Entropía y evolución

ENTROPÍA Y EVOLUCIÓN[1]

Mario Méndez Acosta

Darwin Quienes por motivos religiosos, en algunos países y sobre todo en los Estados Unidos, se oponen a la enseñanza de la teoría de la evolución de las especies en las clases de biología de las escuelas secundarias, usan muchos argumentos seudocientíficos.

Los adalides del desprestigio de la aportación de Charles Darwin al entendimiento del mundo en que vivimos afirman que dicha teoría viola la segunda ley de la termodinámica, la cual señala que la energía tiende a esparcirse de las regiones en las que se encuentra concentrada hacia otras, de manera que se alcance un equilibrio térmico.

Es un fenómeno que experimentamos en forma cotidiana; por ejemplo, cuando observamos que un objeto caliente propende a enfriarse al ser sumergió en una cubeta con agua helada, mientras que el agua se entibia, hasta que las dos cosas quedan a la misma temperatura. Del mismo modo, todo sistema autocontenido o aislado que no recibe energía externa, siempre experimentará un incremento neto en la difusión en su ámbito interno de su energía térmica, o lo que es lo mismo, sufrirá un aumento en su entropía termodinámica, lo que da como resultado gradientes más bajos de energía y un menor potencial para hacer cualquier tipo de trabajo en su seno.

Existe un concepto equivalente –aunque de índole estadística- al que se denomina entropía lógica, el cual describe la probabilidad de que un conjunto de partículas de un gas, distribuidas al azar, asuma una cierta configuración o un patrón organizado.

Las moléculas de gas en un recipiente muestran mayor entropía cuando están dispersas que cuando están amontonadas en un sector determinado pues, aunque cada posible agrupamiento de ellas tiene la misma probabilidad de presentarse, hay muchas más formas de definir una distribución muy difusa que cualquier arreglo en el que las moléculas se concentren en una cierta zona específica.

La segunda ley de la termodinámica describe que los estados de mayor desorden son más probables, y son el destino inevitable de todo sistema cerrado, como lo es el propio universo.

La evolución de las especies a través de la selección natural, en apariencia implica un aumento en el orden o en la capacidad de hacer un trabajo, equivalente a una reducción en la entropía, que se puede detectar en la superficie de la Tierra, y por ello, para los analfabetos científicos, se viola aquí la segunda ley.

ModernThermodynamicsFromHeatEnginestoDissipativeStructures Pero la inevitabilidad del crecimiento de la entropía, al sólo presentarse en sistemas cerrados, no ocurre en nuestro planeta, donde se recibe un aporte de energía considerable del Sol, el cual ilumina y calienta a la Tierra. En sistemas abiertos como la superficie terrestre, la entropía puede reducirse y hasta resulta inevitable –estadísticamente hablando-, tal y como lo ha descrito Ilya Prigogine, Premio Nobel en química.

El mecanismo de la selección natural de la vida en la Tierra permite acumular gradualmente los pequeños cambios que suceden al azar, facilitan el incremento del orden así como la capacidad de realizar trabajo, y desechar aquellos cambios que tiendan a aumentar el desorden y reduzcan la capacidad de realizar funciones complejas, como la de sobrevivir en un ambiente competitivo.

Toda la complejidad de un ser viviente multicelular y desarrollado, como un ser humano, no parece de manera instantánea, a partir de un estado caótico, sino que es el resultado de un proceso de muchos millones de años, en el que, una y otra vez se guarda lo provechoso y se desecha lo inútil.

No es necesario postular la existencia de un designio inteligente en el desarrollo de algunas complejidades de la vida incluyendo en la bioquímica de ese nuestro material genético, que fabrica copias de sí mismo, ya que el propio comportamiento de los átomos que intervienen en la química del carbono, al combinarse en moléculas muy complejas, favorece el surgimiento de la autoorganización, como un primer paso hacia la aparición e un proceso de selección natural de aquellas combinaciones de moléculas que más probabilidades tienen de sostenerse de manera estable, disminuyendo la entropía de su entorno inmediato.

Esta reducción en la entropía o desorden en la biosfera de la Tierra se ve compensado con creces en un aumento en la entropía que causa la difusión de energía emitida por el Sol hacia el Universo, y que se convierte en energía degradada.

BIBLIOGRAFÍA

Dennis R. Trumble, One Longsome Argument, Skeptical Inquirer, march 2005.

Hazen Robert M., Life’s rocky start, Scientific American, april 2001. Págs. 77-85.

Dennisi Elizabeth, Nature steers a predicable course, Science 278, 2000. Págs. 207-208.

Ilya Prigogine & Dilip K. Kondepudi, Modern Thermodinamics: From Heat Engines to Dissipative Structures, John Wiley, 1998.


[1] Publicado originalmente en Ciencia y Desarrollo, No 185, México, julio de 2005, Págs. 54-55.

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