viernes, 26 de junio de 2015

Mensajes en la botella

Vuelos:
Vuelo alto o bajo, de esta o la otra orilla, me buscarás y hallarás, porque en la naturaleza me desarrollé


jueves, 25 de junio de 2015

La finalidad de los procesos naturales

Hace ya bastantes años quedé fascinado con la lectura de “Mente y materia”, un libro que recoge las ideas de Max Delbrück, físico alemán que primero trabajó en astronomía y física teórica y después, ya en California, fue uno de los fundadores de la Biología Molecular, ganando el premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1969 junto con Salvador Luria y Alfred Hershey. Como adelanta su título, el libro gira alrededor de la pregunta ¿Cómo apareció la mente a partir de la materia? El título en inglés “Mind from matter” es igual de corto, pero es más expresivo porque refuerza la idea de un proceso capaz de generar a una mente desde la materia inanimada.
                En el libro se trata sobre la evolución del cosmos y sobre la evolución orgánica, desde las bacterias hasta los humanos. Delbrück nunca tuvo gran interés en el origen molecular de la vida, conformándose con asumir que, de una manera u otra, la vida surgió en una “sopa primitiva” hace unos 3.500 millones de años.  Para Delbrück, la historia de la vida sobre la tierra estaba todavía menos predeterminada que la historia cósmica, porque el efecto del azar es mayor –la amplificación de pequeñas fluctuaciones aleatorias ocurre aun a mayor escala que en la evolución astronómica -.  Delbrück  y Luria desarrollaron el “test de fluctuación” con el que demostraron que las bacterias no generaban la resistencia a los antibióticos como respuesta a la presencia del antibiótico, sino como consecuencia de mutaciones aleatorias que luego pueden ser seleccionadas favorablemente en presencia del antibiótico. La mutación no tiene por finalidad generar la resistencia a los antibióticos, sino que entre el universo aleatorio de mutaciones que se producen en la población bacteriana,  la presencia de antibiótico en el medio selecciona aquellas mutaciones que les hace resistentes.  Esa pequeña fluctuación aleatoria (la mutación) se ve amplificada por la selección hasta llegar a generar una población de muchos millones de bacterias resistentes.
                Las mutaciones son las últimas responsables de la extraordinaria diversidad de seres vivos que pueblan la Tierra.  El término mutación se puede usar para designar tanto a los cambios mínimos en el genoma (consistentes en el cambio de una “letra” por otra “letra”), como a los grandes cambios que pueden afectar a millones de “letras”. Las mutaciones ocurren con muy baja frecuencia porque la evolución ha seleccionado mecanismos de replicación y de reparación del material genético muy eficientes. 
                La inmensa mayoría de las mutaciones que se producen son perjudiciales y muy pocas son beneficiosas. Hay otras mutaciones que son tan débilmente perjudiciales, o tan débilmente  beneficiosas, que la selección natural sobre ellas actúa sobre ellas a un ritmo infinitamente lento, a estas mutaciones se les llama neutrales, el que una mutación sea neutral no quiere decir que no pueda tener efectos observables, sino que esos efectos no alteran ni la viabilidad ni la eficacia reproductiva de los mutantes.
                Es costumbre asimilar el genoma a un largo texto (3.000 millones de letras en el caso de los humanos) escrito con un alfabeto de solo cuatro letras: A (adenina), C (citosina), G (guanina), y T (timina). La mutación más simple sería la sustitución de una letra por cualquiera de las otras 3. El estudio de las mutaciones tiene un interés indudable a la hora de interpretar las diferencias entre los genomas de especies diferentes y establecer sus relaciones evolutivas. 
                A mediados de los 80, Paco Rodríguez y Juan Ramón Medina, del Departamento de Genética de la Universidad de Sevilla, desarrollaron un modelo matemático para describir el proceso la sustitución de “letras” (nucleótidos en el argot técnico) por mutación; para la publicación de ese trabajo tuve la oportunidad de hacer una modestísima contribución y estoy contento figurar entre los autores del que, a la fecha, es el artículo más citado de la Universidad de Sevilla.  La mutación es un ejemplo próximo de la presencia del azar en un fenómeno natural, que como en tantos otros casos, ha obligado a la ciencia a establecer leyes probabilísticas, por oposición a las leyes deterministas que rigen otros muchos fenómenos y que permiten hacer descripciones causales. Los conocimientos de Juan Ramón sobre el azar son enormes, y están recogidos en su libro “Los adoradores del azar y los de Dios”, un adelanto del mismo lo escuchamos en el Ateneo hace tres o cuatro años en las sesiones científicas que organizó Valeriano Ruiz.
                Junto con un derroche de erudición, Juan Ramón hace en su libro una propuesta para arrebatar el monopolio del azar a los ateos, planteando la posibilidad de concebir un Universo con azar y con Dios.  Con un humor fino, Juan Ramón apunta lo paradójica que resulta la afirmación de que “Dios es superfluo porque todo se puede explicar con la ayuda del azar”, siendo el azar en sí mismo inexplicable.
Antonio Marín
25 de junio de 2015

