T e Biologist (Lima)
T e Biologist (Lima), 2025, vol. 23 (1), 135-139
COMENTARY / COMENTARIO
¿DOES EVOLUTION VIOLATE THE SECOND LAW OF THERMODYNAMICS?
¿VIOLA LA EVOLUCIÓN LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA?
Diego Sánchez-Véliz
1
& Jehoshua Macedo-Bedoya
2,3
*
ISSN Versión Impresa 1816-0719 ISSN Versión en línea 1994-9073 ISSN Versión CD ROM 1994-9081
Este artículo es publicado por la revista T e Biologist (Lima) de la Facultad de Ciencias Naturales y Matemática, Universidad Nacional Federico Villa-
rreal, Lima, Perú. Este es un artículo de acceso abierto, distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional (CC
BY 4.0) [https:// creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.es] que permite el uso, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que la obra
original sea debidamente citada de su fuente original.
o
VOL. 22. N 1, ENE-JUN 2024
o
VOL. 23. N 1, ENE-JUN 2025
1
Universidad de Valparaíso, Valparaíso, Chile. diego.sanchezv@alumnos.uv.cl
2
Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú. jehoshua.macedo@unmsm.edu.pe
3
Red de Investigadores en Biodiversidad, Ecología y Conservación (RIBEC), Perú.
* Corresponding author:
jehoshua.macedo@unmsm.edu.pe
Diego Sánchez-Véliz:
https://orcid.org/0009-0009-6180-9974
Jehoshua Macedo-Bedoya:
https://orcid.org/0009-0008-7958-5318
ABSTRACT
T e argument that evolution contradicts the second law of thermodynamics arises from a misinterpretation of this law,
which does not preclude local increases in order in open systems such as the Earth or living organisms. T e second law
states that total entropy in an isolated system tends to increase, but it does not exclude the possibility that complexity
may increase locally, provided it is compensated by a larger increase in entropy in the environment. Evolution and
abiogenesis operate within the limits of physical laws. Energy from the Sun drives self-organizing processes, allowing
living systems to reduce their internal entropy while increasing the total entropy of the universe. Furthermore, concepts
such as Gibbs free energy and dissipative structures explain how biological and chemical processes can generate order
without violating thermodynamics. Recent studies connect natural selection with thermodynamic principles, showing
that evolution maximizes energy ef ciency and complies with the second law. Far from contradicting each other,
evolution and thermodynamics are interdependent, and understanding them together reveals how living systems emerge
and organize in a universe governed by physical laws.
Keywords
: Abiogenesis – Entropy – Gibbs Free Energy – Natural Selection
RESUMEN
El argumento de que la evolución contradice la segunda ley de la termodinámica surge de una interpretación errónea
de esta ley, que no impide el aumento local de orden en sistemas abiertos como la Tierra o los organismos vivos. La
DOI: https://doi.org/10.62430/rtb20252311908
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Sánchez-Véliz & Macedo-Bedoya
segunda ley establece que la entropía total en un sistema aislado tiende a aumentar, pero no excluye la posibilidad de
que la complejidad aumente localmente siempre que se compense con un incremento mayor de entropía en el entorno.
La evolución y la abiogénesis operan dentro de los límites de las leyes físicas. La energía del Sol impulsa procesos de
autoorganización, permitiendo que los sistemas vivos reduzcan su entropía interna mientras incrementan la entropía total
del universo. Además, conceptos como la energía libre de Gibbs y las estructuras disipativas explican cómo los procesos
biológicos y químicos pueden generar orden sin violar la termodinámica. Estudios recientes conectan la selección natural
con principios termodinámicos, mostrando que la evolución maximiza la efciencia energética y cumple con la segunda
ley. Lejos de contradecirse, la evolución y la termodinámica son interdependientes, y su comprensión conjunta revela
cómo los sistemas vivos emergen y se organizan en un universo gobernado por leyes físicas.
Palabras clave
: Abiogénesis – Energía Libre de Gibbs – Entropía – Selección Natural
INTRODUCCIÓN
Un “argumento” muy común entre los creacionistas,
es q
ue “la evolución contradice la segunda ley de la
termodinámica”, ya que supondría que la vida se mueve
del caos al orden, y de lo simple a lo complejo. Este
razonamiento se basa en una interpretación incorrecta de
la ley, que confunde entropía con desorden absoluto, y
asume que los sistemas vivos, al evolucionar hacia mayor
complejidad, estarían violando principios fundamentales
de la física. Sin embargo, este argumento ignora el
contexto en el que operan los sistemas vivos y las reglas
de la termodinámica. En este texto, se explicará cómo la
evolución y la segunda ley de la termodinámica no solo
son compatibles, sino que la segunda ley es fundamental
para comprender los procesos evolutivos y el origen de la
vida (abiogénesis).
