Ludwig von Bertalanffy: el sistema vivo

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.

“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.

1. El sistema vivo es un sistema abierto

“Un sistema abierto es definido como sistema que intercambia materia con el medio circundante, que exhibe importación y exportación, constitución y degradación de sus componentes materiales.” (TGS, 146)

Todo lo vivo es un sistema abierto: a través del intercambio de materia y energía con el entorno, consigue mantener activamente su constitución y organización. Esto -que Bertalanffy llama “principio de dinamismo”- es lo que habilita al ser vivo a conservar su compleja red de relaciones y el orden interno que lo define.

– Organismo unicelular (Loxophyllum meleagris) consume rotífero (fragmento de Jam’s Germs *).

En efecto, como señala la segunda ley de la termodinámica (principio entrópico), todo ente de la naturaleza se dirige irreversiblemente hacia un estado de mayor “desorden”, esto es, a un aumento del azar en su configuración futura. Para el organismo vivo esto es sentencia de muerte. La sola proximidad a la máxima entropía o “equilibrio termodinámico” implican su total desorganización. Sin embargo, justamente al tratarse de un sistema abierto, lo vivo puede contrarrestar esta tendencia inevitable.

Así, por medio de la importación de materia y energía, y la exportación de calor y desechos, consigue ingresar orden y expulsar desorden. Se disminuye el avance entrópico, se introduce un factor negativo de este al sistema vivo (neguentropía). A idéntica conclusión llegó también el físico Erwin Schrödinger, a quien Bertalanffy menciona:

“El organismo se alimenta de entropía negativa.” (Schrodinger en Bertalanffy, TGS, 150)

La neguentropía del sistema abierto permite la prolongación de la estabilidad del orden interno. Mientras la materia inerte avanza pasivamente hacia su “equilibrio termodinámico”, a su desintegración aleatoria, lo vivo consigue su fin: el “equilibrio fluyente” o “estado uniforme”, la conservación activa y dinámica del orden interno.

Ahora bien, este equilibrio en constante flujo debe entenderse como algo propio de una totalidad organizada. Si bien son importantes los mecanismos preestablecidos de las partes (p.e: de retroalimentación), solo demuestran su verdadera naturaleza al relacionarlos con el todo. En las “interacciones dinámicas”, que acontecen en la compleja red de relaciones, se manifiesta la auténtica flexibilidad y capacidad adaptativa de lo vivo.

Dicha facultad queda claramente expresada por la “equifinalidad”. Esta es la posibilidad que tiene el organismo de alcanzar el estado uniforme desde distintas situaciones (en muchos casos inesperadas) y por múltiples vías (no siempre preestablecidas).

“(…) proceso equifinal, es decir, que a partir de distintas condiciones iniciales y por distintos caminos siempre se debe producir un mismo estado final cuando un sistema abierto culmina en un estado de equilibrio fluyente.” (TGS, xvi)

De aquí que la “interacción dinámica” sea primaria para Bertalanffy. El ser vivo hace algo más que operar por sumatoria de mecanismos parciales. El ser vivo aprende, se adapta e incluso puede reorganizarse. Esto es lo que le da ese gran poder de autoafirmación frente al medio a pesar de las inesperadas situaciones a las que lo expone la naturaleza:

“un organismo totalmente mecanizado no sería capaz de regulación después de los trastornos ni podría responder a las exigencias continuamente cambiantes que le plantea el medio ambiente. Pues el acontecer orgánico no es una mera suma de procesos singulares establecidos estructuralmente, sino que siempre en mayor o menor grado posee el carácter de proceso dinámico de un sistema, lo que le confiere capacidad de adaptación frente a exigencias cambiantes y capacidad de regulación en los trastornos.” (CB, 20)

Así, en suma, el sistema abierto de lo vivo no solo es capaz de contrarrestar la entropía, sino que consigue hacerlo en infinidad de formas y circunstancias. Como se verá a continuación, esto se aclara más aún al dimensionar los niveles de complejidad en los que se da la vida.

2. La vida existe en niveles jerárquicos de organización

“parece un carácter básico de la vida la existencia de una enorme jerarquía (…) En cada nivel de organización aparecen nuevas leyes”. (CB 207)

Este es el principio de organización jerárquico: en la relación de partes (que son en sí sistemas) se forman nuevas totalidades que, de igual modo, recursivamente, actúan como partes que pueden constituir un nuevo nivel sistémico. En cada avance de la jerarquía, aumenta la complejidad y emergen propiedades que no se encontraban previamente.

– Células sanguíneas constituyen sistema circulatorio en la cola de un pez (fragmento de Blood Flow, F. Weston *).

