Una “máquina” se define como un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular, o transformar energía y realizar trabajo con un fin determinado. Según esta definición, el ser humano es una maquina biológica donde gran parte su actividad depende de la energía que genere.
Nuestro “metabolismo” es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físicos y químicos que ocurren en el organismo, y se compone de dos procesos: catabolismo o degradación, y anabolismo o síntesis.
La “respiración celular” es un componente del metabolismo, y representa el conjunto de reacciones bioquímicas que catabolizan los compuestos orgánicos hasta su conversión en sustancias inorgánicas. La energía liberada es incorporada a la molécula de adenosin-trifosfato o ATP.
Hace miles de millones de años, la tierra era un lugar inhóspito donde no existía el oxígeno. Su atmósfera consistía en hidrógeno y algunos otros elementos. El hidrógeno puro es un gas muy liviano y difícil de retener por la gravedad, pero es posible retenerlo en combinación con carbono, oxígeno, y nitrógeno.
Tales combinaciones formaron moléculas de agua, metano, y amoniaco respectivamente, que a su vez formaron un océano de agua con amoniaco disuelto en su interior. La atmósfera, conocida como “atmosfera I,” estaba constituida por hidrógeno, vapores de amoniaco, metano, y agua. A pesar de su constitución, en su presencia surgieron las primeras formas de vida.
Con el tiempo, y en el océano, las moléculas se combinaron y recombinaron hasta ser cada vez más complejas hasta presentar algunas propiedades compatibles con la vida. En tierra firme tal proceso resultaba imposible debido a la inclemencia de la atmósfera y la radiación ultravioleta.
Con el paso del tiempo las cosas empeoraron. La radiación ultravioleta desintegraba las moléculas de vapor de agua, transformaba el amoniaco en hidrógeno, y el metano en dióxido de carbono. Así, la Atmósfera I se transformó en la Atmósfera II, compuesta por hidrógeno y dióxido de carbono.
El desarrollo de la Atmósfera II represento un paso atrás, ya que no permitía la formación de alimentos y obtención de energía que la Atmósfera I. El resultado fue una disminución de alimentos en los océanos.
Con el tiempo surgió una biomolécula de color verde, conocida como “clorofila,” que mejoraría la adaptación a tal ambiente permitiendo que las plantas verdes absorban la energía de la luz solar para formar otras moléculas alimenticias partiendo de dióxido de carbono y agua. Este proceso de “fotosíntesis” tenia como desecho el oxigeno, un gas tóxico. Al realizar ejercicios aeróbicos nuestras mitocondrias utilizan el oxígeno para generar energía, para luego ser atrapada en moléculas de ATP.
A la vez que las plantas verdes proliferaron, el oxígeno también aumentó, y se acumulo como componente de la atmósfera. Así fue como la Atmósfera II se transformo en la actual Atmósfera III, constituida por nitrógeno (78%) y oxígeno (22%).
El oxígeno libre de la Atmósfera III y el desarrollo del metabolismo aeróbico fue crucial para la ulterior evolución de la vida en el planeta ya que la obtención de energía por la vía anaeróbica era muy deficiente.
No obstante, debieron existir otras formas de vida sin clorofila que parasitaban las plantas verdes que lograron adaptarse al medio. Es probable que estas hayan sido las primeras células animales.
En aquellos tiempos las células animales no eran ni más complejas ni más activas biológicamente que las células de las plantas verdes. Sus respectivos mecanismos celulares anaeróbicos poseían más o menos la misma eficacia en la producción de energía.
Después de una larga evolución las células animales fueron capaces de desarrollar mecanismos bioquímicos oxidativos utilizando el oxígeno como carburante. Esto permitió una mayor combustión y multiplicar por veinte la obtención de energía.
Así surgió la respiración celular aeróbica. Su base funcional es la acción del oxígeno como carburante en la degradación molecular, con la producción de dióxido de carbono y agua como productos finales. Actualmente, los componentes de la respiración aeróbica en nuestras fibras musculares esqueléticas son el ciclo de Krebs y la cadena citocromática o fosforilación oxidativa.
Por todo lo anterior, las plantas verdes consumen dióxido de carbono y desechan oxígeno hacia la atmósfera. Luego nosotros inhalamos ese oxígeno y desechamos dióxido de carbono para que lo inhalen las plantas. En todo este proceso cíclico y simbiótico de mutua dependencia, tanto las plantas como nosotros, conseguimos vivir de nuestros respectivos desechos. Este avance fue lo que favoreció la explosión de la vida animal en el mar y luego en tierra firme.
Una molécula de oxígeno está compuesta de dos átomos de oxígeno unidos entre si a modo de “oxígeno dos.” Pero en las capas superiores de la atmósfera III, la luz solar actúo como catalizador para añadir un tercer átomo de oxígeno a los dos ya existentes para formar “oxigeno tres” u ozono. El resultado fue la formación de la capa de ozono ubicada a veintitrés kilómetros sobre la superficie terrestre.
Esta capa de mayor densidad posee la capacidad de absorber la luz solar del espectro ultravioleta. Así la tierra pudo contar con un filtro que permitió a la vida salir del mar y colonizar la tierra firme.
El resultado final somos nosotros, con nuestras fibras musculares de contracción rápida (anaeróbicas), y de contracción lenta (aeróbicas). Ahora, y gracias a esa máquina biológica que hemos heredado de nuestros antepasados, somos capaces de hacer frente y adaptarnos específicamente a las demandas fisiológicas impuestas.
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