Fritjof Capra
La trama de la vida Una nueva perspectiva de los sistemas vivos
Traducción de David Sempau
EDITORIAL ANAGRAMA BARCELONA
ÍNDICE
Nota del traductor Agradecimientos Prefacio
9 15 19
P r i m e r a parte EL CONTEXTO CULTURAL
1 . E c o l o g í a profunda: u n nuevo p a r a d i g m a
25
S e g u n d a parte LA EMERGENCIA D E L PENSAMIENTO SISTÉMICO
2 . D e l a s partes a l todo 3. La teoría de sistemas 4 . L a l ó g i c a d e l a mente
37 56 70
T e r c e r a parte LAS PIEZAS D E L PUZZLE
5. Modelos de a u t o o r g a n i z a c i ó n 6. L a s matemáticas de la complejidad
93 129
C u a r t a parte LA NATURALEZA DE LA VIDA
7 . U n a n u e v a síntesis 8. E s t r u c t u r a s disipativas 9. Autoconstrucción 1 0 . E l despliegue d e l a v i d a 1 1 . E l alumbramiento d e u n mundo 1 2 . S a b e r que sabemos
171 190 206 233 274 295
Epílogo: Alfabetización ecológica Apéndice: Bateson de nuevo
307 315
Notas Bibliografía Índice temático
319 335 345
Título de la edición original: The Web of Life Anchor Books Nueva York, 1996
Portada: Julio Vivas Ilustración de Jasmine Kaposi
© Fritjof Capra, I 996 © EDITORIAL ANAGRAMA, S.A., 1998 Pedro de la Creu, 58 08034 Barcelona ISBN: 84-339-0554-6 Depósito Legal: B. 891 8-1998
A la memoria de mi madre, Ingeborg Teuffenbach, a quien debo el don y la disciplina de la escritura
NOTA DEL TRADUCTOR
La vida, en su infinita generosidad, nos reserva sorpresas y regalos a los que nos lleva por los caminos más insospechados. En invierno de 1991, curioseando por las estanterías de una tienda Nueva Era, me encontré cara a cara con un ejemplar de El punto c r u c i a l de Fritjof Capra. Fue amor a primera vista, que no pudo consumarse de inmediato ya que mi situación económica no lo permitía. No obstante, en el verano del 92 lo recibí como regalo de aniversario. Ya desde las primeras páginas, tuve la fuerte sensación de hallarme en un viaje «de vuelta a casa» de la mano de un guía sumamente experto y documentado, viaje en el que iba encontrando confirmadas intuiciones, percepciones, inquietudes y esperanzas, descubriendo al mismo tiempo más y más derivaciones e interconexiones en una apasionante trama. El rigor del análisis, la cohesión de lo expuesto, la claridad de las ideas y la solidez, de los argumentos que caracterizan toda la obra, fruto todo ello -como después descubrí- de un trabajo exhaustivo, concienzudo, incansable e inspirado en todo momento por el noble afán de poner de manifiesto los orígenes y causas de los problemas más acuciantes de nuestra civilización y presentar alternativas viables, se convirtieron para mí en una base sólida desde la que emprender mi propio viaje hacia la autenticidad. Siempre deseé que dicho viaje me permitiera conocer personalmente al hombre cuya obra había tenido un peso decisivo en la balanza, de mi vivencia personal y así, cuando una vez más la vida me mostró el camino al ofrecerme la lectura, de un artículo sobre el Schumacher College en el que se mencionaba a Fritjof Capra como profesor habitual de dicho centro, no dudé en pedir información sobre las actividades del mismo y solicitar una. beca para el siguiente curso a cargo del profesor. La beca me fue denegada, lo cual, dicho sea. de paso, resultó ser lo más conveniente ya que, por un lado, mi 9
situación económica seguía sin permitirme alegrías tales como los gastos del viaje y del resto del coste del curso, y por otro, como después supe, el curso Capra-93 fue bastante accidentado al declarársele al profesor un sarampión nada más llegar al College, lo que le obligó a impartirlo por megafonía durante más de la mitad de su duración a un grupo de alumnos que, por otra parte, resultó ser demasiado numeroso para la buena marcha del mismo. No obstante seguí en la brecha y, al año siguiente, vi culminadas mis aspiraciones al recibir la confirmación de mi aceptación en el College y la concesión de la deseada beca, para el curso Capra-94. Dicho curso -al igual que el del año anterior- se desarrollaría bajo el título de «Ecología, Gaia y la visión sistémica de la vida» y estaría basado en el borrador que Fritjof Capra estaba estructurando para construir la obra que hoy tenéis en vuestras manos.
Espero que halléis subsanada cualquier falta de profesionalidad con mi más devota dedicación al empeño de haber intentado transmitir fielmente tanto el contenido como la intención y la vocación de la presente obra, en cuya buena compañía os dejo con mis mejores deseos de paz, plenitud, prosperidad y armonía con la trama de la vida. D A V I D SEMPAU
Barcelona,
diciembre de
1995
Evidentemente, un año tiene un peso específico notable en el desarrollo de una obra viva como el mencionado borrador, lo que me permitió acceder a una versión ya muy perfilada, del presente estudio dentro, por otra parte, de un curso mejor estructurado y que esta vez no se vio perjudicado por incidentes de salud. Durante las cinco semanas de intensa convivencia en las que se desarrolló el curso y con cuyos detalles no os quiero entretener pues sin duda estaréis deseosos de iniciar la lectura de la presente obra, tuve ocasión no sólo de compartir vivencias, búsquedas y descubrimientos intelectuales y espirituales con 25 compañeras y compañeros de 16 nacionalidades distintas y muy diversos orígenes, edades y condición, sino también de ir conociendo a Fritjof Capra, quien compartió, en compañía de su esposa Elizabeth y de su hija Juliette, las horas de refrigerio y asueto con sus alumnos. A través de las clases, las tutorías, los grupos de trabajo, las conversaciones privadas, los cafés compartidos y los enfrentamientos en la cancha de voleibol, tuve el privilegio de conocer al hombre, su modestia, su firmeza, su rigor y su fino sentido del humor, * estableciendo las bases de una relación con la que me sigo viendo honrado en la actualidad. Aun no siendo la traducción una actividad pública habitual para mí, el conocimiento de primera mano del contenido de la presente obra y la relación con su autor me animaron en su momento a solicitar del editor el honor de hacerme cargo de su versión en castellano, honor y responsabilidad que agradezco enornemente y a los que espero haber sabido corresponder.
* Para una mayor comprensión del perfil humano de Fritjof Capra y de su obra, recomiendo vivamente la lectura de su libro Sabiduría insólita.. 10
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Esto sabemos. Todo está conectado como la sangre que une a una familia... Lo que le acaece a la tierra, acaece a los hijos e hijas de la tierra. El hombre no tejió la trama de la vida es una mera hebra de la misma. Lo que le haga a la trama, se lo hace a sí mismo. T E D P E R R Y (inspirado en el Jefe Seattle)
Agradecimientos
La síntesis de conceptos e ideas presentada en este libro precisó de diez años de m a d u r a c i ó n . D u r a n t e d i c h o tiempo tuve la fortuna de poder discutir la m a y o r í a de los modelos y teorías científicos subyacentes con sus autores y con otros científicos que t r a b a j a b a n en los m i s m o s c a m p o s . Deseo expresar mi espec i a l agradecimiento: • a Uva Prigogine por dos inspiradoras conversaciones al principio de los ochenta acerca de su teoría de las estructuras disipativas; • a Francisco Varela por explicarme la teoría de Santiago de a u topoiesis* y cognición a lo largo de varias horas de intensas discusiones en un refugio de esquí de S u i z a y por numerosas y esclarecedoras conversaciones durante los últimos diez años sobre la ciencia cognitiva y sus aplicaciones; • a Humberto Maturana por dos estimulantes conversaciones a mediados de los ochenta sobre cognición y consciencia; • a Ralph Abraham por clarificar numerosas cuestiones en relación con las nuevas matemáticas de la complejidad; • a L y n n Margulis por un inspirador diálogo en 1987 sobre la hipótesis G a i a y por animarme a publicar mi síntesis, que empezaba apenas a emerger por aquel entonces; • a James Lovelock por una reciente y enriquecedora discusión sobre un amplio abanico de ideas científicas; • a H e i n z von Foerster por varias esclarecedoras conversaciones sobre la historia de la cibernética y los orígenes del concepto de autoorganización;
* En inglés autopoiesis, del griegopoíésis, «creación», depoieíni, «crear», «hacer». (N. del T.) 15
• a Candace Pert por muchas y estimulantes conversaciones acerca de su investigación sobre péptidos; • a A m e Naess, George Sessions, W a n v i c k Fox y Harold Glasser por inspiradoras discusiones filosóficas y a Douglas Tompkins por motivarme a profundizar más en la ecología profunda; • a G a i l Fleischaker por útiles conversaciones telefónicas e intercambios por correo sobre varios aspectos de la autopoiesis, • y a Ernest Callenbach, Ed Clark, Raymond Dassman, Leonard Duhl, Alan Miller, Stephanie Mills y John R y a n por numerosas discusiones y correspondencia sobre los principios de ecología. Durante los últimos años y mientras trabajaba en el libro, tuve diversas y valiosas ocasiones de presentar m i s ideas ante colegas y estudiantes p a r a su d i s c u s i ó n crítica. Estoy en d e u d a con S a t i s h K u m a r por haberme invitado a i m p a r t i r cursos sobre « L a trama de la vida» en el S c h u m a c h e r College de Inglaterra durante tres veranos consecutivos ( 1 9 9 2 - 1 9 9 4 ) y con m i s estudiantes en esos tres cursos por sus innumerables preguntas críticas y útiles sugerencias. E s t o y también agradecido a Stephan H a r d i n g por i m p a r t i r s e m i n a r i o s sobre la teoría G a i a durante m i s cursos y por su generosa a y u d a en numerosas cuestiones relativas a la biolog í a y a la ecología. A s i m i s m o , deseo expresar mi agradecimiento a dos de m i s estudiantes en S c h u m a c h e r , W i l l i a m H o l l o w a y y Morten F l a t a u , por su a y u d a en m i s investigaciones." D u r a n t e mi trabajo en el Center for E c o l i t e r a c y de Berkelev, he tenido a m p l i a oportunidad de d i s c u t i r l a s características del pensamiento sistémico y de los p r i n c i p i o s de ecología con maestros y educadores, quienes me h a n a y u d a d o en gran m a n e r a a p u l i r mi presentación de dichos conceptos e ideas. Deseo agradecer especialmente a Z e n o b i a B a r l o w su o r g a n i z a c i ó n de u n a serie de diálogos sobre alfabetización ecológica, durante los cuales tuvo efecto la m a y o r í a de dichas discusiones. T u v e también la excelente oportunidad de ofrecer v a r i a s partes de mi libro a la d i s c u s i ó n crítica en la serie regular de «salones sistémicos» organizados por J o a n n a M a c y entre 1993 y 1 9 9 5 . E s toy m u y agradecido a J o a n n a y a m i s colegas T y r o n e C a s h m a n y
Brian S w i m m e por las profundas discusiones sobre n u m e r o s a s ideas mantenidas en estas í n t i m a s reuniones. Deseo agradecer a mi agente literario J o h n B r o c k m a n sus á n i mos y a y u d a en la formulación del diseño i n i c i a l del l i b r o que presenté a m i s editores. Mi agradecimiento a mi h e r m a n o Bernt C a p r a , a T r e n a C i c land, Stephan H a r d i n g y W i l l i a m H o l l o w a y por su lectura del m a nuscrito completo y sus inapreciables consejos y orientación. Deseo también expresar mi gratitud a J o h n T o d d y Raffi por sus comentarios a varios capítulos. Mi especial reconocimiento a J u l i a Ponsonby por sus h e r m o sos dibujos y su p a c i e n c i a ante m i s reiteradas modificaciones de los m i s m o s . E s t o y igualmente agradecido a mi editor C h a r l e s C o n r a d en A n c h o r B o o k s por su entusiasmo y sus útiles sugerencias. F i n a l m e n t e , mi agradecimiento m u y especial para mi esposa E l i z a b e t h y mi h i j a Juliette por su comprensión y p a c i e n c i a d u rante m u c h o s años, en los que u n a y otra vez he dejado su c o m p a ñ í a p a r a « i r arriba» a escribir durante largas horas.
* El lector interesado podrá encontrar una amplia referencia de las actividades del Schumacher College y de los cursos de Fritjof Capra en la entrevista que me concedió en junio de 1994 y que se publicó en las revistas Cuerpomenle (n." 29) y 3er Milenio (n.° 17). (N. del T.) 16
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PREFACIO
E n 1 9 4 4 e l físico a u s t r í a c o E r w i n S c h r ö d i n g e r escribió u n l i brito titulado ¿Qué es la vida?, en el que adelantaba u n a c l a r a y convincente hipótesis sobre la estructura m o l e c u l a r de los genes. E s t e l i b r o a n i m ó a los biólogos a reflexionar sobre la genética de un m o d o novedoso, abriendo así u n a nueva frontera a la c i e n c i a : l a b i o l o g í a molecular. D u r a n t e l a s siguientes décadas, este nuevo c a m p o generó u n a serie de descubrimientos triunfales que c u l m i n a r o n en el desciframiento del código genético. No obstante, estos espectaculares avances no c o n s i g u i e r o n a p r o x i m a r a los biólogos a la s o l u c i ó n del e n i g m a planteado en el título del l i b r o de Schródinger. T a m poco e r a n m á s capaces de responder a l a s m ú l t i p l e s cuestiones v i n c u l a d a s que h a n desafiado a científicos y filósofos durante centenares d e a ñ o s : ¿ c ó m o e v o l u c i o n a r o n c o m p l e j a s estructuras partiendo de u n a colección aleatoria de m o l é c u l a s ? ¿ C u á l es la rel a c i ó n entre mente y cerebro? ¿ Q u é es la c o n s c i e n c i a ? L o s biólogos moleculares h a b í a n descubierto los componentes básicos de la v i d a , pero ello no les a y u d a b a a comprender las acciones integradoras vitales de los organismos vivos. H a c e veinticinco años, u n o de los principales biólogos moleculares, S i d n e y B r e n n e r , h a c í a las siguientes reflexiones: De algún modo, podríamos decir que todo el trabajo realizado en los campos de la genética y de la biología molecular de los últimos sesenta años, podría ser considerado como un largo i n tervalo (...). Ahora que el programa ha sido completado, nos encontramos de nuevo con los problemas que se dejaron s i n resolver. ¿ C ó m o se regenera un organismo dañado hasta recuperar exactamente la m i s m a estructura que tenía antes de producirse el daño? ¿ C ó m o forma el huevo al organismo? (...) Creo que en 19
los próximos veinticinco años deberemos enseñar Otro lenguaje a los biólogos (...). Desconozco aún su nombre, ¿quién sabe? (...) Quizás sea incorrecto pensar que toda la lógica se halla en el nivel molecular. Quizás debamos ir más allá de los mecanismos de relojería. 1 Desde que Brenner h i c i e r a estos comentarios, ciertamente ha emergido ciertamente un nuevo lenguaje p a r a la comprensión de los complejos y altamente integradores sistemas de v i d a . Distintos científicos le d a n nombres diferentes: «teoría de los sistemas d i n á m i c o s » , «teoría de la complejidad», « d i n á m i c a no-lineal», « d i n á m i c a de redes», etc. L o s atractores caóticos, los fractales, las estructuras disipativas, la autoorganización y las redes autopoiésicas s o n algunos de s u s conceptos clave. E s t e planteamiento de la c o m p r e n s i ó n de la v i d a es seguido por sobresalientes investigadores y sus equipos en todo el m u n do. I l y a Prigogine en la U n i v e r s i d a d de B r u s e l a s , H u m b e r t o M a t u r a n a en la Universidad de C h i l e en Santiago, F r a n c i s c o V á r e l a e n l a E s c u e l a Politécnica d e P a r í s , L y n n M a r g u l i s e n l a U n i v e r s i dad de Massachusetts, Benoít Mandelbrot en la U n i v e r s i d a d de Y a l e y Stuart K a u f f i n a n en el Instituto de S a n t a F e , por citar sólo algunos. V a r i o s descubrimientos de estos científicos, aparecidos en libros y p u b l i c a c i o n e s especializadas, h a n s i d o ensalzados c o m o revolucionarios. N o obstante, hasta h o y n a d i e h a b í a propuesto u n a síntesis completa que integrase los nuevos descubrimientos en un ú n i c o contexto, permitiendo así al lector c o m ú n su c o m p r e n s i ó n de modo coherente. É s t e es el reto y la p r o m e s a de La trama de la vida. La nueva c o m p r e n s i ó n de la v i d a debe ser contemplada c o m o la v a n g u a r d i a científica del c a m b i o de p a r a d i g m a s , desde u n a concepción del m u n d o mecanicista h a c i a u n a ecológica, c o m o y a comenté en mi libro El punto crucial. La presente o b r a es, en cierto modo, la c o n t i n u a c i ó n y expansión del capítulo de El punto crucial titulado « L a v i s i ó n sistémica de la v i d a » . La tradición intelectual del pensamiento sistémico y los modelos y teorías de sistemas vivos desarrollados durante las p r i m e ras décadas del siglo, f o r m a n l a s raíces históricas y conceptuales del m a r c o científico del que se o c u p a este libro. De hecho, la s í n tesis de teorías y modelos actuales que propongo aquí, puede ser contemplada c o m o el esbozo de u n a emergente teoría de los s i s temas vivos c a p a z de ofrecer u n a v i s i ó n u n i f i c a d a de mente, m a teria y v i d a . 20
É s t e e s u n l i b r o p a r a e l lector c o m ú n . H e utilizado u n l e n g u a je tan llano c o m o me ha sido posible y he intentado definir los términos técnicos desde su p r i m e r a a p a r i c i ó n en el texto. No obstante, las ideas, modelos y teorías que a n a l i z o son complejos y en ocasiones he sentido la necesidad de p r o f u n d i z a r en algunos a s pectos técnicos p a r a facilitar la t r a n s m i s i ó n de su esencia. E s t o sucede especialmente en algunas partes de los capítulos 5 y 6 y en la p r i m e r a parte del capítulo 9. El lector poco interesado en los detalles técnicos puede optar entre curiosear d i c h a s partes o s i m plemente obviarlas en su totalidad, s i n n i n g ú n temor a perder el hilo p r i n c i p a l d e m i s argumentos. T a m b i é n observará el lector que el texto i n c l u y e no sólo n u merosas referencias bibliográficas, s i n o t a m b i é n abundantes referencias c r u z a d a s a p á g i n a s del m i s m o libro. En mi esfuerzo de c o m u n i c a r u n a t r a m a c o m p l e j a de conceptos e ideas dentro de las l i m i t a c i o n e s lineales del lenguaje escrito, he creído que sería de a y u d a interconectar el texto c o n u n a red de anotaciones. E s p e ro que el lector encuentre que, c o m o la t r a m a de la v i d a , el libro es, e n s í m i s m o , u n todo que e s m á s que l a s u m a d e sus partes. FRITJOF CAPRA
Berkeley, agosto de 1995
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Primera parte E l contexto c u l t u r a l
I. E C O L O G Í A PROFUNDA: UN N U E V O PARADIGMA
E s t e l i b r o trata de u n a n u e v a comprensión científica de la v i d a en todos los niveles de los sistemas vivientes: o r g a n i s m o s , sistemas sociales y ecosistemas. Se basa en una nueva percepc i ó n de la realidad con p r o f u n d a s i m p l i c a c i o n e s no sólo p a r a la c i e n c i a y la filosofía, sino también p a r a los negocios, la política, la s a n i d a d , la e d u c a c i ó n y la v i d a cotidiana. Parece por lo tanto apropiado empezar con una d e s c r i p c i ó n del a m p l i o contexto soc i a l y c u l t u r a l en el que se i n s c r i b e esta n u e v a concepción de la vida.
C R I S I S DE PERCEPCIÓN
A m e d i d a que el siglo se a c e r c a a su fin, los temas m e d i o a m bientales h a n a d q u i r i d o u n a i m p o r t a n c i a p r i m o r d i a l . N o s enfrentamos a u n a serie de problemas globales que d a ñ a n la biosfera y la v i d a h u m a n a de m o d o a l a r m a n t e y que p o d r í a n convertirse en irreversibles en breve. D i s p o n e m o s ya de a m p l i a documentación sobre la extensión y el significado de dichos problemas. 1 C u a n t o m á s estudiamos los principales problemas de nuestro tiempo, m á s nos percatamos de que no pueden ser entendidos aisladamente. Se trata de problemas sistémicos, lo que significa que están interconectados y son interdependientes. Por ejemplo, sólo se p o d r á estabilizar la población del globo c u a n d o la pobreza se r e d u z c a planetariamente. La extinción en gran escala de especies de a n i m a l e s y plantas c o n t i n u a r á m i e n t r a s el hemisferio sur siga bajo el peso de deudas m a s i v a s . La escasez de recursos y el deterioro m e d i o a m b i e n t a l se c o m b i n a n con poblaciones en rápido crecimiento, llevando al colapso a las c o m u n i d a d e s locales así c o m o a la violencia étnica y 25
tribal, que se ha convertido en la p r i n c i p a l característica de la posguerra fría. E n ú l t i m a i n s t a n c i a estos p r o b l e m a s deben ser contemplados c o m o distintas facetas de u n a m i s m a c r i s i s , que es en g r a n parte u n a c r i s i s de percepción. D e r i v a del hecho de que la m a y o r í a de nosotros, y especialmente nuestras grandes instituciones sociales, s u s c r i b e n los conceptos de u n a v i s i ó n desfasada del m u n d o , u n a percepción de la realidad i n a d e c u a d a p a r a tratar con nuestro superpoblado y global mente interconectado m u n d o . Hay soluciones para los principales p r o b l e m a s de nuestro tiempo, algunas m u y sencillas, pero requieren un c a m b i o r a d i c a l en nuestra percepción, en nuestro pensamiento, en nuestros valores. N o s h a l l a m o s s i n d u d a en el i n i c i o de este c a m b i o fundamental de v i s i ó n en la c i e n c i a y la sociedad, un c a m b i o de p a r a d i g m a s tan radical c o m o la revolución copernicana. Pero esta constatación no ha llegado a ú n a la m a y o r í a de nuestros líderes políticos. El reconocimiento de la necesidad de un profundo c a m b i o de percepción y pensamiento c a p a z de garantizar nuestra supervivencia, no ha a l c a n z a d o todavía a los responsables de las corporaciones ni a los a d m i n i s t r a d o r e s y profesores de nuestras grandes universidades. Nuestros líderes no sólo son incapaces de p e r c i b i r la interconexión de los distintos problemas sino que a d e m á s se niegan a reconocer hasta qué punto lo que ellos l l a m a n sus soluciones c o m p r o meten el futuro de generaciones venideras. Desde la perspectiva s i s t é m i c a , las ú n i c a s soluciones viables son aquellas que resulten «sostenibles». El concepto de sostenibilidad se ha convertido en un elemento clave en el movimiento ecológico y es s i n d u d a c r u c i a l . Lester B r o w n , del W o r l d w a t c h Institute, ha dado u n a s i m p l e , c l a r a y h e r m o s a d e f i n i c i ó n : « U n a sociedad sostenible es aquella c a p a z de satisfacer sus necesidades s i n d i s m i n u i r las oportunidades de generaciones futuras.» 2 É s t e , en pocas p a l a b r a s , es el gran desafío de nuestro tiempo: crear c o m u n i d a d e s sostenibles, es decir, entornos sociales y culturales en los que p o d a m o s satisfacer nuestras necesidades y aspiraciones s i n comprometer el futuro de las generaciones que h a n de seguirnos.
E L CAMBIO D E PARADIGMA
E n m i trayectoria c o m o físico, m e h a interesado p r i n c i p a l mente el d r a m á t i c o c a m b i o de conceptos e ideas que tuvo l u g a r en la f í s i c a a lo largo de las tres p r i m e r a s décadas del siglo y que sigue 26
teniendo consecuencias en nuestras teorías actuales sobre la m a teria. Los nuevos conceptos en f í s i c a h a n significado un c a m b i o profundo en nuestra v i s i ó n del m u n d o : desde la perspectiva m e -anicista de Descartes y Newton hasta u n a v i s i ó n ecológica y holis tica. La n u e v a v i s i ó n de la realidad no resultó en absoluto fácil de aceptar a los físicos de p r i n c i p i o s de siglo. La exploración del m u n d o a t ó m i c o y subatómico les puso en contacto con u n a extraña e inesperada r e a l i d a d . En su esfuerzo por c o m p r e n d e r l a , los científicos R i e r o n dándose cuenta penosamente de que sus conceptos básicos, su lenguaje científico y su m i s m a m a n e r a de pensar resultaban inadecuados p a r a d e s c r i b i r los fenómenos atómicos. S u s p r o b l e m a s no se l i m i t a b a n a lo estrictamente intelectual, sino que a l c a n z a b a n la d i m e n s i ó n de u n a intensa c r i s i s e m o c i o n a l o hasta p o d r í a m o s decir existencial. Necesitaron m u c h o tiempo p a r a superar esta c r i s i s , pero al final se vieron recompensados con profundas revelaciones sobre la naturaleza de la materia y su relac i ó n con l a mente h u m a n a . 3 L o s d r a m á t i c o s c a m b i o s de pensamiento que tuvieron lugar en la f í s i c a a p r i n c i p i o s de siglo han sido a m p l i a m e n t e discutidos por físicos y filósofos a lo largo de m á s de c i n c u e n t a años. L l e v a ron a T h o m a s K u h n a la noción de « p a r a d i g m a » científico, defin i d o c o m o « u n a constelación de logros -conceptos, valores, técn i c a s , e t c . - compartidos por u n a c o m u n i d a d científica y usados por ésta p a r a definir problemas y soluciones legítimos». 4 L o s distintos p a r a d i g m a s , según K u h n , se suceden tras rupturas d i s c o n t i n u a s y revolucionarias l l a m a d a s « c a m b i o s de p a r a d i g m a » . H o y , veinticinco años después del a n á l i s i s de K u h n , reconocem o s el c a m b i o de p a r a d i g m a en la f í s i c a c o m o parte integrante de u n a transformación cultural m u c h o m á s a m p l i a . Actualmente rev i v i m o s la c r i s i s intelectual de los físicos cuánticos de los años veinte, en f o r m a de u n a c r i s i s c u l t u r a l s i m i l a r pero de proporciones m u c h o m á s a m p l i a s . Consecuentemente, asistimos a un c a m b i o de p a r a d i g m a s , no sólo en la c i e n c i a , sino también en el más a m p l i o contexto social. 5 P a r a a n a l i z a r esta transformación cultural, he generalizado la definición de K u h n del p a r a d i g m a científico a la del p a r a d i g m a s o c i a l , que describo c o m o « u n a constelación de conceptos, valores, percepciones y prácticas compartidos por u n a com u n i d a d , que conforman u n a particular v i s i ó n de la realidad que, a su vez, es la base del modo en que d i c h a c o m u n i d a d se organiza». 6 E l p a r a d i g m a a h o r a e n recesión h a d o m i n a d o nuestra c u l t u r a a lo largo de varios centenares de años, durante los que ha con27
formado nuestra sociedad occidental e influenciado considerablemente el resto del m u n d o . D i c h o p a r a d i g m a consiste en u n a enquistada serie de ideas y valores, entre los que podemos citar la visión del universo c o m o un sistema m e c á n i c o compuesto de piezas, l a del cuerpo h u m a n o c o m o u n a m á q u i n a , l a d e l a v i d a e n sociedad c o m o u n a l u c h a competitiva por l a existencia, l a creencia en el progreso material i l i m i t a d o a través del crecimiento económ i c o y tecnológico y, no menos importante, la convicción de que u n a sociedad en la que la m u j e r está por doquier sometida al hombre, no hace sino seguir las leyes naturales. T o d a s estas presunciones se h a n visto seriamente cuestionadas por los acontecimientos recientes, hasta el punto de que su reconsideración r a d i cal está ocurriendo en nuestros d í a s .
E C O L O G Í A PROFUNDA
E l nuevo p a r a d i g m a podría d e n o m i n a r s e u n a visión holística del m u n d o , ya que lo ve c o m o un todo integrado m á s que c o m o u n a d i s c o n t i n u a colección d e partes. T a m b i é n p o d r í a l l a m a r s e u n a visión ecológica, usando el término «ecológica» en un sentido m u c h o m á s a m p l i o y profundo de lo habitual. La percepción desde la ecología profunda reconoce la interdependencia fundamental entre todos los fenómenos y el hecho de que, c o m o i n d i v i duos y c o m o sociedades, estamos todos inmersos en (y f i n a l m e n te dependientes de) los procesos cíclicos de la naturaleza. L o s términos «holístico» y «ecológico» difieren ligeramente en sus significados y parecería que el p r i m e r o de ellos resulta m e nos apropiado que el segundo p a r a describir el nuevo p a r a d i g m a . U n a visión holística de, por ejemplo, u n a bicicleta s i g n i f i c a verla c o m o un todo funcional y entender consecuentemente la interdependencia de sus partes. U n a visión ecológica i n c l u i r í a esto, pero a ñ a d i r í a la percepción de c ó m o la bicicleta se inserta en su entorno n a t u r a l y s o c i a l : de dónde provienen sus materias p r i m a s , c ó m o se construyó, c ó m o su utilización afecta al entorno natural y a la c o m u n i d a d en que se u s a , etc. E s t a distinción entre «holístico» y «ecológico» es a ú n m á s importante c u a n d o h a b l a m o s de sistemas vivos, p a r a los que las conexiones con el entorno son m u c h o m á s vitales. El sentido en que uso el término «ecológico» está asociado con u n a escuela filosófica específica, es m á s , con un m o v i m i e n t o de base conocido c o m o «ecología profunda», que está g a n a n d o 28
p r o m i n e n c i a rápidamente. 7 E s t a escuela fue fundada por el filósofo noruego Arne Naess a p r i n c i p i o s de los setenta al distinguir la ecología «superficial» y la « p r o f u n d a » . E s t a d i s t i n c i ó n está a m pliamente aceptada en la a c t u a l i d a d c o m o referencia m u y útil en el discernimiento entre las líneas de pensamiento ecológico contemporáneas. La ecología superficial es antropocéntrica, es decir, está centrada en el ser h u m a n o . Ve a éste por e n c i m a o aparte de la naturaleza, c o m o fuente de todo valor, y le da a aquélla un valor ú n i camente i n s t r u m e n t a l , «de uso». La ecología p r o f u n d a no separa a los h u m a n o s - n i a n i n g u n a otra c o s a - del entorno n a t u r a l . Ve el m u n d o , no c o m o u n a colección de objetos aislados, sino c o m o u n a red de fenómenos fundamentalmente interconectados e í n terdependientes. La ecología p r o f u n d a reconoce el valor intrínseco de todos los seres vivos y ve a los h u m a n o s c o m o u n a mera heb r a de la trama de la vida. En ú l t i m a i n s t a n c i a , la percepción ecológica es una percepc i ó n espiritual o religiosa. C u a n d o el concepto de espíritu es e n tendido c o m o el modo de c o n s c i e n c i a en el que el i n d i v i d u o experimenta un sentimiento de pertenencia y de conexión con el cosmos c o m o un todo, queda claro que la percepción ecológica es espiritual en su m á s profunda esencia. No es por tanto sorprendente que la n u e v a v i s i ó n de la r e a l i d a d emergente, basada en la percepción ecológica, sea consecuente con la l l a m a d a filosofía perenne de las tradiciones espirituales, tanto si hablamos de la espiritualidad de los místicos cristianos, c o m o de la de los budistas, o de la filosofía y cosmología subyacentes en las tradiciones nativas a m e r i c a n a s . 8 H a y otra m a n e r a en que Arne N a e s s ha caracterizado la ecolog í a profunda. « L a esencia de la ecología profunda», dice, «es plantear cuestiones c a d a vez m á s profundas.» 9 É s t a es a s i m i s m o l a esencia d e u n c a m b i o d e p a r a d i g m a . Necesitamos estar preparados p a r a cuestionar c a d a aspecto del viejo p a r a d i g m a . Q u i z á s no resultará necesario desdeñarlos en su totalidad, pero, antes de saberlo, deberemos tener la voluntad de cuestionarlos en su totalidad. Así pues, la ecología profunda plantea profundas cuestiones sobre los propios fundamentos de nuestra moderna, científica, i n d u s t r i a l , desarrollista y materialista visión del m u n d o y m a n e r a de vivir. C u e s t i o n a su paradigma completo desde u n a perspectiva ecológica, desde la perspectiva de nuestras relaciones con los d e m á s , con las generaciones venideras y con la trama de la v i d a de la que formamos parte. 29
ECOLOGÍA SOCIAL Y ECOFEMINISMO
A d e m á s de la ecología profunda, hay otras dos escuelas filosóficas de ecología: la ecología social y la ecología feminista o « e c o f e m i n i s m o » . E n p u b l i c a c i o n e s f i l o s ó f i c a s d e los ú l t i m o s años se ha establecido un vivo debate sobre los méritos relativos de la ecología p r o f u n d a , la ecología s o c i a l y el ecofeminismo. 1 0 P i e n s o que c a d a u n a de las tres aborda aspectos importantes del p a r a d i g m a ecológico y que, lejos de competir entre ellos, sus defensores deberían integrar sus planteamientos en u n a v i s i ó n ecológica coherente. La percepción desde la ecología p r o f u n d a parece ofrecer la base filosófica y espiritual idónea p a r a un estilo de v i d a ecológico y p a r a el a c t i v i s m o m e d i o a m b i e n t a l . No obstante, no nos dice m u c h o acerca de las características culturales y los patrones de o r g a n i z a c i ó n s o c i a l que h a n acarreado la presente c r i s i s ecológic a . É s t e es el objetivo de la ecología social. 1 1 El terreno c o m ú n de v a r i a s escuelas dentro de la ecología soc i a l es el reconocimiento de que la n a t u r a l e z a fundamentalmente antiecológica de m u c h a s de nuestras estructuras sociales y econ ó m i c a s y de sus tecnologías, tiene sus raíces en lo que R i a n e E i s ler ha d e n o m i n a d o el «sistema d o m i n a d o r » de la o r g a n i z a c i ó n s o c i a l . 1 2 P a t r i a r c a d o , i m p e r i a l i s m o , capitalismo y r a c i s m o son a l gunos ejemplos de la d o m i n a c i ó n s o c i a l que son en sí m i s m o s explotadores y antiecológicos. E n t r e l a s distintas escuelas de ecolog í a social se cuentan varios grupos anarquistas y marxistas que utilizan sus respectivos m a r c o s conceptuales p a r a a n a l i z a r d i s tintos patrones de d o m i n a c i ó n s o c i a l . E l e c o f e m i n i s m o p o d r í a verse c o m o u n a escuela específica dentro de la ecología s o c i a l , ya que se dirige a la d i n á m i c a b á s i c a de la d o m i n a c i ó n social en el contexto del patriarcado. No obstante, su a n á l i s i s cultural de múltiples facetas del patriarcado y de los v í n c u l o s entre f e m i n i s m o y ecología va m u c h o m á s allá del m a r c o conceptual de la ecología s o c i a l . L o s ecof eministas v e n la d o m i n a c i ó n patriarcal del hombre sobre la m u j e r como el prototipo de toda d o m i n a c i ó n y explotación en sus variadas formas de jerarq u í a , m i l i t a r i s m o , c a p i t a l i s m o e i n d u s t r i a l i z a c i ó n . S e ñ a l a n que la explotación de la naturaleza en particular ha ido de la m a n o con la de la mujer, que ha sido identificada con la naturaleza a través de los tiempos. E s t a a n t i g u a a s o c i a c i ó n entre m u j e r y naturaleza v i n c u l a la historia de la m u j e r con la del m e d i o ambiente y es el origen de la a f i n i d a d n a t u r a l entre f e m i n i s m o y ecología. 1 3 Consecuente30
mente, el e c o f e m i n i s m o ve el conocimiento vivencial femenino c o m o la p r i n c i p a l fuente para u n a v i s i ó n ecológica de la realidad. 1 4
NUEVOS VALORES
E n esta breve d e s c r i p c i ó n d e l p a r a d i g m a ecológico emergente, he enfatizado hasta a h o r a los c a m b i o s de percepciones y m o dos de pensamiento. Si ello fuese todo lo que necesitásemos, la transición h a c i a el nuevo p a r a d i g m a resultaría relativamente fác i l . H a y pensadores suficientemente elocuentes y convincentes en el m o v i m i e n t o de la ecología p r o f u n d a c o m o p a r a convencer a nuestros líderes políticos y e c o n ó m i c o s de los méritos del nuevo pensamiento. Pero ésta es sólo u n a parte del p r o b l e m a . El c a m b i o de p a r a d i g m a s requiere u n a e x p a n s i ó n no sólo de nuestras percepciones y m o d o s de pensar, sino t a m b i é n de nuestros valores. R e s u l t a aquí interesante s e ñ a l a r la sorprendente conexión entre los c a m b i o s de pensamiento y de valores. A m b o s pueden ser contemplados c o m o c a m b i o s desde la asertividad a la integrac i ó n . A m b a s tendencias - l a asertiva y la integrativa- son aspectos esenciales de todos los sistemas vivos. 15 N i n g u n a es intrínsecamente b u e n a o m a l a . Lo bueno o saludable es un equilibrio d i n á m i c o entre a m b a s y lo m a l o o i n s a l u b r e es su desequilibrio, el e n fatizar desproporcionadamente u n a en detrimento de la otra. Si c o n t e m p l a m o s desde esta perspectiva nuestra c u l t u r a i n d u s t r i a l occidental, veremos que h e m o s enfatizado las tendencias asertivas a costa de las integrativas. E l l o resulta evidente al m i s m o tiempo en maestro pensamiento y en nuestros valores y resulta m u y instructivo e m p a r e j a r estas tendencias opuestas: Pensamiento Asertivo racional analítico reduccionista
lineal
Integrativo intuitivo sintético holístico no-lineal
Valores Asertivo expansión competición cantidad dominación
Integrativo conservación cooperación Calidad asociación
L o s valores asertivos - c o m p e t i c i ó n , expansión, d o m i n a c i ó n están generalmente asociados a los hombres. Efectivamente, en u n a sociedad patriarcal éstos no sólo se ven favorecidos, s i n o t a m b i é n recompensados económicamente y dotados de poder 31
político. É s t a es u n a de las razones por las que el c a m b i o h a c i a un sistema de valores m á s equilibrado resulta tan d i f í c i l p a r a la m a y o r í a de personas y especialmente p a r a los hombres. El poder, en el sentido de d o m i n a c i ó n sobre los demás, es asertividad excesiva. La estructura social en que se ejerce con m a y o r eficacia es la j e r a r q u í a . Si d u d a , nuestras estructuras políticas, militares y corporativas están ordenadas j e r á r q u i c a m e n t e , con hombres generalmente situados en los niveles superiores y mujeres en los inferiores. La m a y o r í a de estos hombres y a l gunas de las mujeres h a n llegado a identificar su p o s i c i ó n en la j e r a r q u í a c o m o parte de sí m i s m o s , por lo que el c a m b i o a un sistema de valores distinto representa p a r a ellos un temor existencial. E x i s t e , no obstante, otra clase de poder m á s a p r o p i a d a para el nuevo p a r a d i g m a : el poder c o m o i n f l u e n c i a sobre otros. La estructura ideal p a r a el ejercicio de esta clase de poder no es la j e r a r q u í a , sino la red que, c o m o veremos, es la metáfora central de la ecología. 1 6 El c a m b i o de p a r a d i g m a incluye por tanto el c a m bio de j e r a r q u í a s a redes en la o r g a n i z a c i ó n s o c i a l .
ETICA
T o d a la cuestión de los valores es c r u c i a l en la ecología profunda, es en realidad su característica definitoiia central. M i e n tras que el viejo p a r a d i g m a se basa en valores antropocéntricos (centrados en el hombre), la ecología profunda tiene sus bases en valores ecocéntricos (centrados en la tierra). Es u n a v i s i ó n del m u n d o que reconoce el valor inherente de la v i d a no h u m a n a . T o dos los seres vivos son m i e m b r o s de c o m u n i d a d e s ecológicas v i n culados por u n a red de interdependencias. C u a n d o esta profunda percepción ecológica se vuelve parte de nuestra v i d a c o t i d i a n a , emerge un sistema ético radicalmente nuevo. D i c h a ética, profundamente ecológica, se necesita urgentemente hoy en d í a y m u y especialmente en la c i e n c i a , puesto que m u c h o de lo que los científicos están haciendo no es constructivo y respetuoso con la v i d a , sino todo lo contrario. C o n físicos diseñando sistemas de a r m a s capaces de borrar la v i d a de la faz de la tierra, con q u í m i c o s c o n t a m i n a n d o el planeta, con biólogos soltando nuevos y desconocidos m i c r o o r g a n i s m o s s i n conocer sus consecuencias, con psicólogos y otros científicos torturando a n i males en nombre del progreso científico, con todo ello en m a r 32
c h a , la introducción de unos estándares «ecoéticos» en el m u n d o científico parece de la m á x i m a urgencia. Generalmente no está a d m i t i d o que los valores no son algo externo a la c i e n c i a y a la tecnología, sino que constituyen su m i s ma base y m o t i v a c i ó n . Durante la r e v o l u c i ó n científica del siglo XVII se separaron los valores de los hechos y, desde entonces, tendemos a creer que los hechos científicos son independientes de lo que hacemos y por lo tanto de nuestros valores. En realidad, el hecho científico surge de u n a constelación completa de percepciones, valores y acciones h u m a n a s , es decir, de un p a r a d i g m a del que no puede ser desvinculado. Si bien gran parte de la investigación detallada puede no depender explícitamente del sistema de valores del científico que la efectúa, el p a r a d i g m a m á s a m p l i o en el que su investigación tiene lugar n u n c a estará desprovisto de un determinado sistema de valores. L o s científicos, por lo tanto, son responsables de su trabajo no sólo intelectualmente, sino también moralmente. Dentro del contexto de la ecología profunda, el reconocimiento de valores inherentes a toda naturaleza viviente está basado en la experiencia profundamente ecológica o espiritual de que naturaleza y u n o m i s m o son uno. E s t a expansión del u n o m i s m o hasta su identificación con la naturaleza es el fundamento de la ecología profunda, c o m o Arne Naess manifiesta claramente : El cuidado* fluye naturalmente cuando el «sí mismo» se a m p l í a y profundiza hasta el punto de sentir y concebir la protección de la Naturaleza libre como la de nosotros mismos... Al igual que no precisamos de la moral para respirar (...) [igualmente] si nuestro «sí mismo», en el sentido más amplio, abarca a otro ser, no precisamos de ninguna exhortación moral para evidenciar cuidado (...). Cuidamos por nosotros mismos, s i n precisar ninguna presión moral (...). Si la realidad es como la que experimenta nuestro ser ecológico, nuestro comportamiento s i gue natural y perfectamente normas de estricta ética medioambiental. 17 Lo que esto i m p l i c a es que la conexión entre la percepción ecológica del m u n d o y el correspondiente comportamiento no es
* En inglés care, cuidado, esmero, atención, delicadeza, precaución. Términos todos ellos adecuados para lo que se mienta transmitir: una respetuosa, cuasirreverencial, relación del ser humano con la naturaleza. (N. del T.)
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u n a conexión lógica, s i n o psicológica.18 La lógica no nos conduce desde el hecho de que somos parte integrante de la trama de la v i d a a ciertas n o r m a s sobre c ó m o deberíamos vivir. E n c a m b i o , desde la percepción o experiencia ecológica de ser parte de la trama de la v i d a , eslaremos (en oposición a deberíamos estar) i n c l i nados a l c u i d a d o d e toda naturaleza viviente. E n r e a l i d a d , d i f í c i l mente p o d r í a m o s r e p r i m i r n o s de responder de tal modo. El v í n c u l o entre ecología y psicología establecido desde el concepto del «sí m i s m o ecológico» ha sido explorado recientemente por varios autores. La ecóloga profunda J o a n n a Macy escribe sobre el «reverdecimiento del sí m i s m o » , 1 9 el filósofo W a r w i c k F o x ha a c u ñ a d o el término «ecología transpersonal» 2 0 y el historiador c u l t u r a l Theodore R o s z a k utiliza el término «ecopsicología» 2 1 p a r a expresar la profunda conexión entre a m b o s c a m pos, que hasta hace poco se veían completamente separados.
E L C A M B I O D E L A F Í S I C A A LAS C I E N C I A S D E L A V I D A
Al l l a m a r «ecológica», en el sentido de la ecología profunda, a la n u e v a visión de la r e a l i d a d , enfatizamos que la v i d a está en su m i s m o centro. Éste es un punto importante p a r a la c i e n c i a ya que en el viejo p a r a d i g m a , la física ha sido el modelo y la fuente de metáforas p a r a las demás ciencias. « T o d a la filosofía es c o m o un árbol», escribía Descartes. « L a s raíces s o n la metafísica, el tronco la f í s i c a y las r a m a s todas las otras c i e n c i a s . » 2 2 La ecología profunda ha sobrepasado la metáfora cartesiana. Si b i e n el c a m b i o de p a r a d i g m a en la física sigue siendo de interés por haber sido el p r i m e r o en producirse dentro de la c i e n c i a moderna, la física ha perdido su rol c o m o p r i n c i p a l c i e n c i a proveedora de la d e s c r i p c i ó n fundamental de la realidad. E s t o , no obstante, a ú n no está ampliamente reconocido; con frecuencia, científicos y no científicos mantienen la creencia popular de que «si b u s c a s realmente la explicación definitiva, debes preguntar a un físico», lo c u a l constituye verdaderamente u n a falacia cartes i a n a . H o y , el c a m b i o de p a r a d i g m a en la c i e n c i a , en su nivel m á s profundo, i m p l i c a un c a m b i o desde la física a las c i e n c i a s de la vida.
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Segunda parte La e m e r g e n c i a d e l pensamiento s i s t é m i c o
2. DE LAS PARTES AL TODO
D u r a n t e el presente siglo, el c a m b i o desde el p a r a d i g m a m e c a n i c i s t a al ecológico se ha p r o d u c i d o en distintas formas, a d i s tintas velocidades, en los diversos c a m p o s científicos. No es un c a m b i o u n i f o r m e . E n g l o b a revoluciones científicas, contragolpes y movimientos pendulares. Un péndulo caótico en el sentido de la teoría del caos 1 - o s c i l a c i o n e s que casi se repiten pero no exactamente, aparentemente de m o d o aleatorio pero formando en realidad un patrón complejo y altamente o r g a n i z a d o - sería quizás la metáfora contemporánea m á s a p r o p i a d a . La tensión b á s i c a se da entre l a s partes y el todo. El énfasis sobre las partes se ha d e n o m i n a d o m e c a n i c i s t a , reduccionista o atomista, m i e n t r a s que el énfasis sobre el todo recibe los n o m bres de holístico, organicista o ecológico. En la c i e n c i a del siglo xx la perspectiva holística ha sido conocida c o m o «sistémica» y el modo de pensar que comporta c o m o «pensamiento sistémico». En este libro, usaré «ecológico» y «sistémico» indistintamente, siendo «sistémico» meramente el término m á s científico o técnico. L a s p r i n c i p a l e s características del pensamiento sistémico emergieron s i m u l t á n e a m e n t e e n diversas d i s c i p l i n a s durante l a p r i m e r a m i t a d del siglo, especialmente en los años veinte. El pensamiento sistémico fue encabezado por biólogos, quienes pusieron de relieve la v i s i ó n de los o r g a n i s m o s vivos c o m o totalidades integradas. Posteriormente, se v i o enriquecido por la psicología Gestalt y la n u e v a c i e n c i a de la ecología, teniendo quizás su efecto m á s d r a m á t i c o en la f í s i c a c u á n t i c a . Ya que la i d e a central del nuevo p a r a d i g m a se refiere a la naturaleza de la v i d a , centrémonos p r i m e r o en la biología.
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SUBSTANCIA Y FORMA
La tensión entre m e c a n i c i s m o y h o l i s m o ha sido l e m a recurrente a lo largo de la historia de la biología y es u n a consecuencia inevitable de la vieja dicotomía entre s u b s t a n c i a (materia, estructura, cantidad) y forma (patrón, orden c u a l i d a d ) . El aspecto biológico es m á s que u n a forma, m á s que u n a configuración estática de componentes en un todo. H a y un f I u j o continuo de materia a través de un o r g a n i s m o vivo mientras que su forma se mantiene. H a y desarrollo y h a y evolución. P o r lo tanto, la c o m p r e n s i ó n del aspecto biológico está inextricablemente l i g a d a a la c o m p r e n s i ó n de los procesos metabólicos y relativos al desarrollo. En el alba de la filosofía y la c i e n c i a occidentales, los pitagóricos d i s t i n g u í a n «número» o patrón, de s u b s t a n c i a o m a t e r i a , y lo v e í a n c o m o algo que l i m i t a b a la m a t e r i a y le daba forma. En palabras de Gregory Bateson: El asunto tomó la forma de «¿Preguntas de qué está hecho -tierra, fuego, agua, etc.?», o preguntas « ¿ C u á l es su patrón?» Los pitagóricos preferían inquirir sobre el patrón a hacerlo sobre la substancia. 2 Aristóteles, el p r i m e r biólogo de la tradición occidental, d i s tinguía también entre m a t e r i a y f o r m a pero al m i s m o tiempo las v i n c u l a b a mediante el proceso de desarrollo. 3 En contraste con Platón, Aristóteles c r e í a que la forma no tenía u n a existencia sep a r a d a sino que era inmanente en la m a t e r i a y que ésta tampoco podía existir aisladamente de la forma. La materia, según Aristóteles, contenía la naturaleza esencial de todas las cosas, pero sólo c o m o potencialidad. Por medio de la forma, esta esencia se convertía en real o actual. El proceso de la a u t o r r e a l i z a c i ó n de la esencia en el fenómeno real fue d e n o m i n a d o por Aristóteles enteleqitia («autocompleción»).* Se trata de un proceso de desarrollo, un empuje h a c i a la plena autorrealización. Materia y forma son c a r a s de d i c h o proceso, separables sólo mediante la abstracción. Aristóteles creó un sistema formal de lógica y un conjunto de conceptos unificadores que aplicó a las principales d i s c i p l i n a s de su tiempo: biología, física, metafísica, ética y política. Su filosofía y c i e n c i a d o m i n a r o n el pensamiento occidental durante dos m i l
* En la filosofía aristotélica, estado de perfección hacia el cual tiende cada especie de ser. (N. del T.)
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años después de su muerte, en los que su autoridad fue c a s i tan incuestionada c o m o la de la Iglesia.
E L MECANICISMO CARTESIANO
En los siglos XVI y XVII la v i s i ó n medieval del m u n d o , basada en la filosofía aristotélica y en la teología c r i s t i a n a , c a m b i ó r a d i calmente. La noción de un universo orgánico, viviente y espiritual fue r e e m p l a z a d a por la del m u n d o c o m o m á q u i n a , y ésta se convirtió en la metáfora d o m i n a n t e de la era m o d e r n a . E s t e c a m bio r a d i c a l fue propiciado por los nuevos descubrimientos en físic a , a s t r o n o m í a y matemáticas conocidos c o m o la R e v o l u c i ó n científica y asociados con los nombres de C o p é r n i c o , G a l i l e o , Descartes, B a c o n y Newton. 4 G a l i l e o G a l i l e i excluyó la c u a l i d a d de la c i e n c i a , restringiendo ésta al estudio de fenómenos que pudiesen ser medidos y cuantif i c a d o s . É s t a h a sido u n a estrategia m u y exitosa e n l a c i e n c i a m o derna, pero nuestra obsesión por la m e d i c i ó n y la c u a n t i f i c a c i ó n ha tenido también importantes costes, c o m o erráticamente describe el p s i q u i a t r a R. D. L a i n g : El programa de Galileo nos ofrece un mundo muerto: fuera quedan la vista, el sonido, el gusto, el tacto y el olor y con ellos desaparecen la sensibilidad estética y ética, los valores, las cualidades, el alma, la consciencia y el espíritu. La experiencia como tal queda excluida del reino del discurso científico. Probablemente nada haya cambiado tanto nuestro mundo en los últimos cuatrocientos años como el ambicioso programa de Galileo. T e níamos que destruir el mundo primero en teoría, para poder hacerlo después en la práctica. 5 R e n é Descartes creó el método de pensamiento analítico, c o n sistente en d e s m e n u z a r los fenómenos complejos en partes p a r a comprender, desde las propiedades de éstas, el funcionamiento del todo. Descartes basó su v i s i ó n de la naturaleza en la fundamental d i v i s i ó n entre dos reinos independientes y separados: el de la mente y el de la m a t e r i a . El universo material, incluyendo los o r g a n i s m o s vivos, era p a r a Descartes u n a m á q u i n a que p o d í a ser enteramente c o m p r e n d i d a a n a l i z á n d o l a en términos de sus parles más pequeñas. El m a r c o conceptual creado por G a l i l e o y Descartes - e l 39
m u n d o c o m o u n a m á q u i n a perfecta gobernada por leves matemáticas e x a c t a s - fue triunfalmente completado por I s a a c Newton, c u y a gran síntesis - l a m e c á n i c a n e w t o n i a n a - constituyó el logro c u l m i n a n t e d e l a c i e n c i a del siglo X V I I . E n biología, e l m a yor éxito del modelo m e c a n i c i s t a de Descartes fue su a p l i c a c i ó n a l fenómeno d e l a c i r c u l a c i ó n s a n g u í n e a por W i l l i a m H a r v e y . I n s p i r a d o s por el éxito de H a r v e y , los fisiólogos de su tiempo i n tentaron a p l i c a r el modelo m e c a n i c i s t a p a r a explicar otras funciones del cuerpo h u m a n o c o m o la digestión y el metabolismo. T a l e s intentos a c a b a r o n no obstante en fracaso, dado que los fenómenos que los fisiólogos intentaban explicar conllevaban procesos q u í m i c o s desconocidos en la época y que no podían ser descritos e n términos m e c a n i c i s t a s . L a s i t u a c i ó n c a m b i ó substancialmente en el siglo XVIII, c u a n d o Antoine L a v o i s i e r , el «padre de la q u í m i c a m o d e r n a » , demostró que la respiración era u n a í o r m a específica de o x i d a c i ó n , c o n f i r m a n d o así la importancia de los procesos q u í m i c o s en el funcionamiento de los org a n i s m o s vivos. A la l u z de la nueva q u í m i c a , los simplistas modelos m e c a n i cistas fueron abandonados en g r a n m e d i d a , pero la esencia de la idea cartesiana sobrevivió. A los a n i m a l e s se les seguía viendo c o m o m á q u i n a s , si bien m á s c o m p l i c a d a s que simples m e c a n i s m o s de relojería e i n c l u y e n d o complejos procesos q u í m i c o s . C o n secuentemente, el m e c a n i c i s m o cartesiano quedó expresado c o m o d o g m a en el concepto de que, en ú l t i m a i n s t a n c i a , las leyes de la biología pueden ser reducidas a las de la física y la q u í m i c a . S i m u l t á n e a m e n t e , la rígida fisiología mecanicista encontró su m á s potente y elaborada expresión en el polémico tratado de J u lien de La Mettrie El hombre máquina, que mantuvo su f a m a m á s allá del siglo XVIII y generó múltiples debates y controversias, a l gunas de las cuales a l c a n z a r o n hasta el siglo xx. 6
E L MOVIMIENTO ROMÁNTICO
L a p r i m e r a oposición f r o n t a l a l p a r a d i g m a cartesiano m e c a n i c i s t a partió del movimiento r o m á n t i c o en el arte, la literatura y la filosofía a finales del siglo XVIII y en el siglo XIX. W i l l i a m B l a k e , el g r a n poeta m í s t i c o y pintor que ejerció u n a fuerte i n f l u e n c i a en el R o m a n t i c i s m o británico, fue un apasionado crítico de Newton. R e s u m i ó su c r í t i c a en estas celebradas líneas:
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Líbrenos Dios de la visión simplista y del sueño de Newton' * Los poetas y filósofos r o m á n t i c o s a l e m a n e s v o l v i e r o n a la tradición aristotélica, concentrándose en la naturaleza de la f o r m a o r g á n i c a . Goethe, la figura central de este m o v i m i e n t o , fue u n o de los primeros en u t i l i z a r el término «morfología» p a r a el estudio de la f o r m a biológica desde u n a perspectiva d i n á m i c a y del desarrollo. A d m i r a b a el «orden en movimiento» (bewegliche ordnung) de la naturaleza y c o n c e b í a la forma c o m o un patrón de relaciones en el seno de un todo organizado, concepto que está en la v a n g u a r d i a del pensamiento sistémico contemporáneo. « C a d a c r i a t u r a » , escribía Goethe, «no es sino u n a g r a d a c i ó n p a u lada (schattierung) de un gran y a r m o n i o s o todo.» 8 L o s artistas románticos se o c u p a b a n básicamente de la c o m p r e n s i ó n cualitativa de los patrones o pautas y, por lo tanto, p o n í a n gran énfasis en la explicación de las propiedades b á s i c a s de la v i d a en términos de formas visuales. Goethe en p a r t i c u l a r sentía que la perc e p c i ó n v i s u a l era la vía de acceso a la c o m p r e n s i ó n de la forma orgánica. 9 L a c o m p r e n s i ó n d e l a forma o r g á n i c a j u g ó t a m b i é n u n papel p r i m o r d i a l en la filosofía de E m m a n u e l K a n t , considerado frecuentemente el m á s grande de los filósofos modernos. Idealista, Kant s e p a r a b a el m u n d o de los fenómenos de un m u n d o de «lasc o s a s - e n - s í - m i s m a s » . C r e í a que l a c i e n c i a podía ofrecer ú n i c a mente explicaciones mecanicistas y a f i r m a b a que, en áreas en las que tales explicaciones resultasen insuficientes, el conocimiento científico d e b í a ser completado con la consideración del propio propósito de la naturaleza. La m á s importante de estas áreas, seg ú n K a n t , s e r í a la c o m p r e n s i ó n de la vida. 1 0 En su Crítica a la razón, K a n t discutió la naturaleza de los org a n i s m o s . A r g u m e n t a b a que éstos, en contraste con las m á q u i nas, s o n autorreproductores y autoorganizadores. En u n a m á q u i n a , según K a n t , las partes sólo existen unas para las otras, en el sentido de apoyarse mutuamente dentro de un lodo funcional, mientras que en un o r g a n i s m o , las partes existen además por medio de l a s otras, en el sentido de producirse entre s í . " «Debemos ver c a d a parte c o m o un órgano», decía K a n t , «que produce las otras partes (de modo que c a d a u n a produce recíprocamente las
* La rima en inglés es como sigue: «May God us keep / from single visión and Newton's sleep.» (N. de! T.)
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otras)... D e b i d o a esto, [el organismo] será a la vez un ser organizado y autoorganizador». 1 2 C o n esta a f i r m a c i ó n , K a n t se convert í a no sólo en el p r i m e r o en utilizar el término «autoorganización» para definir la naturaleza de los organismos vivos, s i n o que a d e m á s lo u s a b a de m o d o notablemente s i m i l a r a algunos de los conceptos contemporáneos. I 3 La v i s i ó n r o m á n t i c a de la naturaleza c o m o « u n g r a n todo arm o n i o s o » , en palabras de Goethe, c o n d u j o a algunos científicos de la época a extender su búsqueda de la totalidad al planeta entero y percibir la T i e r r a c o m o un todo integrado, c o m o un ser vivo. E s t a v i s i ó n de la T i e r r a viviente tiene, por supuesto, u n a larga tradición. L a s imágenes m í t i c a s de la Madre T i e r r a se cuentan entre las m á s antiguas de la historia religiosa de la h u m a n i d a d . G a i a , la d i o s a T i e r r a , fue reverenciada c o m o deidad s u p r e m a en los albores de la G r e c i a prehelénica. 1 4 Antes a ú n , desde el Neolítico hasta la E d a d del Bronce, las sociedades de la « V i e j a E u r o p a » adoraban numerosas deidades femeninas c o m o encarnaciones de la M a d r e T i e r r a . 1 5 La idea de la T i e r r a c o m o un ser vivo y espiritual c o n t i n u ó floreciendo a través de la E d a d M e d i a y del R e n a c i m i e n t o , hasta que toda la v i s i ó n medieval fue reemplazada por la imagen cartesiana del m u n d o - m á q u i n a . Así, c u a n d o los científicos de siglo XVIII e m pezaron a v i s u a l i z a r la T i e r r a c o m o un ser vivo, revivieron u n a a n t i g u a tradición que h a b í a permanecido d o r m i d a durante u n período relativamente breve. Más recientemente, la idea de un planeta vivo ha sido formulada en el lenguaje científico m o d e r n o en la l l a m a d a hipótesis G a i a y resulta interesante c o m p r o b a r que las visiones de la T i e r r a viva desarrolladas por los científicos del siglo XVIII, contienen algunos de los elementos clave de nuestra teoría contemporánea. 1 6 El geólogo escocés J a m e s Hutton mantiene que los procesos geológicos y biológicos están vinculados, y c o m p a r a las aguas d e l a T i e r r a con e l sistema circulatorio d e u n a n i m a l . E l naturalista a l e m á n Alexander von H u m b o l t , uno de los grandes pensadores unificadores de los siglos XVIII y XIX, llevó esta idea a ú n m á s lejos. Su «costumbre de ver el planeta como un todo» le llevó a identificar el c l i m a con u n a fuerza global u n i f i c a d o r a y a a d m i t i r la coevolución de o r g a n i s m o s vivos, c l i m a y corteza terrestre, lo que a b a r c a casi en su totalidad a la presente hipótesis Gaia.17 A finales del siglo XVIII y p r i n c i p i o s del XIX, la i n f l u e n c i a del m o v i m i e n t o r o m á n t i c o era tan fuerte que el p r o b l e m a de la for42
ma biológica constituía el p r i n c i p a l objetivo de los biólogos, mientras que los aspectos relativos a la c o m p o s i c i ó n material quedaban relegados a un p l a n o s e c u n d a r i o . E s t o resulta especialmente cierto en las escuelas francesas de a n a t o m í a c o m p a r a t i v a o «morfología» encabezadas por Georges C u v i e r , quien creó un sistema de c l a s i f i c a c i ó n zoológica basado en l a s s i m i l i t u d e s de las relaciones estructurales. 1 8
E L MECANICISMO D E L SIGLO X I X
D u r a n t e la segunda mitad del siglo XIX, el péndulo retrocedió h a c i a el m e c a n i c i s m o c u a n d o el recientemente perfeccionado microscopio condujo a notables avances en biología. 1 9 El siglo xix es m á s conocido por el desarrollo del pensamiento evolucionista, pero también vio la f o r m u l a c i ó n de la teoría celular, el p r i n c i p i o de la moderna e m b r i o l o g í a , el ascenso de la m i c r o b i o logía y el d e s c u b r i m i e n t o de las leyes de la herencia genética. E s Ios nuevos descubrimientos a n c l a r o n firmemente la biología en la Tísica y la q u í m i c a y los científicos redoblaron sus esfuerzos en la búsqueda de explicaciones f í s i c o - q u í m i c a s p a r a la v i d a . C u a n d o R u d o l p h V i r c h o w formuló la teoría celular en su forma m o d e r n a , la atención de los biólogos se desplazó de los organ i s m o s a las células. L a s funciones biológicas, m á s que reflejar la o r g a n i z a c i ó n del o r g a n i s m o c o m o un todo, se veían a h o r a c o m o los resultados de las interacciones entre los componentes básicos celulares. La investigación en m i c r o b i o l o g í a - u n nuevo c a m p o que revelaba una riqueza y c o m p l e j i d a d insospechadas de o r g a n i s m o s v i vos m i c r o s c ó p i c o s - fue d o m i n a d a por el genio de L o u i s Pasteur, cuyas penetrantes intuiciones y c l a r a f o r m u l a c i ó n c a u s a r o n un Impacto perdurable en la q u í m i c a , la biología y la m e d i c i n a . P a s teur fue c a p a z de establecer el papel de las bacterias en ciertos procesos q u í m i c o s , poniendo así los cimientos de la n u e v a cienc i a de la b i o q u í m i c a , demostrando además la existencia de u n a definitiva relación entre «gérmenes» (microorganismos) y enfermedad. l o s descubrimientos de Pasteur condujeron a u n a s i m p l i s t a «teoría de la enfermedad por gérmenes» en la que las bacterias se veían c o m o la ú n i c a c a u s a de enfermedad. E s t a v i s i ó n reduccionista eclipso una teoría alternativa enseñada unos años antes por (Claude B e r n a r d , fundador de la moderna m e d i c i n a experimental. 43
B e r n a r d i n s i s t í a en la cercana e í n t i m a relación entre un organismo y su e n l o m o y fue el p r i m e r o en señalar que c a d a o r g a n i s m o posee también un entorno interior, en el que viven sus órganos y tejidos. B e r n a r d observaba que en un o r g a n i s m o sano, este m e d i o interior se mantiene básicamente constante, i n c l u s o c u a n d o el entorno externo fluctúa considerablemente. Su concepto de la constancia del m e d i o interior adelantaba la importante noción de homeostasis, desarrollada por Walter C a n n o n en los a ñ o s veinte. La nueva c i e n c i a de la b i o q u í m i c a m a n t e n í a su progreso y establecía entre los biólogos el firme convencimiento de que todas las propiedades y funciones de los o r g a n i s m o s vivos p o d í a n eventualmente ser explicadas en los términos de las leyes de la física y la q u í m i c a . E s t a creencia quedaba claramente explicitada en La concepción mecanicista de la vicia de Jacques Loeb, que tuvo u n a tremenda i n f l u e n c i a en el pensamiento biológico de su época.
E L VITALISMO
L o s triunfos de la biología del siglo x i x -teoría celular, e m b r i o logía y m i c r o b i o l o g í a - establecieron la concepción m e c a n i c i s t a de la v i d a c o m o un f i r m e d o g m a entre los biólogos. No obstante, llevaban ya dentro de sí las s e m i l l a s de la nueva ola de o p o s i c i ó n , la escuela c o n o c i d a c o m o biología organicista o « o r g a n i c i s m o » . Mientras que la biología celular h a c í a enormes progresos en la comprensión de las estructuras y funciones de las s u b u n i d a d e s celulares, p e r m a n e c í a en g r a n m e d i d a ignorante respecto a las a c tividades coordinadoras que integran d i c h a s operaciones en el funcionamiento de la célula c o m o un todo. L a s limitaciones del modelo reduccionista se evidenciaron a ú n m á s espectacularmente en el a n á l i s i s del desarrollo y difer e n c i a c i ó n celular. En los primeros estadios del desarrollo de los o r g a n i s m o s superiores, el n ú m e r o de células se i n c r e m e n t a de u n a a dos, a cuatro, a ocho y así sucesivamente, doblándose a c a d a paso. Puesto que la i n f o r m a c i ó n genética es idéntica p a r a c a d a célula, ¿ c ó m o pueden éstas especializarse en distintas vías, convirtiéndose en células m u s c u l a r e s , sanguíneas, óseas, nervios a s , etc.? Este p r o b l e m a básico del desarrollo, que se repite bajo diversos aspectos en biología, d e s a l í a claramente la v i s i ó n m e c a n i c i s t a de la v i d a . Antes del n a c i m i e n t o del o r g a n i c i s m o , m u c h o s destacados biólogos pasaron por u n a fase vilalista y durante m u c h o s a ñ o s el 44
debate entre m e c a n i c i s m o y h o l i s m o d i o paso a u n o entre m e c a nicismo y vitalismo. 2 0 U n a c l a r a c o m p r e n s i ó n de la c o n c e p c i ó n vitalisla resulta m u y útil, ya que contrasta agudamente con la visión sistémica de la v i d a que i b a a emerger desde la b i o l o g í a organísmica en el siglo xx. T a n t o el v i t a l i s m o c o m o el o r g a n i c i s m o se oponen a la reducción de la b i o l o g í a a física y q u í m i c a . A m b a s escuelas m a n t i e n e n que, si bien l a s leyes de la física y la q u í m i c a se pueden a p l i c a r a los o r g a n i s m o s , resultan insuficientes p a r a la plena c o m p r e n s i ó n del fenómeno d e l a vida. E l comportamiento d e u n o r g a n i s m o c o m o un todo integrado no puede ser c o m p r e n d i d o ú n i c a m e n t e desde el estudio de sus partes. C o m o la teoría de sistemas demostraría m á s adelante, el todo es m á s que la s u m a de sus partes. Vitalistas y biólogos organicistas difieren agudamente en sus respuestas a la pregunta de en qué sentido exactamente el todo es más que la s u m a de sus partes. Los primeros aseguran que existe a l g u n a entidad no física, a l g u n a fuerza o c a m p o , que debe s u m a r s e a las leyes de la f í s i c a y la q u í m i c a p a r a la c o m p r e n s i ó n de la v i d a . Los segundos a f i r m a n que el ingrediente a d i c i o n a l es la comprens i ó n de la «organización» o de las «relaciones organizadoras». Puesto que d i c h a s relaciones organizadoras son consustanciales a la estructura f í s i c a del o r g a n i s m o , los biólogos organicistas niegan la necesidad de la existencia de c u a l q u i e r entidad no física s e p a r a d a p a r a la c o m p r e n s i ó n de la v i d a . V e r e m o s m á s adelante c ó m o el concepto de o r g a n i z a c i ó n ha sido refinado hasta el de «autoorganización» en las teorías contemporáneas de los s i s temas vivos y c ó m o el patrón de autoorganización es la clave p a r a la c o m p r e n s i ó n de la naturaleza esencial de la v i d a . Mientras que los biólogos organicistas desafiaban la analogía m e c a n i c i s t a cartesiana tratando de comprender la forma biológica en términos de un m á s a m p l i o significado de la organización, los vitalistas no i b a n en realidad m á s allá del p a r a d i g m a cartesiano. Su lenguaje qLiedaba l i m i t a d o por las m i s m a s imágenes y metáforas; simplemente a ñ a d í a u n a entidad no física c o m o directora o diseñad o r a del proceso de o r g a n i z a c i ó n que desafiaba las explicaciones m e c a n i c i s t a s . La división cartesiana entre mente y cuerpo g u i a b a pues por igual al m e c a n i c i s m o y al vitalismo. C u a n d o los seguidores de Descartes excluían la mente de la biología y concebían el cuerpo c o m o u n a m á q u i n a , el «fantasma en la m á q u i n a » - u t i l i z a n do la frase de Arthur Koestler- 2 1 aparecía en las teorías vitalistas. E l embriólogo a l e m á n H a n s D r i e s c h i n i c i ó l a oposición a l a b i o l o g í a m e c a n i c i s t a a la vuelta del siglo con sus experimentos 45
pioneros con huevos de erizo m a r i n o , que le condujeron a form u l a r la p r i m e r a teoría del vitalismo. C u a n d o D r i e s c h destruía u n a de las células de un embrión en el temprano estadio bicelular, la célula restante se desarrollaba no en medio erizo, sino en un o r g a n i s m o completo, simplemente m á s pequeño. De forma s i m i l a r , o r g a n i s m o s completos m á s pequeños se desarrollaban tras la destrucción de dos o tres células en la fase cuatricelular del e m b r i ó n . D r i e s c h c o m p r e n d i ó que los huevos de erizo m a r i n o h a b í a n hecho lo que n i n g u n a m á q u i n a sería c a p a z de hacer j a m á s : la regeneración de entes completos desde a l g u n a s de sus parles. Para explicar el fenómeno de la autorregulación, D r i e s c h parece haber buscado trabajosamente el patrón de o r g a n i z a c i ó n perdido, 2 2 pero, en lugar de centrarse en el concepto de patrón, postuló un íactor c a u s a l , para el que escogió el término aristotélico entelequia. No obstante, mientras que la entelequia aristotélica es un proceso de autorrealización que unifica materia y forma, la enteleqnia postulada por Driesch sería una entidad separada que actúa sobre el sistema físico sin ser parte del m i s m o . La idea v i l a l i s t a ha sido revivida recientemente de modo m u cho m á s sofisticado por R u p e r S h e l d r a k e , quien postula la existencia de c a m p o s no lisíeos o morfogenéticos («generadores de forma») c o m o agentes causales del desarrollo y mantenimiento de la forma biológica. 2 3
LA BIOLOGÍA ORGANICISTA
A principios del siglo XX los biólogos organicistas, en oposición al m e c a n i c i s m o y al vitalismo, tomaron el problema de la forma biológica con nuevo entusiasmo, elaborando y redefiniendo m u c h o s de los conceptos clave de Aristóteles, Goethe, K a n t y C u v i e r . Algunas de las principales características de lo que hoy l l a m a m o s pensamiento sistémico surgieron de sus extensas reflexiones. 2 4 Ross H a r r i s o n , uno de los exponentes tempranos de la escuela organicista, exploró el concepto de o r g a n i z a c i ó n , que h a b í a ido reemplazando gradualmente la vieja noción de función en fisiología. Este c a m b i o de función a organización representó un desplazamiento del pensamiento mecanicista al sistémico, al ser la función un concepto esencialmente mecanicista. H a r r i s o n identificaba configuración y relación c o m o dos aspectos de la 46
o r g a n i z a c i ó n , unificados subsiguientemente en el concepto de patrón o p a u t a c o m o la c o n f i g u r a c i ó n de relaciones ordenadas. E l b i o q u í m i c o L a w r e n c e H e n d e r s o n influenció con s u temprano uso del término «sistema» p a r a d e n o m i n a r o r g a n i s m o s vivos y sistemas sociales. 2 5 A partir de aquel momento, «sistema» ha venido a definir un todo integrado c u y a s propiedades esenciales surgen de las relaciones entre sus partes, y «pensamiento sistémico» la c o m p r e n s i ó n de un fenómeno en el contexto de un todo superior. E s t a es, en efecto, la r a í z de la p a l a b r a «sistema» que deriva del griego synistánai ( « r e u n i r » , « j u n t a r » , «colocar juntos»). C o m prender las cosas s i s l é m i c a m e n t e s i g n i f i c a literalmente colocarlas en un contexto, establecerla naturaleza de sus relaciones. 2 6 El biólogo Joseph Woodger a f i r m a b a que los o r g a n i s m o s pod r í a n ser descritos completamente en términos de sus elementos q u í m i c o s « m á s sus relaciones organizadoras». E s t a formulación tuvo u n a notable influencia en Joseph N e e d h a m , quien mantuvo que la p u b l i c a c i ó n en 1936 de los Principios biológicos de W o o d ger marcó el fin del debate entre m e c a n i c i s l a s y vitalistas. 2 7 Needh a m , c u y o s primeros trabajos fueron sobre l e m a s de b i o q u í m i c a del desarrollo, estuvo siempre profundamente interesado en las d i m e n s i o n e s filosófica e histórica de la c i e n c i a . E s c r i b i ó múltiples ensayos en defensa del p a r a d i g m a mecanicista, pero posteriormente c a m b i ó para a b r a z a r el punto de vista organicista. « U n a n á l i s i s lógico del concepto de o r g a n i s m o » , e s c r i b í a en 1 9 3 5 , «nos c o n d u c e a la búsqueda de relaciones organizadoras a todos los niveles, altos y bajos, bastos y sutiles, de la estructura viviente.» 28 Más tarde, N e e d h a m a b a n d o n a r í a la biología para convertirse en u n o de los principales historiadores de la c i e n c i a c h i n a y, c o m o tal, en un ferviente defensor de la visión organicista que constituye la base del pensamiento c h i n o . Woodger y m u c h o s otros subrayaron que u n a de las características clave de la organización de los organismos vivos era su n a t u r a l e z a j e r á r q u i c a . Efectivamente, una de las propiedades sobresalientes de toda manifestación de v i d a es la tendencia a constituir estructuras multinivel de sistemas dentro de sistemas. C a d a uno de ellos forma un todo con respecto a sus partes, siendo al m i s m o tiempo parle de un todo superior. Así las células se combin a n p a r a formar tejidos, éstos p a r a formar ó i g a n o s y éstos a su vez p a r a formar organismos. Éstos a su vez existen en el seno de sistemas sociales y ecosistemas. A través de todo el m u n d o viviente nos encontramos con sistemas vivos a n i d a n d o dentro de otros sistemas vivos.
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Desde los albores de la biología organicista estas estructuras m u l t i n i v e l h a n sido d e n o m i n a d a s j e r a r q u í a s . No obstante, este término puede resultar bastante equívoco al derivarse de las j e r a r q u í a s h u m a n a s , estructuras éstas bastante rígidas, de d o m i n a ción y control, y m u y distintas del orden multinivel h a l l a d o en la naturaleza. Es conveniente observar que el importante concepto de red - l a t r a m a de la v i d a - provee u n a nueva perspectiva sobre las d e n o m i n a d a s j e r a r q u í a s de la naturaleza. Algo que los p r i m e r o s pensadores sistémicos a d m i t i e r o n m u y claramente fué la existencia de diferentes niveles de c o m plejidad con diferentes leves operando en c a d a nivel. En efecto, el concepto de « c o m p l e j i d a d organizada» se convirtió en el protagonista del planteamiento sistémico. 2 9 A c a d a nivel de complej i d a d los fenómenos observados evidencian propiedades que no se dan en el nivel inferior. Por ejemplo, el concepto de temperatura, c r u c i a l en t e r m o d i n á m i c a , carece de sentido al nivel de átomos i n d i v i d u a l e s , donde reinan las leyes de la teoría cuántic a . D e l m i s m o m o d o , el sabor del a z ú c a r no está presente en los átomos de c a r b ó n , hidrógeno y oxígeno que lo constituyen. A p r i n c i p i o s de los años veinte, el filósofo C. D. B r o a d a c u ñ ó el término «propiedades emergentes» p a r a estas propiedades que surgen a un cierto nivel de c o m p l e j i d a d pero que no se dan en niveles inferiores.
E L PENSAMIENTO SISTÉMICO
L a s ideas propuestas por los biólogos organicistas durante la p r i m e r a mitad del siglo contribuyeron al n a c i m i e n t o de u n a nueva m a n e r a de p e n s a r - « p e n s a m i e n t o s i s t é m i c o » - en términos de conectividad, relaciones y conlexto. S e g ú n la v i s i ó n sistémica, las propiedades esenciales de un o r g a n i s m o o sistema viviente, son propiedades del todo que n i n g u n a de las partes posee. E m e r g e n de las interacciones y relaciones entre las partes. E s t a s propiedades son destruidas c u a n d o el sistema es diseccionado, ya sea física o teóricamente, en elementos aislados. Si bien podemos d i s c e r n i r partes individuales en todo sistema, estas partes no están aisladas y la naturaleza del conjunto es siempre distinta de la m e r a s u m a de sus partes. La v i s i ó n sistémica de la v i d a se h a l l a a b u n dante y hermosamente ilustrada en los escritos de P a u l W e i s s , quien aportó conceptos sistémicos a las c i e n c i a s de la v i d a desde sus anteriores estudios de ingeniería y dedicó su v i d a entera a ex-
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plorar y defender una concepción completamente o r g a n i c i s t a de la biología. 3 0 La a p a r i c i ó n del pensamiento sistémico constituyó u n a profunda revolución en la historia del pensamiento científico occidental. La c r e e n c i a de que en c a d a sistema complejo el comportamiento del todo puede entenderse completamente desde las propiedades de sus partes, es b á s i c o en el p a r a d i g m a cartesiano. Este era el celebrado método a n a l í t i c o de Descartes, que ha cons------- u n a característica esencial del pensamiento de la c i e n c i a moderna. En el planteamiento analítico o reduccionista, las parles m i s m a s no pueden ser a n a l i z a d a s más allá, a no ser que las red u z c a m o s a partes a ú n m á s pequeñas. De hecho, la c i e n c i a o c c i dental ha i d o a v a n z a n d o así, encontrándose a c a d a paso con un nivel de componentes que no p o d í a n ser m á s a n a l i z a d o s . E l g r a n shock p a r a l a c i e n c i a del siglo x x h a sido l a constatación de que los sistemas no pueden ser c o m p r e n d i d o s por medio del a n á l i s i s . L a s propiedades de las partes no son propiedades i n intrínsecas, sino que sólo pueden ser c o m p r e n d i d a s en el contexto d e u n c o n j u n t o mayor. E n c o n s e c u e n c i a , l a relación entre las parles y el todo ha quedado invertida. En el planteamiento sistémico las propiedades de las partes sólo se pueden comprender desde la organización del conjunto, por lo tanto, el pensamiento sistémico no se concentra en los componentes básicos, s i n o en los p r i n c i pios esenciales de o r g a n i z a c i ó n . El pensamiento sistémico es «contextual», en contrapartida al a n a l í t i c o . A n á l i s i s significa a i s lar algo p a r a estudiarlo y comprenderlo, m i e n t r a s que el pensamiento sistémico encuadra este algo dentro del contexto de un todo superior.