Delbruck, Max. Mente y materia. Madrid: Alianza Universidad, 1986.
Rodríguez, F., Oliver, J.L, Marín, A., Medina J.R. (1990) The general stochastic model of nucleotide substitution. Journal of Theoretical Biology 142: 485-501.

Medina, J. R. Los adoradores del azar y los de Dios. Sevilla: Secretariado de Publicaciones de la Universidad de Sevilla, 2014.

miércoles, 24 de junio de 2015

Tan pronto recogí en la orilla el último mensaje de Antonio, se transformó en una imagen. Esta imagen, que ahora busca en el mismo mar nuevos intérpretes...

domingo, 21 de junio de 2015

NATURALEZA Y FINALIDAD. ¿Hay espacio para la explicación teleológica en la ciencia actual?



Desde el Renacimiento la progresiva matematización del mundo físico, los descubrimientos y sobre todo, con la aparición de la teoría de la evolución biológica, formulada por Charles Darwin en 1859, han ido desterrando la teleología del discurso científico y también del filosófico.
La noción de Causa final procede de la Grecia clásica siendo Aristóteles el más conocido y utilizado desde el concilio de Nicea (siglo IV) como base de toda la filosofía escolástica que impone esa visión filosófica durante muchos siglos. Aunque ya criticada por sus contemporáneos epicureistas, la formulación aristoteliana se adaptaba como un calcetín a la visión cristiana del mundo, de ahí la pervivencia de los escritos aristotélicos y la pérdida de sus adversarios intelectuales, teniendo en cuenta que los monjes cristianos tuvieron el monopolio de la copia de libros y textos de la antigüedad.


Tras el Renacimiento con la aparición de las ideas mecanicistas, fruto de la frenética sucesión de inventos que se producen en esa época, el concepto de Causa final cae del liderazgo para ser sustituida por el de Causa eficiente. Ahora se precisa de un kit tecnológico (y motor) para el desarrollo de un proceso natural. Así definía Darwin su mecanismo de selección de las especies, un mecanismo, un proceso eficiente en la selección de alimentos.

 
Pues bien, según Héctor Velázquez (investigación y ciencia, mayo 2015) podría reintroducirse el criterio de Finalidad “no ya para el conjunto de los procesos naturales, pero sí para eventos particulares tendenciales, ordenados de modo continuado en el tiempo y dirigidos a ciertas metas previsibles”. 

Explica a continuación con detalle que dicha Finalidad debe entenderse no ya como Aristóteles sino como “meta de una tendencia”. Por eso propone sustituir la denominación de teleología por el de teleonomía o teleomatismo. La teleonomía sería el resultado que se obtiene a partir de la estructura del sistema (desarrollo embrionario, equilibrio de ecosistemas, etc.) y teleomatismo se refiere a procesos como la desintegración radiactiva, aumento de entropía, etc.). Por tanto la naturaleza física tendría actividades teleomáticas, los seres vivos teleonómicas y los seres vivos conscientes tendrían actividades teleológicas (como planificar una partida de ajedrez) sin ser esta cascada aplicable a la inversa.