Segunda ley y la Tierra
La segunda ley de la termodinámica establece que el calor
fuye naturalmente de un cuerpo caliente a uno frío (Sears
et al
., 2009), en otras palabras, en un sistema aislado, la
entropía, tiende a aumentar con el tiempo. No dice que
el orden nunca pueda aumentar, sino que la cantidad
neta de orden del sistema disminuye. La Tierra no es un
sistema aislado: recibe una cantidad masiva de energía del
Sol, lo que la convierte en un sistema abierto (Schreiber &
Gimbel, 2010). En los sistemas abiertos, es completamente
posible que el orden local aumente siempre que el entorno
circundante experimente un aumento proporcional en el
desorden o la entropía. Así, lo que parece ser un aumento
de orden en la biosfera es completamente compatible con
un aumento neto de la entropía en el universo (Schreiber
& Gimbel, 2010; Vanchurin
et al.
, 2022).
Los seres vivos también son sistemas abiertos que
intercambian materia y energía con su entorno (Schreiber
& Gimbel, 2010). Capturan energía de fuentes externas
(como los nutrientes o la luz solar), transformándola en
trabajo y manteniendo su estructura organizada (Shevela
et
al.
, 2019). Sin embargo, esta organización no es gratuita:
la energía utilizada para generar este “orden” también
genera calor, que se disipa en el entorno, aumentando
la entropía total del sistema. La evolución no implica
necesariamente que la vida sea cada vez más compleja;
solo dice que los mecanismos evolutivos permiten que
los genes se transmitan de forma diferencial, de modo
que las características de las formas de vida cambian con
el tiempo en respuesta a su entorno, y esas características
pasan generación por generación donde cada población se
va diferenciando hasta separarse (especiación) (Herron &
Freeman, 2014).
El termodinamista físico Milivoje Kostic (Kostic,
2020), explica que la creación de estructuras ordenadas
o de especies vivas siempre disipa energía útil y genera
entropía, sin excepción, y, por lo tanto, sin violación de
la segunda ley. Lo que signifca que la cantidad de orden
que se produjo en la Tierra acaba siendo mucho menor en
comparación con la cantidad de desorden producida en el
universo en su conjunto.
Vanchurin
et al.
(2022), nos muestra que las transiciones
evolutivas pueden modelarse como transiciones de fase,
donde sistemas moleculares simples evolucionan hacia
organismos complejos bajo el infujo de leyes físicas y
principios como el de máxima entropía. Aunque la segunda
ley de la termodinámica establece que la entropía total de un
sistema cerrado siempre aumenta, los sistemas biológicos
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Evolution and thermodynamics
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son abiertos, intercambiando energía y materia con su
entorno. Esto les permite disminuir su entropía interna
mediante procesos de aprendizaje y selección natural,
compensando y superando las aparentes restricciones
termodinámicas. Por lo tanto, la termodinámica no
contradice la evolución, sino que explica cómo los sistemas
vivos emergen y se organizan en un universo gobernado
por estas leyes físicas (Vanchurin
et al
., 2022).
Energía libre de Gibbs y evolución
En biología, en lugar de usar directamente la entropía para
describir los procesos evolutivos, se emplea la “energía
libre de Gibbs”, una medida que nos permite predecir
si una reacción o proceso ocurrirá espontáneamente en
condiciones de temperatura y presión constantes mediante
la fórmula:
ΔG = ΔH – TΔS
ΔG = cambio de la energía de Gibbs
ΔH = cambio de la entalpía
T = temperatura en kelvin
ΔS = cambio de la entropía
La espontaneidad de una reacción química se predice al
conocer y comprender cómo interactúan la entalpía ΔH,
la entropía ΔS y la temperatura T.