LA FÍSICA CUÁNTICA
La constatación de que los sistemas son totalidades integradas que no pueden ser- c o m p r e n d i d a s desde el a n á l i s i s fue a ú n m á s chocante en física que en biología. Desde Newton, los físicos h a b í a n pensado que todos los fenómenos físicos p o d í a n ser reducidos a las propiedades de sólidas y concretas partículas materiales. En los a ñ o s veinte no obstante, la teoría cuántica les forzó a aceptar el hecho de que los objetos materiales sólidos de la física c l á s i c a se disuelven al nivel subatómico en pautas de probabilidades en forma de ondas. E s t a s pautas o patrones, además, no representan probabilidades de cosas, sino m á s bien de intercone49
xiones. L a s partículas s u b a t ó m i c a s carecen de significado c o m o entidades a i s l a d a s y sólo pueden ser entendidas c o m o interconexiones o correlaciones entre varios procesos de observación y med i c i ó n . En otras palabras, las partículas subatómicas no son «cosas» sino interconexiones entre cosas y éstas, a su vez, son interconexiones entre otras cosas y así sucesivamente. En teoría c u á n t i c a n u n c a t e r m i n a m o s con «cosas», sino que constantemente tratamos con interconexiones. Así es c o m o la f í s i c a c u á n t i c a pone en evidencia que no podemos descomponer el m u n d o en u n i d a d e s elementales independientes. Al desplazar nuestra atención de objetos m a c r o s c ó p i c o s a átomos y partículas subatómicas, la naturaleza no nos muestra componentes aislados, sino que m á s bien se nos aparece c o m o u n a compleja trama de relaciones entre las diversas partes de un todo unificado. C o m o dijera W e r n e r Heisenberg, u n o de los fundadores de la teoría c u á n t i c a : « E l m u n d o aparece entonces c o m o un c o m p l i c a d o tejido de acontecimientos, en el que conexiones de distinta índole alternan o se superponen o se c o m b i n a n , determ i n a n d o así la textura del conjunto.» 3 1 Átomos y moléculas - l a s estructuras descritas por la física c u á n t i c a - constan de componentes. No obstante, estos componentes - l a s partículas s u b a t ó m i c a s - no pueden ser entendidos c o m o entidades aisladas sino que deben ser definidas a través de sus interrelaciones. E n palabras d e H e n r y Stapp: « U n a partícula elemental no es u n a entidad no a n a l i z a b l e con existencia independiente. E s , en esencia, un conjunto de relaciones que se extienden h a c i a otras cosas.» 3 2 En el f o r m a l i s m o de la teoría c u á n t i c a , estas relaciones se expresan en términos de probabilidades y éstas q u e d a n determinadas por la d i n á m i c a de todo el sistema. Mientras que en la mecán i c a c l á s i c a las propiedades y el comportamiento de las partes d e t e r m i n a n las del conjunto, en la m e c á n i c a cuántica la s i t u a c i ó n se invierte: es el todo el que determina el comportamiento de las partes. D u r a n t e los años veinte, la f í s i c a cuántica se debatió en el m i s m o c a m b i o conceptual de las partes al todo que dio lugar a la escuela de la biología organicista. De hecho, probablemente los biólogos hubiesen encontrado m u c h o m á s difícil superar el mec a n i c i s m o cartesiano de no haberse colapsado éste tan espectacularmente c o m o lo hizo en el c a m p o de la física, en el que el par a d i g m a cartesiano h a b í a i m p e r a d o a lo largo de tres siglos. Heisenberg vio el c a m b i o de las partes al todo corno el aspecto 50
central de esa revolución conceptual y quedó tan i m p r e s i o n a d o por él que tituló su autobiografía Der Teil und das Ganze ( L a par-- v el todo). 33
LA PSICOLOGÍA GESTALT
Mientras los p r i m e r o s biólogos organicistas l u c h a b a n con el problema de la f o r m a o r g á n i c a y debatían los méritos relativos al m e c a n i c i s m o y al v i t a l i s m o , los psicólogos a l e m a n e s desde el principio contribuyeron a l diálogo. 3 4 L a palabra a l e m a n a p a r a d e n o m i n a r la forma o r g á n i c a es gestalt (a diferencia de form, que denota aspecto inmanente) y el m u y discutido tema de la forma o r g á n i c a era conocido c o m o el gestaltproblem en aquellos tiempos. A la vuelta del siglo, el filósofo C h r i s t i a n von E h r e n felds fue el p r i m e r o en usar gestalt en el sentido de u n a pauta perceptual irreductible, sentido que i m p r e g n a b a la escuela de psicología Gestalt. E h r e n f e l s caracterizaba la gestalt a f i r m a n do que el todo es m á s que la s u m a de las partes, lo que se convertiría en la fórmula clave de los pensadores sistémicos m á s adelante. 3 5 Los psicólogos Gestalt, liderados por Max W e r t h e i m e r y Wolfgang K ö h l e r , veían la existencia de lodos irreductibles c o m o un aspecto clave de la percepción. L o s organismos vivos, afirmaban, perciben no en términos de elementos ¿lisiados, sino de patrone perceptuales integrados, conjuntos organizados dotados de significado, que exhiben cualidades ausentes en sus partes. La noción de patrón estuvo s i e m p r e i m p l í c i t a en los escritos de los psicólogos Gestalt, quienes a m e n u d o u s a b a n la analogía de un l e m a m u s i c a l que puede ser interpretado en diferentes tonos s i n perder por ello sus prestaciones esenciales. C o m o los biólogos organicistas, los psicólogos gestalt veían su escuela de pensamiento c o m o u n a tercera v í a m á s allá del m e c a n i c i s m o y el vitalismo. La escuela Gestalt hizo contribuciones substanciales a la psicología, especialmente en el estudio y aprendizaje de la naturaleza de las asociaciones. V a r i a s décadas después, ya en los sesenta, su planteamiento holístico de la psicología d i o lugar a la correspondiente escuela de psicoterapia conocida c o m o terapia Gestalt, que enfatiza la integración de las experienc i a s personales en conjuntos significativos. 3 6 D u r a n t e la R e p ú b l i c a de W e i m a r de la A l e m a n i a de los años veinte, tanto la biología organicista c o m o la psicología Gestalt 51
formaron parte de u n a corriente intelectual m a y o r que se veía a sí m i s m a c o m o un m o v i m i e n t o de protesta contra la creciente fragmentación y a l i e n a c i ó n de la naturaleza h u m a n a . T o d a la c u l t u r a W e i m a r se caracterizaba por su aspecto a n t i m e c a n i c i s t a , por su « h a m b r e de totalidad». 3 7 La biología organicista, la psicología Gestalt, la ecología y m á s adelante la teoría general de sistem a s , surgieron de este holístico zeitgeist.*
sencadenó un vivo debate, que se prolongó durante m á s de u n a década hasta que el ecólogo botánico británico A. G. T a n s l e y refutó la n o c i ó n de superorganismo y a c u ñ ó el término «ecosistema» p a r a d e s c r i b i r a las c o m u n i d a d e s de a n i m a l e s y plantas. El concepto de ecosistema - d e f i n i d o hoy en d í a c o m o « u n a c o m u nidad de o r g a n i s m o s y su entorno físico, i n t e r a c l u a n d o c o m o u n a u n i d a d ecológica»- 4 1 conformó todo el pensamiento ecológico subsiguiente y promovió u n a a p r o x i m a c i ó n sistémica a la ecología.
ECOLOGÍA
El término «biosfera» fue u t i l i z a d o por p r i m e r a vez a finales del siglo x i x por el geólogo austríaco E d u a r d Suess p a r a describir la capa de v i d a que rodea la T i e r r a . Unas décadas después, el geoq u í m i c o r u s o V l a d í m i r V e r n a d s k i desarrollaba el concepto hasta una completa teoría en su libro pionero titulado Biosfera.'1'2 Apoyándose en las ideas de Goethe, H u m b o l t y S u e s s , V e r n a d s k y veía la vida c o m o u n a «fuerza geológica» que en parte creaba y en parle controlaba el entorno planetario. De entre todas las teorías tempranas sobre la T i e r r a viviente, la de V e r n a d s k y es la que m á s se acerca a la contemporánea teoría G a i a desarrollada por James Lovelock y L y n n Margulis en los años setenta. 43
Mientras que los biólogos organicistas se encontraban con la totalidad irreductible en los o r g a n i s m o s , los físicos cuánticos en los fenómenos atómicos y los psicólogos gestalt en la percepc i ó n , los ecólogos la hallaban en sus estudios de c o m u n i d a d e s de a n i m a l e s y plantas. La nueva c i e n c i a de la ecología emergió de la escuela organicista de biología durante el siglo xix, c u a n d o los biólogos c o m e n z a r o n a estudiar c o m u n i d a d e s de organismos. La ecología - d e l griego oikos ( « c a s a » ) - es el estudio del H o g a r T i e r r a . Más concretamente, es el estudio de las relaciones que v i n c u l a n a todos los m i e m b r o s de este H o g a r T i e r r a . El término fue a c u ñ a d o en 1866 por el biólogo a l e m á n E r n s t H a e c k e l , quien la definió c o m o «la c i e n c i a de las relaciones entre el o r g a n i s m o y el m u n d o exterior que le rodea.» 3 8 En 1909 la palabra umwelt («entorno») fue utilizada por p r i m e r a vez por el biólogo báltico y pionero ecológico Jakob von Uexküll. 3 9 En los años veinte, los ecólogos centraban su atención en las relaciones funcionales en el seno de c o m u n i d a d e s de a n i m a l e s y plantas. 4 0 En su libro pionero Animal Ecology, C h a r l e s E l t o n i n troducía los conceptos de cadenas y ciclos tróficos, contemplando las relaciones nutricionales c o m o el p r i n c i p i o organizador p r i n c i p a l en el seno de las c o m u n i d a d e s biológicas. Puesto que el lenguaje utilizado por los primeros ecólogos no era m u y distinto del de la biología organicista, no resulta sorprendente que comparasen c o m u n i d a d e s biológicas con organ i s m o s . Por ejemplo, Frederic Clements, un ecólogo botánico a m e r i c a n o pionero en el estudio de la sucesión, veía las c o m u n i dades de plantas c o m o «superorganismos». E s t e concepto de-
* En alemán en el original: zeitgeist, espíritu de un tiempo, inteligencia compartida en una determinada época. (N. del T.)
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La nueva c i e n c i a de la ecología enriqueció el emergente pensamiento sistémico introduciendo dos nuevos conceptos: c o m u nidad y red. Al contemplar la c o m u n i d a d ecológica c o m o un conjunto de o r g a n i s m o s ligados en un todo funcional por sus m u t u a s relaciones, los ecólogos facilitaron el c a m b i o de atención de los organismos h a c i a las c o m u n i d a d e s y en general, aplicando conceptos s i m i l a r e s a distintos niveles de los sistemas. S a b e m o s hoy que la m a y o r í a de los organismos no sólo son m i e m b r o s de c o m u n i d a d e s ecológicas, sino que son también complejos ecosistemas en sí m i s m o s , conteniendo huestes de organismos m á s pequeños dotados de considerable a u t o n o m í a , pero inlegrados a r m o n i o s a m e n t e en un todo funcional. H a y pues tres rlases de sistemas vivos: o r g a n i s m o s , partes de organismos y c o m u n i d a d e s de organismos; todos ellos totalidades integradas cuyas propiedades esenciales surgen de las interacciones e interdependencia de sus partes. A lo largo de miles de m i l l o n e s de años de evolución, m ú l t i ples especies han ido tejiendo c o m u n i d a d e s tan estrechas que el sistema se a s e m e j a a un enorme, m u l t i c r i a t u r a l organismo. 4 4 Abejas y h o r m i g a s , por ejemplo, son incapaces de sobrevivir a i s ladamente pero en m a s a , a c t ú a n casi c o m o las células de un c o m plejo o r g a n i s m o dotado de inteligencia colectiva y c a p a c i d a d de 53
adaptación m u y superior a l a s de sus m i e m b r o s individuales. U n a estrecha c o o r d i n a c i ó n de actividades s i m i l a r se da en la s i m biosis entre distintas especies, donde de nuevo los sistemas resultantes tienen las características de un organismo único. 4 3
pero esto no es más que una proyección h u m a n a . En la naturale-
Desde los p r i n c i p i o s de la ecología, las c o m u n i d a d e s ecológicas fueron concebidas c o m o entidades constituidas por organismos v i n c u l a d o s por redes a través de relaciones nutricionales. E s t a idea se repite en los escritos de los naturalistas del siglo xix y c u a n d o las cadenas a l i m e n t a r i a s y los ciclos tróficos e m p i e z a n a ser estudiados en los años veinte, estas nociones se expanden rápidamente hasta el concepto contemporáneo de redes de alimento.
Vuelto c a d a vez m á s importante en ecología. C o m o d i j o el ecólogo
La «trama de la vida» es, desde luego, u n a antigua idea que ha s i d o utilizada por poetas, filósofos y m í s t i c o s a través de los tiempos p a r a c o m u n i c a r su percepción del entretejido y la interdependencia de todos los fenómenos. U n a de sus m á s bellas expresiones se encuentra en el d i s c u r s o atribuido al Jefe Seattle, que constituye el motto de este libro.
vida.
za no hay un «arriba» ni un «abajo» ni se d a n j e r a r q u í a s . S ó l o h a y redes dentro de redes. Durante las ú l t i m a s décadas la perspectiva de redes se ha Bernard Patten en sus conclusiones finales en u n a reciente conferencia sobre redes ecológicas: « L a ecología es redes... C o m p r e n der los ecosistemas será en definitiva c o m p r e n d e r las redes.» 4 7 Efectivamente, en la segunda m i t a d del siglo el concepto de red ha sido clave p a r a l o s recientes a v a n c e s en la c o m p r e n s i ó n científica, no sólo de los ecosistemas, sino de la m i s m a naturaleza de la
A m e d i d a que el concepto de red fue adquiriendo m a y o r relev a n c i a en ecología, los pensadores sistémicos empezaron a aplicar los modelos de redes a todos los niveles sistémicos, contemplando a los organismos c o m o redes de células, órganos y sistemas de órganos, al igual que los ecosistemas son entendidos c o m o redes de o r g a n i s m o s i n d i v i d u a l e s . Consecuentemente, los flujos de materia y energía a través de los ecosistemas se perciben c o m o la c o n t i n u a c i ó n de las v í a s metabólicas a través de los organismos. La visión de los sistemas vivos c o m o redes proporciona u n a nueva perspectiva sobre las l l a m a d a s j e r a r q u í a s de la naturalez a . 4 6 Puesto que los sistemas vivos son redes a todos los niveles, debemos v i s u a l i z a r la t r a m a de la v i d a c o m o sistemas vivos (redes) interactuando en f o r m a de red con otros sistemas (redes). Por ejemplo, podemos representar esquemáticamente un ecosistema c o m o u n a red con unos cuantos nodos. C a d a nodo representa un o r g a n i s m o y a m p l i a d o aparecerá como otra red. C a d a nodo en la n u e v a red representará un órgano, que a su vez aparec e r á c o m o u n a r e d al ser a m p l i a d o y así sucesivamente. En otras p a l a b r a s , la trama de la v i d a está constituida por redes dentro de redes. En c a d a escala y bajo un escrutinio m á s cerc a n o , los nodos de u n a red se revelan c o m o redes m á s pequeñas. T e n d e m o s a organizar estos sistemas, todos ellos a n i d a n d o en sistemas mayores, en un esquema j e r á r q u i c o situando los m a y o res por e n c i m a de los menores a modo de p i r á m i d e invertida,
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3. LA TEORÍA DE SISTEMAS
En los años treinta, la mayoría de los criterios clave del pensamiento sistémico habían sido ya formulados por los biólogos organieistas, los psicólogos de la Gestalt y los ecólogos. En lodos estos campos, el estudio de los sistemas vivos -organismos, partes de organismos y comunidades de organismos- había conducido a los científicos a la misma nueva manera de pensar en términos de conectividad. relaciones y contexto. Este nuevo pensamiento se veía además reforzado por los descubrimientos revolucionarios de la física cuántica en el reino de los átomos y las partículas subatómicas.
L O S CRITERIOS DEL PENSAMIENTO SISTÉMICO
V a l e q u i z á s la pena en este punto r e s u m i r las características esenciales del pensamiento sistémico. El p r i m e r y m á s general criterio es el c a m b i o de l a s partes al todo. L o s sistemas vivos son totalidades integradas c u y a s propiedades no pueden ser r e d u c i das a las de sus partes m á s pequeñas. S u s propiedades esenciales o «sistémicas» son propiedades del conjunto, que n i n g u n a de las partes tiene por sí sola. E m e r g e n de las «relaciones organizadoras» entre las partes, es decir, de la configuración de relaciones ordenadas que caracteriza aquella clase específica de o r g a n i s m o s o sistemas. L a s propiedades sistémicas quedan destruidas c u a n do el sistema se d i s e c c i o n a en elementos aislados. Otro criterio básico del pensamiento sistémico sería la h a b i l i dad p a r a focalizar la atención alternativamente en distintos niveles sistémicos. A través del m u n d o viviente nos encontramos con sistemas dentro de sistemas. Mediante la aplicación de los m i s mos conceptos a los distintos niveles de sistemas - p o r ejemplo, el 56
concepto de estrés en un o r g a n i s m o , u n a c i u d a d o u n a economía-, podemos obtener a m e n u d o importantes percepciones. P o r otro lado, cabe a d m i t i r también que, en general, a distintos n i v e sistémicos corresponden distintos niveles d e c o m p l e j i d a d . E n cada nivel, los fenómenos observados poseen propiedades que no se dan a niveles inferiores. L a s propiedades sistémicas de un n i vel concreto reciben el n o m b r e de propiedades «emergentes», puesto que emergen precisamente en aquel nivel. En el c a m b i o del pensamiento m e c a n i c i s t a al pensamiento sistémico, la relación entre las partes y el todo queda invertida. La ciencia cartesiana c r e í a que en todo sistema complejo el comportamiento del conjunto podía ser a n a l i z a d o en términos de las propiedades de sus partes. La c i e n c i a sistémica demuestra que los sistemas vivos no pueden ser c o m p r e n d i d o s desde el a n á l i s i s . L a s propiedades de las partes no son propiedades intrínsecas y sólo pueden entenderse desde el conlexto del todo m a y o r . Por tanto, el pensamiento sistémico es un pensamiento «contextual», y puesto 4 que la e x p l i c a c i ó n en términos de contexto s i g n i f i c a la explicación en términos de entorno, podemos también a f i r m a r que el pensamiento sistémico es un pensamiento m e d i o a m b i e n t a l . E n ú l t i m a i n s t a n c i a - c o m o l a física c u á n t i c a demostró tan espec l a c u l a r m e n l e - no hay partes en absoluto. Lo que d e n o m i n a mos parte, es meramente un patrón dentro de u n a inseparable red de relaciones. P o r tanto, el c a m b i o de las partes al todo puede también ser contemplado como el c a m b i o de objetos a relaciones. En cierto m o d o , se trata de un c a m b i o de esquemas, de d i a g r a m a s . E n l a v i s i ó n m e c a n i c i s t a e l m u n d o e s u n a colección d e objetos. É s tos, por supuesto, interactúan y aquí y allá aparecen relaciones entre ellos, pero éstas son s e c u n d a r i a s , c o m o ilustra esquemáticamente la figura 3 - 1 A. En la v i s i ó n s i s t é m i c a vemos que los objetos en sí m i s m o s son redes de relaciones i n m e r s a s en redes mayores. P a r a el pensador sistémico las relaciones son prioritarias. L a s fronteras entre patrones discernibles («objetos») son s e c u n d a r i a s , c o m o ilustra, también d e modo m u y s i m p l i f i c a d o , l a figura 3 - 1 B . La percepción del m u n d o viviente c o m o u n a red de relaciones ha convertido el pensamiento en términos de redes -expresado m á s elegantemente en a l e m á n c o m o vernetzes Denken- en otra de las características fundamentales del pensamiento sistémico. E s t e «pensamiento en redes» ha influenciado, no sólo nuestra v i s i ó n de la naturaleza, sino también el modo en el que h a b l a m o s del c o n o c i m i e n t o científico. D u r a n t e milenios, los científicos y filósofos occidentales han usado la metáfora del conocimiento 57
En el el nuevo pensamiento sistémico, la metáfora del c o n o c i miento c o m o construcción q u e d a r e e m p l a z a d a por la de la red. Al percibir la r e a l i d a d c o m o u n a r e d de relaciones, nuestras descripciones f o r m a n t a m b i é n u n a red interconectada de conceptos y modelos en la que no existen c i m i e n t o s . P a r a la m a y o r í a de científicos, esta v i s i ó n del c o n o c i m i e n t o c o m o red s i n c i m i e n t o s firmes resulta a ú n s u m a m e n t e inquietante. Pero, a m e d i d a que el planteamiento de red se expanda por la c o m u n i d a d científica, la idea del c o n o c i m i e n t o c o m o red encontrará sin d u d a u n a creciente aceptación. A
B Figura 3-1
El c a m b i o de esquemas de objetos a relaciones.
c o m o un edificio, junto con m u c h a s otras metáforas arquitectónicas derivadas de la p r i m e r a . 1 H a b l a m o s de leyes fundamentales, p r i n c i p i o s fundamentales, componentes básicos y d e m á s , afirm a n d o que el edificio de la c i e n c i a debe ser construido sobre firmes cimientos. C a d a vez que se p r o d u c í a u n a revolución científica mayor, se v e í a n temblar los cimientos de la c i e n c i a . Descartes esc r i b í a en su Discurso del método: Mientras que las [ciencias] tomen prestados sus principios a la filosofía, considero que nada sólido podrá ser edificado sobre tan inestables cimientos. 2 Trescientos años m á s tarde, Heisenberg e s c r i b í a en su Física y filosofía que los cimientos de la física c l á s i c a , es decir del propio edificio construido por Descartes, temblaban: La violenta reacción ante el reciente desarrollo de la física moderna, sólo puede entenderse desde la percepción de que los mismos cimientos de la física han empezado a moverse y que este movimiento ha provocado la sensación de que el suelo va a desaparecer bajo los pies de la ciencia. 3 E n s u autobiografía, E i n s l e i n describe sus sensaciones e n térm i n o s m u y s i m i l a r e s a los de Heisenberg: F u e como si la tierra hubiese desaparecido bajo nuestros pies, s i n tener ningún cimiento firme a la vista sobre el que poder construir. 4 58
La n o c i ó n de conocimiento científico c o m o red de conceptos y modelos, en la que no hay partes m á s fundamentales que otras, fue f o r m a l i z a d a en f í s i c a por Geoffrey C h e w en su filosofía bootstrap* en los a ñ o s setenta. 5 E s t a filosofía no sólo a b a n d o n a la idea de componentes básicos de materia, sino que refuta c u a l q u i e r tipo de entidades fundamentales, no aceptando n i n g u n a constante, ley o e c u a c i ó n fundamental. El universo material es visto como u n a red d i n á m i c a d e acontecimientos interrelacionados. N i n g u n a de las propiedades de n i n g u n a parte de la red es fundamental; todas se derivan de las propiedades de las d e m á s partes y la consistencia total de sus interrelaciones determina la estructura de toda la red. C u a n d o este planteamiento es a p l i c a d o a la c i e n c i a c o m o un todo, ello i m p l i c a que la física ya no se puede considerar c o m o el nivel m á s fundamental de la c i e n c i a . L o s fenómenos descritos por la f í s i c a ya no son m á s importantes que los descritos por la biología o la psicología, por ejemplo. Pertenecen a distintos niveles sistémicos pero n i n g u n o de ellos es m á s fundamental que otro. Otra i m p l i c a c i ó n importante de la v i s i ó n de la realidad c o m o u n a red inseparable de relaciones, a í e c t a al concepto tradicional d e l a objetividad científica. E n e l p a r a d i g m a científico cartesiano, las descripciones son consideradas objetivas, es decir, independientes del observador h u m a n o y del proceso de conocimiento. El nuevo p a r a d i g m a i m p l i c a qué l a epistemología - l a comprensión del proceso de c o n o c i m i e n t o - debe ser i n c l u i d a explícitamente en la d e s c r i p c i ó n de los fenómenos naturales. Este reconocimiento entra en la c i e n c i a de la m a n o de W e r n e r Heisenberg y está í n t i m a m e n t e relacionado con la visión de la * Para mayor clarificación sobre este punto, ver nota del traductor en c a pítulo 5. (N. del T.)
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realidad Tísica c o m o u n a red de relaciones. Si i m a g i n a m o s la red reflejada e n l a figura 3 - 1 B c o m o m u c h o m á s i n t r i n c a d a , quizás p a r e c i d a de algún modo a la m a n c h a de tinta del test de Rorsc h a c h , podemos comprender fácilmente que a i s l a r un patrón dentro de esta c o m p l e j a red d i b u j a n d o u n a frontera aleatoria a su alrededor y d e n o m i n a r l o un «objeto» resulta un tanto arbitrario. Efectivamente, esto es lo que sucede cuando nos referimos a objetos de nuestro entorno. P o r ejemplo, c u a n d o vemos u n a red de relaciones entre hojas, r a m i t a s , r a m a s y tronco, la d e n o m i n a mos «árbol». Al d i b u j a r un árbol, la m a y o r í a de nosotros olvidará las raíces, si bien éstas son a m e n u d o tanto o más extensas que las partes del árbol que vemos. En un bosque, a d e m á s , las raíces de todos sus árboles están entremezcladas, formando u n a densa red subterránea en la que no existen fronteras precisas entre árboles individuales. D i c h o brevemente, lo que denominamos árbol depende de nuestras percepciones. Depende, c o m o decimos en ciencia, de nuestro método, de nuestra observación y de nuestras mediciones. En palabras de Heisenberg: « L o que observamos, no es la naturaleza en sí m i s m a , sino la naturaleza expuesta a nuestro método de observación.» 6 Así pues, el pensamiento sistémico comporta un c a m b i o de ciencia objetiva a ciencia «epistémica», a un marco en el que la epistemología - « e l método de c u e s t i o n a r » - se convierte en parte integrante de las teorías científicas. L o s criterios del pensamiento sistémico descritos en este breve s u m a r i o s o n interdependientes. La naturaleza es p e r c i b i d a c o m o u n a red interconectada de relaciones, en la que la identific a c i ó n de patrones específicos c o m o «objetos» depende del observador h u m a n o y del proceso de conocimiento. E s t a r e d de relaciones es descrita en términos de su correspondiente red de conceptos y modelos, n i n g u n o de los cuales es m á s l u n d a m e n t a l que otro. E s t a novedosa a p r o x i m a c i ó n a la c i e n c i a plantea de i n m e d i a to u n a importante cuestión. Si todo está conectado c o n todo, ¿ c ó m o podemos esperar comprender algo j a m á s ? Puesto que todos los fenómenos están interconectados, para explicar c u a l q u i e ra de ellos precisaremos comprender todos los demás, lo que obviamente resulta imposible. Lo que convierte el planteamiento sistémico en una c i e n c i a es el descubrimiento de que existe el conocimiento a p r o x i m a d o . E s t a percepción resulta c r u c i a l p a r a la totalidad de la c i e n c i a m o derna. El viejo p a r a d i g m a se basa en la creencia cartesiana de la 60
certitud del conocimiento científico. En el nuevo p a r a d i g m a se admite que lodos los conceptos y teorías científicas son l i m i t a d o s y aproximados; l a c i e n c i a n u n c a puede facilitar u n a c o m p r e n s i ó n completa y definitiva. Esto se puede ilustrar fácilmente con un s i m p l e experimento que se efectúa frecuentemente en cursos introductorios de física, l'.l profesor deja caer un objeto desde u n a determinada altura y muestra a sus a l u m n o s c o n u n a s i m p l e fórmula de f í s i c a newtoniana c ó m o c a l c u l a r el tiempo que tarda el objeto en llegar al suelo. Como en la m a y o r í a de la f í s i c a newtoniana, los c á l c u l o s despreciarán la resistencia del aire y no serán por tanto exactos. Efectivamente, si el objeto fuese u n a p l u m a de ave, el experimento simplemente no f u n c i o n a r í a . El profesor puede darse por satisfecho con esta « p r i m e r a a p r o x i m a c i ó n » o puede a v a n z a r un paso y tomar en consideración la resistencia del aire, introduciendo más datos en la fórmula. E l resultado - l a segunda a p r o x i m a c i ó n - será m á s ajustado que el p r i m e r o , pero no será a ú n exacto, ya que la resistencia del Aire depende de su temperatura y presión. Si el profesor es realmente a m b i c i o s o , propondrá u n a nueva f ó r m u l a , m u c h o m á s c o m p l i c a d a , que tendrá en cuenta estas variables y d a r á c o m o resultado u n a tercera a p r o x i m a c i ó n . No obstante, la resistencia del aire depende no sólo de su temperatura y presión, sino también de la convección, es decir, de la circulación de las partículas de aire a g r a n escala dentro de la habitación. L o s a l u m n o s podrán observar que esta convección puede e s t a r i n f l u i d a por u n a ventana abierta, por sus patrones de respiración, etc. Llegado a este punto, el profesor detendrá probablemente el proceso de mejora de las a p r o x i m a c i o n e s por pasos sucesivos. E s t e sencillo ejemplo demuestra c ó m o la c a í d a de un objeto está conectada de múltiples m a n e r a s a su entorno y en última instancia al resto del universo. No importa cuántas conexiones lomemos en consideración p a r a describir un fenómeno, siempre estaremos obligados a excluir otras. Por tanto, los científicos j a m á s pueden tratar con la verdad, en el sentido de u n a correspondencia p r e c i s a entre la descripción y el fenómeno descrito. En c i e n c i a tratamos siempre con descripciones a p r o x i m a d a s de la realidad. E s t o puede parecer frustrante, pero p a r a los pensadores sistémicos el hecho de que p o d a m o s obtener un conocimiento a p r o x i m a d o sobre u n a red i n f i n i t a de patrones interconectados es u n a fuente de c o n f i a n z a y fortaleza. L o u i s Pasteur lo expuso magníficamente:
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La ciencia avanza a través de respuestas tentativas hacia una serie de cuestiones más y más sutiles, que alcanzan más y más profundidad en la esencia de los fenómenos naturales. 7
PENSAMIENTO PROCESAL
T o d o s los conceptos sistémicos discutidos hasta este punto pueden ser vistos c o m o diferentes aspectos de una gran r a m a del pensamiento sistémico, que p o d r í a m o s d e n o m i n a r pensamiento contextual. H a y otra r a m a de igual i m p o r t a n c i a que de algún m o d o surge en la c i e n c i a de finales del siglo xx. E s t a segunda r a m a es el pensamiento procesal. En el m a r c o m e c a n i c i s t a de la c i e n c i a cartesiana hay estructuras fundamentales y luego hay i u e r z a s y m e c a n i s m o s a través de los cuales éstas interactúan, dando lugar a los procesos. En la c i e n c i a sistémica c a d a estructura es vista c o m o la manifestación de procesos subyacentes. El pensamiento sistémico siempre es pensamiento procesal. En el desarrollo del pensamiento sistémico durante la p r i m e ra mitad del siglo, el aspecto procesal fue enfatizado por p r i m e r a vez por el biólogo austríaco L u d w i g v o n Bertalanffy a finales de los años treinta y explorado en m a y o r escala en la cibernética de los años cuarenta. U n a vez que los cibernéticos hubieron convertido los circuitos de retroalimentación y otros patrones d i n á m i cos en el sujeto central de sus investigaciones científicas, los ecólogos empezaron a estudiar los flujos c í c l i c o s de materia y energía a través de los ecosistemas. El texto Ecología: bases científicas para un nuevo paradigma de E u g e n e O d u m por e j e m p l o , que influenció a toda u n a generación de ecólogos, describe los ecosistemas en términos de simples d i a g r a m a s de flujos. 8 P o r supuesto, al igual que el pensamiento sistémico, el pensamiento procesal ha tenido sus precursores, i n c l u s o en la G r e c i a antigua. Efectivamente, en el alba de la c i e n c i a occidental nos e n contramos con el célebre dicho de Heráclito: « T o d o fluye.» D u rante los años veinte, el matemático y filósofo inglés Alfred N o r l h W h i t e h e a d f o r m u l a b a u n a filosofía básicamente orientada h a c i a el proceso. 9 En la m i s m a época el fisiólogo Walter C a n n o n retom a b a de C l a u d e B e r n a r d el p r i n c i p i o de constancia del «medio interno» de un o r g a n i s m o y lo m a t i z a b a hasta llegar al concepto de homeostasis: el m e c a n i s m o autorregulador que permite a los organismos mantenerse en un estado de equilibrio d i n á m i c o con sus variables fluctuando dentro de límites de tolerancia. 1 0 62
Mientras tanto, detallados estudios experimentales sobre las células dejaban claro que el m e t a b o l i s m o de la célula viva c o m b i na orden y actividad de un m o d o que no puede ser descrito por la ciencia m e c a n i c i s t a . I n v o l u c r a m i l e s de reacciones q u í m i c a s , que se producen simultáneamente p a r a transformar los nutrientes de la célula, sintetizar s u s estructuras básicas y e l i m i n a r los producios d e desecho. E l metabolismo e s u n a actividad c o n t i n u a , c o m pleja y altamente o r g a n i z a d a . La filosofía procesal de W h i t e h e a d , el concepto de homeostasis de C a n n o n y el trabajo experimental sobre metabolismo, ejercieron u n a fuerte influencia sobre L u d w i g v o n Bertalanffy, llevándole a la f o r m u l a c i ó n de u n a nueva teoría de los «sistemas abiertos». M á s tarde, durante los años cuarenta, Bertalanffy a m plió su m a r c o intentando c o m b i n a r los distintos conceptos del pensamiento sistémico y de la biología organicista en u n a teoría formal de los sistemas vivos.
TEKTOLOGÍA
N o r m a l m e n t e se a d j u d i c a a L u d w i g von Bertalanffy la p r i m e ra f o r m u l a c i ó n de un m a r c o teórico comprensible p a r a describir los p r i n c i p i o s de o r g a n i z a c i ó n de los sistemas vivos. S i n embargo, veinte o treinta años antes de que publicase sus p r i m e r o s escritos sobre su «teoría general de los sistemas», Alexander Bogdanov, médico, investigador, filósofo y economista ruso, desarrolló u n a teoría de sistemas de i g u a l sofisticación y alcance que, desafortunadamente, e s a ú n m u y poco c o n o c i d a fuera d e R u s i a . ' ' B o g d a n o v l l a m ó a su teoría «tektología», del griego tekton («constructor»), lo que p o d r í a ser traducido c o m o «la c i e n c i a de las estructuras». El objetivo p r i n c i p a l de Bogdanov era c l a r i f i c a r v generalizar los p r i n c i p i o s de o r g a n i z a c i ó n de todas las estructuras vivientes y no vivientes: La tektología deberá clarificar los modos de organización que parecen existir en la actividad natural y humana; luego deberá generalizar y sistematizar estos modos; más adelante deberá explicarlos, es decir, proponer esquemas abstractos de sus tendencias y leyes... La tektología trata de las experiencias organizadoras, no de este o aquel campo especializado, sino de todos ellos en conjunto. En otras palabras, abarca la materia protagonista de todas las otras ciencias. 1 2 63
La tektología constituyó el p r i m e r intento en la historia de la c i e n c i a de llegar a u n a f o r m u l a c i ó n s i s t é m i c a de los p r i n c i p i o s de o r g a n i z a c i ó n operantes en los sistemas vivos y no v i v o s . ' 3 Anticipó el m a r c o conceptual de la teoría general de sistemas de L u d wig von Bertalanífy, i n c l u y e n d o a d e m á s v a r i a s ideas importantes que fueron f o r m u l a d a s cuatro décadas m á s tarde, en distinto lenguaje, como p r i n c i p i o s clave de la cibernética de Norbert W i e n e r y Ross Ashby. 1 4 E l objetivo d e Bogdanov era formular u n a «ciencia universal de la o r g a n i z a c i ó n » . D e f i n í a la forma organizadora c o m o la «totalidad de conexiones entre elementos sistémicos», lo que resulta virtualmente idéntico a nuestra definición contemporánea de patrón de organización. 1 5 I n t e r c a m b i a n d o los términos «complejo» y «sistema», Bogdanov d i s t i n g u í a tres clases de sistemas: complej o s organizados, donde el todo es m a y o r que la s u m a de sus partes; complejos desorganizados, donde el todo es m e n o r que la s u m a de sus partes, y complejos neutros, donde las actividades organizadoras y desorganizadoras se c a n c e l a n mutuamente. La estabilidad y desarrollo de todo sistema pueden ser c o m prendidos, según Bogdanov, en términos de dos m e c a n i s m o s organizadores básicos: formación y regulación. E s t u d i a n d o a m b a s formas de d i n á m i c a organizadora e ilustrándolas con numerosos ejemplos de sistemas naturales y sociales, Bogdanov explora var i a s ideas clave seguidas por los biólogos organicistas y por los c i bernéticos. La d i n á m i c a de f o r m a c i ó n consiste en la c o n j u n c i ó n de c o m plejos a través de varios tipos de v í n c u l o s , que Bogdanov a n a l i z a con g r a n detalle. E n f a t i z a en p a r t i c u l a r que la tensión entre c r i s i s y t r a n s f o r m a c i ó n es c r u c i a l en la f o r m a c i ó n de sistemas complej o s . Adelantándose al trabajo de Ilva Prigogine," 1 Bogdanov demuestra c ó m o la c r i s i s organizadora se manifiesta c o m o un colapso del e q u i l i b r i o sistémico existente, representando al m i s m o tiempo u n a t r a n s i c i ó n organizadora h a c i a un nuevo estado de equilibrio. Al d e f i n i r l a s categorías de c r i s i s , Bogdanov llega i n c l u so a a n t i c i p a r el concepto de catástrofe desarrollado por el matemático francés R e n é T h o m , que es un ingrediente clave de las a c tualmente emergentes nuevas matemáticas de la complejidad. 1 7 Al i g u a l que Bertalanffy, Bogdanov reconoce que los sistemas vivos son sistemas abiertos que operan lejos del equilibrio y estud i a cuidadosamente sus procesos de regulación y autorregulac i ó n . Un sistema que no precisa de regulación externa ya que se autorregula, es el d e n o m i n a d o «birregulador» en el lenguaje de 64
Bogdanov. Utilizando el ejemplo del motor a vapor, c o m o h a r í a n los cibernéticos varias décadas después, B o g d a n o v describe esencialmente el m e c a n i s m o definido c o m o r e t r o a l i m e n t a c i ó n * por Norbert W i e n e r , concepto que sería básico p a r a la cibernética. 1 8 Bogdanov no intentó f o r m u l a r sus ideas matemáticamente, pero contempló el futuro desarrollo de un « s i m b o l i s m o tektónico» abstracto, u n a nueva clase de matemáticas capaces de a n a l i zar las pautas de o r g a n i z a c i ó n que h a b í a descubierto. M e d i o s i glo después, tales matemáticas h a n emergido ciertamente. 1 9 Tektología, el libro pionero de\Bogdanov) fue p u b l i c a d o en R u s i a e n tres volúmenes entre 1 9 1 2 y 1 9 1 7 . U n a e d i c i ó n a l e m a n a fue p u b l i c a d a y a m p l i a m e n t e revisada en 1 9 2 8 . No obstante, se conoce m u y poco en Occidente sobre esta p r i m e r a versión de u n a teoría general de los sistemas, precursora de la cibernética. I n c l u so en la Teoría general de sistemas de L u d w i g von B e r t a l a n f í y , publicada en 1968 y que i n c l u y e u n a s e c c i ó n d e d i c a d a a la historia de la teoría de sistemas, no se encuentra m e n c i ó n a l g u n a de la obra de Bogdanov. Cuesta entender c ó m o Bertalanffy, que public a b a todos sus trabajos originales en a l e m á n y l e í a m u c h í s i m o en este i d i o m a , no d i o con la obra de Bogdanov. 2 0 Bogdanov fue a m p l i a m e n t e malentendido entre sus contemporáneos debido ai gran adelanto sobre su tiempo de sus planteamientos. E n p a l a b r a s del científico a z e r b a i j a n í A . L . T a k h t a d zhian: « E x t r a ñ a en su u n i v e r s a l i d a d al pensamiento c i e n t í í i c o de su tiempo, la idea de u n a teoría general de la o r g a n i z a c i ó n fue e n tendida sólo por un puñado de hombres y por consiguiente no se expandió.» 2 1 L o s filósofos marxistas de la época de Bogdanov eran hostiles a sus ideas ya que c o n c e b í a n la tektología c o m o un nuevo sistema filosófico diseñado p a r a reemplazar al de M a r x , a pesar de l a s repetidas protestas de B o g d a n o v por la confusión de su c i e n c i a u n i v e r s a l d e l a o r g a n i z a c i ó n con u n a corriente íilosófica. L e n i n atacó despiadadamente a B o g d a n o v c o m o filósofo y en c o n s e c u e n c i a sus obras estuvieron prohibidas durante casi m e dio siglo en la Unión Soviética. Recientemente, no obstante, y de resultas de la perestroika de G o r b a c h o v , los escritos de Bogdanov h a n r e c i b i d o gran atención por parte de los científicos y filósofos r u s o s . C a b e esperar, por tanto, que el trabajo pionero de B o g d a n o v sea reconocido m á s a m p l i a m e n t e también fuera de R u s i a .
* En el o r i g i n a l
feedback.
(N. del T.)
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LA TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS
Antes de los años cuarenta los términos «sistema» y «pensamiento sistémico» h a b í a n sido utilizados ya por varios científicos, pero fueron los conceptos de Bertalanffy del sistema abierto y la teoría general de sistemas los que establecieron el pensamiento sistémico c o m o m o v i m i e n t o científico mayor. 2 2 C o n el subsiguiente f i r m e apoyo de la cibernética, los conceptos de pensamiento sistémico y teoría de sistemas se convirtieron en partes integrantes del lenguaje científico establecido y condujeron a n u merosas nuevas metodologías y aplicaciones: i n g e n i e r í a sistémic a , a n á l i s i s de sistemas, d i n á m i c a s i s t é m i c a , etc. 23 L u d w i g von Bertalanffy empezó su carrera c o m o biólogo en la V i e n a de los años veinte. Pronto se u n i ó a un grupo de científicos y filósofos conocido internacionalmente c o m o el C í r c u l o de V i e n a y su trabajo i n c l u y ó desde s u s i n i c i o s a m p l i o s temas filosóficos. 2 4 Al i g u a l que otros biólogos organicistas, c r e í a firmemente que los fenómenos biológicos requerían nuevas formas de pensar, trascendiendo los métodos tradicionales de las c i e n c i a s físicas. Se d i s p u s o a reemplazar los fundamentos m e c a n i c i s t a s de la c i e n c i a por u n a v i s i ó n holística: La teoría general de sistemas es una ciencia general de «totalidad», concepto que hasta ahora ha sido considerado vago, confuso y semimetafísico. En forma elaborada sería una disciplina matemática puramente formal en sí misma, pero aplicable a las diversas ciencias empíricas. Para las ciencias relacionadas con «totalidades organizadas» tendría semejante significación, como la teoría de probabilidades para las ciencias relacionadas con «sucesos aleatorios». 25 A pesar de esta v i s i ó n de u n a futura teoría m a t e m á t i c a form a l , Bertalanffy intentaba establecer su teoría general de sistem a s sobre u n a s ó l i d a base biológica. Se oponía a la p o s i c i ó n dominante de la física dentro de la c i e n c i a m o d e r n a y enfatizaba la diferencia c r u c i a l entre sistemas físicos y biológicos. P a r a defender su postura, Bertalanffy p o n í a el dedo en la llaga del d i l e m a que h a b í a desafiado a los científicos desde el siglo XIX, c u a n d o la novedosa idea de la evolución h a b í a i r r u m p i d o en el pensamiento científico. Mientras que la m e c á n i c a newtoniana era u n a c i e n c i a de fuerzas y trayectorias, el pensamiento evolucionista - p e n s a m i e n t o en términos de c a m b i o , crecimiento y de66
s a r r o l l o requería una nueva c i e n c i a d e l a c o m p l e j i d a d . 2 6 L a p r i mera formulación de esta nueva c i e n c i a fue la t e r m o d i n á m i c a clásica con su celebrada «segunda ley», la ley de la d i s i p a c i ó n de la energía. 2 7 De acuerdo con la segunda ley de la t e r m o d i n á m i c a , formulada p r i m e r o por el físico francés S a d i C a r n o t en términos de tecnología p a r a motores térmicos, h a y u n a tendencia en los fenómenos físicos desde el orden h a c i a el desorden. T o d o sistema físico aislado o «cerrado» procederá espontáneamente en la d i rección de un creciente desorden. Para expresar en términos matemáticos precisos esta dirección en la evolución de los sistemas físicos, los físicos introduj e r o n una nueva m e d i d a que l l a m a r o n «entropía». 2 8 según l a segunda ley, la entropía de un sistema físico cerrado i r á i n c r e mentándose, y dado que esta evolución viene a c o m p a ñ a d a de desorden creciente, la entropía puede ser también considerada como u n a m e d i d a de desorden. C o n el concepto de entropía y la f o r m u l a c i ó n de la segunda ley, la t e r m o d i n á m i c a i n t r o d u c í a la idea de procesos irreversibles, de un «vector de tiempo», en la c i e n c i a . Según la segunda ley, a l g u n a energía m e c á n i c a queda siempre d i s i p a d a en forma de calor y no puede ser recuperada por completo. A s í pues, el m u n d o - m á q u i n a estaría i n m e r s o en un proceso de agotamiento que le l l e v a r í a i r r e m i s i b l e m e n t e a un punto final. E s t a s ó r d i d a imagen de la evolución c ó s m i c a contrastaba c o m pletamente con el pensamiento evolucionista compartido por los biólogos del siglo x i x , quienes observaban que el universo viviente evolucionaba del desorden al orden, h a c i a estados de creciente complejidad. Así pues, al final del siglo xix, la m e c á n i c a newtonian a , la c i e n c i a de las eternas trayectorias reversibles, h a b í a sido reemplazada por dos visiones del c a m b i o evolutivo d i a m e t r a l m e n te opuestas: la de un m u n d o vivo desplegándose h a c i a un creciente orden y c o m p l e j i d a d y la de un motor en agotamiento, un m u n d o en creciente desorden. ¿ Q u i é n tenía r a z ó n , D a r w i n o C a r n o t ? L u d w i g v o n Bertalanffy no podía resolver este d i l e m a , pero dio el p r i m e r paso c r u c i a l al a f i r m a r que los organismos vivos son o r g a n i s m o s abiertos que no pueden ser descritos por la termodin á m i c a c l á s i c a . Los l l a m ó «abiertos» porque, p a r a seguir vivos, necesitan alimentarse de un flujo c o n t i n u o de m a t e r i a y energía proveniente de su entorno: El organismo no es un sistema estático cerrado al exterior, conteniendo siempre los mismos elementos; es un sistema abier67
lo en un estado (cuasi)estable... en el que la materia continuamente entra desde, y sale hacia, el medio exterior. 29 A diferencia de los sistemas cerrados, que se instalan en un estado de e q u i l i b r i o térmico, los sistemas abiertos se m a n t i e n e n lejos del equilibrio en este estado «estable» caracterizado por un continuo flujo y c a m b i o . Bertalanffy a c u ñ ó el término a l e m á n fliessgleichgewicht («equilibrio fluyente») para describir este estado de e q u i l i b r i o d i n á m i c o . V i o claramente que la t e r m o d i n á m i c a c l á s i c a , que trata de sistemas cerrados en o cerca del estado de equilibrio, resultaba i n a d e c u a d a p a r a describir sistemas abiertos en estados estables lejos del equilibrio. En los sistemas abiertos, especulaba Bertalanffy, la entropía (o desorden) puede decrecer y la segunda ley de la t e r m o d i n á m i ca puede no ser de a p l i c a c i ó n . Postulaba que la c i e n c i a c l á s i c a deb e r í a ser c o m p l e m e n t a d a por a l g u n a nueva t e r m o d i n á m i c a de sistemas abiertos. No obstante, en los años cuarenta las técnicas matemáticas necesarias para semejante expansión de la termodin á m i c a no estaban a disposición de Bertalanffy. La f o r m u l a c i ó n de la n u e v a t e r m o d i n á m i c a de sistemas abiertos debería esperar hasta los años setenta. É s t e fue el g r a n logro de Ilya Prigogine, quien usó unas nuevas matemáticas p a r a reevaluar la segunda ley, repensando radicalmente los conceptos científicos tradicionales de orden y desorden, lo que le permitió resolver s i n ambigüedades la contradicción entre l a s dos visiones de la evoluc i ó n del siglo xix. 3 0 Bertalanffy identificó correctamente las características del estado estable con las del proceso del metabolismo, lo que le llevó a postular la autorregulación como otra propiedad clave de los s i s temas abiertos. E s t a idea fue r c d e í i n i d a por Prigogine treinta años después en términos de la autorregulación de las «estructuras disipativas». 3 1 La visión de L u d w i g von B e r t a l a n i í y sobre u n a « c i e n c i a general de la totalidad» se basaba en su observación de que los conceptos y p r i n c i p i o s sistémicos podían ser de a p l i c a c i ó n en distintos campos de estudio: « E l p a r a l e l i s m o de conceptos generales o i n c l u s o de leyes específicas en distintos c a m p o s » , explicaba, «es consecuencia del hecho de que éstos están relacionados c o n " s i s temas" y que ciertos p r i n c i p i o s generales son de a p l i c a c i ó n a los sistemas con independencia de su naturaleza.» 3 2 Puesto que los sistemas vivos a b a r c a n un espectro tan a m p l i o de fenómenos, i n volucrando organismos individuales y sus partes, sistemas s o c i a 68
les y ecosistemas, Bertalanffy c r e í a que la teoría general de sistem a s podría ofrecer u n m a r c o conceptual idóneo p a r a l a u n i f i c a c i ó n de diversas d i s c i p l i n a s científicas que h a b í a n quedado a i s l a das y fragmentadas: « L a teoría general de sistemas debería ser (...) un medio i m portante para controlar y potenciar la transferencia de principios entre campos, no siendo ya necesario duplicar o triplicar el descubrimiento del mismo principio en distintos campos aislados entre sí. Al mismo tiempo, al formular criterios exactos, la teoría general de sistemas se establecería como defensa contra analogías superficiales sin utilidad para la ciencia. 3 3 Bertalanffy no llegó a ver la m a t e r i a l i z a c i ó n de esta v i s i ó n y quizás n o h a y a sido n u n c a f o r m u l a d a u n a c i e n c i a general d e l a totalidad. No obstante, durante las dos décadas siguientes a su muerte en 1 9 7 2 , empezó a s u r g i r u n a concepción s i s t é m i c a de v i d a , mente y c o n s c i e n c i a que trasciende las fronteras d i s c i p l i n a r i a s y que, efectivamente, ofrece la p o s i b i l i d a d de u n i f i c a r c a m pos hasta a h o r a separados. Si b i e n esta concepción tiene sus raíces m á s b i e n en la cibernética que en la teoría general de sistemas, debe ciertamente m u c h o a l a s ideas y conceptos que L u d w i g von Bertalanffy introdujera en la c i e n c i a .
4. LA LÓGICA DE LA M E N T E
Mientras L u d w i g von B e r t a l a n f í y trabajaba en su teoría general de sistemas, los intentos de desarrollar m á q u i n a s autoconduc i d a s y autorreguladas llevaban a un c a m p o de investigación enteramente nuevo, l l a m a d o a tener un impacto de la m a y o r i m p o r t a n c i a en la expansión de la v i s i ó n sistémica de la v i d a . N u triéndose de diversas d i s c i p l i n a s , la nueva c i e n c i a representaba un enfoque u n i f i c a d o de los p r o b l e m a s de c o m u n i c a c i ó n y c o n trol, i n v o l u c r a n d o todo un conjunto de ideas novedosas que i n s piró a Norbert W i e n e r a inventar p a r a ella un n o m b r e específico: «cibernética». E s t a p a l a b r a deriva del término griego kibernetes («timonel») y W i e n e r definió la cibernética c o m o la c i e n c i a del «control y c o m u n i c a c i ó n en el a n i m a l y en la m á q u i n a » . 1
LA CIBERNÉTICA
La cibernética devino pronto un poderoso m o v i m i e n t o intelectual, que se desarrolló con independencia de la b i o l o g í a organícista y de la teoría general de sistemas. L o s cibernéticos no e r a n ni biólogos ni ecólogos, e r a n matemáticos, neurocientíficos, científicos sociales e ingenieros. T r a t a b a n con un nivel distinto de desc r i p c i ó n , que se concentraba en patrones de c o m u n i c a c i ó n , especialmente en redes y bucles cerrados. S u s investigaciones les c o n d u j e r o n a los conceptos de retroalimentación y autorregulac i ó n y, m á s adelante, al de autoorganización. E s t a atención a los patrones de o r g a n i z a c i ó n , i m p l í c i t a en la biología organicista y en la psicología Gestalt, se convirtió en el motivo central explícito de la cibernética. Wiener, en especial, rec o n o c í a que las nuevas nociones de mensaje, control y retroalim e n t a c i ó n se referían a pautas de o r g a n i z a c i ó n - e s decir, entida70
des i n m a t e r i a l e s - cruciales p a r a u n a d e s c r i p c i ó n científica c o m pleta de la v i d a . M á s adelante, W i e n e r a m p l i ó el concepto de patrón desde las pautas de c o m u n i c a c i ó n y control c o m u n e s a a n i m a l e s y m á q u i n a s , hasta la i d e a general de patrón c o m o c a racterística clave d e l a v i d a . « N o somos sino r e m o l i n o s e n u n r í o de incesante corriente», e s c r i b í a en 1 9 5 0 . « N o somos m a t e r i a perdurable, sino pautas que se perpetúan a sí m i s m a s . » 2 E l m o v i m i e n t o cibernético c o m e n z ó durante l a S e g u n d a G u e rra M u n d i a l , c u a n d o un grupo de matemáticos, neurocientíficos e ingenieros -entre ellos Norbert W i e n e r , J o h n v o n N e u m a n n , C l a u d e S h a n n o n y W a r r e n M c C u l l o c h - f o r m a r o n u n a red inform a l p a r a perseguir intereses científicos comunes. 3 S u trabajo estaba estrechamente ligado a la investigación m i l i t a r que trataba los p r o b l e m a s de detección y derribo de aparatos de a v i a c i ó n y estaba f i n a n c i a d a por el ejército, al i g u a l que la m a y o r parte de las investigaciones posteriores en cibernética. L o s p r i m e r o s cibernéticos (como se d e n o m i n a r í a n a sí m i s mos varios años después) se p u s i e r o n c o m o objetivos el descubrimiento de los m e c a n i s m o s neuronales subyacentes en los fenómenos mentales y su expresión explícita en lenguaje matemático. Así, mientras que los biólogos organicistas trataban el lado m a t e r i a l de la d i v i s i ó n cartesiana, volviéndose en contra del m e c a n i c i s m o y explorando la naturaleza de la f o r m a biológica, los cibernéticos d i r i g í a n s u atención a l lado mental. S u intención desde el p r i n c i p i o fue crear u n a c i e n c i a exacta de la mente. 4 Si b i e n su enfoque era m á s bien m e c a n i c i s t a , concentrándose en pautas c o m u n e s a a n i m a l e s y m á q u i n a s , i n v o l u c r a b a no obstante m u c h a s ideas novedosas destinadas a ejercer u n a tremenda i n f l u e n c i a en los subsiguientes conceptos sistémicos sobre los fenómenos mentales. E n efecto, l a c i e n c i a contemporánea d e l a c o g n i c i ó n , que ofrece u n a concepción científica u n i f i c a d a de cerebro y mente, se remonta directamente a los años pioneros de la cibernética. E l m a r c o conceptual d e l a cibernética s e desarrolló e n u n a serie de encuentros legendarios en la c i u d a d de N u e v a Y o r k , conocidos c o m o las Conferencias de M a c y . s Estos encuentros - e s p e c i a l m e n t e el p r i m e r o , en 1 9 4 6 - fueron extremadamente estimulantes, y r e u n i e r o n un extraordinario grupo de personajes altamente creativos que se e n z a r z a b a n en intensos diálogos interd i s c i p l i n a r i o s p a r a explorar nuevas ideas y modos de pensar. L o s participantes se d i v i d i e r o n en dos grupos principales. El p r i m e r o se formó alrededor de los cibernéticos originales y estaba consti71
tuido por matemáticos, ingenieros y neurocientíficos. El segundo grupo lo constituían científicos de las h u m a n i d a d e s que se agruparon alrededor de G r e g o r y Bateson y Margaret M e a d . Desde su p r i m e r encuentro, los cibernéticos hicieron grandes esfuerzos por salvar el a b i s m o a c a d é m i c o que les separaba del área de las humanidades. Norbert W i e n e r fue la figura d o m i n a n t e a lo largo de la serie de conferencias, impregnándolas de su entusiasmo por la c i e n c i a y d e s l u m h r a n d o a los demás participantes con el brillo de sus ideas y de sus a menudo irreverentes planteamientos. S e g ú n v a rios testigos presenciales, W i e n e r tenía la desconcertante costumbre de quedarse d o r m i d o durante las discusiones, llegando i n c l u s o a r o n c a r , aparentemente s i n perder el hilo de lo q u e se dec í a . Al despertar, podía hacer de i n m e d i a t o penetrantes comentar i o s o señalar inconsistencias lógicas. Disfrutaba plenamente de las discusiones y de su papel central en las m i s m a s . W i e n e r no sólo era un brillante matemático, era también un filósofo elocuente (en r e a l i d a d , su l i c e n c i a t u r a por H a r v a r d era en Filosofía). E s t a b a profundamente interesado por la biología v a p r e c i a b a la r i q u e z a de los sistemas vivos y naturales. M i r a b a m á s a l l á de los m e c a n i s m o s de c o m u n i c a c i ó n y control h a c i a m a yores pautas de o r g a n i z a c i ó n y trataba de relacionar sus ideas con un a m p l i o espectro de aspectos sociales y culturales. John von N e u m a n n era el segundo centro de atención de las C o n f e r e n c i a s d e M a c y . G e n i o d e l a s matemáticas, autor d e u n tratado de teoría c u á n t i c a , fue el i n i c i a d o r de la teoría del juego y obtuvo fama m u n d i a l c o m o inventor del ordenador digital. P o seedor de u n a poderosa m e m o r i a , su mente f u n c i o n a b a a vertigin o s a velocidad. Se d e c í a de él que p o d í a comprender la esencia de un problema matemático casi instantáneamente y que podía a n a l i z a r c u a l q u i e r p r o b l e m a - m a t e m á t i c o o p r á c t i c o - c o n tal c l a r i d a d , que toda posterior d i s c u s i ó n resultaba innecesaria. E n los encuentros d e M a c y , V o n N e u m a n n estaba fascinado por los procesos del cerebro h u m a n o y v e í a la d e s c r i p c i ó n del funcionamiento cerebral en términos de lógica f o r m a l c o m o el reto definitivo p a r a la c i e n c i a . M a n t e n í a u n a confianza tremenda en el poder de la l ó g i c a y u n a g r a n fe en la tecnología, b u s c a n d o en su trabajo las estructuras lógicas universales del c o n o c i m i e n t o científico. V o n N e u m a n n y W i e n e r tenían m u c h o e n c o m ú n . 6 A m b o s e r a n a d m i r a d o s c o m o genios de las matemáticas y su i n f l u e n c i a en la sociedad era m u c h o m a y o r que la de otros matemáticos de 72
su generación. A m b o s c o n f i a b a n en sus mentes subconscientes. C o m o m u c h o s poetas y artistas, tenían la costumbre de d o r m i r con lápiz y papel cerca de sus c a m a s y u s a r l a s metáforas de sus sueños en sus trabajos. No obstante, estos dos pioneros de la c i bernética d i f e r í a n substancialmente en su enfoque de la c i e n c i a . Mientras que V o n N e u m a n n b u s c a b a control y p r o g r a m a , W i e ner a p r e c i a b a la r i q u e z a de los patrones naturales y b u s c a b a u n a sínstesis conceptual de conjunto. De acuerdo con estas características personales, W i e n e r se mantenía alejado del poder político, mientras que V o n N e u m a n n se sentía m u y a gusto cerca de él. En las Conferencias de M a c y , sus distintas actitudes frente al poder, especialmente el poder m i litar, fueron el o r i g e n de crecientes fricciones que llegaron a c u a jar en ruptura total. Mientras que V o n N e u m a n n p e r m a n e c i ó c o m o asesor m i l i t a r durante toda su can-era, especializándose en la a p l i c a c i ó n de ordenadores a sistemas de a r m a s , W i e n e r acabó su trabajo m i l i t a r poco después de la p r i m e r a conferencia de Macy. «No pienso p u b l i c a r n i n g ú n otro trabajo», e s c r i b í a a finales de 1946, «que p u e d a c a u s a r d a ñ o en m a n o s de militaristas irresponsables.» 7 Norbert W i e n e r tenía u n a notable i n f l u e n c i a sobre Gregory Bateson, con q u i e n mantuvo u n a excelente relación durante las Conferencias de M a c y . La mente de Bateson, al i g u a l que la de Wiener, c i r c u l a b a libremente entre las d i s c i p l i n a s , desafiando las presunciones básicas y los métodos de v a r i a s c i e n c i a s mediante la búsqueda de patrones generales y poderosas abstracciones universales. Bateson se veía a sí m i s m o básicamente como biólogo y consideraba los múltiples c a m p o s en que se i n v o l u c r a b a - a n tropología, epistemología y p s i q u i a t r í a entre otros- c o m o r a m a s de la biología. La enorme pasión que aportaba a la c i e n c i a abarc a b a toda la d i v e r s i d a d de fenómenos relacionados c o n la v i d a , siendo su p r i n c i p a l objetivo el descubrimiento de p r i n c i p i o s de o r g a n i z a c i ó n c o m u n e s a esta diversidad: «el patrón que conecta», c o m o d i r í a m u c h o s años después. 8 E n las conferencias cibernéticas, a m b o s , Bateson y Wiener, buscaban descripciones extensivas y holísticas, s i n perder la p r e c a u c i ó n de mantenerse dentro de los límites de la c i e n c i a . De este modo, establecieron un enfoque sistémico p a r a un a m p l i o espectro de fenómenos. L a s conversaciones con W i e n e r y el resto de cibernéticos tuvieron un i m p a c t o permanente en el subsiguiente trabajo de B a teson. F u e el pionero de la a p l i c a c i ó n del pensamiento sistémico a la terapia de f a m i l i a , desarrolló un modelo cibernético del alco73
h o l i s m o y fue el autor de la teoría del «callejón s i n s a l i d a » * p a r a la esquizofrenia, que tuvo a su vez un impacto fundamental en el trabajo de R. D. L a i n g y m u c h o s otros psiquiatras. No obstante, la m a y o r c o n t r i b u c i ó n de Bateson a la c i e n c i a y a la filosofía quizás h a y a sido su concepto de mente, basado en p r i n c i p i o s cibernéticos, que desarrolló durante los años sesenta. Este trabajo rev o l u c i o n a r i o a b r i ó la puerta a la c o m p r e n s i ó n de la naturaleza de la mente c o m o fenómeno sistémico y constituyó el p r i m e r intento exitoso de la c i e n c i a en la s u p e r a c i ó n de la d i v i s i ó n cartesiana entre cuerpo y mente. 9 L a serie d e d i e z C o n f e r e n c i a s d e M a c y f u e presidida por W a rren M c C u l l o c h , profesor de p s i q u i a t r í a y fisiología en la Univers i d a d de I l l i n o i s , quien poseía u n a s ó l i d a reputación en investigac i ó n sobre el cerebro asegurando que el desafío de a l c a n z a r u n a nueva c o m p r e n s i ó n de mente y cerebro se mantuviese en el centro de las conversaciones. E s t o s p r i m e r o s años de la cibernética c u a j a r o n en u n a serie impresionante de logros, además del perdurable impacto del pensamiento sistémico c o m o un todo, y resulta curioso que la m a y o r í a de l a s nuevas ideas y teorías se d i s c u t i e r a n , al menos a g r a n des rasgos, en la p r i m e r a conferencia. 1 0 É s t a empezó c o n u n a extensa presentación de los ordenadores digitales (que a ú n no h a b í a n sido construidos) a cargo de J o h n v o n N e u m a n n , seguida de su p e r s u a s i v a d e s c r i p c i ó n de las a n a l o g í a s entre ordenador y cerebro. La base p a r a d i c h a s analogías, que i b a n a d o m i n a r la v i s i ó n de la cibernética sobre la c o g n i c i ó n durante las siguientes tres décadas, era la u t i l i z a c i ó n de la lógica m a t e m á t i c a p a r a la c o m p r e n s i ó n del f u n c i o n a m i e n t o del cerebro, u n o de los m a y o res logros de la cibernética. A las presentaciones de V o n N e u m a n n , siguió u n a detallada exposición a cargo de Norbert W i e n e r de la idea central de su trabajo: el concepto de retroalimentación. W i e n e r introdujo después u n a serie de nuevas ideas que se convertirían c o n el paso del tiempo en l a s teorías de la i n f o r m a c i ó n y de la c o m u n i c a c i ó n . G r e g o r y Bateson y Margaret M e a d cerraron las presentaciones con u n repaso a l m a r c o conceptual d e las c i e n c i a s sociales, a l que c o n s i d e r a b a n i n a d e c u a d o y necesitado de un trabajo teórico básico i n s p i r a d o en los nuevos conceptos cibernéticos.
* En el original, doubk-bind. (N. del T.) 74
RETROALIMENTACIÓN Los m a y o r e s logros de la cibernética se a l c a n z a r o n en la c o m p a r a c i ó n entre o r g a n i s m o s y m á q u i n a s - e n otras p a l a b r a s , en los modelos m e c a n i c i s t a s de sistemas v i v o s - . No obstante, las m á q u i n a s cibernéticas son m u y distintas de los m e c a n i s m o s cartesianos de relojería. La diferencia c r u c i a l estriba en el concepto de retroalimentación de W i e n e r y es expresado por el p r o p i o significado de «cibernética». Un bucle de r e t r o a l i m e n t a c i ó n * es u n a d i s p o s i c i ó n c i r c u l a r de elementos conectados c a u s a l m e n t e , en la que u n a c a u s a i n i c i a l se propaga alrededor de los eslabones sucesivos del b u c l e , de tal m o d o que c a d a elemento tiene un efecto sobre el siguiente, hasta que el ú l t i m o «retroalimenta» el efecto sobre el p r i m e r eslabón en que se i n i c i ó el proceso (ver figura 4 - 1 ) . La c o n s e c u e n c i a de esta d i s p o s i c i ó n es que el p r i m e r eslabón
Figura 4-1 Causalidad circular en un bucle de retroalimentación.
(«input») se ve afectado por el ú l t i m o («output»), lo que se traduc e e n l a autorregulación d e todo e l sistema, a l verse m o d i f i c a d o e l estímulo i n i c i a l a lo largo de c a d a recorrido por el c i r c u i t o . Retroa l i m e n t a c i ó n , en palabras de W i e n e r , es el «control de u n a m á q u i n a en base a su comportamiento real, y no al esperado».u En u n sentido m á s a m p l i o , retroalimentación h a venido a significar el retorno de la i n f o r m a c i ó n a su punto de origen, a través del desarrollo de un proceso o actividad. El ejemplo o r i g i n a l de W i e n e r sobre el timonel es u n o de los m á s s i m p l e s de un bucle de retroalimentación (ver figura 4-2). C u a n d o el barco se desvía de su r u m b o - p o r ejemplo a la d e r e c h a - , el t i m o n e l e v a l ú a la desviación y la c o m p e n s a moviendo la r u e d a a l a i z q u i e r d a . E s t o d i s m i n u y e l a desviación d e l a e m b a r c a c i ó n , q u i zás hasta el punto de sobrepasar la p o s i c i ó n correcta y desviarse a *En el original, feedback loop. (N. del T.)
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causalidad c i r c u l a r . Por entonces, durante la fase pionera de la Cibernética, las m á q u i n a s dotadas de b u c l e s de retroalimentación se convirtieron en el centro de atención p a r a la i n g e n i e r í a , siendo conocidas a partir de aquel m o m e n t o c o m o « m á q u i n a s cibernéticas».
la i z q u i e r d a . En a l g ú n momento del proceso, el timonel evalúa la nueva desviación, corrige en c o n s e c u e n c i a , evalúa u n a n u e v a desv i a c i ó n y así sucesivamente. El arte de pilotar un n a v i o consiste en mantener estas oscilaciones tan leves c o m o sea posible. U n m e c a n i s m o s i m i l a r d e retroalimentación actúa c u a n d o v a m o s en bicicleta. Al p r i n c i p i o , c u a n d o aprendemos, nos resulta d i fícil d o m i n a r la retroalimentación de los c a m b i o s continuos de e q u i l i b r i o y m a n i o b r a r en c o n s e c u e n c i a . Así, la rueda delantera de la bicicleta de un p r i n c i p i a n t e o s c i l a fuertemente, pero a m e d i d a que nuestra pericia a u m e n t a , nuestro cerebro dirige, evalúa y responde a la retroalimentación automáticamente, hasta que las oscilaciones de la rueda delantera se convierten en u n a l í n e a recta. L a s m á q u i n a s autorreguladoras con bucles de retroalimentac i ó n existían m u c h o antes que l a cibernética. E l regulador centrífugo del motor a v a p o r inventado por J a m e s Watt a finales del s i glo X V I I I es u n c l á s i c o ejemplo y los p r i m e r o s termostatos fueron inventados todavía antes. 1 2 L o s ingenieros que d i s e ñ a r o n estos primeros sistemas de retroalimentación describían sus componentes m e c á n i c o s en croquis y planos, pero n u n c a llegaron a perc i b i r l a pauta d e c a u s a l i d a d c i r c u l a r que comportaban. E n e l s i glo x i x , el famoso físico James C l e r k M a x w e l l escribió un a n á l i s i s matemático formal del regulador de vapor sin ni s i q u i e r a m e n c i o n a r el subyacente concepto de bucle. H a b r í a de transcurrir un siglo p a r a que se estableciese el v í n c u l o entre retroalimentación y 76
La p r i m e r a d i s c u s i ó n detallada sobre bucles de retroalimentación apareció en un artículo suscrito por Norbert W i e n e r , J u lian Bigelow y Arturo R o s e n b l u e t h , p u b l i c a d o en 1 9 4 3 bajo el título de « C o m p o r t a m i e n t o , propósito y teleología». 1 3 En él, los autores no sólo introducían la i d e a de la c a u s a l i d a d c i r c u l a r c o m o patrón lógico subyacente en el concepto de i n g e n i e r í a de retroalimentación, sino que aplicaban por p r i m e r a vez p a r a ilustrar e l comportamiento d é l o s o r g a n i s m o s vivos. Desde u n a postura estrictamente conductista, a r g u m e n t a b a n que el c o m portamiento de toda m á q u i n a u o r g a n i s m o c o m p r e n d i e n d o la autorregulación desde la retroalimentación podía d e n o m i n a r s e «intencionado», al tratarse de comportamiento dirigido a un objetivo. I l u s t r a b a n su modelo de semejante comportamiento d i r i gido a un objetivo con n u m e r o s o s ejemplos - u n gato persiguiendo a un ratón, un perro siguiendo un rastro, u n a persona levantando un vaso de la m e s a , etc.-, a n a l i z á n d o l o s en términos de sus patrones c i r c u l a r e s de retroalimentación subyacentes. W i e n e r y s u s colegas r e c o n o c í a n a d e m á s a la retroalimentac i ó n c o m o el m e c a n i s m o esencial de la homeostasis, la autorregulación que permite a los o r g a n i s m o s vivos mantenerse en un estado de e q u i l i b r i o d i n á m i c o . C u a n d o Walter C a n n o n introdujo el concepto de homeostasis diez años antes en su influyente libro The Wisdom of the Body ( L a s a b i d u r í a del cuerpo), 1 4 dio descripciones detalladas sobre m u c h o s procesos metabólicos autorreguladores, pero s i n llegar a identificar explícitamente los bucles cerrados causales implícitos en ellos. Así pues, el concepto de bucle de retroalimentación introducido por los cibernéticos condujo a nuevas percepciones sobre los múltiples procesos autorreguladores característicos de la v i d a , gracias a las que hoy entendemos que los bucles de retroalimentación están omnipresentes en el m u n d o vivo, constituyendo u n a característica especial de los p a trones de r e d no-lineal propios de los sistemas vivos. L o s cibernéticos d i s t i n g u í a n dos clases de retroalimentación: la autoequilibrante (o «negativa») y la autorreforzadora (o «positiva»). C o m o ejemplos de esta ú l t i m a podemos citar los c í r c u l o s viciosos, en los que el efecto i n i c i a l va a m p l i á n d o s e a m e d i d a que c i r c u l a repetidamente por el bucle. 77
zador («positivo») si contiene un n ú m e r o par de tales v í n c u l o s . 1 6 E n nuestro ejemplo sólo h a y u n a u n i ó n negativa, luego e l bucle entero es negativo o autoequilibrante. L o s bucles de retroalimentación están a m e n u d o compuestos por u n i o n e s negativas y positivas simultáneamente y resulta m u y sencillo poder determinar su carácter general, simplemente contando los v í n c u l o s negativos de todo el b u c l e .
Figura 4-3 Eslabones causales positivos y negativos.
Puesto que los significados técnicos de «negativo» y «positivo» en este contexto pueden i n d u c i r fácilmente a c o n í u s i ó n , ser í a conveniente explicarlos con m a y o r detenimiento. 1 5 U n a i n f l u e n c i a causal de A a B es positiva si un c a m b i o en A produce un c a m b i o en B en la m i s m a d i r e c c i ó n ; por ejemplo, un i n cremento de B si A a u m e n t a o u n a m e r m a de B si A decrece. El v í n c u l o c a u s a l se define c o m o negativo c u a n d o B c a m b i a en la dirección opuesta, d i s m i n u y e n d o si A a u m e n t a y a u m e n t a n d o si A decrece.
L o s ejemplos del pilotaje de u n a e m b a r c a c i ó n o la c o n d u c c i ó n de u n a bicicleta resultan ideales p a r a ilustrar el concepto de retroalimentación, ya que se refieren a experiencias h u m a n a s bien conocidas y, por tanto, se c o m p r e n d e n inmediatamente. P a r a ilustrar los m i s m o s p r i n c i p i o s con u n ingenio m e c á n i c o , W i e n e r y sus colegas u s a b a n a m e n u d o u n o de los p r i m e r o s y m á s s i m ples ejemplos de ingeniería de retroalimentación: el regulador centrífugo de un motor de vapor (ver figura 4-4). Consiste en un huso giratorio c o n dos pesos esféricos móviles que tienden a separarse, debido a la fuerza centrífuga, a m e d i d a que la velocidad de giro a u m e n t a . El regulador se encuentra sobre el c i l i n d r o del motor a vapor y los pesos están conectados a un pistón que corta el paso del vapor c u a n d o éstos se separan. La presión del vapor mueve el motor y éste a u n a r u e d a que, a su vez, mueve al regulador, quedando así cerrado el bucle de causa-efecto. La secuencia de retroalimentación q u e d a claramente ilustrada en el d i a g r a m a de bucle de la figura 4-5. Un aumento de la ve-
Por ejemplo, en el bucle de retroalimentación representativo del pilotaje de un navio, retomado en la figura 4 - 3 , la u n i ó n entre « E v a l u a c i ó n de la desviación del r u m b o » y «Corrección» es positiva: a m a y o r desviación, m a y o r corrección. E l p r ó x i m o v í n c u l o , en c a m b i o , es negativo: a m a y o r corrección, m á s d i s m i n u y e la desviación. F i n a l m e n t e , el último v í n c u l o es de nuevo positivo: a m e n o r desviación, corresponderá un m e n o r valor de la desviac i ó n . L a cuestión está e n recordar que las etiquetas « + » y « - » n o se refieren a un aumento o d i s m i n u c i ó n de valor, sino m á s bien a la dirección relativa de cambio de los elementos v i n c u l a d o s : m i s ma d i r e c c i ó n p a r a « + » y dirección opuesta p a r a « - » . La r a z ó n por la que estas etiquetas resultan m u y convenientes, es que conducen a u n a regla extremadamente s e n c i l l a p a r a determinar el carácter general de todo el bucle de retroalimentac i ó n . É s t e será autoequilibrante («negativo») si contiene un n ú mero i m p a r de v í n c u l o s negativos, mientras que será autorrefor78
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l o c i d a d d e l a m á q u i n a i n c r e m e n t a l a r o t a c i ó n del regulador. E l l o incrementa la d i s t a n c i a entre los pesos móviles, lo que comporta el ascenso del pistón y el correspondiente corte del flujo de vapor. Al decrecer éste, la velocidad de la m á q u i n a d i s m i n u y e , m e n g u a la rotación del regulador, los pesos recuperan su p o s i c i ó n i n i c i a l , b a j a el pistón, a u m e n t a el flujo de vapor, la m á q u i n a se acelera y así sucesivamente. El ú n i c o v í n c u l o negativo en el bucle es el existente entre « d i s t a n c i a entre pesos» y «flujo de vapor», y por tanto, todo el bucle es negativo o autoequilibrador. Desde el p r i n c i p i o de la cibernética, Norbert W i e n e r se dio cuenta de la i m p o r t a n c i a del p r i n c i p i o de retroalimentación c o m o modelo no sólo de o r g a n i s m o s vivos, sino también de sistem a s sociales. Así, escribió en Cibernética:. Es sin duda cierto que el sistema social es una organización como el individual, unida por un sistema de comunicación e i m buida de una d i n á m i c a en la que los procesos circulares de naturaleza retroalimentadora tienen un papel principal. 1 7 F u e este descubrimiento de la retroalimentación c o m o patrón general de v i d a , aplicable a organismos y a sistemas sociales, lo que provocó el interés por la cibernética de Gregory Bateson y Margaret Mead. C o m o científicos sociales, h a b í a n observado m ú l tiples ejemplos de c a u s a l i d a d c i r c u l a r i m p l í c i t a en fenómenos sociales, y durante los encuentros de M a c y p u d i e r o n ver la d i n á m i c a de d i c h o s fenómenos explicitada dentro de un patrón u n i f i c a d o r coherente. A través de la historia de las c i e n c i a s sociales se h a n usado n u m e r o s a s metáforas p a r a describir procesos autorreguladores en la v i d a s o c i a l . L o s más conocidos son q u i z á s la « m a n o i n visible» reguladora del mercado de la teoría e c o n ó m i c a de A d a m S m i t h , los «frenos y equilibrios» de la C o n s t i t u c i ó n de los E s t a d o s U n i d o s de A m é r i c a y la interacción entre tesis y antítesis de la dialéctica de Hegel y Marx. T o d o s los fenómenos descritos por estos modelos y metáforas i m p l i c a n pautas c i r c u l a r e s de c a u s a l i d a d que se pueden expresar mediante bucles de retroa l i m e n t a c i ó n , si bien n i n g u n o de sus autores lo hizo explícitamente. 1 8 Si el patrón c i r c u l a r lógico de retroalimentación autoequilib r a d o r a no h a b í a s i d o percibido con anterioridad a la c i b e r n é t i c a , el de retroalimentación autorreforzadora, en c a m b i o , se c o n o c í a desde h a c í a siglos en el lenguaje c o m ú n c o m o « c í r c u l o v i c i o s o » . 80
Figura 4-5 Bucle de relroalimentación del regulador centrífugo. La expresiva metáfora describe u n a m a l a s i t u a c i ó n q u e tiende a empeorar a través de u n a s e c u e n c i a c i r c u l a r de acontecimientos. Q u i z á s la naturaleza c i r c u l a r de tales bucles de retroalimentación autorreforzadores h a y a sido p e r c i b i d a antes por l a h u m a n i d a d , debido a sus efectos m u c h o m á s d r a m á t i c o s que los autoequilibradores de los b u c l e s de retroalimentación negativos, tan c o m u nes por otra parte en el m u n d o viviente. E x i s t e n otras metáforas corrientes p a r a d e s c r i b i r fenómenos de retroalimentación autorreforzadora.'" La «profecía inevitable», en la que un temor inicialmente i n f u n d a d o mueve a acciones que provocarán el hecho temido, y la del efecto «vagón de la b a n d a » , en la que u n a c a u s a g a n a apoyo simplemente por el incremento del n ú m e r o de adeptos, son dos ejemplos bien conocidos. A pesar del conocimiento extensivo de la s a b i d u r í a popular sobre la retroalimentación autorreforzadora, ésta tuvo m u y escaso protagonismo en la p r i m e r a etapa de la cibernética. L o s cibernéticos del entorno de Norbert W i e n e r aceptaban la existencia de fenómenos de retroalimentación positiva pero no los estudiaron en p r o f u n d i d a d . En su lugar, se concentraron en los procesos homeostáticos autorreguladores d e los o r g a n i s m o s vivos. E n realidad, en la n a t u r a l e z a son m u y r a r o s los fenómenos puros de retroalimentación autorreforzadora, ya que suelen estar c o m p e n sados por bucles de retroalimentación negativa que m o d e r a n sus tendencias expansivas. En un ecosistema, por ejemplo, cada especie tiene el potenc i a l de seguir un crecimiento demográfico exponencial, pero esta tendencia q u e d a refrenada por v a r i a s interacciones niveladoras 81
en el seno del sistema. L a s tendencias expansivas aparecerán sólo si el sistema se ve seriamente perturbado. E n t o n c e s , algunas plantas se convertirán en « m a l e z a » , algunos a n i m a l e s en «plaga» y otras especies serán e l i m i n a d a s , quedando el equilibrio de todo el sistema seriamente comprometido. D u r a n t e los a ñ o s sesenta, el antropólogo y cibernético Magoroh M a r u y a m a acometió el estudio de los procesos de retroalim e n t a c i ó n autorreforzadora o « a m p l i f i c a d o r a de la desviación» en un artículo a m p l i a m e n t e leído titulado « L a segunda cibernétic a » . 2 0 I n t r o d u c í a en él los d i a g r a m a s de retroalimentación con etiquetas de «+» y «-» en sus v í n c u l o s causales, utilizando esta conveniente a n o t a c i ó n p a r a un detallado a n á l i s i s de la interacción entre procesos de retroalimentación positiva y negativa en fenómenos biológicos y sociales. De este modo, v i n c u l a b a el concepto cibernético de retroalimentación a la noción de « c a u s a l i d a d m u tua», que h a b í a i d o siendo desarrollada por científicos sociales, contribuyendo así notablemente a la i n f l u e n c i a de la cibernética sobre el pensamiento social. 2 1 Desde el punto de vista de la historia del pensamiento sistémic o , u n o de los aspectos m á s importantes del estudio exhaustivo de los bucles de retroalimentación realizado por los cibernéticos, fue el reconocimiento de que describen patrones de o r g a n i z a c i ó n . L a c a u s a l i d a d c i r c u l a r d e u n bucle d e retroalimentación n o i m p l i c a que los elementos del correspondiente sistema físico se encuentren dispuestos en círculo. L o s bucles de retroalimentación son patrones abstractos de relaciones inmanentes en estructuras físicas o en actividades de organismos vivos. Por p r i m e r a vez en la historia del pensamiento sistémico, los cibernéticos distinguieron claramente el patrón de organización de un s i s tema de su estructura f í s i c a , d i s t i n c i ó n c r u c i a l p a r a la teoría contemporánea de los sistemas vivos. 2 2
TEORÍA DE LA INFORMACIÓN
U n a parte importante de la cibernética era la teoría de la i n f o r m a c i ó n desarrollada por Norbert W i e n e r y C l a u d e S h a n n o n a finales de los años cuarenta. T u v o su origen en los intentos que realizó S h a n n o n en los laboratorios de la Bell Telephone p a r a definir y m e d i r la c a n t i d a d de i n f o r m a c i ó n t r a n s m i t i d a a través de las líneas telegráficas y telefónicas, en orden a determinar su n i vel de eficiencia y establecer las bases de tarifación. 82
E l término « i n f o r m a c i ó n » s e u s a e n teoría d e l a i n f o r m a c i ó n en un sentido altamente técnico, m u y distinto de nuestro uso coloquial de la p a l a b r a y s i n n i n g u n a r e l a c i ó n c o n el concepto de «significado». De este hecho se h a n derivado confusiones s i n fin. S e g ú n H e i n z v o n Foerster, a s i d u o participante en las Conferenc i a s de M a c y , ello se debe a un desafortunado error l i n g ü í s t i c o - l a confusión entre « i n f o r m a c i ó n » y « s e ñ a l » - que llevó a los cibernéticos a d e n o m i n a r su teoría c o m o de la i n f o r m a c i ó n en lugar de l l a m a r l a teoría de las señales. 2 3 Así pues, la teoría de la i n f o r m a c i ó n trata b á s i c a m e n t e de c ó m o r e c i b i r un m e n s a j e , c o d i f i c a d o c o m o s e ñ a l , a través de un c a n a l ruidoso. No obstante, Norbert W i e n e r enfatizó t a m b i é n el hecho de que el mensaje codificado es esencialmente un patrón de organiz a c i ó n , y esbozando la a n a l o g í a entre tales patrones de c o m u n i c a c i ó n y l a s pautas de o r g a n i z a c i ó n en los o r g a n i s m o s , sentó todavía más las bases de la v i s i ó n de los o r g a n i s m o s vivos en térm i n o s de patrones.
