Una ballena puede pesar más de cien toneladas, una musaraña menos de cinco gramos. Pero a pesar de este detalle, ambos animales se parecen en esencia: respiración con pulmones, sistema circulatorio por arterias, vasos y capilares, primera alimentación por mamas, regulación de la temperatura corporal mal que le pese a la incertidumbre ambiental. El concepto mamífero es viable a lo largo de una escala de tamaños colosal. Sin embargo, no es lo mismo ser grande que ser pequeño. El tamaño de un animal condiciona todo su estilo de vida. El cuerpo de un mamífero es, entre otras cosas, una máquina que genera energía en un espacio de tres dimensiones pero que se disipa al exterior a través de una superficie que solo tiene dos.
UN ANIMAL PEQUEÑO necesita comer mucho y se dedica a una actividad frenética para mantener la temperatura de su cuerpo; un animal grande, en cambio, come mucho menos en proporción y se puede permitir una vida mucho más sosegada. El corazón de una musaraña palpita a razón de unos 1.000 latidos por minuto (que puede llegar hasta 1.500 si se asusta o se enfada) mientras que el corazón de una ballena lo hace solo 20 o 30 veces por minuto. Una musaraña tiene una vida media de uno o dos años mientras que una ballena puede vivir (si la dejan) unos cien. ¿Una injusticia más de la creación? Pues quizá no tanto: si usamos un reloj interno (el ritmo cardíaco) en lugar de un reloj externo (el tic tac de un cronómetro suizo) resulta que una ballena vive más o menos lo mismo que una musaraña: unos mil millones de latidos. Algo parecido ocurre con la respiración: el último aliento de un animal ronda el suspiro número 250 millones.
La tasa metabólica basal de cualquier ser vivo (la intensidad con la que quema su energía para, justo, mantenerse vivo) no crece linealmente con su masa. La masa crece con el volumen (el cubo de la distancia) pero la disipación al exterior crece con la superficie de disipación (el cuadrado de la distancia). O sea que la tasa metabólica debería crecer en principio con la masa elevada a dos tercios (0,67). Así ocurre desde luego con una estufa.
¿Ocurre también con un individuo vivo? Pues no. No exactamente. Max Kleiber encontró experimentalmente en los años 30 que cualquier ser vivo, desde una bacteria a una ballena, tiene una tasa metabólica que crece con la masa del individuo elevada a 0,75 (tres cuartos) y no a los 0,67 (dos tercios) previstos teóricamente. Dos ecólogos de la Universidad de Nuevo México, James Brown yBrian Enquist han comprobado además que la ley de Kleiber es incluso más general al incluir a todas las plantas y a todos los microorganismos. El número 0,75 se erige así como un número misterioso y emblemático, un número de una rara universalidad para toda la materia viva. ¿Qué ocurre aquí? ¿Burlan los seres vivos las leyes de la termodinámica? Térmicamente hablando ¿es un individuo vivo algo más (o algo menos) que una máquina?
EN CIENCIA también hay misterios, pero solo hasta que dejan de serlo. Tras casi un siglo de desacuerdo teórico experimental entre estos dos números, hoy conocemos la solución del misterio. Los mencionados ecólogos Brown y Enquist entraron en fecunda promiscuidad científica con el físico de partículas Geoffrey West del Instituo de Santa Fe. En abril de 1997 este raro trío publicó en la revista Science uno de los artículos más bellos, profundos, rompedores y esclarecedores de la resbaladiza frontera que une y separa la física y la biología. Una de las hipótesis no era del todo correcta. La producción de energía en el interior de un animal no es uniforme en todo el volumen de tres dimensiones sino en una dimensión algo inferior que corresponde al espacio fractalmente ocupado por el sistema circulatorio de arterias, venas, vasos y capilares.
Con la nueva hipótesis, la teoría cambia de opinión y los dos tercios dan su brazo a torcer y se calzan, de repente y por fin, en los tres cuartos. Por este espectacular logro, a la comunidad científica se le saltaron las lágrimas de puro gozo intelectual.
PERO UNA BUENA teoría no solo explica lo que ha ocurrido, también explica lo que no ha ocurrido. El megaterio es un mamífero extinto de la megafauna americana, parecido a los actuales perezosos tropicales, pero más alto que una jirafa y más pesado que un elefante. En el museo de la ciencia que estamos tramando para Montevideo (2014) se plantea la cuestión de recrear el aspecto que tenía este animal cuando vivía. Pues bien, todas las ilustraciones que se proponen de él, excepto la del brillante paleontólogo Richard Fariña, lo presentan cubierto con una espesa capa de pelo, a la manera de los mamuts. Pero el mamut vivía entre hielos y nieves. Un elefante africano peludo se cocería literalmente en su propia salsa. Así que no hablemos más. El megaterio aparecerá desnudo en el museo: en honor de la termodinámica, en honor de la geometría fractal.
Director Científico de la Fundació La Caixa.
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