poder, conlleva una gran responsabilidad.

Adenda: Espero regresar el año que viene con nuevas publicaciones. De antemano unas felices fiestas y gracias por leer y compartir este blog.