Así, por ejemplo, una célula posee subsistemas que la hacen posible (p.e: organelos); pero también la célula puede organizarse con otras y dar pie a sistemas de niveles superiores: tejidos, órganos, sistemas de órganos, seres vivos complejos e incluso ecosistemas de muchas especies vivas.

De ese modo se forman jerarquías en niveles. Cada una representa una realidad nueva que, a la vez, afecta los subsistemas que le han dado origen (tal como indica el principio de totalidad).

Ahora bien, la relación de esos subsistemas puede tener distintos pesos de dependencia o grados de “intensidad de interacción”. Si estas son más bien débiles, existirá una mayor libertad de acción de las partes, así como también de facilidad para sustituirlas. Pero si las dependencias son más fuertes, se posibilita la “diferenciación”, esto es, la organización de nuevos sistemas especializados que, aunque poseen menos libertad, consiguen afinar y precisar las funciones del todo al cual pertenecen. El caso más claro y evolucionado es el que Bertalanffy llama “centralización”. Aquí algunas partes -a pesar de seguir dependiendo de las demás- adquieren un “principio rector” sobre la coordinación del todo. Basta pensar en el sistema nervioso o en un cerebro.

Ahora bien, ¿es posible ordenar todos los niveles existentes en una sola secuencia ascendente? Bertalanffy deja claro que no. No se trata nunca de una sola jerarquía de niveles, sino de muchas y entrecruzadas:

“(…) el organismo no constituye una jerarquía única (…) sino un sistema de jerarquías múltiples que se entretejen y superponen entre ellas de modos múltiples (…)” (CB, 47)

Así, entre las categorías más relevantes, se encuentran las morfológicas ya comentadas (p.e: del organelo al individuo vivo). Pero también hay otras importantes, como las jerarquías “fisiológicas de procesos”, más flexibles en sus límites, y no siempre coincidentes con los niveles morfológicos con los cuales pudieran relacionarse. Un ejemplo de una jerarquía de este tipo son los niveles del movimiento animal: reacciones químicas del músculo, contracciones, reflejos simples, reflejos complejos, movimiento en conjunto del cuerpo, integración de la memoria cinética, e incluso la “adecuación social”, que altera también el movimiento final del animal.

Por otro lado, al considerar el aumento de complejidad en cada nivel, surge la pregunta sobre el más alto de todos. Aunque ya se señaló la idea de ecosistemas de muchas especies, Bertalanffy va más allá: el nivel máximo de las jerarquías de la vida se encuentra en la interacción de toda las formas vivientes en nuestro planeta. Este, en efecto, sería el gran supersistema o la más alta “organización supraindividual”.

– “Cada especie tiene su papel, cada especie tiene su lugar. Ninguna es inútil o dañina, todas se equilibran” (fragmento de Home – Yann Arthus-Bertrand *).

“La máxima unidad de vida la constituye el conjunto de seres vivos de la tierra. Si se eliminara un grupo de organismos se rompería la unidad y sería necesario alcanzar un nuevo estado de equilibrio. (…) Sólo en el continuo fluir de la materia a través de todos los grupos de organismos se mantiene la circulación de la vida.” (CB, 57,58)

Pero en este nivel máximo, no solo se debe considerar lo que él llama el aspecto “espacial” (los organismos en el planeta, hoy). También se puede describir una jerarquía de todos los organismos vivos de acuerdo a su aspecto “temporal”. Esto lleva a la última característica esencial de lo vivo. Como se verá, todo lo vivo cambia en su desarrollo individual, pero también pertenece a un supersistema que reúne toda la historia de la vida en la Tierra:

“(…) dado que todo organismo procede de otro y da, a su vez, origen a organismos nuevos, pertenece a un conjunto supraindividual.” (CB, 56)

3. El todo vivo cambia y posee un carácter histórico

La vida cambia, y lo hace en una modalidad histórica. Mientras que para los sistemas físicos las líneas causales que los llevan a determinados estados son azarosas e irrelevantes, para lo vivo el trayecto recorrido juega un papel crucial. En lo vivo el azar no solo es un factor de entropía, sino que también un motor de transformación, diferenciación e incluso, en algunos casos, de aumento de complejidad. Todo esto, por supuesto, bajo la ley de la selección natural:

“(…) en el cambio biológico, según la teoría de la selección, el azar actuaría en la dirección de la diferenciación y complejidad crecientes.” (CB, 127)

Así, generación tras generación, se traspasan modificaciones. Lo vivo, desde su nacimiento, recibe y expresa una herencia que le permite adaptarse y subsistir a su medio.