CIBERNÉTICA DEL CEREBRO
D u r a n t e los a ñ o s c i n c u e n t a y sesenta, R o s s A s h b y fue el teórico que se h a l l a b a al frente del m o v i m i e n t o cibernético. C o m o M c C u l l o c h , A s h b y era neurólogo de f o r m a c i ó n , pero fue m u c h o m á s lejos que aquél en la exploración del sistema nervioso y en la construcción de modelos cibernéticos de los procesos neuronales. En su l i b r o Design foraBrain ( D i s e ñ o p a r a un cerebro), A s h b y intentaba explicar en términos puramente m e c a n i c i s t a s y deterministas el comportamiento adaptativo, la c a p a c i d a d de m e m o r i a y otras pautas del f u n c i o n a m i e n t o del cerebro. « S u p o n d r e m o s » , esc r i b í a , «que un a n i m a l o m á q u i n a actuarán de un determinado modo en un determinado momento porque su naturaleza f í s i c a y q u í m i c a en a q u e l m o m e n t o no permiten otra a c c i ó n . » 2 4 E s evidente que A s h b y era m u c h o m á s cartesiano e n s u acercamiento a la cibernética que Norbert Wiener, q u i e n establecía u n a c l a r a d i s t i n c i ó n entre un modelo m e c a n i c i s t a y el sistema vivo no m e c a n i c i s t a que el p r i m e r o representa. « C u a n d o c o m p a r o el o r g a n i s m o vivo con... u n a m á q u i n a » , e s c r i b í a Wiener, «de n i n g ú n m o d o quiero decir que los procesos físicos, q u í m i c o s y espirituales específicos de la v i d a tal y c o m o la conocemos c o m ú n m e n te sean los m i s m o s que los de las m á q u i n a s imitadoras de vida.» 2 5 83
A pesar de su imagen estrictamente m e c a n i c i s t a , R o s s Ashby adelantaba la incipiente d i s c i p l i n a de la c i e n c i a cognitiva con su detallado a n á l i s i s de sofisticados modelos cibernéticos de procesos neuronales. E n particular, a d m i t í a claramente que los sistem a s vivos son energéticamente abiertos y al m i s m o tiempo, en terminología actual, organizativamente cerrados: « L a cibernética podría... definirse», e s c r i b í a Ashby, «como el estudio de sistemas que están abiertos a la energía pero cerrados a la inform a c i ó n y al control, sistemas que son "estancos a la i n f o r m a ción".»26
M O D E L O S INFORMÁTICOS DE COGNICIÓN
C u a n d o los cibernéticos exploraban patrones de c o m u n i c a c i ó n y control, la dificultad en comprender «la lógica de la mente» y expresarla en lenguaje matemático era constantemente tema central en sus discusiones. De este modo, y a lo largo de u n a década, las ideas clave de la cibernética se desarrollaron a través de un fascinante intercambio entre biología, matemáticas e ingen i e r í a . E s t u d i o s detallados del sistema nervioso h u m a n o conduj e r o n a representar el cerebro c o m o un circuito lógico, con las neuronas c o m o sus elementos básicos. E s t a v i s i ó n resultó c r u c i a l p a r a la i n v e n c i ó n de las computadoras digitales, cuyo avance tecnológico proporcionó a su vez, la base conceptual p a r a un nuevo enfoque del estudio científico de la mente. La invención del ordenador por J o h n v o n N e u m a n n y su analogía entre c o m p u t a c i ó n y f u n c i o n a m i e n t o cerebral están tan í n t i m a m e n t e ligadas que resulta d i f í c i l decir c u á l fue la p r i m e r a . El modelo informático de actividad mental se convirtió en la v i s i ó n predominante de la c i e n c i a cognitiva y d o m i n ó toda la i n vestigación cerebral durante los siguientes treinta años. La idea básica era que la inteligencia h u m a n a se asemeja a la de un ordenador hasta tal punto que la cognición - e l proceso del c o n o c i m i e n t o - puede definirse c o m o procesamiento de datos; en otras p a l a b r a s , c o m o m a n i p u l a c i ó n d e símbolos basados e n u n c o n j u n to de reglas. 2 7 El c a m p o de la inteligencia artificial se desarrolló c o m o cons e c u e n c i a directa de esta v i s i ó n y pronto a b u n d a r o n en la literatura monstruosas p r o c l a m a s sobre la «inteligencia» i n f o r m á t i c a . Así, Herbert S i m o n y A l i e n Newell e s c r i b í a n , ya en 1 9 5 8 :
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Existen en el mundo actual máquinas que piensan, que aprenden y que crean. Además, su habilidad para hacerlo va a aumentar rápidamente hasta que, en un futuro próximo, el ámbito de problemas que podrán manipular será del mismo calibre que el que la mente h u m a n a ha venido manejando. 2 8 E s t a p r e d i c c i ó n era tan a b s u r d a hace treinta y ocho años c o m o hoy en d í a , pero, no obstante, sigue siendo a m p l i a m e n t e aceptada. El entusiasmo entre los científicos y el p ú b l i c o en general por la c o m p u t a d o r a c o m o metáfora p a r a el cerebro h u m a n o tiene un interesante p a r a l e l i s m o c o n el de Descartes y s u s c o n temporáneos por el reloj c o m o metáfora p a r a el cuerpo. 2 9 P a r a Descartes, e l reloj era u n a m á q u i n a excepcional. E r a l a ú n i c a m á q u i n a que f u n c i o n a b a autónomamente, haciéndolo por sí m i s m a u n a vez s e l e h a b í a dado c u e r d a . E r a l a época del B a r r o c o francés, en la que se u s a b a n con frecuencia m e c a n i s m o s de relojería p a r a a n i m a r artísticas « m á q u i n a s v i v a s » , que provocaban el deleite del p ú b l i c o con la m a g i a de sus aparentemente espontáneos m o v i m i e n t o s . C o m o l a m a y o r í a d e sus contemporáneos, Descartes estaba fascinado por estos autómatas, encontrando n a t u r a l c o m p a r a r su f u n c i o n a m i e n t o c o n el de los o r g a n i s m o s vivos: Vemos relojes, fuentes artificiales, molinos y otras máquinas similares que, aunque están hechas por el hombre, tienen no obstante el poder de moverse de diversos modos (...). No reconozco diferencia alguna entre las máquinas hechas por los artistas y los diversos cuerpos que la naturaleza sola compone. 30 L o s m e c a n i s m o s de relojería del siglo XVII, fueron las p r i m e r a s m á q u i n a s a u t ó n o m a s y, a lo largo de trescientos años, fueron ú n i c a s en su especie hasta la i n v e n c i ó n del ordenador. É s t e es de nuevo u n a novedosa y excepcional m á q u i n a . No sólo se mueve autónomamente u n a vez p r o g r a m a d o y conectado, sino que adem á s hace algo completamente nuevo: procesa i n f o r m a c i ó n . P u e s to que V o n N e u m a n n y los p r i m e r o s cibernéticos c r e í a n que el cerebro h u m a n o procesaba a s i m i s m o i n f o r m a c i ó n , era n a t u r a l p a r a ellos u s a r la c o m p u t a d o r a c o m o metáfora del cerebro e i n cluso d e l a mente, del m i s m o m o d o que l o h a b í a sido p a r a D e s cartes el uso del reloj c o m o metáfora del cuerpo. A l i g u a l que e l modelo cartesiano del cuerpo c o m o u n a m á q u i n a , e l del cerebro c o m o u n ordenador resultó m u y útil a l p r i n c i p i o , proveyendo d e u n m a r c o estimulante p a r a u n a nueva c o m 85
p r e n s i ó n científica de la c o g n i c i ó n y c o n d u c i e n d o a nuevas v í a s de investigación. A m i t a d de los años sesenta, no obstante, el modelo o r i g i n a l que a n i m ó a la exploración de sus p r o p i a s l i m i t a c i o nes y a la d i s c u s i ó n de alternativas se h a b í a petrificado c o m o d o g m a , c o m o tan a m e n u d o sucede en la c i e n c i a . D u r a n t e la déc a d a siguiente, casi toda la neurobiología se vio d o m i n a d a por la perspectiva del proceso de i n f o r m a c i ó n , c u y o s orígenes y presunciones subyacentes ni s i q u i e r a se cuestionaban y a . L o s científicos informáticos contribuyeron significativamente al firme establecimiento del d o g m a del proceso de i n f o r m a c i ó n al u t i l i z a r p a l a b r a s tales c o m o «inteligencia», « m e m o r i a » y «lenguaje» p a r a d e s c r i b i r a las computadoras, lo que ha i n d u c i d o a la m a y o r í a de personas - i n c l u y e n d o a los m i s m o s c i e n t í f i c o s - a pensar que d i c h o s términos se refieren a los equivalentes y bien conocidos fenómenos h u m a n o s . E s t o , no obstante, es un grave m a l e n tendido que ha a y u d a d o a perpetuar y a u n reforzar la i m a g e n cartesiana de los seres h u m a n o s c o m o m á q u i n a s . Recientes progresos de la c i e n c i a cognitiva h a n dejado claro que la inteligencia h u m a n a es radicalmente distinta a la inteligencia de las m á q u i n a s o inteligencia «artificial». El sistema nervioso h u m a n o no procesa i n f o r m a c i ó n a l g u n a - e n el sentido de discretos elementos prefabricados existentes en el m u n d o exterior, listos para ser atrapados por el sistema c o g n i t i v o - sino que interactúa con el entorno por m e d i o de u n a constante m o d u l a c i ó n de su estructura. 3 1 Es m á s , los neurocientíficos h a n encontrado seria evidencia de que la inteligencia, la m e m o r i a y las decisiones h u m a n a s no son n u n c a enteramente racionales, sino que siempre están influenciadas por emociones, c o m o sabemos por p r o p i a experiencia. 3 2 Nuestro pensamiento está siempre acompañado por sensaciones y procesos corporales, y aunque a menudo tendamos a intentar s u p r i m i r l o s , pensamos también con nuestro cuerpo. Puesto que los ordenadores carecen de tal cuerpo, los verdaderos problemas h u m a n o s siempre permanecerán extraños a su inteligencia. E s t a s consideraciones i m p l i c a n que ciertas tareas no deber í a n confiarse j a m á s a los ordenadores, c o m o Joseph W e i z e n b a u m a f i r m a b a enfáticamente en su l i b r o Computer Power and Human Reason (Poder informático y r a z ó n h u m a n a ) . E s t a s tareas i n c l u y e n aquellas que requieren cualidades genuinamente h u m a n a s tales c o m o s a b i d u r í a , c o m p a s i ó n , respeto, c o m p r e n s i ó n o amor. Si se c o n f í a n a los ordenadores las decisiones y com u n i c a c i o n e s que requieren estas c u a l i d a d e s , nuestras v i d a s se deshumanizarán. Citando a Weizenbaum: 86
H a y que trazar una línea divisoria entre la inteligencia humana y la de la máquina. Si tal línea no existe, los que abogan por la psicoterapia computerizada podrían ser meramente los heraldos de u n a era en la que el hombre sería finalmente reconocido como nada más que un mecanismo de relojería... El mismo hecho de preguntar «¿Qué sabe un juez (o un psiquiatra) que no le podamos decir a una computadora?» es una monstruosa obscenidad. 3 3
E L IMPACTO E N L A SOCIEDAD
D e b i d o a su v í n c u l o c o n la c i e n c i a m e c a n i c i s t a y a sus fuertes conexiones con lo militar, la cibernética disfrutó de enorme prestigio entre el m u n d o científico desde sus i n i c i o s . A lo largo de los años, este prestigio se i n c r e m e n t ó todavía m á s a m e d i d a que los ordenadores proliferaban por todos los estratos de la c o m u n i d a d i n d u s t r i a l , llevando profundos c a m b i o s a c a d a área de nuestras v i d a s . Norbert W i e n e r predijo estos c a m b i o s - q u e h a n sido a m e n u d o equiparados a u n a segunda r e v o l u c i ó n i n d u s t r i a l - d u rante los p r i m e r o s años de la cibernética. M á s a ú n , percibió c l a ramente el l a d o oscuro de la n u e v a tecnología que h a b í a a y u d a d o a crear: Aquellos de entre nosotros que hemos contribuido a la nueva ciencia de la cibernética (...) nos hallamos en una situación moral que no es, por decirlo suavemente, m u y confortable. Hemos contribuido al inicio de u n a nueva ciencia que... combina desarrollos técnicos con grandes posibilidades para el bien y para el mal. 3 4 No debemos olvidar que la máquina automática (...) es el equivalente exacto del trabajo de esclavos. T o d a mano de obra que deba competir con el trabajo de esclavos, deberá aceptar las condiciones económicas de éste. E s t á perfectamente claro que esto producirá una situación de desempleo, en comparación con la cual la recesión actual e incluso la depresión de los años treinta parecerán bromas graciosas. 35 R e s u l t a evidente en éste y en otros pasajes s i m i l a r e s de los escritos de W i e n e r , que éste mostraba m u c h a m a y o r s a b i d u r í a y v i s i ó n en su v a l o r a c i ó n del i m p a c t o s o c i a l de los ordenadores que sus sucesores. H o y , cuarenta años después, los ordenadores y
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m u c h a s otras «tecnologías de la i n f o r m a c i ó n » desarrolladas en este lapso se convierten rápidamente en autónomas y totalitarias, redefiniendo nuestros conceptos básicos y e l i m i n a n d o puntos de vista alternativos. C o m o N e i l P o s t m a n , Jerry M a n d e r y otros críticos de la tecnología h a n puesto de manifiesto, ello es típico de l a s «megatecnologías» que h a n llegado a d o m i n a r l a s sociedades industriales alrededor del m u n d o . 3 6 C a d a vez m á s , toda forma de c u l t u r a queda s u b o r d i n a d a a la tecnología, y la i n n o v a c i ó n tecnológica, m á s que el aumento del bienestar h u m a n o , se ha convertido en s i n ó n i m o de progreso. El empobrecimiento espiritual y la pérdida de diversidad c u l tural derivados del uso excesivo de ordenadores, es especialmente grave en el c a m p o de la e d u c a c i ó n . C o m o Neil Postman señala certeramente: « C u a n d o se u s a un ordenador para aprender, el propio sentido de "aprender" queda alterado.» 3 7 La u t i l i z a c i ó n de ordenadores en la enseñanza se ensalza a menudo c o m o u n a rev o l u c i ó n que transformará virtualmente c a d a faceta del proceso educativo. E s t a v i s i ó n está fuertemente p r o m o c i o n a d a por la i n d u s t r i a de la i n f o r m á t i c a , que a n i m a a los maestros a utilizar ordenadores c o m o herramientas educativas a todos los niveles - ¡ i n cluso en el j a r d í n de i n f a n c i a y en preescolar!-, s i n ni siquiera m e n c i o n a r los m u c h o s electos perniciosos que semejantes prácticas irresponsables pueden causar. 3 8 El uso de ordenadores en la escuela está basado en la ya desfas a d a visión de los seres h u m a n o s c o m o procesadores de i n f o r m a c i ó n , que refuerza a su vez constantemente erróneos conceptos mecanicistas sobre pensamiento, conocimiento y c o m u n i c a c i ó n . La i n f o r m a c i ó n es presentada c o m o la base del pensamiento m i e n tras que, en r e a l i d a d , la mente h u m a n a piensa con ideas, no con i n f o r m a c i ó n . C o m o Theodore R o s z a k demuestra en detalle en The Culi: of Information ( E l culto a la información), ésta no crea ideas; las ideas crean la i n f o r m a c i ó n . L a s ideas son patrones integradores que no derivan de la i n f o r m a c i ó n , sino de la experiencia. 3 9
pleado por los científicos e ingenieros informáticos está lleno de metáforas derivadas de lo m i l i t a r - « c o m a n d o » , «escape», « b l i n dado», «piloto», «objetivo», etc.-, lo que introduce desviaciones culturales, refuerza estereotipos e i n h i b e a ciertos grupos, i n c l u yendo las c h i c a s m á s jóvenes en edad escolar, de u n a plena partic i p a c i ó n e n l a experiencia educativa. 4 1 U n motivo a d i c i o n a l d e preocupación, í n t i m a m e n t e r e l a c i o n a d o con lo expuesto, es Ja violencia y la naturaleza m i l i t a r i s t a de la m a y o r í a de juegos de ordenador. T r a s d o m i n a r la investigación cerebral y la c i e n c i a cognitiva durante treinta años y haber creado un p a r a d i g m a de tecnología a m p l i a m e n t e extendido a ú n en nuestros d í a s , el d o g m a del proceso de i n f o r m a c i ó n se vio por fin seriamente cuestionado. 4 2 D u rante la etapa pionera de la cibernética, se h a b í a n planteado ya argumentos críticos c o m o , por ejemplo, que en los cerebros reales no existen reglas, no h a y un procesador central lógico y la i n formación no se a l m a c e n a localmente. L o s cerebros parecen operar sobre la base de la conectividad m a s i v a , a l m a c e n a n d o la i n f o r m a c i ó n distributivamente y manifestando u n a c a p a c i d a d autoorganizadora imposible de h a l l a r en los ordenadores. No obstante, estas ideas alternativas se vieron eclipsadas por la v i s i ó n informaticista d o m i n a n t e hasta que resurgieron durante los años setenta, en que los pensadores sistémicos quedaron fascinados por un nuevo fenómeno con un nombre evocador: la autoorganización.
En el modelo informático de c o g n i c i ó n , el conocimiento es visto c o m o un v a l o r libre, basado en datos abstractos. Pero todo c o n o c i m i e n t o significativo es conocimiento contextual, siendo u n a g r a n parte del m i s m o tácito y experimental. De forma s i m i lar, el lenguaje es visto como un conducto a través del c u a l se com u n i c a i n f o r m a c i ó n «objetiva». E n r e a l i d a d , como C . A . Bowers ha discutido elocuentemente, el lenguaje es metafórico y transmite entendimientos tácitos compartidos en el seno de u n a c u l tura. 4 0 R e s u l t a también importante destacar que el lenguaje e m 88
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Tercera parte L a s piezas del puzzle
5, MODELOS DE AUTOORGANIZACIÓN
P E N S A M I E N T O STSTÉMICO APLICADO
D u r a n t e los años c i n c u e n t a y sesenta, el pensamiento sistém i c o tuvo u n a g r a n influencia en la ingeniería y la gestión de empresas, donde los conceptos sistémicos - i n c l u y e n d o los c i b e r n é t i c o s - se a p l i c a r o n p a r a la resolución de problemas prácticos. E s t a s aplicaciones dieron lugar a las nuevas d i s c i p l i n a s de la i n g e n i e r í a s i s t é m i c a , el a n á l i s i s sistémico y la a d m i n i s t r a c i ó n sistémica de empresas. 1 A m e d i d a que las empresas industriales veían a u m e n t a r su c o m p l e j i d a d con el desarrollo de n u e v a s tecnologías en q u í m i c a , electrónica y c o m u n i c a c i o n e s , sus administradores e ingenieros debían preocuparse no sólo de g r a n cantidad de componentes i n d i v i d u a l e s , sino también de los efectos provenientes de las m u tuas interacciones entre éstos, tanto en los sistemas físicos c o m o en los organizativos. Así, m u c h o s ingenieros y a d m i n i s t r a d o res de proyectos de grandes c o m p a ñ í a s empezaron a formular estrategias y metodologías que u t i l i z a b a n explícitamente conceptos sistémicos. Pasajes c o m o el siguiente f o r m a b a n parte de m u chos de los textos de ingeniería sistémica p u b l i c a d o s en los años sesenta: El ingeniero sistémico debe ser capaz también de predecir las propiedades emergentes del sistema, es decir, esas propiedades que posee el sistema pero no sus partes. 2 El método de pensamiento estratégico conocido c o m o « a n á l i sis sistémico» fue utilizado por p r i m e r a vez por la R A N D Corporation, u n a institución de investigación y desarrollo militar fund a d a a finales de los cuarenta, que se convirtió en modelo p a r a 93
numerosos gabinetes de estrategia* especializados en diseño de programas y desarrollo de tecnologías. 3 El a n á l i s i s sistémico n a c i ó de la investigación de operaciones - e l a n á l i s i s y planeamiento d e operaciones m i l i t a r e s - durante l a S e g u n d a G u e r r a M u n d i a l . É s t e i n c l u í a la c o o r d i n a c i ó n del u s o del r a d a r con operaciones de defensa antiaérea, c u y o p r o b l e m a dio origen también al desarrollo teórico de la cibernética. D u r a n t e los años cincuenta, el a n á l i s i s sistémico fue m á s allá de las aplicaciones militares y se convirtió en un a m p l i o planteamiento sistémico p a r a el a n á l i s i s de costes y beneficios, i n c l u yendo modelos matemáticos para e x a m i n a r un a b a n i c o de prog r a m a s alternativos diseñados p a r a c u m p l i r u n objetivo bien definido. En palabras de un popular texto publicado en 1968: Te esfuerzas en contemplar el problema entero, como un todo, en su contexto y en comparar las elecciones alternativas a la luz de sus posibles resultados. 4 B i e n pronto, tras el desarrollo del a n á l i s i s sistémico c o m o u n método p a r a m a n e j a r complejos problemas organizativos e n el c a m p o militar, los gestores de empresas empezaron a u s a r este nuevo enfoque para resolver problemas s i m i l a r e s en el m u n d o de la e m p r e s a y los negocios. « L a gestión s i s t é m i c a m e n te orientada» se convirtió en la n u e v a expresión de m o d a y durante los años sesenta y setenta, se p u b l i c ó u n a pléyade de libros sobre a d m i n i s t r a c i ó n de empresas con la palabra «sistémico» en sus títulos. 5 La técnica de modelaje de « d i n á m i c a sistémica» desarrollada por J a y Forrester y la «cibernética de la gestión» de Stafford Beer son ejemplos de formulaciones extensivas temp r a n a s del enfoque sistémico de la a d m i n i s t r a c i ó n de empresas. 6 U n a década después, u n planteamiento s i m i l a r , a u n q u e m u c h o m á s sutil, fue desarrollado por H a n s Ulrich en la E s c u e l a de Negocios de St. G a l l e n en S u i z a . 7 El enfoque de U l r i c h es a m p l i a mente conocido en el entorno europeo de la e m p r e s a c o m o el «modelo de St. G a l l e n » . É s t e se basa en la visión de la o r g a n i z a c i ó n de los negocios como un sistema social vivo con los años, ha i n c o r p o r a d o m u c h a s ideas de biología, c i e n c i a cognitiva, ecolog í a y teoría de la evolución. E s t o s desarrollos m á s recientes dier o n lugar a la n u e v a d i s c i p l i n a de «gestión sistémica», enseñada * En el original, think tanks. (N. del T.)
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en la actualidad en las escuelas europeas de negocios y aconsejada por los consultores de empresa. 8
L A APARICIÓN D E L A BIOLOGÍA MOLECULAR
Mientras que el enfoque sistémico tenía u n a considerable i n fluencia en la a d m i n i s t r a c i ó n de empresas y en la i n g e n i e r í a durante los años c i n c u e n t a y sesenta, su i n c i d e n c i a en el c a m p o de la biología era paradójicamente casi inexistente. L o s cincuenta fueron la década de la e l u c i d a c i ó n de la estructura física del A D N , un triunfo espectacular de la genética que ha sido ensalzado c o m o el m a y o r d e s c u b r i m i e n t o en biología desde la teoría de la evolución de D a r w i n . Durante v a r i a s décadas, este acontecimiento triunfal eclipsó totalmente la v i s i ó n sistémica de la v i d a . El péndulo oscilaba de nuevo h a c i a el m e c a n i c i s m o . L o s logros de la genética acarrearon un c a m b i o significativo en la investigación biológica, u n a nueva perspectiva que, a ú n hoy, d o m i n a nuestras instituciones a c a d é m i c a s . Mientras que las células se v e í a n c o m o los componentes básicos de los o r g a n i s m o s vivos durante el siglo xix, la atención c a m b i ó de l a s células a las moléculas a mediados del siglo x x , c u a n d o los geneticistas empezaron a explorar la estructura m o l e c u l a r del gen. A v a n z a n d o h a c i a niveles c a d a vez m á s pequeños en sus exploraciones del fenómeno de la v i d a , los biólogos encontraron que las características de todos los o r g a n i s m o s vivos - d e s d e las bacterias hasta los seres h u m a n o s - se h a l l a b a n codificadas en sus cromosom a s con la m i s m a substancia q u í m i c a y con el m i s m o código. T r a s dos décadas de intensa investigación, los detalles precisos de este código fueron desvelados. L o s biólogos h a b í a n descubierto el alfabeto del verdaderamente universal lenguaje de la vida. 9 E s t e triunfo de la biología molecular derivó en la creencia generalizada de que todas las funciones biológicas pueden ser explicadas en términos de estructuras moleculares y mecanismos. De este modo, la m a y o r í a de biólogos se h a n convertido en fervientes reduccionistas, ocupados en detalles moleculares. La biología molecular, originalmente u n a pequeña r a m a de las ciencias de la vida, se ha convertido en un omnipresente y excluyente m o d o de pensar que ha conducido a u n a grave distorsión en la investigación biológica. Al m i s m o tiempo, los problemas que se resistían al enfoque reduccionista de la biología m o l e c u l a r se pusieron m á s de m a nifiesto durante la segunda m i t a d de nuestro siglo. Mientras que 95
los biólogos pueden conocer la estructura precisa de u n o s pocos genes, saben m u y poco de los modos en que d i c h o s genes se com u n i c a n y cooperan en el desarrollo de un o r g a n i s m o . En otras p a l a b r a s , conocen el alfabeto del código genético, pero no tienen c a s i i d e a d e s u sintaxis. S e sabe y a que l a m a y o r parte del A D N - q u i z á s hasta u n 9 5 % - puede ser usado p a r a actividades integrativas de las que los biólogos permanecerán ignorantes mientras mantengan su adhesión a los modelos mecanicistas.
CRÍTICA DEL PENSAMIENTO SISTÉMICO
A m i t a d de los años setenta, las limitaciones del enfoque molec u l a r a la c o m p r e n s i ó n de la v i d a eran ya evidentes. S i n embargo, los biólogos veían poca cosa m á s en el horizonte. El eclipse del pensamiento sistémico en la c i e n c i a era tan completo que no se le consideraba c o m o alternativa viable. De hecho, la teoría de sistem a s empezó a ser vista c o m o un fracaso intelectual en varios ensayos críticos. Robert L i l i e n f e l d , por ejemplo, c o n c l u í a su excelente informe The Rise of Systems Theory ( L a emergencia de la teoría s i s témica), p u b l i c a d o en 1 9 7 8 , c o n la siguiente c r í t i c a devastadora: Los pensadores sistémicos muestran fascinación por definiciones, conceplualizaciones y declaraciones programáticas de naturaleza benevolente y vagamente moralizadora... T o m a n analogías entre los fenómenos de un campo y de otro... cuya descripción parece proporcionarles un deleite estético en el que estriba su propia justificación... No existe evidencia de que la teoría de sistemas haya sido usada con éxito en la solución de ningún problema substantivo en campo alguno. 10 La ú l t i m a parte de esta crítica resulta definitivamente i n j u s tificada en la a c t u a l i d a d , como veremos en los siguientes capítulos, y posiblemente fue demasiado d u r a , incluso en los años setenta, en que se podría haber argumentado que la c o m p r e n s i ó n de los o r g a n i s m o s vivos c o m o sistemas energéticamente abiertos pero organizativamente cerrados, el reconocimiento de la retroalimentación c o m o el m e c a n i s m o esencial de la homeostasis y los modelos cibernéticos de los procesos neuronales - p o r citar sólo tres ejemplos bien establecidos por aquel e n t o n c e s - representaron avances m a y ú s c u l o s en la c o m p r e n s i ó n científica de la vida. 96
No obstante, Lilienfeld tenía r a z ó n en el sentido de que n i n g u na teoría formal de sistemas del tipo contemplado por B o g d a n o v y Bertalanffy h a b í a sido a p l i c a d a con éxito en n i n g ú n c a m p o . Ciertamente, el objetivo de Bertalanffy - d e s a r r o l l a r su teoría general de sistemas en u n a « d i s c i p l i n a m a t e m á t i c a , p u r a m e n t e form a l en sí m i s m a , pero aplicable a las diversas c i e n c i a s e m p í r i c a s » - n u n c a s e h a b í a logrado. El p r i n c i p a l motivo de este «fracaso» era la a u s e n c i a de técnicas m a t e m á t i c a s para tratar con la c o m p l e j i d a d de los sistemas vivos. T a n t o B o g d a n o v como Bertalanffy reconocían que en los sistemas abiertos las interacciones s i m u l t á n e a s de diversas v a r i a bles generaban los patrones de organización característicos de la v i d a , pero c a r e c í a n de los medios p a r a d e s c r i b i r m a t e m á t i c a m e n te la emergencia de dichos patrones. T é c n i c a m e n t e h a b l a n d o , las m a t e m á t i c a s de su tiempo se l i m i t a b a n a las ecuaciones lineales, totalmente i n a d e c u a d a s p a r a d e s c r i b i r la naturaleza altamente no-lineal de los sistemas v i v o s . " Los cibernéticos se concentraron en fenómenos no-lineales tales c o m o bucles de retroalimentación y redes neuronales, d i s poniendo de los p r i n c i p i o s de u n a s m a t e m á t i c a s correspondientemente no-lineales, pero el verdadero salto cualitativo llegó v a r i a s décadas después, í n t i m a m e n t e ligado al desarrollo de u n a nueva generación de potentes ordenadores. S i bien los planteamientos sistémicos desarrollados durante la p r i m e r a m i t a d de siglo no c u a j a r o n en u n a teoría m a t e m á t i c a formal, sí crearon un cierto modo de pensar, un nuevo lenguaje, nuevos conceptos y todo un c l i m a intelectual que ha c o n d u c i d o a importantes avances científicos en los años recientes. En lugar de u n a teoría de sistemas formal, la d é c a d a de los ochenta vio el desarrollo de u n a serie de modelos sistémicos exitosos que describen varios aspectos del fenómeno de la v i d a . Desde dichos modelos, h a a p a r e c i d o u n i d a a l lenguaje matemático adecuado u n a teoría coherente de los sistemas vivos.
L A IMPORTANCIA D E L PATRÓN
Los recientes avances en nuestra c o m p r e n s i ó n de los sistemas vivos se b a s a n en dos novedades s u r g i d a s a finales de los años setenta, durante los m i s m o s años en que L i l i e n f e l d y otros e s c r i b í a n sus c r í t i c a s a l pensamiento sistémico. L a p r i m e r a fue e l descubrimiento de la n u e v a m a t e m á t i c a de la c o m p l e j i d a d , que comentare97
mos e n e l p r ó x i m o capítulo. L a otra fue l a emergencia d e u n nuevo y poderoso concepto, el de la a u t o o r g a n i z a c i ó n , que h a b í a estado i m p l í c i t o en las p r i m e r a s discusiones de los cibernéticos, pero que no se d e s a r r o l l a r í a explícitamente hasta treinta años después. P a r a entender el fenómeno de la a u t o o r g a n i z a c i ó n , debemos c o m p r e n d e r p r i m e r o l a i m p o r t a n c i a del patrón. L a idea d e u n patrón de o r g a n i z a c i ó n - u n a c o n f i g u r a c i ó n de relaciones características de un determinado s i s t e m a - se convirtió en el centro explícito del pensamiento sistémico en cibernética y desde entonces ha sido un concepto c r u c i a l . Desde el punto de vista sistémico, la c o m p r e n s i ó n de la v i d a e m p i e z a c o n la c o m p r e n s i ó n del patrón. Ya hemos visto que, a través de la h i s t o r i a de la c i e n c i a y de la filosofía occidentales, ha existido u n a tensión entre el estudio de la s u b s t a n c i a y el estudio de la forma. 1 2 El estudio de la substanc i a e m p i e z a con la pregunta: ¿ d e qué está h e c h o ? ; por el contrar i o , el estudio de la forma inquiere: ¿ C u á l es su p a t r ó n ? A m b o s s o n acercamientos m u y distintos que h a n venido compitiendo a lo largo de nuestra tradición científica y filosófica. El estudio de la substancia empezó en el siglo vi a . C . en la G r e c i a antigua, c u a n d o T a l e s , P a r m é n i d e s y otros filósofos preguntaron: ¿ D e qué está h e c h a la r e a l i d a d ? ¿ C u á l e s son los constituyentes ú l t i m o s de la m a t e r i a ? ¿ C u á l es su esencia? L a s respuestas a estas preguntas definen l a s diversas escuelas de la era temprana de la filosofía griega. E n t r e ellas está la idea de cuatro elementos fundamentales: tierra, aire, fuego y a g u a . En tiempos modernos, éstos fueron refundidos en los elementos q u í m i c o s , m á s de cien en la a c t u a l i d a d pero, c o n todo, un n ú m e r o finito de elementos ú l t i m o s de los que toda m a t e r i a se c r e í a f o r m a d a . L u e go Dalton identificó los elementos con los átomos, y al s u r g i r la f í s i c a a t ó m i c a y n u c l e a r en el siglo xx, los elementos se v i e r o n reducidos a partículas subatómicas. De f o r m a s i m i l a r , los elementos básicos en biología fueron i n i c i a l m e n t e o r g a n i s m o s o especies y en el siglo x v i u los biólogos desarrollaron detallados esquemas de c l a s i f i c a c i ó n de a n i m a l e s y plantas. Luego, con el descubrimiento de las células c o m o elementos c o m u n e s a todos los o r g a n i s m o s , la atención se desplazó de los organismos a las células. F i n a l m e n t e , la c é l u l a fue s e p a r a da en m a c r o m o l é c u l a s - e n z i m a s , proteínas, a m i n o á c i d o s , e t c . - y la biología m o l e c u l a r se convirtió en la nueva investigación de írontera. E n todos estos empeños, l a cuestión seguía siendo l a m i s m a que en la Antigüedad griega: ¿ D e qué está h e c h a la realid a d ? ¿ C u á l e s son sus constituyentes ú l t i m o s ? 98
S i m u l t á n e a m e n t e , a lo largo de la m i s m a h i s t o r i a de la filosofía y de la c i e n c i a , el estudio del patrón s i e m p r e estuvo presente. E m p e z ó c o n los pitagóricps en G r e c i a y c o n t i n u ó c o n los a l q u i m i s t a s , los poetas románticos y otros m o v i m i e n t o s intelectuales. E n l a m a y o r parte del tiempo, s i n embargo, e l estudio del patrón fue eclipsado p o r el estudio de la s u b s t a n c i a hasta resurgir c o n fuerza en nuestro siglo, en el que fue reconocido por los pensadores sistémicos c o m o esencial p a r a la c o m p r e n s i ó n de la v i d a . E n t i e n d o que la llave de u n a teoría completa de los sistemas v i vos r a d i c a en la síntesis de estos planteamientos tan dispares: el estudio de la s u b s t a n c i a (o estructura) y el estudio de la f o r m a (o p a trón). En el estudio de la estructura m e d i m o s y pesamos cosas. L o s patrones, en c a m b i o , no p u e d e n ser medidos ni pesados; deben ser cartografiados. P a r a c o m p r e n d e r u n patrón debemos cartografiar u n a c o n f i g u r a c i ó n d e relaciones. E n otras palabras: estructura i m p l i c a cantidades, mientras que patrón i m p l i c a c u a l i d a d e s . E l estudio del patrón e s c r u c i a l p a r a l a c o m p r e n s i ó n d e los sistemas vivos, puesto que las propiedades s i s t é m i c a s - c o m o hem o s v i s t o - emergen de u n a c o n f i g u r a c i ó n de relaciones ordenadas. 1 3 L a s propiedades s i s t é m i c a s son propiedades d e u n patrón. Lo que se destruye c u a n d o un s i s t e m a vivo es diseccionado, es su patrón. S u s componentes s i g u e n ahí, pero la c o n f i g u r a c i ó n de las relaciones entre ellos - e l p a t r ó n - ha sido d e s t r u i d a y en consec u e n c i a el o r g a n i s m o muere. L a m a y o r í a d e científicos reduccionistas n o pueden c o m p r e n der las c r í t i c a s al r e d u c c i o n i s m o porque no llegan a entender la i m p o r t a n c i a del patrón. A f i r m a n que todos los organismos vivos están hechos en ú l t i m a i n s t a n c i a de los m i s m o s átomos y moléc u l a s que c o m p o n e n la m a t e r i a i n o r g á n i c a y que, por tanto, l a s leyes de la b i o l o g í a pueden ser r e d u c i d a s a las de la f í s i c a y la quím i c a . Si b i e n es cierto que todos los o r g a n i s m o s vivos están hechos en ú l t i m a i n s t a n c i a de átomos y m o l é c u l a s , son «algo más» que átomos y moléculas. E x i s t e algo m á s en la vida, algo inmater i a l e i r r e d u c i b l e : el patrón de o r g a n i z a c i ó n .
REDES:
LOS PATRONES DE LA VIDA
U n a vez a p r e c i a d a l a i m p o r t a n c i a del patrón p a r a l a c o m p r e n s i ó n de la v i d a , podemos preguntarnos: ¿ h a y un patrón de o r g a n i z a c i ó n c o m ú n que p u e d a ser identificado en todos los seres v i v o s ? V e r e m o s que, efectivamente, así es. E s t e patrón de or99
g a n i z a c i ó n , c o m ú n a todos los seres vivos, será a n a l i z a d o en detalle m á s adelante. 1 4 Su propiedad m á s importante es que se trata de un patrón en f o r m a de red. D o n d e q u i e r a que encontremos sistemas vivos - o r g a n i s m o s , partes de o r g a n i s m o s o c o m u n i d a d e s de o r g a n i s m o s - , podremos observar que sus componentes están dispuestos en f o r m a de red. Si vemos v i d a , vemos redes. E s t a constatación llegó a la c i e n c i a en los años veinte, c u a n d o los ecólogos e m p e z a r o n a estudiar las redes de a l i m e n t a c i ó n . P o c o después, reconociendo la red c o m o el patrón general de v i d a , los pensadores sistémicos generalizaron los modelos en red a todos los niveles de los sistemas. L o s cibernéticos en particular, trataron de entender el cerebro c o m o u n a red n e u r o n a l y desarrol l a r o n técnicas matemáticas específicas p a r a a n a l i z a r sus patrones. La estructura del cerebro h u m a n o es extraordinariamente c o m p l e j a . Contiene alrededor de diez m i l m i l l o n e s de c é l u l a s nerviosas (neuronas) interconectadas en u n a vasta red a través de un b i l l ó n de conexiones (sinápsis). Puede ser dividido en subsecciones o subredes, que se c o m u n i c a n entre sí en forma de red. T o d o ello o r i g i n a patrones intrincados de tramas interconectadas, redes a n i d a n d o en el seno de redes m a y o r e s . I S La p r i m e r a y m á s obvia propiedad de c u a l q u i e r red es su nol i n e a l i d a d , va en todas direcciones. Por lo tanto, las relaciones en u n patrón e n red son relaciones no-lineales. E n particular, u n est í m u l o o mensaje puede v i a j a r en un c a m i n o c í c l i c o , que puede convertirse en un bucle de retroalimentación. El concepto de retroalimentación está íntimamente ligado al de patrón en red. 1 6 Puesto que las redes de c o m u n i c a c i ó n pueden generar bucles d e retroalimentación, son capaces t a m b i é n d e a d q u i r i r l a h a b i l i d a d de regularse a sí m i s m a s . Por ejemplo, u n a c o m u n i d a d que mantiene u n a red de c o m u n i c a c i o n e s activa aprenderá de sus errores, ya que las consecuencias de un error se extenderán por toda la red, volviendo al origen a lo largo de bucles de retroalim e n t a c i ó n . Así la c o m u n i d a d podrá corregir sus errores, regularse a sí m i s m a y organizarse. En r e a l i d a d , la autorregulación ha emergido q u i z á s c o m o el concepto central de la v i s i ó n s i s t é m i c a de la_vida y al i g u a l que los conceptos de retroalimentación y a u t o r r e g u l a c i ó n , está íntimamente ligado a las redes. El patrón p a r a la v i d a , p o d r í a m o s decir, es un patrón capaz de autoorganizarse. É s t a es u n a sencilla definición, pero se b a s a en los recientes desc u b r i m i e n t o s de la m i s m í s i m a v a n g u a r d i a de la c i e n c i a .
LA APARICIÓN DEL CONCEPTO DE AUTOORGANIZACIÓN El concepto de autoorganización se originó en los p r i m e r o s años de la cibernética, c u a n d o l o s científicos c o m e n z a r o n a construir modelos matemáticos p a r a representar la lógica inherente e n las redes neuronales. E n 1 9 4 3 , e l neurocientífico W a r r e n M c C u l l o c h y el matemático W a l t e r Pitts p u b l i c a b a n un trabajo pionero titulado « U n c á l c u l o lógico de las ideas inmanentes en la a c tividad n e r v i o s a » , en el que demostraban que la lógica de todo proceso, de c u a l q u i e r comportamiento, puede ser transformada e n reglas p a r a l a construcción d e u n a r e d . ' 7 E n s u p u b l i c a c i ó n , los autores i n t r o d u c í a n n e u r o n a s idealizadas representadas por elementos conmutadores b i n a r i o s - e s decir, elementos que pueden ser conectados en « m a r c h a » o « p a r o » - * y m o d e l a r o n el sistema nervioso c o m o complejas redes de estos elementos conmutadores b i n a r i o s . E n u n a red M c C u l l o c h - P i t t s , los nodos « m a r c h a - p a r o » están acoplados de tal modo que la actividad de c a d a nodo está c o m a n d a d a por la actividad previa de otros, según u n a d e t e r m i n a d a «regla de conexión». Por ejemplo, u n nodo podrá conectarse e n « m a r c h a » e n u n determinado m o mento, sólo si en aquel m o m e n t o un cierto n ú m e r o de nodos están en p o s i c i ó n de « m a r c h a » . M c C u l l o c h y Pitts fueron capaces de demostrar que, si bien semejantes redes b i n a r i a s constituyen modelos s i m p l i f i c a d o s , no obstante son buenas a p r o x i m a c i o n e s a las redes embebidas en el sistema nervioso. En los a ñ o s cincuenta, los científicos empezaron a construir modelos reales de estas redes b i n a r i a s , i n c l u y e n d o algunas c o n pequeñas b o m b i l l a s que se e n c e n d í a n y a p a g a b a n en los nodos. P a r a su g r a n asombro, descubrieron que, tras a l g ú n tiempo de parpadeos aleatorios, emergían algunos patrones ordenados en la m a y o r í a de redes. P o d í a n observar ondas de parpadeos fluyendo a través de la red, o bien ciclos repetidos. A u n c u a n d o el estado i n i c i a l de la red fue escogido al azar, al cabo de un tiempo emergían espontáneamente los patrones ordenados. A esta emergencia espontánea de orden, se la d e n o m i n ó «autoorganización». T a n pronto c o m o d i c h o t é r m i n o evocador apareció en la literatura, los pensadores sistémicos empezaron a utilizarlo profusamente en diferentes contextos. R o s s A s h b y , en sus primeros trabaj o s , fue probablemente el p r i m e r o en describir el sistema nervios o c o m o «autoorganizador». 1 8 E l físico y cibernético H e i n z v o n * En el original on y off. (N. del T.)
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Foerster se convirtió en el p r i n c i p a l catalizador de la i d e a de la a u toorganización a finales de los años c i n c u e n t a , dando conferenc i a s sobre el tema, b u s c a n d o soporte financiero p a r a m u c h o s de los participantes y p u b l i c a n d o sus aportaciones. I 9 D u r a n t e dos décadas, Foerster m a n t u v o un grupo de investigación i n t e r d i s c i p l i n a r i a dedicado al estudio de sistemas autoorganizadores. C o n base en el L a b o r a t o r i o de I n f o r m á t i c a B i o l ó g i ca de la U n i v e r s i d a d de Illinois, este grupo era un reducido c í r c u l o de a m i g o s y colegas que trabajaban alejados de la p r i n c i p a l c o m e n t e reduccionista y c u y a s ideas, adelantadas a su tiempo, no tuvieron m u c h a d i f u s i ó n . No obstante, estas ideas fueron las s e m i l l a s de m u c h o s de los modelos de sistemas auto-organizadores desarrollados c o n éxito a finales de los años setenta y en los ochenta. La p r o p i a c o n t r i b u c i ó n de H e i n z v o n Foerster a la c o m p r e n s i ó n teórica de la autoorganización llegó m u y pronto y estaba rel a c i o n a d a con el concepto de orden. Se preguntó: ¿ E x i s t e u n a med i d a de orden que p u e d a ser u t i l i z a d a p a r a definir el incremento de orden i m p l i c a d o por Ia « o r g a n i z a c i ó n » ? P a r a resolver este prob l e m a , Foerster empleó el concepto de « r e d u n d a n c i a » , definido matemáticamente en la teoría de la i n f o r m a c i ó n por C l a u d e S h a n n o n y que m i d e el orden relativo del sistema en r e l a c i ó n con el m á x i m o desorden posible en el m i s m o . 2 0 C o n el tiempo, este planteamiento se ha visto superado por las nuevas m a t e m á t i c a s de la c o m p l e j i d a d , pero a finales de los años c i n c u e n t a , p e r m i t i ó a Foerster desarrollar un p r i m e r modelo cualitativo de autoorganización en los sistemas vivos. A c u ñ ó la expresión «orden desde e l r u i d o » p a r a i n d i c a r que u n s i s t e m a auto-organizador no «importa» simplemente orden desde su entorno, s i n o que absorbe m a t e r i a r i c a en energía y la integra en su p r o p i a estructura, a u m e n t a n d o así su orden interno. D u r a n t e los años setenta y ochenta, las ideas clave de este m o delo i n i c i a l fueron redefinadas y elaboradas por investigadores en varios países, quienes exploraron los fenómenos de autoorgan i z a c i ó n en m u c h o s sistemas distintos, desde los m u y pequeños hasta los m u y grandes: I l y a Prigogine e n B é l g i c a , H e r m a n n H a k e n y Manfred E i g e n en A l e m a n i a , James Lovelock en Inglaterra, L y n n Margulis en Estados Unidos, Humberto Maturana y F r a n cisco V a r e l a en C h i l e . 2 1 Los modelos resultantes de los sistemas autoorganizadores comparten ciertas características clave, que son los ingredientes básicos de la emergente teoría de sistemas vivos, c u y a d i s c u s i ó n es el objetivo de este libro. 102
La primera diferencia importante entre primer concepto de autoorganización en cibernética y los modelos posteriores m á s elaborados, estriba en que éstos i n c l u y e n la creación de nuevas estructuras y nuevos modelos de comportamiento en el proceso de a u toorganización. P a r a Ashby, los posibles c a m b i o s estructurales tienen lugar dentro de un determinado «fondo de variedad» de estructuras y las probabilidades de supervivencia del sistema dependen de la r i q u e z a o «variedad de requisitos» de dicho fondo. No h a y creatividad, desarrollo o evolución. Los últimos modelos, en c a m bio, i n c l u y e n la creación de nuevas estructuras y modos de comportamiento en los procesos de desarrollo, aprendizaje y evolución. U n a segunda característica c o m ú n a estos modelos de autoo r g a n i z a c i ó n es que se tratan de sistemas abiertos operando lejos del e q u i l i b r i o . Es necesario un flujo constante de m a t e r i a y energ í a a través del sistema p a r a que tenga lugar la a u t o o r g a n i z a c i ó n . La sorprendente emergencia de n u e v a s estructuras y nuevos m o dos de comportamiento, que es el sello de la a u t o o r g a n i z a c i ó n , se da ú n i c a m e n t e c u a n d o el sistema está alejado del e q u i l i b r i o . La tercera característica de la autoorganización, c o m ú n a todos los modelos, es la interconectividad no-lineal de los componentes del sistema. E s t a pauta de no-linealidad se traduce físicamente en bucles de retroalimentación, y es descrita matemáticamente en términos de ecuaciones no-lineales. R e s u m i e n d o estas tres características de los sistemas autoorganizadores, podemos decir que autoorganización es la a p a r i c i ó n espontánea de nuevas estructuras y nuevos modos de comportamiento en sistemas lejos del e q u i l i b r i o , c a r a c t e r i z a d a por bucles de r e t r o a l i m e n t a c i ó n internos y descrita matemáticamente en términos de ecuaciones no-lineales.
E S T R U C T U R A S DISIPATIVAS
La p r i m e r a y quizás m á s influyente descripción detallada de los sistemas autoorganizadores fue la teoría de las «estructuras disipativas» de I l y a Prigogine, q u í m i c o y físico ruso de n a c i m i e n to, p r e m i o N o b e l y profesor de q u í m i c a f í s i c a en la U n i v e r s i d a d L i b r e de B r u s e l a s . Prigogine desarrolló su teoría a partir de estudios de sistemas físicos y q u í m i c o s pero, según sus propios recuerdos, se vio i m p u l s a d o a ello tras ponderar la naturaleza de la vida:
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Estaba m u y interesado en el problema de la vida (...). Siem pre pensé que la existencia de vida nos dice algo m u y importante sobre la naturaleza. 22 Lo que m á s i n t r i g a b a a P r i g o g i n e , era que los organismos vivos fuesen capaces de mantener sus procesos vitales bajo condiciones de no-equilibrio. Quedó fascinado por sistemas alejados del e q u i l i b r i o térmico e i n i c i ó u n a exhaustiva investigación p a r a averiguar exactamente qué condiciones precisas de desequilibrio pueden ser estables. El descubrimiento c r u c i a l se p r o d u j o p a r a Prigogine a p r i n c i pios de los años sesenta, c u a n d o se dio cuenta de que los sistemas que están lejos del e q u i l i b r i o deben ser descritos por ecuaciones no-lineales. El claro reconocimiento de la relación entre «lejos del equilibrio» y «no-linealidad», a b r i ó a Prigogine u n a v í a de i n vestigación que c u l m i n a r í a u n a década después en su teoría de la autoorganización. En orden a resolver el puzzle de la estabilidad lejos del equilib r i o , Prigogine no estudió los sistemas vivos, sino que se concentró en el fenómeno m u c h o m á s sencillo de la convección térmica conocido como la «inestabilidad de B é n a r d » , considerado actualmente c o m o un caso c l á s i c o de autoorganización. A p r i n c i p i o s de siglo, el físico francés H e n r i B é n a r d descubrió que el calentamiento de u n a fina c a p a de l í q u i d o puede o r i g i n a r estructuras extrañamente ordenadas. C u a n d o el l í q u i d o es uniformemente c a lentado desde abajo, se establece un flujo constante de calor, que se mueve desde el fondo h a c i a la parte superior. El l í q u i d o en sí m i s m o permanece en reposo y el calor se transmite ú n i c a m e n t e por c o n d u c c i ó n . No obstante, si la diferencia de temperatura entre la parte superior y el fondo a l c a n z a un determinado valor crítico, el flujo de calor es reemplazado por u n a convección t é r m i c a , en la que el calor es transmitido por el m o v i m i e n t o coherente de grandes cantidades de m o l é c u l a s . E n este punto, aparece u n m u y sorprendente patrón ordenado de células hexagonales («colmena»), en el que el l í q u i d o c a liente asciende por el centro de las células, mientras que el l í q u i do m á s frío desciende por l a s paredes de las células (ver figura 5 - 1 ) . El a n á l i s i s detallado de Prigogine de estas «células de B é nard» demostró que, a m e d i d a que el sistema se aleja del equilib r i o (es decir, de un estado de temperatura uniforme a través del líquido), a l c a n z a un punto crítico de inestabilidad, en el que a p a rece el patrón hexagonal ordenado. 2 3 104
Figura 5-1 Patrón de células de Bénard hexagonales en un recipiente cilíndrico, visto desde arriba. El diámetro del recipiente es aproximadamente 10 cm y la profundidad del líquido 0,5 c m ; de Bergé (1981).
La inestabilidad de B é n a r d es un espectacular ejemplo de a u i<(organización. E l desequilibrio m a n t e n i d o por e l f l u j o continuo de calor a través del sistema genera un complejo patrón espacial en el que m i l l o n e s de moléculas se m u e v e n coherentemente p a r a formar las células hexagonales de convección. L a s células de B é nard a d e m á s , no se l i m i t a n a los experimentos de laboratorio, s i n o que se d a n en la naturaleza en un gran v a r i e d a d de c i r c u n s tancias. P o r ejemplo, el flujo de aire caliente desde la superficie de la tierra h a c i a el espacio exterior puede generar vórtices hexagonales de c i r c u l a c i ó n que dejan sus correspondientes huellas en las d u n a s del desierto y en los c a m p o s de nieve árticos. 2 4 Otro sorprendente fenómeno de autoorganización estudiado extensivamente por Prigogine y sus colegas en B r u s e l a s son los llamados «relojes q u í m i c o s » . É s t o s son reacciones lejos del equilibrio q u í m i c o , que producen oscilaciones periódicas m u y sorprendentes. 25 P o r ejemplo, si hay dos clases de moléculas en la reacc i ó n , u n a s «rojas» y otras «azules», el sistema será enteramente a z u l en un determinado punto, p a r a c a m b i a r luego súbitamente su color al rojo, después de nuevo al a z u l y así sucesivamente en i n tervalos regulares. C o n d i c i o n e s experimentales distintas p o d r á n p r o d u c i r t a m b i é n ondas de actividad q u í m i c a (ver figura 5-2). P a r a c a m b i a r todo su color súbitamente, el sistema q u í m i c o debe actuar c o m o un todo, produciendo un alto nivel de orden a través de la actividad coherente de millones de moléculas. Prigo105
nas, a m p l i f i c a d a s por bucles de retroalimentación positiva. Así, la a m p l i f i c a c i ó n de la retroalimentación expansiva, que h a b í a sido tradicionalmente c o n t e m p l a d a c o m o destructiva en cibernética, aparece c o m o fuente de un nuevo orden y c o m p l e j i d a d en la teoría de las estructuras d i s i p a t i v a s .
TEORÍA LÁSER
Figura 5-2 Actividad q u í m i c a ondulante en la l l a m a d a reacción BelousovZ h a b o t i n s k i i ; de Prigogine (1980).
gine y sus colegas descubrieron que, c o m o en la convección de B é n a r d , este comportamiento coherente emerge espontáneamente en puntos críticos de inestabilidad lejos del equilibrio. D u r a n t e los años sesenta, Prigogine desarrolló u n a n u e v a term o d i n á m i c a no-lineal p a r a describir el fenómeno de la autoorgan i z a c i ó n en sistemas abiertos lejos del e q u i l i b r i o . « L a termodinám i c a c l á s i c a » , explica, «conduce al concepto de "estructuras en e q u i l i b r i o " tales c o m o los cristales. L a s células de B é n a r d son t a m b i é n estructuras, pero de m u y distinta índole. É s t a es la r a z ó n por la que h e m o s introducido el concepto de "estructuras disipativ a s " , p a r a enfatizar l a í n t i m a r e l a c i ó n , a l p r i n c i p i o p a r a d ó j i c a , e n d i c h a s situaciones, entre estructura y orden por un lado y d i s i p a ción... por e l otro.» 2 6 E n t e r m o d i n á m i c a c l á s i c a , l a d i s i p a c i ó n d e energía en transferencia de calor, f r i c c i ó n y demás, se a s o c i a b a s i e m p r e c o n pérdida. El concepto de Prigogine de estructuras disipativas introdujo u n c a m b i o radical e n esta v i s i ó n , demostrando que en los sistemas abiertos, la d i s i p a c i ó n es u n a fuente de orden.
Al p r i n c i p i o de los años sesenta, al m i s m o tiempo en que I l y a Prigogine d e s c u b r í a l a c r u c i a l i m p o r t a n c i a d e l a no-linealidad p a r a la descripción de los sistemas autoorganizadores, el físico H e r m a n H a k e n en A l e m a n i a llegaba a u n a c o n c l u s i ó n m u y s i m i l a r en su estudio de la física de los láseres, que a c a b a b a n de ser inventados. En un láser, se c o m b i n a n ciertas c i r c u n s t a n c i a s especiales p a r a prod u c i r u n a transición de l u z n o r m a l de l á m p a r a , que consiste en u n a mezcla «incoherente» (desordenada) de ondas l u m i n o s a s de diferentes frecuencias y fases, a l u z láser «coherente», consistente en u n a ú n i c a , c o n t i n u a y m o n o c r o m á t i c a serie de ondas. La alta c o h e r e n c i a de la l u z láser se debe a la c o o r d i n a c i ó n entre las emisiones l u m i n o s a s de los átomos i n d i v i d u a l e s del láser. H a k e n descubrió que esta e m i s i ó n c o o r d i n a d a , que o r i g i n a la a p a r i c i ó n espontánea de c o h e r e n c i a u orden, es un proceso de autoorganización y que es necesaria u n a teoría no-lineal p a r a describirlo adecuadamente. « E n aquellos días mantuve m u c h a s discusiones c o n varios teóricos norteamericanos», recuerda H a ken, «que estaban también trabajando en láseres pero c o n u n a teoría lineal y no se d a b a n cuenta de que algo cualitativamente nuevo estaba ocurriendo.» 2 9
E n 1967 Prigogine presentó s u concepto d e estructuras d i s i pativas por p r i m e r a vez en un s i m p o s i u m Nobel en E s t o c o l m o , 2 ' y cuatro años después, p u b l i c a b a la p r i m e r a f o r m u l a c i ó n de la teoría completa j u n t o con su colega Paul Glansdorff. 2 8 S e g ú n esta teoría, las estructuras disipativas no sólo se mantienen en un estado estable lejos del equilibrio, s i n o que pueden i n c l u s o evolucionar. C u a n d o el flujo de materia y energía a través de ellas a u menta, pueden pasar por nuevas inestabilidades y transformarse en nuevas estructuras de incrementada complejidad.
C u a n d o el fenómeno láser fue descubierto, se interpretó c o m o un proceso de a m p l i f i c a c i ó n , que E i n s t e i n h a b í a ya descrito en los p r i m e r o s años de la teoría c u á n t i c a . L o s átomos emiten l u z al ser «excitados», es decir, c u a n d o sus electrones h a n sido ascendidos a órbitas superiores. Al cabo de un tiempo, los electrones descienden espontáneamente a órbitas inferiores y en el proceso emiten energía en f o r m a de pequeñas ondas l u m í n i c a s . Un rayo de l u z ord i n a r i a consiste en u n a m e z c l a incoherente de estas m i n ú s c u l a s ondas e m i t i d a s por átomos i n d i v i d u a l e s .
El a n á l i s i s detallado de Prigogine de estos sorprendentes fen ó m e n o s demostró que, mientras las estructuras disipativas r e c i ben su energía del exterior, las inestabilidades y saltos a nuevas formas de organización son el resultado de fluctuaciones inter-
B a j o especiales c i r c u n s t a n c i a s , n o obstante, u n a onda l u m i n o s a pasante puede «estimular» - o c o m o E i n s t e i n d e c í a , « i n d u c i r » - a un átomo excitado a emitir su energía de tal modo que la o n d a de l u z se a m p l i f i q u e . E s t a onda a m p l i f i c a d a puede, a su vez, estimular
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a otro átomo a a m p l i f i c a r l a a ú n m á s , hasta que finalmente, se prod u z c a u n a a v a l a n c h a d e a m p l i f i c a c i o n e s . E l fenómeno resultante recibe el n o m b r e de « a m p l i f i c a c i ó n de la l u z a través de e m i s i ó n est i m u l a d a de r a d i a c i ó n » , lo que dio origen a l a s siglas L A S E R . * El p r o b l e m a de esta d e f i n i c i ó n es que diferentes átomos en el m a t e r i a l del láser generarán simultáneamente diferentes a v a l a n chas de l u z que s e r á n incoherentes entre sí. ¿ Q u é hacen entonces - s e preguntaba H a k e n - estas ondas desordenadas p a r a c o m b i narse y p r o d u c i r un flujo ú n i c o y coherente? H a l l ó el c a m i n o h a c i a la respuesta gracias a la observación de que un láser es un s i s tema m u l t i p a r t i c u l a r lejos del e q u i l i b r i o térmico. 3 0 Necesita ser «bombeado» desde el exterior p a r a la excitación de los átomos, que entonces i r r a d i a n energía. H a y pues un flujo constante de energía a través del sistema. Mientras estudiaba intensamente este fenómeno durante los años sesenta, H a k e n descubrió varios paralelismos c o n otros sistem a s alejados del equilibrio, lo que le llevó a especular q u e la transic i ó n de l u z n o r m a l a l u z láser p o d í a ser un ejemplo de los procesos de autoorganización típicos de los sistemas lejos del equilibrio. 3 1 H a k e n a c u ñ ó e l término «sinergética» p a r a i n d i c a r l a necesidad de un nuevo c a m p o de estudio sistemático de dichos procesos, en los que l a s acciones c o m b i n a d a s de múltiples partes i n d i v i d u a l e s , c o m o los átomos de un láser, p r o d u c e n un comportamiento coherente del todo. E n u n a entrevista concedida e n 1 9 8 5 , H a k e n explicaba: En física, existe el término «efectos cooperativos», pero se usa principalmente para sistemas en equilibrio térmico (...). Pensé que debía acuñar un término para la cooperación [en] sistemas alejados del equilibrio térmico (...). Deseaba enfatizar que necesitamos u n a nueva disciplina para tales procesos (...). Así podríamos ver a la sinergética como la ciencia que trata, quizás no exclusivamente, el fenómeno de la autoorganización. 3 2 E n 1 9 7 0 , H a k e n p u b l i c a b a s u completa teoría no-lineal láser en la prestigiosa enciclopedia física a l e m a n a Handbuch der Phis i k . 3 3 T r a t a n d o al láser c o m o un sistema autoorganizador alejado del equilibrio, demostraba que la a c c i ó n láser se produce c u a n d o * En el original, Light Amplification through Stimulated Emission of Radiation (las mayúsculas y el subrayado son añadidos). (N. del T.)
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la intensidad del bombeo exterior a l c a n z a un cierto v a l o r crítico. Debido a la especial d i s p o s i c i ó n de espejos en a m b o s extremos de l a c a v i d a d del láser, sólo l a l u z e m i t i d a m u y cerca d e l a d i r e c c i ó n del eje p r i n c i p a l de éste puede p e r m a n e c e r en la c a v i d a d por tiempo suficiente p a r a producir el proceso de a m p l i f i c a c i ó n , mientras que todas las restantes series de ondas son e l i m i n a d a s . La teoría de H a k e n deja claro que, si bien el láser p r e c i s a de un enérgico b o m b e o desde el exterior p a r a permanecer en un estado lejos del equilibrio, la c o o r d i n a c i ó n de emisiones es p r o d u c i d a por la p r o p i a luz láser; se trata pues de un proceso de autoorganiz a c i ó n . H a k e n llegaba así independientemente a u n a descripción p r e c i s a de un fenómeno de a u t o o r g a n i z a c i ó n de la clase que P r i gogine l l a m a r í a u n a estructura disipativa. L a s predicciones de la teoría láser h a n sido verificadas en g r a n detalle y gracias al trabajo pionero de H e r m a n n H a k e n , el láser se ha convertido en u n a importante h e r r a m i e n t a p a r a el estudio d e l a a u t o o r g a n i z a c i ó n . E n u n s i m p o s i u m e n h o n o r d e H a ken en ocasión de su sexagésimo aniversario, su colaborador R o bert G r a h a m r e n d í a así homenaje a su trabajo: Una de las grandes contribuciones de H a k e n ha sido el reconocimiento de los láseres no sólo como herramientas tecnológicas extremadamente útiles, sino también como sistemas físicos interesantes por sí mismos, capaces de enseñarnos lecciones i m portantes (...). Los láser ocupan un espacio muy interesante entre los mundos cuántico y clásico y la teoría de Haken nos dice cómo estos mundos pueden ser conectados (...). El láser puede situarse en la encrucijada entre física cuántica y clásica, entre los fenómenos en equilibrio y en no-equilibrio, entre las transiciones de fase y la autoorganización y entre la dinámica ordinaria y la del caos. Al mismo tiempo, es un sistema que podemos comprender a la vez en los niveles microscópico-cuántico-mecánico y clásico-macroscópico. Es un firme terreno para el descubrimiento de conceptos generales de física del no-equilibrio. 34
HYPERCICLOS
M i e n t r a s que Prigogine y H a k e n llegaron al concepto de autoo r g a n i z a c i ó n a través del estudio de sistemas físicos y q u í m i c o s que atraviesan puntos de inestabilidad y generan nuevas formas 109
de orden, el b i o q u í m i c o Manfred E i g e n utilizó el m i s m o concep to p a r a a r r o j a r l u z sobre el rompecabezas del origen de la vida, S e g ú n la teoría d a r w i n i a n a corriente, los organismos vivos se form a r í a n desde el «caos molecular» a través de mutaciones aleato rias y selección n a t u r a l . No obstante, se ha señalado a menudo que la p r o b a b i l i d a d de que aparezan i n c l u s o s i m p l e s células de este modo durante la edad c o n o c i d a de la T i e r r a es c a d a vez más remota. Manfred E i g e n , premio Nobel de Q u í m i c a y director del Instituto M a x P l a n c k de Q u í m i c a F í s i c a de Göttingen, propuso a principios de los setenta que el origen de la v i d a sobre la T i e r r a podría ser el resultado de un proceso de o r g a n i z a c i ó n progresiva en sistemas q u í m i c o s alejados del equilibrio, involucrando «hyperciclos» de bucles de retroalimentación múltiples. E i g e n , en efecto, postulaba u n a fase prebiológica de evolución, en la que los procesos de selección o c u r r i r í a n en el ámbito molecular «como propiedad m a t e r i a l inherente en sistemas de reacciones especiales», 3 5 y a c u ñ a b a el término «autoorganización molecular» p a r a describir estos procesos evolutivos prebiológicos. 3 6 L o s sistemas de reacciones especiales estudiados por E i g e n son conocidos c o m o «ciclos catalíticos». Un catalizador es una substancia que i n c r e m e n t a el nivel de u n a reacción q u í m i c a , sin c a m b i a r en sí m i s m o durante el proceso. L a s reacciones catalíticas son procesos cruciales en la q u í m i ca de la v i d a . Los catalizadores m á s c o m u n e s y eficientes son los e n z i m a s , componentes celulares esenciales que promueven procesos metabólicos vitales. C u a n d o en los años sesenta E i g e n y s u s colegas estudiaban l a s reacciones catalíticas i n c l u y e n d o e n z i m a s , observaron que en los sistemas b i o q u í m i c o s alejados del equilibrio, por ejemplo los s i s temas expuestos a flujos de energía, se c o m b i n a n diferentes reacciones catalíticas para formar redes complejas que pueden contener bucles cerrados. La figura 5-3 muestra un ejemplo de u n a de estas redes catalíticas, en la c u a l q u i n c e e n z i m a s catalizan sus mutuas reacciones, de modo que se forma un bucle cerrado o reacción catalítica. E s t o s ciclos catalíticos son el centro de los sistemas q u í m i c o s autoorganizadores tales c o m o los relojes q u í m i c o s , estudiados por Prigogine, y tienen también un papel esencial en las (unciones metabólicas de los organismos vivos. S o n notablemente estables y pueden persistir bajo un a m p l i o a b a n i c o de condiciones. 3 7 E i g e n descubrió que, c o n el tiempo suficiente y un flujo continuo 110
de energía, los ciclos catalíticos tienden a entrelazarse p a r a form a r bucles cerrados en los que los e n z i m a s producidos en un c i clo a c t ú a n c o m o catalizadores del c i c l o subsiguiente. A c u ñ ó el término «hyperciclos» p a r a tales bucles, en los que c a d a v í n c u l o es un c i c l o catalítico. L o s h y p e r c i c l o s resultan ser no sólo notablemente estables, sino capaces de autorreproducirse exactamente y de corregir errores de reproducción, lo que s i g n i f i c a que pueden conservar y transmitir i n f o r m a c i ó n c o m p l e j a . L a teoría d e E i g e n demuestra que esta autorréplica - b i e n c o n o c i d a en los o r g a n i s m o s v i v o s puede haber o c u r r i d o en sistemas q u í m i c o s antes de que apareciera la v i d a , c o n anterioridad a la formación de la estructura genética. E s t o s hyperciclos q u í m i c o s s e r í a n pues sistemas autoorganizadores que no pueden ser d e n o m i n a d o s «vivos», por carecer de a l g u n a s características clave p a r a la v i d a , pero que no obstante deben ser vistos c o m o precursores de los sistemas vivos. S e g ú n esto, la v i d a tendría sus raíces profundas en el reino de la m a t e r i a muerta. U n a de las m á s notables propiedades emuladoras de v i d a de 111
los h y p e r c i c l o s es que s o n capaces de evoluciona] - pasando por inestabilidades y creando sucesivos niveles m á s elevados de organ i z a c i ó n , que se caracterizan por u n a d i v e r s i d a d creciente y u n a gran riqueza de componentes y estructuras. 3 8 E i g e n s e ñ a l a que los nuevos hyperciclos así creados pueden competir por la selecc i ó n natural y se refiere explícitamente a la teoría de Prigogine p a r a describir todo el proceso: « L a o c u r r e n c i a de u n a m u t a c i ó n con ventaja selectiva corresponde a u n a inestabilidad, lo que puede ser explicado con la a y u d a de la teoría]... de Prigogine y Glansdorff.» 3 9 La teoría de los hyperciclos de M a n f r e d E i g e n comparte con la de las estructuras disipativas de I l y a Prigogine y c o n la teoría láser de H e r m a n n H a k e n los m i s m o s conceptos clave de autoorg a n i z a c i ó n : el estado de alejamiento del equilibrio del sistema, el desarrollo de procesos de a m p l i f i c a c i ó n mediante bucles de retroalimentación positiva y la a p a r i c i ó n de inestabilidades que conducen a la creación de nuevas formas de o r g a n i z a c i ó n . Adem á s , E i g e n dio el paso revolucionario de adoptar un planteamiento d a r w i n i a n o p a r a d e s c r i b i r los fenómenos d e e v o l u c i ó n e n el nivel prebiológico y molecular.
AUTOPOIESIS: LA ORGANIZACIÓN DE LO VIVO
L o s hyperciclos estudiados por E i g e n se autoorganizan, se autorreproducen y evolucionan, pero a u n así d u d a m o s en denom i n a r «vivos» a estos ciclos de reacciones q u í m i c a s . ¿ Q u é propiedades, pues, debe poseer un sistema p a r a poder ser c o n s i d e r a d o verdaderamente v i v o ? ¿ P o d e m o s establecer u n a c l a r a d i s t i n c i ó n entre sistemas vivos y no v i v o s ? ¿ C u á l es la conexión precisa entre autoorganización y v i d a ? E s t a s e r a n las cuestiones que el neurocientífico chileno H u m b e r t o M a t u r a n a se planteaba durante los años sesenta. T r a s seis años de estudio e investigación en biología en Inglaterra y Estados U n i d o s , donde colaboró c o n el grupo de W a r r e n M c C u l l o c h en el M I T * y se vio fuertemente influenciado por la cibernética, M a t u r a n a regresó a la U n i v e r s i d a d de S a n t i a g o en 1960. A l l í se especializó en n e u r o c i e n c i a , y en particular, en el estudio de la percepción del color. D o s cuestiones capitales cristalizaron en la mente de M a t u r a *Massachusetts Instituto of Technology. (N. del T.)
