Com sorgeix l´ordre a la naturalesa?

(...) ¿Nos dirán los genomas cómo funciona un cuerpo, las neuronas cómo se cura un desengaño, los mercados cómo se gobierna un pueblo? ¿O acaso el cuerpo, la mente y la gente son más que la suma de sus partes en algún sentido que impida deducirlos de éstas?

¿Emergerá de Internet un orden espontáneo, del 15M una corriente de pensamiento político, de la ambición personal una sociedad autoorganizada? Nada de eso parece fácil. Un sistema emergente no es una mera suma de cosas, sino que de algún modo tiene que inventar un nivel de organización para ellas: un nuevo todo coherente, una especie de nuevo concepto.

Y sin embargo la emergencia es muy común en la naturaleza. Ni el hidrógeno (H) ni el nitrógeno (N) huelen a amoniaco (NH3): el olor a amoniaco es una propiedad emergente. Las leyes de los gases también lo son, porque se deshacen cuando el sistema tiene solo unas pocas moléculas, y ni siquiera tienen sentido cuando solo tiene una. De modo similar, los genes no tienen más que cuatro compuestos químicos muy simples (las cuatro letras del ADN, a, c, g, t), pero saber esto no ayuda mucho a entender cómo se reproducen los seres vivos.

La propiedad emergente de los genes --la que permite a cualquier ser vivo sacar copias de sí mismo-- es la afinidad selectiva (complementariedad, en la jerga). En la doble hélice del ADN, si una de las hileras dice gagag, la otra solo puede decir ctctc. De ahí que, si separas las dos hileras, cada una puede reconstruir a la otra.

Los nanotecnólogos llevan unos años explotando la complementariedad del ADN para diseñar nuevas estructuras microscópicas capaces de autoorganizarse, como en esta imagen:



 Quantitative prediction of 3D solution shape and flexibility of nucleic acid nanostructures, NAR

Un logro reciente muy notable es la capacidad de las ristras de ADN con secuencias complementarias (como las gagag y ctctc de nuestro ejemplo, aunque algo más largas) de formar espontáneamente un cristal líquido, el estado de la materia con lo mejor de dos mundos --orden cristalino, libertad líquida-- en que se basan las pantallas de las teles, los ordenadores y los teléfonos actuales. Jugando con la secuencia de las ristras se pueden conseguir cristales líquidos con nuevas propiedades, lo que ha convertido el viejísimo arte de escribir frases de ADN en un epítome de la vanguardia tecnológica.

Y aún más notable es lo que acaba de descubrir el equipo de Noel Clark, del centro de investigación en materiales de cristal líquido de la Universidad de Colorado en Boulder: que no hace falta ningún humano que amañe las secuencias. El viejo y honorable azar se basta por sí solo. Clark y sus colegas han sintetizado una mezcla azarosa de todas las posibles ristras de 20 letras de ADN (attgactc...). Pese a que la mezcla contiene un billón de secuencias distintas (4 elevado a 20), las ristras complementarias se las apañan, paso a paso en una jerarquía de apareamiento creciente, para encontrar su camino hacia el cristal líquido.

Se trata de un caso palmario de orden emergente. Tal vez, después de todo, uno más de los que ya ensayó la naturaleza 4.000 millones de años atrás.

Javier Sampedro, ¿De dónde emerge el orden?, Simetrías, 12/91/2012