Jacques Monod: azar y necesidad en la naturaleza viva

[Lectura: 9 min.]

1. ¿Posee lo vivo una finalidad?

“Todo lo que existe en el Universo es fruto del azar y la necesidad” (Demócrito)

Tanto la materia viva como la inerte comparten la cualidad del movimiento, pero solo en la primera consideramos que posee algún tipo de fin o intención. La bacteria absorbe nutrientes, la planta busca el Sol, los animales exploran el entorno, y el ser humano persigue sus incontables tareas.

Y también —lo vivo en su conjunto— aparenta tender hacia formas cada vez más complejas y extraordinarias, como si la evolución se encaminara hacia alguna meta final de la Naturaleza.

¿Está la vida, entonces, destinada hacia algún fin esencial?

Axones neuronales al ojo
Axones neuronales conectándose al ojo (Dr Guilermo Moya)

Muchos han defendido esta idea teleológica o finalista de lo vivo. Para Jacques Monod, sin embargo, el fundamento último radicaría en el azar y la necesidad. Azar de las incesantes e incontables combinaciones de la materia; necesidad de verse sometida a las leyes de la naturaleza. No habría designio divino ni natural, tampoco fuerzas o impulsos «vitales» que guiaran de antemano el curso de la vida.

‘El puro azar, el único azar, libertad absoluta pero ciega, en la raíz misma del prodigioso edificio de la evolución…’ (Monod, El azar y la necesidad 113)

Un azar que, delimitado por la necesidad de las leyes naturales, también explicaría nuestro propio origen. Porque para Monod el ser humano es también en parte fortuito y no destinado, es decir, contingente. La idea es, sin duda, difícil de aceptar: golpea nuestro antropocentrismo, el profundo deseo de ser necesarios y fundamentales en el orden de todas las cosas:

“Nosotros nos queremos necesarios, inevitables, ordenados desde siempre. Todas las religiones, casi todas las filosofías, una parte de la ciencia, atestiguan el incansable, heroico esfuerzo de la humanidad negando desesperadamente su propia contingencia.” (Monod 50)

Pero, si este es el caso, ¿cómo explicar la evidente observación de que todo lo vivo obra como si persiguiera metas y fines? Esta característica aclarará Monod, solo se entiende al relacionarla correctamente con las demás propiedades principales de los seres vivos, las cuales descansan en último término en el azar y la necesidad.
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Reino de las Plantas (evolución y significados)

[Lectura: 10 min.]

Sabiduría en la Naturaleza

Cada Reino de lo vivo expresa una larga historia de ensayos para superar los problemas que le ha presentado su medio en el planeta. Desde organismos unicelulares, hasta otros más complejos, todos han tenido que recorrer un enorme camino evolutivo para encontrar respuestas satisfactorias para adaptarse y conseguir sostener su existencia.

Es en este sentido que cada rama evolutiva presente hasta hoy, porta un registro de incontables soluciones a problemas de nuestro mundo.

“Hay (…) millones de tipos de animales y plantas en el mundo: millones de soluciones distintas a los problemas de mantenerse con vida.” (David Attenborough, La vida en la Tierra)

Ahora bien, el progreso de las ciencias en los últimos siglos ha permitido desvelar muchos de los mecanismos por los cuales lo vivo consigue estas soluciones. Gracias a este conocimiento, no solo avanza el entendimiento de la historia de la vida y su evolución, también —desde una mirada más filosófica— se visibilizan una infinidad de formas de vivir en el mundo que dejan múltiples lecciones que el ser humano puede aprovechar para sus propios problemas.

Esto no es muy distinto a la relación que tuvieron los filósofos de la antigüedad con la Naturaleza. Junto con estudiar su orden y funcionamiento, interpretaron la sabiduría subyacente que esta poseía, ayudándose así a encontrar guía sobre cómo vivir consigo mismo y con los demás.

“Entonces el alma tiene la plenitud y la perfección del bien al que puede aspirar, cuando hollado todo mal, endereza su vuelo a la altura y penetra en las intimidades de la Naturaleza” (Séneca, Cuestiones Naturales 784).

Formas de la naturaleza, Naturalista Ernst Haeckel 1904)

De los frutos de la ciencia moderna se pueden obtener ricos y detallados casos de cómo lo vivo responde a la realidad. Con una posterior reflexión, se pueden extraer modelos y ejemplos, o interpretar símbolos y significados, todos capaces de contribuir en la solución de nuestros problemas más apremiantes.