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n a c o m o consecuencia d e s u investigación, c o m o é l m i s m o rec u e r d a : « E n t r é e n u n a s i t u a c i ó n e n l a que m i v i d a a c a d é m i c a quedó d i v i d i d a y me orienté h a c i a la b ú s q u e d a de respuestas a dos cuestiones que p a r e c í a n c o n d u c i r en direcciones opuestas, a s a ber: " ¿ C u á l es la organización de lo v i v o ? " y " ¿ Q u é sucede en el fenómeno de la p e r c e p c i ó n ? " » 4 0 M a t u r a n a se debatió con estas cuestiones durante c a s i u n a d é c a d a y su rasgo genial consiste en haber h a l l a d o u n a respuesta c o m ú n a a m b a s . Al conseguirlo, hizo posible la u n i f i c a c i ó n de dos tradiciones de pensamiento s i s t é m i c o que h a b í a n estado ded i c a d a s al estudio de fenómenos desde los dos lados de la d i v i s i ó n cartesiana. Mientras los biólogos organicistas h a b í a n explorado la n a t u r a l e z a de la f o r m a biológica, los cibernéticos intentaban comprender la naturaleza de la mente. M a t u r a n a se dio cuenta a finales de los a ñ o s sesenta de que la clave de ambos puzzles estaba en la c o m p r e n s i ó n de la « o r g a n i z a c i ó n de lo vivo». En el otoño de 1986, M a t u r a n a fue invitado por H e i n z v o n Foerster a incorporarse a su grupo i n t e r d i s c i p l i n a r i o de investigación en la U n i v e r s i d a d de I l l i n o i s y a p a r t i c i p a r en un s i m p o s i u m sobre c o g n i c i ó n en C h i c a g o unos meses después. E l l o le b r i n d ó u n a oportunidad ideal p a r a presentar sus ideas sobre l a c o n g n i c i ó n c o m o fenómeno biológico. 4 1 ¿ C u á l era l a idea central d e M a t u r a n a ? E n sus propias p a l a b r a s : Mis investigaciones sobre la percepción del color me llevaron a un descubrimiento que resultó extraordinariamente i m portante para mí: el sistema nervioso opera como u n a red cerrada de interacciones, en Ia que cada cambio de las relaciones interactivas entre ciertos componentes, resulta siempre un c a m bio de las relaciones interactivas de los mismos o de otros componentes. 42 De este descubrimiento M a t u r a n a sacó dos conclusiones, que a su vez le b r i n d a r o n las respuestas a sus dos cuestiones p r i n c i p a les. P a r t i ó de la hipótesis de que la « o r g a n i z a c i ó n c i r c u l a r » del sistema nervioso es la o r g a n i z a c i ó n b á s i c a de todos los organism o s vivos: « L o s sistemas vivos (...) [están] organizados en un proceso c a u s a l c i r c u l a r cerrado, que permite el c a m b i o evolutivo de modo que la c i r c u l a r i d a d sea m a n t e n i d a , pero que no admite la pérdida d e d i c h a c i r c u l a r i d a d . » 4 3 Puesto que todos los c a m b i o s en el sistema se desarrollan dentro de esta c i r c u l a r i d a d b á s i c a , M a t u r a n a argumentaba que 113
los componentes que especifican la o r g a n i z a c i ó n c i r c u l a r también deben ser p r o d u c i d o s y m a n t e n i d o s por ésta, llegando a la c o n c l u s i ó n de que d i c h o patrón de o r g a n i z a c i ó n , en el que la f u n c i ó n de c a d a componente es a y u d a r a p r o d u c i r y transformar a otros componentes, m a n t e n i e n d o al m i s m o tiempo la c i r c u l a r i d a d global de la red, d e b í a ser la fundamental « o r g a n i z a c i ó n de lo vivo». La segunda c o n c l u s i ó n que M a t u r a n a sacó de la disposición c i r c u l a r cerrada del sistema nervioso desembocó en u n a c o m p r e n s i ó n de la c o g n i c i ó n radicalmente nueva. Postulaba que el sistema nervioso no es solamente autoorganizador sino también autorreferente, de modo que la percepción no puede ser contemp l a d a c o m o la representación de u n a r e a l i d a d externa, s i n o que debe ser entendida c o m o la c r e a c i ó n continua de nuevas relaciones en el interior de la red n e u r o n a l : « L a s actividades de las célul a s nerviosas no reflejan un entorno independiente del o r g a n i s m o v i v o y por lo tanto, no permiten la construcción de un m u n d o existente de un m o d o absolutamente externo.» 44 S e g ú n M a t u r a n a , la percepción y de modo m á s general la cogn i c i ó n no representan u n a r e a l i d a d externa, sino que m á s bien la especifican a través de los procesos del sistema nervioso de organ i z a c i ó n c i r c u l a r . Desde esta p r e m i s a , M a t u r a n a d i o luego el paso r a d i c a l de postular que el proceso de o r g a n i z a c i ó n c i r c u l a r en sí m i s m o - c o n o s i n sistema n e r v i o s o - es idéntico al proceso de c o g n i c i ó n :
¡dea de M a t u r a n a antes de Intentar la c o n s t r u c c i ó n de un modelo matemático, y para ello e m p e z a r o n por darle un nuevo n o m ---:
autopoiesis. Auto, por supuesto, s i g n i f i c a «sí m i s m o » y se refiere a la auton o m í a de los sistemas autoorganizadores. Poiesis, que tiene la m i s m a r a í z griega que «poesía», s i g n i f i c a « c r e a c i ó n » . Así pues, autopoiesis s i g n i f i c a «creación de sí m i s m o » . Puesto que h a b í a n a c u ñ a d o u n a n u e v a p a l a b r a s i n historia, resultaba fácil u t i l i z a r l a c o m o un término técnico p a r a la o r g a n i z a c i ó n distintiva de los sistemas vivos. D o s años antes, M a t u r a n a y V a r e l a h a b í a n p u b l i cado su p r i m e r a descripción de la autopoiesis en un extenso ensayo, 4 8 y ya por 1 9 7 4 , junto con su colega R i c a r d o Uribe, h a b í a n desarrollado un modelo matemático p a r a el sistema autopoiésico m á s s i m p l e : l a célula viva. 4 9 M a t u r a n a y V a r e l a empezaban su ensayo sobre autopoiesis definiendo su enfoque c o m o « m e c a n i c i s t a » , p a r a d i s t i n g u i r l o de los planteamientos vitalistas sobre la naturaleza de la v i d a : «Nuestro enfoque será m e c a n i c i s t a : no invocaremos fuerzas o p r i n c i p i o s que no se encuentren en el universo físico.» No obstante, la p r ó x i m a frase deja i n m e d i a t a m e n t e claro que los autores no son m e c a n i c i s t a s cartesianos, sino pensadores sistémicos: No obstante, nuestro objetivo de estudio es la organización viva y, por tanto, nuestro interés no se centrará en las propiedades de los componentes, sino en los procesos y relaciones entre los procesos realizados entre componentes. 50
Los sistemas vivos son sistemas cognitivos y el proceso de vivir es un proceso de cognición. Esta afirmación es válida para todos los organismos, tengan o no sistema nervioso. 45 E s t e m o d o de identificar la c o g n i c i ó n con los procesos vitales m i s m o s e s ciertamente u n a concepción radicalmente nueva. S u s i m p l i c a c i o n e s son de largo alcance y serán a n a l i z a d a s en detalle en las p r ó x i m a s páginas. 4 6 T r a s p u b l i c a r s u s ideas e n 1 9 7 0 , M a t u r a n a i n i c i ó u n a larga c o l a b o r a c i ó n con F r a n c i s c o V a r e l a , u n neurocientífico m á s j o v e n de la U n i v e r s i d a d de S a n t i a g o que h a b í a sido a l u m n o suyo antes de convertirse en su colaborador. Según M a t u r a n a , esta colaboración empezó c u a n d o V a r e l a le desafió en u n a conversac i ó n a h a l l a r u n a descripción m á s formal y completa p a r a el c o n cepto de o r g a n i z a c i ó n circular. 4 7 Se pusieron de inmediato a trab a j a r en el desarrollo de u n a descripción verbal completa de la 114
S i g u e n luego refinando su p o s i c i ó n con la importante distinc i ó n entre «organización» y «estructura», que ha sido un tema i m p l í c i t o a lo largo de toda la historia del pensamiento sistémico, no tratado explícitamente hasta el desarrollo de la cibernética. 5 1 M a t u r a n a y V a r e l a dejan l a d i s t i n c i ó n cristalinamente c l a r a . L a o r g a n i z a c i ó n en un sistema vivo, explican, es un conjunto de relaciones entre s u s componentes que caracteriza el sistema c o m o perteneciente a u n a clase determinada: bacteria, girasol, gato o cerebro h u m a n o . L a descripción d e d i c h a o r g a n i z a c i ó n e s u n a descripción abstracta de relaciones y no identifica a los componentes. L o s autores a s u m e n que la autopoiesis es un patrón general de o r g a n i z a c i ó n c o m ú n a todos los sistemas vivos, c u a l q u i e r a que sea la n a t u r a l e z a de sus componentes. L a estructura d e u n sistema está constituida e n c a m b i o por las propias relaciones entre los componentes físicos. En otras p a 115
labras, la estructura del sistema es la manifestación física de su o r g a n i z a c i ó n . M a t u r a n a y V a r e l a enfatizan que la organización del sistema es independiente de l a s propiedades de sus componentes, de m o d o que u n a d e t e r m i n a d a o r g a n i z a c i ó n puede ser e n c a r n a d a de m u y distintas m a n e r a s por m u y distintas clases de componentes. U n a vez aclarado que su objetivo es la o r g a n i z a c i ó n y no la estructura, los autores proceden a definir la autopoiesis, la organiz a c i ó n c o m ú n a todos los sistemas vivos. Se trata de u n a red de procesos de p r o d u c c i ó n , en la que la función de cada componente es p a r t i c i p a r en la p r o d u c c i ó n o transformación de otros c o m ponentes de la red. De este modo toda la red se «hace a sí m i s m a » continuamente. Es p r o d u c i d a por sus componentes y, a su vez, los produce. « E n un sistema vivo», explican los autores, «el producto de su operación es su p r o p i a organización.»'' 2 U n a importante característica de los sistemas vivos es que su o r g a n i z a c i ó n autopoiésica i n c l u y e la creación de un perímetro que especifica el territorio de las operaciones de la red y define el sistema c o m o u n a u n i d a d . L o s autores señalan que los ciclos c a talíticos en p a r t i c u l a r no constituyen sistemas vivos ya que sus fronteras están determinadas por factores ajenos al proceso catalítico, por ejemplo, el recipiente físico en que tienen lugar. R e s u l t a también interesante observar que el físico Geoffrey C h e w formuló su d e n o m i n a d a hipótesis bootstrap* sobre la c o m p o s i c i ó n e interacciones de las p a r t í c u l a s subatómicas, m u y parec i d a al concepto de autopoiesis, a p r o x i m a d a m e n t e u n a década antes de que M a t u r a n a p u b l i c a r a sus ideas por p r i m e r a vez. 5 3 S e g ú n Chew, partículas fuertemente interactivas o «hadrones», form a n u n a red de interacciones en la que «cada partícula a y u d a a generar otras partículas, que a su vez la generan»." 14 H a y no obstante dos diferencias clave entre el h a d r o n bootstrap y la autopoiesis. L o s hadrones son «estados ligados de energ í a » * * potenciales en r e l a c i ó n unos c o n otros, en el sentido probabilístico de la teoría c u á n t i c a , lo que no es de a p l i c a c i ó n a la * Reproduzco aquí literalmente la excelente nota aclaratoria que G r a c i e la de L u i s , traductora al castellano de El punto crucial de Fritjof C a p r a , incluía en el capítulo 3 de dicha obra: « L a teoría denominada bootstrap (alusión en inglés a uno de los disparates del barón de Munchhausen, al pretender elevarse tirando de los cordones de sus propias botas) deja entrever que las partículas que electivamente existen en la naturaleza estarían compuestas unas por otras "cerrándose" el proceso sobre sí mismo.» (N. del T.) ** En el original, bound states (N. del T.}
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« o r g a n i z a c i ó n de lo vivo» de M a t u r a n a . A d e m á s , u n a red de partículas s u b a t ó m i c a s interactuando a través de colisiones de alta energía no puede ser c o n s i d e r a d a autopoiésica ya que no f o r m a frontera a l g u n a . De acuerdo con M a t u r a n a y V a r e l a , el concepto de autopoiesis es necesario y suficiente p a r a caracterizar la o r g a n i z a c i ó n de los sistemas vivos. No obstante, esta c a r a c t e r i z a c i ó n no i n c l u y e i n f o r m a c i ó n a l g u n a sobre la constitución f í s i c a de los c o m p o n e n tes del sistema. P a r a entender l a s propiedades de éstos y de sus interacciones físicas, la d e s c r i p c i ó n abstracta de su o r g a n i z a c i ó n debe ser completada con u n a d e s c r i p c i ó n de la estructura del s i s tema en lenguaje físico y q u í m i c o . La c l a r a d i s t i n c i ó n entre estas dos descripciones - u n a en términos de estructura y la otra en térm i n o s de o r g a n i z a c i ó n - hace posible la integración de modelos de autoorganización orientados a la estructura (como los u t i l i z a dos por Prigogine y H a k e n ) y de modelos orientados a la organiz a c i ó n (como los empleados por E i g e n , M a t u r a n a y V a r e l a ) en u n a teoría coherente de los sistemas vivos. 5 5
GAIA, LA T I E R R A VIVA
L a s ideas clave subyacentes en los diversos modelos de sistem a s autoorganizadores descritos c r i s t a l i z a r o n en poco tiempo h a c i a p r i n c i p i o s d e los sesenta. E n E s t a d o s Unidos, H e i n z v o n Foerster r e u n í a su grupo i n t e r d i s c i p l i n a r i o de investigación y p r o n u n c i a b a v a r i a s conferencias sobre autoorganización. E n B é l g i c a , I l y a Prigogine establecía el v í n c u l o c r u c i a l entre sistem a s e n no-equilibrio y n o - l i n e a l i d a d . E n A l e m a n i a , H e r m a n n H a k e n desarrollaba su teoría láser no-lineal y Manfred E i g e n trabajaba en sus ciclos catalíticos, mientras que en C h i l e , H u m berto M a t u r a n a lo h a c í a sobre la o r g a n i z a c i ó n en los sistemas vivos. Al m i s m o tiempo, el q u í m i c o atmosférico J a m e s Lovelock ten í a u n a i n t u i c i ó n i l u m i n a d o r a que l e c o n d u c i r í a a formular u n modelo que es q u i z á s la m á s sorprendente y h e r m o s a expresión de a u t o o r g a n i z a c i ó n : ja idea de que el planeta T i e r r a , como un todo, es un sistema autoorganizador vivo. L o s orígenes de la atrevida hipótesis de Lovelock se remontan a los p r i m e r o s tiempos del p r o g r a m a espacial de la N A S A . M i e n tras que la idea de la T i e r r a v i v a es m u y antigua y se h a n formulado en v a r i a s ocasiones teorías sobre el planeta c o m o sistema 117
vivo, 5 6 los vuelos espaciales de p r i n c i p i o s de los años sesenta permitieron por p r i m e r a vez a los seres h u m a n o s contemplar realmente nuestro planeta desde el espacio exterior y percibirlo c o m o un todo integrado. E s t a percepción de la T i e r r a en toda su belleza - u n globo a z u l y blanco flotando en la profunda oscurid a d del e s p a c i o - , e m o c i o n ó vivamente a los astronautas y, c o m o algunos h a n declarado posteriormente, fue u n a p r o f u n d a exper i e n c i a espiritual que m o d i f i c ó p a r a s i e m p r e su relación personal con ella. 5 7 L a s m a g n í f i c a s fotografías de la T i e r r a completa que trajeron consigo proporcionaron el s í m b o l o m á s poderoso p a r a el m o v i m i e n t o de la ecología global. Mientras que los astronautas c o n t e m p l a b a n la T i e r r a y a d m i r a b a su belleza, su medioambiente era t a m b i é n e x a m i n a d o desde el espacio exterior por los sensores de instrumentos científicos, al i g u a l que los de la L u n a y los planetas m á s próximos. D u r a n t e los años sesenta, los programas espaciales de R u s i a y Estados Unidos lanzaron m á s de cincuenta sondas espaciales, la m a y o r í a p a r a explorar la L u n a , pero a l g u n a s destinadas a v i a j a r m á s a l l á , h a c i a V e n u s o Marte. Por aquel tiempo, la N A S A invitó a J a m e s Lovelock a sus L a boratorios de P r o p u l s i ó n a C h o r r o de P a s a d e n a , en C a l i f o r n i a , p a r a participar en el diseño de instrumentos p a r a la detección d e v i d a e n Marte. 5 8 E l p l a n d e l a N A S A consistía e n m a n d a r u n veh í c u l o espacial que b u s c a r í a i n d i c i o s de v i d a en el m i s m o lugar de aterrizaje, r e a l i z a n d o u n a serie de experimentos c o n el suelo m a r c i a n o . Mientras trabajaba en cuestiones técnicas de diseño del instrumental, Lovelock se h a c í a también u n a pregunta de c a rácter m á s general: ¿ c ó m o podemos estar seguros de que el tipo de v i d a de Marte, en caso de existir, se nos revelará con tests basados en el tipo de v i d a de la T i e r r a ? D u r a n t e los siguientes meses y años, esta pregunta le c o n d u j o a pensar profundamente en la naturaleza de la v i d a y en c ó m o reconocerla. A n a l i z a n d o este problema, Lovelock llegó a la c o n c l u s i ó n de que el hecho de que todos los organismos vivos tomen m a t e r i a y energía y expulsen desechos, era la característica de v i d a m á s gen e r a l que podía encontrar. De m o d o m u y s i m i l a r a Prigogine, pensó que debía ser posible expresar matemáticamente esta c a racterística fundamental en términos de entropía, pero después su r a z o n a m i e n t o progresó en otra d i r e c c i ó n . Lovelock a s u m i ó que la v i d a en c u a l q u i e r planeta necesitaría atmósfera y océanos c o m o m e d i o f l u i d o p a r a las materias p r i m a s y los desechos. E n c o n s e c u e n c i a , especuló, debería ser posible detectar de a l g ú n 118
modo la existencia de v i d a a n a l i z a n d o la c o m p o s i c i ó n q u í m i c a de la atmósfera de un planeta. Así, de existir v i d a en Marte, su atmósfera debería revelar a l g u n a c o m p o s i c i ó n de gases, a l g u n a «firma» característica, que p o d r í a ser detectada i n c l u s o desde la Tierra. E s t a s especulaciones se vieron c o n f i r m a d a s c u a n d o Lovelock y su colega D i a n H i t c h c o c k i n i c i a r o n un a n á l i s i s sistemático de la atmósfera m a r c i a n a mediante observaciones realizadas desde la T i e r r a , c o m p a r á n d o l o c o n un a n á l i s i s s i m i l a r de la atmósfera terrestre. D e s c u b r i e r o n que las composiciones q u í m i cas de a m b a s atmósferas son sorprendentemente distintas. Mientras que h a y m u y poco oxígeno, m u c h o dióxido de c a r b o n o ( C 0 2 ) y n a d a de metano en la atmósfera m a r c i a n a , la de la T i e r r a contiene cantidades m a s i v a s de oxígeno, c a s i n a d a de carbono y m u c h o metano. Lovelock se d i o cuenta de que la r a z ó n del p a r t i c u l a r perfil atmosférico de Marte es que, en un planeta s i n v i d a , todas las reacciones q u í m i c a s posibles entre los gases de la atmósfera h a b í a n sido completadas m u c h o tiempo atrás. H o y no son posibles nuevas reacciones q u í m i c a s en Marte ya que existe un completo equilibrio q u í m i c o en su atmósfera. L a s i t u a c i ó n e n l a T i e r r a e s exactamente l a c o n t r a r i a . L a atmósfera terrestre contiene gases, c o m o el oxígeno y el metano, m u y capaces de r e a c c i o n a r entre sí pero t a m b i é n de coexistir en altas proporciones, o r i g i n a n d o u n a m e z c l a de gases lejos del equilibrio q u í m i c o . Lovelock se dio cuenta de que este estado especial d e b í a ser consecuencia de la presencia de v i d a en la T i e r r a . L a s plantas producen oxígeno constantemente, mientras que otros o r g a n i s m o s producen otros gases, de modo que los gases atmosféricos son continuamente reaprovisionados mientras p a s a n por reacciones q u í m i c a s . E n otras p a l a b r a s , Lovelock reconoció l a atmósfera terrestre c o m o un sistema abierto lejos del estado de e q u i l i b r i o , caracterizado por un flujo constante de m a t e r i a y energía. Su a n á l i s i s q u í m i c o identificaba el sello m i s m o de la
vida. E s t a percepción fue tan trascendental p a r a Lovelock, que recuerda a ú n el momento preciso en que ocurrió: La revelación de G a i a vino a mí súbitamente, como un relámpago de iluminación. Me encontraba en u n a pequeña habitación del piso superior de los Laboratorios de Propulsión a Chorro de Pasadena en California. E r a el otoño de 1965... y es119
taba hablando con mi colega D i a n Hitchcock sobre un documento que estábamos preparando... F u e en este momento en que vislumbré G a i a . Un pasmoso pensamiento vino a mí. La atmósfera terrestre es u n a extraordinaria e inestable mezcla de gases y, s i n embargo, yo sabía que se mantenía constante en su composición durante largos períodos de tiempo. ¿ P o d í a ser que la vida sobre la T i e r r a no sólo estuviese haciendo la atmósfera, sino que además la estuviese regulando, manteniéndola en una composición constante y a un nivel favorable para los organismos? 5 9
varios años después para, c o m o Lovelock h a b í a predicho, no e n contrar rastro a l g u n o de v i d a . * E n 1969, e n u n encuentro científico e n P r i n c e t o n , Lovelock presentó por p r i m e r a vez su hipótesis de la T i e r r a c o m o un sistem a autorregulador. 6 1 Poco después, u n novelista a m i g o suyo, dándose cuenta de que la idea de Lovelock representaba el renacimiento de un poderoso mito antiguo, s u g i r i ó el n o m b r e de « h i pótesis G a i a » en h o n o r de la d i o s a griega de la T i e r r a . Lovelock aceptó gustosamente la sugerencia y en 1 9 7 2 p u b l i c a b a la p r i m e ra versión extensa de su idea en el trabajo titulado « G a i a vista desde la atmósfera.» 6 2
El proceso de autorregulación es la clave de la idea de Lovelock. S a b í a por los astrofísicos que el calor del S o l se ha incrementado en un 25 % desde el i n i c i o de la v i d a sobre la T i e r r a y que, a pesar de d i c h o aumento, la temperatura en la superficie de la T i e r r a se ha m a n t e n i d o constante, a un nivel confortable p a r a l a v i d a , durante estos cuatro m i l millones d e años. ¿ Y s i l a T i e r r a fuese c a p a z de regular su temperatura - s e p r e g u n t ó - así c o m o otras condiciones planetarias (la c o m p o s i c i ó n de su atmósfera, la s a l i n i d a d de sus océanos, etc.), al i g u a l que los o r g a n i s m o s vivos son capaces de autorregularse y mantener constante su temperatura corporal y otras variables vitales? Lovelock se d i o cuenta de que su hipótesis e q u i v a l í a a u n a r u p t u r a r a d i c a l con la c i e n c i a convencional:
Por aquel entonces, Lovelock no tenía idea de cómo la T i e r r a p o d í a regular su temperatura y la c o m p o s i c i ó n de su atmósfera, exceptuando que s a b í a que los procesos autorreguladores debían i n v o l u c r a r o r g a n i s m o s de la biosfera. T a m p o c o s a b í a qué organ i s m o s p r o d u c í a n qué gases. Al m i s m o tiempo, no obstante, la m i c r o b i ó l o g a n o r t e a m e r i c a n a L y n n M a r g u l i s estaba estudiando los m i s m o s procesos que L o v e l o c k necesitaba comprender: la p r o d u c c i ó n y e l i m i n a c i ó n de gases por diversos o r g a n i s m o s , i n cluyendo especialmente la m i r í a d a de bacterias del suelo terrestre. M a r g u l i s r e c u e r d a que se preguntaba sin cesar: « ¿ P o r qué está todo el m u n d o de acuerdo en que el oxígeno atmosférico... proviene de la v i d a , pero n a d i e h a b l a de los otros gases atmosféricos provenientes igualmente de la v i d a ? » 6 3 B i e n pronto, algunos colegas le r e c o m e n d a r o n que hablase con J a m e s Lovelock, lo que d i o origen a u n a larga y fructífera colaboración que desembocó en la completa y científica hipótesis G a i a .
Considerad la teoría G a i a como una alternativa a la creencia convencional que ve la Tierra como un planeta muerto, hecho de rocas inanimadas, océanos y atmósfera, meramente habitado por vida. Consideradlo como un sistema real incluyendo toda su vida y todo su entorno, íntimamente acoplados para formar una entidad autorreguladora. 60 A los científicos espaciales de la N A S A , por cierto, no les agradó lo m á s m í n i m o el descubrimiento de Lovelock. H a b í a n prepar a d o un impresionante despliegue de experimentos de detección de v i d a p a r a su m i s i ó n V i k i n g a Marte y a h o r a Lovelock les d e c í a que, en r e a l i d a d , no h a c í a falta m a n d a r n i n g ú n v e h í c u l o e s p a c i a l a b u s c a r i n d i c i o s de v i d a en el planeta rojo. T o d o lo que necesitab a n era u n a n á l i s i s espectral d e l a atmósfera m a r c i a n a , que podía conseguirse fácilmente con un telescopio desde la T i e r r a . No es de extrañar que desoyesen la o p i n i ó n de Lovelock y prosiguiesen c o n e l p r o g r a m a V i k i n g . S u v e h í c u l o espacial aterrizó e n Marte 120
L o s antecedentes científicos y l a s respectivas áreas de exper i e n c i a de J a m e s Lovelock y L y n n M a r g u l i s demostraron ser u n a c o m b i n a c i ó n ideal. M a r g u l i s estaba en condiciones de a c l a r a r a Lovelock m u c h a s cuestiones en r e l a c i ó n con los orígenes biológicos de los gases atmosféricos, mientras que Lovelock aportaba conceptos de q u í m i c a , t e r m o d i n á m i c a y cibernética a la emergente teoría G a i a . Así, los dos científicos p u d i e r o n desvelar g r a d u a l mente u n a c o m p l e j a red de bucles de retroalimentación que - s u p u s i e r o n - era la responsable de la autorregulación del planeta.
* Lovelock es un poco más explícito al respecto y en su vídeo « G a i a Theory» comenta cómo la N A S A decidió prescindir de sus servicios al ver en peligro todo el volumen de negocio implícito en el programa Viking. Dados estos antecedentes, tampoco resulta sorprendente la dura campaña de crítica v ridiculización a la que se vio sometida la hipótesis G a i a en sus primeros años. (N. del T.)
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La c a p a c i d a d p r i m o r d i a l de estos bucles de retroalimentación consiste en v i n c u l a r sistemas vivos c o n sistemas no vivos. No podemos ya pensar en rocas, a n i m a l e s y plantas separadamente. La teoría G a i a demuestra que existe u n a í n t i m a relación entre las partes vivas del planeta (plantas, m i c r o o r g a n i s m o s y animales) y las no vivas (rocas, océanos y atmósfera). E l c i c l o del dióxido d e c a r b o n o e s u n b u e n ejemplo p a r a i l u s trar este punto. 6 4 L o s volcanes de la T i e r r a h a n estado enviando cantidades ingentes de dióxido de carbono a la atmósfera d u r a n te m i l l o n e s de años. Puesto que éste es u n o de los p r i n c i p a l e s gases de invernadero, G a i a necesita retirarlo de la atmósfera p a r a que ésta n o alcance u n a temperatura inhóspita p a r a l a v i d a . L o s a n i m a l e s y las plantas reciclan cantidades masivas de oxígeno en sus procesos de respiración, fotosíntesis y descomposición. No obstante, estos intercambios se m a n t i e n e n en equilibrio y no afectan al nivel de dióxido de carbono en la atmósfera. S e g ú n la teoría G a i a , el exceso de C 0 2 en la atmósfera es absorbido y reciclado en un extenso bucle de retroalimentación que i n c l u y e la erosión de las rocas c o m o elemento clave. En el proceso de erosión de las rocas, éstas se c o m b i n a n c o n el agua de l l u v i a y con el dióxido de carbono para formar diversos compuestos q u í m i c o s , l l a m a d o s carbonatos. E l C O , e s pues retirado de la atmósfera y disuelto en soluciones l í q u i d a s . É s t o s son procesos puramente q u í m i c o s , que no requieren la p a r t i c i p a c i ó n de o r g a n i s m o s vivos. No obstante, Lovelock y otros descubrieron que la presencia de bacterias en el suelo incrementa a m p l i a m e n te el nivel de erosión. En un sentido, estas bacterias del suelo actúan c o m o catalizadores del proceso de erosión de las rocas, de m o d o que todo el c i c l o del dióxido de carbono puede contemplarse c o m o el equivalente biológico de los ciclos catalíticos estudiados por Manfred E i g e n . L o s carbonatos son luego arrastrados a los océanos donde u n a s m i n ú s c u l a s algas, imperceptibles a s i m p l e vista, los absorben p a r a construir sus delicadas cáscaras de carbonato cálcico. Así, el C 0 2 que estaba en la atmósfera acaba convertido en c á s c a ra de estas d i m i n u t a s algas (figura 5-4). É s t a s , a d e m á s , absorben directamente dióxido de carbono del aire. C u a n d o estas algas m u e r e n , sus cáscaras se precipitan al fondo de los océanos, donde forman sedimentos m a s i v o s de piedra c a l i z a (otra forma de carbonato cálcico). Debido a su enorme peso, estos sedimentos de c a l i z a se h u n d e n gradualmente en el m a n t o terrestre donde se funden, llegando i n c l u s o a desencade122
Figura 5-4 Alga oceánica (cocolitófera) con c á s c a r a de carbono c á l c i c o .
n a r los movimientos d e las p l a c a s tectónicas. E n r e a l i d a d , parte del C 0 2 contenido en las rocas fundidas será reenviado a la atmósfera por los volcanes p a r a i n i c i a r otra vuelta en el g r a n c i c l o de G a i a . E l c i c l o entero - q u e v i n c u l a volcanes, erosión d e rocas, bacter i a s del suelo, algas oceánicas, sedimentos de c a l i z a y de nuevo v o l c a n e s - a c t ú a c o m o un gigantesco bucle de retroalimentación que contribuye a la regulación de la temperatura de la T i e r r a . A m e d i d a que el S o l a u m e n t a su temperatura, la a c c i ó n de las bacter i a s se ve e s t i m u l a d a , con lo que el proceso de erosión de las r o c a s se i n c r e m e n t a , lo que a su vez s i g n i f i c a u n a m a y o r a b s o r c i ó n del C O , de la atmósfera y el consecuente enfriamiento del planeta. S e g ú n Lovelock y M a r g u l i s , s i m i l a r e s ciclos de retroalimentación - q u e c o m p r e n d e n plantas y rocas, a n i m a l e s y gases atmosféricos, m i c r o o r g a n i s m o s y o c é a n o s - regulan el c l i m a de la T i e r r a , la s a l i n i d a d de s u s océanos y otras importantes constantes planetarias. L a teoría G a i a contempla l a v i d a d e u n modo sistémico, u n i e n d o geología, m i c r o b i o l o g í a , q u í m i c a atmosférica y otras d i s c i p l i n a s , c u y o s especialistas no están acostumbrados a c o m u nicarse entre sí. Lovelock y M a r g u l i s desafiaron los conceptos establecidos de que éstas son d i s c i p l i n a s separadas, que las fuerzas de la geología m a r c a n las condiciones para la v i d a sobre la T i e r r a y que a n i m a l e s y plantas son meros pasajeros que h a l l a r o n , por p u r a c a s u a l i d a d , las condiciones adecuadas p a r a su evolución. S e g ú n la teoría G a i a , es la v i d a la que crea las condiciones aptas p a r a s u p r o p i a existencia. E n palabras d e L y n n M a r g u l i s :
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Dicho simplemente, la hipótesis [Gaia] dice que la superficie de la Tierra, que siempre hemos considerado como el entorno de la vida, es en realidad parte de ésta. El manto de aire - l a troposfera- debe ser considerado como un sistema circulatorio, producido y mantenido por la vida... Cuando los científicos nos dicen que la vida se adapta a un entorno esencialmente pasivo de quím i c a , física y rocas, están perpetuando u n a visión seriamente distorsionada. En realidad, la vida hace, conforma y cambia el entorno al que se adapta. Este entorno a su vez, retroalimenta a la vida que cambia, actúa y crece en él. H a y interacciones cíclicas constantes. 65 Al p r i n c i p i o , la resistencia de la c o m u n i d a d científica ante esta n u e v a v i s i ó n de la v i d a fue tan fuerte que a los autores les resultó i m p o s i b l e p u b l i c a r su hipótesis. P u b l i c a c i o n e s a c a d é m i c a s establecidas, tales c o m o Science y Nature, la r e c h a z a r o n . F i n a l mente, el astrónomo C a r l S a g a n , editor de Icarius, invitó a Lovel o c k y M a r g u l i s a p u b l i c a r l a en su revista. 6 6 R e s u l t a intrigante que, de todas las teorías y modelos de a u t o o r g a n i z a c i ó n , sea la teo r í a G a i a l a que, c o n m u c h o , h a y a encontrado u n a m a y o r oposic i ó n . R e s u l t a tentador considerar si tan i r r a c i o n a l r e a c c i ó n por parte de la c i e n c i a establecida p u d i e r a tener su origen en la evoc a c i ó n de G a i a , el poderoso arquetipo mítico. Efectivamente, la imagen de G a i a c o m o un ser s i m i e n t e fue el p r i n c i p a l argumento i m p l í c i t o en el rechazo de la teoría G a i a tras su p u b l i c a c i ó n . L o s científicos lo expresaban p r o c l a m a n d o que la hipótesis no podía ser científica ya que era i d e o l ó g i c a , es decir, que i m p l i c a b a la i d e a de los procesos naturales c o n f o r m a dos por u n propósito. « N i L y n n M a r g u l i s n i y o hemos propuesto n u n c a que la autorregulación planetaria esté dotada de un propósito», protesta Lovelock. « N o obstante, nos encontramos con la persistente, c a s i dogmática c r í t i c a de que nuestra hipótesis es teleológica.» 6 7 E s t a c r í t i c a recuerda el viejo debate entre mecanicistas y vitalistas. Mientras que los mecanicistas m a n t e n í a n que todo fenómeno biológico p o d í a en ú l t i m a i n s t a n c i a ser explicado en los términos de las leyes de la q u í m i c a y la f í s i c a , los vitalistas postulaban la existencia de u n a entidad no física, un agente c a u s a l director de los procesos vitales que desafiaban las explicaciones m e c a n i c i s tas. 6 8 La teleología - d e l griego telos, « p r o p ó s i t o » - a f i r m a que el agente c a u s a l postulado por los vitalistas es determinista, que h a y designio y propósito e n l a naturaleza. E n s u e n c a r n i z a d a oposi124
c i ó n a los argumentos vitalistas y teleológicos, los m e c a n i c i s t a s se debaten a ú n con l a vieja metáfora d e D i o s c o m o relojero. L a actualmente emergente teoría de los sistemas vivos ha trascendido finalmente el debate entre m e c a n i c i s t a s y vitalistas. C o m o veremos, contempla la naturaleza v i v a c o m o consciente e inteligente, s i n necesidad de a s u m i r un designio o propósito general. 6 9 L o s representantes d e l a b i o l o g í a m e c a n i c i s t a atacaron l a h i pótesis G a i a c o m o teleológica porque n o p o d í a n i m a g i n a r c ó m o la v i d a sobre la T i e r r a p o d í a ser c a p a z de crear y regular las condiciones p a r a su p r o p i a existencia sin hacerlo de un modo consciente y determinado. « ¿ H a y reuniones de comités en los que las especies negocian la temperatura del año s i g u i e n t e ? » , preguntab a n c o n m a l i c i o s o humor. 7 0 Lovelock respondió con un ingenuo modelo matemático llam a d o « E l M u n d o de las Margaritas»." Este modelo representa un sistema de G a i a enormemente s i m p l i f i c a d o , en el que queda totalmente claro que la regulación de la temperatura es u n a propiedad emergente del sistema que se manifiesta automáticamente, s i n n i n g u n a a c c i ó n determinada, c o m o consecuencia de los bucles de retroalimentación entre los organismos del planeta y su entorno. 71 El M u n d o de las Margaritas es un modelo i n f o r m á t i c o de un planeta, calentado por un sol c o n r a d i a c i ó n térmica constantemente creciente y poblado ú n i c a m e n t e por dos especies: m a r g a r i tas negras y margaritas b l a n c a s . Se reparten s e m i l l a s de a m b a s por el planeta, que tiene h u m e d a d y fertilidad uniformes, si b i e n las m a r g a r i t a s sólo crecerán dentro de u n a determinada g a m a de temperaturas. Lovelock p r o g r a m ó su ordenador con l a s ecuaciones matem á t i c a s correspondientes a estas tres c o n d i c i o n e s , escogió un planeta en el punto de congelación c o m o s i t u a c i ó n i n i c i a l y puso el ordenador a trabajar sobre el modelo. « ¿ C o n d u c i r á la evoluc i ó n del ecosistema del M u n d o de las Margaritas a la autorregul a c i ó n d e s u c l i m a ? » , era l a cuestión c r u c i a l q u e s e preguntaba. El resultado fue espectacular. A m e d i d a que el planeta modelo se calienta, en un momento determinado el ecuador a l c a n z a la temperatura a d e c u a d a p a r a l a v i d a d e l a planta. L a s margaritas negras aparecen p r i m e r o ya que absorben mejor el calor que las blancas y están por tanto mejor dotadas p a r a la supervivencia y la reproducción. Así, en su p r i m e r a fase de evolución el planeta muestra un anillo de margaritas negras sobre el ecuador (figura 5-5). * En el original Daisyworld. (N. del T.)
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sorbido y reflejado a través de la evolución del modelo, dependiendo de qué especie de m a r g a r i t a esté presente.
A m e d i d a que el planeta se calienta, el ecuador se vuelve dem a s i a d o c á l i d o p a r a las margaritas negras, que empiezan a colon i z a r las zonas subtropicales. Al m i s m o tiempo, las margaritas b l a n c a s aparecen sobre el ecuador. Debido a su color, las m a r garitas blancas reflejan el calor y se e n f r í a n , lo que les permite sobrevivir en zonas d e m a s i a d o calurosas para sus h e r m a n a s negras. Así pues, en la segunda fase hay un a n i l l o de margaritas b l a n c a s sobre el ecuador, mientras que las zonas subtropicales templadas se l l e n a n de margaritas negras y en los polos, donde hace a ú n d e m a s i a d o frío, no aparecen todavía margaritas.
C u a n d o Lovelock trazó las gráficas de los c a m b i o s de temperatura del planeta a través de su e v o l u c i ó n , se encontró con el sorprendente resultado de que la temperatura planetaria se manten í a constante a lo largo de l a s cuatro fases (figura 5-6). C u a n d o el sol es relativamente frío, el modelo incrementa su propia temperatura mediante la a b s o r c i ó n de c a l o r a cargo de las margaritas negras. A m e d i d a que el sol a u m e n t a su r a d i a c i ó n , la temperatura del modelo desciende gradualmente a c a u s a del progresivo pred o m i n i o de m a r g a r i t a s b l a n c a s que reflejan el calor. Así, el M u n do de las Margaritas, sin n i n g ú n plan preconcebido ni previsión a l g u n a , «regula su temperatura durante un largo período de tiempo, gracias al baile de las margaritas». 7 2 L o s bucles de retroalimentación que ligan las influencias m e dioambientales con el crecimiento de las m a r g a r i t a s , que a su vez afecta al entorno, son la prestación esencial del modelo. C u a n d o este c i c l o se rompe, de modo que no h a y i n f l u e n c i a de las m a r g a r i tas sobre el entorno, su población fluctúa arbitrariamente y todo el sistema se vuelve caótico. T a n pronto c o m o los bucles se c i e r r a n mediante el restablecimiento del v í n c u l o entre las margaritas y el entorno, el modelo se estabiliza y se r e a n u d a la autorregulación.
El sol sigue a u m e n t a n d o su r a d i a c i ó n y las plantas se extinguen en el ecuador, donde hace a h o r a d e m a s i a d o c a l o r i n c l u s o p a r a las margaritas blancas. Mientras tanto, las margaritas negras h a n ido siendo reemplazadas por b l a n c a s en las zonas templadas y en los polos e m p i e z a n a aparecer margaritas negras. Así, la tercera fase muestra un planeta con el ecuador despoblado, las zonas templadas pobladas por margaritas blancas, las zonas alrededor de los polos por margaritas negras y los casquetes polares s i n plantas. En la c u a r t a fase, vastas regiones alrededor del ecuador y de las zonas subtropicales son ya demasiado calurosas para a m b a s clases de margaritas, mientras que vemos margaritas blancas en las zonas templadas y negras en los polos. F i n a l m e n t e , todo el planeta es ya d e m a s i a d o caluroso p a r a las margaritas y la v i d a se extingue.
Desde entonces, Lovelock ha diseñado versiones m u c h o m á s sofisticadas del M u n d o de las M a r g a r i t a s en las que, en lugar de dos ú n i c a s especies, h a y m u c h a s clases de margaritas c o n pigmentos variables. H a y modelos en que las margaritas evolucion a n y c a m b i a n de color, modelos c o n conejos que se c o m e n las m a r g a r i t a s y zorros que se c o m e n l o s conejos etc. 73 El resultado f i n a l de estos modelos altamente complejos, es que se atenúan las pequeñas fluctuaciones térmicas que a p a r e c í a n en el modelo orig i n a l y que la autorregulación se h a c e m á s y m á s estable a m e d i da que a u m e n t a la c o m p l e j i d a d del sistema. Lovelock introdujo además en s u s modelos catástrofes que destruyen p e r i ó d i c a m e n te un 30 % ciento de las margaritas y descubrió que la autorregul a c i ó n del m o d e l o se muestra notablemente resistente ante estas severas perturbaciones.
É s t a es la d i n á m i c a b á s i c a del sistema del M u n d o de las Margaritas. La propiedad c r u c i a l del modelo que produce la autorreg u l a c i ó n es que las margaritas negras, al absorber calor, no sólo se calientan a sí m i s m a s , sino también al planeta. De forma parec i d a , mientras las margaritas b l a n c a s reflejan el calor y se refresc a n a sí m i s m a s , refrescan también al planeta. Así, el c a l o r es ab-
T o d o s estos modelos h a n generado vivas discusiones entre biólogos, geofísicos y geoquímicos y, desde su p r i m e r a p u b l i c a c i ó n , l a hipótesis G a i a h a i d o g a n a n d o respeto e n l a c o m u n i d a d científica. De hecho, h a y a h o r a varios equipos de investigación en distintas partes del m u n d o trabajando en formulaciones detalladas d e l a teoría G a i a . 7 4
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6. LAS MATEMÁTICAS DE LA C O M P L E J I D A D
U N A PRIMERA S Í N T E S I S
A finales de los años setenta, casi veinte años después de que los criterios claves de la autoorganización fuesen descubiertos en varios contextos, h a b í a n sido formulados modelos y teorías m a temáticos detallados de sistemas autoorganizadores, que h a b í a n puesto de manifiesto u n a serie de características c o m u n e s : el flujo continuo de m a t e r i a y energía a través del sistema, el estado estable lejos del e q u i l i b r i o , la a p a r i c i ó n de nuevos patrones de ord e n , el papel central de los bucles de retroalimentación y la desc r i p c i ó n m a t e m á t i c a en términos de ecuaciones no-lineales. A l m i s m o tiempo, e l físico a u s t r í a c o E r i c h J a n t s c h , por a q u e l entonces en la U n i v e r s i d a d de C a l i f o r n i a en Berkeley, presentaba u n a p r i m e r a síntesis de los nuevos modelos en un l i b r o titulado The Self-Organizing Universe ( E l universo autoorganizador), que se basaba fundamentalmente en la teoría de estructuras disipativas de Prigogine. 7 5 Si bien el libro de Jantsch ha quedado ya desfasado, al haber sido escrito antes de que las nuevas matemáticas de la c o m p l e j i d a d fueran a m p l i a m e n t e conocidas y no i n c l u i r el concepto pleno de autopoiesis c o m o o r g a n i z a c i ó n de sistemas vivos, fue de gran valor en su tiempo. F u e el p r i m e r libro que puso el trabajo de Prigogine al alcance del g r a n p ú b l i c o y que intentaba integrar un g r a n n ú m e r o de conceptos e ideas, por aquel entonces m u y novedosos, en un p a r a d i g m a coherente de a u t o o r g a n i z a c i ó n . Mi p r o p i a síntesis de estos conceptos en el presente l i b r o es, de a l g ú n modo, u n a r e f o r m u l a c i ó n del trabajo previo d e E r i c h J a n t s c h .
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La v i s i ó n de los sistemas vivos c o m o redes a u l o o r g a n i z a d o ras, cuyos componentes están interconectados y son interdependientes, ha sido expresada repetidamente, de uno u otro modo, a lo largo de la historia de la filosofía y de la c i e n c i a . No obstante, modelos detallados de sistemas autoorganizadores sólo han podido ser f o r m u l a d o s recientemente, c u a n d o se ha accedido a nuevas herramientas matemáticas, capaces de permitir a los científicos el diseño de modelos de la inlerconectividad no-lineal característica de las redes. El descubrimiento de estas nuevas «matemáticas de la complejidad» está siendo c a d a vez m á s reconocido c o m o uno de los acontecimientos m á s importantes de la c i e n c i a del siglo xx. L a s teorías y modelos de a u t o o r g a n i z a c i ó n descritos en las p á g i n a s precedentes tratan con sistemas altamente complejos que c o m p r e n d e n miles de reacciones q u í m i c a s interdependientes. A lo largo de l a s tres ú l t i m a s décadas, ha a p a r e c i d o un nuevo conjunto de conceptos y técnicas para tratar con esta enorme c o m p l e j i d a d , conjunto que ha empezado a formar un m a r c o m a temático coherente. No existe aún un nombre definitivo p a r a eslas matemáticas. Se conocen popularmente c o m o «matemáticas de la c o m p l e j i d a d » y técnicamente c o m o «teoría de los sistemas d i n á m i c o s » , « d i n á m i c a sistemática», « d i n á m i c a compleja» o «din á m i c a no-lineal». El término «teoría de los sistemas d i n á m i c o s » es q u i z á s el m á s usado. Para evitar la confusión, resulta conveniente recordar que la teoría de los sistemas d i n á m i c o s no es una teoría de fenómenos físicos, sino u n a teoría matemática, c u y o s conceptos y técnicas se aplican a un a m p l i o espectro de fenómenos. Lo m i s m o se puede d e c i r de la teoría del caos y de la teoría de fractales, que son i m portantes r a m a s de la teoría de los sistemas d i n á m i c o s . 129
Las nuevas matemáticas, c o m o veremos en detalle, son unas matemáticas de relaciones y patrones. S o n cualitativas m á s que cuantitativas y, por lo tanto, e n c a r n a n el c a m b i o de énfasis característico del pensamiento sistémico: de objetos a relaciones, de cantidad a c u a l i d a d , de substancia a patrón. El desarrollo de ordenadores de alta velocidad ha desempeñado un papel c r u c i a l en el nuevo d o m i n i o de la c o m p l e j i d a d . C o n su a y u d a , los matemáticos pueden a h o r a resolver ecuaciones complejas antes i m p o s i bles y g r a n a r sus resultados en curvas y d i a g r a m a s . De este modo, h a n podido d e s c u b r i r nuevos patrones cualitativos de comportamiento de estos sistemas complejos: un nuevo nivel de orden subyacente en el aparente caos.
n ú m e r o de cantidades desconocidas uniéndolas en ecuaciones. El álgebra elemental contiene ecuaciones en las que letras - t o m a das por convención del p r i n c i p i o del alfabeto- representan v a r i o s números constantes. Un ejemplo bien conocido, que la m a y o r í a de lectores recordará de sus años escolares , es la e c u a c i ó n :
(a + b)2 = a 2 + 2ab + b2 E l álgebra superior comprende relaciones l l a m a d a s «funciones» entre n ú m e r o s variables o «variables» que están representadas por letras tomadas por c o n v e n c i ó n del final del alfabeto, por ejemplo en la e c u a c i ó n : y = x -i- 1
C I E N C I A CLÁSICA
P a r a a p r e c i a r la novedad de las nuevas matemáticas de la c o m p l e j i d a d , r e s u l l a instructivo contrastarlas con las matemáticas de la c i e n c i a c l á s i c a . La c i e n c i a , en el sentido m o d e r n o del término, empezó a finales del siglo xvi con G a l i l e o G a l i l e i , que fue el p r i m e r o en realizar experimentos sistemáticos y en u s a r el lenguaje matemático para formular las leyes de la naturaleza que descubría. E n aquellos tiempos, l a c i e n c i a era d e n o m i n a d a a ú n «filosofía natural» y c u a n d o G a l i l e o d e c í a «matemáticas», q u e r í a decir geometría. « L a filosofía», escribió, «está escrita en el gran l i b r o que permanece constantemente abierto ante nuestros ojos, pero no podemos comprenderlo si p r i m e r o no aprendemos el lenguaje y los caracteres con los que está escrito. Este lenguaje es las matemáticas y los caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas.»' G a l i l e o h a b í a heredado esta visión de los filósofos de la antig u a G r e c i a , quienes tendían a geometrizar todos los problemas matemáticos y a buscar sus respuestas en términos de figuras geométricas. Se dice que la A c a d e m i a de Platón de Atenas, la p r i n c i p a l escuela griega de c i e n c i a y filosofía durante nueve s i glos, tenía la siguiente i n s c r i p c i ó n sobre su entrada: « N o entre el que no esté f a m i l i a r i z a d o con la geometría.» V a r i o s siglos después, un m o d o m u y distinto de resolver problemas matemáticos, conocido c o m o álgebra, fue desarrollado por filósofos i s l á m i c o s en P e r s i a , quienes, a su vez, lo h a b í a n aprendido de matemáticos indios. La palabra se deriva del árabe al-yahr («reunión de partes») y se reliere al proceso de r e d u c i r el 130
la variable «y» es d e n o m i n a d a «1 u n c i ó n de x», lo que en a b r e v i a tura m a t e m á t i c a se e s c r i b i r í a : y = f(x). Así pues, en tiempos de G a l i l e o existían dos planteamientos distintos p a r a la resolución de problemas matemáticos, que prov e n í a n de dos culturas diferentes. E s t o s dos planteamientos fuer o n unificados por Rene Descartes. U n a generación m á s j o v e n que G a l i l e o , Descartes, considerado habitualmente c o m o el fundador de la filosofía m o d e r n a , era también un brillante m a t e m á tico. Su invención del método p a r a representar las fórmulas y ecuaciones matemáticas en forma de figuras geométricas fue la m a y o r de entre sus grandes contribuciones a las matemáticas. El método, conocido c o m o geometría a n a l í t i c a , i n c l u y e coordenadas cartesianas, el sistema de coordenadas inventado por Descartes y que lleva su nombre. P o r ejemplo, c u a n d o la relación entre las dos variables «x» e «y» de nuestro ejemplo es representada en u n a gráfica de coordenadas cartesianas, vemos que corresponde a u n a l í n e a recta (figura 6-1). É s t a es la razón por la que las ecuaciones de este tipo se d e n o m i n a n ecuaciones «lineales». Del m i s m o modo, la ecuación «y = x 2 » es representada por u n a p a r á b o l a (figura 6-2). L a s ecuaciones de este tipo, correspondientes a c u r v a s en la c u a d r í c u l a cartesiana, se d e n o m i n a n ecuaciones «no-lineales». T i e n e n la característica destacada de que u n a o v a r i a s de sus variables están elevadas a potencias.
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Figura 6-1 Gráfica correspondiente a la ecuación y = x + 1. Para cualquier punto sobre la línea recta, el valor de la coordenada «y» es siempre una unidad mayor que el de la coordenada «x». ECUACIONES DIFERENCIALES
C o n el nuevo método de Descartes, las leyes de la m e c á n i c a que G a l i l e o h a b í a descubierto podían ser expresadas tanto en forma de ecuaciones algebraicas, c o m o en forma geométrica de representaciones visuales. No obstante, h a b í a un p r o b l e m a matem á t i c o m a y o r que ni G a l i l e o ni Descartes ni n i n g u n o de sus contemporáneos p o d í a n resolver. E r a n incapaces de f o r m u l a r una e c u a c i ó n que describiese el movimiento de un cuerpo a velocidad variable, acelerando o decelerando. P a r a entender el problema, consideremos dos cuerpos en movimiento, uno viajando con velocidad constante y el otro acelerando. Si d i b u j a m o s sus distancias y tiempos, obtenemos las dos gráficas de la figura 6-3. En el caso del cuerpo acelerado, la velocidad c a m b i a a c a d a instante y esto es algo que G a l i l e o y sus contemporáneos n o podían expresar matemáticamente. E n otras p a l a b r a s , no podían c a l c u l a r la velocidad exacta del cuerpo aceler a d o en un momento dado. E s t o lo c o n s e g u i r í a I s a a c Newton, el gigante de la c i e n c i a c l á s i c a , un siglo después, a p r o x i m a d a m e n t e al m i s m o tiempo que el filósofo y matemático a l e m á n Gottfried W i l h e l m L e i b n i z . P a r a 132
resolver el p r o b l e m a que h a b í a atormentado a matemáticos y filósofos naturales durante siglos, Newton y L e i b n i z inventaron i n dependientemente un nuevo método matemático, conocido c o m o c á l c u l o y considerado c o m o el u m b r a l de las «altas matemáticas». A n a l i z a r c ó m o Newton y L e i b n i z se enfrentaron al p r o b l e m a resulta m u y instructivo y no requiere el uso de lenguaje técnico. S a b e m o s todos c ó m o c a l c u l a r l a velocidad d e u n c u e r p o e n m o v i miento si ésta permanece constante. Si c o n d u c i m o s a 40 k m / h , esto s i g n i f i c a que en cada hora hemos recorrido u n a d i s t a n c i a de cuarenta kilómetros, de ochenta en dos horas y así sucesivamente. Por lo tanto, p a r a obtener la velocidad del vehículo, simplemente d i v i d i m o s la d i s t a n c i a (p. ej. 80 km) por el tiempo empleado p a r a recorrerla (p. ej. 2 horas). En nuestra gráfica esto representa que debemos d i v i d i r la diferencia entre dos coordenadas de d i s t a n c i a , por la diferencia entre dos coordenadas de tiempo, c o m o vemos en la figura 6-4. C u a n d o l a velocidad del v e h í c u l o a u m e n t a , c o m o sucede obviamente en c u a l q u i e r situación real, habremos viajado a m á s o 133
Figura 6-3 Gráfica correspondiente al movimiento de dos cuerpos, uno moviéndose a velocidad constante y el otro acelerando.
m e n o s de 40 k m / h , dependiendo de c u á n a menudo h a y a m o s acelerado o frenado. ¿ C ó m o podemos c a l c u l a r la velocidad exacta en u n momento determinado e n u n caso a s í ? H e aquí c ó m o l o hizo Newton. E m p e z ó por c a l c u l a r p r i m e r o la velocidad a p r o x i m a d a (en el ejemplo de aceleración) entre dos puntos de la gráfica, reemplazando la línea c u r v a entre ellos por u n a l í n e a recta. C o m o muestra la figura 6-5, la velocidad sigue siendo l a relación entre (d2-d1) y ( t 2 - t 1 ) . Ésta no será la velocidad exacta en n i n g u n o de los dos puntos, pero si acortamos suficientemente la distancia entre a m b o s , será u n a b u e n a a p r o x i m a c i ó n . Luego, redujo progresivamente el triángulo formado por la c u r v a y las diferencias entre coordenadas, j u n t a n d o los dos p u n tos de la c u r v a c a d a vez m á s . De este modo, la línea recta entre los dos puntos se acerca c a d a vez m á s a la c u r v a y el error en el c á l culo de la velocidad entre los dos puntos se hace c a d a vez m á s pequeño. F i n a l m e n t e , c u a n d o a l c a n z a m o s el limite de diferencias infinitamente pequeñas -¡y éste es el paso c r u c i a l ! - los dos puntos de la c u r v a se funden en uno solo y conseguimos saber la velocidad exacta en dicho punto. Geométricamente, la l í n e a recta será entonces u n a tangente a la línea c u r v a . R e d u c i r matemáticamente el triángulo a cero y c a l c u l a r la rel a c i ó n entre dos diferencias infinitamente pequeñas no es n a d a 134
trivial. La d e f i n i c i ó n precisa del l í m i t e de lo infinitamente pequeño es la clave de todo el c á l c u l o . T é c n i c a m e n t e , u n a diferencia i n finitamente pequeña recibe el nombre de «diferencial», y en c o n secuencia, el c á l c u l o inventado por Newton y L e i b n i z se conoce c o m o c á l c u l o diferencial. L a s ecuaciones que comprenden diferenciales se d e n o m i n a n ecuaciones diferenciales.
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P a r a la c i e n c i a , la invención del cálculo diferencial represento un paso de gigante. P o r p r i m e r a vez en la historia de la h u m a n i dad, el concepto de infinito, que h a b í a intrigado a filósofos y poetas desde tiempo i n m e m o r i a l , r e c i b í a u n a d e f i n i c i ó n matemática precisa, lo que a b r í a i n n u m e r a b l e s nuevas posibilidades al análisis de los fenómenos naturales. El poder de esta nueva herramienta de a n á l i s i s puede ilustrarse con la célebre p a r a d o j a de Zeno de la escuela eleática de la filosofía griega. S e g ú n Z e n o , el gran atleta Aquiles n u n c a podrá a l c a n z a r a una tortuga en una carrera en que ésta disponga de u n a ventaja i n i c i a l ya que, c u a n d o Aquiles haya cubierto la distancia correspondiente a la ventaja de la tortuga, ésta habrá avanzado a su vez una cierta d i s t a n c i a y así hasta el infinito. Aunque el retraso del atleta va d i s m i n u y e n d o , n u n c a llegará a desaparecer, en todo momento la tortuga estará por delante. Por lo l a n í o , conc l u í a Zeno, Aquiles, el corredor m á s rápido de la Antigüedad, n u n c a podrá a l c a n z a r a la tortuga. Los filósofos griegos y sus sucesores se enfrentaron a esta p a radoja durante siglos, sin llegar a poderla resolver porque se les escapaba la d e f i n i c i ó n exacta de lo infinitamente pequeño. El fallo en el razonamiento de Zeno estriba en el hecho de que, aunque Aquiles precisará de un n ú m e r o infinito de pasos p a r a a l c a n z a r a la tortuga, ello no requerirá un tiempo infinito. C o n las herramientas de c á l c u l o de Newton resulla fácil demostrar que un cuerpo en m o v i m i e n t o recorrerá un n ú m e r o infinito de trayectorias infinitamente pequeñas, en un tiempo finito. En el siglo xvii, I s a a c Newton utilizó su cálculo p a r a describir lodos los posibles movimientos de cuerpos sólidos en Lérminos de u n a serie de ecuaciones diferenciales, que se conocen desde enlonces c o m o las «ecuaciones newtonianas del movimiento». E s t e hecho fue ensalzado por E i n s t e i n c o m o «quizás el m a y o r adelanto en el pensamiento que un solo i n d i v i d u o h a y a tenido j a m á s el privilegio de realizar». 2
E N F R E N T Á N D O S E A LA C O M P L E J I D A D
Durante los siglos xviii y xix, las ecuaciones newtonianas del m o v i m i e n t o fueron refundidas en formas m á s generales, abstractas y elegantes por algunas de las principales mentes de la histor i a de las matemáticas. Si bien las reformulaciones sucesivas a cargo de Pierre L a p l a c e , L e o n h a r d E u l e r , Joseph Lagrange y W i -
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Iliam Hamilton no modificaron el contexto de las ecuaciones de Newton, su creciente sofisticación permitió a los científicos a n a lizar un a b a n i c o de fenómenos naturales c a d a vez m a y o r . A p l i c a n d o su teoría al m o v i m i e n t o de los planetas, el m i s m o Newton pudo reproducir las p r i n c i p a l e s características del sistema solar, a excepción de sus detalles m á s pequeños. L a p l a c e , Sin embargo, redefinió y perfeccionó los cálculos de Newton h a s ta tal punto que consiguió explicar el m o v i m i e n t o de planetas, lunas y cometas hasta en sus m á s m í n i m o s detalles, así c o m o el flujo de las mareas y otros fenómenos relacionados con la gravedad. A n i m a d o s por este brillante éxito de la m e c á n i c a newtoniana en astronomía, los físicos y matemáticos lo hicieron extensivo al movimiento de fluidos y a la v i b r a c i ó n de cuerdas, c a m p a n a s y otros cuerpos elásticos, de nuevo con éxito. Estos impresionantes l< U T O S , h i c i e r o n pensar a los científicos de p r i n c i p i o s del siglo xix que el universo era efectivamente un i n m e n s o sistema m e c á n i c o Funcionando según las leyes newtonianas del m o v i m i e n t o . De este modo, las ecuaciones diferenciales de Newton se convirtieron en los cimientos matemáticos del p a r a d i g m a m e c a n i c i s l a . T o d o lo que acontecía tenía una c a u s a y o r i g i n a b a un efecto definido, p u diendo ser predecido - e n p r i n c i p i o - el futuro de c u a l q u i e r parte del sistema con absoluta certeza, a c o n d i c i ó n de conocer su estado c o n todo detalle en todo momento. En la práctica, por supuesto, las limitaciones de la a p l i c a c i ó n de las ecuaciones newtonianas del m o v i m i e n t o c o m o modelo para la naturaleza pronto se hicieron evidentes. C o m o señala el matemático b r i t á n i c o I a n Stewart, «plantear las ecuaciones es u n a cosa, resolverlas otra m u y distinta». 3 L a s soluciones exactas se l i m i t a b a n a unos pocos, s i m p l e s y regulares íenómenos, m i e n tras que la c o m p l e j i d a d de vastas áreas de la naturaleza p a r e c í a eludir lodo modelaje mecanicista. El m o v i m i e n t o relativo de dos cuerpos sometidos a la fuerza de la gravedad, por ejemplo, podía c a l c u l a r s e exactamente, el de tres cuerpos era ya demasiado c o m p l i c a d o p a r a la obtención de un resultado exacto, mientras que si se trataba de gases con millones de p a r t í c u l a s , el problema parec í a irresoluble. Por otra parte, físicos y q u í m i c o s h a b í a n observado durante m u c h o tiempo la regularidad del comportamiento de los gases, que h a b í a sido formulada en términos de las l l a m a d a s leyes de los gases, s i m p l e s relaciones m a t e m á t i c a s entre temperatura, volum e n y presión. ¿ C ó m o podía esta aparente s i m p l i c i d a d derivarse
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de la enorme c o m p l e j i d a d del m o v i m i e n t o de las partículas individuales? E n e l siglo x i x , e l g r a n físico J a m e s C l e r k Maxwell encontró l a respuesta. Si b i e n el comportamiento exacto de las moléculas de un gas no p o d í a ser determinado, su comportamiento medio pod í a ser la c a u s a de las regularidades observadas. Maxwell propuso el uso de métodos estadísticos p a r a la f o r m u l a c i ó n de las leyes de los gases: La menor porción de materia que podemos someter a experimentación consta de millones de moléculas, ninguna de las cuales será j a m á s individualmente perceptible para nosotros. Así pues, no podemos determinar el movimiento real de ninguna de dichas moléculas, por tanto, debemos abandonar el método histórico estricto y adoptar el método estadístico para tratar con grandes grupos de moléculas. 4 E l método d e Maxwell resultó efectivamente m u y útil. P e r m i tió inmediatamente a los físicos explicar las propiedades básicas de un gas en términos del comportamiento m e d i o de sus moléculas. Por ejemplo, quedó claro que la presión de un gas es la fuerza o r i g i n a d a por la m e d i a del e m p u j e de sus moléculas, 5 mientras que la temperatura resultó ser p r o p o r c i o n a l a su energía m e d i a de movimiento. La estadística y su base teórica, la ley de probabilidades, h a b í a n sido desarrolladas desde el siglo XVII y p o d í a n ser fácilmente aplicadas a la teoría de los gases. La c o m b i n a c i ó n de métodos estadísticos con la m e c á n i c a newtoniana dio lugar a u n a n u e v a r a m a d e l a c i e n c i a , adecuadamente d e n o m i n a d a « m e c á n i ca estadística», que se convirtió en la base teórica de la termodin á m i c a , la teoría del calor.
NO-LINEALIDAD
Así pues, los científicos del siglo xix h a b í a n desarrollado dos herramientas matemáticas distintas p a r a representar a los fenómenos naturales: ecuaciones exactas y deterministas p a r a el m o v i m i e n t o de sistemas sencillos y las ecuaciones de la termodinám i c a , basadas en el a n á l i s i s estadístico de cantidades m e d i a s , p a r a los sistemas m a s complejos. A u n q u e las dos técnicas eran bien distintas, tenían algo en com ú n : a m b a s i n c l u í a n ecuaciones lineales. L a s ecuaciones newto138
nianas del movimiento son m u y generales, a p r o p i a d a s tanto p a r a fenómenos lineales c o m o no-lineales. De hecho, de vez en c u a n d o se planteaban ecuaciones no-lineales, pero d a d o que éstas eran normalmente d e m a s i a d o c o m p l e j a s p a r a ser resueltas y debido a la aparente naturaleza c a ó t i c a de los fenómenos naturales asociados - c o m o los flujos turbulentos de a g u a y a i r e - , los científicos evitaban generalmente el estudio de sistemas no-lineales. 6 Así pues, c u a n d o a p a r e c í a n ecuaciones no-lineales eran i n m e diatamente « l i n e a l i z a d a s » , es decir, reemplazadas por a p r o x i m a ------ lineales. D e este m o d o , en lugar de describir los fenómenos en toda su c o m p l e j i d a d , las ecuaciones de la c i e n c i a c l á s i c a H a l a b a n de pequeñas oscilaciones, suaves ondas, pequeños c a m bios de temperatura, etc. C o m o observa l a n Stewart, este hábito arraigó tanto que m u c h a s ecuaciones eran l i n e a l i z a d a s mientras se planteaban, de m o d o que los textos científicos ni siquiera i n c l u í a n su versión no-lineal íntegra. Consecuentemente, la m a y o r í a de científicos e ingenieros llegaron a creer que virtualmente lodos los fenómenos naturales p o d í a n ser descritos por e c u a c i o nes lineales. «Al igual que el m u n d o era u n a m á q u i n a de relojería en el siglo XVIII, era un m u n d o lineal en el siglo x i x y la m a y o r parte del siglo XX.» 7 El c a m b i o decisivo a lo largo de las tres ú l t i m a s décadas ha sido el reconocimiento de que la naturaleza, c o m o dice Steward, es «inexorablemente no-lineal». Los fenómenos no-lineales dom i n a n m u c h o m á s el m u n d o i n a n i m a d o de lo que c r e í a m o s y constituyen un aspecto esencial de los patrones en red de los s i s l e m a s vivos. La teoría de sistemas d i n á m i c o s es la p r i m e r a matem á t i c a q u e c a p a c i t a a los científicos p a r a tratar la plena complejidad de estos fenómenos no-lineales. La exploración de los sistemas no-lineales a lo largo de las ú l timas décadas ha tenido un profundo impacto sobre la c i e n c i a en su totalidad, al obligarnos a reconsiderar a l g u n a s nociones m u y básicas sobre las relaciones entre un modelo matemático y el fenómeno que describe. U n a de estas nociones concierne a lo que entendemos por s i m p l i c i d a d y c o m p l e j i d a d . En el m u n d o de las ecuaciones lineales, c r e í a m o s que los s i s temas descritos por ecuaciones s i m p l e s se comportaban simplemente, m i e n t r a s que aquellos descritos por c o m p l i c a d a s ecuaciones l o h a c í a n d e m o d o c o m p l i c a d o . E n e l m u n d o no-lineal - q u e , c o m o e m p e z a m o s a descubrir, i n c l u y e la m a y o r parte del m u n d o r e a l - , s i m p l e s ecuaciones deterministas pueden p r o d u c i r u n a i n sospechada riqueza y v a r i e d a d de comportamiento. Por otro la139
do, un comportamiento aparentemente complejo y caótico puede d a r lugar a estructuras ordenadas, a sutiles y hermosos patrones. De hecho, en la teoría del caos, el término «caos» ha a d q u i r i d o un nuevo significado técnico. El comportamiento de los sistemas caóticos no es meramente aleatorio, sino que muestra un nivel m á s profundo de orden pautado. C o m o veremos m á s adelante, las nuevas técnicas matemáticas hacen visibles de distintos modos estos patrones subyacentes. Otra propiedad importante de las ecuaciones no-lineales qui-a estado i n c o m o d a n d o a los científicos, es que la predicción exacta es a m e n u d o imposible, a u n q u e las ecuaciones en sí pued a n ser estrictamente deterministas. V e r e m o s que este sorprendente aspecto de la no-linealidad ha comportado un importante c a m b i o de é n í a s i s del a n á l i s i s cuantitativo al cualitativo.
R E T R O A L I M E N T A C I Ó N E INTERACIONES
La tercera propiedad importante de los sistemas no-lineales es la consecuencia de la frecuente o c u r r e n c i a de procesos de retroalimentación autorreforzadora. En los sistemas lineales, pequeños c a m b i o s producen pequeños efectos, mientras que los grandes c a m b i o s son resultado de grandes c a m b i o s o bien de la s u m a de m u c h o s pequeños c a m b i o s . Por el contrario, en los sistemas no-lineales los pequeños c a m b i o s pueden tener efectos espectaculares, ya que pueden ser repetidamente a m p l i f i c a d o s por la retroalimentación autorreforzadora. Matemáticamente, un bucle de retroalimentación corresponde a u n a determinada clase de proceso no-lineal conocido c o m o iteración (del latín iterare, «repetir», «reiterar»), en el que u n a función opera reiteradamente sobre sí m i s m a . Por ejemplo, si la función consiste en m u l t i p l i c a r la variable x por 3 - p . ej. f(x) = 3 x - , la iteración consiste en m u l t i p l i c a c i o n e s repetidas. En abreviatura m a t e m á t i c a esto se e s c r i b i r í a c o m o sigue:
operación x -> 3x cartografía c a d a n ú m e r o con otro de la l í n e a . Generalmente, una cartografía que consiste en m u l t i p l i c a r x por un número constante k se escribe c o m o sigue: x -> k x
Una iteración frecuentemente encontrada en sistemas nolineales y que, a u n siendo m u y s i m p l e , produce gran c o m p l e j i dad, es la siguiente: x -> kx ( 1 - x) en la que la variable x queda restringida a valores entre 0 y 1. E s t a cartografía, c o n o c i d a en matemáticas c o m o «cartografía logístic a » , tiene m u c h a s aplicaciones importantes. La u s a n los ecólogos para d e s c r i b i r el crecimiento de u n a población bajo tendencias opuestas, y por esta razón se conoce también c o m o la « e c u a c i ó n del crecimiento». 8 E x p l o r a r las iteraciones de varias cartografías logísticas resulta un ejercicio fascinante, que puede hacerse fácilmente con una pequeña c a l c u l a d o r a de bolsillo. 9 P a r a ver la característica p r i n c i p a l de estas iteraciones tomemos de nuevo el valor k = 3: x -> 3x (1 - x) La v a r i a b l e x se puede v i s u a l i z a r c o m o un segmento de línea, creciendo de 0 a 1, y resulta fácil c a l c u l a r las cartografías de unos cuantos puntos c o m o sigue: 0 -> 0 ( 1 - 0 ) =0 0,2 - > 0 , 6 ( 1 - 0 , 2 ) = 0,48 0,4 - > 1 , 2 ( 1 - 0 , 4 ) = 0,72 0.6 -> 1 , 8 ( 1 - 0 , 6 ) = 0,72 0,8 -> 2 , 4 ( 1 - 0 , 8 ) = 0,48 1
x 3x 9x
3x 9x 27x etc.
C a d a u n o de estos pasos recibe el n o m b r e de u n a «cartografía». Si v i s u a l i z a m o s la variable x como u n a línea de n ú m e r o s , la 140
->
3 (1 - 1)
=0
C u a n d o m a r c a m o s estos n ú m e r o s sobre dos segmentos, vem o s que los n ú m e r o s entre 0 y 0,5 se cartografían c o m o números entre 0 y 0,75. A s í 0,2 se convierte en 0,48 y 0,4 en 0,72. L o s n ú m e r o s entre 0,5 y 1 se cartografían sobre el m i s m o segmento pero en orden inverso. Así 0,6 se convierte en 0,72 y 0,8 en 0,48. El efecto de c o n j u n t o puede observarse en la figura 6-6, en la que 141
podemos ver que el cartografiado estira el segmento hasta cubrir la d i s t a n c i a entre 0 y 1,5 y luego se repliega sobre sí m i s m o , for m a n d o un segmento que va de 0 a 0,75 y de vuelta a 0. U n a iteración de esta cartografía o r i g i n a r á operaciones repeti das de estirado y replegado, m u y p a r e c i d a s a las que efectúa un panadero con su m a s a , razón por la c u a l d i c h a iteración recibe el n o m b r e , m u y apropiado por cierto, de «transformación del panadero». A m e d i d a que a v a n z a el estiramiento y el repliegue, lo-, puntos vecinos del segmento i r á n siendo desplazados m á s y más u n o del otro, hasta que resulta imposible predecir en qué posición se encontrará un punto determinado tras múltiples iteraciones. 0,0
0,48
0,72
Figura 6-6 La cartografía logística o «transformación del panadero». I n c l u s o los ordenadores m á s potentes redondean sus cálculos al llegar a un cierto n ú m e r o de d e c i m a l e s , y después de un número suficiente de iteraciones, i n c l u s o el m á s pequeño error de redondeo habrá a ñ a d i d o suficiente incerticlumbre p a r a convertir toda p r e d i c c i ó n en imposible. La t r a n s f o r m a c i ó n del panadero es un prototipo de los procesos no-lineales, altamente complejos e impredecibles, conocidos técnicamente c o m o caos. POINCARÉ Y LAS HUELLAS DEL CAOS
La teoría de los sistemas d i n á m i c o s , las matemáticas que h a n hecho posible traer orden al caos, fue desarrollada m u y recientemente, pero sus cimientos fueron puestos a p r i n c i p i o s de siglo por u n o de los matemáticos m á s grandes de la era m o d e r n a , Jules H e n r i Poincaré. De entre todos los matemáticos de este siglo, P o i n c a r é fue, con m u c h o , e l m á s grande generalista. H i z o i n n u merables contribuciones a virtualmente todas las r a m a s de las m a t e m á t i c a s y la recopilación de sus trabajos a b a r c a varios c e n tenares de volúmenes. Desde nuestra perspectiva aventajada de finales de siglo, po142
demos ver que la mayor c o n t r i b u c i ó n de P o i n c a r é fue la recuperación para las matemáticas de las metáforas visuales. 1 0 A partir del siglo xvii, el estilo de l a s m a t e m á t i c a s europeas h a b í a cambiado gradualmente de la geometría, las m a t e m á t i c a s de las formas visuales, al álgebra, l a s matemáticas de las fórmulas. L a place fue especialmente u n o de los grandes formalizadores que p r e s u m í a de que su Mecánica analítica no c o n t e n í a figura alguna. Poincaré invirtió esta tendencia, r o m p i e n d o el d o m i n i o de a n á l i s i s y fórmulas crecientemente opaco y volviendo a los p a ---nes visuales. No obstante, l a s matemáticas visuales de P o i n c a r é , no son la geometría d e E u c l i d e s . E s u n a geometría d e u n a nueva especie, unas matemáticas de patrones y relaciones conocidas c o m o topología. La topología es u n a geometría en la que todas las longitudes, ángulos y áreas pueden ser distorsionados a voluntad. Así, un triángulo puede ser transformado en c o n t i n u i d a d en un rectángulo, éste en un c u a d r a d o y éste en un c í r c u l o . De igual modo, un cubo puede convertirse en un c i l i n d r o , éste en un cono y éste en u n a esfera. D e b i d o a estas transformaciones c o n t i n u a s , la topología es c o n o c i d a popularmente c o m o la «geometría elástica». T o d a s l a s figuras que se pueden convertir en otras mediante doblado, estirado y retorcido continuos, reciben la c a l i f i c a c i ó n de «topológicamente equivalentes». S i n embargo, no todo es m o d i f i c a b l e en estas transformaciones topológicas. De hecho, la topología trata precisamente de eslas propiedades de las figuras geométricas que no c a m b i a n c u a n do la f i g u r a es transformada. L a s intersecciones de líneas, por ejemplo, siguen siendo intersecciones y el agujero de un donut no puede ser transformado. Así, un donut puede ser transformado topológicamente en u n a taza de café (el agujero convirtiéndose en el mango), pero n u n c a en un pastelito. La topología es realmente las matemáticas de las relaciones, de los patrones i n m u t a bles o «invariantes». P o i n c a r é u s a b a los conceptos topológicos p a r a a n a l i z a r l a s características cualitativas de problemas d i n á m i c o s complejos y así sentaba las bases p a r a las matemáticas de la c o m p l e j i d a d que emergerían un siglo después. E n t r e los problemas que Poincaré a n a l i z ó de este m o d o estaba el célebre p r o b l e m a de los tres cuerpos en m e c á n i c a celeste - e l m o v i m i e n t o relativo de tres cuerpos sometidos a s u s respectivas atracciones gravitatorias-, que n a d i e h a b í a s i d o c a p a z de resolver. 11 A p l i c a n d o su método topológico a u n a versión ligeramente s i m p l i f i c a d a del p r o b l e m a de los tres 143
cuerpos, Poincaré fue c a p a z de determinar el aspecto general de sus trayectorias y quedó asombrado por su c o m p l e j i d a d : Cuando uno trata de describir la figura formada por estas tres curvas y sus infinitas intersecciones... [uno descubre que] estas intersecciones forman una especie de red, trama o malla infinitamente espesa; ninguna de las curvas puede cruzarse a sí misma, pero se repliega de un modo muy complejo para pasar por los n u dos de la red un número infinito de veces. Uno queda sorprendido ante la complejidad de esta figura que no puedo ni siquiera i n tentar dibujar. 1 2 Lo que Poincaré v i s u a l i z a b a en su mente se conoce ahora c o m o un «atractor extraño». En palabras de l a n Stewart, « P o i n caré v i s l u m b r a b a las huellas del caos». 1 3 Al demostrar que s i m p l e s ecuaciones deterministas de movimiento pueden producir u n a increíble complejidad que supera todo intento de predicción, Poincaré desafiaba las m i s m a s bases de la m e c á n i c a newtoniana. No obstante, y por un c a p r i c h o de la historia, los científicos de p r i n c i p i o de siglo no aceptaron este reto. Unos años después de que Poincaré publicara su trabajo sobre el problema de los tres cuerpos, Max Planck d e s c u b r í a la energía cuántica y Albert E i n s t e i n p u b l i c a b a su teoría especial de la relatividad. 1 4 D u r a n t e la siguiente mitad de siglo, físicos y m a temáticos estuvieron tan fascinados por los desarrollos revoluc i o n a r i o s en la física cuántica y la teoría de la relatividad, que el descubrimiento pionero de P o i n c a r é quedó relegado. No sería hasta los años sesenta que los científicos tropezarían de nuevo con las complejidades del caos.
TRAYECTORIAS EN ESPACIOS ABSTRACTOS
Las técnicas matemáticas que han permitido a los investigadores el descubrimiento de patrones ordenados en sistemas caóticos a lo largo de las tres ú l t i m a s décadas, se basan en el enfoque topológico de P o i n c a r é y están íntimamente ligadas al desarrollo de los ordenadores. C o n la a y u d a de las computadoras de alta vel o c i d a d de hoy en d í a , los científicos pueden resolver ecuaciones no-lineales mediante técnicas no disponibles anteriormente. E s tos poderosos equipos pueden trazar con facilidad las complejas trayectorias que Poincaré ni siquiera se atrevía a intentar d i b u j a r . 144
C o m o la m a y o r í a de lectores recordará de su etapa escolar, u n a e c u a c i ó n se resuelve mediante su m a n i p u l a c i ó n hasta conseguir la s o l u c i ó n en forma de u n a fórmula. A esto se le l l a m a resolver la ecuación «analíticamente». El resultado es siempre una fórmula. L a m a y o r í a d e ecuaciones no-lineales que describen procesos naturales son d e m a s i a d o difíciles p a r a ser resueltas analíticamente, pero pueden ser s o l u c i o n a d a s de otro modo, « n u méricamente». Este sistema i m p l i c a prueba y error. H a y que ir probando distintas c o m b i n a c i o n e s de números para las v a r i a bles, hasta d a r con las que e n c a j a n en la e c u a c i ó n . Se h a n desarrollado técnicas y trucos especiales p a r a hacerlo eficientemente, pero aun así, para la m a y o r í a de ecuaciones el proceso es extremadamente laborioso, ocupa m u c h o tiempo y proporciona ú n i camente soluciones a p r o x i m a d a s . T o d o esto cambié) con la llegada a escena de los nuevos y poderosos ordenadores. D i s p o n e m o s a h o r a de equipos y programas informáticos para la solución n u m é r i c a de ecuaciones con gran rapidez y exactitud. C o n los nuevos métodos, las ecuaciones nolineales pueden ser resueltas a c u a l q u i e r nivel de a p r o x i m a c i ó n . No obstante, las soluciones son de u n a clase m u y distinta, el resultado no es ya u n a fórmula, sino u n a larga lista de los valores para las variables que satisfacen la e c u a c i ó n . El ordenador puede ser programado para trazar la s o l u c i ó n en forma de c u r v a o conj u n t o de c u r v a s en un gráfico. E s t a técnica ha permitido a los científicos resolver las complejas ecuaciones no-lineales asociadas con los fenómenos caóticos y así d e s c u b r i r orden tras el aparente caos. Para desvelar estos patrones ordenados, las variables de un sistema c o m p l e j o se presentan en un espacio matemático abstracto l l a m a d o «espacio fase»." É s t a es una técnica bien conocida desarrollada en t e r m o d i n á m i c a a p r i n c i p i o s de siglo. 15 C a d a v a riable del sistema se asocia con u n a distinta coordenada de este espacio abstracto. V e a m o s de qué se trata con un ejemplo m u y s i m p l e : u n a esfera balanceándose al extremo de un péndulo. Para d e s c r i b i r completamente el m o v i m i e n t o del péndulo, necesitamos dos variables: el ángulo, que puede ser positivo o negativo, y la v e l o c i d a d , que a su vez puede ser positiva o negativa, según sea la d i r e c c i ó n del balanceo. C o n estas dos variables, ángulo y veloc i d a d , podremos describir completamente el movimiento del péndulo en c u a l q u i e r momento. * En el original, phase space. (N. del T.l
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S i trazamos a h o r a u n sistema d e coordenadas cartesianas, e n el que u n a coordenada sea el ángulo y la otra la velocidad (ver fig u r a 6-7), este sistema de coordenadas o c u p a r á un espacio bidim e n s i o n a l en el que ciertos puntos corresponderán a los estados posibles de m o v i m i e n t o del péndulo. V e a m o s dónde están estos puntos. E n a m b o s extremos del recorrido, l a velocidad e s cero. E s t o nos da dos puntos sobre el eje horizontal. En el centro del recorrido, donde el ángulo es cero, la velocidad es m á x i m a , b i e n positiva (balanceo h a c i a un lado), bien negativa (balanceo h a c i a el otro lado). E s t o nos da dos puntos sobre el eje vertical. E s t o s c u a tro puntos en el espacio l a s e , que h e m o s m a r c a d o en la figura 6-7, representan los estados extremos del péndulo: m á x i m a elongac i ó n y m á x i m a velocidad. La l o c a l i z a c i ó n exacta de estos puntos dependerá de nuestras unidades de m e d i d a . Si siguiésemos m a r c a n d o los puntos correspondientes a los estados de m o v i m i e n t o entre los cuatro extremos, d e s c u b r i r í a m o s que están sobre un bucle cerrado. P o d r í a m o s conseguir que fuese c i r c u l a r si escogiésemos adecuadamente nuestras u n i d a d e s de m e d i d a , pero, generalmente, resultará m a s bien u n a elipse (fig u r a 6-8). E s t e bucle recibe el nombre de trayectoria p e n d u l a r en espacio fase. D e s c r i b e íntegramente el m o v i m i e n t o del sistema. T o d a s sus variables (dos en nuestro sencillo caso) quedan representadas por un solo punto, que se encontrará siempre en alguna parte sobre el bucle. A m e d i d a que el péndulo oscila, el punto en espacio fase se desplaza sobre el bucle. En todo momento, podem o s m e d i r l a s dos coordenadas del punto en espacio fase y conoVelocidad
cer el estado exacto - á n g u l o y v e l o c i d a d - del sistema. Es importante comprender que este bucle no es en absoluto la trayectoria f í s i c a de la esfera en el extremo del péndulo, sino u n a c u r v a en un espacio matemático abstracto, compuesto por las dos variables del sistema. De m o d o que ésta es la técnica del espacio fase. L a s variables del sistema se representan en un espacio abstracto, en el c u a l un solo punto describe el sistema completo. A m e d i d a que el sistema c a m b i a , el punto describe u n a trayectoria en espacio fase, un buc l e cerrado en nuestro caso. C u a n d o el sistema no es un s i m p l e péndulo s i n o algo m u c h o m á s c o m p l i c a d o , tiene m u c h a s m á s v a riables, pero l a técnica seguirá siendo l a m i s m a . C a d a variable estará representada por u n a coordenada en u n a d i m e n s i ó n distinta en el espacio lase, de modo que si tenemos dieciséis variables, tendremos u n espacio fase e n dieciséis dimensiones. U n s i m p l e punto en este espacio d e s c r i b i r á el estado del sistema entero, ya que este punto recogerá dieciséis coordenadas, correspondientes a c a d a u n a de las dieciséis variables. P o r supuesto, no podemos v i s u a l i z a r un espacio fase con diec i s é i s d i m e n s i o n e s y ésta es la razón de que se d e n o m i n e un espacio matemático abstracto. L o s matemáticos no parecen tener mayores p r o b l e m a s con semejantes abstracciones. Se sienten m u y confortables e n espacios que n o pueden ser v i s u a l i z a d o s . E n c u a l q u i e r m o m e n t o , mientras el sistema c a m b i a , el punto representativo de su estado en espacio fase se desplazará por d i c h o esp a c i o , describiendo u n a trayectoria. Distintos estados iniciales 147
Figura 6-9 Trayectoria en espacio fase de un péndulo con fricción.
del s i s t e m a se corresponden c o n distintos puntos de p a r t i d a en espacio fase y d a r á n , en general, origen a trayectorias distintas.
ATRACTORES EXTRAÑOS
sorpresa, descubrieron que existe u n n ú m e r o m u y r e d u c i d o d e d i ferentes atractores. S u s formas p u e d e n ser clasificadas topológicamente y las propiedades d i n á m i c a s generales de un sistema pueden deducirse de la forma de su correspondiente atractor. E x i s t e n tres modelos básicos de atractor: atractores p u n t u a les, correspondientes a sistemas dirigidos h a c i a un e q u i l i b r i o estable; atractores periódicos, correspondientes a oscilaciones per i ó d i c a s , y los l l a m a d o s atractores extraños, correspondientes a sistemas caóticos. Un ejemplo típico de un s i s t e m a con atractor extraño es el del «péndulo caótico», estudiado por p r i m e r a vez por el matemático j a p o n é s Y o s h i s u k e Ueda a finales de los años setenta. Se trata de un circuito electrónico no-lineal dotado de u n a u n i d a d de disco externa, relativamente s e n c i l l a , pero que produce un comportamiento extremadamente complejo. 1 6 C a d a b a lanceo de este oscilador caótico es ú n i c o . El sistema n u n c a se repite, con lo que c a d a c i c l o c u b r e u n a n u e v a región de espacio fase. No obstante, y a pesar del aparentemente errático m o v i m i e n t o , los puntos en espacio fase no se distribuyen aleatoriamente, sino que c o n f o r m a n un patrón complejo y altamente organizado, un atractor extraño actualmente d e n o m i n a d o Ueda.
V o l v a m o s a nuestro péndulo y démonos cuenta de que se trataba de un péndulo idealizado, s i n f r i c c i ó n , balanceándose en m o v i m i e n t o perpetuo. É s t e es un ejemplo típico de la física c l á s i c a , donde la fricción es generalmente olvidada. Un péndulo r e a l experimentará s i e m p r e a l g u n a f r i c c i ó n que lo i r á frenando hasta que, en a l g ú n momento, se detendrá. En el espacio fase b i d i m e n s i o n a l , este m o v i m i e n t o q u e d a representado p o r u n a c u r v a abierta que se c i e r r a en espiral h a c i a el centro, c o m o puede apreciarse en la figura 6-9. E s t a trayectoria recibe el nombre de «atractor» puesto que, metafóricamente hablando, los matemáticos dicen que el punto fijo en el centro del sistema «atrae» la trayectoria. La metáfora se ha extendido i n c l u s o a los bucles cerrados, c o m o el que representa al péndulo libre de f r i c c i ó n . L a s trayectorias de bucle cerrado reciben el nombre de «atractores periódicos», mientras que las trayectorias en espiral h a c i a adentro se d e n o m i n a n «atractores puntuales». E n los ú l t i m o s veinte años, l a técnica del espacio fase h a sido u t i l i z a d a p a r a explorar u n a gran v a r i e d a d de sistemas complejos. C a s o tras caso, los científicos y matemáticos c r e a r o n ecuaciones no-lineales, las resolvieron n u m é r i c a m e n t e e h i c i e r o n que los ordenadores trazaran las soluciones en espacio fase. P a r a su gran 148
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El atractor de U e d a es u n a trayectoria en un espacio fase tridim e n s i o n a l que genera patrones que c a s i se repiten, pero no del todo. É s t a es u n a característica típica de todos los sistemas caóticos. L a figura 6 - 1 0 contiene m á s d e c i e n m i l puntos. P o d r í a v i s u a lizarse c o m o un corte l o n g i t u d i n a l de un trozo de m a s a de p a n que ha sido repetidamente estirado y replegado sobre sí m i s m o , con lo que podemos observar que las matemáticas subyacentes en el atractor de Ueda son las de la «transformación del panadero».
tumbrada a confiar en ecuaciones deterministas p a r a predecir fenómenos tales c o m o los eclipses solares o la a p a r i c i ó n de c o m e tas con g r a n p r e c i s i ó n sobre largos períodos de tiempo. P a r e c í a inconcebible que ecuaciones estrictamente deterministas de m o vimiento pudiesen c o n d u c i r a resultados impredecibles, pero esto era exactamente lo que L o r e n z h a b í a descubierto. S e g ú n sus propias p a l a b r a s :
Un hecho sorprendente de los atractores extraños es que tienden a tener u n a d i m e n s i o n a l i d a d m u y b a j a , incluso en un espacio fase altamente d i m e n s i o n a l . Por ejemplo, un sistema puede tener c i n c u e n t a variables, pero su m o v i m i e n t o puede quedar restringido a un atractor extraño de tres d i m e n s i o n e s : u n a superficie plegada en este espacio de c i n c u e n t a d i m e n s i o n e s . E l l o significa, por supuesto, un elevado nivel de orden.
