A veces me maravillo al viajar a mi interior y encontrar justo dentro de mis células, tejidos y órganos: el Universo.
A veces me maravillo al viajar a mi interior y encontrar justo dentro de mis células, tejidos y órganos: el Universo. Otras ocasiones, al explorar el Universo, encuentro lo más elemental de mi centro, tan elemental como etéreo.
Así como pensamos en el ciclo del agua, podemos pensar en el de cualquier elemento químico. Los átomos, una de las partículas más pequeñas que nos constituyen, se reemplazan y reciclan. Sus orígenes se remontan al origen mismo del planeta Tierra, y éste, a su vez, del Universo.
En porcentaje de masa, el hierro es el elemento más abundante de nuestro planeta. El centro de la Tierra es principalmente hierro en aleación con níquel, aunque cambia en proporción en la superficie, donde ocupa ya el cuarto lugar, al formar parte de distintos minerales, como algunos que podemos encontrar en los suelos de cultivo.
Es así que las raíces de las plantas absorben este elemento es parte de la clorofila, que es el pigmento que les da su color verde y que es fundamental para la fotosíntesis. Este átomo metálico tiene un papel fundamental para transportar los electrones y comenzar la cadena alimenticias que mueven este nutriente desde el suelo hasta nosotros cuando comemos vegetales, y mientras más verdes, mejor.
Los nutrientes que absorbe el sistema digestivo de nuestro cuerpo pasan al torrente sanguíneo que corre por nuestras venas; así los glóbulos rojos transportan oxígeno a todos los tejidos de nuestro cuerpo.
El hierro es tan importante que cuando no hay suficiente en nuestra sangre, los glóbulos rojos no pueden transportar suficiente oxígeno a los tejidos del cuerpo, lo que nos afecta hasta el punto de provocar anemia.
En un procesos y niveles normales de hierro, en su interior, la proteína hemoglobina es la responsable de la airada tarea de sostener el correcto funcionamiento de todos nuestros sistemas. Lleva en su corazón un átomo de hierro que se une al oxígeno para ser transportado y, posteriormente, intercambiado por moléculas de dióxido de carbono.
Los átomos de hierro se encuentran también en otras proteínas como los citocromos y las ferredoxinas, responsables de transportar electrones e intervenir en la respiración celular y reacciones metabólicas.
A veces el hierro nos llueve como trozos de cielo, pues es el componente mayoritario de los meteoritos metálicos o ferrosos. No es coincidencia que la composición de estos meteoritos y la del núcleo de la Tierra se parezcan: la Tierra es, en la práctica, un trozo de cielo condensado.
Todo el hierro que existe —en las algas del océano, en el magma de un volcán, en un cráter de la Luna— tiene su origen en las estrellas. Estos reactores espaciales son los que lo producen y lanzan por todo el Universo cuando explotan las supernovas. El hierro es el elemento más pesado que se puede producir en el corazón de las estrellas. Apenas situado en la posición 26 de 118 elementos, todos los elementos naturales de mayor tamaño se forman durante las explosiones de supernovas y kilonovas, los eventos más espectaculares pero poco usuales en el Universo, y lo cual explica la abundancia relativamente baja de todos los elementos más pesados. Las kilonovas, recientemente descubiertas, son las explosiones generadas por la fusión de dos estrellas de neutrones, o de una estrella de neutrón con un agujero negro.
Los diez elementos más abundantes en el Universo son, en orden, hidrógeno, helio, oxígeno, carbono, neón, hierro, nitrógeno, silicio, magnesio y azufre (podríamos hacer una especie de mini infografía padre).
El oxígeno es fundamental para la respiración y el nitrógeno es esencial para la formación de proteínas y ácidos nucleicos, pero de todos estos, el helio sólo se encuentra en rocas dentro de la Tierra. Siendo un átomo ligero y que no forma moléculas, el helio se escapa de la atmósfera a la primera oportunidad, y regresa al espacio exterior. Es un recurso no renovable y no participa en la vida ni en sus ciclos, pero es un vestigio de la formación del Universo.
El carbono, nitrógeno, azufre e hidrógeno, elementos mucho más ligeros que el hierro, son los responsables de la vida como la conocemos. Los átomos de carbono, también nacidos en una estrella, pueden formar cadenas y anillos moleculares y, al combinarse con otros elementos, adquirir una reactividad química sorprendente.
Las cadenas de carbono son la base estructural del material genético, de las proteínas, de las fibras vegetales que entraman los hilos de algodón y las hojas de papel, de los polímeros plásticos, del octanaje de la gasolina y de los fideos.
El ciclo del carbono es un laberinto complicadísimo de rutas metabólicas que convierten el dióxido de carbono en azúcares, en estructuras celulares, en el ADN y en máquinas moleculares capaces de replicar el ADN.
El elemento más común de todo el Universo es el hidrógeno. Si pudiéramos seguir hacia atrás en el tiempo a un átomo de hidrógeno de una proteína de nuestras fibras musculares cardiacas, por ejemplo, podríamos encontrar que ese submicroscópico pedacito nuestro fue alguna vez parte de millones de otras cosas.
Pudimos haberlo comido o tal vez lo bebimos, tal vez antes fue parte de otra persona, un animal, una nube. A diferencia de los demás elementos, éste no se forma en el centro de las estrellas. Por lo contrario, se destruye, es el combustible estelar, y todos los otros elementos han sido formados por cadenas de fusiones que iniciaron únicamente con átomos de hidrógeno. Dado que el hidrógeno se formó en el principio mismo del Universo, entonces cada átomo de hidrógeno que llevamos puesto nos ata a su infinita historia.
No es sorprendente que todas estas intrincadas relaciones entre los elementos y nosotros, lo que somos, y lo que nos rodea, inspire igualmente a científicos y artistas. En el libro La Tabla de los Elementos, de los artistas María Luisa Passarge y Rogelio Cuellar, se plasma esta intrincada relación del arte y la ciencia, reuniendo una sinfonía de obras plásticas inspiradas por cada elemento de la Tabla Periódica.
No importa si buscamos dentro de nosotros, o entre las estrellas, en el pasado o en el presente, lo que encontramos es lo más elemental.
Para saber más.
1. Contenido de los meteoritos: https://www.nhm.ac.uk/discover/types-of-meteorites.html
2. Centro de la tierra: https://www.scientificamerican.com/article/earths-inner-core-may-have-an-inner-core/
3. Abundancia del hierro: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cb300323q
4. Abundancia de los elementos en la superficie de la Tierra: https://www.weforum.org/agenda/2021/12/abundance-elements-earth-crust/
5. Composición del suelo: https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/what-are-soils-67647639/
6. Abundancia del hierro en los cloroplastos: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4780311/
7. Abundancia de los elementos en el universo: https://chandra.harvard.edu/chemistry/
8. Presentación del libro “La tabla de los elementos” https://gaceta.cch.unam.mx/es/presentan-el-libro-la-tabla-de-los-elementos
