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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Homo Sapiens y extinción masiva

[Lectura: 12 min.]

Extinción

“Las especies y los grupos de especies desaparecen gradualmente, unos tras otros, primero de un sitio, luego de otro y, finalmente, del mundo” (Darwin, Origen de las especies,  434).

Scott, Katie – Historia de la vida (Impedimenta)

Así como la historia de cada persona no puede ser plenamente comprendida si no se le sitúa en el contexto histórico humano en el cual vive, tampoco la historia de la humanidad se entiende correctamente si no se la considera dentro de la larguísima historia de la vida en nuestro planeta.

Visto así, muchos hechos y eventos del pasado –por distantes que puedan parecer- cobran especial relevancia, no solo por sus similitudes con el presente, sino porque hacen referencia a condiciones fundamentales de la vida en cualquier tiempo.

Entre estas condiciones básicas hay una que interesa especialmente hoy. Ésta dice que, por muy fuerte o bien adaptada que se encuentre una especie, lo está siempre en relación de dependencia del medio que habita. Y, por la misma razón, cuando ese medio sufre alguna modificación importante, aquellas fortalezas adaptativas pueden llegar a quedar obsoletas, conduciendo eventualmente a la extinción de la especie.

Ahora, si esa transformación del medio habitado acontece en grandes proporciones, como en una catástrofe planetaria, el resultado puede ser aún mayor, llevando a una extinción generalizada o “masiva”. Éstas -a diferencia de las lentas “extinciones de fondo” que acompañan a la selección natural- son rápidas, repentinas y de gran alcance. El resultado puede implicar la desaparición de la gran mayoría de las especies existentes en un tiempo geológico muy corto.

Intensidad de extinción de géneros de especie marítimos en base al original de Raup y Sepkoski 1982

De hecho, esto fue lo que en los 80 los paleontólogos John Sepkoski y David Raup demostraron a partir de numerosos registros fósiles de los últimos 500 millones de años. Descubrieron la existencia de al menos 5 grandes eventos de extinción masiva -los “Big Five”- en los cuales habrían desaparecido entre el 70 al 95% de todas las especies existentes hasta ese entonces. Muchas de éstas, como se verá, habrían sido dominantes y exitosas en su adaptación al medio… hasta el momento de la catástrofe.

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David Christian: 8 umbrales de la Gran Historia

[Lectura: 18 min.]

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Big History: del origen de universo hasta hoy

¿Cuál es nuestra historia común como humanidad? No la de éste o aquél grupo, ni de esta o aquella época, sino la de todos los seres humanos desde los orígenes hasta el momento presente. ¿Es posible hallar un relato semejante?

Este es el propósito de David Christian. Para él es ya posible aventurarse en un relato común que nos permita comprender un poco mejor nuestro lugar en el cosmos. El desarrollo de las ciencias, especialmente en las últimas décadas, ha facilitado la articulación de sus descubrimientos. Esto permitiría crear un relato capaz de vincular  la vida del ser humano con fenómenos tan fundamentales como el origen de la vida o el universo. 

Y es que, en efecto, la pregunta por el ser humano ha conducido siempre a indagar su origen. Hoy en día esto ha llevado a traspasar cada vez más las fronteras de las disciplinas, para posibilitar la adquisición de una mirada más completa e integradora:

“Quien desee comprender la historia de la humanidad deberá examinar la evolución de esa extraña especie que es la especie humana, y esto implica conocer las transformaciones que ha venido experimentando la vida en la Tierra, lo que a su vez conlleva el estudio de la evolución del propio planeta, análisis que nos conduce a estudiar la evolución y el progreso del universo entero” (GH 9).

Preguntar por la historia humana nos lleva a indagar no solo sobre sus fundamentos sociales y culturales, sino también nos conduce a abordar su cualidad de especie y ser viviente en este planeta. Con esto, las preguntas pronto se trasladan a los orígenes de la vida misma, la materia que la hace posible y el Universo en el cual, en última instancia, se ha originado.

Cosmología, Ciencias de la Tierra, Biología, Antropología, Historia y más. Todas estas disciplinas se ven implicadas e interrelacionadas al intentar desarrollar la “Gran Historia” que propone David Christian, desde los inicios del Universo hasta el momento presente del ser humano en la Tierra.

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