Cualquier persona corriente, viendo que podemos predecir bastante bien las mareas con algunos meses de antelación, se diría: « ¿ P o r qué no podemos hacer lo mismo con la atmósfera? Después de todo, no es más que otro sistema fluido, con leyes más o menos igual de complicadas.» Pero me di cuenta de que cualquier sistema físico con comportamiento no periódico resulta impredecible. 18
V e m o s pues que el comportamiento caótico, en el nuevo sentido científico del término, es m u y distinto del movimiento aleatorio o errático. C o n la a y u d a de los atractores extraños, podemos d i s t i n g u i r entre la m e r a aleatoriedad o «ruido» y el caos. El c o m portamiento caótico es determinista y pautado y los atractores extraños nos a y u d a n a transformar los datos aparentemente aleatorios en c l a r a s formas visibles.
E L « E F E C T O MARIPOSA»
El modelo de L o r e n z no es u n a representación realista de un fenómeno meteorológico en particular, pero resulta un i m p r e s i o nante ejemplo de c ó m o un s i m p l e conjunto de ecuaciones nolineales puede generar un comportamiento enormemente c o m plejo. Su p u b l i c a c i ó n en 1963 m a r c ó el i n i c i o de la teoría del caos, y el atractor del modelo, conocido desde entonces c o m o el atractor L o r e n z , se convirtió en el atractor extraño m á s popular y a m p l i a mente estudiado. Mientras que el atractor de Ueda se desarrolla en dos d i m e n s i o n e s , el de L o r e n z es t r i d i m e n s i o n a l (figura 6 - 1 1 ) .
C o m o hemos visto en el caso de la «transformación del panader o » , los sistemas caóticos se caracterizan por u n a extrema sensibilid a d a las condiciones iniciales. C a m b i o s m i n ú s c u l o s en el estado i n i c i a l del sistema c o n d u c i r á n con el tiempo a consecuencias en g r a n escala. En la teoría del caos esto se conoce con el nombre de «efecto mariposa» por la a f i r m a c i ó n , m e d i o en broma, de que u n a m a r i p o s a aleteando hoy en Pekín puede originar u n a tormenta en N u e v a Y o r k el mes que viene. El efecto m a r i p o s a fue descubierto a principios de los años sesenta por el meteorólogo E d w a r d L o r e n z , quien diseñó un sencillo modelo de condiciones meteorológicas consistente en tres ecuaciones no-lineales vinculadas. Descubrió que las soluciones de sus ecuaciones e r a n extremadamente sensibles a las condiciones iniciales. Desde prácticamente el m i s m o p u n to de origen, dos trayectorias se desarrollaban de modo completamente distinto, haciendo imposible toda predicción a largo p l a z o . , 7 E s t e descubrimiento s a c u d i ó a la c o m u n i d a d científica, acos150
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P a r a trazarlo, el punto en espacio fase se mueve de un m o d o aparentemente aleatorio, con unas cuantas oscilaciones de a m p l i t u d creciente alrededor de un punto, seguidas por otras oscilaciones alrededor de un segundo punto, p a r a volver luego súbitamente a o s c i l a r sobre el p r i m e r punto y así sucesivamente.
DE CANTIDAD A CUALIDAD
La i m p o s i b i l i d a d de predecir por qué punto del espacio lase pasará la trayectoria del atractor de Lorenz. en un momento determinado, incluso a u n q u e el sistema esté gobernado por ecuaciones deterministas, es una característica c o m ú n a lodos los s i s lemas caóticos. E l l o no significa, s i n embargo, que la teoría del caos no sea c a p a / de ofrecer predicciones. Podemos establecer predicciones m u y ajustadas, pero estarán en relación con las c a racterísticas cualitativas del comportamiento del sistema, más que con sus valores precisos en un momento determinado. Las nuevas m a t e m á t i c a s representan, pues, el c a m b i o de cantidad a c u a l i d a d que caracteriza al pensamiento sistémico en general. Mientras que las matemáticas convencionales se ocupan de c a n tidades y fórmulas, la teoría de sistemas d i n á m i c o s lo hace de c u a l i d a d y patrón. En r e a l i d a d , el a n á l i s i s de sistemas no-lineales en términos de las características topológicas de sus atraclores, se conoce c o m o « a n á l i s i s cualitativo». Un sistema no-lineal puede tener v a rios atractores que podrán ser de distinto tipo: «caóticos» o «extraños» y no caóticos. T o d a s las trayectorias i n i c i a d a s dentro de una cierta región de espacio fase, desembocarán antes o después en un m i s m o alractor. D i c h a región de espacio fase recibe el nombre de « c u e n c a de atracción» de este m i s m o atractor. Así, el espacio fase de un sistema no-lineal está compartimentado en varias cuencas de atracción, cada u n a de ellas con su propio atractor. Así pues, el a n á l i s i s cualitativo de un sistema d i n á m i c o consiste en identificar los atractores y cuencas de atracción del sistema y clasificarlos según sus características topológicas. El r e s u l tado es un d i b u j o d i n á m i c o del sistema completo l l a m a d o el «retrato fase». L o s métodos matemáticos p a r a a n a l i z a r retratos fase se b a s a n en el trabajo pionero de P o i n c a r é y fueron desarrollados y redefinidos por el topólogo norteamericano Stephen S m a l e a p r i n c i p i o s de los años sesenta. l 9 152
S m a l e utilizó su técnica no sólo para a n a l i z a r sistemas descritos por un determinado conjunto de ecuaciones no-lineales, sino también p a r a estudiar c ó m o estos sistemas se c o m p o r t a n bajo pequeñas alteraciones de sus ecuaciones. A m e d i d a que los p a r á m e tros de éstas c a m b i a n lentamente, el retrato fase - p o r ejemplo, las f o r m a s de s u s atractores y c u e n c a s de a t r a c c i ó n - generalmente s u f r i r á las correspondientes suaves alteraciones, sin experimentar n i n g ú n c a m b i o en sus características básicas. S m a l e utilizó el término «eslructuralmente estables» para definir estos sistemas en los que pequeños c a m b i o s en las ecuaciones dejan intacto el carácter básico del retrato fase. E n m u c h o s sistemas no-lineales, s i n embargo, pequeños c a m bios de ciertos parámetros pueden p r o d u c i r espectaculares c a m bios en las características básicas de su retrato fase. Los atractores pueden desaparecer o intercambiarse y nuevos atractores pueden aparecer súbitamente. T a l e s sistemas se definen c o m o estructuralmente inestables y los puntos críticos de inestabilidad se d e n o m i n a n «puntos de b i f u r c a c i ó n » , ya que son puntos en la evol u c i ó n del sistema en que aparece repentinamente un desvío por el que el sistema se e n c a m i n a en u n a nueva d i r e c c i ó n . Matemáticamente, los puntos de b i f u r c a c i ó n m a r c a n c a m b i o s súbitos en el retrato fase del sistema. F í s i c a m e n t e corresponden a puntos de inestabilidad en los que el sistema c a m b i a abruptamente y aparecen de repente nuevas formas de orden. C o m o demostró Prigogine, tales inestabilidades sólo se pueden dar en sistemas abiertos operando lejos del equilibrio. 2 0 Así c o m o hay un n ú m e r o reducido de diferentes tipos de atractores, h a y también pocos tipos distintos de ocasiones de bif u r c a c i ó n , y al igual que los atractores, las bifurcaciones pueden ser c l a s i f i c a d a s topológicamente. Uno de los primeros en hacerlo fue el francés René T h o m en los años setenta, quien usó el término «catástrofes» en lugar de «bifurcaciones» e identificó siete c a tástrofes elementales. 2 1 Los matemáticos de hoy en día conocen aproximadamente el triple de tipos de bifurcación. R a l p h Abrah a m , profesor de matemáticas de la U n i v e r s i d a d de C a l i f o r n i a en S a n t a C r u z , y el grafista Christofer S h a w han creado u n a serie de textos matemáticos visuales sin ecuaciones ni fórmulas, a los que c o n s i d e r a n el p r i n c i p i o de una enciclopedia de bifurcaciones. 2 2
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G E O M E T R Í A FRACTAL
Mientras los p r i m e r o s atractores extraños e r a n explorados, durante los años sesenta y setenta n a c í a , independientemente de la teoría del caos, u n a nueva geometría l l a m a d a «geometría fractal», que i b a a proveer de un poderoso lenguaje matemático idóneo p a r a describir las m i n u c i o s a s estructuras de los atractores caóticos. El creador de este nuevo lenguaje fue el matemático francés Benoit Mandelbrot. A finales de los años cincuenta, Mandelbrot empezó a estudiar la geometría de u n a gran variedad de fenómenos naturales irregulares y, durante los sesenta, se dio cuenta de que todas aquellas formas geométricas c o m p a r t í a n a l g u n a s características c o m u n e s m u y sorprendentes. D u r a n t e los siguientes diez años, Mandelbrot inventó un nuevo tipo de matemáticas para describir y a n a l i z a r estas características. A c u ñ ó el término «fractal» p a r a describir su invento y p u b l i c ó sus resultados en un espectacular libro, Los objetos fractales, que tuvo u n a tremenda influencia en la nueva generación de matemáticos que estaba desarrollando la teoría del caos y otras r a m a s de la teoría de sistemas d i n á m i c o s . 2 3 E n u n a reciente entrevista, Mandelbrot explicaba que l a geometría fractal se o c u p a de un aspecto de la naturaleza del que casi todo el m u n d o era consciente, pero que n a d i e era c a p a z de describ i r en términos matemáticos formales. 2 4 A l g u n a s características de la naturaleza son geométricas en el sentido convencional del término. El tronco de un árbol es m á s o menos un c i l i n d r o , la l u n a llena aparece m á s o menos c o m o un disco c i r c u l a r y los planetas c i r c u l a n alrededor del sol en órbitas m á s o menos elípticas. Pero esto son excepciones, c o m o Mandelbrot nos recuerda:
l a , son semejantes en forma al conjunto. Mandelbrot ilustra esta característica de «autosemejanza» cortando un trozo de coliflor y señalando que, en sí m i s m o , el trozo parece u n a p e q u e ñ a c o l i flor. 2 5 Repite la operación d i v i d i e n d o el trozo y tomando u n a parte que sigue pareciendo u n a d i m i n u t a coliflor. Así, c a d a parte se parece al vegetal completo, la forma del todo es semejante a sí m i s m a a todos los niveles de escala. H a y m ú l t i p l e s ejemplos d e autosemejanza e n l a naturaleza. R o c a s en m o n t a ñ a s que se a s e m e j a n a pequeñas m o n t a ñ a s , r a m a s de relámpago o bordes de nube que repiten el m i s m o patrón u n a y otra vez, l í n e a s costeras que se dividen en partes c a d a vez menores, c a d a u n a de l a s cuales muestra semejantes disposiciones de p l a y a s y cabos. L a s fotografías del delta de un río, el r a m a j e de un árbol o las r a m i f i c a c i o n e s de los vasos sanguíneos pueden evidenc i a r pautas de tan sorprendente s e m e j a n z a , que nos resultará difíc i l decir c u á l es c u á l . E s t a s e m e j a n z a de imágenes a escalas m u y distintas se conoce desde antiguo, pero n a d i e antes de M a n d e l brot h a b í a dispuesto de un lenguaje matemático para d e s c r i b i r l a . C u a n d o Mandelbrot publicó su libro pionero a m i t a d de los años setenta, no se h a b í a dado cuenta de las conexiones entre geometría fractal y teoría del caos, pero ni él ni sus colegas matemáticos necesitaron m u c h o tiempo p a r a descubrir que los atractores extraños son ejemplos exquisitos de fractales. Si se a m p l í a n fragmentos de su estructura, revelan u n a subestructura m u l t i n i vel en la que los m i s m o s patrones se repiten u n a y otra vez, hasta tal punto que se define c o m ú n m e n t e a los atractores extraños c o m o trayectorias en espacio fase que exhiben geometría fractal.
La mayor parte de la naturaleza es muy, muy complicada. ¿ C o m o describir una nube? No es una esfera... es como una pelota pero muy irregular. ¿Y una montaña? No es un cono... Si quieres hablar de nubes, montañas, ríos o relámpagos, el lenguaje geométrico de la escuela resulta inadecuado.
Otro importante v í n c u l o entre la teoría del caos y la geometría fractal es el c a m b i o de cantidad a c u a l i d a d . C o m o hemos visto, resulta imposible predecir los valores de las variables de un sistema caótico en un momento determinado, pero podemos predecir las características cualitativas del comportamiento del sistema. De igual forma, es i m p o s i b l e calcular la longitud o área exactas de u n a figura fractal, pero podemos definir de un modo cualitativo su grado de «mellado».
Así que Mandelbrot creó la geometría fractal - « u n lenguaje para hablar de n u b e s » - p a r a d e s c r i b i r y a n a l i z a r la c o m p l e j i d a d del m u n d o natural que nos rodea. La propiedad m á s sorprendente de estas formas «fractales» es_ que sus patrones característicos se encuentran repetidamente en escalas descendentes, de modo que sus partes, en c u a l q u i e r esca-
Mandelbrot subrayó esta espectacular característica de las figuras fractales planteando u n a provocadora cuestión: ¿ Q u é longitud exacta tiene la línea costera b r i t á n i c a ? Demostró que, puesto que la longitud medida puede extenderse indelinidamente descendiendo progresivamente de escala, no existe u n a respuesta definitiva a la cuestión planteada. No obstante, sí es posible defin i r un n ú m e r o entre 1 y 2 que caracterice el grado de mellado+ de
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d i c h a c o s í a . Para la línea costera b r i t á n i c a , d i c h o número es a p r o x i m a d a m e n t e 1,58, mientras que para la noruega, m u c h o m á s accidentada, es a p r o x i m a d a m e n t e 1 , 7 0 . 2 6 C o m o se puede demostrar que d i c h o n ú m e r o tiene algunas propiedades de d i m e n s i ó n , Mandelbrot lo l l a m ó u n a d i m e n s i ó n (racial. Podemos comprender esta idea intuitivamente si nos dam o s cuenta de que u n a línea quebrada sobre un plano llena m á s espacio que una línea recta, con d i m e n s i ó n 1, pero menos que el plano, con d i m e n s i ó n 2. C u a n t o m á s quebrada la l í n e a , m á s se acercará su d i m e n s i ó n fractal a 2. De i g u a l m a n e r a , u n a h o j a de papel a r r u g a d a ocupa m á s espacio que un plano, pero menos que u n a esfera. Así, cuanto m á s a r r u g a d a esté la hoja, m á s c e r c a de 3 estará su d i m e n s i ó n fractal. Este concepto de d i m e n s i ó n fractal, que al p r i n c i p i o era u n a idea m a t e m á t i c a puramente abstracta, se ha convertido en u n a herramienta m u y poderosa para el a n á l i s i s de la c o m p l e j i d a d de las figuras fractales, ya que se corresponde m u y bien con nuestra percepción de la naturaleza. C u a n t o m á s sesgados los perfiles del relámpago o los bordes de las nubes, cuanto m á s abrupto el perfil de c o s í a s y m o n t a ñ a s , m a y o r será su d i m e n s i ó n fractal. P a r a representar las formas fractales que se d a n en la naturaleza, podemos construir figuras geométricas que exhiban autos e m e j a n z a precisa. La p r i n c i p a l técnica para construir estos fractales matemáticos es la iteración, es decir, la repetición de cierta operación geométrica u n a y otra vez. El proceso de iteración - q u e nos condujo a la t r a n s f o r m a c i ó n del p a n a d e r o - , la característica m a t e m á t i c a c o m ú n a los atractores extraños, se revela así c o m o la característica m a t e m á t i c a central en el v í n c u l o entre la teoría del caos y la geometría fractal. U n a de las figuras fractales m á s simples generada por iterac i ó n es la l l a m a d a c u r v a de K o c h , o curva del copo de nieve. 2 7 La operación geométrica consiste en d i v i d i r una línea en tres partes iguales y reemplazar la sección central por los dos lados de un triángulo equilátero, c o m o muestra la figura 6 - 1 2 . Repitiendo la operación u n a y otra vez en escalas c a d a vez menores, se c r e a un dentado copo de nieve (figura 6 - 1 3 ) . C o m o la línea de costa de Mandelbrot, la c u r v a de K o c h devendrá infinitamente larga si prolongamos infinitamente l a iteración. E n r e a l i d a d , l a c u r v a d e K o c h p o d r í a verse c o m o u n modelo m u y rudimentario d e l í n e a de costa (figura 6-14). C o n la a y u d a de ordenadores, iteraciones geométricas s i m ples se pueden reproducir miles de veces a distintas escalas, p a r a 156
p r o d u c i r las l l a m a d a s falsificaciones fractales, modelos generados por c o m p u t a d o r a de plantas, árboles, montañas, líneas de costa y d e m á s , con un sorprendente parecido a las formas reales existentes en la naturaleza. La figura 6 - 1 5 muestra un ejemplo de u n a de estas falsificaciones fractales. Iterando un simple d i b u j o de líneas a v a r i a s escalas, se genera la h e r m o s a y c o m p l e j a i m a gen de un helecho. C o n estas nuevas técnicas matemáticas, los científicos h a n podido construir modelos m u y precisos de u n a g r a n v a r i e d a d de formas naturales irregulares, descubriendo al hacerlo la a p a r i c i ó n generalizada de fractales. De todos estos modelos, es quizás el patrón fractal de las nubes, que i n s p i r a r a n a Mandelbrot la búsqueda de un nuevo lenguaje matemático, el m á s asombroso. Su a u t o s e m e j a n z a a l c a n z a hasta siete órdenes de m a g n i t u d , lo que s i g n i f i c a que el borde de u n a nube, a m p l i a d o diez millones de veces, sigue mostrando el m i s m o aspecto conocido. 157
moso n ú m e r o pi eran representados por puntos en u n a sola l í n e a n u m é r i c a densamente poblada (figura 6-16).
C o n este concepto expandido de los n ú m e r o s , todas las e c u a ciones algebraicas se p o d r í a n resolver en p r i n c i p i o , a excepción de aquellas que c o m p r e n d e n r a í c e s c u a d r a d a s o n ú m e r o s negativos. La e c u a c i ó n x 2 = 4 tiene dos soluciones: x = 2 y x = - 2 , pero p a r a x 2 = -4 parece no haber s o l u c i ó n , puesto que ni +2 ni -2 darán -4 al ser elevados al c u a d r a d o . Los p r i m e r o s algebristas indios y árabes se encontraban repetidamente c o n semejantes ecuaciones pero se resistían a anotar expresiones tales c o m o , ya que las c o n s i d e r a b a n absoluta-
NÚMEROS COMPLEJOS La c u l m i n a c i ó n de la geometría fractal ha sido el descubrimiento por Mandelbrot de u n a estructura m a t e m á t i c a que, a u n siendo de u n a enorme c o m p l e j i d a d , puede ser generada c o n un procedimiento iterativo m u y s i m p l e . P a r a comprender esta a s o m brosa figura fractal, conocida c o m o la serie de Mandelbrot, debemos f a m i l i a r i z a r n o s p r i m e r o con u n o de los m á s importantes conceptos matemáticos: los n ú m e r o s complejos. E l descubrimiento d e los n ú m e r o s complejos constituye u n capítulo apasionante de la historia de las matemáticas. 2 8 C u a n d o el álgebra fue desarrollada en la E d a d M e d i a y los matemáticos exploraron toda clase de ecuaciones, c l a s i f i c a n d o sus resultados, m u y pronto se encontraron con problemas que no tenían s o l u c i ó n en términos de la serie de n ú m e r o s conocidos por ellos. En particular, ecuaciones tales c o m o x + 5 = 3 les condujeron a extender el concepto n u m é r i c o a los n ú m e r o s negativos, de m o d o que la solución ya podía escribirse c o m o x = - 2 . Más adelante, todos los l l a m a d o s n ú m e r o s reales -enteros positivos y negativos, fracciones y n ú m e r o s i r r a c i o n a l e s c o m o raíces c u a d r a d a s o el fa158
mente carentes de sentido. No será hasta el siglo x v i , c u a n d o las raíces c u a d r a d a s de n ú m e r o s negativos aparecerán en textos a l gebraicos, y a u n entonces los autores se a p r e s u r a r á n a señalar que tales expresiones no s i g n i f i c a n realmente n a d a . Descartes l l a m ó « i m a g i n a r i a » a la r a í z c u a d r a d a de un n ú mero negativo y c r e í a que la a p a r i c i ó n de tales números « i m a ginarios» en un c á l c u l o s i g n i f i c a b a que el problema carecía de s o l u c i ó n . Otros matemáticos u s a b a n términos c o m o « l i c t i c i a s » , «sofisticadas» o «imposibles» p a r a etiquetar estas cantidades que hoy, siguiendo a Descartes, todavía d e n o m i n a m o s « n ú m e r o s imaginarios». Puesto que la r a í z c u a d r a d a de un n ú m e r o negativo no puede ser colocada en lugar alguno de la línea n u m é r i c a , los matemáticos del siglo xix no pudieron atribuir n i n g ú n sentido de la realidad a semejantes cantidades. El gran L e i b n i z , inventor del c á l c u l o diferencial, a t r i b u í a u n a c u a l i d a d m í s t i c a a la r a í z c u a d r a d a d e - 1 , viéndola c o m o l a manifestación del «espíritu d i v i no» y l l a m á n d o l a «este anfibio entre el ser y el no ser». 2 9 Un s i glo después, L e o n h a r d E u l e r , el m á s prolífico matemático de todos los tiempos, expresaba el m i s m o sentimiento en su Álgebra en p a l a b r a s que, si bien m e n o s poéticas, siguen expresando el m i s m o sentimiento de a s o m b r o :
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Tocias las expresiones como , etc., son consecuentemente números imposibles o imaginarios, dado que representan raíces cuadradas de cantidades negativas, y de tales números no podemos decir que sean nada, más que nada, o menos que nada, lo que necesariamente los convierte en imaginarios o imposibles. 30 En el siglo xix, o l i o gigante matemático, K a r l Friedrich Gauss, declaró con firmeza que «puede ser asignada a estos seres i m a ginarios una existencia objetiva», 3 1 G a u s s se daba cuenta, por supuesto, de que no babía lugar p a r a los números imaginarios en la línea n u m é r i c a , así que dio el audaz paso de colocarlos en un eje perpendicular a ésta sobre su punto cero, creando así un sistema de coordenadas cartesianas. En diebo sistema, todos los números reales se sitúan sobre el «eje real», mientras que los números imaginarios lo hacen sobre el «eje imaginario» (figura 6-17). La raíz cuadrada de -1 recibe el nombre de « u n i d a d imaginaria» y se representa por el símbolo i. Puesto que la raíz cuadrada de un número negativo siempre podrá ser escrita co-
mo todos los números imaginarios pueden ser colocados sobre el eje imaginario como múltiplos de i. Con este ingenioso sistema, Gauss creó un espacio no sólo para los números imaginarios, sino también para todas las combinaciones posibles entre números reales e imaginarios, tales como (2 + i), (3 - 2 /), etc. Dichas combinaciones reciben el nombre de «números complejos» y están representadas por puntos del plano ocupado por los ejes real e imaginario, cuyo plano se denomina «plano complejo». En general, todo número complejo puede ser escrito como: z = x + iy donde x se denomina a la «parte real» e y a la «parte imaginaria». Con la ayuda de esta definición, Gauss creó un álgebra especial para los números complejos y desarrolló muchas ideas fundamentales sobre funciones de variables complejas. Ello conduciría a una nueva rama de las matemáticas conocida como «análisis complejo», con un enorme espacio de aplicación en todos los campos de la ciencia.
PATRONES DENTRO DE PATRONES
La razón de haber efectuado esta incursión en la historia de los números complejos es que muchas imágenes fractales pueden generarse matemáticamente por procesos iterativos en el plano complejo. A finales de los años setenta, y tras publicar su libro pionero, Mandelbrot centró su atención en un determinado tipo de fractales matemáticos conocido como las series de Julia, 32 que habían sido descubiertos por el matemático francés Gastón Julia en la primera mitad de siglo, para caer después en el olvido. De hecho, Mandelbrot había conocido el trabajo de Julia en su época de estudiante, había observado sus dibujos rudimentarios (hechos a la sazón sin la ayuda de ordenadores) y había perdido pronto su interés por el tema. Ahora, no obstante, se daba cuenta de que los dibujos de Julia eran representaciones rudimentarias de complejas imágenes fractales y se dedicó a reproducirlas en todo detalle con la ayuda de los ordenadores más potentes que pudo encontrar. Los resultados fueron pasmosos. La base de las series de Julia es la sencilla cartografía
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z -> z 4 + c en la que z es u n a variable c o m p l e j a y c u n a constante compleja. El proceso iterativo consiste en tomar c u a l q u i e r n ú m e r o z en el plano complejo, elevarlo al c u a d r a d o , a ñ a d i r la constante c, volver a elevar al c u a d r a d o el resultado, a ñ a d i r l e la constante c de nuevo y así sucesivamente. C u a n d o esto se hace con distintos v a lores i n i c i a l e s de z, algunos de ellos i r á n a u m e n t a n d o h a c i a el i n finito a m e d i d a que avanza la iteración, mientras que otros se mantendrán f i n i t o s 3 3 . L a s series de J u l i a son el conjunto de valores de z, o puntos en el plano complejo, que permanecen finitos bajo iteración. Si se desea l i j a r la forma de la serie de J u l i a p a r a u n a determin a d a constante c, la iteración debe realizarse p a r a miles de puntos y así hasta que quede claro si se incrementarán o permanecer á n finitos. Si a los puntos que p e r m a n e c e n finitos se les a d j u d i c a el color negro y el blanco a los que tienden al infinito, la serie de J u l i a aparecerá finalmente c o m o un d i b u j o en negro sobre blanco. T o d o el proceso es m u y sencillo pero tremendamente largo. Es evidente que la u t i l i z a c i ó n de un ordenador de alta velocidad es esencial si se desea obtener u n a figura precisa en un tiempo razonable. P a r a c a d a constante c obtendremos u n a diferente serie de J u l i a , de m o d o que hay un número infinito de éstas. A l g u n a s son imágenes ú n i c a s conexas, otras están fragmentadas en varias partes inconexas y otras parecen haberse desintegrado en polvo (ver figura 6-18). T o d a s comparten el aspecto dentado característico de los fractales y la m a y o r í a resultan imposibles de d e s c r i b i r en el lenguaje de la geometría c l á s i c a . «Obtienes u n a increíble v a riedad de series de J u l i a » , se m a r a v i l l a el matemático francés A d r i e n D o u a d y . «Algunas parecen gordas nubes, otras ligeras m a l e z a s de zarzas, otras se asemejan a las chispas que flotan en el aire tras un fuego de artificio, alguna tiene el aspecto de un conejo, m u c h a s tienen colas de hipocampo.» 3 4 E s t a r i c a v a r i e d a d de aspectos, m u c h o s de los cuales recuerd a n formas vivas, s e r í a ya de por sí suficientemente sorprendente, pero lo auténticamente m á g i c o empieza c u a n d o a m p l i a m o s el contorno de c u a l q u i e r parte de las series de J u l i a . C o m o en el caso de la nube o la l í n e a de costa, la m i s m a r i q u e z a aparece en todas las escalas. C o n resolución creciente, es decir, a u m e n t a n d o el n ú m e r o de d e c i m a l e s de z introducidos en el c á l c u l o , aparecen m á s y m á s detalles del contorno fractal, revelando u n a fantástica 162
secuencia de patrones dentro de patrones, todos ellos s i m i l a r e s s i n ser idénticos. C u a n d o Mandelbrot a n a l i z ó distintas representaciones matemáticas de las series de J u l i a a finales de los a ñ o s setenta y trató de c l a s i f i c a r s u i n m e n s a v a r i e d a d , descubrió u n modo m u y sencillo de crear u n a s o l a i m a g e n en el p l a n o complejo que sirviese de c a tálogo p a r a todas las posibles series de J u l i a . E s t a i m a g e n , que se ha convertido en el p r i n c i p a l s í m b o l o v i s u a l de l a s nuevas matem á t i c a s de la c o m p l e j i d a d , es la serie de Mandelbrot (figura 6-19). No es otra cosa que la colección de todos los puntos de la constante c en el plano complejo p a r a los que las correspondientes series de J u l i a son imágenes ú n i c a s conexas. P a r a construir la serie de Mandelbrot, por tanto, debemos construir u n a serie de J u l i a separ a d a p a r a c a d a valor de c en el plano complejo y determinar si dic h a serie es «conexa» o «inconexa». Por ejemplo, entre las series de J u l i a m o s t r a d a s en la figura 6 - 1 8 , las tres de la h i l e r a superior y la central de la hilera inferior son conexas - e s decir, consisten en u n a s o l a p i e z a - , mientras que las dos extremas de la h i l e r a infer i o r son inconexas, puesto que constan de v a r i a s piezas. G e n e r a r series de J u l i a p a r a miles de valores de c, c a d a u n o con miles de puntos que requieren repetidas iteraciones, parece u n a tarea imposible. Afortunadamente, sin embargo, existe un poderoso teorema, descubierto por el m i s m o G a s t o n J u l i a , que 163
reduce drásticamente el n ú m e r o de pasos necesario. 3 5 P a r a averig u a r si u n a d e t e r m i n a d a serie es conexa o inconexa, todo lo que necesitamos es iterar el punto i n i c i a l z = 0. Si este punto p e r m a nece finito bajo iteración repetida, la serie de J u l i a correspondiente será conexa, por m u y revuelta que aparezca; en caso contrario, será siempre inconexa. Por tanto, todo lo que debemos hacer p a r a construir la serie de Mandelbrot es iterar este punto z = 0 p a r a c a d a valor de c. En otras p a l a b r a s , generar la serie de Mandelbrot requiere el m i s m o n ú m e r o de pasos que generar u n a serie de J u l i a . Mientras que existe un n ú m e r o infinito de series de J u l i a , la serie de Mandelbrot es ú n i c a . E s t a extraña figura es el objeto m a temático m á s complejo j a m á s inventado. A u n q u e las reglas p a r a su construcción son m u y simples, la variedad y c o m p l e j i d a d que revela bajo u n a atenta observación son increíbles. C u a n d o se gen e r a la serie de Mandelbrot sobre u n a c u a d r í c u l a p r e l i m i n a r , aparecen dos discos en la pantalla del ordenador: el m e n o r aprox i m a d a m e n t e c i r c u l a r , el m a y o r vagamente en f o r m a de corazón. C a d a u n o de ellos m u e s t r a varios aditamentos en f o r m a de disco sobre sus contornos. U n a m a y o r r e s o l u c i ó n revela u n a p r o f u s i ó n de aditamentos c a d a vez menores bastante parecidos a p ú a s espinosas. 164
A partir de este punto, la r i q u e z a de imágenes revelada por la a m p l i a c i ó n creciente de los bordes de la serie (es decir, i n c r e m e n tando la r e s o l u c i ó n en el cálculo) resulta i m p o s i b l e de describir. Un recorrido c o m o éste por la serie de Mandelbrot, preferentemente en v í d e o , " es u n a experiencia inolvidable. 3 6 A m e d i d a que la c á m a r a se a p r o x i m a con el zoom y a m p l í a el borde, parecen surgir del m i s m o brotes y zarcillos que, a m p l i a d o s a su vez, se d i suelven en u n a multitud de formas: espirales dentro de espirales, h i p o c a m p o s y r e m o l i n o s , repitiendo u n a y otra vez los m i s m o s patrones (figura 6-20). En c a d a escala de este viaje fantástico - e n el que los ordenadores actuales pueden p r o d u c i r a m p l i a c i o n e s de hasta ¡cien m i l l o n e s d e v e c e s ! - , l a i m a g e n aparece c o m o u n a costa ricamente fragmentada, pero incluyendo formas que parecen orgánicas en su i n a c a b a b l e c o m p l e j i d a d . Y de vez en c u a n d o , hacemos u n misterioso descubrimiento: u n a d i m i n u t a r é p l i c a d e toda la serie de Mandelbrot enterrada en las profundidades de la estructura de sus bordes. Desde que la serie de Mandelbrot apareciera en la portada de Scientific American en agosto de 1 9 8 5 , cientos de entusiastas de los ordenadores h a n utilizado el p r o g r a m a iterativo p u b l i c a d o en aquel n ú m e r o p a r a emprender su propio viaje por la serie con sus ordenadores domésticos. Se h a n a ñ a d i d o vividos colores a los p a trones descubiertos en estos viajes y las imágenes resultantes h a n sido p u b l i c a d a s en numerosos libros y expuestas en muestras de arte i n f o r m á t i c o alrededor del globo. 3 7 C o n t e m p l a n d o estas i n o l vidablemente bellas imágenes de espirales en rotación, de r e m o l i nos que generan acantilados, de formas orgánicas bullendo y explosionando en polvo, no podemos evitar notar el sugestivo parecido c o n el arte psicodélico de los años sesenta. E s t e arte estuvo i n s p i r a d o en viajes semejantes, facilitados no por potentes ordenadores y nuevas m a t e m á t i c a s , sino por el L S D y otras drogas psicodélicas. El t é r m i n o psicodélico («manifestación mental») fue creado c u a n d o se demostró tras u n a investigación m i n u c i o s a que estas drogas a c t ú a n c o m o amplificadores o catalizadores de procesos mentales inherentes. 3 8 P a r e c e r í a pues que los patrones fractales, tan característicos de la experiencia con L S D , debieran estar e m * Fritjof Capra se refiere aquí a la excelente producción en vídeo que menciona en su nota n." 24 del presente capítulo, editada por Spektrum der Wissenschaft, Verlagsgesellschaft m b H , Mönchhfstrare 1 5 , D-6900, Heidelberg y distribuida por W. H. Freeman, 20 Beaumont Street, Oxford 0 X 1 2 N Q . U K ( I S B N 0-7167-2244-5). (N. del T.)
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puesto que no sólo repite los m i s m o s patrones u n a y otra vez, i n cluyendo pequeñas réplicas de la p r o p i a serie entera, s i n o que ¡contiene t a m b i é n elementos de un n ú m e r o infinito de series de J u l i a ! E s , p u e s , u n «superfractal» d e i n c o n c e b i b l e c o m p l e j i d a d . No obstante, esta estructura c u y a r i q u e z a desafía a la i m a g i n a c i ó n h u m a n a , está generada por u n a s pocas reglas m u y s i m ples. Así, l a geometría fractal, a l i g u a l que l a teoría del caos, h a obligado a científicos y matemáticos a revisar el concepto m i s m o d e c o m p l e j i d a d . E n m a t e m á t i c a c l á s i c a , fórmulas s i m p l e s corresp o n d e n a formas s i m p l e s y f ó r m u l a s c o m p l i c a d a s a f o r m a s c o m plicadas. E n l a s nuevas m a t e m á t i c a s d e l a c o m p l e j i d a d , l a situac i ó n es totalmente distinta. E c u a c i o n e s sencillas pueden generar atractores extraños enormemente complejos y reglas s e n c i l l a s de iteración d a n l u g a r a estructuras m á s c o m p l i c a d a s que lo que pod r í a m o s i m a g i n a r j a m á s . Mandelbrot lo ve c o m o un nuevo y a p a sionante desarrollo de la c i e n c i a : Se trata de una conclusión m u y optimista ya que, después de todo, el sentido inicial del estudio del caos era el intento de encontrar reglas sencillas para el universo que nos rodea (...). El esfuerzo siempre fue buscar explicaciones simples para realidades complejas. Pero la discrepancia entre simplicidad y complejidad nunca fue comparable con lo que nos hemos encontrado en este contexto. 39
Figura 6-20 Etapas de un viaje por la serie de Mandelbrot. En cada imagen, el área de la subsiguiente ampliación está señalada por un rectángulo blanco; de Peitgen y Richter (1986).
bebidos en el cerebro h u m a n o . El hecho de que la geometría fractal y el L S D apareciesen en escena a p r o x i m a d a m e n t e al m i s m o tiempo e s u n a d e esas sorprendentes c o i n c i d e n c i a s - ¿ o s i n c r o n i z a c i o n e s ? - que tan a m e n u d o se han dado en la historia de las ideas. La serie de Mandelbrot es u n a m i n a de patrones de infinito detalle y variedad. Estrictamente hablando, no es autosemejante 166
Mandelbrot ve t a m b i é n el tremendo interés despertado por la geometría fractal fuera d e l a c o m u n i d a d m a t e m á t i c a c o m o u n avance s a l u d a b l e . E s p e r a que ello c o n t r i b u i r á a romper el a i s l a miento de las matemáticas de otras actividades h u m a n a s y la consiguiente i g n o r a n c i a del lenguaje matemático, existente i n c l u s o entre personas altamente e d u c a d a s en otros aspectos. E s t e a i s l a m i e n t o de l a s matemáticas es un chocante signo de nuestra fragmentación intelectual y, c o m o tal, se trata de un fen ó m e n o relativamente reciente. A través de los siglos, m u c h o s de los grandes matemáticos h a n hecho t a m b i é n contribuciones i m portantes en otros c a m p o s . En el siglo X I , el poeta persa Ornar K h a y y á m , c o n o c i d o m u n d i a l m e n t e c o m o el autor d e l Rubáiyát, escribió t a m b i é n un tratado pionero de álgebra y sirvió c o m o a s trónomo oficial en la corte del c a l i f a . Descartes, el fundador de la filosofía m o d e r n a , era u n brillante matemático así c o m o u n m é d i c o experimentado. L o s dos inventores del cálculo diferencial, Newton y L e i b n i z , desarrollaron actividades en m u c h o s campos 167
además de Las matemáticas. Newton era un «filósofo natural» que aportó contribuciones fundamentales a prácticamente todas las r a m a s de la c i e n c i a conocidas en su tiempo, además de estud i a r a l q u i m i a , teología e historia. Se conoce a L e i b n i z b á s i c a mente c o m o filósofo, pero fue también el fundador de la lógica s i m b ó l i c a , d i p l o m á t i c o e historiador durante la m a y o r parte de su v i d a . El g r a n matemático G a u s s fue también físico y astrónomo e inventó diversos instrumentos m u y útiles, entre ellos el telégrafo eléctrico. E s t o s ejemplos, a los que se p o d r í a n a ñ a d i r m u c h o s m á s , muestran que a lo largo de nuestra historia intelectual, las m a temáticas n u n c a estuvieron separadas de otras áreas del conoc i m i e n t o y l a a c t i v i d a d h u m a n o s . E n e l siglo xx, s i n embargo, e l incremento del r e d u c c i o n i s m o , la fragmentación y la especializac i ó n h a n c o n d u c i d o a un a i s l a m i e n t o extremo de las matemátic a s , i n c l u s o dentro de la c o m u n i d a d científica. Así el teórico del caos R a l p h A b r a h a m recuerda: Cuando inicié mi trabajo profesional como matemático en 1960, de lo cual no hace tanto tiempo, las matemáticas modernas en su totalidad - e n su totalidad- eran rechazadas por los físicos, incluso por los más avanzados físicos matemáticos... Todo lo que era un año o dos anterior a lo que había utilizado Einstein era rechazado... Los físicos matemáticos rehusaban dar permiso a sus estudiantes para asistir a cursos impartidos por matemáticos: «Tomad las matemáticas de nosotros. Os enseñaremos todo lo que necesitáis saber...» Esto era en 1960. En 1969, todo había cambiado completamente. 40 La gran f a s c i n a c i ó n ejercida por la teoría del caos y la geometría fractal en personas de todas las d i s c i p l i n a s - d e s d e científicos a empresarios y artistas-, puede constituir efectivamente u n a señ a l esperanzadora de que el aislamiento de l a s matemáticas está tocando a su fin. L a s nuevas matemáticas de la c o m p l e j i d a d están h a c i e n d o que hoy c a d a vez m á s personas se den cuenta de que las matemáticas son m u c h o m á s que frías fórmulas, que la c o m p r e n s i ó n del patrón es c r u c i a l p a r a el entendimiento del m u n d o vivo que nos rodea y que todas las cuestiones de patrón, orden y c o m p l e j i d a d son esencialmente matemáticas.
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Cuarta parte
L a naturaleza d e l a v i d a
7 . UNA N U E V A S Í N T E S I S
V o l v a m o s por un momento al tema central del presente libro: ¿ q u é es v i d a ? En mi tesis, he argumentado que está emergiendo en la a c t u a l i d a d u n a teoría de sistemas vivos q u e es consecuente c o n el m a r c o filosófico de la ecología profunda, que comprende un lenguaje matemático adecuado y que i m p l i c a u n a c o m p r e n sión no m e c a n i c i s t a y poscartesiana de la v i d a .
PATRÓN Y ESTRUCTURA
La a p a r i c i ó n y elaboración del concepto de «patrón de organización» ha sido un elemento c r u c i a l en el desarrollo de esta n u e va forma de pensar. Desde Pitágoras hasta Aristóteles, Goethe y los biólogos organicistas, hay u n a c o n t i n u a tradición intelectual que se debate por la c o m p r e n s i ó n de la forma viviente. Alexander B o g d a n o v fue el p r i m e r o en intentar la integración de los conceptos de o r g a n i z a c i ó n , patrón y c o m p l e j i d a d en u n a teoría de sistem a s coherente. L o s cibernéticos se centraron en los patrones de c o m u n i c a c i ó n y control - e n p a r t i c u l a r en las pautas de c i r c u l a r i dad c a u s a l subyacentes en el concepto de retroalimentación-, y al hacerlo, fueron los primeros en distinguir claramente el patrón de o r g a n i z a c i ó n de un sistema, de su estructura física. L a s «piezas del rompecabezas» que faltaban - e l concepto de a u t o o r g a n i z a c i ó n y las nuevas matemáticas de la c o m p l e j i d a d h a n sido identificadas y a n a l i z a d a s a lo largo de los últimos veinte años. U n a vez m á s , la n o c i ó n de patrón ha sido fundamental p a r a a m b o s acontecimientos. E l concepto d e autoorganización se originó en el reconocimiento de la red c o m o patrón general de v i d a , refinado posteriormente por M a t u r a n a y V á r e l a en su c o n cepto de autopoiesis. L a s nuevas matemáticas de la c o m p l e j i d a d 171
son esencialmente unas matemáticas de patrones visuales -atractores extraños, retratos fase, fractales, etc.-, que se analizan dentro del marco de la topología planteado por Poincaré. La comprensión del patrón será pues de crucial importancia para la comprensión científica de la vida. No obstante, para el completo entendimiento de un sistema vivo, la comprensión de su patrón de organización - s i bien críticamente importante- no resulta suficiente. Necesitamos también comprender la estructura del sistema. De hecho, hemos visto cómo el estudio de la estructura ha sido el principal planteamiento de la ciencia occidental, eclipsando una y otra vez el estudio del patrón. He llegado a la convicción de que la clave para una teoría completa de los sistemas vivos estriba precisamente en la síntesis de estos dos planteamientos: el estudio del patrón (forma, orden, cualidad) y el de la estructura (substancia, materia, cantidad). Seguiré a Humberto Malurana y Francisco Varela en sus definiciones para ambos criterios clave de un sistema vivo: su patrón de organización y su estructura.1 El patrón de organización de cualquier sistema, vivo o no, es la configuración de las relaciones entre sus componentes, que determina las características esenciales del sistema. Dicho de otro modo, ciertas relaciones deben estar presentes para que algo sea reconocible como una silla, una bicicleta o un árbol. Esta configuración de relaciones que le otorga al sistema sus características esenciales, es lo que entendemos como su patrón de organización. La estructura de un sistema es la corporeización física de su patrón de organización. Mientras que la descripción del patrón de organización implica una cartografía abstracta de relaciones, la descripción de la estructura implica la de sus componentes lisíeos presentes: sus formas, sus composiciones químicas, etc. Para ilustrar la diferencia entre patrón y estructura, tomemos un sistema no vivo bien conocido: una bicicleta. Para que algo pueda ser llamado una bicicleta, deberá existir un número de relaciones funcionales entre sus componentes conocidos como cuadro, pedales, manillar, ruedas, cadena, ruedas dentadas, etc. La configuración completa de estas relaciones funcionales constituye el patrón de organización de la bicicleta. La estructura de la bicicleta es la manifestación física de su patrón de organización en términos de componentes de formas específicas, hechos de materiales específicos. El mismo patrón «bicicleta» puede manifestarse a través de muchas estructuras distintas. El manillar tendrá distinta forma para una bicicleta de 172
pasco, otra de c a l i e r a s y una de montaña; el cuadro podrá ser pesado y sólido o ligero y delicado, los neumáticos podrán ser estrechos o anchos, tubulares o macizos. T o d a s estas combinaciones v muchas otras serán reconocidas c o m o diferentes manifestaciones físicas del m i s m o patrón de relaciones que define a u n a b i c i cleta.
LOS TRES CRITERIOS CLAVES
E n u n a m á q u i n a tal c o m o u n a bicicleta, las partes h a n sido diseñadas, fabricadas y ensambladas para formar una estructura con componentes fijos. En un sistema vivo, por el contrario, los componentes c a m b i a n continuamente. H a y un flujo incesante de materia y energía a través del organismo. C a d a célula sintetiza y disuelve continuamente estructuras y e l i m i n a productos de desecho. Tejidos y organismos reemplazan sus células en ciclos continuos. H a y crecimiento, desarrollo y evolución. Así, desde el m i s m o inicio de la biología, la comprensión de la estructura viva ha sido inseparable del entendimiento de los procesos metabólicos y relativos al desarrollo. 2 E s t a sorprendente propiedad de los sistemas vivos sugiere el proceso como tercer criterio para u n a completa descripción de la naturaleza de la vida. El proceso vital es la actividad que se ocupa de la continua corporeización del patrón de organización del s i s tema. Así pues, el criterio de proceso constituye el v í n c u l o entre patrón y estructura. En el caso de nuestra bicicleta, el patrón de organización está representado por los dibujos de proyecto necesarios p a r a su construcción, la estructura por la bicicleta específica física y el v í n c u l o entre patrón y estructura por el proceso mental de su diseñador. En el caso de un organismo vivo, en c a m bio, el patrón de organización siempre está corporeizado por la estructura del sistema, mientras que el vínculo entre patrón y estructura reside en el proceso de continua corporeización. El criterio de proceso completa el marco conceptual de mi s í n tesis de la emergente teoría de sistemas vivos. L a s definiciones de los tres criterios -patrón, estructura y proceso- están reflejadas una vez m á s en la tabla adjunta. Los tres criterios son totalmente interdependientes. El patrón de organización sólo puede ser reconocido si está corporeizado en u n a estructura física, siendo éste un proceso continuo en los organismos vivos. Así pues, estructura y proceso están inextricablemente unidos. Podríamos decir que 173
los tres criterios - p a t r ó n , estructura y p r o c e s o - constituyen tres perspectivas distintas pero inseparables del fenómeno de la vida. E l l a s serán las tres d i m e n s i o n e s conceptuales de mi síntesis. C o m p r e n d e r la estructura de la v i d a desde un punto de vista sistémico s i g n i f i c a identificar un conjunto de c r i l e r i o s generales a través de los cuales podemos establecer u n a clara d i s t i n c i ó n e n tre sistemas vivos y no vivos. A través de la historia de la biología, h a n sido sugeridos m u c h o s criterios, pero todos ellos demostrar o n ser de algún modo insuficientes. No obstante, las recientes formulaciones de modelos de autoorganización y las m a t e m á ticas de la c o m p l e j i d a d i n d i c a n que es a h o r a posible la identificac i ó n de tales criterios. La idea clave de mi síntesis es expresar estos criterios en términos de las tres dimensiones conceptuales antes m e n c i o n a d a s : patrón, estructura y proceso. En pocas palabras, propongo el entendimiento de: la autopoiesis - t a l c o m o es definida por M a t u r a n a y V a r e l a - c o m o el p a trón de v i d a (es decir, el patrón de o r g a n i z a c i ó n de los sistemas vivos); 3 la estructura disipativa -tal c o m o es d e f i n i d a por Prigogin e - c o m o la estructura de los sistemas vivos; 4 y la cognición -tal c o m o es definida i n i c i a l m e n t e por G r e g o r y Bateson y m á s plenamente por M a t u r a n a y V a r e l a - c o m o el proceso vital. El patrón de o r g a n i z a c i ó n determina las características esenciales de un sistema. En particular, determina si el sistema es vivo o no vivo. La autopoiesis - e l patrón de o r g a n i z a c i ó n de los sistemas v i v o s - es pues la característica definitoria de vida en la nueva teoría. P a r a determinar s i u n sistema - u n cristal, u n v i r u s , u n a célula o el planeta T i e r r a - está o no vivo, todo lo que debem o s averiguar es si su patrón de o r g a n i z a c i ó n corresponde al de u n a red autopoiésica. Si es así, estaremos tratando c o n un sistema vivo; en caso contrario, se tratará de un sistema no vivo. L a cognición - e l proceso d e v i d a - está inextricablemente u n i da a la autopoiesis, c o m o veremos m á s adelante. La autopoiesis y la cognición son dos aspectos distintos del m i s m o proceso de v i d a . En la nueva teoría, todos los sistemas vivos son sistemas cognitivos y la cognición i m p l i c a siempre la existencia de u n a red autopoiésica. C o n el tercer criterio de v i d a - l a estructura de los sistemas viv o s - , la situación es ligeramente distinta. Si bien la estructura de u n sistema v i v o e s s i e m p r e u n a estructura disipativa, n o todas l a s estructuras disipativas son redes aulopoiésicas. Así pues, u n a estructura d i s i p a l i v a podrá ser un sistema vivo o no vivo. P o r ejemplo, las células de B é n a r d y los relojes q u í m i c o s estudiados exten174
Criterios clave de un s i s t e m a vivo patrón de organización la c o n f i g u r a c i ó n de l a s relaciones que determina las características esenciales del sistema estructura la corporeización física del patrón de o r g a n i z a c i ó n del sistema proceso
vital
la actividad i n v o l u c r a d a en la c o n t i n u a corporeización física del patrón de o r g a n i z a c i ó n del sistema samente por Prigoginc, son estructuras disipativas pero no son sistemas vivos. s L o s tres criterios clave para la v i d a y sus teorías subyacentes, serán discutidos en detalle en los capítulos siguientes. En este punto deseo simplemente ofrecer u n a breve v i s i ó n de conjunto.
AUTOPOIESIS: EL PATRÓN DE VIDA
D e s d e p r i n c i p i o s de siglo se conoce que el patrón de organizac i ó n de un sistema vivo es s i e m p r e un patrón de red. 6 No obstante, sabemos t a m b i é n que no todas las redes son sistemas vivos. Según M a t u r a n a y V a r e l a , la característica fundamental de u n a red viviente es que se está produciendo a sí m i s m a c o n t i n u a m e n te. P o r tanto, «el ser y el h a c e r de (los sistemas vivos) s o n inseparables y éste es su modo específico de organización». 7 La autopoiesis, el «hacerse a sí m i s m o » , es un patrón de red en el que la f u n c i ó n de c a d a componente es participar en la p r o d u c c i ó n o transformación de otros componentes de la red, de tal modo que ésta se hace a sí m i s m a continuamente. Es producida por sus componentes y, a su vez, los produce. El sistema vivo más s i m p l e conocido es la célula. M a t u r a n a y V a r e l a h a n u s a d o extensivamente la biología celular para explor a r los detalles de las redes autopoiésicas. El patrón básico de la autopoiesis puede ilustrarse adecuadamente mediante una célula vegetal. L a figura 7 - 1 m u e s t r a u n a imagen s i m p l i f i c a d a d e u n a d e estas células, en la que se han dado nombres descriptivos a sus componentes. L o s términos técnicos correspondientes, derivados del griego y del latín, están listados en el glosario adjunto. 175
C o m o toda célula, la vegetal consiste en una m e m b r a n a que contiene Quicio celular. E s t e fluido es un r i c o «caldo» m o l e c u l a r de nutrientes celulares, es decir, de los elementos q u í m i c o s que precisa la célula p a r a construir sus estructuras. S u s p e n d i d o s en el fluido celular encontramos el núcleo, un gran número de d i m i nutos centros de p r o d u c c i ó n y varias partes especializadas l l a m a das orgánulos, análogos a los órganos corporales. Los más i m portantes de entre dichos orgánulos son los sacos de a l m a c e n a j e , los centros de reciclaje, las centrales de producción de energía y las estaciones solares. Al igual que la célula como un todo, el n ú cleo y los orgánulos están rodeados de m e m b r a n a s s e m i p e r m e a bles que seleccionan lo que entra y lo que sale. La m e m b r a n a celular, en particular, admite alimento y expulsa residuos.
Glosario de términos técnicos - fluido celular: citoplasma («fluido celular») - m i n i n ú c l e o : nucleolo («núcleo pequeño») - centro de p r o d u c c i ó n : ribosoma; compuesto de ácido ribonucleico ( A R N ) y microsoma («cuerpo microscópico»), i n d i c a n d o u n m i n ú s c u l o gránulo conteniendo A R N - saco de a l m a c e n a j e : aparalo de Golgi (nombrado a s í en honor de] m é d i c o italiano G a m i l l o G o l g i ) - centro de reciclaje: lisosoma («cuerpo de disolución») - central de p r o d u c c i ó n de energía: niitocondria («gránulo en forma de fibra») - portador de energía: trifosfato de adenosina ( A T P ) , compuesto q u í m i c o consistente en u n a base, un a z ú c a r y tres fosfatos.* - estación solar: cloroplasto («hoja verde»)
El núcleo celular contiene el material genético, moléculas de A D N portadoras de la i n f o r m a c i ó n genética y de A R N , producidas por el A D N p a r a transmitir instrucciones a los centros de prod u c c i ó n . 8 El núcleo contiene también un « m i n i n ú c l e o » donde se preparan los centros de p r o d u c c i ó n antes de ser distribuidos por toda la c é l u l a . Los centros de producción son cuerpos granulares en los que se producen las proteínas de la célula. É s t a s incluyen tanto proteínas estructurales c o m o e n z i m a s , los catalizadores que p r o m u e ven lodos los procesos celulares. Existen alrededor de quinientos m i l centros de producción en c a d a célula. Los sacos de almacenaje son bolsas p l a n a s , algo así c o m o pitas** a m o n t o n a d a s , donde varios productos celulares son a l m a cenados, empaquetados, etiquetados y enviados a sus destinos. Los centros de reciclaje son orgánulos que contienen e n z i m a s para la digestión del alimento, de componentes celulares dañados y de diversas moléculas no utilizadas. L o s elementos defectuosos s o n así reciclados y utilizados p a r a la construcción de nuevos componentes celulares. * Coenzima de extraordinaria importancia en numerosas reacciones metabólicas, compuesta cte adenina, ribosa v tres moléculas de ácido fosfórico. (N.delT.) ** Panecillo o bollo plano, de origen libanes, enleramenle cerrado y hueco por dentro que, una vez cortado por su radio o por una paralela a éste, se rellena con comida muy diversa. (TV. del T.) 176
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Las centrales de p r o d u c c i ó n de energía se encargan de la resp i r a c i ó n celular, en otras palabras, u s a n oxígeno para fragmentar moléculas orgánicas en dióxido de carbono y agua. E s t o libera energía que q u e d a atrapada en portadores de energía especiales. E s t o s son complejos compuestos moleculares que v i a j a n a otras partes de la c é l u l a p a r a aportar energía a los procesos celulares, conocidos colectivamente c o m o «metabolismo c e l u l a r » . L o s portadores de energía sirven c o m o las unidades principales de energía de la célula, algo así c o m o la m o n e d a en la e c o n o m í a h u m a n a . Se ha descubierto recientemente que las centrales de producc i ó n de energía contienen su propio material genético y se replic a n con i n d e p e n d e n c i a de la replicación de la célula. S e g ú n u n a teoría de L y n n M a r g u l i s , evolucionaron desde simples bacterias que pasaron a habitar en células complejas mayores, hace aproxim a d a m e n t e dos m i l m i l l o n e s de años. 9 Desde entonces, se h a n convertido en residentes permanentes de todos los o r g a n i s m o s superiores, pasando de generación en generación y viviendo en í n t i m a s i m b i o s i s con c a d a célula. C o m o las centrales de p r o d u c c i ó n de energía, las estaciones solares contienen su propio material genético y se autorreproduc e n , pero sólo se pueden encontrar en las plantas verdes. C o n s t i tuyen los centros de la fotosíntesis, que transforman la energía solar, el dióxido de carbono y el a g u a , en azúcares y oxígeno. P a r a complementar los a z ú c a r e s , las plantas absorben también n u trientes y oligoelementos de la tierra a través de sus raíces. V e m o s que, incluso para dar una idea aproximada de la organización celular, la descripción de sus componentes debe ser bastante detallada. La complejidad aumenta espectacularmente cuando intentamos describir cómo dichos componentes están vinculados entre sí por una vasta red que involucra miles de procesos melabólicos. L a s enzimas por sí solas forman u n a intrincada red de reacciones catalíticas promoviendo todos los procesos metabólicos, m i e n tras que los portadores de energía forman su correspondiente red energética para nutrirlos. La figura 7-2 muestra otra imagen s i m plificada de u n a célula vegetal, en esta ocasión con varias flechas i n dicando algunos de los vínculos de la red de procesos metabólicos. P a r a ilustrar la naturaleza de esta red, observemos un ú n i c o b u cle. El A D N en el núcleo produce moléculas de A R N , que contienen instrucciones para la producción de proteínas, incluyendo enzimas. Entre éstas hay un grupo de e n z i m a s especiales capaces de reconocer, retirar y reemplazar secciones dañadas de A D N . 1 0 La figura 7-3 es u n a representación esquemática de algunas de las relaciones 178
comprendidas e n este bucle. E l A D N produce e l A R N , quien transmite instrucciones a los centros de producción de enzimas, que entran en el núcleo de la célula para reparar el A D N . C a d a c o m ponente en esta red parcial ayuda a producir o transformar otros componentes, luego la red es claramente autopoiésica. El A D N produce el A R N , éste especifica las e n z i m a s y éstas reparan el A D N . P a r a completar la i m a g e n , deberíamos a ñ a d i r los c o m p o n e n tes básicos con los que están hechos el A D N , el A R N y las enzim a s ; los portadores de energía a l i m e n t a n d o c a d a u n o de los procesos descritos; la generación de energía en las correspondientes plantas desde azúcares fragmentados; la p r o d u c c i ó n de azúcares por fotosíntesis en las estaciones solares, etc., etc. C o n c a d a a ñ a dido a la red, v e r í a m o s que los nuevos componentes a y u d a n tamb i é n a p r o d u c i r y transformar otros componentes, con lo que la 179
va i m p l i c a que un sistema vivo es autoorganizador, en el sentido de que su orden y comportamiento no son impuestos desde el exterior, s i n o establecidos por el p r o p i o sistema. En otras p a l a b r a s , los sistemas vivos son autónomos, lo c u a l no s i g n i f i c a que estén aislados del exterior. B i e n al contrario, interactúan c o n el m e d i o a través de un constante i n t e r c a m b i o de m a t e r i a y e n e r g í a , pero esta interacción no determina su o r g a n i z a c i ó n ; son autoorganizadores. La autopoiesis es pues contemplada c o m o el patrón subyacente en el fenómeno de la autoorganización o a u t o n o m í a , tan característico de todos los sistemas vivos. A través de sus interacciones con el m e d i o , los o r g a n i s m o s vivos se mantienen y renuevan a sí m i s m o s continuamente, utilizando para ello energía y recursos del medio. A d e m á s , la contin u a autogeneración i n c l u y e también la h a b i l i d a d para formar nuevas estructuras y patrones de comportamiento. Vcrernos que esta creación de novedad, que da lugar al desarrollo y la evoluc i ó n , es un aspecto intrínseco de la autopoiesis. Un sutil pero importante punto en la definición de autopoiesis es el hecho de que una red autopoiésica no es un conjunto de relaciones entre componentes estáticos (como, por ejemplo, el patrón de organización de un cristal), sino un conjunto de relaciones entre procesos ¿le producción de componentes. Si estos procesos se detienen, lo hace t a m b i é n toda la o r g a n i z a c i ó n . En otras p a l a b r a s , las redes autopoiésicas deben regenerarse c o n t i n u a mente para mantener su o r g a n i z a c i ó n . É s t a es, por supuesto, una característica bien conocida de la vida. naturaleza autopoiésica o autocreadora de toda la red resultaría a ú n m á s evidente. El caso de la m e m b r a n a celular es especialmente interesante. Es el límite de la célula, formado por algunos de los componentes de ésta, que encierra la red de procesos metabólicos, l i m i t a n d o así su extensión. Al m i s m o tiempo, la m e m b r a n a participa en la red seleccionando las materias p r i m a s para los procesos de prod u c c i ó n (el a l i m e n t o de la célula) a través de filtros especiales y d i s i p a n d o los residuos en el m e d i o exterior. De este modo, la red autopoiésica crea sus propios límites, que definen a la célula c o m o sistema propio, que p a r t i c i p a al m i s m o tiempo a c t i v a m e n te en u n a red mayor. Puesto que todos los componentes de una red autopoiésica son producidos por otros componentes de la red, el s i s t e m a c o m pleto es organizativamente cerrado, a pesar de ser abierto en relac i ó n con los flujos de materia y energía. E s t a c l a u s u r a organizati180
M a t u r a n a y V a r e l a ven la diferencia entre relaciones de c o m ponentes estáticos y relaciones entre procesos, c o m o la d i s t i n c i ó n clave entre fenómenos físicos y fenómenos biológicos. Puesto que los procesos en un fenómeno biológico i n v o l u c r a n a componentes, resulta s i e m p r e posible abstraer de los m i s m o s u n a descripc i ó n en términos puramente físicos. No obstante, los autores arg u m e n t a n que u n a descripción puramente física no representará fielmente el fenómeno biológico. U n a explicación biolé)gica - m a n t i e n e n - debe ser hecha en términos de relaciones entre procesos, dentro del contexto de la autopoiesis.
E S T R U C T U R A DTSIPATIVA: L A E S T R U C T U R A D E L O S S I S T E M A S V I V O S
C u a n d o M a t u r a n a y V a r e l a describen el patrón de v i d a como u n a red autopoiésica, ponen énfasis en la c l a u s u r a organizativa 181
de d i c h o patrón. C o m o contraste, c u a n d o Ilya Prigogine describe la estructura de un sistema vivo c o m o u n a estructura disipativa, e n í a t i z a la apertura de esta estructura al flujo de m a t e r i a y energ í a . Así, un sistema vivo es a la vez abierto y cerrado: abierto estructuralmente, pero cerrado organizativamente. La m a t e r i a y la energía fluyen a través de él, pero el sistema mantiene u n a forma estable y lo hace de m a n e r a a u t ó n o m a , a través de su autoorganización. Para s u b r a y a r la aparentemente p a r a d ó j i c a coexistencia de c a m b i o y estabilidad, Prigogine a c u ñ ó el término «estructuras d i sipativas». C o m o ya he m e n c i o n a d o , no todas las estructuras d i s i pativas son sistemas vivos, y para v i s u a l i z a r la coexistencia de flujo continuo y estabilidad estructural es más fácil lijarse en simples estructuras disipativas no vivientes. Una de las m á s s i m ples estructuras de este tipo es un vórtice de agua fluyente, por ejemplo, el remolino en el desagüe de u n a bañera. El a g u a fluye continuamente a través del vórtice, si bien su forma característica - l a s bien conocidas espirales y e m b u d o - permanece estable (figura 7-4). E s u n a estructura disipativa. U n a observación m á s p r ó x i m a del origen y progresión de un vórtice así revela u n a serie de fenómenos bastante complejos. 1 1 I m a g i n e m o s u n a bañera conteniendo poca a g u a en reposo. C u a n do a b r i m o s el desagüe, el agua empieza a salir, fluyendo r a d i a l mente h a c i a el desagüe y a u m e n t a n d o su velocidad a m e d i d a que se acerca al agujero, bajo la fuerza aceleradora de la gravedad. De este modo, se establece un flujo u n i f o r m e . No obstante, el flujo no se mantendrá en este estado uniforme por m u c h o tiempo. Pequeñas irregularidades en el movimiento del a g u a , m o v i mientos de aire sobre la superficie del a g u a , e irregularidades en el desagüe provocarán u n a diferencia de afluencia de a g u a entre ambos lados, con lo que se i n i c i a un m o v i m i e n t o rotativo en espiral en el flujo. A m e d i d a que las moléculas de agua son arrastradas desagüe abajo, tanto su velocidad radial c o m o su velocidad rotacional a u mentan. Se aceleran radialmente debido a la fuerza aceleradora de gravedad y a u m e n t a su velocidad rotacional a m e d i d a que el radio de su rotación d i s m i n u y e , de modo semejante a un patinador que repliega sus brazos durante u n a pirueta. 1 2 C o m o resultado, l a s partículas de a g u a se mueven h a c i a abajo en espirales, form a n d o un tubo de líneas de flujo que se estrecha, conocido c o m o tubo en vórtice. C o m o que el flujo básico se mantiene constante radialmente 182
Figura 7-4 E m b u d o en forma de vórtice en el remolino de un desagüe.
h a c i a dentro, el tubo en vórtice se ve continuamente c o m p r i m i d o por el agua ejerciendo presión sobre él desde todos los lados. E s t a presión d i s m i n u y e su radio, intensificando así la rotación. Utilizando el lenguaje de Prigogine, podemos decir que la rotación i n troduce u n a inestabilidad e n e l f l u j o uniforme i n i c i a l . L a fuerza de la gravedad, la presión del a g u a y el radio en d i s m i n u c i ó n constante del tubo en vórtice se c o m b i n a n p a r a acelerar el movimiento en espiral h a c i a velocidades c a d a vez mayores. No obstante, esta aceleración constante no a c a b a en u n a c a tástrofe, s i n o en un nuevo estado estable. L l e g a d a u n a cierta velocidad de rotación, intervienen las fuerzas centrífugas, e m p u j a n do el a g u a radialmente fuera del desagüe. Así, la superficie del a g u a sobre el desagüe desarrolla u n a depresión que se convierte rápidamente en un embudo. E v e n t u a l m e n t e , se f o r m a un tornado de aire en m i n i a t u r a en el interior de este e m b u d o , creando estructuras lineales y no-lineales altamente complejas - r i z o s , olas y r e m o l i n o s - en la superficie del a g u a dentro del vórtice. Al final, la fuerza de gravedad tirando del agua desagüe abajo, la presión del a g u a apretando h a c i a dentro y las fuerzas centrífugas tirando h a c i a fuera se e q u i l i b r a n recíprocamente con el resultado de un nuevo estado estable, en el que la gravedad mantiene el flujo de energía a la escala mayor, mientras que la fricción d i s i p a parte de ella a escalas inferiores. L a s fuerzas actuantes se encuentran a h o r a v i n c u l a d a s por bucles de retroalimentación autoequilibradora, que otorgan gran estabilidad a la estructura del vórtice c o m o un todo. 183
Semejantes estructuras disipativas de g r a n estabilidad aparecen en tormentas b a j o d e t e r m i n a d a s condiciones atmosféricas. H u r a c a n e s y tornados son vórtices de aire en violenta rotación, capaces de recorrer largas distancias y desencadenar fuerzas destructivas, sin experimentar c a m b i o s significativos en sus estructuras en vórtice. L o s fenómenos detallados involucrados en estos vórtices atmosféricos son de u n a riqueza m u c h o m a y o r a la de los que intervienen en el r e m o l i n o de nuestra bañera, ya que entran en juego nuevos factores tales c o m o diferencias de temperatura, expansiones y contracciones de aire, efectos de h u m e d a d , condensaciones, evaporaciones, etc. Las estructuras resultantes son por tanto m u c h o m á s c o m p l e j a s que los remolinos en agua fluyente y muestran una m a y o r variedad de comportamientos d i n á m i c o s . Las tormentas pueden convertirse en estructuras disipativas con tamaños y aspectos característicos, a l g u n a s de las cuales, bajo determinadas condiciones, pueden incluso escindirse en dos. Metafóricamente, podemos v i s u a l i z a r una célula c o m o un rem o l i n o , es decir, c o m o u n a estructura estable con m a t e r i a y energía Huyendo constantemente a través de ella. No obstante, las fuerzas y procesos que intervienen en u n a célula son bastante d i s tintos -y m u c h í s i m o más c o m p l e j o s - que los que lo hacen en un vórtice. Mientras que las fuerzas en equilibrio en el r e m o l i n o son m e c á n i c a s , siendo la d o m i n a n t e la de la gravedad, en el caso de la célula son q u í m i c a s . M á s precisamente, son los bucles catalíticos en la red autopoiésica de la célula los que actúan como bucles de a l i m e n t a c i ó n autoequilibradores. De forma semejante, el origen de la inestabilidad del remolino es m e c á n i c o , pues surge c o m o consecuencia del m o v i m i e n t o rotatorio i n i c i a l . En una célula hay tres clases distintas de inestabilid a d , de naturaleza más bien q u í m i c a que m e c á n i c a . Se o r i g i n a n también en los ciclos catalíticos que son la característica central de todos los procesos metabólicos. La propiedad c r u c i a l de dichos procesos es su h a b i l i d a d p a r a a c t u a r c o m o bucles no sólo autoequilibradores, sino también autoamplificadores, lo que puede llevar al sistema m á s y m á s lejos del e q u i l i b r i o , hasta a l c a n z a r un u m b r a l de estabilidad. Este momento recibe el nombre de «punto de b i f u r c a c i ó n » . Es un momento de inestabilidad, en el que nuev a s formas de desorden pueden s u r g i r espontáneamente, originando el desarrollo y la evolución. Matemáticamente, un punto de bifurcación representa un c a m b i o impresionante en la trayectoria del sistema en espacio 184
fase. 13 Puede aparecer súbitamente un nuevo atractor, de m o d o que e l c o m p o r t a m i e n t o del s i s t e m a c o m o u n todo «bifurca» - s e d e s v í a - e n u n a n u e v a d i r e c c i ó n . L o s estudios detallados d e P r i g o gine sobre estos puntos de b i f u r c a c i ó n h a n revelado a l g u n a s propiedades fascinantes de l a s estructuras disipativas, c o m o veremos en otro capítulo. 1 4 L a s estructuras disipativas f o r m a d a s por r e m o l i n o s o h u r a c a nes pueden mantener su estabilidad sólo mientras se dé un flujo constante de m a t e r i a , desde el m e d i o a través del sistema. De modo parecido, u n a estructura disipativa v i v a , c o m o u n o r g a n i s mo, necesita un flujo continuo de aire, a g u a y a l i m e n t o desde el m e d i o a través d e l sistema p a r a p e r m a n e c e r v i v a y mantener su orden. La vasta r e d de procesos metabólicos mantiene el sistema en un estado alejado del e q u i l i b r i o , d a n d o origen a bifurcaciones a través de sus bucles de retroalimentación inherentes y, en cons e c u e n c i a , al desarrollo y a la e v o l u c i ó n .
COGNICIÓN: EL PROCESO DE LA VIDA
L o s tres criterios clave p a r a la v i d a - p a t r ó n , estructura y proc e s o - están tan í n t i m a m e n t e entrelazados que resulta d i f í c i l su a n á l i s i s por separado, si bien es importante distinguirlos. La autopoiesis, el p a t r ó n de v i d a , es un conjunto de relaciones entre procesos de p r o d u c c i ó n , y u n a estructura d i s i p a t i v a sólo puede ser entendida en términos de procesos metabólicos y de desarrollo. La d i m e n s i ó n proceso está pues i m p l í c i t a , tanto en el criterio de p a trón c o m o en el de estructura. E n l a teoría emergente d e los sistemas vivos, l o s procesos vitales - l a c o n t i n u a c o r p o r e i z a c i ó n de un patrón autopoiésico de org a n i z a c i ó n e n u n a estructura d i s i p a t i v a - son identificados con l a c o g n i c i ó n , e l proceso d e conocer. E l l o i m p l i c a u n concepto r a d i calmente nuevo de mente, que es q u i z á s el m á s revolucionario y apasionante aspecto d e esta teoría, y a que conlleva l a p r o m e s a d e la trascendencia de la d i v i s i ó n cartesiana entre mente y materia. De acuerdo c o n la teoría de los sistemas vivos, la mente no es u n a cosa, sino un proceso: el proceso m i s m o de la vida. En otras p a l a b r a s , la a c t i v i d a d organizadora de los sistemas vivos, a todos los niveles de v i d a , es u n a a c t i v i d a d mental. L a s interacciones de u n o r g a n i s m o vivo - p l a n t a , a n i m a l o h u m a n o - con s u entorno s o n interacciones cognitivas, mentales. Así, v i d a y c o g n i c i ó n qued a n inseparablemente v i n c u l a d a s . L a mente - o m á s p r e c i s a m e n 185
te el proceso m e n t a l - es inmanente en la materia a todos los n i veles de v i d a . El nuevo concepto de mente fue desarrollado independientemente durante los años sesenta por G r e g o r y Bateson v H u m b e r t o M a t u r a n a . Bateson, participante h a b i t u a l de las legendarias C o n ferencias de M a c y durante los primeros años de la cibernética, fue un pionero en la a p l i c a c i ó n del pensamiento sistémico y los p r i n c i p i o s cibernéticos e n distintas áreas. 1 5 E n particular, desarrolló un planteamiento sistémico p a r a la enfermedad mental y un modelo cibernético de a l c o h o l i s m o que le condujeron a defin i r el «proceso mental» c o m o un fenómeno sistémico característico de los o r g a n i s m o s vivos. Bateson estableció u n a serie de criterios que los sistemas deb e n c u m p l i r p a r a que pueda existir la mente. 16 T o d o sistema que satisfaga dichos criterios será c a p a z de desarrollar los procesos que a s o c i a m o s con la mente: aprendizaje, m e m o r i z a c i ó n , toma de decisiones, etc. De acuerdo con Bateson, estos procesos m e n tales son u n a c o n s e c u e n c i a necesaria e inevitable de u n a cierta c o m p l e j i d a d , que empieza m u c h o antes de que los o r g a n i s m o s desarrollen cerebros y sistemas nerviosos superiores. E n f a t i z ó también que la mente se manifiesta no sólo en o r g a n i s m o s i n d i v i duales, sino también en sistemas sociales y ecosistemas. Bateson expuso su nuevo concepto de proceso mental por prim e r a vez en H a w a i en 1969, en un trabajo que presentó en u n a conferencia sobre salud mental. 1 7 É s t e era precisamente el m i s m o a ñ o e n que M a t u r a n a presentaba u n a f o r m u l a c i ó n distinta d e la m i s m a idea básica en la conferencia sobre cognición organizada en C h i c a g o por H e i n z von Foerster. 1 8 De este m o d o , dos c i e n tíficos, ambos fuertemente influenciados por la cibernética, h a b í a n llegado simultáneamente al m i s m o concepto revolucionario de mente. No obstante, sus métodos eran m u y distintos, al igual que los lenguajes c o n que describieron su d e s c u b r i m i e n t o innovador. T o d o el pensamiento de Bateson se desarrollaba en términos de patrones y relaciones. Su objetivo p r i n c i p a l , al i g u a l que el de M a t u r a n a , era el descubrimiento del patrón de o r g a n i z a c i ó n com ú n a todas las criaturas vivientes. « ¿ Q u é patrón», se preguntab a , «conecta e l cangrejo c o n l a langosta, l a orquídea c o n l a p r i m a v e r a y a todos ellos c o n m i g o ? ¿Y a mí contigo?» 1 9 Bateson creía que p a r a describir la naturaleza a d e c u a d a m e n te, h a b í a que tratar de h a b l a r el lenguaje de ésta, el c u a l - i n s i s t í a es un lenguaje de relaciones. D i c h a s relaciones son la esencia del 186
m u n d o vivo, según Bateson. L a forma biológica está constituida por relaciones, no por partes, y enfatizaba que es t a m b i é n así c o m o la gente p i e n s a . Consecuentemente, l l a m ó a su libro, en el que d i s c u t í a su concepto de proceso mental, Mind and Nature: A Necessary Unity (Mente y naturaleza: u n a u n i d a d necesaria). Bateson tenía u n a h a b i l i d a d excepcional para destilar percepciones de la naturaleza mediante u n a intensa observación. S i n embargo, ésta no era u n a observación científica o r d i n a r i a . Bateson era de a l g ú n modo c a p a z de observar u n a planta o a n i m a l con todo su ser, con empatia y p a s i ó n , y c u a n d o h a b l a b a de ella o él, lo d e s c r i b í a con amante y m i n u c i o s o detalle, u t i l i z a n d o lo que él consideraba el lenguaje de la naturaleza p a r a h a b l a r de los p r i n c i p i o s generales que cosechaba de este contacto directo con el ser vivo. Se e m o c i o n a b a intensamente con la belleza manifestada en la c o m p l e j i d a d de las relaciones p a u l a d a s de la naturaleza y la d e s c r i p c i ó n de estos patrones le proporcionaba un gran placer estético. Bateson desarrolló su criterio de proceso mental intuitivamente desde su atenta observación del m u n d o vivo. E s t a b a claro p a r a él q u e el fenómeno de la mente se h a l l a b a inseparablemente v i n c u l a d o al fenómeno de la v i d a . C u a n d o observaba el m u n d o vivo, veía su actividad organizadora c o m o esencialmente m e n t a l . En sus p r o p i a s p a l a b r a s , «la mente es la esencia de estar vivo». 2 0 A pesar de su claro reconocimiento de la u n i d a d de mente y v i d a -o mente y naturaleza, c o m o él d i r í a - , Bateson n u n c a preguntó: ¿ q u é e s v i d a ? N u n c a sintió l a necesidad d e f o r m u l a r u n a teoría, ni tan sólo un modelo, de sistemas vivos que ofreciera un m a r c o conceptual para sus criterios de proceso mental. El desarrollo de d i c h o m a r c o fue precisamente el planteamiento de M a turana. Por c o i n c i d e n c i a - o quizás i n t u i c i ó n - , M a t u r a n a s e debatía s i m u l t á n e a m e n t e c o n dos cuestiones que p a r e c í a n c o n d u c i r l e en direcciones opuestas: ¿ c u á l es la naturaleza de la v i d a ? , y ¿qué es c o g n i c i ó n ? 2 1 Eventualmente descubrió que la respuesta a la prim e r a - a u t o p o i e s i s - l e proporcionaba e l m a r c o teórico p a r a responder a la segunda. El resultado es u n a teoría s i s t é m i c a de cogn i c i ó n desarrollada por M a t u r a n a y V a r e l a , l l a m a d a en ocasiones l a teoría d e S a n t i a g o . El tema central de la teoría de Santiago es el m i s m o que el de la de B a t e s o n : la identificación de la cognición - e l proceso de con o c e r - , c o n el proceso de vivir. 2 2 E s t o representa u n a r a d i c a l expansión del concepto de mente. S e g ú n la teoría de Santiago, el 187
cerebro no es necesario p a r a que exista la mente. U n a bacteria o u n a planta no tienen cerebro, pero tienen mente. Los organismos m á s simples son capaces de percepción y, por tanto, de cognic i ó n . No ven, pero a u n así, perciben los c a m b i o s en su entorno: diferencias entre l u z y o s c u r i d a d , frío y calor, concentraciones m á s altas o m á s bajas de compuestos q u í m i c o s , etc. El nuevo concepto de cognición es pues m u c h o m á s a m p l i o que el de pensamiento. I n c l u y e percepción, e m o c i ó n y a c c i ó n : todo el proceso v i t a l . En el reino h u m a n o , la cognición incluye también lenguaje, pensamiento conceptual y todos los d e m á s atributos de la c o n s c i e n c i a h u m a n a . El concepto general, no obstante, es m u c h o m á s a m p l i o y no i n c l u y e necesariamente al pensamiento. La teoría de Santiago ofrece, bajo mi punto de vista, el p r i m e r m a r c o conceptual científico coherente que verdaderamente s u pera la d i v i s i ó n cartesiana. Materia y mente ya no aparecen c o m o pertenecientes a dos categorías separadas, sino que s o n vistas c o m o representantes de dos aspectos meramente diferentes -o d i m e n s i o n e s - del m i s m o fenómeno de la v i d a .
tiva del o r g a n i s m o p a r t i c i p a en d i c h o proceso, c o n i n d e p e n d e n c i a de que el o r g a n i s m o tenga o no un cerebro y un sistema nervioso superior. M á s a ú n , investigaciones recientes i n d i c a n f i r m e m e n t e que en el o r g a n i s m o h u m a n o , el sistema nervioso, el sistema i n m u n o l ó g i c o y el sistema e n d o c r i n o - q u e tradicionalmente e r a n vistos c o m o sistemas s e p a r a d o s - f o r m a n en r e a l i d a d u n a ú n i c a red cognitiva. 2 4 La n u e v a síntesis de mente, m a t e r i a y v i d a , que exploraremos con gran detalle en las p á g i n a s siguientes, conlleva dos u n i f i c a ciones conceptuales. La interdependencia entre patrón y estruct u r a nos permite integrar dos planteamientos de la c o m p r e n s i ó n de la v i d a que h a n estado separados y h a n r i v a l i z a d o a través de la c i e n c i a y la filosofía occidentales. La interdependencia entre proceso y estructura nos permite s u p e r a r el c i s m a entre mente y m a teria que ha obsesionado nuestra era m o d e r n a desde Descartes hasta nuestros d í a s . L a r e u n i ó n d e a m b a s u n i f i c a c i o n e s proporc i o n a las tres d i m e n s i o n e s conceptuales interdependientes para la nueva c o m p r e n s i ó n científica de la v i d a .