Y si de entre todos los reinos de lo vivo hay uno que vale la pena atender, es aquel que ha conseguido proliferar por millones de años por caminos muy distintos a los nuestros. Pues mientras la humanidad avanza pobre en fundamento —acelerada e impaciente hacia un destino incierto— el Reino de las Plantas crece lenta y arraigadamente hacia el cielo y su estrella, abriendo hojas, eclosionando en colores, y ofreciendo a su entorno frutos y semillas para el porvenir.

¿No debemos acaso prestar atención a la sabiduría que subyace en su forma de existir?

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Naturaleza y Emergencia I: C Lloyd Morgan

[Lectura: 8 min.]

1. Emergencia y nuevas realidades

“La naturaleza ama esconderse. [El devenir es un proceso secreto]” (Heráclito*)

Universo Geométrico – Alejandro Hernandez (ARTEnet)

La historia del universo transcurre como una incesante creación de nuevas realidades. Partículas elementales, átomos, moléculas, células, organismos complejos, e incluso, en nuestra propia especie, el surgimiento de la conciencia. ¿Qué más podemos esperar?

La naturaleza parece proceder a saltos, creando realidades tan disímiles como la materia inerte, lo vivo, o la conciencia reflexiva. Lo nuevo surge, pero sus características no se encuentran en las partes o etapas previas que lo han conformado. No hay metabolismo en los átomos de una célula, ni conciencia en las neuronas que conforman un cerebro. Es evidente que emergen realidades distintas, que a su vez son capaces de engendrar otras, hasta niveles inciertos de complejidad.

Conwy Lloyd Morgan 1852-1936

A este fenómeno de saltos creativos de la realidad, se lo conoce hace ya más de un siglo como emergencia. Tanto la filosofía como la ciencia la han abordado de manera sistemática para intentar esclarecer lo que acontece en esta.

En lo que sigue, primero con el filósofo C Lloyd Morgan (Evolución Emergente, 1922), y luego (parte II) con el científico y teórico de la complejidad John H Holland (Emergence, 1999), se aclararán algunas de las características fundamentales de la emergencia, así como lo que puede esperarse de su carácter creativo.
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Ludwig von Bertalanffy: el sistema vivo

[Lectura: 10 min.]

Totalidad y organismo

Si hay algo que nos sorprende de lo vivo es su complejidad. Por bellas y asombrosas que puedan ser las formas de la materia inerte -montañas, océanos, estrellas- ninguna consigue acercarse al nivel de organización y elaborada dinámica que describe el más simple de los organismos vivos.

Protozoo (Vorticella) 400X Darkfield Microscopy (Frank Fox)

Como lo indicara Ludwig von Bertalanffy, la vida es un complejo sistema organizado, uno solo comprensible si se aprecia el organismo que aparece en su totalidad. La mirada centrada solo en sus partes y mecanismos aislados resulta insuficiente. Por un lado, las partes solo se comprenden correctamente al relacionarlas al todo al cual pertenecen; y, por otro, ese todo exhibe propiedades emergentes que no pueden ser reducidas a las de sus partes constituyentes:

Ludwig von Bertalanffy (1901 – 1972). Biólogo y filósofo austriaco.

“En primer lugar, es imposible desdoblar de modo completo los fenómenos de la vida en unidades elementales; cada porción y cada proceso no dependen sólo de las condiciones de él mismo, sino en un alcance mayor o menor «del todo», de la unidad de orden superior en la que se insertan (…) En segundo lugar, muestra el conjunto propiedades y modos de comportarse de que carecen las partes aisladas.” (CB, 13, 14)

Hoy esta idea se suele resumir así: “el todo es más que la suma de sus partes”. Pero aunque Bertalanffy toma distancia de las explicaciones reduccionistas, tampoco introduce un principio animista o metafísico para explicar el fenómeno emergente. Para él, en realidad, es el orden sistémico -la compleja red de relaciones entre todas las partes- la que explica el origen de nuevas propiedades y leyes:

“…no sólo hay que considerar las partes y procesos parciales del organismo, sino también sus múltiples interacciones y las leyes reguladoras de esas interacciones.” (CB, 207)

Esto es la “organísmica” o el “principio de totalidad”. Desde esta perspectiva, Bertalanffy planteará 3 características claves para poder definir lo vivo (cf. CB, 147):

  1. El sistema vivo es un sistema abierto.
  2. La vida existe en niveles jerárquicos de organización.
  3. El todo vivo cambia y posee un carácter histórico.

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Schrödinger: vida y entropía, la persistencia del orden

[Lectura: 8 min.]

