La pregunta sobre cómo la vida originó la capacidad de almacenar, transmitir y, más profundamente, de interpretar información, ha intrigado a científicos y filósofos durante décadas. Tradicionalmente, se ha asumido que moléculas como el ADN y el ARN son portadoras intrínsecas de información biológica. Sin embargo, recientes investigaciones en biosemiótica y biología molecular ofrecen una perspectiva diferente y revolucionaria: las moléculas no son en sí mismas la fuente original de información, sino que adquirieron esta función a través de complejos procesos interpretativos llevados a cabo por sistemas moleculares autorreproductivos. Este cambio de paradigma abre una puerta para comprender la información biológica desde un ángulo fundamentado en las dinámicas interpretativas y no meramente en la replicación mecánica y el patrón material. El legado de Schrödinger y la concepción tradicional En 1944, Erwin Schrödinger, con su célebre libro "¿Qué es la vida?", planteó dos grandes cuestionamientos: cómo los organismos mantienen un estado alejado del equilibrio termodinámico y cómo almacenan y transmiten la información que determina su organización.
Su metáfora del cristal aperiódico sirvió de inspiración para que Claude Shannon desarrollara su teoría matemática de la comunicación y para que Watson y Crick descubrieran la doble hélice del ADN. Así, en la cultura científica predominante, se asumió que las moléculas, especialmente el ADN y ARN, son los portadores imprescindibles de información genética. Por su parte, Francis Crick, en 1958, articuló el "dogma central" de la biología molecular, afirmando que la información fluye de ADN a ARN y luego a proteínas, pero no al revés. Este planteamiento consolidó la idea de que la estructura molecular es informativa en sí misma. Richard Dawkins, en la década de 1970, apoyó esta visión simplificando la información biológica a patrones replicables, enfocándose en la secuencia de nucleótidos y la transmisión de estas secuencias.
No obstante, este paradigma reduce la información a una cuestión de patrón material o replicación, y deja de lado la pregunta fundamental: ¿qué significa que una molécula tenga información? En concreto, ¿cómo puede un patrón físico «referirse» a algo, tener significado o utilidad? Este es el centro de la semiotización molecular: entender cómo una molécula llega a funcionar como signo. Semiotics y la centralidad de la interpretación La teoría de la información de Shannon conceptualiza la comunicación como la transmisión eficiente de mensajes, independiente del significado semántico. El enfoque es puramente físico y matemático, ignorando la «referenciación» o significado intrínseco. Robert Fano, uno de los pioneros en esta área, enfatizó que la información siempre es sobre algo; es «información proporcionada por algo acerca de algo». Pero esta dimensión semántica queda fuera del alcance de la teoría clásica.
En biología, esta perspectiva no es suficiente. La información biológica no es un títere colgado de la pura replicación de moléculas sino que requiere que algún sistema interprete estas estructuras y utilice esta interpretación para mantener la vida y adaptarse al entorno. La secuencia de nucleótidos fuera del contexto celular es sólo una estructura química, sin significado. Por lo tanto, la cuestión clave se plantea: ¿qué proceso molecular es necesario para que una molécula se interprete como signo acerca de otro estado o componente? La respuesta apunta hacia la capacidad interpretativa emergente de sistemas moleculares dinámicos que no sólo replican patrones sino que los validan y utilizan de forma funcional. Modelos de autogénesis: Una nueva ventana para entender la semiosis molecular Para abordar este enigma, algunos investigadores proponen modelos moleculares simples pero realistas que ejemplifican las propiedades interpretativas esenciales.
Estos modelos se inspiran en la estructura y dinámica viral pero imaginan virus autogénicos no parasíticos capaces de reproducirse autónomamente mediante mecanismos más básicos que la traducción genómica completa. La base de estos modelos descansan en dos procesos moleculares esenciales: la catálisis recíproca y la autoensamblaje. La catálisis recíproca es una red cíclica donde un producto cataliza una segunda reacción, cuyo producto cataliza la primera, creando una dinámica circular. Por otro lado, el autoensamblaje ocurre cuando moléculas se organizan espontáneamente en estructuras regulares, como el capsido viral, gracias a sus propiedades geométricas y químicas, formando barreras protectoras. La combinación de ambos procesos permite que una cápside se forme alrededor de catalizadores mutuamente dependientes, co-localizándolos y conteniéndolos para asegurar su cooperación y aumentar su efectividad.
Este sistema, denominado autogen, manifiesta capacidades de auto-reparación y reproducción de forma autónoma, constituyendo un ciclo termodinámico estable lejos del equilibrio. Estos ciclos se articula entre fases endergónicas (donde la energía liberada impulsa la catálisis) y fases exergónicas (donde el autoensamblaje estabiliza la estructura liberando energía), interaccionando para mantener y reproducir el sistema. Interpretación molecular: Del icono al índice y más allá En términos semiológicos, el primer nivel interpretativo del autogen es icónico, donde toda perturbación del sistema se interpreta uniformemente como señal de daño. Esta incapacidad para distinguir variantes indica el nivel más básico de interpretación: auto/Mismo y No auto/Diferente. Un nivel superior de semiosis emergente en modelos mejorados incluye componentes de sensibilidad al entorno.