Pero desentrañar completamente un mecanismo natural no es tan fácil. Comprender el mecanismo de la evolución de las especies mediante la genética, con sus fenómenos epigenéticos y retro-regulación proteínica de recién introducción, acoplados a los equilibrios ecosistémicos, es complicado, por lo que si aplicamos el test de Wiener-Granger (Es un test consistente en comprobar si los resultados de una variable sirven para predecir a otra variable, si tiene carácter unidireccional o bidireccional. Para ello se tiene que comparar y deducir si el comportamiento actual y el pasado de una serie temporal A predice la conducta de una serie temporal B. Si ocurre el hecho, se dice que “el resultado A” causa en el sentido de Wiener-Granger “el resultado B”; el comportamiento es unidireccional. Si sucede lo explicado e igualmente “el resultado B” predice “el resultado A”, el comportamiento es bidireccional, entonces “el resultado A” causa “el resultado B”, y “el resultado B” causa “el resultado A”), procedente de la cibernética, nos encontraremos con dificultades científicas en muchas ocasiones.
Es Norbert Wiener quien en 1942 puso en marcha está ciencia, la cibernética, que según Gregory Bateson, es la rama de las matemáticas que se encarga de los problemas de control, recursividad e información. Bateson también afirma que la cibernética es "el más grande mordisco a la fruta del árbol del Conocimiento que la humanidad haya dado en los últimos 2000 años".



Una de las consecuencias de esta nueva ciencia es la aparición del concepto de sistemas complejos, que es aquel sistema que está compuesto por varias partes interconectadas o entrelazadas cuyos vínculos crean información adicional no visible antes por el observador. Como resultado de las interacciones entre elementos, surgen propiedades nuevas que no pueden explicarse a partir de las propiedades de los elementos aislados. Dichas propiedades se denominan propiedades emergentes. Nótese que un sistema complejo no es un sistema «complicado» que también está formado por varias partes, pero las relaciones entre éstas no añaden información adicional. Nos basta con saber cómo funciona cada una de ellas para entender el sistema. En un sistema complejo, en cambio, existen variables ocultas cuyo desconocimiento nos impide analizar el sistema con precisión. Así pues, un sistema complejo, posee más información que la que da cada parte independiente. Para describir un sistema complejo hace falta, no sólo conocer el funcionamiento de las partes, sino conocer el funcionamiento del sistema completo una vez relacionadas sus partes entre sí.
Hoy en día hay científicos dedicados exclusivamente a estudiar las leyes que rigen la aparición de sistemas complejos en la naturaleza. Mi favorito, por si queréis leerlo es Murray Gell-Mann, premio nobel en física 1969 y autor de The Quark and the jaguar, Adventures in the simplex and the complex (El quark y el jaguar. Aventuras en lo simple y lo complejo) que aborda con gran claridad divulgativa que son y cómo se generan los sistemas complejos.


Todo esto para hacer dos preguntas: ¿Es la aparición de la vida (sistema complejo no explicable por las condiciones previas del planeta) un proceso teleonómico, dado que es un sistema complejo (y con tendencia a aumentar su complejidad)? y ¿Es la emergencia de la mente cognitiva en los animales superiores un proceso teleonómico, dado que es un sistema complejo?

No voy a añadir mucho más, fíjense que para definir un proceso como teleonómico es preciso conocer sus componentes, sus relaciones, su intercambio de información y hetero-regulación, feed y feedback (alimentación y retroalimentación de sistemas autocontrolados) que son los objetivos de la cibernética, pero cuando se produce la aparición de la vida sobre la tierra, o su tendencia a permanecer, su comportamiento negantrópico o cuando en los animales superiores surge el destello de la mente cognitiva, es difícil aplicar la teleonomía (meta de una tendencia), no procede usar la teleomática, se queda corta la cibernética, al menos de momento y no sé si cabe sitio para la teleología.