P a r a ilustrar el progreso conceptual que s i g n i f i c a esta v i s i ó n u n i f i c a d a de mente, m a t e r i a y v i d a , volvamos a u n a cuestión que ha confundido a científicos y filósofos durante m á s de c i e n años: ¿ c u á l es la relación entre mente y cerebro? L o s n e u r o c i e n tíficos s a b í a n desde el siglo xix que las estructuras cerebrales y las funciones mentales están íntimamente v i n c u l a d a s , pero la naturaleza exacta de esta relación constituía un misterio. T a n recientemente c o m o en 1994, los editores de u n a antología titul a d a Consciencia en filosofía y neurociencia cognitiva declaraban abiertamente en su i n t r o d u c c i ó n : « S i b i e n todo el m u n d o está de acuerdo en que la mente tiene algo que ver con el cerebro, no existe a ú n un acuerdo general sobre la naturaleza exacta de esta relación.» 2 3 En la teoría de Santiago, la relación entre mente y c e r e b r o e s s i m p l e y c l a r a . La caracterización de la mente hecha por Descartes c o m o «la cosa que piensa» {res cogitans7es por fin a b a n d o n a da. La mente no es ya u n a cosa, sino un p r o c e s o : e l proceso de c o g n i c i ó n , que se identifica con el proceso de la vida. El cerebro es u n a estructura específica a través de la c u a l este proceso opera. La r e l a c i ó n entre mente y cerebro es pues u n a relación entre proceso y estructura. El cerebro no es, por supuesto, la ú n i c a estructura a través de la c u a l opera el proceso de c o g n i c i ó n . La entera estructura d i s i p a 188
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8. E S T R U C T U R A S DISIPAT1VAS
ESTRUCTURA Y CAMBIO
Desde los inicios de la biología, filósofos y científicos se h a bían dado cuenta de que las formas vivas, de múltiples y misteriosas m a n e r a s , c o m b i n a n la estabilidad de la estructura con la fluidez del c a m b i o . C o m o los remolinos, dependen de un flujo constante de m a t e r i a ; c o m o las l l a m a s , transforman los materiales de los que se nutren p a r a mantener su actividad y crecer; pero a diferencia de remolinos y l l a m a s , las estructuras vivas también se desarrollan, se reproducen y evolucionan. E n los años cuarenta, L u d w i g von Bertalanffy l l a m ó «sistem a s abiertos» a tales estructuras, p a r a enfatizar su dependencia de flujos continuos de energía y recursos. A c u ñ ó el término fliessgleichgewicht («balance fluyente») p a r a expresar esta coexistencia de balance y flujo, de estructura y c a m b i o , presente en todas las formas de vida. 1 Subsecuentemente, los ecólogos empezaron a representar ecosistemas en términos de d i a g r a m a s de flujos, cartografiando los c a m i n o s seguidos por materia y energía a través de diversas redes tróficas. Estos estudios establecieron el r e c i c l a je c o m o el p r i n c i p i o clave de la ecología. C o m o sistemas abiertos, todos los o r g a n i s m o s de un ecosistema producen residuos, pero lo que es desperdicio para u n a especie, es alimento p a r a otra, de modo que los residuos son continuamente reciclados y el ecosist e m a c o m o un todo no produce generalmente desperdicios. L a s plantas verdes j u e g a n un papel c r u c i a l en el flujo de energ í a a través de todos los ciclos ecológicos. S u s raíces absorben agua y sales minerales del suelo y los jugos resultantes a s c i e n d e n hasta las hojas, donde se c o m b i n a n con el dióxido de carbono ( C 0 2 ) del aire p a r a formar azúcares y otros compuestos o r g á n i cos que i n c l u y e n a la celulosa, principal elemento estructural de 190
las paredes celulares. En este maravilloso proceso, conocido c o m o fotosíntesis, la energía solar es transformada en energía q u í m i c a y v i n c u l a d a a las s u b s t a n c i a s orgánicas, mientras que el oxígeno es liberado a la atmósfera p a r a ser utilizado por otros a n i m a l e s y plantas en su proceso de r e s p i r a c i ó n . Al c o m b i n a r el a g u a y los m i n e r a l e s de abajo c o n la l u z del sol y el C 0 2 de a r r i b a , l a s plantas conectan la tierra con el cielo. T e n demos a pensar que l a s plantas crecen del suelo pero en realidad la m a y o r parte de su substancia les llega desde el aire. El grueso de la celulosa y de otros compuestos orgánicos producidos mediante la fotosíntesis, consiste en átomos pesados de c a r b o n o y oxígeno, que las plantas absorben directamente de la atmósfera en forma de C 0 2 . De este m o d o , el peso de un tronco proviene casi por completo del aire. C u a n d o este tronco es q u e m a d o en un hogar, el oxígeno y el carbono se c o m b i n a n de nuevo en C O 2 , mientras que en la luz y en el calor desprendidos por el fuego, rec u p e r a m o s parte de la energía solar que intervino en el proceso de creación del tronco. La figura 8-1 muestra un c i c l o trófico típico. Al ser c o m i d a s las plantas por a n i m a l e s que a su vez son c o m i d o s por otros a n i males, los nutrientes de las plantas p a s a n a través de la red trófic a , mientras que la energía es d i s i p a d a en forma de calor a través de la r e s p i r a c i ó n y en forma de residuo a través de la excreción. L o s residuos, así c o m o los a n i m a l e s y plantas muertos, son descompuestos por los l l a m a d o s o r g a n i s m o s de descomposición (insectos y bacterias), que los desintegran en nutrientes básicos, que serán absorbidos de nuevo por plantas verdes. De este modo los nutrientes y otros elementos básicos c i r c u l a n continuamente por el ecosistema, mientras que la energía es d i s i p a d a en c a d a paso. De ahí el d i c h o de Eugene O d u m : « L a materia c i r c u l a , la energía se disipa.» 2 El ú n i c o desperdicio generado por el ecosistema c o m o un todo es la energía térmica desprendida en la respirac i ó n , que es i r r a d i a d a a la atmósfera y realimentada constantemente por el sol a través de la fotosíntesis. Nuestra i l u s t r a c i ó n está, por supuesto, m u y s i m p l i f i c a d a . L o s ciclos tróficos reales sólo pueden ser entendidos dentro del contexto de redes a l i m e n t a r i a s m u c h o m á s complejas, en las que los elementos nutrientes básicos aparecen formando parte de u n a g r a n v a r i e d a d de compuestos q u í m i c o s . ¡En los años recientes, nuestro c o n o c i m i e n t o sobre estas redes de alimento ha sido exp a n d i d o y refinado notablemente por la teoría G a i a , que demuestra la c o m p l e j a interacción entre sistemas vivos y no vivos a tra191
sistemas abiertos, Prigogine c o m b i n ó «disipativa» y «estructura» para expresar las dos tendencias, aparentemente contradictorias, que coexisten en todo sistema viviente. No obstante, el concepto de Prigogine de estructura d i s i p a t i v a va m u c h o m á s a l l á del de s i s tema abierto, puesto que i n c l u y e la idea de puntos de inestabilidad en los que pueden surgir nuevas estructuras y formas de orden. La teoría de Prigogine interconecta las p r i n c i p a l e s características de l a s formas vivas en un marco conceptual y matemático coherente que i m p l i c a u n a reconceptualización r a d i c a l d e m u chas de l a s ideas fundamentales asociadas con la estructura: un c a m b i o de percepción de estabilidad a inestabilidad, de orden a desorden, de e q u i l i b r i o a desequilibrio, de ser a devenir. En el centro de la v i s i ó n de Prigogine reside la coexistencia entre estructura y c a m b i o , «quietud y m o v i m i e n t o » , c o m o él m i s m o explica elocuentemente c o n u n a referencia a la escultura a n t i g u a :
vés de la biosfera: plantas y r o c a s , a n i m a l e s y gases atmosféricos, m i c r o o r g a n i s m o s y océanos. A d e m á s , el flujo de nutrientes a través de los o r g a n i s m o s de un ecosistema no es siempre homogéneo y u n i f o r m e , sino que procede a m e n u d o en pulsaciones, saltos y raudales. En palabras de Prigogine y Stengers: « E l flujo de energía que c r u z a un organ i s m o se asemeja de algún modo al flujo de un río que se mueve por lo general armonioosamente pero que de vez en cuando se precipita por una cascada liberando parte de su energía.» 3 La comprensión de las estructuras c o m o sistemas abiertos proporcionó u n a importante n u e v a perspectiva, pero no solucionó el rompecabezas de la coexistencia de estructura v c a m b i o , de orde y disipación hasta que Ilya Prigogine formuló su teoría de e s t r u c t u r a s disipativas. 4 D e l m i s m o modo que Bertalanffy h a b í a c o m b i n a d o los conceptos de flujo y equilibrio p a r a describir a los 192
Cada gran período de la ciencia ha conducido a una determinada metáfora de la naturaleza. Para la ciencia clásica era el reloj, para la ciencia del siglo xix - e l periodo de la Revolución i n dustrial- fue un motor deteniéndose. ¿Cuál será para nosotros? Lo que tenemos en mente puede quizás ser expresada en releí encía a la escultura, desde el arte indio o precolombino hasta nuestros días. En algunas de las más bellas manifestaciones de la escultura, ya sea el Shiva danzante o los templos en miniatura de Guerrero, aparece muy claramente la búsqueda de u n a unión entre quietud y movimiento, tiempo detenido y tiempo fluyente. Creemos que esta confrontación aportará a nuestro período su singularidad. 5
NO-EQUILIBRIO Y NO-LINEALIDAD La clave para entender |as estructuras disipativas es c o m p r e n der que se m a n t i e n e n en un estado estable lejos del equilibrio. E s t a s i t u a c i ó n es tan distinta de los fenómenos descritos por la c i e n c i a c l á s i c a que encontramos dificultades con el lenguaje conv e n c i o n a l . L a s definiciones de d i c c i o n a r i o de la p a l a b r a «estable» i n c l u y e n «fijado», «no fluctuante» e «invariable», todas ellas i n a decuadas p a r a la descripción de las estructuras disipativas. Un o r g a n i s m o vivo se caracteriza por un flujo y un c a m b i o continuos en su metabolismo, comprendiendo miles de reacciones q u í m i cas. El e q u i l i b r i o q u í m i c o y térmico se da ú n i c a m e n t e c u a n d o es193
tos procesos se detienen. En otras p a l a b r a s , un organismo en equilibrio es un o r g a n i s m o muerto. L o s o r g a n i s m o s vivos se m a n t i e n e n constantemente en un estado alejado del equilibrio, en el estado de v i d a . S i e n d o m u y distinto del equilibrio, este estado es s i n embargo estable a lo largo de períodos prolongados de tiempo, lo que s i g n i f i c a que, c o m o en el remolino, se mantiene la m i s m a estructura general a pesar del incesante flujo y c a m b i o de componentes. Prigogine c o m p r e n d i ó que l a t e r m o d i n á m i c a c l á s i c a - l a p r i m e r a c i e n c i a de la c o m p l e j i d a d - resultaba i n a d e c u a d a p a r a la descripción de sistemas alejados del equilibrio, debido a la naturaleza lineal de su estructura matemática. C e r c a del e q u i l i b r i o - e n el ámbito de la t e r m o d i n á m i c a c l á s i c a - , hay procesos fluyentes denominados «flujos», pero son débiles. El sistema evolucion a r á siempre h a c i a un estado estacionario en el que la generac i ó n de entropía (o desorden) sea lo m á s pequeña posible. En otras p a l a b r a s , el sistema m i n i m i z a r á sus flujos, manteniéndose tan p r ó x i m o al estado de equilibrio c o m o le sea posible. En este á m b i t o l i m i t a d o , los procesos fluctuantcs pueden ser descritos con ecuaciones lineales. Más lejos del equilibrio los flujos son más fuertes, la producc i ó n de entropía a u m e n t a y el sistema ya no tiende al equilibrio. B i e n al contrario, p o d r á encontrarse con inestabilidades que le c o n d u z c a n a nuevas formas de orden que alejarán al sistema m á s y m á s del estado de equilibrio. En otras palabras, lejos del equilib r i o las estructuras disipativas pueden desarrollarse h a c i a formas de c o m p l e j i d a d creciente. Prigogine enfatiza que las características de u n a estructura disipativa no pueden deducirse de las propiedades de sus partes, sino que son consecuencia de su «organización s u p r a m o l e c u lar». 11 Aparecen correlaciones de largo alcance en el m i s m o punto de transición de e q u i l i b r i o a no-equilibrio, y a partir de este p u n to, el sistema se comporta c o m o un todo. L e j o s del equilibrio, los procesos fluyentes del sistema están v i n c u l a d o s a través de múltiples bucles de retroalimentación y las ecuaciones matemáticas correspondientes son no-lineales. C u a n to m á s alejado del equilibrio está un sistema, m a y o r es su c o m plejidad y m á s alto el grado de no-linealidad de las ecuaciones matemáticas que lo describen. C o m p r e n d i e n d o el vínculo c r u c i a l entre no-equilibrio y nol i n e a l i d a d , Prigogine y sus colaboradores crearon u n a d i n á m i c a no-lineal p a r a los sistemas alejados del equilibrio, u t i l i z a n d o l a s 194
técnicas de la teoría de los sistemas d i n á m i c o s - l a s nuevas matemáticas de la c o m p l e j i d a d - , que a c a b a b a de ser desarrollada. 7 Las ecuaciones lineales d e l a t e r m o d i n á m i c a c l á s i c a - s e ñ a l ó P r i g o g i n e - pueden ser a n a l i z a d a s en términos de atractores p u n t u a les. C u a l q u i e r a que sea el estado i n i c i a l del sistema, será «atraído» h a c i a un estado estacionario de m í n i m a entropía lo m á s cercano posible al equilibrio y su comportamiento será completamente predecible. C o m o explica Prigogine, los sistemas en el ámbito lineal tienden a «olvidar sus condiciones i n i c i a l e s » . 8 F u e r a de la región l i n e a l , la situación es espectacularmente distinta. L a s ecuaciones no-lineales tienen por regla general m á s de u n a s o l u c i ó n ; a m a y o r n o - l i n e a l i d a d , m a y o r n ú m e r o de soluciones. E l l o s i g n i f i c a que en c u a l q u i e r momento pueden surgir nuevas situaciones. Matemáticamente h a b l a n d o , en tales m o mentos el sistema se encuentra con un punto de b i f u r c a c i ó n en el que puede desviarse h a c i a un estado completamente nuevo. V e remos m á s adelante c ó m o el comportamiento del sistema en el punto de b i f u r c a c i ó n (es decir, c u á l de los c a m i n o s que se le presentan tomará) depende del historial previo del sistema. En el ámbito no-lineal, las condiciones i n i c i a l e s ya no son «olvidadas». A d e m á s , la teoría de Prigogine demuestra que el comportamiento de u n a estructura disipativa alejada del e q u i l i b r i o no sigue n i n g u n a ley u n i v e r s a l , s i n o que es exclusivo del sistema específico. C e r c a del equilibrio, podemos encontrar fenómenos repetitivos y leyes universales. A m e d i d a que nos alejamos de él, nos desplazamos de lo universal a lo ú n i c o , h a c i a la r i q u e z a y la variedad. É s t a , s i n d u d a , es u n a característica bien conocida de
la vida. La existencia de bifurcaciones en las que el sistema puede tom a r u n a entre v a r i a s direcciones, i m p l i c a que l a i n d e t e r m i n a c i ó n es otra característica de la teoría de Prigogine. Llegado al punto de b i f u r c a c i ó n , el sistema puede «escoger» -metafóricamente h a b l a n d o - entre varios c a m i n o s o estados posibles. La «elección», que no puede en n i n g ú n caso ser pronosticada, dependerá de los antecedentes del sistema y dé v á n á s ' c o n d i c i o n e s externas. E x i s t e pues un elemento irreductible de aleatoriedad en c a d a punto de bifurcación. E s t a indeterminación en las bifurcaciones es u n a de las dos clases de i m p r e d e c i b i l i d a d de la teoría de las estructuras disipativas. La otra, presente también en la teoría del caos, se debe a la n a t u r a l e z a altamente no-lineal de las ecuaciones, y se da incluso en a u s e n c i a de puntos de b i f u r c a c i ó n . Debido a la reiteración de 195
bucles de retroalimentación -o matemáticamente, repetidas iter a c i o n e s - , el m á s m í n i m o error en los cálculos, causado por la necesidad práctica de redondear cifras a a l g ú n nivel de d e c i m a les, a ñ a d i r á inevitablemente suficiente i n c e r t i d u m b r e p a r a hacer imposible toda p r e d i c c i ó n . 9 E s t a i n d e t e r m i n a c i ó n en los puntos de b i f u r c a c i ó n y la i m p r e d e c i b i l i d a d «tipo caos» debida a las repetidas iteraciones, i m p l i c a n que el comportamiento de u n a estructura disipativa sólo puede ser pronosticado para un corto lapso de tiempo. T r a s éste, la trayectoria del sistema nos elude. Así, la teoría de Prigogine, al igual que la teoría c u á n t i c a y la teoría del caos, nos r e c u e r d a u n a vez m á s que el c o n o c i m i e n t o científico no puede ofrecernos m á s que « u n a l i m i t a d a ventana al universo». 1 0
E L V E C T O R TIEMPO
Según Prigogine, el reconocimiento de la i n d e t e r m i n a c i ó n c o m o característica clave de los fenómenos naturales es parte de u n a profunda reconceptualización de la c i e n c i a . Un aspecto íntimamente u n i d o a este c a m b i o conceptual afecta a las nociones científicas de irreversibilidad y tiempo. En el p a r a d i g m a m e c a n i c i s t a de la c i e n c i a newtoniana, el m u n d o era visto c o m o completamente causal y determinado. T o d o lo que acontecía tenía u n a c a u s a definida y daba lugar a un electo determinado. El futuro de c u a l q u i e r parte del sistema, al igual que su pasado, podía ser en p r i n c i p i o c a l c u l a d o con a b s o l u ta certeza si su estado en un momento dado era c o n o c i d o c o n todo detalle. E s t e d e t e r m i n i s m o riguroso halló su m á s c l a r a expresión en las célebres palabras de Pierre S i m ó n L a p l a c e :
del m u n d o y en las ecuaciones newtonianas del m o v i m i e n t o . T o dos los procesos son estrictamente reversibles. T a n t o futuro c o m o pasado son intercambiables, n o h a y lugar p a r a l a h i s t o r i a , la novedad ni la c r e a c i ó n . L o s efectos irreversibles (como la fricción) se c o n o c í a n en la f í s i c a c l á s i c a newtoniana, pero eran despreciados sistemáticamente. E n e l siglo x i x , esta s i t u a c i ó n c a m b i ó drásticamente. C o n la i n v e n c i ó n de los motores térmicos, la irreversibilidad de la d i s i p a c i ó n de energía en fricción, v i s c o s i d a d (la resistencia de un líquido a fluir) y pérdidas térmicas se convirtió en el tema central de la nueva c i e n c i a de la t e r m o d i n á m i c a , que introdujo la idea de un «vector tiempo». De repente, geólogos, biólogos, filósofos y poetas empezaron a pensar en c a m b i o , crecimiento, desarrollo y evolución. E l pensamiento del siglo xix quedó profundamente preocupado por la naturaleza del devenir. E n t e r m o d i n á m i c a c l á s i c a , l a i r r e v e r s i b i l i d a d , a u n siendo u n a característica importante, se asocia siempre con pérdidas de energía y desperdicio. Prigogine introdujo un c a m b i o f u n d a m e n tal a esta v i s i ó n en su teoría de estructuras disipativas demostrando que, en los sistemas vivos que operan lejos del e q u i l i b r i o , los procesos irreversibles j u e g a n un papel indispensable. L a s reacciones q u í m i c a s - l o s procesos básicos p a r a l a v i d a son el prototipo de proceso irreversible. En el m u n d o newtoniano, no c a b í a n la q u í m i c a ni la vida. La teoría de Prigogine demuestra c ó m o un determinado tipo de procesos q u í m i c o s - l o s bucles catalíticos esenciales para los o r g a n i s m o s v i v o s - 1 2 conduce a inestabilidades mediante la reiterada retroalimentación autoa m p l i f i c a d o r a y c ó m o emergen nuevas estructuras de creciente c o m p l e j i d a d en los sucesivos puntos de b i f u r c a c i ó n . « L a irreversib i l i d a d » , decía Prigogine, «es el m e c a n i s m o que extrae orden del
caos.» 1 3 Un intelecto que en un momento dado conociese todas las fuerzas actuantes en la naturaleza y la posición de todas las cosas de que el mundo consiste -suponiendo que el mencionado intelecto fuese suficientemente vasto para someter todos estos datos a análisis-, abarcaría en la m i s m a fórmula el movimiento de los mayores cuerpos del universo y los de los más pequeños átomos; nada sería incierto para él y el futuro, al igual que el pasado, estaría presente ante sus ojos.>'
Así pues, el c a m b i o conceptual científico abogado por Prigogine es un c a m b i o de procesos reversibles y deterministas a indeterminados e irreversibles. Puesto que los procesos irreversibles son esenciales para la q u í m i c a y la vida, mientras que la permutab i l i d a d entre futuro y pasado es parte integrante de la física, parece que la reconceptualización de Prigogine debe contemplarse, en el contexto m á s a m p l i o discutido al p r i n c i p i o de este libro en relación con la ecología profunda, c o m o parte del c a m b i o de p a r a d i g m a de la física a las c i e n c i a s de la v i d a . I 4
+En este d e t e r m i n i s m o l a p l a c i a n o , no h a y diferencia entre p a sado y futuro. A m b o s se hallan implícitos en el estado presente 196
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ORDEN Y DESORDEN
E l vector tiempo introducido e n t e r m o d i n á m i c a c l á s i c a n o apuntaba h a c i a un creciente orden, sino en dirección contraria. S e g ú n la segunda ley de t e r m o d i n á m i c a , h a y en los fenómenos físicos u n a tendencia del orden al desorden, h a c i a u n a creciente entropía. 1 5 Uno de los logros capitales de Prigogine fue la resolución de la p a r a d o j a de l a s dos visiones contradictorias de la evoluc i ó n en física y en biología: la u n a c o m o un motor abocado a la detención final, la otra c o m o un m u n d o vivo desplegándose h a c i a un orden y c o m p l e j i d a d crecientes. En palabras del m i s m o Prigogine: « E x i s t e [una] pregunta que nos ha perseguido durante m á s de un siglo: ¿ q u é significado tiene la evolución de un ser vivo en el m u n d o descrito por la t e r m o d i n á m i c a , un m u n d o en desorden creciente?» 1 6 En la teoría de Prigogine, la segunda ley de t e r m o d i n á m i c a s i gue siendo v á l i d a , pero la relación entre entropía y desorden se contempla bajo u n a nueva luz. P a r a comprender esta n u e v a perc e p c i ó n , resulta útil r e c o r d a r l a s definiciones clásicas de entropía y orden. El concepto de entropía fue introducido en el siglo xix por el físico y matemático alemán Rudolf C l a u s i u s p a r a medir la d i s i p a c i ó n de energía en forma de calor y fricción. C l a u s i u s defin í a la entropía generada en un proceso térmico c o m o la energía d i s i p a d a , d i v i d i d a por la temperatura a la que ocurre el proceso. S e g ú n la segunda ley, la entropía sigue a u m e n t a n d o a m e d i d a que progresa el fenómeno térmico, la energía d i s i p a d a no puede ser recuperada, y es esta dirección h a c i a u n a creciente entropía la que define el vector tiempo. Si bien la d i s i p a c i ó n de energía en calor y fricción es c o m ú n mente bien c o n o c i d a , tan pronto c o m o se formuló la segunda ley surgió u n a inquietante cuestión: ¿ q u é es exactamente lo que c a u sa esta irreversibilidad? En f í s i c a newtoniana, los efectos de la fricción h a b í a n sido generalmente despreciados al no ser considerados importantes. No obstante, estos efectos pueden ser tenidos e n cuenta dentro del m a r c o newtoniano. E n p r i n c i p i o - a r g u m e n taban los científicos-, deberíamos poder u s a r las leyes newtonianas del movimiento p a r a describir la d i s i p a c i ó n de energía al nivel de moléculas, en términos de cascadas de colisiones. C a d a u n a de estas colisiones es en sí un acontecimiento reversible, de modo que debería ser perfectamente posible revertir todo el proceso. La d i s i p a c i ó n de energía - i r r e v e r s i b l e a nivel m a c r o s c ó p i c o según la segunda ley y la experiencia c o m ú n - parece pues estar compuesta
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de acontecimientos completamente reversibles a nivel m i c r o s c ó pico. Así pues, ¿ p o r dónde se c u e l a la i r r e v e r s i b i l i d a d ? El misterio fue resuelto a p r i n c i p i o s de siglo por el físico a u s tríaco L u d w i g B o l t z m a n n , u n o de los grandes teóricos de la term o d i n á m i c a c l á s i c a , quien otorgó un nuevo s i g n i f i c a d o al concepto de entropía y estableció el v í n c u l o entre entropía y orden. S i g u i e n d o l a l í n e a d e razonamiento i n i c i a d a por J a m e s C l e r k Maxwell, fundador de la m e c á n i c a estadística, 1 7 B o l t z m a n n diseñó un ingenioso experimento mental p a r a e x a m i n a r el concepto de entropía a nivel molecular. 1 8 S u p o n g a m o s que tenemos u n a c a j a - r a z o n a b a B o l t z m a n n d i v i d i d a en dos compartimentos iguales por u n a partición central i m a g i n a r i a y ocho moléculas identificables, n u m e r a d a s del uno al ocho c o m o bolas de billar. ¿ D e cuántas formas podemos distribuir estas partículas en la c a j a , de m o d o que u n a s queden en el c o m p a r t i m e n t o de la i z q u i e r d a y otras en el de la d e r e c h a ? P r i m e r o pongamos todas las partículas en el l a d o izquierdo. H a y u n a ú n i c a m a n e r a de hacerlo. En c a m b i o , si ponemos siete a la i z q u i e r d a y u n a a la derecha, dado que la partícula de la derec h a puede ser c u a l q u i e r a de las ocho, tendremos ocho p o s i b i l i d a des distintas, c a d a u n a de las cuales contará c o m o u n a distribuc i ó n distinta al ser las partículas diferenciables entre sí. D e f o r m a parecida, hay veintiocho distribuciones distintas para seis partículas en la i z q u i e r d a y dos en la derecha. Puede deducirse fácilmente u n a f ó r m u l a general p a r a todas estas permutaciones, 1 9 que demuestra que el n ú m e r o de p o s i b i l i dades a u m e n t a a m e d i d a que d i s m i n u y e la diferencia entre las partículas de a m b o s lados, a l c a n z a n d o un m á x i m o de setenta c o m b i n a c i o n e s p a r a un n ú m e r o i g u a l de m o l é c u l a s , cuatro a c a d a lado (ver figura 8-2). ' B o l t z m a n n d e n o m i n ó «complexiones» a las distintas c o m b i naciones y las asoció con el concepto de orden: a m e n o r n ú m e r o de complexiones, m á s elevado el nivel de orden. Así pues, en nuestro ejemplo, el p r i m e r estadio c o n todas las partículas agrupadas en un m i s m o lado, presenta el m á x i m o nivel de orden, mientras que la distribución s i m é t r i c a , con cuatro partículas en c a d a lado, representa el m á x i m o nivel de desorden. Es importante señalar que el concepto de orden introducido por B o l t z m a n n es un concepto t e r m o d i n á m i c o , en el que las moléculas están e n constante m o v i m i e n t o . E n nuestro ejemplo, l a partición de la c a j a es puramente i m a g i n a r i a y las moléculas en m o v i m i e n t o aleatorio la c r u z a r á n constantemente. A lo largo del 199
den para un determinado estado, m á s probable s e r á que o c u r r a d i cho estado en un gas con m o l é c u l a s en m o v i m i e n t o aleatorio. De este m o d o , el n ú m e r o de posibles complexiones p a r a u n a d e t e r m i n a d a d i s p o s i c i ó n de las m o l é c u l a s , da la m e d i c i ó n tanto del grado de orden de d i c h o estado c o m o de la p r o b a b i l i d a d de su existencia. C u a n t o m á s alto sea el n ú m e r o de complexiones, m a yores s e r á n el desorden y la p r o b a b i l i d a d de que el gas esté en aquel estado. E n c o n s e c u e n c i a , B o l t z m a n n c o n c l u y ó que e l m o v i miento de orden a desorden es un m o v i m i e n t o de estado i m p r o bable a estado probable. Al identificar entropía y desorden con n ú m e r o de complexiones, introdujo u n a d e f i n i c i ó n de entropía en términos de probabilidades.
tiempo, el gas a l c a n z a r á distintos estados - e s decir, c o n distinto n ú m e r o de moléculas en ambos lados de la c a j a - y el n ú m e r o de complexiones para c a d a uno de estos estados estará relacionado c o n su nivel de orden. E s t a definición de orden en t e r m o d i n á m i ca es m u y distinta de los rígidos conceptos de orden y e q u i l i b r i o de la m e c á n i c a newtoniana.
S e g ú n B o l t z m a n n , no existe n i n g u n a ley en f í s i c a que i m p i d a el m o v i m i e n t o desde el desorden al orden, pero c o n un movimiento aleatorio de m o l é c u l a s , semejante d i r e c c i ó n parece altamente i m p r o b a b l e . C u a n t o m a y o r sea el n ú m e r o de m o l é c u l a s , m á s alta será la p r o b a b i l i d a d de m o v i m i e n t o desde el orden h a c i a el desorden. D a d o el enorme n ú m e r o de partículas que constituy e n un gas, esta p r o b a b i l i d a d , a efectos prácticos, se convierte en certeza. Al agitar un saco con a r e n a b l a n c a y negra, p o d r í a m o s llegar a observar c ó m o se separan, c a s i milagrosamente, los granos de c a d a color hasta crear el altamente ordenado estado de separación total de colores, pero q u i z á s deberíamos estar agitando el saco durante varios m i l l o n e s de a ñ o s p a r a que ocurriese semej a n t e acontecimiento.
T o m e m o s a h o r a otro ejemplo del concepto de orden de Boltzm a n n , m á s p r ó x i m o a nuestra experiencia cotidiana. S u p o n g a m o s que llenamos un saco con dos clases de arena, la m i t a d inferior con arena negra y la m i t a d superior con arena b l a n c a . Éste s e r í a un estado de elevado nivel de orden, con u n a sola complex i ó n . Agitemos luego el saco p a r a m e z c l a r los granos de arena. A m e d i d a que la a r e n a negra se m e z c l a m á s y m á s con la arena b l a n c a , el n ú m e r o de complexiones posibles a u m e n t a y con él, el nivel de desorden hasta llegar a u n a m e z c l a igual, en que la arena tiene un color gris u n i f o r m e y el nivel de desorden es m á x i m o .
E n e l lenguaje d e B o l t z m a n n , l a segunda ley d e t e r m o d i n á m i ca s i g n i f i c a que todo sistema cerrado tiende al estado de m á x i m a p r o b a b i l i d a d , que se corresponde con el estado de m á x i m o desorden. Matemáticamente, este estado puede definirse c o m o el estado atractor de e q u i l i b r i o térmico. U n a vez a l c a n z a d o el equilibrio, el sistema no se alejará de él. Ocasionalmente el m o v i m i e n t o m o l e c u l a r aleatorio d a r á lugar a distintos estados, pero éstos serán p r ó x i m o s al equilibrio y sólo existirán durante breves períodos de tiempo. E n otras palabras, e l sistema meramente f l u c t u a r á alrededor del estado de equilibrio térmico.
C o n l a a y u d a d e s u definición d e orden, B o l t z m a n n podía y a a n a l i z a r el comportamiento de las moléculas de un gas. Utilizando los métodos estadísticos explorados por Maxwell para d e s c r i b i r el m o v i m i e n t o molecular aleatorio, B o l t z m a n n se percató de que el n ú m e r o de posibles complexiones para c a d a estado determina la m e d i c i ó n de la probabilidad del gas para estar en d i c h o estado. Así es c o m o se define la p r o b a b i l i d a d ; cuantas m á s complexiones se
L a t e r m o d i n á m i c a c l á s i c a resulta pues i n a d e c u a d a p a r a l a d e s c r i p c i ó n de los fenómenos en equilibrio o cerca de él. La teoría de Prigogine de las estructuras disipativas, en c a m b i o , se puede a p l i c a r a los fenómenos t e r m o d i n á m i c o s alejados del equilibrio, en los que las moléculas no se h a l l a n en estado de m o v i m i e n t o aleatorio, s i n o entrelazadas a través de múltiples bucles de retroalim e n t a c i ó n , descritos por ecuaciones no-lineales. D i c h a s ecuacio-
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nes ya no están d o m i n a d a s por atractores puntuales, lo que significa que el sistema no tiende ya al e q u i l i b r i o . U n a estructura d i s i pativa se mantiene a l e j a d a del equilibrio y puede i n c l u s o alejarse m á s y m á s mediante u n a serie de bifurcaciones. E n los puntos d e b i f u r c a c i ó n , pueden surgir espontáneamente estados de orden (en el sentido otorgado por B o l t z m a n n a este término) superior lo que, no obstante, no contradice la segunda ley de la t e r m o d i n á m i c a . La entropía total del sistema sigue a u mentando, pero este aumento en entropía no s i g n i f i c a un a u m e n to u n i f o r m e en desorden. En el m u n d o vivo, orden y desorden son siempre creados simultáneamente. S e g ú n Prigogine, las estructuras disipativas son islas de orden en un m a r de desorden, manteniendo e i n c l u s o a u m e n t a n d o su orden a expensas del creciente desorden de su entorno. Por ejemplo, los organismos vivos toman estructuras ordenadas ( a l i m e n tos) de su entorno, las utilizan c o m o recursos p a r a sus procesos metabólicos y d i s i p a n estructuras de orden inferior (desechos) h a c i a el entorno. De este modo, el orden «flota en el desorden», en palabras de Prigogine, mientras que la entropía total sigue a u mentando de acuerdo con la segunda ley. 2 0 E s t a n u e v a percepción de orden y desorden representa u n a inversión de las visiones científicas tradicionales. En la perspectiva c l á s i c a , p a r a la que la f í s i c a es la p r i n c i p a l fuente de conceptos y metáforas, se asocia orden con e q u i l i b r i o - c o m o , por ejemplo, en cristales y otras estructuras estáticas-, mientras que el desorden se identifica c o n situaciones de no-equilibrio tales c o m o turbulencias. E n l a nueva c i e n c i a d e l a c o m p l e j i d a d - q u e s e i n s p i r a e n l a t r a m a d e l a v i d a - , aprendemos que e l no-equilibrio e s u n a fuente de orden. Los flujos turbulentos de aire y a g u a , si bien a p a rentemente caóticos, están en realidad altamente organizados, exhibiendo complejos patrones de vórtices dividiéndose y subclividiéndose u n a y otra vez a escalas c a d a vez menores. En los s i s temas vivos, el orden emergente del no-equilibrio resulta m u c h o m á s evidente, manifestándose en la r i q u e z a , diversidad y belleza del m u n d o que nos rodea. A través del m u n d o viviente, el caos es transformado en orden.
PUNTOS DE INESTABILIDAD
L o s puntos de inestabilidad en los que suceden d r a m á t i c o s e impredecibles acontecimientos, donde el orden emerge espontá202
neamente y se despliega la c o m p l e j i d a d , son q u i z á s el aspecto más intrigante y fascinante de la teoría de las estructuras d i s i p a tivas. C o n anterioridad a Prigogine, el ú n i c o tipo de inestabilidad estudiado en detalle era la t u r b u l e n c i a c a u s a d a por la fricción interna de gases o líquidos fluyentes. 2 1 L e o n a r d o da V i n c i realizó múltiples y cuidadosos estudios sobre flujos acuáticos turbulentos y en el siglo x i x , se efectuó u n a serie de experimentos que demostraron que c u a l q u i e r flujo de agua o aire se convertirá en turbulento si se da la suficiente velocidad; en otras p a l a b r a s , a u n a «distancia» suficientemente grande del e q u i l i b r i o o estado de reposo. L o s estudios de Prigogine demostraron que esto no es cierto p a r a las reacciones q u í m i c a s . L a s inestabilidades q u í m i c a s n o aparecerán automáticamente lejos del equilibrio. R e q u i e r e n la presencia de bucles catalíticos que conducen al sistema al punto de i n e s t a b i l i d a d a través de u n a reiterada retroalimentación autoa m p l i f i c a d o r a . 2 2 E s t o s procesos c o m b i n a n dos fenómenos distintos: reacciones q u í m i c a s y d i f u s i ó n (el flujo físico de moléculas debido a diferencias de concentración). Consecuentemente, las ecuaciones no-lineales que las describen reciben el n o m b r e de «ecuaciones de r e a c c i ó n - d i f u s i ó n » . Constituyen la esencia de la teoría de Prigogine, propiciando un sorprendente a b a n i c o de c o m portamientos. 2 , 1 E l biólogo británico B r i a n G o o d w i n h a a p l i c a d o las técnicas m a t e m á t i c a s de Prigogine de un m o d o s u m a m e n t e ingenioso p a r a representar l a s etapas del desarrollo de un a l g a m o n o c e l u l a r m u y especial. 2 4 Preparando ecuaciones diferenciales que interrelacion a n los patrones de la concentración de c a l c i o en el fluido celular del alga con las propiedades m e c á n i c a s de sus paredes, G o o d w i n y sus colegas pudieron identificar bucles de retroalimentación en un proceso de a u t o o r g a n i z a c i ó n , en el que emergen estructuras de orden creciente en sucesivos puntos de b i f u r c a c i ó n . ' U n punto de b i f u r c a c i ó n constituye un u m b r a l de estabilidad en el que la estructura disipativa puede o bien derrumbarse, o bien trascender h a c i a u n o o varios nuevos estados de orden. Lo que s u c e d a exactamente en este punto crítico dependerá de la historia previa del sistema. S e g ú n el c a m i n o que h a y a tomado p a r a llegar al punto de inestabilidad, seguirá u n o u otro de los r a males accesibles tras éste. Este papel importante de la h i s t o r i a de u n a estructura d i s i p a tiva en los puntos críticos p a r a su desarrollo posterior, que Prigogine ha observado incluso en s i m p l e s oscilaciones q u í m i c a s , p a 203
rece ser el origen físico de la conexión entre historia y estructura característico de todos los sistemas vivos. La estructura viva, c o m o veremos, es s i e m p r e un informe de su desarrollo previo. 2 5 En el punto de b i f u r c a c i ó n , la estructura disipativa muestra también u n a extraordinaria s e n s i b i l i d a d a pequeñas fluctuaciones de su entorno. U n a ligera fluctuación aleatoria, l l a m a d a a m e n u d o « r u i d o » , puede i n f l u i r en la elección de un c a m i n o . D a d o que lodos los sistemas vivos existen en el seno de medios en continua fluctuación y puesto que nos resulta imposible saber qué fluctuación se p r o d u c i r á en el punto de b i f u r c a c i ó n , justo en el m o m e n t o «oportuno», n u n c a podremos predecir el c a m i n o futuro de un sistema. De este m o d o , toda descripción determinista se desmorona c u a n d o u n a estructura disipativa c r u z a u n punto d e b i f u r c a c i ó n . M i n ú s c u l a s fluctuaciones en el entorno c o n d u c i r á n a la elección de la r a m a que seguirá y puesto que, de a l g ú n modo, son estas fluctuaciones aleatorias las que c o n d u c e n a la a p a r i c i ó n de nuevas formas de orden, Prigogine a c u ñ ó la frase «orden a través de las fluctuaciones» para d e s c r i b i r la situación. L a s ecuaciones de la teoría de Prigogine son ecuaciones determ i n i s t a s . G o b i e r n a n el comportamiento del sistema entre los puntos de b i f u r c a c i ó n , mientras que las fluctuaciones aleatorias son decisivas en estos puntos de inestabilidad. De este modo, «los procesos en condiciones lejos del e q u i l i b r i o , corresponden a u n a d e l i c a d a interacción entre oportunidad y necesidad, entre fluctuaciones y leyes deterministas». 2 6
UN NUEVO DIÁLOGO CON LA NATURALEZA
El c a m b i o conceptual implícito en la teoría de Prigogine c o m prende v a r i a s ideas íntimamente interrelacionadas. La descripc i ó n de estructuras disipativas que existen lejos del equilibrio requiere un f o r m a l i s m o matemático no-lineal, c a p a z de representar múltiples bucles d e retroalimentación interrelacionados. E n los organismos vivos, hay bucles catalíticos (es decir, procesos q u í m i cos no-lineales, irreversibles) que conducen a inestabilidades a través de la reiterada retroalimentación autoamplificadora. C u a n d o u n a estructura disipativa a l c a n z a semejante punto de inestabilid a d d e n o m i n a d a punto de bifurcación, entra un elemento de indeterminación en la teoría. En el punto de b i f u r c a c i ó n , el comportamiento del sistema es totalmente impredecible. En particular, 204
pueden surgir espontáneamente nuevas estructuras de orden y c o m p l e j i d a d m á s elevadas. De este modo, la a u t o o r g a n i z a c i ó n , la emergencia espontánea de orden, resulta de los efectos c o m b i n a dos del no-equilibrio, la i r r e v e r s i b i l i d a d , los bucles de retroalimentación y la inestabilidad. La naturaleza r a d i c a l de la v i s i ó n de Prigogine se pone de m a nifiesto en el hecho de que estas ideas fundamentales e r a n r a r a mente f o r m u l a d a s en la c i e n c i a tradicional y a m e n u d o r e c i b í a n connotaciones negativas. E l l o resulta evidente en el m i s m o lenguaje utilizado p a r a expresarlas. No-equilibrio, no-linealidad, inestabilidad, i n d e t e r m i n a c i ó n , etc., son todas ellas formulaciones negativas. Prigogine cree que el c a m b i o conceptual i m p l i c a do por su teoría de las estructuras disipativas no sólo es c r u c i a l p a r a la c o m p r e n s i ó n por los científicos de la naturaleza de la vida, sino que nos a y u d a también a integrarnos m á s plenamente c o n l a naturaleza m i s m a . M u c h a s de las características clave de l a s estructuras d i s i p a tivas - l a s e n s i b i l i d a d a los pequeños c a m b i o s en el m e d i o , la relevancia del historial previo en los puntos críticos de elección, la i n c e r t i d u m b r e e i m p r e d e c i b i l i d a d de f u t u r o - son nuevos conceptos revolucionarios desde el punto de vista de la c i e n c i a c l á s i c a , pero son parte integrante de la experiencia h u m a n a . E s t o es algo que, d a d o que las estructuras disipativas son las estructuras básicas de todos los sistemas vivientes - i n c l u y e n d o los seres h u m a n o s - , q u i z á s n o debería sorprendernos. L e j o s de ser u n a m á q u i n a , la naturaleza en general se asemeja m u c h o m á s a la c o n d i c i ó n h u m a n a : impredecible, sensible al m u n d o exterior, influenciable por pequeñas fluctuaciones. C o n secuentemente, el m o d o a p r o p i a d o de acercarse a la naturaleza p a r a aprender de su c o m p l e j i d a d y belleza, no es a través de la dom i n a c i ó n y el control, sino mediante el respeto, la cooperación y el diálogo. De hecho, I l y a Prigogine e Isabelle Stengers dieron a su p o p u l a r libro Orderout of Chaos (Orden fuera del caos), el subtítulo « E l nuevo diálogo del h o m b r e con la naturaleza». En el m u n d o determinista de Newton no hay historia ni creatividad. E n e l m u n d o viviente d e las estructuras disipativas, l a historia j u e g a un papel importante, el futuro es incierto y esta i n certidumbre está en el corazón de la creatividad. « H o y » , reflexiona Prigogine, «el m u n d o que p e r c i b i m o s fuera y el que vemos dentro, convergen. E s t a convergencia de dos m u n d o s es q u i z á s u n o de los acontecimientos culturales m á s importantes de nuestro tiempo.» 2 7 205
9. AUTOCONSTRUCCIÓN
tientes de la red. Al igual que en la c é l u l a , esta red autopoiésica debería crear su propio l í m i t e , que p a r t i c i p a r í a activamente en los procesos de la red, definiendo al m i s m o tiempo su extensión. P a r a h a l l a r u n a técnica m a t e m á t i c a a d e c u a d a a esta tarea, F r a n c i s c o V a r e l a e x a m i n ó los modelos matemáticos de redes autoorganizadoras desarrollados en cibernética. L a s redes b i n a rias propuestas por M c C u l l o c h y Pitts en los años cuarenta no ofrecían suficiente c o m p l e j i d a d p a r a s i m u l a r u n a red autopoiésic a , 4 pero los modelos subsiguientes de redes, conocidos c o m o «autómatas celulares», demostraron ofrecer las técnicas idóneas.
AUTÓMATAS CELULARES
C u a n d o Ilya Prigogine desarrolló su teoría de las estructuras disipativas, buscó ejemplos simples que pudiesen ser descritos matemáticamente. L o s halló en los bucles catalíticos de l a s o s c i l a ciones q u í m i c a s , conocidos también c o m o «relojes catalíticos». 1 É s t o s no son sistemas vivos, pero los bucles catalíticos idénticos son la pieza central del metabolismo de la célula, el sistema vivo m á s s i m p l e conocido. Por tanto, el modelo de Prigogine nos permite comprender las características estructurales esenciales de las células, en términos de estructuras disipativas.
Un autómata celular es u n a c u a d r í c u l a rectangular de espacios cuadrados regulares o « c é l u l a s » , parecida a un tablero de ajedrez. C a d a célula puede l o m a r un n ú m e r o diferente de valores y tiene un determinado n ú m e r o de células vecinas que pueden i n f l u i r sobre este hecho. El patrón o «estado» de toda la c u a d r í c u la c a m b i a en pequeños pasos según un conjunto de «reglas de transición» que se a p l i c a n simultáneamente a c a d a célula. L o s autómatas celulares se p r e s u m e n completamente deterministas, si bien, c o m o veremos, pueden ser introducidos fácilmente en las reglas elementos aleatorios.
H u m b e r t o M a t u r a n a y F r a n c i s c o V a r e l a siguieron u n a estrategia s i m i l a r c u a n d o desarrollaron su teoría de la autopoiesis, el patrón de o r g a n i z a c i ó n de los sistemas vivos. 2 Se preguntaron: ¿ c u á l es la corporeización m á s s e n c i l l a de u n a red autopoiésica que puede ser descrita matemáticamente? C o m o Prigogine, e n contraron que i n c l u s o la m á s s i m p l e célula resultaba d e m a s i a d o compleja para u n a representación matemática. Por otro lado, también se d i e r o n cuenta de que, puesto que el patrón de autopoiesis es la característica definitoria de un sistema vivo, no existe en la naturaleza sistema autopoiésico m á s s i m p l e que u n a cél u l a . Así pues, en lugar de buscar un sistema autopoiésico natural adecuado, decidieron s i m u l a r u n o informáticamente.
E s t o s modelos matemáticos reciben el nombre de «autómatas» porque fueron inventados o r i g i n a r i a m e n t e por J o h n von N e u m a n n p a r a construir m á q u i n a s autorreplicantes. S i bien tales m á q u i n a s n u n c a llegaron a ser construidas, V o n N e u m a n n demostró de modo abstracto y elegante que ello era posible. 5 Desde entonces, los autómatas celulares se h a n usado extensamente, tanto p a r a representar sistemas naturales, como p a r a d i s e ñ a r un g r a n n ú m e r o d e j u e g o s matemáticos. 6 Q u i z á s e l m á s conocido sea el l l a m a d o « V i d a » , en el que c a d a célula puede tener u n o de entre dos valores - d i g a m o s «blanco» y « n e g r o » - y la secuencia de estados es determinada por tres sencillas reglas d e n o m i n a d a s « n a c i m i e n t o » , «muerte» y «supervivencia». 7 El juego puede prod u c i r u n a sorprendente v a r i e d a d de patrones. Algunos se «mueven» mientras que otros permanecen estables y otros oscilan o se c o m p o r t a n de modos m á s complejos. 8
Su enfoque fue análogo al de James Lovelock p a r a su modelo del M u n d o de las Margaritas, diseñado varios años antes. 3 Pero donde Lovelock b u s c a b a la s i m u l a c i ó n m a t e m á t i c a m á s sencilla p a r a un planeta dotado de u n a biosfera c a p a z de regular su temperatura, M a t u r a n a y V a r e l a buscaron la s i m u l a c i ó n m á s s i m p l e de u n a red de procesos celulares, en la que la función de c a d a componente fuese a y u d a r a p r o d u c i r o transformar otros c o m p o -
Mientras que los autómatas celulares eran utilizados por m a temáticos profesionales y aficionados para el diseño de n u m e r o sos juegos, eran también estudiados extensivamente c o m o herram i e n t a s matemáticas para representaciones científicas. Debido a su estructura en red y a su c a p a c i d a d para dar c a b i d a a g r a n n ú mero de discretas variables, estas formas matemáticas fueron pronto reconocidas c o m o u n a apasionante alternativa a las ecua-
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ciones diferenciales para la representación de sistemas complejos. 9 En cierto sentido, los dos planteamientos - e c u a c i o n e s diferenciales y autómatas c e l u l a r e s - pueden ser contemplados c o m o los distintos m a r c o s conceptuales correspondientes a las dos d i mensiones conceptuales -estructura y p a t r ó n - de la teoría de los sistemas vivos.
Las prescripciones matemáticas exactas (los l l a m a d o s algoritmos) de c u á n d o y c ó m o estos procesos deben p r o d u c i r s e , son bastante c o m p l i c a d a s . C o n s i s t e n en n u m e r o s a s reglas p a r a los movimientos de varios elementos y sus interacciones m u t u a s . 1 Por ejemplo, l a s reglas de m o v i m i e n t o c o m p r e n d e n l a s s i g u i e n tes: - Los elementos de substrato sólo pueden desplazarse para ocu-
SIMULANDO REDES AUTOPOIÉSICAS
par espacios disponibles («agujeros») de la cuadrícula, mien-
A principios de los años setenta, F r a n c i s c o V a r e l a se percató de que las secuencias paso a paso de los autómatas celulares, que resultan idóneas p a r a s i m u l a c i o n e s por ordenador, le ofrecían u n a potente h e r r a m i e n t a para la s i m u l a c i ó n de redes autopoiésic a s . Efectivamente, en 1 9 7 4 V a r e l a consiguió construir la s i m u l a c i ó n i n l o r m á t i c a a d e c u a d a , junto con M a t u r a n a y el científico i n formático R i c a r d o Uribe. 1 0 Su autómata celular consiste en una c u a d r í c u l a en La que un «catalizador» y dos clases de elementos se mueven aleatoriamente e interactúan unos con otros, de tal mudo que pueden ser producidos m á s elementos de las dos c l a ses, otros pueden desaparecer y algunos pueden u n i r s e para form a r cadenas.
elementos de substrato, empujándolos a agujeros adyacentes.
tras que los catalizadores y los vínculos pueden desplazar a los
E n las i m p r e s i o n e s por ordenador d e l a c u a d r í c u l a , e l catalizador e s señalado con u n a e s t r e l l a . L a p r i m e r a clase d e elemento, presente en g r a n n ú m e r o , se d e n o m i n a un «elemento de substrato» y se señala c o n un c í r c u l o (0); la segunda clase se d e n o m i n a un «vínculo» y se representa por un c í r c u l o dentro de un c u a d r a d o (El). H a y tres clases distintas de interacciones y transformaciones. D o s elementos de substrato pueden unirse en presencia del catalizador p a r a p r o d u c i r un v í n c u l o ; varios v í n c u l o s pueden «ligarse» - e s decir, mantenerse j u n t o s - p a r a formar una cadena y c u a l q u i e r v í n c u l o , ya sea libre o formando paite de u n a cadena, puede desintegrarse de nuevo en dos elementos de substrato. E v e n l u a l mente, u n a cadena puede cerrarse sobre sí m i s m a . L a s tres interacciones se definen simbólicamente c o m o sigue:
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El catalizador puede desplazar del mismo modo a un vínculo libre. - El catalizador y los vínculos pueden también intercambiar espacios con los elementos de substrato, pudiendo así circular libremente por éste. - Los elementos de substrato, pero no los catalizadores y los vínculos, pueden pasar a través de una cadena para ocupar un espacio libre detrás de ésta. (Esto simula la semipermeabilidad de la membrana celular.) - Los vínculos ligados en una cadena son inamovibles. Dentro de estas reglas, el m o v i m i e n t o real de los elementos y m u c h o s detalles de sus interacciones m u t u a s - p r o d u c c i ó n , ligado y d e s i n t e g r a c i ó n - , son escogidos aleatoriamente. 1 2 C u a n d o la s i m u l a c i ó n se desarrolla en un ordenador, se genera u n a red de interacciones que i n c l u y e m u c h a s elecciones aleatorias y, por consiguiente, puede general" múltiples secuencias distintas. Los autores pudieron demostrar que a l g u n a s de estas secuencias gen e r a n patrones autopoiésicos estables. La figura 9-1 reproduce un ejemplo de u n a de estas secuenc i a s presentada en siete pasos, extraído de su p u b l i c a c i ó n . En el estado i n i c i a l (paso I), un espacio de la c u a d r í c u l a está ocupado por el catalizador y todos los demás por elementos de substrato. En el paso siguiente, se han p r o d u c i d o varios v í n c u l o s y , consecuentemente, existen varios huecos e n l a c u a d r í c u l a . E n el paso 3 se h a n p r o d u c i d o m á s v í n c u l o s y algunos de ellos se h a n ligado. La p r o d u c c i ó n de v í n c u l o s y la formación de cadenas a u m e n t a n a m e d i d a que avanza la s i m u l a c i ó n en los pasos 4 a 6, hasta que en el paso 7 vemos que la cadena de v í n c u l o s ligados se ha cerrado sobre sí m i s m a , encerrando al catalizador, tres v í n c u los y dos elementos de substrato. De este modo, la cadena ha for-
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res demostraron que con probabilidades de desintegración m u y pequeñas, se pueden conseguir efectivamente patrones autopoiésicos viables. 1 3
R E D E S BINARIAS
El autómata celular diseñado por V a r e l a y sus colegas fue u n o de los p r i m e r o s ejemplos de c ó m o se pueden s i m u l a r las redes autoorganizadoras de los sistemas vivos. En los últimos veinte años h a n s i d o estudiadas m u c h a s otras s i m u l a c i o n e s , q u e d a n d o demostrado que estos modelos matemáticos pueden generar espontáneamente patrones complejos y altamente ordenados, exhibiendo algunos importantes p r i n c i p i o s de orden presentes en los sistemas vivos.
[fiado un espacio permeable a los elementos de substrato pero no al catalizador. C u a n d o se produce esta s i t u a c i ó n , la c a d e n a cer r a d a puede estabilizarse y convertirse en el l í m i t e de u n a red a u topoiésica. En r e a l i d a d , es lo que ha sucedido en la secuencia concreta mostrada. L o s siguientes pasos en la s i m u l a c i ó n demostraron c ó m o ocasionalmente algunos vínculos del l í m i t e se desintegraban para ser reemplazados por nuevos v í n c u l o s producidos dentro del l í m i t e , en presencia del catalizador. A largo plazo, la c a d e n a continuó cerrando un espacio p a r a el catalizador, mientras que sus v í n c u l o s continuaban desintegrándose y siendo reemplazados. De este modo, la c a d e n a en s í m i l de m e m b r a n a se convertía en el l í m i t e de u n a red de transformaciones, al m i s m o tiempo que participaba activamente en esta red de procesos. En otras palabras, se h a b í a s i m u l a d o u n a red autopoiesica. El hecho de que una secuencia de esta s i m u l a c i ó n genere o no un patrón autopoiesico, depende esencialmente de la probabilidad de desintegración', es decir, de la frecuencia con que los v í n c u los se desintegren. Puesto que el delicado balance entre desintegración y «reparación» se basa en el m o v i m i e n t o aleatorio de los elementos de substrato a través de la m e m b r a n a , en la prod u c c i ó n aleatoria de nuevos v í n c u l o s y en el desplazamiento aleatorio de estos v í n c u l o s al lugar de la reparación, la m e m b r a n a sólo permanecerá estable si todos estos procesos pueden ser c o m pletados antes de que o c u r r a n otras desintegraciones. L o s auto210
E s t o s estudios se intensificaron c u a n d o se constató que las técnicas a c a b a d a s de desarrollar por la teoría de los sistemas dinámicos -atractores, retratos fase, d i a g r a m a s de bifurcaciones, etc.- podían ser utilizadas c o m o instrumentos eficientes en el a n á l i s i s de modelos matemáticos de redes. E q u i p a d o s con estas nuevas técnicas, los científicos estudiaron de nuevo las redes binarias desarrolladas en los años cuarenta y descubrieron que, a u n no siendo redes autopoiésicas, su a n á l i s i s c o n d u c í a a sorprendentes revelaciones sobre los patrones en red de los sistemas vivos. G r a n parte de este trabajo ha sido desarrollado por el biólogo evolucionista S t u a r l K a u f f m a n y sus colegas del Instituto de S a n t a Fe en Nuevo México. 1 4 D a d o q u e el estudio de los sistemas complejos c o n la a y u d a de atractores y retratos fase está í n t i m a m e n t e ligado al desarrollo de la teoría del caos, era natural que K a u f f m a n y sus colegas se preguntasen c u á l era el papel del caos en los sistemas vivos. E s t a m o s a ú n lejos de poder responder a esta pregunta, pero el trabajo de K a u f f m a n ha aportado algunas ideas estimulantes. P a r a comprenderlas, debemos observar con m a y o r atención las redes b i n a r i a s . U n a red b i n a r i a consiste en nodos susceptibles de dos valores distintos, convencionalmente etiquetados como sí y NO.* Se trata pues de un modelo m á s restrictivo que el autómata celular, c u y a s células pueden tener m á s de dos valores. Por otro lado, los nodos de u n a red b i n a r i a no precisan estar dispuestos en u n a c u a d r í c u la regular y permiten interconexiones m á s complejas. * En esl original, o.v y OFF. (N. del T.)
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L a s redes b i n a r i a s se d e n o m i n a n también «redes booleanas» en h o n o r del matemático inglés George Boole, quien utilizó operaciones b i n a r i a s («si-no») a m e d i a d o s del siglo xix, p a r a desarrollar u n a lógica s i m b ó l i c a c o n o c i d a c o m o el álgebra booleana. La figura 9-2 m u e s t r a u n a red b i n a r i a o booleana s i m p l e con seis nodos, c a d a u n o conectado con tres vecinos, con tres nodos en p o s i c i ó n sí (dibudjados en color negro) y cuatro en NO (dibujados en blanco). Al i g u a l que en el autómata celular, el patrón de nodos S Í - N O de u n a red b i n a r i a c a m b i a con pasos discretos. Los nodos se acoplan unos con otros de tal modo que el valor de c a d a nodo es determinado por los valores previos de sus vecinos, según a l g u n a «regla de conexión». Por ejemplo, p a r a la red representada en la figura 9-2 podemos escoger la siguiente regla: un nodo estará en sí en el siguiente paso c u a n d o al menos dos de sus vecinos estén en sí en este paso, estando en NO en c u a l q u i e r otro caso. La figura 9-3 muestra tres secuencias generadas por esta regla. V e m o s c ó m o la s e c u e n c i a A a l c a n z a un patrón estable con todos los nodos en sí después de dos pasos; la secuencia B da un paso y luego e m p i e z a a oscilar entre dos patrones c o m p l e m e n t a rios, mientras que la secuencia C es estable desde el p r i n c i p i o , reproduciéndose a cada paso. P a r a a n a l i z a r matemáticamente secuencias c o m o éstas, c a d a patrón o estado de la red es definido por seis variables b i n a r i a s ( S Í - N O ) . A cada paso, el sistema va de un estado definido a un estado sucesor específico, completamente determinado por la regla de conexión. C o m o en los sistemas descritos por ecuaciones diferenciales, c a d a estado puede ser representado por un punto de un espacio fase hexa-dimensional. 1 5 A m e d i d a que la red c a m b i a paso a paso de un estado al siguiente, la sucesión de estados traza u n a trayectoria en d i c h o espacio fase. E n t r a entonces en juego el concepto de atractor p a r a clasificar las trayectorias de diferentes secuenc i a s . Así en nuestro ejemplo, la trayectoria A, que se mueve h a c i a un estado estable, se asocia con un atractor p u n t u a l , mientras que la oscilante trayectoria I* corresponde a un atractor periódico. K a u f f m a n y sus colegas u t i l i z a r o n estas redes b i n a r i a s p a r a representar sistemas enormemente complejos: redes q u í m i c a s y biológioas conteniendo miles de variables acopladas, que j a m á s podrían ser descritas por ecuaciones diferenciales. 1 6 C o m o en nuestro sencillo ejemplo, la sucesión de estados en estos sistemas complejos se a s o c i a a u n a trayectoria en estado fase. Puesto que el n ú m e r o de estados posibles en toda red b i n a r i a es finito ( a u n 212
Figura 9-2 U n a red b i n a r i a simple.
que pueda ser extremadamente elevado), el sistema debe retornar eventualmente a un estado que ya ha encontrado previamente. C u a n d o esto ocurre, el sistema repetirá todo el proceso, dado que su comportamiento está completamente determinado. C o n secuentemente, p a s a r á repetidamente por el m i s m o c i c l o de estados. E s t o s ciclos de estados son los atractores periódicos (o c í c l i cos) d e l a red b i n a r i a . T o d a red b i n a r i a tendrá c o m o m í n i m o u n atractor periódico, p u d i c n d o tener m á s de uno. P o r sí m i s m o , el sistema se i n s t a l a r á en uno de dichos atractores y permanecerá en él. Los atractores periódicos, c a d a uno embebido en su cuenca d e a t r a c c i ó n , constituyen l a característica m a t e m á t i c a m á s i m portante de las redes b i n a r i a s . La investigación exhaustiva ha demostrado que u n a g r a n variedad de sistemas vivos - i n c l u y e n d o redes genéticas, sistemas i n m u n o l ó g i c o s , redes neuronales, sistem a s de órganos y e c o s i s t e m a s - pueden ser representados por redes b i n a r i a s c o m p r e n d i e n d o v a r i o s atractores alternativos. 1 7 Los distintos ciclos de estados en u n a red b i n a r i a , pueden diferir a m p l i a m e n t e en longitud. En algunas redes pueden llegar a ser extraordinariamente largos, a u m e n t a n d o exponencialmente a m e d i d a que se incrementa el n ú m e r o de nodos. K a u f f m a n ha definido c o m o «caóticos» a los atractores de estos ciclos enormemente largos - q u e comprenden millones y millones de estados d i ferentes-, ya que su longitud, a efectos prácticos, es infinita. El a n á l i s i s detallado de redes b i n a r i a s grandes en términos de sus atractores c o n f i r m ó lo que los cibernéticos ya h a b í a n descubierto en los años cuarenta. Si bien algunas redes son caóticas, c o m p r e n d i e n d o secuencias aparentemente aleatorias y atracto213
ternativamente, el orden puede también emerger a mayores valores de K, a c o n d i c i ó n de que las reglas de conexión sean «obviad a s » : por ejemplo, si h a y m á s p o s i b i l i d a d e s p a r a sí que p a r a N O . E s t u d i o s detallados sobre l a t r a n s i c i ó n del caos a l orden h a n demostrado que l a s redes b i n a r i a s desarrollan un «núcleo congelado» de elementos a m e d i d a que el valor de K se acerca a 2. E s t o s núcleos son nodos que m a n t i e n e n la m i s m a c o n f i g u r a c i ó n , en sí o en NO, mientras el sistema recorre su c i c l o de estados. A m e d i d a que K se a p r o x i m a todavía m á s a 2, el núcleo congelado crea « m u r o s de constancia» que crecen a través de todo el sistema, c o m p a r t i m e n t a n d o la red en islas separadas de elementos c a m biantes. E s t a s i s l a s están fúncionalmente a i s l a d a s y los c a m b i o s de comportamiento en u n a i s l a no pueden p a s a r a través del n ú cleo congelado a otras i s l a s . Si K d i s m i n u y e a ú n m á s , las i s l a s se congelan a su vez, el atractor periódico se convierte en un atractor p u n t u a l y toda la red a l c a n z a un patrón estable y congelado.
Figura 9-3 Tres secuencias de estados en u n a red binaria.
res infinitamente largos, otras generan pequeños atractores correspondientes a patrones de orden elevado. De este m o d o , el estudio de las redes b i n a r i a s proporciona u n a perspectiva m á s del fenómeno de la autoorganización. Redes que c o o r d i n a n las actividades m u t u a s de miles de elementos, pueden exhibir d i n á m i c a s altamente ordenadas.
A L B O R D E D E L CAOS
P a r a investigar la relación exacta entre orden y caos en estos modelos, K a u f f m a n e x a m i n ó m u c h a s redes b i n a r i a s complejas y u n a variedad de reglas de conexión, incluyendo redes en las que el número de «entradas» o vínculos es diferente p a r a distintos nodos. Descubrió que el comportamiento de estas complejas redes puede ser resumido en términos de dos parámetros: N, el n ú m e r o de nodos de la red, y K, el n ú m e r o medio de v í n c u l o s en c a d a nodo. P a r a valores de K por e n c i m a de 2 - e s decir, p a r a multiplicar redes interconectadas- el comportamiento es caótico, pero a m e d i d a que K d i s m i n u y e y se a p r o x i m a a 2, el orden c r i s t a l i z a . A l 214
Así, las redes b i n a r i a s complejas exhiben tres grandes regímenes de comportamiento: un régimen ordenado con componentes congelados, un régimen caótico s i n componentes congelados y u n a región limítrofe entre orden y caos donde los componentes congelados empiezan a «fundirse». La hipótesis central de Kauffm a n es que los sistemas vivos existen en esta región limítrofe cerca del «borde del caos». A r g u m e n t a que en las profundidades del régimen ordenado, las islas de actividad serían d e m a s i a d o pequeñas y estarían d e m a s i a d o a i s l a d a s p a r a que el comportamiento complejo p u d i e r a propagarse por el sistema. Dentro del régimen caótico, por otro lado, el sistema sería demasiado sensible a las pequeñas perturbaciones p a r a mantener su o r g a n i z a c i ó n . Así, la selección natural parece p r o p i c i a r y mantener a los sistemas v i vos «al borde del caos», por ser éstos m á s capaces de coordinar un comportamiento complejo y flexible y estar mejor dispuestos p a r a adaptarse y evolucionar. P a r a p o n e r a p r u e b a su hipótesis, K a u f l m a n aplicó su modelo a l a s redes genéticas de o r g a n i s m o s vivos y pudo extraer del exper i m e n t o v a r i a s sorprendentes predicciones, bastante ajustadas. 1 8 L o s grandes logros de la biología molecular, descritos a m e n u d o c o m o «el descifrado del código genético», nos hicieron pensar en l a s hebras de genes del A D N c o m o algún tipo de ordenador bioq u í m i c o ejecutando un « p r o g r a m a genético». No obstante, investigaciones recientes h a n demostrado con creciente firmeza que esta c r e e n c i a es bastante inexacta. De hecho, resulta tan inadec u a d a c o m o la metáfora del cerebro c o m o un ordenador proce215
sando i n f o r m a c i ó n . 1 9 la serie completa de genes de un o r g a n i s m o - e l l l a m a d o g e n o m a - f o r m a u n a vasta red interconectada, r i c a e n bucles de retroalimentación, en la que los genes directa e indirectamente regulan m u t u a m e n t e sus actividades. E n palabras d e F r a n c i s c o Varela: « E l genoma no es u n a disposición lineal de genes independientes (manifestados en rasgos), sino u n a red altamente entrelazada de múltiples efectos recíprocos mediatizados por represores y derrepresores, exones e intrones, genes móviles, e i n c l u s o proteínas estructurales.» 2 0 C u a n d o Stuart K a u l f m a n empezó a estudiar esla compleja red genética, comprobó que cada gen de la red es regulado directamente sólo por otros pocos genes. A d e m á s , se sabe desde los años sesenta que la actividad de los genes, c o m o la de las neuronas, puede representarse en términos de valores binarios SÍ-NO. Por lo tanto - s e d i j o K a u f f m a n - , las redes b i n a r i a s deberían ser representaciones apropiadas para los genomas. Efectivamente, así fue. Un genoma puede pues ser representado por u n a red b i n a r i a «al borde del caos», es decir, una red con un núcleo congelado e islas separadas de nodos cambiantes. T e n d r á un n ú m e r o relativamente reducido de ciclos de estados, representados en espacio fase por atractores periódicos embebidos en cuencas de atracción separadas. Semejante sistema puede sufrir dos tipos de perturbación. U n a perturbación « m í n i m a » es un c a m b i o accidental temporal de un elemento b i n a r i o en su estado opuesto. Se da el hecho de que c a d a c i c l o de estados del modelo es notablemente estable bajo estas perturbaciones m í n i m a s . Los c a m b i o s desencadenados por la perturbación q u e d a n confinados en u n a determ i n a d a isla de actividad, y t r a n s c u r r i d o un tiempo, la red retorna típicamente al ciclo de estados o r i g i n a l . En otras palabras, el modelo exhibe la propiedad de homeostasis, característica en lodos los sistemas vivos. La otra clase de perturbaciones es un c a m b i o estructural permanente en la red - p o r ejemplo, un c a m b i o en el patrón de conexiones o en la regla de c o n e x i ó n - , que corresponde a u n a mutación en el sistema genético. La m a y o r í a de estas perturbaciones modifican a s i m i s m o el comportamiento de las redes al borde del caos solo ligeramente. Algunas, no obstante, pueden e m p u j a r su trayectoria a una cuenca de atracción distinta, lo que d a r á lugar a un nuevo ciclo de estados y consecuentemente a un nuevo patrón recurrente de comportamiento. K a u f f m a n ve esto c o m o un modelo plausible para la adaptación evolutiva: 216
Las redes en la frontera entre orden y caos pueden tener la flexibilidad necesaria para adaptarse rápida y exitosamente mediante la acumulación de variaciones útiles. En semejantes sistemas equilibrados, la mayoría de las mutaciones tienen pequeñas consecuencias debido a la naturaleza homeostásica del sistema. Algunas mutaciones, sin embargo, causan mayores cascadas de cambio. Los sistemas en equilibrio se adaptarán entonces típicamente de forma gradual al medio en cambio, pero si fuese necesario, ocasionalmente pueden cambiar de forma rápida. 2 1 Otra serie de impresionantes características aclaratorias del modelo de K a u f f m a n concierne a los fenómenos de diferenciac i ó n celular en el desarrollo de o r g a n i s m o s vivos. Es bien conocido que todos los tipos de células de un o r g a n i s m o , a pesar de sus muy diversas formas y funciones, contienen básicamente l a s m i s m a s instrucciones genéticas. L o s biólogos del desarrollo h a n ded u c i d o de este hecho que los tipos de células difieren entre sí no porque contengan diferentes genes, sino porque los genes que están activos en ellas difieren. En otras palabras, la estructura de u n a red genética es la m i s m a p a r a todas las células, pero los p a trones de actividad genética son distintos, y puesto que diferentes patrones de actividad genética corresponden a ciclos de estados distintos en la red b i n a r i a , K a u f f m a n sugiere que los diversos tipos de c é l u l a s pueden corresponder a diferentes ciclos de estados y, consecuentemente, a atractores distintos. E s t e «modelo atractor» de diferenciación celular conduce a v a r i a s p r e d i c c i o n e s interesantes. 2 2 C a d a c é l u l a del cuerpo h u m a no contiene alrededor de 100.000 genes. En u n a red b i n a r i a de semejante tamaño, el n ú m e r o de posibilidades de diferentes patrones de expresión genética es astronómico. No obstante, el n ú m e r o de atractores de d i c h a red al borde del caos es a p r o x i m a damente la r a í z c u a d r a d a del n ú m e r o de sus elementos, con lo que una red de 100.000 genes se expresaría con unos 3 1 7 tipos de células. E s t e n ú m e r o , deducido de características m u y generales del modelo de K a u l f m a n , se a p r o x i m a notablemente a los 2 5 4 tipos distintos de células identificados en el ser h u m a n o . K a u f f m a n ha probado también su modelo atractor con pred i c c i o n e s p a r a el n ú m e r o de tipos de células de varias otras especies, y ha encontrado que t a m b i é n en éstas parece estar relacionado con el n ú m e r o de genes. La figura 9-4 muestra sus resultados p a r a varias especies. 2 3 El n ú m e r o de tipos de células y 217
rrir a lo largo de sucesivos c a m i n o s cruzados. De hecho, es b i e n conocido por los biólogos que, durante c a s i seiscientos m i l l o n e s de años, toda la d i f e r e n c i a c i ó n celular en los o r g a n i s m o s multicelulares se ha organizado sobre este patrón.
V I D A E N S U FORMA MÍNIMA
A d e m á s de desarrollar s i m u l a c i o n e s por ordenador de v a r i a s redes autoorganizadoras -tanto autopoiésicas c o m o no autopoiés i c a s - , los biólogos y los q u í m i c o s han conseguido recientemente sintetizar sistemas q u í m i c o s autopoiésicos en laboratorio. E s t a posibilidad fue sugerida en el terreno teórico por F r a n c i s c o V a r e la y P i e r L u i g i L u i s i en 1989 y posteriormente r e a l i z a d a en dos experimentos por L u i s i y sus colegas de la U n i v e r s i d a d Politécnica de S u i z a ( E T H ) en Z u r i c h . 2 4 E s t o s nuevos avances conceptuales y experimentales h a n acentuado notablemente la d i s c u s i ó n sobre qué constituye v i d a en su forma m í n i m a .
el n ú m e r o de atractores de las correspondientes redes b i n a r i a s ascienden c a s i en paralelo con el n ú m e r o de genes. Otras dos predicciones del modelo atractor de K a u f f m a n c o n c i e r n e n a la estabilidad de los tipos de células. Puesto que el n ú cleo congelado de la red b i n a r i a es prácticamente igual p a r a todos los atractores, todos los tipos de células de un o r g a n i s m o deberían expresar aproximadamente la m i s m a serie de genes, difiriendo únicamente por la expresión de un pequeño porcentaje de éstos. É s t e es electivamente el caso en todos los organismos vivos. El modelo atractor sugiere también que en el proceso de desarrollo son creados nuevos tipos de célula al e m p u j a r al sistema de u n a c u e n c a de atracción a otra. Puesto que c a d a cuenca de atracc i ó n tiene sólo u n a s pocas cuencas adyacentes, c u a l q u i e r tipo ú n i c o de célula se diferenciará siguiendo c a m i n o s h a c i a sus v e c i nos inmediatos, de éstos a otros vecinos adicionales y así sucesivamente, hasta que todo el c o n j u n t o de tipos celulares h a y a s i d o creado. E n otras palabras, l a diferenciación celular debería o c u 218
L a autopoiesis, c o m o hemos visto, e s d e f i n i d a c o m o u n p a trón en red en el que la función de c a d a componente es particip a r en la p r o d u c c i ó n o transformación de otros componentes. El biólogo y filósofo G a i l F l e i s c h a k e r ha r e s u m i d o las propiedades de u n a red autopoiésica basándose en tres criterios: el sistema debe ser autolimitado. autogenerador y autoperpetuante. 2 ' 5 S e r autolimitado s i g n i f i c a que la extensión del sistema queda del i m i t a d a por un perímetro que es parte integrante de la red. S e r autogenerador quiere decir que todos los componentes, i n c l u y e n d o los del perímetro, son fruto de procesos de la red. S e r autoperpetuante s i g n i f i c a que los procesos de p r o d u c c i ó n p e r d u r a n en el tiempo, de m o d o que todos los componentes son c o n t i n u a mente reemplazados por los procesos de transformación del sistema. Si bien la c é l u l a bacterial es el sistema autopoiésico m á s s i m ple h a l l a d o en la naturaleza, los recientes experimentos de la E T H demuestran que s e pueden p r o d u c i r e n laboratorio estructuras q u í m i c a s que satisfagan los criterios de o r g a n i z a c i ó n autopoiésica. La p r i m e r a de estas estructuras, sugerida por Varela y L u i s i en su trabajo teórico, es conocida por los q u í m i c o s c o m o «micela».'- E s básicamente u n a gota d e agua rodeada por u n a '•'•' Nombre con que se designa cada uno de los agregados moleculares constitutivos de la fase dispersa de un sistema coloidal. (N. del T.)
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f i n a capa de m o l é c u l a s en f o r m a de r e n a c u a j o , con «cabezas» que atraen el agua y «colas» que la repelen (ver figura 9-5). B a j o c i r c u n s t a n c i a s especiales, u n a gota así puede albergar reacciones q u í m i c a s y p r o d u c i r ciertos componentes que se organ i z a r á n c o m o verdaderas m o l é c u l a s perimetrales que construir á n la estructura y proveerán las condiciones p a r a que puedan producirse l a s reacciones. De este modo, se crea un s i m p l e sistema autopoiésico. Al igual que en la s i m u l a c i ó n por ordenador de Varela, las reacciones están encerradas por un perímetro formado con los propios productos de estas reacciones. T r a s este p r i m e r ejemplo de q u í m i c a autopoiésica, los investigadores de la E T H consiguieron crear otro tipo de estructura quím i c a a ú n m á s relevante p a r a los procesos celulares, ya que sus ingredientes principales - l l a m a d o s ácidos g r a s o s - son considerados c o m o la m a t e r i a p r i m a p a r a las primitivas paredes celulares. Los experimentos consistieron en p r o d u c i r gotas esféricas de a g u a rodeadas por cáscaras de d i c h a s materias grasas, que poseen la típica estructura semipermeable de las m e m b r a n a s biológicas (pero s i n sus componentes proteicos) y generar bucles catalíticos que den lugar a un sistema autopoiésico. L o s investigadores que desarrollaron estos experimentos especulaban con la posibilidad de que esta clase de sistemas p o d r í a n haber sido las p r i m e r a s estructuras q u í m i c a s cerradas autorreproductoras, anteriores a la evolución de la célula bacterial. De ser esto cierto, s i g n i f i c a r í a que los científicos h a b r í a n sido capaces de recrear las p r i m e r a s form a s m í n i m a s de v i d a .
Figura 9-5 Forma básica de una gota «Micela».
nomas pero í n t i m a m e n t e v i n c u l a d a s ; las poblaciones son redes de organismos autónomos pertenecientes a especies ú n i c a s y los ecosistemas son redes de o r g a n i s m o s , tanto m o n o c o m o multicelulares, pertenecientes a diferentes especies. Lo que tienen todos estos sistemas en c o m ú n es que sus c o m ponentes vivos son siempre células; por tanto, podemos a f i r m a r s i n d u d a a l g u n a que todos los sistemas vivos son, en ú l t i m a instancia, autopoiésicos. No obstante, resulta interesante plantearse si estos sistemas mayores formados por células a u l o p o i é s i c a s - o r g a n i s m o s , sociedades y e c o s i s t e m a s - son en sí m i s m o s redes aulopoiésicas. En su l i b r o El Árbol del Conocimiento, M a t u r a n a y Varela argumentan que nuestro conocimiento actual sobre los detalles de los c a m i n o s metabólicos en organismos y ecosistemas no es suficiente p a r a ofrecer u n a respuesta c l a r a y, en consecuencia, dejan abierta la cuestión:
ORGANISMOS Y SOCIEDADES
La m a y o r í a de las investigaciones en la Leoría de la autopoies i s , se ha ocupado hasta el momento de sistemas autopoiésicos m í n i m o s : células s i m p l e s , s i m u l a c i o n e s por ordenador y las recientemente descubiertas estructuras q u í m i c a s aulopoiésicas. Se ha realizado m u c h í s i m o menos trabajo en el estudio de la autopoiesis de organismos multicelulares, ecosistemas y sistemas sociales. L a s ideas actuales sobre los patrones en red de estos sistem a s vivos son a ú n bastante especulativas. 2 6 Todos los sistemas vivos son redes de componentes m á s pequeños; la t r a m a de la v i d a c o m o un todo es u n a estructura multinivel de sistemas vivos que a n i d a n en el interior de otros: redes dentro de redes. Los organismos son agregados de células autó220
Lo que podemos decir es que [los sistemas multicelulares] disponen de clausura operacional en su organización: su identidad está especilicada por una red de procesos dinámicos cuyos R e c t o s no salen de la red. Pero, en relación con la forma explícita de esta orgánización, no podemos decir más.2"7 L o s autores continúan señalando que los tres tipos de sistem a s vivos multicelulares - o r g a n i s m o s , sociedades y e c o s i s t e m a s difieren a m p l i a m e n t e en los grados de a u t o n o m í a de sus componentes. E n los o r g a n i s m o s , los componentes celulares tienen u n grado anirnal de existencia independiente, mientras que los m i e m b r o s de las sociedades h u m a n a s , seres h u m a n o s i n d i v i d u a les, tienen un grado m á x i m o de a u t o n o m í a , disfrutando de múlti221
pies d i m e n s i o n e s de existencia independiente. L a s sociedades a n i m a l e s y los ecosistemas o c u p a n espacios diversos entre estos dos extremos. L a s sociedades h u m a n a s constituyen u n caso especial debido al papel c r u c i a l que j u e g a en ellas el lenguaje, que M a t u r a n a ha identificado c o m o el fenómeno crítico en el desarrollo de la consc i e n c i a y la c u l t u r a h u m a n a s . 2 8 Mientras que la cohesión de los insectos sociales se b a s a en el i n t e r c a m b i o de compuestos q u í m i cos entre sus i n d i v i d u o s , la u n i d a d de las sociedades h u m a n a s se basa en el intercambio de lenguaje. Los componentes de un o r g a n i s m o existen p a r a el funcionamiento de éste, pero los sistemas sociales h u m a n o s existen también para sus componentes, los seres h u m a n o s individuales. Así, en palabras de M a t u r a n a y Varela: El organismo restringe la creatividad individual de sus unidades componentes, ya que éstas existen para el organismo. El sistema social humano amplifica la creatividad individual de sus componentes, puesto que existe para estos componentes.29 L o s o r g a n i s m o s y las sociedades h u m a n a s son por tanto tipos muy distintos de sistemas vivos. L o s regímenes políticos totalitarios h a n restringido a m e n u d o severamente la a u t o n o m í a de sus m i e m b r o s , y al hacerlo, los h a n despersonalizado y d e s h u m a n i zado. Así pues, las sociedades fascistas funcionan m á s c o m o org a n i s m o s y no es por c a s u a l i d a d que los dictadores h a y a n gustado a m e n u d o de utilizar la metáfora de la sociedad c o m o un o r g a n i s m o vivo.
A U T O P O I E S I S EN EL DOMINIO SOCIAL
La cuestión de si los sistemas sociales pueden o no ser c o n s i derados autopoiésicos ha sido d i s c u t i d a extensamente y diferentes autores h a n propuesto diferentes respuestas. 3 0 E l p r o b l e m a central es que la autopoiesis ha sido definida precisamente sólo p a r a sistemas en espacio físico y s i m u l a c i o n e s informáticas en espacio matemático. D e b i d o al « m u n d o interior» de conceptos, ideas y símbolos que surge con el pensamiento, la c o n s c i e n c i a y el lenguaje, los sistemas sociales h u m a n o s no existen ú n i c a mente en el d o m i n i o físico, sino también en el s i m b ó l i c o s o c i a l .