Los sistemas vivos, que operan en estas condiciones,
mantienen su orden interno tomando energía del entorno
y disipando calor, lo cual no solo preserva la coherencia
con la segunda ley de la termodinámica, sino que también
describe cómo es posible la vida. El químico teórico Avery
(2012), expone que la vida y su evolución tienen base
sobre la termodinámica, la mecánica estadística y la teoría
de la información. En el libro Avery afrma que la aparente
contradicción entre el alto grado de orden y complejidad
y la segunda ley de la termodinámica se resuelve cuando se
entiende cómo la energía libre de Gibbs que ingresa a la
biosfera desde fuentes externas permite el aumento local
de orden. Es decir, la vida puede mantenerse y evolucionar
precisamente porque la biosfera no está aislada, sino que
recibe un suministro constante de energía, principalmente
del Sol.
El físico de partículas, Victor J. Stenger refutó claramente
las afrmaciones creacionistas (Stenger, 2012) afrmando lo
siguiente:
««Sin embargo, un emisor y un receptor son dos sistemas
que interactúan. No están aislados individualmente. Por
tanto, la entropía perdida por un sistema puede ser ganada
por el otro, o lo que es lo mismo, la información perdida
por uno puede ser ganada por el otro. Así, un sistema
físico, como un organismo biológico o la propia Tierra,
que recibe energía del sol, puede volverse más ordenado
por procesos puramente naturales.»»
La evolución no es un proceso que viole las leyes físicas,
sino de un proceso que está en perfecta sintonía con ellas
(Mrowka, 2015; Mitaku & Sawada, 2024).
La selección natural y la termodinámica
Un estudio publicado por Kaila & Annila (2008),
explican que la selección natural puede ser entendida,
puede derivarse directamente y matemáticamente de la
expresión de la segunda ley de la termodinámica cuando
se analiza en sistemas abiertos conectados no en equilibrio.
Este estudio conecta la termodinámica estadística con los
principios evolutivos, demostrando que los procesos de
selección natural maximizan la disipación de energía al
seleccionar confguraciones que incrementan la efciencia
en la transferencia y conversión de energía. En un paisaje
energético, las diferencias de energía impulsan fujos que
disminuyen la energía libre, dirigiendo a los sistemas
biológicos hacia estados más probables y adaptados. Estos
estados representan soluciones termodinámicamente
óptimas, donde los gradientes de energía se igualan más
rápidamente, lo que se traduce en un aumento constante
de la entropía del sistema. Lejos de contradecir las leyes de
la física, la evolución actúa en concordancia con la segunda
ley, mostrando que la complejidad biológica y los procesos
evolutivos son ejemplos de la dinámica eco-evolutivas
de los sistemas abiertos que buscan equilibrar gradientes
energéticos en su entorno.
¿Y qué pasaría con la Abiogénesis?
El químico teórico y computacional Erkki J. Brändas,
aborda todo esto en conjunto con Liliana Mammino
(especializada en matemáticas aplicadas y ciencias naturales);
Davide Ceresoli (especializado en química computacional
y física de materiales) y Jean Maruani (especializado en
química física y química teórica). En donde exponen
como fundamento, el trabajo de Ilya Prigogine y su
concepto de estructuras disipativas, las cuales se forman en
sistemas alejados del equilibrio termodinámico. En estos
sistemas, la energía externa impulsa la autoorganización
en el entorno terrestre temprano, con fuentes de energía
como luz solar, actividad volcánica y descargas eléctricas,
podría haber permitido procesos de autoorganización
química. La vida es un ejemplo de un sistema de este tipo:
aunque las células y los organismos vivos mantienen un
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Sánchez-Véliz & Macedo-Bedoya
orden interno, lo hacen exportando entropía al ambiente
en forma de calor y desechos. Por tanto, la abiogénesis
no viola la segunda ley, sino que se ajusta a ella en un
contexto de no equilibrio. La energía disponible, como la
luz solar o la energía química de compuestos precursores,
actúa como la fuerza motriz que impulsa la formación de
moléculas orgánicas y sistemas más complejos (Rapf &
Vaida, 2016).
La abiogénesis puede ser vista como un proceso
“teleonómico”, dónde sistemas sufcientemente
complejos desarrollan propiedades autorreferenciales,
facilitando el surgimiento de la vida sin contradecir las
leyes físicas. Erkki J. Brändas introduce la “correlación
cuántico-térmica”, donde las correlaciones cuánticas
en sistemas no equilibrados permiten la organización
de materia y energía en escalas precisas de tiempo y
temperatura. Lo que implica que la autoorganización
de la vida en su origen, no es completamente aleatorio,
sino que está guiada por principios cuánticos que generan
correlaciones informativas entre las moléculas (Brändas,
2020). Brändas establece que un principio cuántico
subyacente podría ser fundamental para explicar cómo
los sistemas químicos evolucionan hacia estructuras vivas.