De esto se trata el carácter histórico de lo vivo. Desde la perspectiva sistémica de Bertalanffy, consiste en el nivel jerárquico supraindividual temporal, el cual explica la influencia del remoto pasado en el obrar de todo ser vivo:

“Y finalmente cada organismo origina otros de su especie y lleva en sí mismo rasgos no sólo de la historia de su existencia individual sino también de la historia de las generaciones de que procede.” (CB, 124)

El cambio es, por supuesto, también individual. Y al igual que la transformación histórica, para Bertalanffy debe comprenderse como un proceso dinámico y sistémico.

– De una célula fecundada a una Salamandra (fragmento acelerado x4 de Becoming – Jan van Ijken *).

Por una parte, el “estado uniforme”, dice, es en realidad “cuasiuniforme”; se trata de una estabilidad fluyente, una mantención del orden, pero que no cesa de modificarse desde el nacimiento hasta la madurez. Por otra parte, las transformaciones ocurren como niveles montados sobre sus antecesores y no como simples dependencias causales; se trata de un crecimiento que va reorganizando el organismo por completo, gracias a los estados previos desde los cuales se forma.

Así, las etapas del crecimiento deben entenderse como partes de un todo temporal individual. Pero también este proceso morfogenético es, a su vez, una parte de un todo histórico del cual es heredero. El vínculo entre el cambio individual y el filogenético es tan estrecho que incluso puede observarse su reproducción en el desarrollo mismo:

“En el embrión humano subyace el pasado filogénico desde el protozoo al pez, anfibio, reptil y mamífero primitivo, que comprende centenares de millones de años y que se repite en el transcurso de nueve meses.” (CB, 126).

Pero, por último, el carácter histórico de los seres vivos no queda limitado a su ascendencia directa, a las especies que le dieron origen en el largo trayecto de la evolución. Cuando una especie evoluciona, empuja a otras a responder, a cambiar y adaptarse. Esto acontece de modo sistémico, influyéndose múltiples especies, e incluso ecosistemas completos en relación con otros.

En este sentido, pues, la evolución no es lineal, sino que responde a la red total de organismos que han evolucionado en nuestro planeta por miles de millones de años. De aquí que Bertalanffy hable de una categoría o supersistema que involucra espacio y tiempo. Si bien es innegable que existen distintos pesos o intensidades en las dependencias entre todos estos seres vivos, permite reconocer que todos pertenecen a un gran sistema global e histórico, uno que los pone en una total conexión:

“(…) el organismo no constituye una suma de tendencias causales aisladas que pudieran determinarse por condiciones momentáneas, sino que el organismo está determinado por la ‘configuración’ espacio-temporal total.” (CB, 128)

***

Esta es, en fin, la perspectiva sistémica de Bertalanffy. Es sobre todo en su mira organísmica y holista donde se pueden encontrar sus aportes más novedosos en la comprensión de lo vivo.

Los organismos vivos no solo emergen de subsistemas altamente complejos, sino que también, en cuanto sistemas abiertos, consiguen conformar nuevos sistemas entre ellos. El aumento de complejidad es tan grande, que incluso es posible hablar de una dimensión histórica y planetaria.

Ahora bien, es aquí donde hoy cabe detenerse a pensar. La biosfera es una gran integración de todo lo vivo, y no cesa en sus transformaciones. No solo coexistimos en una gran red de dependencias que no podemos escatimar, sino que también, en conjunto, damos origen a un todo global que emerge con la capacidad de afectarnos en lo que somos. Aún desconocemos hasta dónde puede llegar este aumento de complejidad del supersistema biológico del planeta. Y, aún más, se mantiene velado casi por completo si acaso nosotros -en cuanto seres vivos y seres humanos- tenemos algún rol relevante que jugar en el devenir del planeta Tierra.

- [TGS] Teoría general de los sistemas, Ludwig von Bertalanffy, Fondo de cultura económica (1976)

- [CB] Concepción biológica del cosmos, Ludwig von Bertalanffy, Ed. de la Universidad de Chile (1963)

- [*] Videos utilizados son fragmentos de:

    > Giant Cell Swallows an Animal Alive - Jam's Germs (ver completo)

    > Hydra - Frank Fox (Nikon Small World 2020, Honorable Mentions) (ver completo)

    > Blood flow in the tail fin of a small fish - F.J. Weston (Nikon Small World 2023, Winning Videos) (ver completo)

    > Home – Yann Arthus-Bertrand - Documental 2009 (ver completo)

- Teoría General de Sistemas, Bertalanffy (enlace externo)

- Concepción Biológica del Cosmos, Bertalanffy (prólogo)