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Así, una f a m i l i a h u m a n a puede ser descrita c o m o un sistema biológico definido por ciertas relaciones s a n g u í n e a s , pero t a m bién c o m o un «sistema conceptual» definido por ciertos papeles y relaciones que pueden c o i n c i d i r o no con las relaciones de s a n g u i n e i d a d entre sus m i e m b r o s . E s t o s roles dependen de la c o n vención social y pueden v a r i a r substancialmente en distintos períodos de tiempo y en diferentes culturas. Por ejemplo, en la c u l t u r a occidental contemporánea, el papel de «padre» puede ser desempeñado por el padre biológico, un padre adoptivo, un suegro, un tío o un h e r m a n o mayor. En otras p a l a b r a s , estos papeles no son características objetivas del sistema familiar, s i n o que son construcciones sociales flexibles y continuamente renegociables. 31 Mientras que el comportamiento en el terreno físico está gobernado por c a u s a y electo - l a s l l a m a d a s «leyes de la naturalez a » - , en el terreno social se rige por n o r m a s generadas por el s i s tema social y frecuentemente codificadas en forma de leyes. La diferencia c r u c i a l estriba en que las reglas sociales pueden r o m perse, pero las naturales no. L o s seres h u m a n o s pueden escoger entre obedecer u n a regla social o no; las moléculas no pueden escoger si deben o no interactuar. 3 2 D a d a la existencia s i m u l t á n e a de los sistemas sociales en los dos d o m i n i o s - e l físico y el s o c i a l - , ¿tiene algún significado a p l i carles el concepto de autopoiesis?, y si lo tiene, ¿ e n qué d o m i n i o debe ser a p l i c a d o ? T r a s dejar esta cuestión abierta en su libro, M a t u r a n a y V a r e la h a n expresado por separado puntos de vista ligeramente d i s tintos. M a t u r a n a no ve los sistemas sociales c o m o autopoiésicos, sino más bien c o m o el medio en el que los h u m a n o s realizan su autopoiesis b i o l ó g i c a a través del « l e n g u a j e o » . * 3 3 Varela argumenta que el concepto de red de producción de procesos, que está en el corazón m i s m o de la definición de autopoiesis, puede no ser de a p l i c a c i ó n más allá del d o m i n i o físico, pero que un concepto m á s a m p l i o de « c l a u s u r a organizativa» puede ser definido p a r a los sistemas sociales. E s t e concepto m á s a m p l i o es s i m i l a r al de autopoiesis pero no especifica procesos de producción. 3 4 La autopoiesis, según Varela, puede ser contemplada c o m o un caso especial de c l a u s u r a organizativa, manifestado a nivel celular en ciertos sistemas q u í m i c o s . Otros autores h a n a f i r m a d o que u n a red autopoiésica puede * En el o r i g i n a l , languaging>. (N. del T.)
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ser definida si la descripción de los sistemas sociales h u m a n o s permanece estrictamente dentro del d o m i n i o s o c i a l . E s t a escuela de pensamiento Fue encabezada en A l e m a n i a por el sociólogo N i c k l a s L u h m a n n , quien ha desarrollado el concepto de autopoiesis e n considerable detalle. E l argumento central d e L u h m a n n consiste en identificar los procesos sociales de la red autopoiésica c o m o procesos de c o m u n i c a c i ó n : Los sistemas sociales usan la comunicación como su modo particular de reproducción autopoiésica. Sus elementos son comunicaciones que son... producidas y reproducidas por una red de comunicaciones y que no pueden existir lucra de dicha red. 35 Un sistema f a m i l i a r , por e j e m p l o , puede ser d e f i n i d o c o m o u n a red de c o n v e r s a c i o n e s que exhibe c i r c u l a r i d a d e s i n h e r e n tes. L o s resultados de l a s c o n v e r s a c i o n e s d a n l u g a r a otras c o n v e r s a c i o n e s , de m o d o que se constituyen los bucles de retroalim e n t a c i ó n a u t o a m p l i f i c a d o r a . La c l a u s u r a de la red consiste en un sistema c o m p a r t i d o de c r e e n c i a s , e x p l i c a c i o n e s y valores - u n contexto de s i g n i f i c a d o , que es constantemente mantenido mediante m á s conversaciones. L o s actos comunicativos de la red de conversaciones i n c l u y e n la «autoproducción» de los papeles por los que son definidos los distintos m i e m b r o s y del sistema de límite de la f a m i l i a . Puesto que todos estos procesos tienen lugar en el d o m i n i o s i m b ó l i c o soc i a l , el perímetro no puede ser físico. Es un recinto de expectativas c o n f i d e n c i a l i d a d , lealtad, etc. T a n t o los papeles f a m i l i a r e s c o m o su perímetro son continuamente mantenidos y renegociados por la red autopoiésica de las conversaciones.
E L SISTEMA GAIA
Mientras el debate sobre la autopoiesis en los sistemas s o c i a les ha sido m u y vivo en los ú l t i m o s años, resulta sorprendente el silencio casi total sobre la cuestión de la autopoiesis en los ecosistemas. Podemos estar de acuerdo con M a t u r a n a y Varela en que l o s múltiples c a m i n o s y procesos de los ecosistemas no s o n a ú n lo suficientemente conocidos c o m o para poder decidir si tales redes pueden o no ser consideradas autopoiésicas. No obstante, resultaría sin d u d a tan interesante i n i c i a r las discusiones 224
sobre autopoiesis con los ecólogos, c o m o lo ha sido con los c i e n tíficos sociales. P a r a empezar, podemos decir que u n a de las funciones de todos los componentes de u n a c a d e n a trófica es la transformac i ó n de otros componentes de la m i s m a red. C u a n d o las plantas absorben materia i n o r g á n i c a del m e d i o p a r a p r o d u c i r compuestos orgánicos y éstos c i r c u l a n a través del ecosistema p a r a servir de alimento de los procesos de p r o d u c c i ó n de estructuras m á s complejas, toda la red se regula a través de m ú l t i p l e s bucles de retroalimentación. 3 6 C o n t i n u a m e n t e m u e r e n componentes i n d i viduales de la red a l i m e n t a r i a , que son descompuestos y r e e m plazados por los propios procesos de transformación de la red. Q u e d a por ver si todo esto es o no suficiente p a r a definir a los ecosistemas c o m o autopoiésicos y esta decisión dependerá, e n tre otras cosas, de un claro entendimiento del perímetro del s i s tema. C u a n d o d e s p l a z a m o s nuestra atención desde l o s ecosistemas al planeta c o m o un todo, nos encontramos c o n u n a red global de procesos de p r o d u c c i ó n y t r a n s f o r m a c i ó n , que ha sido descrita detalladamente e n l a teoría G a i a por James L o v e l o c k y L y n n Margulis. 3 7 E n r e a l i d a d , q u i z á s h a y a actualmente m á s e v i d e n c i a d e l a naturaleza autopoiésica del sistema G a i a , que de la de los ecosistemas. El sistema planetario opera a g r a n escala f í s i c a y sobre largos períodos de tiempo. No resulta pues fácil pensar en G a i a c o m o un sistema vivo de un m o d o concreto. ¿ E s t á vivo todo el planeta o solamente algunas de sus partes? En este caso, ¿ q u é partes? P a r a facilitar l a c o m p r e n s i ó n d e G a i a c o m o u n sistema vivo, Lovelock h a sugerido l a a n a l o g í a con u n árbol. 3 8 C u a n d o e l árbol crece, h a y sólo u n a f i n a c a p a de células vivas en su perímetro, justo debajo de la corteza. T o d a la m a d e r a de su interior - m á s de un 97 % del á r b o l - e s m a t e r i a muerta. D e f o r m a parecida, l a T i e r r a está c u bierta con u n a fina p e l í c u l a d e o r g a n i s m o s vivos - l a b i o s l e r a - , que p r o f u n d i z a en los océanos unos diez m i l metros y asciende otro tanto en la atmósfera. A s í pues, la parte viva de G a i a no es m á s que u n a delgada capa que rodea el globo. Si representásem o s el planeta por u n a esfera del tamaño de u n a pelota de baloncesto, el grueso de la biosfera e q u i v a l d r í a al de ¡la p i n t u r a ! Al i g u a l q u e la corteza del á r b o l protege su f i n a c a p a de tejido vivo, la v i d a sobre la T i e r r a está rodeada por la capa protectora de la atmósfera, que nos resguarda de la r a d i a c i ó n ultravioleta y de otras i n f l u e n c i a s perjudiciales, manteniendo al m i s m o tiempo la 225
temperatura del planeta en el punto justo necesario p a r a el florec i m i e n t o de la v i d a . Ni la atmósfera sobre nuestras cabezas, ni las rocas b a j o nuestros pies, están vivas, pero a m b a s h a n sido considerablemente moldeadas y transformadas por los organismos v i vos, exactamente igual que la corteza y la m a d e r a del árbol de nuestro ejemplo. T a n t o el espacio exterior c o m o el interior de la T i e r r a son parte del medio de G a i a . P a r a a n a l i z a r si podemos electivamente describir el sistema de G a i a c o m o u n a red autopoiésica, aplicaremos los tres criterios propuestos por G a i l Fleischaker. 3 1 ' G a i a está s i n d u d a a u t o l i m i t a da, al menos hasta donde concierne a la atmósfera, su perímetro exterior. Según la teoría G a i a , la atmósfera de la T i e r r a está cread a , transformada y mantenida por los procesos metabólicos de la biosfera. Las bacterias juegan un papel c r u c i a l en d i c h o s procesos, influyendo en la proporción de reacciones q u í m i c a s y a c tuando así c o m o el equivalente de las e n z i m a s en u n a célula. 4 0 La atmósfera es semipermeable - a l igual que la m e m b r a n a de u n a c é l u l a - y forma parte de la red planetaria. P o r ejemplo, creó el invernadero protector en el que la v i d a temprana pudo desplegarse hace tres m i l millones de años, i n c l u so bajo un sol un 25 % menos l u m i n o s o que el actual. 4 1 E l sistema G a i a e s también claramente autogenerador. E l metabolismo planetario convierte substancias i n o r g á n i c a s en orgán i c a s y en m a t e r i a viva, restituyéndolas después al suelo, a los océanos y al aire. T o d o s los componentes de la red de G a i a , i n cluyendo a los del perímetro atmosférico, son fruto de procesos de l a red. U n a característica clave de G a i a es el complejo entrecruzado de sistemas vivos y no vivos en u n a m i s m a red. E l l o o r i g i n a bucles de retroalimentación de escalas a m p l i a m e n t e distintas. Los ciclos de las rocas, por ejemplo, se extienden a lo largo de cientos de millones de años, mientras que los o r g a n i s m o s asociados con ellos tienen vidas m u y cortas. En la metáfora de Stephan H a r ding, ecólogo y colaborador de J a m e s Lovelock: « L o s seres vivos n a c e n de las rocas y retornan a ellas.» 4 2 F i n a l m e n t e , el sistema G a i a es evidentemente autoperpetuante. L o s componentes de los océanos, suelo y aire, así c o m o los org a n i s m o s de la biosfera, son continuamente reemplazados por los procesos planetarios de producción y transformación. A s í pues, parece que la evidencia del sistema G a i a c o m o red autopoiésica e s irrefutable. E n realidad, L y n n M a r g u l i s , coautora de la teoría G a i a , a f i r m a con seguridad: «Cabe poca d u d a de
que la pátina planetaria - i n c l u y é n d o n o s a nosotros- sea autopoiésica.» 4 3 La c o n f i a n z a de L y n n M a r g u l i s en la idea de u n a red planetaria autopoiésica se b a s a en tres décadas de trabajo de v a n g u a r d i a en m i c r o b i o l o g í a . P a r a c o m p r e n d e r la c o m p l e j i d a d , diversidad y c a p a c i d a d de o r g a n i z a c i ó n de la r e d de G a i a , resulta absolutamente indispensable u n a profunda c o m p r e n s i ó n del m i c r o c o s mos, es decir, de la naturaleza, extensión, metabolismo y evoluc i ó n de los m i c r o o r g a n i s m o s . M a r g u l i s ha sido c a p a z no sólo de c o n t r i b u i r en g r a n m e d i d a a esta comprensión en el seno de la com u n i d a d c i e n t í f i c a , sino t a m b i é n de transmitir, en colaboración con D o r i o n S a g a n , sus descubrimientos radicales al lector c o m ú n en un c l a r o y sugestivo lenguaje. 4 4 L a v i d a sobre l a T i e r r a empezó hace a p r o x i m a d a m e n t e tres m i l quinientos millones de años. D u r a n t e los p r i m e r o s dos m i l , el m u n d o vivo consistió ú n i c a m e n t e e n m i c r o o r g a n i s m o s . E n los primeros m i l millones de años de evolucionen, las bacterias - l a form a m á s b á s i c a d e v i d a - c u b r i e r o n e l planeta con u n a i n t r i n c a d a red de procesos metabólicos y empezaron a regular la temperatura y la c o m p o s i c i ó n q u í m i c a de la atmósfera, algo que fue favorable p a r a la evolución de formas superiores de vida. 4 5 L a s plantas, los a n i m a l e s y los seres h u m a n o s son los recién llegados a la T i e r r a , habiendo emergido del m i c r o c o s m o s hace menos de m i l millones de años. I n c l u s o hoy, los o r g a n i s m o s vivos visibles f u n c i o n a n sólo gracias a sus bien desarrolladas conexiones con la red de v i d a bacteriana. «Lejos de haber dejado atrás a los m i c r o o r g a n i s m o s en a l g u n a "escalera" evolutiva», escribe M a r g u l i s , «estamos rodeados y compuestos a la vez por ellos... D e b e m o s vernos a nosotros m i s m o s y a nuestro entorno c o m o un m o s a i c o evolutivo de v i d a m i c r o c ó s m i c a . » 4 6 D u r a n t e la larga historia de la evolución de la v i d a , se ha extinguido m á s del 99 % de todas las especies que h a n existido, pero la red bacteriana ha sobrevivido, perseverando en su regulac i ó n de las condiciones aptas p a r a la v i d a sobre la T i e r r a , c o m o lo h a b í a hecho a lo largo de los tres m i l millones de años precedentes. S e g ú n M a r g u l i s , el concepto de u n a red planetaria autopoiés i c a está j u s t i f i c a d o porque toda la v i d a está e m b e b i d a en u n a red b a c t e r i a n a autoorganizadora, que incluye c o m p l i c a d a s redes de sistemas sensores y de control que tan sólo empezamos a percibir. M i r í a d a s de bacterias que habitan en el suelo, las rocas y los océanos, así c o m o en el interior de todas las plantas, a n i m a l e s y seres h u m a n o s , regulan continuamente la v i d a sobre la T i e r r a : 227
226
¿
« S o n las propiedades de crecimiento, metabolismo e intercambio de gases de los microbios... que f o r m a n los complejos sistemas físicos y q u í m i c o s de retroalimentación que m o d u l a n la biosfera en la que v i v i m o s . » 4 7
las úlltimas décadas ha proporcionado u n a imagen bastante clara de las condiciones geológicas y q u í m i c a s que h i c i e r o n posible la a p a r i c i ó n de v i d a en la T i e r r a temprana. H e m o s empezado a comprender c ó m o se desarrollaron sistemas q u í m i c o s c a d a vez más complejos y c ó m o éstos constituyeron bucles catalíticos que, en su momento, evolucionaron hasta sistemas autopoiésicos. 4 9
E L UNIVERSO E N S U TOTALIDAD
Observando el universo en general y nuestra g a l a x i a en particular, los astrónomos h a n descubierto que los componentes químicos característicos encontrados en toda v i d a , están presentes en a b u n d a n c i a . P a r a que pueda emerger v i d a de estos compuestos, es preciso un delicado e q u i l i b r i o de temperaturas, presiones atmosféricas, contenido de a g u a y demás. Parece probable que, durante la l a r g a evolución de la galaxia, este equilibrio h a y a sido alcanzado en m u c h o s de los planetas de los miles de m i l l o n e s de sistemas planetarios que contiene la galaxia. I n c l u s o en nuestro sistema solar, tanto V e n u s c o m o Marte tuvieron probablemente océanos en su historia temprana, en los que p o d r í a haber emergido v i d a . 5 0 Pero V e n u s estaba d e m a s i a d o cerca del S o l p a r a un proceso evolutivo lento. S u s océanos se evaporaron y su hidrógeno fue separado de l a s m o l é c u l a s de a g u a por la potente r a d i a c i ó n ultravioleta, p a r a perderse en el espacio. No sabemos c ó m o perdió Marte su a g u a , sólo sabemos que sucedió. L o v e l o c k especula que quizás Marte tenía v i d a en sus p r i m e ras etapas y la perdió en a l g ú n suceso catastrófico, o que quizás su hidrógeno escapó m u c h o m á s d e p r i s a que el de la T i e r r a debido a su fuerza gravitatoria m u c h o menor. S e a c o m o sea, parece que la v i d a «casi» evolucionó en Marte y que, c o n toda p r o b a b i l i d a d , lo hizo y sigue floreciendo en millones de otros planetas del universo. Así, a u n q u e el concepto del u n i v e r s o c o m o un todo vivo resulte problemático dentro del marc o d e l a c i e n c i a actual, podemos a f i r m a r con seguridad que l a v i d a está presente en gran a b u n d a n c i a a través del cosmos.
Reflexionando sobre el planeta c o m o un ser vivo, u n o se ve naturalmente abocado a plantear cuestiones sobre sistemas a escalas a ú n m a y o r e s . ¿ E s e l sistema solar u n a red autopoiésica? ¿ Y l a g a l a x i a ? ¿ Y qué decir del universo c o m o u n todo? ¿ E s t á vivo e l universo? C o n t e m p l a n d o el sistema solar, podemos decir con a l g u n a seg u r i d a d que n o parece ser u n sistema vivo. E n realidad, fue l a sorprendente diferencia entre la T i e r r a y los demás planetas del s i s tema solar lo que movió a Lovelock a formular la hipótesis G a i a . E n e l ámbito d e nuestra galaxia, l a V í a Láctea, estamos m u y lejos de poseer los datos necesarios p a r a plantearnos la cuestión de si está o no v i v a , y si desplazamos nuestra atención al universo c o m o un todo, a l c a n z a m o s los límites de la conceptualización. P a r a m u c h a s personas -entre las que me i n c l u y o - resulta filosófica y espiritualmente m á s satisfactorio a s u m i r que el cosmos c o m o un todo está vivo, que pensar en la v i d a sobre la T i e r r a a i s l a d a en un universo s i n vida. Dentro del m a r c o de la c i e n c i a , s i n embargo, n o podemos - a l menos por a h o r a - hacer tales a f i r m a ciones. Si a p l i c a m o s nuestros criterios científicos p a r a la v i d a al u n i v e r s o entero, nos encontramos c o n serias dificultades conceptuales. Los sistemas vivos se definen c o m o abiertos a un (lujo constante de m a t e r i a y energía. Pero ¿ c ó m o podemos pensar en el universo, que por d e f i n i c i ó n lo i n c l u y e todo, como un sistema abierto? La cuestión no parece tener m a y o r sentido que preguntarse qué ocurrió antes del B i g B a n g . En palabras del r e n o m b r a d o astrónomo S i r B e r n a r d Lovell: Ahí alcanzamos la gran barrera del pensamiento... Me siento como si de repente hubiese entrado en un banco de niebla, en el que el mundo conocido se esfuma. 48 Algo que sí podemos decir del universo es que el potencial de v i d a existe en a b u n d a n c i a en lodo el cosmos. La investigación en 228
ACOPLAMIENTO ESTRUCTURAL
D o n d e vemos v i d a , desde las bacterias hasta los ecosistemas a gran escala, observamos redes con componentes que interactúan entre sí de tal m o d o que la red entera se autorregula y organiza. D a d o que estos componentes, a excepción de los de las redes celulares, son en sí m i s m o s sistemas vivos, u n a imagen realista de l a s redes autopoiésicas deberá i n c l u i r u n a descripción del modo 229
en que los sistemas vivos interactúan entre sí y m á s generalmente c o n s u entorno. E n r e a l i d a d , u n a d e s c r i p c i ó n e n dichos términos es parte integrante de la teoría de la autopoiesis desarrollada por M a t u r a n a y Varela. La p r i n c i p a l característica de un sistema aulopoiésico es que experimenta c a m b i o s estructurales continuos, mientras que preserva su patrón de organización en forma de red. L o s componentes de la red se producen y transforman mutuamente s i n cesar y lo hacen de dos modos distintos. Un tipo de c a m b i o s estructurales corresponde a c a m b i o s de autorrenovación. T o d o o r g a n i s m o vivo se renueva a sí m i s m o constantemente: células que se fragmentan y construyen estructuras, tejidos y ó i g a n o s que reemplazan sus células en ciclos continuos, etc. A pesar de este c a m b i o constante, el o r g a n i s m o mantiene su identidad total o patrón de organización. M u c h o s de estos c a m b i o s c í c l i c o s ocurren m u c h o m á s rápido que lo que p o d r í a m o s pensar. Nuestro páncreas, por ejemplo, ree m p l a z a la m a y o r í a de sus células c a d a veinticuatro horas, las cé- u l a s del recubrimiento de nuestro estómago se reproducen c a d a tres d í a s , las células blancas de nuestra sangre son renovadas c a d a diez d í a s y el 98 % de las proteínas de nuestro cerebro tiene u n a rotación de menos de un m e s . M á s sorprendente todavía, nuestra piel reemplaza sus células a un ritmo de ¡cien m i l células por m i n u t o ! De hecho, la m a y o r parte del polvo en nuestras casas consiste en células de piel muertas. El otro tipo de c a m b i o s estructurales en un sistema vivo son aquellos en que son creadas nuevas estructuras, nuevas conexiones e n l a red autopoiésica. E s t o s c a m b i o s del segundo tipo - m á s desarrollistas que c í c l i c o s - también tienen lugar continuamente, bien c o m o consecuencia de influencias del m e d i o , bien c o m o resultado de la d i n á m i c a interna del sistema. U n a m e m b r a n a celul a r por ejemplo, i n c o r p o r a continuamente substancias de su e n torno a los procesos metabólicos de la célula. El sistema nervioso d e u n o r g a n i s m o c a m b i a s u conectividad c o n c a d a percepción sensorial. No obstante, estos sistemas vivos son autónomos; el I
medio únicamente desencadena los c a m b i o s estructurales, no los especifica ni dirige. 5 1 El acoplamiento estructural, según definición de M a t u r a n a y Varela, establece u n a c l a r a diferencia entre los modos en que los sistemas vivos y no vivos interactúan con s u s entornos. C h u t a r u n a p i e d r a o darle u n a patada a un perro son dos cosas m u y d i s tintas, c o m o gustaba de señalar G r e g o r y Bateson. La p i e d r a reac230
cionará a la patada de acuerdo con una cadena lineal de c a u s a y efecto. E s t e c o m p o r t a m i e n t o p o d r á c a l c u l a r s e a p l i c a n d o las leyes b á s i c a s d e l a m e c á n i c a newtoniana. E l perro responderá c o n c a m bios estructurales según su p r o p i a naturaleza y patrón (no-lineal) d e o r g a n i z a c i ó n . E l c o m p o r t a m i e n t o resultante será generalmente impredecible. A m e d i d a que un o r g a n i s m o vivo responde a las influencias exteriores c o n c a m b i o s estructurales, éstos afectarán a su vez su futuro comportamiento. E n otras p a l a b r a s , u n sistema estrucluralmente acoplado, es un sistema que aprende. Mientras viva, un o r g a n i s m o se a c o p l a r á estructuralmente a su entorno. S u s continuos c a m b i o s estructurales e n respuesta a l m e d i o - y consecuentemente su c o n t i n u a adaptación, aprendizaje y d e s a r r o l l o - son las características clave del comportamiento de los seres vivos. Debido a este acoplamiento estructural, l l a m a m o s inteligente al comportamiento de un a n i m a l , pero no u t i l i z a r í a m o s este término p a r a el de u n a roca.
DESARROLLO Y EVOLUCIÓN
A m e d i d a que sigue interactuando con su entorno, un organ i s m o vivo s u f r i r á u n a serie de c a m b i o s estructurales y con el tiempo f o r m a r á su propio c a m i n o i n d i v i d u a l de acoplamiento estructural. En c u a l q u i e r punto de este c a m i n o , la estructura del o r g a n i s m o es el historial de sus c a m b i o s estructurales anteriores y, por lo tanto, de interacciones pasadas. La estructura viva es s i e m p r e un d i a r i o del desarrollo previo y la/ontogenia - e l c u r s o del desarrollo de un o r g a n i s m o i n d i v i d u a l - es la historia de los c a m b i o s estructurales del o r g a n i s m o . A h o r a bien, puesto que la estructura de un o r g a n i s m o en c u a l q u i e r punto de su desarrollo es el historial de sus c a m b i o s estructurales precedentes, y dado que c a d a c a m b i o estructural afecta al comportamiento futuro del o r g a n i s m o , ello i m p l i c a que el c o m p o r t a m i e n t o de un o r g a n i s m o vivo es determinado por su estructura. Así pues, un sistema vivo estará determinado en d i s tintos m o d o s por su patrón de o r g a n i z a c i ó n y por su estructura. El patrón de organización d e t e r m i n a la identidad del sistema (sus características esenciales); la estructura, f o r m a d a por u n a s e c u e n c i a d e c a m b i o s estructurales, d e t e r m i n a e l c o m p o r t a m i e n to del s i s t e m a . En la terminología de M a t u r a n a , el comportamiento de un sistema vivo está «estructuralmente determinado». 231
E s t e concepto de d e t e r m i n i s m o estructural arroja n u e v a l u z sobre el debate filosófico de todos los tiempos sobre libertad y det e r m i n i s m o . S e g ú n M a t u r a n a , el comportamiento de un organismo vivo está determinado. No obstante, m á s que estarlo por fuerzas exteriores, lo es por la p r o p i a estructura del o r g a n i s m o : u n a estructura f o r m a d a por una s u c e s i ó n de c a m b i o s estructurales autónomos. De este m o d o , el comportamiento del o r g a n i s m o vivo está determinado y es libre a la vez. M á s a ú n , el h e c h o de que el c o m p o r t a m i e n t o esté estructuralmente determinado, no s i g n i f i c a que sea predecible. La estructura del o r g a n i s m o s i m p l e m e n t e « c o n d i c i o n a el c u r s o de sus interacciones y restringe los c a m b i o s estructurales que las inter a c c i o n e s pueden desencadenar en él». 5 2 Por ejemplo, c u a n d o un sistema vivo a l c a n z a un punto de b i f u r c a c i ó n - s e g ú n la descripc i ó n de P r i g o g i n e - , su historial de acoplamiento estructural det e r m i n a r á qué c a m i n o s se le abren, pero seguirá siendo impredecible c u á l de ellos tomará. Al igual que la teoría de Prigogine de las estructuras disipativ a s , la teoría de la autopoiesis demuestra que la creatividad - l a generación de configuraciones que son constantemente n u e v a s es u n a propiedad fundamental en todos los sistemas vivos. U n a f o r m a especial de esta creatividad es la generación de diversidad a través de la reproducción, desde la s i m p l e división celular hasta la altamente c o m p l e j a d a n z a de la reproducción sexual. P a r a la m a y o r í a de los o r g a n i s m o s vivos, la ontogenia no es un c a m i n o lineal de desarrollo sino un ciclo, y la reproducción es un paso vital en c a d a ciclo. H a c e miles de millones de años, las habilidades c o m b i n a d a s de los sistemas vivos p a r a reproducirse y generar novedad, c o n dujeron naturalmente a la evolución biológica; un despliegue creativo de v i d a que sigue en un i n i n t e r r u m p i d o proceso desde entonces. Desde sus formas m á s a r c a i c a s y simples hasta las m á s i n t r i n c a d a s y complejas contemporáneas, la v i d a se ha desplegado en u n a d a n z a c o n t i n u a , s i n romper j a m á s el patrón básico de sus redes autopoiésicas.
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10. EL D E S P L I E G U E DE LA VIDA
U n a de los frutos m á s valiosos de la emergente teoría de los sistemas vivos es la nueva c o m p r e n s i ó n de la evolución que i m plica. En lugar de entender la evolución c o m o el resultado de m u taciones aleatorias y selección natural, estamos empezando a reconocer el despliegue creativo de v i d a en formas de creciente d i v e r s i d a d y c o m p l e j i d a d , c o m o u n a característica inherente a lodos los sistemas vivos. Si bien m u t a c i ó n y selección natural s i guen siendo consideradas aspectos importantes de la evolución biológica, la atención se centra en la creatividad, en el constante avance de lo vivo h a c i a la novedad. P a r a c o m p r e n d e r la diferencia fundamental entre las viejas y las nuevas visiones de la evolución, nos resultará útil revisar brevemente la historia del pensamiento evolucionista.
DARWINISMO Y NEODARWINISMO
La p r i m e r a teoría de la evolución fue f o r m u l a d a a p r i n c i p i o s del siglo x i x por Jean B a p l i s l e L a m a r c k , un naturalista autodidacta que a c u ñ ó el término «biología» y realizó extensos estudios en botánica y zoología. L a m a r c k observó que los a n i m a l e s c a m b i a b a n bajo la presión del entorno y pensó que p o d í a n transmitir estos c a m b i o s a sus descendientes. E s t a transmisión de características a d q u i r i d a s era p a r a él el m e c a n i s m o p r i n c i p a l de la evolución. Si b i e n L a m a r c k resultó estar equivocado sobre este aspecto, su reconocimiento del fenómeno de la evolución - l a a p a r i c i ó n de estructuras biológicas nuevas en la historia de las e s p e c i e s - fue u n a percepción r e v o l u c i o n a r i a que afectó profundamente a todo e l pensamiento científico subsiguiente. E n particular, L a m a r c k 233
ejerció u n a fuerte i n f l u e n c i a sobre C h a r l e s D a r w i n , q u i e n empezó su c a r r e r a c o m o geólogo pero se interesó por la b i o l o g í a durante su f a m o s a expedición a las islas G a l á p a g o s . Su atenta observación de la fauna local estimuló a D a r w i n a especular sobre el efecto del a i s l a m i e n t o geográfico en la formación de especies y le c o n d u j o , en su m o m e n t o , a la f o r m u l a c i ó n de su teoría de la evolución. D a r w i n p u b l i c ó esta teoría en 1859 en su trabajo m o n u m e n t a l titulado El origen de las especies por medio de la selección natural, completado doce años después con La descendencia, humana y la selección sexual, en el que el concepto de transformación evolutiva de u n a especie en otra distinta, se extiende hasta los seres h u m a n o s . D a r w i n basó su teoría en dos ideas fundamentales: la v a r i a c i ó n al a z a r ( d e n o m i n a d a m á s tarde mutación aleatoria) y la selección natural. En el centro del pensamiento d a r w i n i a n o reside la c o n v i c c i ó n de que todos los organismos vivos están emparentados por ascend e n c i a c o m ú n . T o d a s las formas de vida han aparecido de d i c h a ascendencia mediante procesos de v a r i a c i ó n , a lo largo de miles de m i l l o n e s de años de historia geológica. En este proceso evolutivo, se producen m u c h a s m á s variaciones de las que pueden sobrevivir y así, mientras m u c h o s i n d i v i d u o s son e l i m i n a d o s por selección n a t u r a l , algunas variantes sobreviven y dan origen a otras. E s t a s ideas b á s i c a s están bien documentadas hoy en d í a , apoy a d a s por u n a enorme evidencia biológica, q u í m i c a y fósil, y todos los científicos serios están completamente de acuerdo con ellas. L a s diferencias entre la teoría c l á s i c a de la evolución y la nueva teoría emergente se centran en la cuestión de la dinámica de la evolución, los m e c a n i s m o s a través de los cuales tienen l u gar los c a m b i o s evolutivos. El propio concepto de D a r w i n de las variaciones al a z a r se b a saba en u n a p r e m i s a c o m p a r t i d a por las visiones del siglo x i x sobre la herencia. Se d a b a por sentado que las características de un i n d i v i d u o representaban u n a «mezcla» de las de sus progenitores, contribuyendo a m b o s en partes m á s o menos iguales a d i c h a mezcla. E s t o s i g n i f i c a b a que el descendiente de un progenitor con u n a v a r i a c i ó n al azar útil, heredaría sólo el 50 % de la nueva característica y p o d r í a traspasar sólo el 25 % de ésta a la p r ó x i m a generación. Así, la nueva característica se d i l u i r í a rápidamente, con m u y pocas posibilidades de establecerse a través de la selección natural. 234
El m i s m o D a r w i n reconocía que éste era un punto seriamente débil de su teoría, p a r a el que c a r e c í a de respuesta. Resulta irónico que la s o l u c i ó n al p r o b l e m a de D a r w i n fuese descubierta por Gregor M e n d e l , un m o n j e a u s t r í a c o aficionado a la botánica, solamente unos a ñ o s después de la p u b l i c a c i ó n de la teoría de D a r w i n , pero que fuese i g n o r a d a en v i d a de Mendel y s a cada de nuevo a la l u z en el c a m b i o de siglo, transcurridos m u chos años desde su muerte. De sus cuidadosos experimentos con guisantes, Mendel dedujo que existían «unidades de herencia» ( l l a m a d a s posteriormente genes) que no se m e z c l a b a n en el proceso de r e p r o d u c c i ó n , sino que e r a n t r a n s m i t i d a s de generación en generación s i n c a m b i a r su identidad. C o n este descubrimiento se podía a s u m i r que las mutaciones aleatorias de genes no desaparecerían en pocas generaciones, sino que s e r í a n preservadas, bien p a r a s a l i r reforzadas, bien para ser e l i m i n a d a s por la selección natural. El descubrimiento de Mendel no sólo desempeñó un papel decisivo en el establecimiento de la teoría d a r w i n i a n a de la evolución, sino que a b r i ó también todo un nuevo c a m p o de investigación: el estudio de la herencia a través de la investigación de la naturaleza física y q u í m i c a de los genes. 1 El biólogo británico W i l l i a m Bateson, ferviente defensor y difusor del trabajo de Mendel, d e n o m i n ó a p r i n c i p i o s de siglo «genética» a este nuevo c a m p o . Puso también el nombre de G r e g o r y a su hijo menor, en honor a Mendel. La c o m b i n a c i ó n de la idea de D a r w i n de c a m b i o s evolutivos graduales con el descubrimiento de Mendel sobre la estabilidad genética, resultó en la síntesis conocida c o m o n e o d a r w i n i s m o , q u e se enseña h o y c o m o la teoría establecida de la evolución en los departamentos de biología de todo el m u n d o . Según la teoría neodarwinista, toda v a r i a c i ó n evolutiva es el resultado de u n a m u t a c i ó n aleatoria - e s decir, de c a m b i o s genéticos aleatorios-, seguida de selección natural. Por ejemplo, si u n a especie a n i m a l necesita pelaje espeso p a r a sobrevivir en un c l i m a (río, no responderá a esta necesidad desarrollando pelaje, sino desarrollando toda clase de c a m b i o s genéticos aleatorios, por lo que los descendientes c u y o s c a m b i o s h a y a n producido pelaje espeso, s o b r e v i v i r á n y podrán reproducirse. De este modo y en palabras del genetista Jacques M o n o d , «únicamente el a z a r es la fuente de toda i n n o v a c i ó n , de toda c r e a c i ó n en la biosfera». 2 En o p i n i ó n de L y n n M a r g u l i s , el n e o d a r w i n i s m o es fundamentalmente defectuoso, no sólo porque se basa en conceptos red u c c i o n i s t a s ya desfasados, sino también por estar formulado en 235
un lenguaje m a t e m á t i c o i n a d e c u a d o . « E l lenguaje de la v i d a no es la a r i t m é t i c a y el álgebra o r d i n a r i o s » , argumenta M a r g u l i s , «sino l a q u í m i c a . L o s neodarwinistas e n ejercicio carecen d e u n conocimiento suficiente de, por ejemplo, m i c r o b i o l o g í a , b i o l o g í a celular, b i o q u í m i c a . . . y ecología m i c r o b i a n a . » ' U n a de las razones por las que los p r i n c i p a l e s evolucionistas actuales carecen del adecuado lenguaje p a r a la descripción del c a m b i o evolutivo, según M a r g u l i s , es que la m a y o r í a de ellos proviene de la tradición zoológica y, por tanto, están acostumbrados a tratar sólo con u n a pequeña y relativamente reciente parte de la historia de la evolución. La investigación actual en m i c r o b i o l o g í a i n d i c a firmemente que las principales v í a s para la creatividad de la evolución se desarrollaron m u c h o antes de la a p a r i c i ó n de los primeros a n i m a l e s . 4 El p r i n c i p a l problema conceptual de los neodarwinistas parece ser su concepción reduccionista del genoma, el conjunto de los genes de un o r g a n i s m o . L o s grandes logros de la biología m o l e c u lar, descritos frecuentemente c o m o el «descifre del código genétic o » , han o r i g i n a d o en la tendencia a representar el g e n o m a c o m o u n a disposición lineal de genes independientes, c a d a uno correspondiente a un rasgo biológico. La investigación ha demostrado, no obstante, que un solo gen puede afectar a un gran n ú m e r o de rasgos y que, por otra parte, m u c h o s genes separados a m e n u d o se c o m b i n a n para p r o d u c i r un solo rasgo. S i g u e siendo pues bastante misterioso c ó m o estructuras complejas c o m o un ojo o u n a flor pudieron evolucionar a través de sucesivas mutaciones de genes i n d i v i d u a l e s . E v i d e n t e mente, el estudio de l a s actividades de c o o r d i n a c i ó n e integración de todo el g e n o m a resulta de la m á x i m a i m p o r t a n c i a , pero éste se ha visto seriamente obstaculizado por el aspecto m e c a n i c i s t a de la biología c o n v e n c i o n a l . Sólo m u y recientemente, los biólogos h a n empezado a entender el genoma de un o r g a n i s m o c o m o una red altamente compleja y a estudiar sus actividades desde u n a perspectiva sistémica. 5
L A V I S I Ó N S I S T É M I C A DH. L A E V O L U C I Ó N
U n a sorprendente manifestación de la totalidad genética es el hecho, actualmente bien documentado, de que la evolución no se produjo a través de c a m b i o s graduales continuos en el tiempo, causados por largas secuencias de mutaciones sucesi236
vas. El historial fósil d e m u e s t r a claramente que a lo largo de la historia de la evolución ha habido largos períodos de estabilidad o «estasis» s i n n i n g u n a v a r i a c i ó n , puntuados por súbitas y dramaticas transiciones. Períodos estables de centenares de miles d e años constituyen l a n o r m a general. E n r e a l i d a d , l a aventura evolutiva h u m a n a empezó con un m i l l ó n de años de estabilidad de la p r i m e r a especie de h o m í n i d o , el Australopithecus afarensis.6 Esta nueva imagen, conocida como «equilibrios puntuados», i n d i c a que las transiciones súbitas fueron c a u s a d a s por m e c a n i s m o s m u y distintos a las mutaciones aleatorias de la teoría neodarwinista. Un aspecto importante de la teoría c l á s i c a de la evolución es la idea de que, en el curso del c a m b i o evolutivo y bajo la presión de la selección natural, los o r g a n i s m o s se adaptarán g r a d u a l m e n te a su entorno hasta a l c a n z a r un ajuste suficientemente a d e c u a do p a r a sobrevivir y reproducirse. B a j o la nueva perspectiva sistém i c a , s i n embargo, el c a m b i o evolutivo es visto c o m o el resultado de la tendencia inherente en la v i d a a crear novedad, que puede o no ir a c o m p a ñ a d a de adaptación a las condiciones m e d i o a m bientales c a m b i a n t e s . Consecuentemente, los biólogos sistémicos h a n empezado a representar el g e n o m a c o m o u n a r e d autoorganizadora, c a p a z de p r o d u c i r espontáneamente nuevas formas de orden. «Debemos repensar la b i o l o g í a evolutiva», escribe Stuart K a u f f m a n . « G r a n parte del orden que p e r c i b i m o s en los o r g a n i s m o s puede ser el resultado directo, no de la selección natural, sino del orden natural en que la selección ha prelerido actuar... La evolución no es sólo un remiendo... Es orden emergente, saludado y aguzado por la selección.» 7 No ha sido a ú n f o r m u l a d a u n a nueva teoría general de la evol u c i ó n basada en estas recientes revelaciones, pero los modelos y teorías de los sistemas autoorganizadores analizados en los capítulos precedentes, proveen los elementos para la f o r m u l a c i ó n de d i c h a teoría. 8 La teoría de las estructuras disipativas de Prigogine demuestra c ó m o sistemas b i o q u í m i c o s complejos, operando lejos del e q u i l i b r i o , generan bucles catalíticos que c o n d u c e n a inestabilidades que pueden generar nuevas estructuras de orden superior. Manfred E i g e n ha sugerido que podrían haberse form a d o semejantes ciclos catalíticos antes de la a p a r i c i ó n de la v i d a sobre la T i e r r a , i n i c i a n d o así la fase prebiológica de la evol u c i ó n . Stuart K a u f f m a n ha utilizado las redes b i n a r i a s c o m o modelos matemáticos de las redes genéticas de los organismos
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vivos, y ha podido deducir de d i c h o s modelos diversas características conocidas de la d i v i s i ó n celular y de la evolución. H u m berto M a t u r a n a y F r a n c i s c o Varela h a n descrito los procesos de evolución en términos de su teoría de la autopoiesis, contemplando la historia evolutiva de las especies c o m o el historial de su acoplamiento estructural. J a m e s Lovelock y L y n n Margulis h a n explorado en su teoría G a i a las dimensiones planetarias del despliegue de la v i d a . L a teoría G a i a , así c o m o e l trabajo previo d e L y n n M a r g u l i s en m i c r o b i o l o g í a , han puesto en e v i d e n c i a la falacia del estrecho concepto d a r w i n i s t a de adaptación. A través del m u n d o viviente, la evolución no puede quedar l i m i t a d a a la adaptación de los org a n i s m o s al entorno, puesto que éste está moldeado por u n a red de sistemas vivos capaces de adaptación y creatividad. Así pues, ¿ q u i é n se adapta a q u i é n ? Unos a otros: coevolucionan. C o m o d i j o James Lovelock: T a n íntimamente vinculada está la evolución de los organismos vivos con la evolución de su entorno, que juntos constituyen un único proceso evolutivo. 9 De este modo, nuestra atención se está desplazando de la evol u c i ó n a la coevolución; u n a c o n t i n u a d a n z a que se desarrolla a través de la sutil interacción entre competición y cooperación, creación y adaptación m u t u a .
CAMINOS DE CREATIVIDAD
Así pues, según la emergente nueva teoría, debemos buscar la fuerza i m p u l s o r a de la evolución, no en los acontecimientos a z a rosos de l a s mutaciones aleatorias, sino en la tendencia inherente en la vida a crear novedad, en la a p a r i c i ó n espontánea de complej i d a d y orden crecientes. U n a vez entendida esta nueva y fundamental percepción, podemos preguntar: ¿ c u á l e s son los c a m i n o s por los que la creatividad de la evolución se expresa? La respuesta a esta pregunta nos llega no sólo desde la biología m o l e c u l a r sino, a ú n m á s importante, desde la m i c r o b i o l o g í a , a través del estudio de la red planetaria compuesta por m i r í a d a s de m i croorganismos que constituyeron las ú n i c a s formas de v i d a sobre la T i e r r a durante los p r i m e r o s dos m i l millones de a ñ o s de evoluc i ó n . D u r a n t e este tiempo, las bacterias transformaron c o n t i n u a 238
mente la superficie y la atmósfera terrestres, y al hacerlo, inventaron lodas las biotecnologías esenciales p a r a la v i d a i n c l u y e n d o la fermentación, la fotosíntesis, la f i j a c i ó n del nitrógeno, la respiración y los dispositivos rotativos p a r a el m o v i m i e n t o rápido. Durante los ú l t i m o s treinta años, la extensa investigación en microbiología ha desvelado tres grandes c a m i n o s de evolución. 1 0 El primero, aunque el menos importante, es la mutación aleatoria de genes que constituye la pieza central de la leoría neodarwinista. La m u t a c i ó n genética es c a u s a d a por un error a c c i d e n tal en la autorreplicación del A D N , c u a n d o dos cadenas de la doble helicoide del A D N se separan y c a d a u n a de ellas sirve c o m o p l a n t i l l a p a r a la c o n s t r u c c i ó n de u n a nueva cadena c o m plementaria." Se e s t i m a que estos errores accidentales tienen lugar con u n a proporción de uno entre c a d a varios centenares de millones de células en c a d a generación. E s t a frecuencia no parece suficiente para explicar la evolución de la g r a n diversidad de formas vivas, dado el bien conocido hecho de que la m a y o r í a de mutaciones son d a ñ i n a s y sólo algunas desembocan en v a r i a c i o n e s útiles. En el caso de las bacterias la s i t u a c i ó n es distinta, debido a la rapidez con que se dividen. L a s bacterias rápidas pueden hacerlo a p r o x i m a d a m e n t e c a d a veinte m i n u t o s de modo que, en p r i n c i pio, varios miles de millones de bacterias individuales pueden ser generadas desde u n a ú n i c a célula en menos de un d í a . 1 2 G r a c i a s a este trepidante ritmo de r e p r o d u c c i ó n , u n a sola bacteria mutante con éxito puede extenderse rápidamente en su entorno, siendo electivamente la m u t a c i ó n un c a m i n o de evolución importante p a r a las bacterias. No obstante, las bacterias han desarrollado un segundo c a m i no para la creatividad evolutiva que resulta infinitamente m á s efectivo que la m u t a c i ó n aleatoria. Se pasan u n a s a otras libremente rasgos hereditarios en u n a red global de intercambio de poder y eficiencia increíbles. Así es c o m o L y n n M a r g u l i s y D o r i o n S a g a n la describen: En los últimos cincuenta años, aproximadamente, los científicos han observado que [las bacterias] transfieren rápida y rutinariamente distintos bits de material genético a otros individuos. C a d a bacteria dispone periódicamente del uso de genes accesorios, provenientes en ocasiones de muy diferentes linajes y que cubren funciones que quizás su propio A D N no podría desarrollar. Algunos de estos bits son recombinados con los 239
genes originales de la célula, otros vuelven a ser puestos en circulación... C o m o resultado de esta habilidad, todas las bacterias del mundo tienen acceso a un único banco de genes y por ende, a los mecanismos de adaptación de todo el reino bacteriano. 13 Este intercambio global de genes, técnicamente conocido c o m o r e c o m b i n a c i ó n del A D N , debe registrarse c o m o u n o de los m á s asombrosos descubrimientos de la biología moderna. « S i las propiedades genéticas del m i c r o c o s m o s se aplicasen a criaturas mayores, tendríamos un m u n d o de c i e n c i a ficción», escriben M a r g u l i s y S a g a n , «en el que las plantas verdes podrían compartir genes por fotosíntesis con los hongos vecinos, o donde la gente podría exudar perfumes o crear m a r f i l , recogiendo genes de rosa o de morsa.» 1 4 La celeridad con que la resistencia a los fármacos se propaga en las c o m u n i d a d e s bacterianas es una prueba espectacular de que la eficiencia de su red de c o m u n i c a c i o n e s es infinitamente superior a la de la adaptación mediante mutaciones. L a s bacter i a s son capaces de adaptarse a los c a m b i o s medioambientales en pocos años, mientras que o r g a n i s m o s mayores necesitarían milenios de adaptación evolutiva. Así, la microbiología nos enseña la m o d e r a d a lección de que tecnologías c o m o la ingeniería genética y la globalización de las c o m u n i c a c i o n e s , que c o n s i d e r a m o s logros adelantados de nuestra c i v i l i z a c i ó n moderna, h a n sido utilizados por la red planetaria de bacterias durante miles de m i l l o nes de años p a r a regular el planeta. El constante i n t e r c a m b i o de genes entre las bacterias da l u g a r a u n a asombrosa variedad de estructuras genéticas además de su r a m a l p r i n c i p a l d e A D N . É s t a s i n c l u y e n l a formación d e v i r u s , que no son sistemas autopoiésicos completos, sino que consisten meramente en una tira de A D N o A R N en una funda proteica. 1 5 De hecho, el bacteriólogo canadiense S o r i n S o n e a ha a r g u m e n t a do que las bacterias, estrictamente hablando, no deberían ser c l a sificadas en especies, puesto que todos sus linajes pueden potencialmente c o m p a r t i r rasgos hereditarios y, típicamente, c a m b i a r hasta un 15 % de su material genético en un d í a . « U n a bacteria no es un organismo u n i c e l u l a r » , escribe S o n e a , «es u n a célula i n completa... que pertenece a diferentes q u i m e r a s según las circunstancias.» 1 6 i En otras palabras, todas las bacterias son parte de una sola red microcósmica de vida.
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EVOLUCIÓN A T R A V É S DE SIMBIOSIS
La mutación y la r e c o m b i n a c i ó n de A D N (el i n t e r c a m b i o de genes son los dos c a m i n o s p r i n c i p a l e s de la evolución bacteriana, pero ¿ q u é pasa con los o r g a n i s m o s m u l t i c e l u l a r e s de todas las formas mayores de v i d a ? Si las m u t a c i o n e s aleatorias no son un m e c a n i s m o evolutivo efectivo p a r a ellas y tampoco i n t e r c a m b i a n genes c o m o l a s bacterias, ¿ d e qué m o d o h a n conseguido evoluc i o n a r las f o r m a s superiores de v i d a ? E s t a cuestión fue resuelta por L y n n M a r g u l i s con el descubrimiento de u n a tercera y totalmente inesperada v í a de evolución, con p r o l u n d a s i m p l i c a c i o n e s en todas las r a m a s de la biología. L o s microbiólogos c o n o c í a n desde h a c í a a l g ú n tiempo que la d i v i s i ó n m á s fundamental entre todas las formas de v i d a no es la que separa a n i m a l e s de plantas, c o m o c o m ú n m e n t e p o d r í a m o s pensar, sino lo que establece entre dos clases de células: con y sin núcleo. Las bacterias - l a forma m á s simple de v i d a - carecen de núcleo y reciben por ello el n o m b r e de prokaryotes o procariontes («células no-nucleadas»), mientras que todas las otras células tienen núcleo y reciben el nombre de eukaryotes o eucariontes («células nucleadas»). T o d a s las células de los o r g a n i s m o s superiores son n u c l e a d a s y las eucariontes también aparecen c o m o microorg a n i s m o s monocelulares no bacterianos. E n sus estudios d e genética, L y n n Margulis quedó intrigada por el hecho de que no todos los genes de una célula n u c l e a d a se encuentren dentro del núcleo: Nos habían enseñado que los genes estaban dentro del núcleo y que éste era el control central de la célula. Pronto en mis estudios de genética me di cuenta de que existen otros sistemas genéticos con distintos patrones de herencia. Desde el principio, me sentí intrigada por estos genes irregulares que no estaban dentro del núcleo. 17 Al profundizar en el estudio de este fenómeno, M a r g u l i s desc u b r i ó que casi todos los «genes irregulares» provenían de bacter i a s y, gradualmente, llegó a darse cuenta de que pertenecían a distintos o r g a n i s m o s vivos, pequeñas células vivas residiendo dentro de células mayores. La s i m b i o s i s , la tendencia de diferentes organismos a conviv i r en í n t i m a asociaciém y a m e n u d o unos dentro de otros (como las bacterias de nuestros intestinos), es un extendido y bien cono241
cido fenómeno, pero M a r g u l i s dio un paso m á s y propuso la hipótesis de que l a s s i m b i o s i s de larga d u r a c i ó n , i n v o l u c r a n d o bacter i a s y otros m i c r o o r g a n i s m o s que viven dentro de células m a y o res, h a b r í a n dado y s e g u í a n dando origen a nuevas f o r m a s de v i d a . M a r g u l i s p u b l i c ó su hipótesis revolucionaria por p r i m e r a vez a m e d i a d o s de los sesenta y con los años la desarrolló en u n a teoría completa c o n o c i d a c o m o «simbiogenesis», que contempla la c r e a c i ó n de nuevas formas de v i d a a través de acuerdos s i m b i ó ticos permanentes c o m o el p r i n c i p a l c a m i n o de evolución p a r a los organismos superiores. La m á s sorprendente evidencia de evolución mediante simbiosis la representan las l l a m a d a s mitocondrias, las «plantas generadoras de energía» del interior de la m a y o r í a de las células nucleadas. 1 8 E s t a s partes vitales para toda célula a n i m a l o vegetal, que tienen a su cargo la respiración celular, contienen su propio material genético y se reproducen independientemente y en distinto momento del resto de la célula. M a r g u l i s especula que las mitocondrias fueron en tiempos pasados bacterias libres que i n v a d i e r o n a otros microorg a n i s m o s , tomando r e s i d e n c i a permanente en su interior. « L o s organismos mezclados s i g u i e r o n evolucionando en formas de v i d a m á s c o m p l e j a s , que r e s p i r a b a n oxígeno», explica M a r g u l i s . «Aquí tenemos pues un m e c a n i s m o evolutivo más r á p i d o que la m u t a c i ó n : u n a a l i a n z a s i m b i ó t i c a que deviene permanente.» , 1 9 L a teoría d e l a simbiogénesis i m p l i c a u n c a m b i o r a d i c a l d e percepción en el pensamiento evolutivo. Donde la teoría convenc i o n a l ve el despliegue de v i d a c o m o un proceso en el que l a s especies meramente divergen entre sí, L y n n M a r g u l i s d e c l a r a que la f o r m a c i ó n de nuevas entidades compuestas a través de la s i m biosis de o r g a n i s m o s anteriormente independientes ha sido la fuerza evolutiva m á s poderosa e importante. E s t a nueva v i s i ó n ha obligado a los biólogos a reconocer la v i tal i m p o r t a n c i a de la cooperación en el p r o c e s o evolutivo. M i e n tras que los d a r w i n i s t a s sociales del siglo x i x únicamente v e í a n competencia en la naturaleza - « n a t u r a l e z a , r o j a en dientes y gar r a s » , c o m o d e c í a el poeta T e n n y s o n - , e m p e z a m o s a h o r a a ver la cooperación c o n t i n u a y la m u t u a dependencia entre todas las form a s d e v i d a c o m o los aspectos centrales d e l a evolución. E n p a l a bras de M a r g u l i s y S a g a n : « L a v i d a no conquistó el globo con combates, s i n o con a l i a n z a s . » 2 0 El despliegue evolutivo de la v i d a a lo largo de m i l e s de m i l l o nes de años es u n a h i s t o r i a sobrecogedora. M o v i d a por la creativ i d a d inherente a todos los sistemas vivos, expresada por tres c a 242
minos distintos - m u t a c i o n e s , i n t e r c a m b i o de genes y s i m b i o s i s y espoleada por la selección n a t u r a l , la p á t i n a v i v a del planeta se expandió e intensificó en formas de creciente d i v e r s i d a d . La h i s toria está hermosamente contada por L y n n M a r g u l i s y D o r i o n S a g a n en su l i b r o Microcosmos, en el que las siguientes p á g i n a s están a m p l i a m e n t e inspiradas. 2 1 No existe evidencia de n i n g ú n p l a n , objetivo o propósito en el proceso global evolutivo y, por lo tanto, tampoco la h a y de progreso, pero a u n así existen patrones de desarrollo reconocibles. Uno de ellos, conocido c o m o convergencia, es la tendencia de los organismos a desarrollar formas s i m i l a r e s p a r a responder a desafíos parecidos, a pesar de tener historias ancestrales distintas. Así, los ojos h a n evolucionado en múltiples ocasiones por rutas distintas en gusanos, caracoles, insectos y vertebrados. De forma parecida, l a s alas evolucionaron independientemente en insectos, reptiles, m u r c i é l a g o s y p á j a r o s . Parece que la creatividad de la n a t u r a l e z a no tiene límites. Otro patrón sorprendente es la repetida a p a r i c i ó n de catástrof e s - q u i z á s puntos d e b i f u r c a c i ó n planetarios-, seguidas por i n tensos períodos de crecimiento e i n n o v a c i ó n . Así, la desastrosa red u c c i ó n d e hidrógeno e n l a atmósfera d e l a T i e r r a h a c e dos m i l millones de años, condujo a u n a de las m a y o r e s innovaciones evolutivas: el uso del a g u a en la fotosíntesis. Millones de años después, esta n u e v a tecnología tremendamente exitosa provocó u n a c r i s i s de p o l u c i ó n catastrófica por a c u m u l a c i ó n de grandes cantidades de oxígeno tóxico. La c r i s i s del oxígeno, a su vez, desencadenó la evolución de bacterias que r e s p i r a b a n oxígeno, otra de las espectaculares i n n o v a c i o n e s de la v i d a . M á s recientemente, hace doscientos cuarenta y c i n c o millones de años, las m á s devastadoras extinciones e n m a s a j a m á s c o n o c i d a s por e l m u n d o fueron seguidas rápidamente por la evolución de los m a m í f e r o s , y hace sesenta y seis m i l l o n e s de años, la catástrofe que borró a los dinosaurios de la faz de la T i e r r a * dejó expedito el c a m i n o p a r a la evolución de los p r i m e r o s p r i m a t e s y , e n s u m o m e n t o , d e l a especie h u m a n a .
* El autor se refiere aquí al posible impacto de un meteorito gigante, hipótesis que se basa en la práctica ausencia de cascaras de cocolitófora (alga marina microscópica) en los sedimentos que separan la creta depositada durante el período Cretáceo de la arenisca del Terciario. Este impacto podría haber causado reacciones en cadena a lo largo de varios millones de años, que habrían incluido erupciones volcánicas masivas, aumento del nivel de C 0 2 y de 1 0 ° de temperatura, entre otras. Estas condiciones catastróficas debieron suponer una prueba terrible para muchas especies. Entre las que no
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L A S EDADES DE LA VIDA
P a r a cartografiar el desplegue de la v i d a sobre la T i e r r a debem o s u t i l i z a r u n a escala de tiempo geológica, en la que los períodos de tiempo se m i d e n en m i l e s de millones de años. E m p i e z a c o n la formación del planeta T i e r r a , u n a bola de l a v a incandescente, hace aproximadamente cuatro m i l millones de años. L o s geólogos y paleontólogos han d i v i d i d o este espacio de tiempo en n u m e r o s o s períodos y subperíodos, etiquetados con nombres tales c o m o «proterozoico», «paleozoico», «cretáceo» o «pleistoceno». Afortunadamente, no necesitamos recordar ninguno de estos términos técnicos para tener u n a idea de los principales estadios de la evolución de la vida.
de la vida fueron e n c a j a n d o gradualmente. La p r i m i t i v a bola de fuego era lo suficientemente grande p a r a mantener u n a atmósfera y contenía los elementos q u í m i c o s necesarios p a r a que se p u -
Podemos distinguir tres grandes edades en la evolución de la vida sobre la T i e r r a , cada una de ellas abarca periodos de entre m i l y dos m i l millones de años y todas ellas poseen varios estadios distintos de evolución (ver tabla en página 245). La primera es la era prebiótíca, en la que se formaron las condiciones aptas para la aparición de v i d a . Pasaron m i l m i l Iones de años desde la formación de la T i e r r a hasta la creación de las primeras células - e l principio de la v i d a - , hace unos tres m i l quinientos millones de años. La segunda edad, que abarca dos m i l millones de años, es la del microcosmos, en la que las bacterias y otros microorganismos inventaron todos los procesos básicos p a r a la vida y establecieron los bucles globales de retroalimentación necesarios para la autorregulación del sistema G a i a . M i l quinientos millones de años atrás, la superficie y la atmósfera m o d e r n a s de la T i e r r a estaban ya ampliamente establecidas, los m i c r o o r g a n i s m o s p o b l a b a n el suelo, el agua y el a i r e , c i r c u l a n do gases y nutrientes a través de su red planetaria tal c o m o siguen haciendo hoy y el escenario estaba listo p a r a la tercera edad de la v i d a , el m a c r o c o s m o s , que presenciaría la evolución de las formas visibles de v i d a , entre las que nos contamos los h u m a n o s .
E L O R I G E N D E L A VIDA
Durante los p r i m e r o s m i l m i l l o n e s de años después de la form a c i ó n de la T i e r r a , las condiciones adecuadas p a r a la a p a r i c i ó n
lograron superarla, cabría contar a los dinosaurios. Para más detalles, ver Lovelock, GAIA, una ciencia para curar el planeta, Integral, 1992, pp. 68-69 y 144-145. (N. delT.) 244
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diesen formar los compuestos q u í m i c o s básicos indispensables p a r a l a v i d a . S u d i s t a n c i a del S o l era precisamente l a j u s t a : suficientemente lejos p a r a un lento proceso de enfriamiento, pero s u ficientemente cerca p a r a i m p e d i r la congelación perenne de sus gases. Después de quinientos millones de años de enfriamiento grad u a l , el vapor que llenaba la atmósfera se condensó finalmente. A lo largo de miles de años cayeron lluvias torrenciales, que fuei o n a c u m u l á n d o s e p a r a formar océanos de poca p r o f u n d i d a d . D u r a n t e este largo período de enfriamiento el carbono, p i l a r quím i c o de la v i d a , se combiné) rápidamente con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo, p a r a generar u n a enorme variedad de compuestos q u í m i c o s . E s t o s seis elementos -C, H , O , N , S , P - son en la a c t u a l i d a d los principales componentes de lodo o r g a n i s m o vivo. D u r a n t e m u c h o s años, la c i e n c i a ha debatido la p o s i b i l i d a d de que la v i d a hubiese emergido del «caldo q u í m i c o » que se formé) a m e d i d a que el planeta se enfriaba y los océanos se extendían. V a r i a s teorías de sucesos desencadenantes, c o m o la c a í d a de un espectacular relámpago o la s i e m b r a de m a c r o m o l é c u l a s sobre la T i e r r a por meteoritos, competían entre sí. Otros científicos argumentaban que las probabilidades de tales sucesos parecen c a d a vez m á s pequeñas. No obstante, la reciente investigación sobre sistemas autoorganizadores pone de relieve que no es necesario postular n i n g ú n acontecimiento súbito. C o m o señala M a r g u l i s : « L o s elementos q u í m i c o s n o s e c o m b i n a n aleatoriamente, sino de modo ordenado y pautado.» 2 2 El medioambiente de la T i e r r a p r i m i t i v a favorecía la f o r m a c i ó n de moléculas complejas, algunas de las cuales se convirtieron en c a talizadores de diversas reacciones q u í m i c a s . E s t a s se entrecruzaron gradualmente hasta formar complejas redes catalíticas que c o m p r e n d í a n bucles de retroalimentación - p r i m e r o c i c l o s , luego « h y p e r c i c l o s » - , con u n a gran tendencia a la autoorganización e i n c l u s o a la autorreplicación. 2 3 U n a vez alcanzado este estado, la dirección para la evolución prebiótica estaba m a r c a d a . L o s ciclos catalíticos evolucionaron a estructuras disipativas y al p a s a r por sucesivas inestabilidades (puntos de bifurcación) generaron s i s temas q u í m i c o s de creciente r i q u e z a y diversidad. En su momento, estas estructuras disipativas empezaron a formar m e m b r a n a s , q u i z á s provenientes p r i m e r o de ácidos grasos sin proteínas, c o m o las m i c e l a s recientemente p r o d u c i d a s en laboratorio. 2 4 M a r g u l i s especula que diferentes tipos de sistemas 246
q u í m i c o s autorreplicantes encerrados en m e m b r a n a s , pueden haber emergido, evolucionado por a l g ú n tiempo y luego desaparecido, antes de que surgiesen las p r i m e r a s células: « M u c h a s estructuras disipativas, largas cadenas de distintas reacciones quím i c a s deben haber evolucionado, reaccionado y fracasado, antes de que la elegante doble helicoide de nuestro antepasado definitivo se formase y replicase con gran exactitud.» 2 5 En aquel instante, h a c e h o y tres m i l quinientos millones de años, n a c i e r o n las primeras células bacterianas autopoiésicas, empezando así la evolución de la v i d a .
T E J I E N D O LA R E D BACTERIANA
L a s p r i m e r a s células tuvieron u n a existencia p r e c a r i a . E l m e dioambiente c a m b i a b a continuamente y c a d a acontecimiento representaba u n a nueva a m e n a z a p a r a su existencia. Frente a estas fuerzas hostiles - d u r a luz solar, impactos de meteoritos, erupciones v o l c á n i c a s , sequías e i n u n d a c i o n e s - , las bacterias debían captar energía, a g u a y alimento p a r a mantenerse con v i d a . C a d a c r i s i s debe haber e l i m i n a d o grandes extensiones de las m a n c h a s de v i d a sobre el planeta, s i n conseguir no obstante e l i m i n a r l a s por completo debido a dos rasgos vitales: la c a p a c i d a d del A D N bacteriano p a r a replicar fielmente y su extraordinaria rapidez en hacerlo. G r a c i a s a sus cantidades ingentes las bacterias fueron capaces, u n a y otra vez, de responder creativamente a todas las a m e n a z a s y desarrollar u n a g r a n variedad de estrategias de adaptación. C o n s i g u i e r o n así expandirse gradualmente, p r i m e r o en el agua y luego en las superficies de los sedimentos y del suelo. Q u i z á s la tarea m á s importante era desarrollar u n a variedad de c a m i n o s metabólicos para extraer alimento y energía del medio. Uno de los p r i m e r o s inventos de las bacterias fue la fermentación, la d e s c o m p o s i c i ó n de azúcares y su conversión en moléc u l a s de A T P , los «transportes de energía» que aprovisionan todos los procesos celulares. 2 6 E s t a i n n o v a c i ó n permitió a las bacterias lermentadoras v i v i r de los elementos q u í m i c o s de la tier r a , el barro y el a g u a , protegidas de la d u r a l u z solar. A l g u n a s de las bacterias lermentadoras desarrollaron también la h a b i l i d a d de absorber gas nitrógeno del aire y convertirlo en varios compuestos orgánicos. « F i j a r » el nitrógeno - e n otras p a l a b r a s , c a p t u r a r l o directamente del a i r e - requiere grandes c a n tidades de energía y resulta u n a proeza que, i n c l u s o hoy en d í a , 247
sólo u n a s p o c a s bacterias especiales son capaces de realizar. Puesto que el nitrógeno es un ingrediente de las proteínas en todas las células, todos los o r g a n i s m o s vivos dependen p a r a su s u pervivencia de las bacterias fijadoras de nitrógeno. Al p r i n c i p i o de la era de las bacterias, la fotosíntesis - « s i n d u d a la i n n o v a c i ó n metabólica m á s importante de la historia de la v i d a sobre el planeta»-, 2 7 se convirtió en la fuente p r i m a r i a de energía vital. L o s primeros procesos de fotosíntesis fueron distintos de los empleados por las plantas actualmente. Utilizaban el sulfuro de hidrógeno - u n gas vomitado por los v o l c a n e s - en lugar de agua c o m o fuente de hidrógeno, lo c o m b i n a b a n con la l u z del sol y con el C 0 2 del aire para formar compuestos orgánicos, y no p r o d u c í a n oxígeno. A m e d i d a que el hierro y otros elementos reaccionaban con el a g u a , el gas de hidrógeno se desprendía y ascendía a la atmósfera, donde se d e s c o m p o n í a en átomos de hidrógeno. Puesto que d i c h o gas es d e m a s i a d o ligero p a r a ser mantenido por la fuerza de la gravedad de la T i e r r a , todo el hidrógeno se hubiese perdido si el proceso descrito hubiese p e r m a n e c i d o sin control, desapareciendo todos los océanos en unos m i l millones de años. Afortunadamente intervino la vida. En las ú l t i m a s etapas de la fotosíntesis, se e m i t í a oxígeno libre al aire, al igual que hoy en d í a , c o m b i n á n d o s e parte de él con el ascendente gas de hidrógeno p a r a formar a g u a , manteniendo así la humedad del planeta y evitando la evaporación de los océanos. 2 8 No obstante, la c o n t i n u a d a absorción de C 0 2 de aire en el proceso de fotosíntesis c a u s a b a otro problema. Al p r i n c i p i o de la era de las bacterias, el sol era un 25 % menos l u m i n o s o que en la a c tualidad y el C 0 2 de la atmósfera era m u y necesario c o m o gas de invernadero p a r a mantener las temperaturas del planeta en un á m b i t o confortable. S i l a pérdida d e C 0 2 n o hubiese sido c o m pensada, la T i e r r a se h a b r í a helado y la precoz v i d a bacteriana se h a b r í a extinguido. E s t a trayectoria desastrosa se evitó gracias a las bacterias termentadoras, que podrían haber evolucionado con anterioridad al i n i c i o de la fotosíntesis. En su proceso de producción de m o l é c u las de A T P a partir de azúcares, las bacterias fermentadoras prod u c í a n también metano y C 0 2 c o m o subproductos. É s t o s eran liberados a la atmósfera donde restauraban el invernadero planetario. De este modo, la fermentación y la fotosíntesis se c o n virtieron en dos procesos mutuamente equilibradores en el p r i mitivo sistema G a i a . 248
La luz del Sol que llegaba a través de la atmósfera p r i m i t i v a contenía r a d i a c i ó n ultravioleta a b r a s a d o r a y l a s bacterias d e b í a n e q u i l i b r a r su protección a la exposición con su necesidad de energ í a solar p a r a la fotosíntesis. E s t o dio origen a la evolución de n u merosos m e c a n i s m o s de detección y m o v i m i e n t o . A l g u n a s bacterias e m i g r a r o n a aguas r i c a s en sales que a c t u a b a n c o m o filtros solares, otras se refugiaron en la a r e n a , m i e n t r a s que a l g u n a s desarrollaron pigmentos capaces de absorber los rayos mortíferos. M u c h a s construyeron enormes c o l o n i a s - m a r a ñ a s d e m i c r o b i o s en múltiples n i v e l e s - , donde las c a p a s superiores perecían carbon i z a d a s , protegiendo con sus cadáveres a las capas inferiores. 2 9 A d e m á s de filtros protectores, las bacterias desarrollaron también m e c a n i s m o s p a r a reparar el A D N d a ñ a d o por la r a d i a c i ó n , evolucionando e n z i m a s específicos p a r a este propósito. C a s i todos los o r g a n i s m o s actuales poseen estas e n z i m a s reparadoras, que constituyen otro invento perdurable del m i c r o c o s m o s . 3 0 E n l u g a r d e utilizar s u propio material genético p a r a los procesos de r e p a r a c i ó n , las bacterias de medios densamente poblados, tomaban a m e n u d o prestados fragmentos de A D N de sus vec i n a s . E s t a técnica evolucionó gradualmente en el constante i n t e r c a m b i o de genes que se convirtió en el atajo m á s efectivo p a r a l a evolución bacteriana. E n las formas superiores d e v i d a , l a r e c o m b i n a c i ó n de genes de distintos i n d i v i d u o s está asociada con la r e p r o d u c c i ó n , pero en el m u n d o de las bacterias los dos fenómenos se producen separadamente. L a s células bacterianas se reproducen asexualmente, pero i n t e r c a m b i a n genes continuamente. E n palabras d e M a r g u l i s y S a g a n : Nosotros intercambiamos genes «verticalmente» -a través de generaciones-, mientras que las bacterias lo hacen «horizontalmente», directamente con sus vecinas de la m i s m a generación. El resultado es que mientras que las bacterias, genéticamente fluidas, son funcionalmente inmortales, en los eucariontes el sexo está vinculado con la muerte. 31 D e b i d o al pequeño n ú m e r o de genes permanentes en u n a célula bacteriana - t í p i c a m e n t e menos del 1 % d e los d e u n a célula nuclead a - , las bacterias necesitan trabajar en equipo. Diferentes especies cooperan y se a y u d a n mutuamente con material genético complementario. G r a n d e s equipos formados por grupos de bacterias, pueden actuar con la coherencia de un organismo ú n i c o , desarrollando tareas que n i n g u n o de ellos p o d r í a realizar individualmente. 249
A finales de los primeros m i l millones de años tras la apari c i ó n d e l a v i d a , l a T i e r r a b u l l í a con bacterias. H a b í a n sido inven tados m i l l a r e s de biotecnologías - l a m a y o r í a conocidas hoy-, y cooperando e i n t e r c a m b i a n d o i n f o r m a c i ó n genética continua mente, los m i c r o o r g a n i s m o s h a b í a n comenzado a regular las condiciones p a r a la v i d a en todo el planeta, c o m o siguen hacien do en la a c t u a l i d a d . De hecho, m u c h a s de las bacterias existen lien la temprana era del m i c r o c o s m o s h a n sobrevivido básicamen te iguales hasta nuestros d í a s . D u r a n t e las subsiguientes etapas de la evolución, los microoi g a n i s m o s constituyeron a l i a n z a s y coevolucionaron con plantas y a n i m a l e s , y hoy en d í a nuestro entorno está tan entrelazado a las bacterias, que resulta imposible decir dónde a c a b a el m u n d o inan i m a d o y e m p i e z a la v i d a . T e n d e m o s a asociar a las bacterias con la enfermedad, pero son también vitales para la supervivencia de a n i m a l e s y plantas. « B a j o nuestras diferencias superficiales, som o s todos c o m u n i d a d e s andantes de bacterias», escriben M a r g u lis y S a g a n . « E l m u n d o reverbera en un paisaje puntillista hecho de m i n ú s c u l o s seres vivos.» 3 2
LA CRISIS DEL OXÍGENO
A m e d i d a que las bacterias se e x p a n d í a n y o c u p a b a n todo el espacio disponible en las aguas, rocas y barro del planeta primitivo, sus necesidades energéticas condujeron a u n a severa escasez de hidrógeno. L o s hidratos de carbono esenciales p a r a toda vida son c o m p l i c a d a s estructuras de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. P a r a construir estas estructuras, las bacterias fotosintetizadoras tomaban carbono y oxígeno del aire en forma de C 0 2 , al igual que las plantas actuales. El hidrógeno lo a b s o r b í a n del aire en forma de hidrógeno gaseoso y del sulfuro de hidrógeno que borboteaba en los volcanes. Pero el ligero hidrógeno gaseoso seg u í a escapándose al espacio y el sulfuro de hidrógeno llegó a ser insuficiente. El hidrógeno existe por supuesto en a b u n d a n c i a en el agua ( H 2 0 ) , pero los enlaces entre el hidrógeno y el oxígeno en l a s moléculas de agua son m u c h o m á s fuertes que los que u n e n los dos átomos de hidrógeno en el hidrógeno gaseoso ( H , ) o el s u l furo de hidrógeno ( H 2 S ) . L a s bacterias fotosintetizadoras no e r a n capaces de r o m p e r estos fuertes enlaces hasta que u n a c l a se especial de bacterias verde-azuladas inventaron un nuevo 250
tipo de fotosíntesis que acabó para siempre con el problema del hidrógeno. Las bacterias recién evolucionadas - l a s antepasadas de las a c tuales algas v e r d e a z u l a d a s - u t i l i z a b a n l u z solar de m a y o r energía (menor longitud de onda) para separar las m o l é c u l a s de a g u a en sus componentes hidrógeno y oxígeno. T o m a b a n el hidrógeno para la construcción de azúcares y otros hidratos de carbono y e m i t í a n al aire el oxígeno sobrante. E s t a extracción de hidrógeno del a g u a , uno de los recursos m á s abundantes en el planeta, constituyó un hito evolutivo extraordinario c o n i m p l i c a c i o n e s de largo alcance p a r a el subsiguiente desarrollo de la v i d a , De hecho, Lynn M a r g u l i s está convencida de que «el advenimiento de la fotosíntesis del oxígeno fue el hecho s i n g u l a r que dio paso eventualmente a nuestro medioambiente moderno». 3 3 C o n su i l i m i t a d a fuente de hidrógeno, las nuevas bacterias tuvieron un éxito espectacular. Se expandieron rápidamente por la superficie de la T i e r r a , c u b r i e n d o rocas y a r e n a con su p e l í c u l a azul verdosa. A ú n en nuestros d í a s están por todas partes, creciendo en estanques y p i s c i n a s , en paredes h ú m e d a s y en cortinas de d u c h a , allí donde h a y a a g u a y l u z solar. No obstante, h u b o que pagar un precio m u y alto por este acontecimiento evolutivo. C o m o c u a l q u i e r sistema vivo e n r á p i d a expansión, l a s bacterias verde-azuladas p r o d u c í a n ingentes c a n tidades de r e s i d u o s , que en su caso eran además altamente tóxicos. Se trataba del gas oxígeno emitido c o m o subproducto del nuevo m o d e l o de fotosíntesis basado en el a g u a . El oxígeno libre es tóxico porque reacciona fácilmente con la materia orgánica, produciendo los llamados r a d i c a l e s libres, extremadamente destructivos p a r a los hidratos de carbono y otros compuestos bioq u í m i c o s esenciales. E l oxígeno r e a c c i o n a a s i m i s m o con facilid a d con gases atmosféricos y metales, desencadenando c o m bustión y c o r r o s i ó n , las dos formas m á s conocidas de «oxidación» ( c o m b i n a c i ó n con oxígeno). A l p r i n c i p i o l a T i e r r a absorbía e l oxígeno r e s i d u a l con facilid a d . H a b í a n suficientes metales y compuestos de azufre de origen tectónico y v o l c á n i c o que capturaban rápidamente el oxígeno libre y le i m p e d í a n a c u m u l a r s e en el aire, pero tras absorberlo durante m i l l o n e s de años, los metales y minerales oxidantes a c a baron saturándose y el gas tóxico empezó a a c u m u l a r s e en la atmósfera. H a c e a p r o x i m a d a m e n t e dos m i l m i l l o n e s de años la polución por oxígeno derivó en u n a catástrofe de proporciones globales s i n 251
precedentes. N u m e r o s a s especies fueron e l i m i n a d a s por completo y toda la red bacteriana tuvo que reorganizarse totalmente p a r a sobrevivir. E v o l u c i o n a r o n m e c a n i s m o s y dispositivos de protección y adaptación y, finalmente, la c r i s i s del oxígeno cond u j o a u n a de las mayores y m á s exitosas innovaciones en toda la h i s t o r i a de la v i d a : En una de las mayores argucias de todos los tiempos, las bacterias (verdea/.uladas) inventaron un sistema metabólico que requería la misma substancia que había sido un veneno mortal... La respiración de oxígeno es un ingenioso y eficiente modo de canalizar y explotar la reactividad del oxígeno. Es en esencia una combustión controlada, que descompone moléculas orgánicas y proporciona dióxido de carbono, agua y una gran cantidad de energía... El microcosmos hizo algo más que adaptarse: desarrolló una dínamo movida por oxígeno que cambió la vida y su habitat terrestre para siempre. 34 C o n esta espectacular i n v e n c i ó n , las bacterias verde-azuladas tenían dos m e c a n i s m o s complementarios a su d i s p o s i c i ó n - l a gen e r a c i ó n de oxígeno libre a través de la fotosíntesis y su absorc i ó n mediante la r e s p i r a c i ó n - y p o d í a n en consecuencia i n i c i a r la preparación de los bucles de retroalimentación que i b a n a regul a r a partir de entonces el contenido de oxígeno en la atmósfera, manteniendo así el delicado equilibrio que i b a a p e r m i t i r evoluc i o n a r a las nuevas formas de v i d a respiradoras de oxígeno. 3 5 La p r o p o r c i ó n de oxígeno libre en la atmósfera se estabilizó e n e l 2 1 % , u n valor determinado por s u grado d e i n f l a m a b i l i d a d . Si descendía por debajo del 15 %, nada a r d e r í a , los o r g a n i s m o s no p o d r í a n r e s p i r a r y se a s f i x i a r í a n . Si por el contrario a s c e n d í a m á s a l l á del 25 %, todo a r d e r í a . La combustión se p r o d u c i r í a espontáneamente y los i n c e n d i o s a r r a s a r í a n la superficie del planeta. E n c o n s e c u e n c i a , G a i a h a m a n t e n i d o e l oxígeno atmosférico al nivel m á s confortable p a r a todos los a n i m a l e s y plantas d u r a n te millones de años. Se fue formando además u n a c a p a de ozono (moléculas formadas por tres átomos de oxígeno) en la parte s u perior de la atmósfera, que desde entonces protege la v i d a sobre l a T i e r r a d e l a severidad d e los rayos ultravioleta solares. E l escen a r i o estaba preparado p a r a la evolución de formas mayores de v i d a - h o n g o s , plantas y a n i m a l e s - , que i b a a o c u r r i r en plazos relativamente cortos.