Propone que, a través de fuctuaciones cuántico-térmicas,
los sistemas abiertos podrían desarrollar patrones
complejos y funcionales que eventualmente llevan a la
vida, permitiendo que la entropía global aumente, incluso
mientras se reduce localmente en el interior del sistema,
permitiendo la formación de estructuras ordenadas y
funcionales (Mammino
et al
., 2020).
Se concluye que lejos de violar la segunda ley de la
termodinámica, la evolución y el origen de la vida
(abiogénesis) dependen de ella. La Tierra, como sistema
abierto, permite el aumento local de orden gracias al fujo
constante de energía externa, mientras que la entropía
total del sistema universo continúa aumentando. Este
entendimiento no solo refuta las objeciones creacionistas,
sino que también refuerza la conexión entre las leyes
físicas y los procesos biológicos.
Aspectos éticos
: Aseguramos que se han cumplido con
todos los aspectos éticos a nivel nacional e internacional
en todo momento.
Author contributions: CRediT (Contributor Roles
Taxonomy)
DSV
= Diego Sánchez-Véliz
JMB
= Jehoshua Macedo-Bedoya
Conceptualization
: DSV
Data curation
: DSV
Formal analysis
: DSV
Funding acquisition
: DSV, JMB
Investigation
: DSV, JMB
Methodology
: DSV, JMB
Project administration
: DSV, JMB
Resources
: DSV, JMB
Software
: JMB
Supervision
: DSV, JMB
Validation
: DSV, JMB
Visualization
: DSV, JMB
Writing – original draft
: DSV
Writing – review & editing
: JMB
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Avery, J. S. (2012).
Information theory and evolution
(2
nd
ed.). World Scientifc Publishing.
Brändas, E.J. (2020). Abiogenesis and the Second Law
of Termodynamics. In: Mammino, L., Ceresoli,
D., Maruani, J., & Brändas, E. (eds).
Advances
in Quantum Systems in Chemistry, Physics, and
Biology. QSCP 2018.
Progress in Teoretical
Chemistry and Physics, 32, Springer.
Herron, J., & Freeman, S. (2014).
Evolutionary analysis
(5
th
ed). Pearson.
Kaila, V. R., & Annila, A. (2008). Natural selection for
least action.
Proceedings of the Royal Society A:
Mathematical, Physical and Engineering Sciences,
464
(2099), 3055–3070.
Kostic, M. M. (2020). Te second law and entropy
misconceptions demystifed.
Entropy, 22
, 648.
Mammino, L., Ceresoli, D., Maruani, J., & Brändas,
E. (Eds.). (2020).
Advances in Quantum Systems
in Chemistry, Physics, and Biology.
Selected
Proceedings of QSCP-XXIII (Kruger Park, South
Africa, September 2018).
Progress in Teoretical
Chemistry and Physics.
Springer.
Mitaku, S., & Sawada, R. (2024). Te Relationship
Between Biology and Physics. In
Evolution Seen
from the Phase Diagram of Life
(pp. 11-17).
Springer Nature Singapore.
139
Evolution and thermodynamics
Te Biologist Vol. 23, N
º
1, jan - jun 2025
Mrowka, R. (2015). Evolution and physical laws.
Acta
Physiologica
,
215
, 125-126.
Rapf, R. J., & Vaida, V. (2016). Sunlight as an energetic
driver in the synthesis of molecules necessary
for life.
Physical Chemistry Chemical Physics
,
18
,
20067-20084.
Schreiber, A., & Gimbel, S. (2010). Evolution and the
Second Law of Termodynamics: Efectively
Communicating to Non-technicians.
Evolution:
Education and Outreach volume, 3
, 99–106.
Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D., &
Freedman, R. A. (2009).
Física universitaria: Con
física moderna.
Volumen 1. 12ª ed. Pearson.
Shevela, D., Björn, L.O., & Govindjee. (2019).
Photosynthesis: Solar energy for life.
World Scientifc
Publishing Co Pte Ltd.
Stenger, V. J. (2012).
God and the folly of faith: Te
incompatibility of science and religion.
Prometheus
Books.
Vanchurin, V., Wolf, Y. I., Koonin, E. V., & Katsnelson,
M. I. (2022). Termodynamics of evolution
and the origin of life.
Proceedings of the National
Academy of Sciences, 119
, e2120042119.
Received February 5, 2025.
Accepted Abril 3, 2025.