Totalidad y organismo

“(…) el universo siempre va del “orden” al “desorden”, la entropía siempre aumenta.” (Richard Feynman, The Feynman Lectures on Physics)

El universo se dirige a un estado creciente de “desorden”: un aumento sin cesar de las azarosas configuraciones que puede adoptar su materia. La cantidad de microestados posibles crece inexorablemente, empujando a toda forma “ordenada” a volverse cada vez más improbable. Esto es lo que quiere decir, en términos generales, el principio entrópico o segunda ley de la termodinámica.

Toda estructura natural se dirige a su disolución, a la ascendente incertidumbre sobre la configuración que adoptará su materia. Y, tal como Ludwig Boltzmann lo formulara en el siglo XIX, siempre de modo irreversible:

“La termodinámica general se aferra a la invariable irreversibilidad de todos los procesos naturales. Asume una función (la entropía) cuyo valor solo puede cambiar en una dirección (por ejemplo, solo puede aumentar) a través de cualquier suceso en la naturaleza.” (Ludwig Boltzmann, Lectures on Gas Theory)

Pero hay un caso que parece excepcional. Hay un ente que aparenta ir contra la tendencia irreversible del crecimiento entrópico en el universo.

Los organismos vivos, en efecto, demuestran una extraordinaria capacidad para sostener su ordenamiento en el tiempo, como si poseyeran un principio activo que cuida su improbable configuración:

Erwin Schrödinger (Premio Nobel Física 1933)

“La sucesión de acontecimientos en el ciclo vital de un organismo exhibe una regularidad y un orden admirables, no rivalizados por nada de lo que observamos en la materia inanimada.” (Schrödinger, ¿Qué es la vida?, 105)

Desde esta observación inicial, Erwin Schrödinger inicia sus cuestionamientos sobre la naturaleza de lo vivo.

Sin negar de antemano la validez del principio entrópico en los seres vivientes, se pregunta por esta enigmática paradoja: mientras todo el cosmos tiende a la entropía, lo vivo persiste en sostener su orden. ¿Hay acaso aquí una ley o fuerza especial de la naturaleza no descubierta?, ¿o tal vez la entropía sigue rigiendo, pero de un modo que aún cabe aclarar?

El hecho es notable, no puede desatenderse esta improbable ocurrencia: lo vivo ha alcanzado un ordenamiento interno sumamente complejo. Tampoco puede olvidarse su enorme persistencia: la vida ha conseguido mantenerse a sí misma por casi cuatro mil millones de años. ¿Cómo podemos, entonces, comprender su maravillosa organización en un universo regido por la entropía?

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Paul Nurse: ideas para una definición de vida

[Lectura: 10 min.]

Desde los filósofos presocráticos y Aristóteles, hasta científicos contemporáneos como Schrödinger, Bertalanffy, Jacques Monod, Humberto Maturana o Stuart Kauffman… numerosos han sido los intentos por aclarar la esencia de lo vivo.

Cuando comparamos la materia inerte con la vida a nuestro alrededor —-una estática roca contrastada a una danzante mariposa— pareciera que lo vivo no revistiera mayor dificultad para mostrar sus características más propias. Sin embargo, tras un examen más acucioso y una revisión más extensa de los fenómenos de la naturaleza, dicha seguridad se desvanece.

SARS-CoV-2 en microscopio electrónico: virus (amarillo) emergiendo de células. NG

Los virus, por ejemplo, aunque no tienen actividad por sí mismos, tan pronto entran en contacto con una célula huésped, cambian notablemente: sin poseer metabolismo propio, consiguen reproducirse e incluso evolucionar. ¿Son acaso estos una forma de vida?

Paul Nurse (biólogo y premio Nobel 2001), es consciente de la dificultad del problema. Y aunque reconoce que la inmensa variedad de organismos y entidades semejantes dificultan la caracterización esencial, considera que el desarrollo en el campo de la biología ha llegado a un punto en que haría posible superar este problema:

“Quizás sea la desconcertante diversidad de la naturaleza, que puede llegar a resultar abrumadora, lo que hace que nos cueste tanto encontrar teorías sencillas e ideas unificadoras. Pero lo cierto es que en biología disponemos de importantes ideas generales que nos ayudan a entender la complejidad de la vida” (p. 11).

La célula, el gen, la evolución por selección natural, la química de lo vivo y los flujos de información. Estas 5 ideas centrales utilizará Nurse para extraer 3 principios unificadores al servicio de intentar una nueva respuesta al gran problema: ¿qué es la vida?

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