Por ejemplo, la cápside presenta sitios donde residuos o sustratos externos pueden unirse con afinidad basada en forma y carga, afectando la integridad de la cubierta y desencadenando la liberación de catalizadores cuando la concentración externa es elevada, favoreciendo la reproducción sólo en condiciones propicias. Esta forma de interpretación es una analogía molecular a la indexicalidad, basada en la correlación local entre el estado interno y el entorno, una forma rudimentaria de sentido adaptativo o evaluación. Estos niveles de interpretación molecular exhiben un carácter escalonado y dependiente, donde interpretaciones más complejas emergen sobre la base de procesos básicos de auto-representación. El papel energético y la emergencia del ARN y el ADN Una cuestión vital es explicar cómo las moléculas de ARN y ADN, tan específicas y complejas, llegaron a cumplir su papel semiótico y funcional. Las hipótesis tradicionales, como la del mundo de ARN, sostienen que estas moléculas fueron los primeros replicadores.
Sin embargo, tales hipótesis enfrentan problemas al explicar la aparición espontánea de replicadores eficientes y autocatalíticos. Siguiendo la propuesta de Freeman Dyson y otros, es posible imaginar una evolución en dos fases donde los nucleótidos inicialmente desempeñaron roles energéticos, almacenando y transfiriendo energía química mediante enlaces de pirofosfato. Más tarde, estos nucleótidos polimerizados formaron cadenas que podían almacenar esta energía en forma segura, dando origen a los primeros ácidos nucleicos. Estos polímeros lineales y relativamente inertes ofrecían superficies heterogéneas gracias a la variabilidad de bases nitrogenadas que permitían la unión débil y selectiva de catalizadores proteicos. Tal disposición estructural favoreció la organización espacial y funcional de los catalizadores, incrementando la eficiencia del sistema y reduciendo reacciones químicas no deseadas.
Este cambio permitió la transferencia de restricciones dinámicas y reglas de interacción desde sistemas holísticos complejos hacia un soporte estructural estable y modificable: la cadena de ácidos nucleicos. Así, la información biológica pudo desplazarse a un soporte molecular estable y replicable, manteniendo continuidad referencial a pesar de la variabilidad material de los catalizadores. Semioticidad molecular y la evolución de la complejidad La capacidad de desplazar la información y los procesos interpretativos entre diferentes soportes moleculares — desde redes autocatalíticas hasta polímeros de nucleótidos y proteínas — constituye un mecanismo básico de lo que los biosemióticos denominan «andamiaje semiótico». Este proceso favorece la emergencia de niveles jerárquicos de interpretación, donde señales simples se combinan y transforman en sistemas de mayor complejidad y adaptabilidad. Por ejemplo, en las células vivas actuales, la regulación genética demuestra este principio mediante la interacción entre secuencias de ADN, ARN mensajero, proteínas reguladoras y estructuras celulares que modulan la expresión génica.
La capacidad de proteínas para unirse a sitios específicos del ADN según conformaciones tridimensionales influye en la activación o represión de genes, ejemplificando un proceso semiológico complejo que hereda su lógica de interpretabilidad molecular básica. Este proceso de desplazamiento y generación recursiva de restricción molecular explica cómo la información puede organizarse en niveles que trascienden las propiedades físicas y químicas elementales, estableciendo una base interpretativa para la vida misma. Implicaciones y conclusión Este replanteamiento acerca del origen y naturaleza de la información biológica tiene profundas consecuencias en múltiples campos. Invita a reconsiderar el papel de las moléculas como portadoras pasivas de información y a poner en primer plano la dinámica interpretativa emergente en los sistemas moleculares organizados. La información, en este sentido, no está incrustada en la secuencia molecular per se, sino en la capacidad del sistema para interpretar y utilizar esa secuencia para mantener y reproducir su organización.
Al invertir la visión tradicional — cuestionar que el ADN sea la fuente original y en cambio verlo como un soporte semiótico evolutivamente adquirido — se abre un camino para investigar la génesis de la vida desde la semiosis molecular. Además, destaca la importancia de estudiar sistemas moleculares simples capaces de auto-mantenimiento y autointerpretación, proporcionando modelos que podrían guiar exploraciones teóricas y experimentales hacia una mejor comprensión del fenómeno biológico. En definitiva, la transición de moléculas que simplemente replican patrones químicos a firmas semióticas activamente interpretadas marca un paso fundamental en la emergencia de la vida y la evolución. Comprender este proceso ofrece una visión integradora que conecta la química, la termodinámica, la biología y las ciencias cognitivas, proporcionando un marco conceptual innovador para interpretar el origen y la naturaleza de la información en los sistemas vivos.