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LA CÉLULA NuCLEADA
E l p r i m e r paso h a c i a f o r m a s superiores d e v i d a fue l a a p a r i c i ó n d e l a s i m b i o s i s c o m o u n a n u e v a v í a p a r a l a creatividad evolutiva. E s t o o c u r r i ó hace alrededor de dos m i l m i l l o n e s de años y c o n d u j o a la evolución de l a s eucariontes («células n u c l e a d a s » ) , que se convirtieron en los componentes fundamentales de p l a n tas y a n i m a l e s . L a s células n u c l e a d a s son m u c h o mayores y m á s complejas que las bacterias. Mientras que la célula bacteriana contiene u n a sola hebra suelta de A D N flotando libremente en el fluido c e l u l a r , el A D N de u n a eucarionte se encuentra apretadamente replegado dentro de c r o m o s o m a s , confinados a su vez dentro de u n a m e m b r a n a en el interior del núcleo de la c é l u l a . La cantidad de A D N de u n a eucarionte es varios cientos de veces s u perior a la correspondiente a u n a bacteria. La otra sorprendente característica de la célula n u c l e a d a es su a b u n d a n c i a de orgánulos: pequeñas partes de la célula que utilizan oxígeno y desarrollan u n a serie de funciones altamente espec i a l i z a d a s . 3 6 L a repentina a p a r i c i ó n d e l a s células nucleadas e n l a historia de la evolución y el d e s c u b r i m i e n t o de que sus orgánulos son o r g a n i s m o s distintos y autorreproductores, llevó a L y n n M a r g u l i s a la c o n c l u s i ó n de que las células nucleadas h a b í a n evol u c i o n a d o a través de u n a s i m b i o s i s de m u c h o s años, la cohabitac i ó n permanente de varias bacterias y otros organismos. 3 7 L o s antepasados de las m i t o c o n d r i a s y otros orgánulos pueden haber sido perfectamente bacterias m a l intencionadas que invadieron a células mayores y se reprodujeron en su interior. M u c h a s d e l a s c é l u l a s i n v a d i d a s h a b r í a n muerto, llevándose consigo a l a s i n v a s o r a s . S i n embargo, algunos de los predadores no m a t a r o n a sus anfitriones, sino que empezaron a cooperar con ellos, hasta que la selección n a t u r a l permitió sobrevivir y evoluc i o n a r ú n i c a m e n t e a los cooperadores. L a s m e m b r a n a s nucleares pueden h a b e r evolucionado p a r a proteger a las células genéticas del o r g a n i s m o anfitrión de los ataques del invasor. D u r a n t e m i l l o n e s de años las relaciones de cooperación fuer o n c a d a vez m á s coordinadas y entretejidas, los orgánulos tuvier o n d e s c e n d e n c i a b i e n adaptada a la v i d a en el interior de células mayores y éstas fueron c a d a vez m á s dependientes de sus i n q u i l i nos. C o n el tiempo estas c o m u n i d a d e s de bacterias se h i c i e r o n t a n interdependientes que f u n c i o n a b a n c o m o u n solo o r g a n i s m o integrado:
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La vida había avanzado otro paso, más allá de la red de libre intercambio genético, a la sinergia de la simbiosis. Organismos separados se convirtieron en uno, creando nuevas totalidades que eran mayores que la suma de sus partes. 38 E l reconocimiento d e l a s i m b i o s i s c o m o fuerza evolutiva m a y o r tiene i m p l i c a c i o n e s filosóficas profundas. T o d o s los organism o s mayores, i n c l u y é n d o n o s a nosotros m i s m o s , son testimonios de que las prácticas destructivas no f u n c i o n a n a la larga. Al final, los agresores acaban por destruirse a sí m i s m o s , dando paso a otros que saben c ó m o cooperar- y llevarse bien. La v i d a es m u c h o menos una lucha competitiva por la supervivencia que el triunfo de la cooperación y la creatividad. Efectivamente, desde la a p a r i c i ó n de las p r i m e r a s células nucleadas, la creación ha ido procediendo por disposiciones c a d a vez m á s i n t r i n c a d a s de coop e r a c i ó n y evolución. La v í a de la evolución por s i m b i o s i s permitió a las nuevas form a s de v i d a u t i l i z a r u n a y otra vez biotecnologías bien probadas, en diferentes c o m b i n a c i o n e s . Por ejemplo, mientras que las bacterias obtienen su energía y alimento mediante u n a g r a n variedad de ingeniosos métodos, tan sólo u n a de sus n u m e r o s a s invenciones metabólicas es u t i l i z a d a por los a n i m a l e s : la r e s p i r a c i ó n de oxígeno, especialidad de las mitocondrias. L a s m i t o c o n d r i a s están también presentes en las células vegetales, que a d e m á s contienen los llamados cloroplastos, las «estaciones solares» verdes responsables de la fotosíntesis. 3 9 Estos orgánulos son notablemente parecidos a las bacterias verdeazul a d a s , las inventoras de la fotosíntesis del oxígeno que, con toda seguridad, son sus antepasados. M a r g u l i s especula que las bacterias invasoras d e b í a n ser c o m i d a s regularmente por otros m i c r o o r g a n i s m o s y que algunas de ellas debieron resistir los procesos de digestión de sus anfitrionas, 4 0 adaptándose a su nuevo m e d i o y continuando su p r o d u c c i ó n de energía a través de la fotosíntesis, de la que las células mayores pronto fueron dependientes. S u s nuevas relaciones simbióticas daban a las células acceso al uso eficiente de la l u z y del oxígeno y les b r i n d a b a n también u n a tercera ventaja revolucionaria: la c a p a c i d a d de m o v i m i e n t o . Mientras que los componentes de u n a célula bacteriana flotan suave y pasivamente en el fluido celular, los de u n a célula nucleada parecen moverse decididamente; el fluido celular c i r c u l a y toda la célula puede expandirse y contraerse o moverse r á p i d a 254
mente c o m o un lodo, c o m o por ejemplo en el caso de las células sanguíneas. Al igual que tantos otros procesos de v i d a , el m o v i m i e n t o r á p i d o fue inventado por las bacterias. E l m i e m b r o m á s r á p i d o del m i crocosmos es u n a m i n ú s c u l a criatura con aspecto de cabello l l a m a d a espiroqueta («cabello rizado»), c o n o c i d a también c o m o la «bacteria sacacorchos», que se mueve rápidamente en e s p i r a l . Al adherirse s i m b i ó t i c a m e n t e a células mayores, la r á p i d a bacteria sacacorchos les proporcionó las tremendas ventajas del m o v i miento: la c a p a c i d a d de evitar el peligro y de ir en busca de a l i mento. C o n el tiempo, las bacterias sacacorchos fueron perdiendo sus rasgos m á s singulares para evolucionar hasta los bien conocidos «latiguillos celulares» -flagelos, cilios y d e m á s - , que p r o p u l san a u n a gran variedad de c é l u l a s nucleadas con ondulantes o bruscos m o v i m i e n t o s . Las ventajas c o m b i n a d a s de los tres tipos de s i m b i o s i s descritos en los párrafos anteriores, crearon u n a explosión de actividad evolutiva que generó u n a tremenda diversidad de células e u c a riontes. C o n sus dos eficientes medios de p r o d u c c i ó n de energía y su espectacular aumento de m o v i l i d a d , las nuevas formas s i m bióticas de v i d a e m i g r a r o n a nuevos hábitats, dando paso a las plantas y a n i m a l e s primitivos que, a su debido tiempo, abandon a r í a n el a g u a p a r a tomar posesión de la tierra firme. C o m o hipótesis científica, el concepto de simbiogenesis - l a creación de nuevas formas de v i d a mediante la c o m b i n a c i ó n de distintas e s p e c i e s - tiene apenas treinta años de antigüedad, pero c o m o mito cultural, la idea parece ser tan antigua c o m o la h u m a n i d a d m i s m a . 4 1 L a épica religiosa, l a s leyendas, los cuentos d e hadas y otras historias m í t i c a s de todo el m u n d o están llenas de criaturas fantásticas -esfinges, sirenas, grifones, centauros y d e m á s nacidas de la u n i ó n de dos o m á s especies. Al igual que las nuevas células eucariontes, estas criaturas están formadas por componentes conocidos, pero en c o m b i n a c i o n e s novedosas y sorprendentes. L a s descripciones de estos seres h í b r i d o s son a menudo espeluznantes, pero m u c h o s de ellos son vistos curiosamente c o m o portadores de b u e n a suerte. El dios G a n e s h a , por ejemplo, con cuerpo h u m a n o y cabeza de elefante, es u n a de las deidades m á s reverenciadas de la I n d i a , a la que se a d o r a c o m o símbolo de buena suerte y a y u d a en momentos de dificultad. De algún modo la c o n s c i e n c i a colectiva h u m a n a parece haber conocido desde antiguo que las s i m b i o s i s de larga d u r a c i ó n son profundamente beneficiosas p a r a l a v i d a . 255
LA E V O L U C I Ó N DE LAS PLANTAS Y L O S A N I M A L E S
La evolución de las plantas y de los a n i m a l e s desde el m i c r o cosmos se produjo a través de u n a sucesión de s i m b i o s i s , en la que las invenciones bacterianas de los precedentes dos m i l m i l l o n e s de años fueron c o m b i n a d a s en i n f i n i d a d de expresiones de creatividad, hasta seleccionar formas viables p a r a la supervivencia. Este proceso evolutivo se caracteriza por u n a creciente especializac i ó n : desde los orgánulos en las p r i m e r a s eucariontes, hasta las células altamente especializadas de los a n i m a l e s . Un aspecto importante de la especialización celular es la i n vención de la reproducción sexual, que ocurrió hace alrededor de m i l m i l l o n e s de años. T e n d e m o s a pensar que sexo y reproducc i ó n están en relación directa, pero M a r g u l i s señala que la c o m pleja d a n z a de la reproducción sexual consta de diferentes elementos aislados que evolucionaron independientemente y sólo gradualmente se entremezclaron y unificaron. 42 El p r i m e r componente es un tipo determinado de d i v i s i ó n celular, d e n o m i n a d o meiosis ( « d i s m i n u c i ó n » ) , en el que el n ú m e r o de c r o m o s o m a s en el núcleo queda r e d u c i d o exactamente a la m i tad. E s t o crea células especializadas en forma de huevos y esperm a . E s t a s células se funden m á s tarde en el acto de la fertilizac i ó n , en el que se restaura el n ú m e r o n o r m a l de c r o m o s o m a s y se crea u n a nueva célula: el huevo fertilizado. E s t a célula se divide entonces repetidamente en el proceso de creación y desarrollo de u n organismo multicelular. La fusión de material genético de dos células distintas está ampliamente extendida entre las bacterias, donde tiene lugar en f o r m a de intercambio continuo de genes no v i n c u l a d o a la reprod u c c i ó n . En los primeros a n i m a l e s y plantas, se u n i e r o n la reprod u c c i ó n y la fusión de genes, lo que derivó en c o m p l i c a d o s procesos y rituales de fertilización. El género fue un refinamiento posterior. L a s p r i m e r a s células germinativas - h u e v o s y e s p e r m a eran prácticamente idénticas, pero con el tiempo evolucionaron en. r á p i d a s y pequeñas células de esperma y grandes y estáticos huevos. La conexión de la fertilización con la f o r m a c i ó n de e m briones llegó a ú n m á s tarde en la evolución de los a n i m a l e s . En el reino de las plantas, la fertilización condujo a intrincados patrones de coevolución de flores, insectos y pájaros. A m e d i d a que c o n t i n u a b a la especialización de las células en formas de v i d a c a d a vez más grandes y complejas, la c a p a c i d a d de autorreparación y regeneración d i s m i n u í a progresivamente. 256
Los platelmintos, los pólipos y las estrellas de m a r pueden rege nerar la práctica totalidad de sus cuerpos a partir de pequeñas fracciones de los m i s m o s ; los lagartos, las s a l a m a n d r a s , los c a n grejos, las langostas y m u c h o s insectos, pueden regenerar órganos y m i e m b r o s perdidos. Pero en los a n i m a l e s superiores, la regeneración queda l i m i t a d a a la renovación de tejidos en la c u r a c i ó n de heridas. C o m o c o n s e c u e n c i a de esta pérdida de c a p a cidades regenerativas, todos los o r g a n i s m o s grandes envejecen y m u e r e n . N o obstante, con l a reproducción sexual l a v i d a h a i n ventado un nuevo proceso regenerativo, en el que o r g a n i s m o s completos se forman una y otra vez, volviendo a partir en c a d a «generación» de u n a ú n i c a célula n u c l e a d a . Plantas y a n i m a l e s no son las ú n i c a s criaturas multicelulares en el m u n d o vivo. C o m o m u c h o s otros rasgos de los o r g a n i s m o s vivos, la m u l t i c e l u l a r i d a d dio origen m u c h a s veces a múltiples linajes de v i d a y existen aún hoy diversas clases de bacterias m u l t i celulares y m u c h a s protistas ( m i c r o o r g a n i s m o s con células n u cleadas) multicelulares. Al igual que los a n i m a l e s y las plantas, la m a y o r í a de estos o r g a n i s m o s multicelulares están formados por sucesivas divisiones celulares, a u n q u e algunos pueden ser generados también por la agregación de células de diferentes procedencias pero de la m i s m a especie. Un espectacular ejemplo de estas agregaciones lo constituye el moho del l i m o , un organismo m a c r o s c ó p i c o pero que es técnicamente u n protista. E l m o h o del l i m o tiene u n complejo ciclo vital, que comprende u n a fase móvil (animal) y otra i n m ó v i l (vegetal). E n s u fase a n i m a l empieza c o m o u n a multitud d e células independientes, c o m ú n m e n t e halladas en los bosques bajo troncos en putrefacción y hojas h ú m e d a s , donde se a l i m e n t a n de otros m i c r o o r g a n i s m o s y de la vegetación en descomposición. L a s células a m e n u d o c o m e n tanto y se dividen tan rápidamente, que a c a b a n c o n todo el a l i m e n t o disponible a su alrededor. C u a n d o esto ocurre, se agregan en u n a m a s a cohesiva de miles de células parecida a u n a b a b o s a c a p a z de desplazarse por el suelo del bosque c o n m o v i m i e n t o s de a m e b a . Al encontrar u n a nueva fuente de a l i m e n to, la m a s a entra en su lase vegetal, desarrollando un troncho c o n un cuerpo de fruto m u y parecido a un hongo. Finalmente la cáps u l a del fruto estalla, liberando miles de esporas secas de la que n a c e r á n nuevas células, que se moverán independientemente a la búsqueda de alimento, i n i c i a n d o así un nuevo ciclo de v i d a . De entre las múltiples organizaciones multicelulares que evol u c i o n a r o n desde cohesionadas c o m u n i d a d e s de microorganis257
m o s , tres - p l a n t a s , hongos y a n i m a l e s - h a n tenido tanto éxito en reproducirse, diversificarse y expandirse sobre la T i e r r a , que h a n sido c l a s i f i c a d a s por los biólogos c o m o «reinos», la m á s a m p l i a categoría de o r g a n i s m o s vivos. Existen en total c i n c o de estos reínos: bacterias ( m i c r o o r g a n i s m o s s i n células nucleadas), prolistas ( m i c r o o r g a n i s m o s con células nucleadas), plantas, hongos y a n i males. 4 3 C a d a reino está dividido en u n a j e r a r q u í a de subeategorías o laxa, empezando por phylum y acabando por genus y species.
PLANTAS
HONGOS
ANIMALES
La teoría de la simbiogenesis ha permitido a L y n n M a r g u l i s y s u s colegas b a s a r la clasificación de los organismos vivos en c l a ras relaciones evolutivas. L a figura 1 0 - 1 m u e s t r a d e forma s i m p l i ficada c ó m o protistas, plantas, hongos y a n i m a l e s h a n evolucionado desde las bacterias a través de u n a serie de s i m b i o s i s sucesivas, descritas con m a y o r detalle en l a s p á g i n a s siguientes. C u a n d o seguimos la evolución de las plantas y los a n i m a l e s , nos encontramos a nosotros m i s m o s en el m a c r o c o s m o s y debem o s c a m b i a r nuestra escala de tiempo de miles de millones a m i llones de años. Los primeros a n i m a l e s evolucionaron hace unos setecientos m i l l o n e s de años y las p r i m e r a s plantas aparecieron unos doscientos millones de años después. A m b o s evolucionaron p r i m e r o en el agua p a r a s a l i r a tierra firme entre cuatrocientos y cuatrocientos cincuenta millones de años atrás, precediendo las plantas a los a n i m a l e s en varios m i l l o n e s de años. T a n t o plantas c o m o a n i m a l e s desarrollaron grandes o r g a n i s m o s multicelulares, pero mientras q u e la c o m u n i c a c i ó n intercelular es m í n i m a en las plantas, las células de los a n i m a l e s están altamente especializadas y estrechamente interconectadas por u n a g r a n variedad de c o m p l i c a d o s v í n c u l o s . Su c o o r d i n a c i ó n y control m u t u o s se vieron fuertemente incrementados con la temprana creación de sistemas nerviosos, evolucionando los primeros pequeños cerebros a n i m a les h a c e unos seiscientos veinte millones de años atrás. L o s antepasados de las plantas eran tupidas m a s a s de algas que m e d r a b a n en aguas poco profundas bien i l u m i n a d a s . O c a s i o nalmente sus habitatis de secaron y algunas algas c o n s i g u i e r o n sobrevivir, reproducirse y convertirse en plantas. E s t a s plantas p r i m i t i v a s , m u y parecidamente a los musgos actuales, c a r e c í a n de tallos y hojas. Para sobrevivir sobre el suelo, era c r u c i a l que desarrollasen estructuras sólidas que les impediesen d e r r u m b a r se y secarse. Lo consiguieron creando l i g n i n a , un material p a r a las paredes celulares que permitió a las plantas desarrollar tallos y r a m a s sólidos, así c o m o sistemas vasculares con los que a s p i r a r el a g u a desde s u s raíces. 258
bacteria verde-azul
célula anfitriona
bacteria sacacorchos
bacteria respiradora de oxígeno
BACTERIA Figura 10-1 Relaciones evolutivas entre los c i n c o reinos de la vida.
El m a y o r reto del nuevo habitat en tierra firme era s i n d u d a la escasez de a g u a . La respuesta creativa de l a s plantas fue encerrar sus e m b r i o n e s en semillas protectoras resistentes a la sequía, de m o d o que pudiesen esperar p a r a su desarrollo hasta encontrarse en un a m b i e n t e adecuadamente húmedo. Durante cien millones de años, mientras los p r i m e r o s a n i m a l e s (los anfibios) evolucion a b a n en f o r m a de reptiles y d i n o s a u r i o s , tupidos bosques de «helechos de semillas» - á r b o l e s portadores de semillas parecidos a helechos gigantes- c u b r í a n grandes extensiones de la T i e r r a . Doscientos m i l l o n e s de años atrás aparecieron los glaciares 259
en varios continentes y los bosques de helechos gigantes no pudieron sobrevivir a los largos y fríos inviernos. F u e r o n reemplazados por coniferas de h o j a perenne semejantes a nuestros abetos y piceas, c u y a m a y o r resistencia al frío les permitió soportar los inviernos e i n c l u s o expandirse en regiones a l p i n a s m á s elevadas. C í e n m i l l o n e s de años m á s tarde e m p e z a r í a n a aparecer flor i d a s plantas c u y a s semillas estarían envueltas en frutos. Desde el p r i n c i p i o , estas plantas coevolucionaron con a n i m a les que disfrutaban de los nutrientes frutos, d i s e m i n a n d o a c a m bio las semillas s i n digerir. E s t o s acuerdos de cooperación han continuado desarrollándose, hasta llegar en la a c t u a l i d a d a inc l u i r cultivadores h u m a n o s que no sólo s i e m b r a n s e m i l l a s , sino que clonan también plantas s i n semillas para obtener sus frutos. C o m o observan M a r g u l i s y S a g a n : « L a s plantas parecen ciertamente m u y aficionadas a seducir a los a n i m a l e s , habiendo llegado incluso a convencernos p a r a que hagamos por ellas lo ú n i c o que no pueden hacer: moverse.» 4 4
CONQUISTANDO EL TERRITORIO
L o s primeros a n i m a l e s evolucionaron en el agua desde m a s a s de células globulares y gusaniformes. E r a n a ú n m u y pequeños, pero algunos de ellos constituyeron c o m u n i d a d e s que construyeron colectivamente enormes arrecifes coralinos con sus depósitos de calcio. Al carecer de partes d u r a s o esqueletos integrales, los a n i m a l e s p r i m i t i v o s se desintegraban por completo tras su muerte, pero cien millones de años m á s tarde, sus descendientes p r o d u c í a n ya u n a gran variedad de exquisitas cáscaras y esqueletos que dejaron c l a r a s huellas en fósiles bien conservados. P a r a los a n i m a l e s , la adaptación a la v i d a en tierra firme constituyó u n a proeza evolutiva de enormes proporciones, que requirió drásticos c a m b i o s en todos los sistemas de órganos. El m a y o r problema fuera del a g u a era, por supuesto, la desecación; pero h a b í a multitud de otras dificultades. H a b í a m u c h í s i m o m á s oxígeno en la atmósfera que en los océanos, lo que requería diferentes órganos de respiración; h a c í a n falta otros tipos de piel p a r a protegerse de la luz solar no filtrada y eran precisos huesos m á s resistentes y m ú s c u l o s más poderosos p a r a hacer frente a la fuerza de la gravedad en la a u s e n c i a de flotación. P a r a facilitar la transición a este entorno completamente nuevo, los a n i m a l e s inventaron u n a ingeniosa a r g u c i a : se llevaron 260
con ellos su medio anterior para su descendencia. Hasta nuestros días, la m a t r i z a n i m a l s i m u l a la h u m e d a d , flotabilidad y s a l i n i dad del antiguo medio m a r i n o . M á s a ú n , l a s concentraciones de sal en la sangre y otros fluidos corporales de los m a m í f e r o s son notablemente parecidas a la de los océanos. S a l i m o s de las aguas oceánicas hace m á s de cuatrocientos m i l l o n e s de años, pero n u n ca hemos dejado atrás el a g u a de m a r ; sigue estando en nuestra sangre, nuestro sudor y nuestras l á g r i m a s . Otra i n n o v a c i ó n capital que se convirtió en c r u c i a l p a r a v i v i r en tierra firme tenía r e l a c i ó n con la regulación del c a l c i o . É s t e desempeña un papel p r i n c i p a l en el metabolismo de todas las células n u c l e a d a s , siendo especialmente c r u c i a l en la operación de los m ú s c u l o s . P a r a que estos procesos metabólicos funcionen, es preciso que la cantidad de c a l c i o sea m a n t e n i d a en unos niveles precisos, m u c h o menores que los del c a l c i o en el agua de m a r . En c o n s e c u e n c i a , los a n i m a l e s m a r i n o s desde el p r i n c i p i o debían elim i n a r continuamente los excesos de c a l c i o . L o s p r i m e r o s a n i m a les pequeños simplemente lo excretaban, amontonándolo en ocasiones en forma de enormes arreciles coralinos. Al evolucionar a n i m a l e s mayores, empezaron a a l m a c e n a r el exceso de calcio dentro y fuera de sí m i s m o s , d a n d o así origen a c o n c h a s y esqueletos. Al igual que las bacterias verde-azuladas transformaron un agente tóxico contaminante - e l o x í g e n o - en un ingrediente vital p a r a su posterior evolución, los p r i m e r o s a n i m a l e s transformaron otro contaminante importante el c a l c i o - en material de c o n s t r u c c i ó n p a r a nuevas estructuras que les proporcionaban tremendas ventajas. C á s c a r a s y otras partes d u r a s servían p a r a r e h u i r a los depredadores, mientras que los esqueletos, que surgieron p r i m e r o en los peces, e v o l u c i o n a r o n en l a s estructuras de soporte esenciales p a r a todos los a n i m a l e s grandes. H a c e unos quinientos ochenta millones de años, al p r i n c i p i o del l l a m a d o período C á m b r i c o , se depositó tal profusión de fósiles con bellas y claras huellas de cáscaras, cubiertas rígidas y esqueletos, que los paleontólogos creyeron durante mucho tiempo que dichos fósiles m a r c a b a n el i n i c i o de la v i d a . En ocasiones eran i n c l u s o vistos c o m o las huellas de los primeros actos divinos de c r e a c i ó n . Sólo en los últimos treinta años se h a n revelado las huellas del m i c r o c o s m o s anterior gracias a los l l a m a d o s fósiles q u í m i c o s . 4 5 É s t o s demuestran irrefutablemente que los orígenes de la v i d a preceden al período C á m b r i c o al menos en tres m i l m i llones de años. 261
L o s experimentos evolutivos c o n los depósitos de calcio cond u j e r o n a u n a g r a n v a r i e d a d de formas: a n i m a l e s tubulares con c o l u m n a vertebral pero s i n huesos, criaturas en forma de pez con a r m a d u r a s externas pero s i n m a n d í b u l a s , peces-pulmón capaces de respirar tanto a g u a c o m o aire y m u c h o s m á s . L a s p r i m e r a s criaturas vertebradas c o n espinazos y c a j a craneal que protegía su sistema nervioso, probablemente evolucionaron h a c e unos quinientos millones de años. E n t r e ellos estaba u n a estirpe de pez dotado de pulmones, aletas regordetas, m a n d í b u l a s y cabeza de r a n a , que se arrastraba por las orillas y c u y a evolución d a r í a origen eventualmente a los p r i m e r o s anfibios. Éstos - r a n a s , sapos, s a l a m a n d r a s y tritones- constituyen el v í n c u l o evolutivo entre los a n i m a l e s m a r i n o s y terrestres. F u e r o n los primeros vertebrados terrestres, pero hoy a ú n e m p i e z a n sus ciclos vitales c o m o renacuajos que respiran a g u a . L o s p r i m e r o s insectos salieron del agua aproximadamente al m i s m o tiempo que los anfibios, pudiendo i n c l u s o haber a n i m a d o a algunos peces a seguirles fuera del a g u a p a r a preciar sobre ellos. U n a vez en tierra firme, los insectos explosionaron en u n a enorme variedad de especies. Su tamaño reducido y sus altos niveles de reproducción les permitieron adaptarse a casi todos los entornos y desarrollar u n a fabulosa diversidad de estructuras corporales y modos de v i d a . E x i s t e n en la actualidad cerca de 750.000 especies conocidas de insectos, tres veces m á s que la s u m a de todas l a s restantes especies a n i m a l e s . Durante los ciento c i n c u e n t a millones de años posteriores al abandono del mar, los anfibios se convirtieron en reptiles dotados de grandes ventajas selectivas: m a n d í b u l a s poderosas, piel resistente a la sequedad y, a ú n m á s importante, u n a nueva clase de huevos. C o m o h a r í a n m á s tarde los mamíferos en sus úteros, los reptiles encapsularon el m e d i o m a r i n o anterior dentro de grandes huevos, en los que sus descendientes podían prepararse plenamente p a r a p a s a r todo su c i c l o vital en tierra. Pertrechados c o n estas innovaciones, los reptiles conquistaron rápidamente la tierra y se desarrollaron en n u m e r o s a s variedades. Los m u c h o s tipos de lagartos existentes a ú n en la a c t u a l i d a d , incluyendo las serpientes s i n extremidades, son descendientes de aquellos antiguos reptiles. Mientras que la estirpe de los peces se arrastraba fuera del agua y se convertía en anfibios, los arbustos y los árboles m e d r a b a n ya sobre la tierra, y c u a n d o los anfibios dieron paso a los reptiles, vivieron en exuberantes selvas tropicales. Al m i s m o tiempo 262
E v o l u c i ó n de plantas y a n i m a l e s Millones de años atrás
E t a p a s d e evolución
700
primeros animales
620
primeros cerebros de animales
580
cáscaras y esqueletos
500
vertebrados
450
salida a tierra firme de las plantas
400
salida a tierra firme de anfibios e insectos
350
helechos de semillas
300
hongos
250
reptiles
225
coniferas, dinosaurios
200
mamíferos
150
pájaros
125
plantas floridas
70
extinción de los dinosaurios
65
primeros primates
35
monos
20
simios
10
grandes simios
4
simios del S u r erectos
los hongos, un tercer tipo de o r g a n i s m o multicelular, también h a b í a desembarcado. L o s hongos parecen plantas pero son tan completamente distintos de éstas que están clasificados en un reino propio, que exhibe u n a serie de fascinantes propiedades. 4 6 C a r e c e n de la verde clorofila necesaria p a r a la fotosíntesis y no comen ni digieren, sino que absorben directamente sus nutrientes en f o r m a de compuestos q u í m i c o s . A diferencia de las plantas, los hongos no disponen de sistemas vasculares p a r a formar raíces, tallos y hojas. T i e n e n m u c h a s células distintivas que pueden contener varios núcleos y que están separadas por finas paredes a través de l a s cuales el fluido celular puede c i r c u l a r con facilidad. L o s hongos emergieron hace m á s de trescientos millones de años y se extendieron en í n t i m a coevolución c o n l a s plantas. 263
Prácticamente todas las plantas que crecen en el suelo dependen de un d i m i n u t o hongo en sus raíces p a r a la absorción de nitrógeno. L a s raíces de los árboles de un bosque están interconectadas por u n a i n m e n s a red de hongos que ocasionalmente emerge a la superficie en forma de setas. S i n hongos, no hubiesen podido existir las p r i m i t i v a s selvas tropicales. T r e i n t a millones de años después de la a p a r i c i ó n de los primeros reptiles, una de sus estirpes se convirtió en d i n o s a u r i o s (un término griego que significa «lagarto terrible»), que parecen ejercer u n a fascinación sin límites en los h u m a n o s de todos los tiempos. E x i s t i e r o n en gran variedad de tamaños y formas. Algunos tenían a r m a d u r a s y picos córneos c o m o las tortugas actuales, Otros cuernos. A l g u n o s eran herbívoros, otros carnívoros. C o m o los restantes reptiles, los d i n o s a u r i o s eran ovíparos. M u c h o s de ellos construían nidos, algunos llegaron a desarrollar alas y con el tiempo, hace unos c í e n l o cincuenta millones de años, se convirtieron en pájaros. En la época de los dinosaurios, la expansión de los reptiles estaba en pleno auge. Mares y tierras estaban poblados por serpientes terrestres y m a r i n a s , lagartos, tortugas de m a r y varias especies de dinosaurios. Hace unos setenta millones de años, lodos los d i n o s a u r i o s y m u c h a s o l í a s especies desaparecieron súbitamente, presumiblemente debido al impacto de un meteorito gigantesco, de m á s de once kilómetros de diámetro. La explosión catastrófica generó u n a enorme nube de polvo que bloqueó la luz del sol durante un largo período, c a m b i a n d o drásticamente los patrones climáticos en lodo el globo, c a m b i o s a los que los dinosaurios no lograron sobrevivir.
E L CUIDADO D E L A P R O G E N I E
H a c e unos doscientos millones de años, un vertebrado de s a n gre caliente evolucionó de los reptiles y se diversificó en u n a nueva clase de a n i m a l e s que con el tiempo d a r í a n paso a nuestros a n tepasados los primates. L a s hembras de estos a n i m a l e s de sangre caliente ya no encerraban a sus embriones en huevos, sino que los nutrían en el seno de sus propios cuerpos. T r a s el n a c i m i e n t o , l a s c r í a s eran relativamente incapaces y d e b í a n ser c r i a d a s por sus madres. Debido a este peculiar comportamiento, que incluye la alimentación con leche segregada por las g l á n d u l a s m a m a r i a s de la madre, esta clase de a n i m a l e s se conoce con el n o m b r e de 264
« m a m í f e r o s » . Unos c i n c u e n t a m i l l o n e s de años después, otra estirpe de vertebrados de sangre caliente, los recientemente evolucionados pájaros, e m p e z a r í a t a m b i é n a a l i m e n t a r y enseñar a sus vulnerables c r í a s . L o s p r i m e r o s m a m í f e r o s eran pequeñas c r i a t u r a s nocturnas. Mientras que los reptiles, incapaces de regular su temperatura corporal, p e r m a n e c í a n inactivos durante las frías noches, los m a míferos desarrollaron la c a p a c i d a d de mantener sus cuerpos c a lientes a niveles relativamente constantes con independencia de su entorno, permaneciendo así alerta y activos por la noche. T r a n s f o r m a r o n también parte de sus células cutáneas en pelo, lo que les a i s l a b a a ú n más y les permitió e m i g r a r de los trópicos a climas más fríos. Los primates primitivos conocidos c o m o prosimios («premonos») evolucionaron en los trópicos, hace unos sesenta y c i n c o millones de años, de mamíferos nocturnos comedores de insectos que v i v í a n en árboles y tenían un aspecto parecido al de las ardillas. Los p r o s i m i o s de nuestros d í a s son pequeños a n i m a l e s de bosque, m a y o r i t a r i a m e n l c nocturnos, que siguen viviendo en los árboles. Para saltar de rama en r a m a por la noche, estos p r i m e r o s moradores de los árboles y comedores de insectos desarrollaron u n a aguda visión y en algunas especies, los ojos se fueron desplazando gradualmente hasta adoptar u n a p o s i c i ó n fronlal, lo que era c r u c i a l para el desarrollo de la visión t r i d i m e n s i o n a l , u n a venlaja decisiva p a r a evaluar distancias entre los árboles. Otras c a racterísticas bien conocidas de los p r i m a l e s que evolucionaron de su h a b i l i d a d para trepar, fueron m a n o s y pies prensiles, uñas planas, pulgares opuestos y grandes dedos en los pies. A diferencia de otros a n i m a l e s , los p r o s i m i o s no estaban a n a tómicamente especializados y en consecuencia estaban constantemente a m e n a z a d o s por enemigos. No obstante, compensaron su falta de especialización desarrollando m a y o r destreza e inteligencia. Su temor a los enemigos, su constante correr y esconderse v su activa v i d a nocturna les llevaron a la cooperación y les condujeron al comportamiento social que es característico de todos los primates superiores. A d e m á s , el hábito de protegerse e m i tiendo frecuentes sonidos fuertes evolucionó gradualmente en c o m u n i c a c i ó n vocal. La m a y o r í a de primates son comedores de insectos o vegetarianos que se a l i m e n t a n de nueces, frutos y hierbas. En épocas de escasez de frutos o nueces, los antiguos primates h a b r í a n a b a n donado la protección de las r a m a s y descendido al suelo. V i g i l a n 265
do ansiosamente la presencia de a l g ú n enemigo por e n c i m a de l a s altas hierbas, h a b r í a n adoptado por breves instantes u n a posic i ó n vertical antes de volverse a agazapar, c o m o siguen h a c i e n d o h o y e n d í a los m a n d r i l e s . E s t a h a b i l i d a d p a r a mantenerse erguidos, a u n q u e fuese sólo durante unos instantes, representaba u n a fuerte ventaja selectiva, ya que les p e r m i t í a u s a r sus m a n o s p a r a coger alimentos, b l a n d i r palos o a r r o j a r piedras p a r a defenderse. G r a d u a l m e n t e sus pies se a p l a n a r o n , su h a b i l i d a d m a n u a l a u mentó y el u s o de a r m a s e instrumentos p r i m i t i v o s estimuló el crecimiento de su cerebro, hasta que algunos p r o s i m i o s se convirtieron en m o n o s y s i m i o s . La l í n e a evolutiva de los m o n o s divergió de la de los p r o s i m i o s hace aproximadamente treinta y c i n c o millones de años. L o s monos son a n i m a l e s d i u r n o s , generalmente con caras m á s planas y expresivas que las de los p r o s i m i o s y a n d a n o corren n o r m a l m e n te sobre sus cuatro patas. H a c e unos veinte millones de años, la lín e a de los s i m i o s se separó de la de los m o n o s y diez millones de años después a p a r e c í a n nuestros antepasados inmediatos, los grandes s i m i o s : orangutanes, gorilas y c h i m p a n c é s . T o d o s los s i m i o s son habitantes de bosques y la m a y o r í a p a s a n al m e n o s parte de su tiempo en los árboles. L o s gorilas y los c h i m p a n c é s son los m á s terrestres de los s i m i o s , desplazándose a cuatro patas sobre sus nudillos, es decir, apoyándose en los n u d i llos de s u s extremidades delanteras. La m a y o r í a de s i m i o s pueden t a m b i é n recorrer cortas distancias sobre sus extremidades posteriores. Al igual que los h u m a n o s , los s i m i o s poseen pechos anchos y planos y brazos capaces de g i r a r sobre el h o m b r o h a c i a adelante y h a c i a atrás. Esto les permite moverse entre los árboles balanceándose de r a m a en r a m a con un brazo y después con el otro, u n a proeza de la que los m o n o s no son capaces. El cerebro de los grandes s i m i o s es m u c h o m á s complejo que el de los monos y en consecuencia su inteligencia es m u y superior. La h a b i l i dad p a r a u t i l i z a r e i n c l u s o hasta un cierto l í m i t e fabricar herramientas es u n a característica de los grandes s i m i o s . H a c e u n o s cuatro m i l l o n e s de años u n a especie de c h i m p a n cés del trópico africano evolucionó hasta d a r paso al s i m i o erecto. E s t a especie de primates, que se extinguiría un m i l l ó n de años después, era m u y p a r e c i d a a los otros grandes s i m i o s , pero debido a su m o d o de a n d a r erguido ha sido clasificado c o m o «homínido» lo que, según L y n n M a r g u l i s , está totalmente injustificado en términos puramente biológicos:
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Unos alumnos objetivos, si fuesen ballenas o delfines, colocarían a humanos, chimpancés y orangutanes en el mismo grupo taxonómico. No existe base fisiológica para clasificar a los humanos en una familia propia (...). Los seres humanos y los chimpanCés son más parecidos que cualquier par de géneros de escarabajos escogidos al azar. En cambio, los animales que andan en posición erguida con sus manos balanceándose a los costados, son grandilocuentemente definidos como homínidos (...), no como simios. 4 7
LA AVENTURA HUMANA
T r a s haber seguido el desplegar de la v i d a desde sus m i s m o s i n i c i o s , no podemos evitar experimentar u n a especial e m o c i ó n c u a n d o llegamos a la etapa en la que los primeros s i m i o s se erguieron y a n d a r o n sobre dos patas, incluso si esta e m o c i ó n no está científicamente j u s t i f i c a d a . A m e d i d a que v e í a m o s c ó m o los reptiles evolucionaban hasta convertirse en vertebrados de s a n gre caliente que c u i d a b a n de sus c r í a s , cómo los p r i m e r o s p r i m a tes d e s a r r o l l a b a n uñas p l a n a s , pulgares opuestos y los i n i c i o s de la c o m u n i c a c i ó n vocal y c ó m o los s i m i o s e x h i b í a n tórax y brazos parecidos a los h u m a n o s , cerebros complejos y la c a p a c i d a d de construir herramientas, podemos percibir la gradual a p a r i c i ó n de nuestras características h u m a n a s , y c u a n d o llegamos al estadio de los s i m i o s a n d a n d o erguidos y con sus m a n o s libres, sentim o s que el i n i c i o de la aventura evolutiva h u m a n a es inminente. P a r a seguirla de cerca debemos c a m b i a r de nuevo de escala, esta vez de m i l l o n e s a m i l e s de años. L o s s i m i o s erectos, que se extinguieron hace a p r o x i m a d a m e n te un m i l l ó n cuatrocientos m i l años, pertenecían en su totalidad al género de los Australopithecus. El nombre, derivado del l a t í n australis («del S u r » ) y del griego pithekos ( « s i m i o » ) , s i g n i f i c a « s i m i o del S u r » y constituye un tributo a los primeros descubrimientos en S u d á f r i c a de fósiles pertenecientes a este género. La especie m á s a n t i g u a de estos s i m i o s del S u r se conoce c o m o Australopithecus afarensis, l l a m a d a así por sus fósiles hallados en la región etíope de Afar y que i n c l u y e n el famoso esqueleto « L u c y » . E r a n primates de c o m p l e x i ó n m e n u d a , quizás de un metro y m e d i o de altura y probablemente tan inteligentes c o m o los c h i m p a n c é s actuales. T r a s casi un m i l l ó n de años de estabilidad genética, entre dos o tres m i l l o n e s de años atrás, la p r i m e r a especie de s i m i o s del S u r 267
L a evolución h u m a n a A ñ o s atrás 4 3,2 2,5 2 1,6 1,4
millones millones millones millones millones millones 1 millón 400.000 250.000 125.000 100.000 40.000 35.000
Etapas de la evolución Australopithecus afarensis «Lucy» (Australopithecus afarensis) varias especies de Australopithecus Homo habilis Homo erectus extinción de los Australopithecus el Homo erectus se instala en Asia el Homo erectus se instala en Europa el Homo sapiens empieza a evolucionar formas arcaicas de Homo sapiens extinción del Homo erectus Homo neardenthalensis el Homo sapiens plenamente evolucionado en África y Asia el Homo sapiens (hombre de Cro-Magnon) plenamente evolucionado en Europa extinción de los Neanderthales; el Homo sapiens queda como la única especie humana superviviente
dio paso a especies m á s corpulentas. É s t a s i n c l u y e r o n dos especies h u m a n a s tempranas que coexistieron en África con los s i m i o s del S u r durante varios centenares de miles de años, hasta que se extinguieron. U n a diferencia importante entre los seres h u m a n o s y los dem á s primates es que l a s crías h u m a n a s precisan de m u c h o m á s tiempo p a r a llegar a la i n f a n c i a e igualmente los n i ñ o s h u m a n o s t a r d a n m á s en a l c a n z a r la pubertad y la m a d u r e z , que n i n g u n a otra especie de s i m i o s . Mientras que la progenie de otros m a m í f e ros se desarrolla completamente en el útero materno y lo abandon a y a preparado p a r a e l m u n d o exterior, nuestros recién nacidos están incompletamente formados y totalmente indefensos. C o m parados con otros a n i m a l e s , las c r í a s h u m a n a s parecen haber.nacido prematuramente. E s t a observación es la base de la hipótesis a m p l i a m e n t e aceptada de que el n a c i m i e n t o prematuro de algunos s i m i o s p o d r í a haber tenido un papel c r u c i a l en el desencadenamiento de la evol u c i ó n h u m a n a . 4 8 D e b i d o a c a m b i o s genéticos en la c a d e n c i a de desarrollo, los s i m i o s prematuros p o d r í a n haber m a n t e n i d o sus rasgos j u v e n i l e s por m á s tiempo que otros. A l g u n a s parejas de s i 268
mios prematuros con estas características conocidas c o m o neotenia («extensión de lo nuevo»), h a b r í a n engendrado c r í a s a ú n m á s prematuras, que h a b r í a n m a n t e n i d o por m á s tiempo sus rasgos juveniles, i n i c i á n d o s e así u n a tendencia evolutiva que desembocó ni una especie dotada de relativamente poco pelo, c u y o s adultos se p a r e c í a n en m u c h o s aspectos a los embriones de los s i m i o s . S e g ú n esta hipótesis, la indefensión de las c r í a s n a c i d a s prematuramente j u g ó un papel c r u c i a l en la t r a n s i c i ó n de s i m i o s a h u m a n o s . E s t o s recién nacidos requerían la atención de sus familias, l o que p o d r í a h a b e r o r i g i n a d o c o m u n i d a d e s , tribus n ó m a d a s y poblados que constituirían los cimientos de la c i v i l i z a c i ó n h u m a n a . L a s h e m b r a s seleccionaban a m a c h o s que c u i d a s e n de ellas mientras atendían y a l i m e n t a b a n a sus hijos. M á s adelante, las h e m b r a s dejaron de entrar en celo en momentos determinados y siendo establemente receptivas, los machos d i s m i n u y e r o n su p r o m i s c u i d a d en favor de la atención a sus familias, c a m b i a n do los hábitos sexuales h a c i a nuevas estructuras sociales. Al m i s m o tiempo, la libertad de las m a n o s p a r a fabricar herramientas, b l a n d i r a r m a s y l a n z a r piedras estimuló el constante crecimiento del cerebro que caracteriza toda la evolución h u m a n a , p u d i e n d o incluso haber contribuido al desarrollo del lenguaj e . C o m o lo describen M a r g u l i s y S a g a n : Al lanzar piedras y derribar o matar a pequeñas presas, los humanos primitivos fueron catapultados a un nuevo espacio evolutivo. L a s habilidades para prever la trayectoria de los proyectiles, para matar a distancia, dependían del aumento del hemisferio cerebral izquierdo. Las habilidades del lenguaje (que se han asociado con el lado izquierdo del cerebro...) podrían haber acompañado fortuitamente semejante crecimiento del tamaño del cerebro. 49 L o s p r i m e r o s descendientes h u m a n o s d e los s i m i o s del S u r emergieron en el África oriental hace unos dos millones de años. E r a n especies pequeñas y delgadas con cerebros marcadamente a m p l i o s , que les permitieron desarrollar habilidades de m a n u f a c t u r a de herramientas m u y superiores a las de c u a l q u i e r a de sus antepasados s i m i o s . E s t a p r i m e r a especie h u m a n a recibió en consecuencia el nombre de Homo habilis ( « h u m a n o hábil»). H a c e un m i l l ó n seiscientos m i l años, el Homo habilis h a b í a evolucionado hasta d a r paso a u n a especie m a y o r y m á s robusta, cuyo cerebro t a m b i é n se h a b í a desarrollado. C o n o c i d o c o m o Homo erectus 269
( « h u m a n o erguido»), esta especie perduró durante un m i l l ó n de años y se volvió m u c h o m á s versátil que sus predecesores, adaptando sus tecnologías y modos de v i d a a un a m p l i o espectro de condiciones medioambientales. E x i s t e n i n d i c i o s de que estos h u m a n o s p r i m i t i v o s p o d r í a n haber conquistado el control del luego hace a p r o x i m a d a m e n t e un m i l l ó n cuatrocientos mil años. El Homo erectus fue la p r i m e r a especie en a b a n d o n a r la confortable África y e m i g r a r a A s i a , I n d o n e s i a y E u r o p a , instalándose en A s i a hace un m i l l ó n de años y en E u r o p a m í o s cuatrocientos m i l años atrás. L e j o s de sus tierras a f r i c a n a s , los h u m a n o s p r i m i tivos debieron afrontar condiciones c l i m á t i c a s extremadamente d u r a s , que tuvieron un luerte impacto en su evolución posterior. T o d a la historia evolutiva de la especie h u m a n a , desde la aparic i ó n del Homo habilis hasta la revolución agrícola, casi dos millones de años después, coincide con las famosas E d a d e s de H i e l o . Durante los períodos más fríos, capas de hielo c u b r í a n gran parte de E u r o p a y las A m é r i c a s , así c o m o pequeñas áreas de A s i a . E s t a s glaciaciones extremas se interrumpieron en repetidas o c a siones, en las que los hielos retrocedían y dejaban espacio a c l i m a s relativamente suaves. No obstante, las i n u n d a c i o n e s a g r a n escala, c o n s e c u e n c i a de los deshielos entre los períodos de glaciac i ó n , constituían a m e n a z a s adicionales tanto p a r a los a n i m a l e s c o m o p a r a los h u m a n o s . M u c h a s especies a n i m a l e s de origen trop i c a l se extinguieron y fueron reemplazadas por otras m á s robustas y velludas - b u e y e s , m a m u t s , bisontes y otras p a r e c i d a s - , c a paces de hacer frente a las d u r a s condiciones de las glaciaciones. Los h u m a n o s primitivos c a z a b a n estos a n i m a l e s c o n h a c h a s y l a n z a s c o n puntas de p i e d r a , se d a b a n festines c o n su c a r n e alrededor de las hogueras de sus cavernas y utilizaban sus pieles p a r a protegerse del intenso frío. Al cazar juntos, c o m p a r t í a n también el fruto de la c a c e r í a y este reparto de alimento se convirtió en otro catalizador p a r a la c i v i l i z a c i ó n y la c u l t u r a h u m a n a s , d a n d o origen en su m o m e n t o a las d i m e n s i o n e s míticas, espirituales y artísticas de la c o n s c i e n c i a h u m a n a . E n t r e cuatrocientos y doscientos cincuenta m i l años atrás, el Horno erectus empezó a evolucionar hasta convertirse en el Homo sapiens ( « h u m a n o sabio»), la especie a la que pertenecemos los h u m a n o s actuales. E s t a evolución ocurrió gradualmente e i n c l u yó v a r i a s especies transitorias, que se conocen como Homo sapiens a r c a i c o . H a c e doscientos c i n c u e n t a m i l años, el Homo erectus ya se h a b í a extinguido; la transición a Homo sapiens se h a b í a completado en África y A s i a unos c i e n m i l años atrás y hace unos 270
treinta y Cinco mil en E u r o p a . Desde entonces, los h u m a n o s lal y como los conocemos en la a c t u a l i d a d han sido la ú n i c a especie h u m a n a viva. Mientras que el Homo erectus evolucionaba gradualmente h a r í a Homo sapiens, se r a m i f i c ó en E u r o p a u n a l í n e a distinta que evolucionó en f o r m a del c l á s i c o H o m b r e de Neanderthal de hace unos eiento veinticinco m i l a ñ o s . D e n o m i n a d o así por el valle de Neander en A l e m a n i a , donde fue hallado el p r i m e r espécimen, esta especie distinta perduró hasta hace unos treinta y c i n c o m i l años. L a característica complexión d e los Neanderthales - r o b u s tos y corpulentos, con huesos m a c i z o s , frentes salientes e i n c l i n a d a s , fuertes m a n d í b u l a s y dientes superiores s a l i e n t e s - se debe probablemente al hecho de que fueron los p r i m e r o s h u m a n o s en pasar largos períodos en c l i m a s extremadamente fríos, habiendo aparecido al c o m i e n z o de la edad de hielo m á s reciente. Los Neanderthales se instalaron en el sur de E u r o p a y en A s i a , donde dejaron rastros de enterramientos rituales en cavernas decoradas con diferentes s í m b o l o s y de cultos que c o m p r e n d í a n a los a n i males que c a z a b a n . H a c e unos treinta y c i n c o m i l años desaparecieron, b i e n p a r a extinguirse, bien para mezclarse con la especie en evolución de los h u m a n o s actuales. La aventura evolutiva h u m a n a es la fase m á s reciente del despliegue de la v i d a sobre la T i e r r a y p a r a nosotros ejerce por supuesto u n a fascinación especial. No obstante y desde la perspectiva de G a i a - e l planeta vivo c o m o un todo-, la evolución de los seres h u m a n o s constituye hasta el momento un b r e v í s i m o episodio, que p o d r í a i n c l u s o llegar a tener un abrupto final en un futuro próxim o . P a r a demostrar c u a n tarde h a n a p a r e c i d o los h u m a n o s sobre el planeta, el m e d i o a m b i e n t a l i s t a c a l i f o r n i a n o D a v i d B r o w e r ha diseñado u n a ingeniosa narrativa c o m p r i m i e n d o la edad de la T i e r r a en los seis d í a s de la historia b í b l i c a de la creación. 5 0 En el escenario de Brower, la T i e r r a es creada el domingo a m e d i a n o c h e . La v i d a en forma de las p r i m e r a s células bacterianas aparece alrededor de la 8.00 de la m a ñ a n a del martes. D u r a n te los dos d í a s y m e d i o siguientes el m i c r o c o s m o s evoluciona, hasta estar completamente establecido el jueves a m e d i a n o c h e , regulando el sistema planetario por completo. El viernes sobre las 4.00 de la tarde, los m i c r o o r g a n i s m o s inventan la reproducc i ó n sexual y el sábado, el ú l t i m o d í a de la creación, evolucionan todas las formas visibles de v i d a . S o b r e la 1.30 de la m a d r u g a d a del sábado se f o r m a n los primeros a n i m a l e s m a r i n o s y h a c i a las 9.30 las p r i m e r a s plantas sa271
len a tierra firme, seguidas u n a s horas m á s tarde por anfibios e insectos. A las 4.50 de la tarde aparecen los grandes reptiles, que vagan durante c i n c o horas por exuberantes selvas tropicales y m u e r e n luego súbitamente a las 9.45 de la noche. M i e n t r a s tanto, h a n llegado a la T i e r r a los m a m í f e r o s sobre las 5.30 de la tarde y los pájaros al atardecer, sobre las 7 . 1 5 . P o c o después de las 10.00 de la noche, algunos de los m a m í f e ros moradores de árboles en los trópicos evolucionan dando paso a los p r i m e r o s primates; u n a hora después algunos de éstos se convierten en m o n o s y, sobre las 1 1 . 4 0 de la noche, aparecen los grandes s i m i o s . O c h o m i n u t o s antes de medianoche, los primeros s i m i o s del S u r se ycrguen y a n d a n sobre dos patas. C i n c o minutos después desaparecen de nuevo. La p r i m e r a especie h u m a n a , el Homo habilis, aparece cuatro m i n u t o s antes de medianoche, evol u c i o n a hasta convertirse en el Homo crecías medio m i n u t o después y en las formas a r c a i c a s de Homo sapiens treinta segundos antes de medianoche. Los Neanderthales d o m i n a n E u r o p a y A s i a desde q u i n c e hasta cuatro segundos antes de medianoche. La moderna especie h u m a n a aparece por fin en África y A s i a once segundos antes de m e d i a n o c h e , mientras que en E u r o p a lo hace seis segundos m á s larde. La historia h u m a n a escrita empieza unos dos tercios de segundo antes de medianoche. H a c e unos treinta y c i n c o mil años, la moderna versión de Homo sapiens h a b í a reemplazado a los Neanderthales en E u r o p a y evolucionaba h a c i a u n a subespecie conocida c o m o C r o - M a g n o n - l l a m a d a así por u n a cueva del sur de F r a n c i a - , a la que pertenecemos todos los h u m a n o s modernos. Los C r o Magnones eran anatómicamente idénticos a nosotros, tenían el lenguaje plenamente desarrollado y protagonizaron u n a verdadera explosión de innovaciones tecnológicas y actividades artísticas. Instrumentos de piedra y hueso trabajados con maestría, j o y a s de c o n c h a y marfil y m a g n í f i c a s pinturas en las paredes de cuevas h ú m e d a s e inaccesibles, son testimonios vividos de la sofisticación c u l t u r a l de aquellos m i e m b r o s tempranos de la raza humana. H a s t a hace poco, los arqueólogos pensaban que los C r o Magnones h a b í a n desarrollado su arte rupestre gradualmente, empezando por d i b u j o s m á s bien rústicos y elementales., para a l c a n z a r la c i m a de su arte con las lamosas pinturas de L a s c a u x , hace unos dieciséis m i l años. No obstante, el sensacional descubrimiento de la cueva de Chauvet, en d i c i e m b r e de 1994, obligó a los científicos a revisar radicalmente sus opiniones. E s t a gran 272
cueva, en la región de la Ardèche en el s u r de F r a n c i a , consiste en un laberinto de c á m a r a s subterráneas decoradas con más de tresc i e n t a s pinturas altamente conseguidas. E l estilo e s s i m i l a r a l del arte de L a s c a u x , pero un c u i d a d o s o examen radiocarbonológico ha demostrado que las p i n t u r a s de Chauvet tienen por lo menos treinta m i l años de antigüedad. 5 1 Las figuras, pintadas en ocre, s o m b r a s de carbón y hematite, son imágenes s i m b ó l i c a s y m í t i c a s de leones, m a m u t s y otros a n i males peligrosos, m u c h o s de ellos corriendo o s a l l a n d o a lo largo . le grandes paneles. L o s especialistas en arte rupestre antiguo h a n quedado sorprendidos por las sofisticadas técnicas - s o m b r e a d o , ángulos especiales, m o v i m i e n t o de las figuras, etc.- empleadas por los artistas p a r a retratar el m o v i m i e n t o y la perspectiva. Además de las pinturas, la cueva de Chauvet contenía también gran cantidad de instrumentos de piedra y objetos rituales, i n c l u s o u n a losa en f o r m a de altar con un cráneo de oso sobre su superficie. Q u i z á s el hallazgo más intrigante sea un d i b u j o en negro de una criatura c h a m a n í s l i c a , medio h u m a n o , m e d i o bisonte, situada en la parte m á s profunda y oscura de la cueva. La fecha inesperadamente temprana de estas m a g n í f i c a s p i n turas s i g n i f i c a que el arte superior era parte integrante de la evol u c i ó n de los h u m a n o s modernos desde su p r i n c i p i o . C o m o señalan M a r g u l i s y S a g a n : Semejantes pinturas señalan, por sí mismas, la presencia del Homo sapiens sobre la Tierra. Únicamente las personas pintan, únicamente las personas planean expediciones ceremoniales al fondo de húmedas y oscuras cavernas. Únicamente las personas entierran a sus muertos con pompa. La búsqueda del antepasado histórico es la búsqueda del narrador y del artista.52 E l l o s i g n i f i c a que u n a c o m p r e n s i ó n correcta de la evolución h u m a n a no es posible sin entender la evolución del lenguaje, el arte y la c u l t u r a . En otras p a l a b r a s , debemos desplazar nuestra atención h a c i a la mente y la c o n s c i e n c i a , la tercera d i m e n s i ó n conceptual de la visión sistémica de la v i d a .
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1 1 .E LALUMBRAMIENTOD EU NMUNDO
C l E N C I A COGNITIVA
Al igual que el concepto de «proceso mental» f o r m u l a d o independientemente por G r e g o r y Bateson, 3 la teoría de S a n t i a g o sobre la c o g n i c i ó n tiene sus r a í c e s en la cibernética. F u e desarrollada dentro del movimiento intelectual que enfoca el estudio científico de mente y conocimiento desde u n a perspectiva sistém i c a e i n t e r d i s c i p l i n a r i a m á s a l l á de los m a r c o s tradicionales de la psicología y la epistemología. Este nuevo enfoque, que no ha cristalizado a ú n en un c a m p o científico m a d u r o , se conoce c a d a vez m á s c o m o « c i e n c i a cognitiva». 4
Para la emergente teoría de los sistemas vivos, la mente no es u n a cosa sino un proceso. Es c o g n i c i ó n , el proceso del conocimiento que se identifica con el proceso m i s m o de la v i d a . E s t a es la esencia de la teoría de S a n t i a g o de la c o g n i c i ó n , propuesta por H u m b e r t o M a t u r a n a y F r a n c i s c o Varela. 1 La identificación de mente o c o g n i c i ó n con el proceso de \ ida es u n a idea radicalmente nueva en c i e n c i a , pero es también u n a de las m á s a r c a i c a s intuiciones de la h u m a n i d a d . En tiempos p a sados, la mente h u m a n a r a c i o n a l se veía meramente c o m o un a s pecto m á s del a l m a inmaterial o espíritu. La distinción fundamental no r a d i c a b a entre cuerpo y mente, sino entre cuerpo y a l m a o cuerpo y espíritu. Mientras que la diferenciación entre a l m a y espíritu era fluida y fluctuaba con el tiempo, a m b a s unific a b a n originalmente dos conceptos en sí m i s m a s : el de la fuerza de la v i d a y el de la actividad de la c o n s c i e n c i a . 2 En los antiguos lenguajes de tiempos pasados, a m b a s ideas se expresan c o m o el soplo de v i d a . L a s raíces etimológicas tanto de « a l m a » como de «espíritu», s i g n i f i c a n en electo «soplo» en m u chas lenguas antiguas. L a s palabras «alma» en sánscrito (atman), griego (pnenma) y latín (anima), significan todas ellas «soplo». Lo m i s m o ocurre para «espíritu» en latín (spiritus), en griego (psyche) y hebreo (ruah). T o d a s ellas significan también «soplo». La antigua i n t u i c i ó n c o m ú n expresada en todas estas palabras no es otra que el a l m a o espíritu c o m o soplo i n s p i r a d o r de v i d a . De forma semejante, el concepto de c o g n i c i ó n en la teoría de Santiago va m u c h o m á s a l l á de la mente r a c i o n a l , al i n c l u i r en su totalidad al proceso de la v i d a . Su descripción c o m o soplo de v i d a constituye una acertada metáfora.
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La cibernética proporcionó a la c i e n c i a cognitiva el p r i m e r modelo de c o g n i c i ó n . Su p r e m i s a era que la inteligencia h u m a n a se parece a la «inteligencia» i n f o r m á t i c a hasta tal punto que la cognición puede ser definida c o m o el procesado de i n f o r m a c i ó n , es decir, la m a n i p u l a c i ó n de s í m b o l o s basados en un conjunto de reglas. 5 S e g ú n este modelo, el proceso de cognición comporta representación mental. C o m o un ordenador, se cree que la mente opera m a n i p u l a n d o símbolos que representan ciertas características del m u n d o . 6 E s t e modelo informático de la actividad mental era tan persuasivo y poderoso que d o m i n ó toda la escena de la i n vestigación en c i e n c i a cognitiva durante m á s de treinta años. Desde los años cuarenta, casi toda la neurobiología se ha visto c o n f o r m a d a por esta idea de que el cerebro es un dispositivo p a r a el procesado de i n f o r m a c i ó n . Por ejemplo, c u a n d o estudios del córtex visual demostraron que ciertas n e u r o n a s responden a ciertas características de los objetos percibidos (velocidad, color, contraste, etc.), se pensó que estas neuronas especializadas recog í a n i n f o r m a c i ó n visual de la retina, p a r a t r a n s m i t i r l a a otras áreas del cerebro para su procesado. No obstante, posteriores estudios con a n i m a l e s demostraron que la a s o c i a c i ó n de neuronas con características específicas sólo es posible con a n i m a l e s anestesiados dentro de medios internos y externos m u y controlados. Si se estudia un a n i m a l despierto, en un entorno m á s n o r m a l , sus respuestas neuronales se vuelven sensibles al contexto total del estímulo v i s u a l , no pudiendo ser interpretadas en términos de procesado de i n f o r m a c i ó n paso a paso. 7 El modelo informático de cognición fue por fin seriamente cuestionado en los años setenta c o n la a p a r i c i ó n del concepto de a u l o o r g a n i z a c i ó n . La revisión de la hipótesis dominante tuvo c o m o origen dos deficiencias de la v i s i ó n i n l o r m a t i c i s t a a m p l i a mente reconocidas. La p r i m e r a es que el procesado de informa275
c i ó n se basa en reglas secuenciales aplicadas paso a paso, una tras otra; la s e g u n d a es que dicho proceso está físicamente localizado, de m o d o que u n a lesión en c u a l q u i e r parte del sistema red u n d a en u n a seria d i s f u n c i ó n del conjunto. A m b a s presunciones están en total d i s c r e p a n c i a con la observación de la r e a l i d a d biológica. L a s tareas visuales m á s o r d i n a r i a s , incluso en insectos d i minutos, se efectúan m u c h o m á s rápido que c u a n d o se s i m u l a n secuencialmente. Por otro lado, es bien conocida la resistencia del funcionamiento cerebral ante daños sufridos. E s t a s observaciones i n s p i r a r o n un c a m b i o de atención de los s í m b o l o s a la conectividad, de las reglas locales a la coherencia global, del procesado de i n f o r m a c i ó n a las propiedades emergentes de las redes neuronales. C o n el desarrollo concurrente de las matemáticas no-lineales y de modelos de sistemas autoorganizadores, el m e n c i o n a d o c a m b i o de atención prometía la apertura de nuevas y apasionantes vías de investigación. En efecto, a p r i n c i pios de los años ochenta, los modelos «conectivistas» de redes neuronales se h a b í a n vuelto m u y corrientes. 8 Se trataba de modelos con elementos densamente interconectados, diseñados para realizar simultáneamente millones de operaciones capaces de generar propiedades globales interesantes o emergentes. C o m o explica F r a n c i s c o Varela: « E l cerebro es... un sistema altamente cooperativo: las densas interacciones entre sus componentes comportan que eventualmente todo lo que sucede sea u n a función de lo que todos los componentes están haciendo... C o m o resultado de ello, el sistema entero a l c a n z a una coherencia interna en intrincados patrones, aunque no podamos explicar c ó m o ocurre exactamente.»''
LA TEORÍA DE SANTIAGO
La teoría de S a n t i a g o de la cognición tuvo su origen en el estudio de redes neuronales y desde su m i s m o p r i n c i p i o ha estado v i n c u l a d a al concepto de autopoiesis de Maturana. 1 0 La cognic i ó n , según M a t u r a n a , es la actividad i n v o l u c r a d a en la autogener a c i ó n y autoperpetuación de redes autopoiésicas. En otras palabras, la cognición es el propio proceso de la v i d a . « L o s sistemas vivos son sistemas cognitivos», escribe M a t u r a n a , «y la v i d a c o m o proceso es un proceso de c o g n i c i ó n . » " Podemos decir que, en términos de nuestros tres criterios para los sistemas vivos - e s tructura, patrón y p r o c e s o - , el proceso vital consiste en todas las actividades involucradas en la c o n t i n u a corporeización del p a 276
trón (autopoiésico) de organización del sistema en u n a estructura (física) disipativa. Puesto que la c o g n i c i ó n se define tradicionalmente c o m o el proceso del conocimiento, debemos ser capaces de d e s c r i b i r l a en términos de las interacciones de un o r g a n i s m o con su entorno. Esto es efectivamente lo que hace la teoría de Santiago. El fenómeno específico que subyace en el proceso de c o g n i c i ó n , es el acoplamiento estructural. C o m o hemos visto, un sistema autopoiésíco sufre c a m b i o s estructurales continuos, preservando al m i s m o tiempo su patrón de o r g a n i z a c i ó n en red. En otras palabras, se acopla a su entorno eslructuralnienle mediante interacciones recurrentes, c a d a u n a de las cuales desencadena c a m b i o s estructurales en el sistema. 1 2 No obstante, el sistema permanece autónomo; el medio sólo desencadena los c a m b i o s estructurales, no los especifica ni dirige. A h o r a bien, el sistema vivo no sólo especifica estos c a m b i o s estructurales, s i n o que especifica también qué perturbaciones del medio los desencadenarán. É s t a es la clave de la teoría de Santiago de la c o g n i c i ó n . Los c a m b i o s estructurales del sistema constituyen actos de c o g n i c i ó n . Al especificar qué perturbaciones del medio desencadenan sus c a m b i o s , el sistema «da a l u z un m u n d o » , c o m o d i c e n M a t u r a n a y Varela. La cognicié>n no es pues la representación de un m u n d o con existencia independiente, sino m á s bien un constante alumbramiento de un m u n d o a través del proceso de vida. L a s interacciones del sistema vivo con su entorno son interacciones cognitivas y el proceso de v i d a m i s m o es un proceso de c o g n i c i ó n . En palabras de M a t u r a n a y Varela: « V i v i r es c o n o c e r . » ' 3 Resulta obvio que tratamos aquí con u n a extensión radical del concepto de cognición e implícitamente del de mente. En esta nueva v i s i ó n , la cognición comprende el proceso completo de v i d a - i n c l u y e n d o la percepción, la emoción y el c o m p o r t a m i e n t o - y no requiere necesariamente un cerebro y un sistema nervioso. I n c l u so las bacterias perciben ciertos c a m b i o s en su entorno. Notan las diferencias q u í m i c a s de sus alrededores y en consecuencia nadan h a c i a el a z ú c a r y se alejan del ácido; notan y evitan el calor, se alej a n de la l u z o se a p r o x i m a n a ella e i n c l u s o algunas pueden detectar c a m p o s magnéticos. 1 4 Así, hasta u n a bacteria a l u m b r a su propio m u n d o , un m u n d o de frío y calor, de c a m p o s magnéticos y de pendientes q u í m i c a s . En todos estos procesos cognitivos, la percepciém y la a c c i ó n son inseparables y, dado que los c a m b i o s estructurales y las acciones asociadas que se desencadenan en un
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o r g a n i s m o dependen de su estructura, F r a n c i s c o Varela describe l a cognición c o m o « a c c i ó n corporeizada». 1 5 De hecho, la cognición comprende dos clases de actividades inextricablemente v i n c u l a d a s : el m a n t e n i m i e n t o y c o n t i n u a c i ó n de la a u l o p o i e s i s y el a l u m b r a m i e n t o de un m u n d o . Un sistema vivo es u n a red múltiplemente interconectada, cuyos c o m p o n e n tes están c a m b i a n d o constantemente, siendo transformados y reemplazados por otros componentes. E x i s t e u n a gran flexibilid a d y fluidez en semejante red, que permiten al sistema responder a las perturbaciones o «estímulos» del entorno de un modo m u y especial. C i e r t a s perturbaciones desencadenan c a m b i o s estructurales específicos, es decir, c a m b i o s en la coneclividad a travos del sistema. É s t e es un fenómeno distributivo; toda la red responde a u n a perturbación seleccionada reajustando sus patrones de c o n e c l i v i d a d . O r g a n i s m o s distintos c a m b i a n de modo diferente y a lo largo del tiempo c a d a o r g a n i s m o forma su ú n i c o e i n d i v i d u a l c a m i n o de c a m b i o s estructurales en el proceso de desarrollo. Puesto que estos c a m b i o s estructurales son actos de c o g n i c i ó n , el desarrollo está siempre asociado al aprendizaje. De hecho, desarrollo y aprendizaje son dos c a r a s de la m i s m a moneda, ambos son expresiones del acoplamiento estructural. No todos los actos físicos de un o r g a n i s m o son actos de cognic i ó n . C u a n d o parte de un diente de león es c o m i d a por un conejo, o c u a n d o un a n i m a l sufre heridas en un accidente, estos c a m b i o s estructurales no están especificados y dirigidos por el o r g a n i s m o , no son c a m b i o s elegidos y por tanto no constituyen actos de cogn i c i ó n . No obstante, estos c a m b i o s físicos impuestos v a n a c o m pañados de otros c a m b i o s estructurales (percepción, respuesta del sistema i n m u n o l ó g i c o , etc.) que sí son actos de c o g n i c i ó n . Por otro lado, no todas las perturbaciones del entorno c a u s a n c a m b i o s estructurales. Los organismos vivos responden sólo a u n a fracción de los estímulos que les atañen. S a b e m o s que podemos ver u oír fenómenos ú n i c a m e n t e dentro de un determinado c a m p o de frecuencias; a m e n u d o no nos percatamos de cosas y sucesos de nuestro entorno que no nos c o n c i e r n e n . S a b e m o s también que lo que percibimos está a m p l i a m e n t e c o n d i c i o n a d o por nuestro m a r c o conceptual y nuestro contexto cultural. En otras p a l a b r a s , existen m u c h a s perturbaciones que no c a u s a n c a m b i o s estructurales en el sistema porque le son «extraños». De este modo, c a d a sistema construye su propio y distinto m u n d o , de acuerdo con su propia y distinta estructura. C o m o 278
dice Varela: « L a mente y el m u n d o emergen juntos.» 1 " No obstante, a través del acoplamiento estructural m u t u o , los sistemas v i vos individuales son parte de c a d a u n o de los m u n d o s de los dem á s . S e c o m u n i c a n y c o o r d i n a n s u comportamiento.! 7 H a y u n a ecología de m u n d o s a l u m b r a d o s por actos de c o g n i c i ó n m u t u a mente coherentes. En la teoría de S a n t i a g o , la c o g n i c i ó n es parte integrante del modo en el que un o r g a n i s m o vivo interactúa con su entorno. No reacciona a los estímulos ambientales mediante u n a c a d e n a lineal de c a u s a y efecto, sino que responde con c a m b i o s estructurales en su red no l i n e a l , organizativamente cerrada y a u l o p o i é s i c a . E s t e tipo de respuesta c a p a c i t a al sistema p a r a proseguir con su organ i z a c i ó n autopoiésica y c o n t i n u a r en consecuencia viviendo en el medio. D i c h o de otro modo, la interacción cognitiva del sistema con su entorno es u n a interacción inteligente. Desde la perspectiva de la teoría de S a n t i a g o , la inteligencia se manifiesta en la riqueza y flexibilidad del acoplamiento estructural de un sistema. El c a m p o de interacciones que un sistema vivo puede tener con su entorno define su «territorio cognitivo». L a s emociones son parte integrante de este territorio. Por ejemplo, c u a n d o respondemos a un insulto enfadándonos, todo el patrón de procesos psicológicos - c a r a r o j a , respiración acelerada, temblor, etc.- es parte de la c o g n i c i ó n . De hecho, investigaciones recientes i n d i c a n firmemente que h a y un colorido e m o c i o n a l p a r a c a d a acto cognitivo. 1 8 A m e d i d a que aumenta el grado de c o m p l e j i d a d de su sistema vivo, se i n c r e m e n t a su territorio cognitivo. El cerebro y el sistema nervioso en particular representan u n a expansión significativa del territorio cognitivo de un o r g a n i s m o , ya que i n c r e m e n t a n m u c h o el c a m p o y diferenciación de sus acoplamientos estructurales. A un cierto nivel de c o m p l e j i d a d , un o r g a n i s m o vivo se acopla estructuralmente no sólo a su entorno, sino consigo m i s m o , a l u m b r a n d o así tanto u n m u n d o exterior c o m o otro interior. E n los seres h u m a n o s , el a l u m b r a m i e n t o de dicho m u n d o interior está íntimamente v i n c u l a d o con el lenguaje, el pensamiento y la consciencia. 1 9
S I N R E P R E S E N T A C I Ó N , N O HAY INFORMACIÓN
F o r m a n d o parte de u n a concepción u n i f i c a d o r a de v i d a , m e n te y c o n s c i e n c i a , la teoría de S a n t i a g o de la cognición comporta profundas i m p l i c a c i o n e s p a r a la biología, la psicología y la filoso279
l í a , de entre las cuales su contribución a la epistemología la r a m a de la filosofía que estudia la naturaleza de nuestro conocimiento del m u n d o - constituye q u i z á s el aspecto m á s polémico. La característica p a r t i c u l a r de la epistemología i m p l í c i t a en la teoría de S a n t i a g o está en relación con u n a idea c o m ú n m e n t e i m plícita en la m a y o r í a de epistemologías, pero raramente mencionada de forma explícita: la idea de que la cognición es u n a representación de un m u n d o con existencia independiente. El modelo informático de la c o g n i c i ó n c o m o procesamiento de ciatos era meramente u n a f o r m u l a c i ó n específica - b a s a d a en una analogía e r r ó n e a - de la idea m á s general de que el m u n d o viene d a d o y es independiente del observador, ocupándose la cognición de las representaciones mentales de sus características objetivas dentro del sistema cognitivo. La imagen general, según Varela, es la de un «agente cognitivo sollado en p a r a c a í d a s sobre un m u n d o predeterminado» y extrayendo sus características esenciales a través de un proceso de representación. 2 0 S e g ú n la teoría de Santiago, la cognición no es una representación de un m u n d o independiente y predeterminado, sino m á s bien el a l u m b r a m i e n t o de un m u n d o . Lo que un o r g a n i s m o partic u l a r da a l u z en el proceso de vida, no es el m u n d o sino un m u n do determinado y siempre dependiente de la estructura del organ i s m o . Puesto que los organismos individuales dentro de u n a m i s m a especie tienen estructuras parecidas, a l u m b r a n mundos s i m i l a r e s . Nosotros, los h u m a n o s , c o m p a r t i m o s a d e m á s un m u n do abstracto de lenguaje y pensamiento a través del cual creamos juntos nuestro propio mundo. 2 1 M a t u r a n a y Varela no nos dicen que hay un v a c í o ahí fuera del que creamos materia. Existe p a r a ellos un m u n d o material, pero carece de características predeterminadas. Los autores de la teoría de Santiago no a f i r m a n que «nada existe», sino que «no existen cosas» independientes del proceso de cognición."'' No h a y estructuras objetivamente existentes, no existe un territorio predeterminado del que podamos levantar un m a p a : es el propio acto de cartografiar el m u n d o quien lo crea. S a b e m o s por ejemplo que gatos y pájaras pueden ver los árboles, pero de modo m u y distinto de como los vemos nosotros, puesto que perciben distintas franjas del espectro l u m i n o s o . Así, las formas y texturas de los «árboles» que ellos crean serán m u y
* Es importante aquí destacar el juego de palabras en inglés entre nothing exists (nada existe) y no things exist (no existen cosas). (N. del T.)
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distintas de las nuestras. C u a n d o vemos un árbol, no nos estamos inventando la realidad, pero el m o d o en que delineamos objetos e identificamos patrones de entre la m u l t i t u d de estímulos sensoriales que r e c i b i m o s , depende de nuestra constitución f í s i c a . C o m o d i r í a n M a t u r a n a y Varela, el modo en que podemos acoplarnos estructuralmente a nuestro entorno y el m u n d o que en c o n s e c u e n c i a creamos dependen de nuestra p r o p i a estructura. Junto con la idea de representaciones mentales de un m u n d o independiente, la teoría de S a n t i a g o rechaza también la de la i n formación c o m o algunas características objetivas de este m u n d o independiente. E n palabras d e V a r e l a : Debemos cuestionar la ¡dea de que el mundo nos viene dado y que la cognición es representación. En ciencia cognitiva, ello significa que debemos cuestionar la idea de que la información está ahí preparada en el mundo y es extraída de éste por un sistema cognitivo. 22 El rechazo de la representación y el de la i n f o r m a c i ó n c o m o elementos relevantes en el proceso del conocimiento resultan d i fíciles de aceptar, puesto que u t i l i z a m o s ambos conceptos continuamente. L o s símbolos de nuestro lenguaje, tanto hablado c o m o escrito, son representaciones de cosas e ideas. En nuestra v i d a c o t i d i a n a consideramos hechos tales como la hora, la fecha, la previsión meteorológica o el teléfono de un a m i g o c o m o fragmentos de i n f o r m a c i ó n relevantes para nosotros. De hecho, nos referimos a toda nuestra era c o m o la «de la i n f o r m a c i ó n » . Así, ¿ c ó m o pueden M a t u r a n a y Varela a f i r m a r que no existe informac i ó n en el proceso de c o g n i c i ó n ? P a r a c o m p r e n d e r esta cuestión aparentemente incomprensible, debemos recordar que para los seres h u m a n o s la c o g n i c i ó n i n c l u y e el l e n g u a j e , el pensamiento abstracto y conceptos s i m b ó l i c o s inaccesibles a otras especies. C o m o veremos, la c a p a c i d a d de abstracción es u n a característica clave de la c o n s c i e n c i a h u m a n a , que nos permite utilizar representaciones mentales, s í m bolos e i n f o r m a c i ó n . No obstante, éstas no son características generales de los procesos de cognición c o m u n e s a todos los sistem a s vivos. Si bien c o m o h u m a n o s utilizamos a menudo representaciones mentales e i n f o r m a c i ó n , nuestro proceso cognitivo no se basa en ellas. Para a l c a n z a r u n a adecuada perspectiva sobre estas ideas, resulta muy instructiva u n a atenta m i r a d a al significado de «infor281
m a c i ó n » . La i d e a convencional es que la información está de a l g ú n modo «ahí fuera», p a r a ser recogida por el cerebro. S e m e j a n te i n f o r m a c i ó n , no obstante, será u n a cantidad, un n o m b r e , u n a breve frase extraída de u n a completa red de relaciones o contexto del que forma parte y al que otorga significado. C u a n d o s e m e j a n te «hecho» es parte de un contexto estable con el que nos encontramos con cierta regularidad, lo extraemos de él, lo a s o c i a m o s con el significado inherente a d i c h o contexto y lo l l a m a m o s « i n formación». E s t a m o s tan acostumbrados a estas abstracciones, que tendemos a creer que el significado reside en el fragmento de i n f o r m a c i ó n m á s que en el contexto del que ha sido extraído. Por ejemplo, no h a y nada «informativo» en el color rojo excepto que, inmerso en u n a red cultural de c o n v e n c i o n a l i s m o s y en la red tecnológica del tráfico urbano, se asocia con la obligatoriedad de detenerse en un cruce. Un semáforo en rojo m u y probablemente no s i g n i f i c a r í a nada especial para alguien de u n a cultura m u y distinta a la nuestra que visitase una de nuestras ciudades. No h a b r í a en él i n f o r m a c i ó n asociada. De forma parec i d a , la hora y la lecha están extraídas de un complejo contexto de conceptos e ideas, incluyendo un modelo de sistema solar, observación a s t r o n ó m i c a y convenciones culturales.
es la diferencia c r u c i a l entre su concepto del proceso del c o n o c i miento y el de Gregory Bateson. M a t u r a n a y B a t e s o n , de f o r m a independiente y casi s i m u l t á n e a , llegaron a la i d e a r e v o l u c i o n a r i a de identificar el proceso del c o n o c i m i e n t o con el de la v i d a . 2 4 S u s planteamientos, no obstante, fueron m u y distintos: Bateson desde u n a p r o f u n d a i n t u i c i ó n de la n a t u r a l e z a de mente y v i d a , a g u z a d a por sus cuidadosas observaciones del m u n d o vivo; M a t u r a na desde s u s intentos de definir un patrón de o r g a n i z a c i ó n característico de todos los sistemas vivos, basado en sus investigaciones en n e u r o c i e n c i a . Bateson, trabajando en solitario, fue retinando con los años sus «criterios del proceso mental», s i n llegar n u n c a a desarrollarlos en u n a teoría de los sistemas vivos. M a t u r a n a , en c a m b i o , c o l a boró con otros científicos p a r a desarrollar u n a teoría de «la organ i z a c i ó n de lo vivo» que provee el m a r c o teórico p a r a la c o m p r e n s i ó n del proceso de c o g n i c i ó n c o m o el proceso de la vida. C o m o el científico social P a u l Dell expresa en su extenso trabajo Comprendiendo a Bateson y a Maturana, Bateson se concentró exclusivamente en la epistemología (la naturaleza del c o n o c i m i e n to) a costa de la ontología (la n a t u r a l e z a de la existencia):
L a s m i s m a s consideraciones se a p l i c a n a la i n f o r m a c i ó n genér i c a codificada en el A D N . C o m o explica Varela, la noción de un código genético ha sido extraída de u n a red metabólica s u b y a c e n te en la que está embebido el significado del código:
La ontología constituye la «ruta no tomada» en el pensamiento de Bateson. (...) La epistemología de Bateson carece de ontología sobre la que basarse (...). En mi opinión, el trabajo de Maturana contiene la ontología que Bateson nunca desarrolló. 25
Durante muchos años, los biólogos han considerado las secuencias de las proteínas como instrucciones codificadas en el A D N . Resulta claro, no obstante, que los tercetos de A D N sólo son capaces de especificar correctamente un aminoácido dentro del metabolismo de la célula, es decir, de los millares de regulaciones enzimáticas de una compleja red q u í m i c a . Únicamente debido a estas propiedades emergentes de semejante red como un todo, podemos extraer este traslondo melabólico y considerar a los tercetos como códigos para los aminoácidos. 23
El examen de los criterios de Bateson p a r a el proceso mental demuestra que c u b r e n tanto el aspecto estructural c o m o el del patrón de los sistemas vivos, lo que puede ser la c a u s a de la c o n fusión de m u c h o s estudiantes de Bateson. U n a atenta lectura de dichos criterios, revela t a m b i é n la creencia subyacente de que la cognición comprende representaciones mentales de las características objetivas del m u n d o dentro del sistema cognitivo. 2 6 Bateson y M a t u r a n a crearon independientemente un concepto r e v o l u c i o n a r i o de la mente que tiene sus raíces en la cibernétic a , u n a t r a d i c i ó n a cuyo desarrollo Bateson contribuyó en los años c u a r e n t a . Q u i z á s debido a su í n t i m a i m p l i c a c i ó n c o n las ideas cibernéticas durante su génesis, Bateson n u n c a llegó a trascender el modelo informático de cognición. M a t u r a n a , en c a m b i o , dejó d i c h o modelo atrás y desarrolló u n a teoría que contempla la cognición c o m o el acto de « a l u m b r a r un mundo» y la consciencia c o m o í n t i m a m e n t e ligada al lenguaje y la abstracción.
MATURANA Y BATESON
El rechazo de M a t u r a n a a la idea de que la c o g n i c i ó n c o m prende u n a representación mental de un m u n d o independiente 282
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D E NUEVO LOS ORDENADORES
En las páginas precedentes he enfatizado repetidamente la diferencia entre la teoría de Santiago y el modelo i n f o r m á t i c o de la cognición desarrollado en cibernética. Resulta q u i z á s útil ahora contemplar de nuevo los ordenadores a la l u z de nuestra nueva comprensión de la c o g n i c i ó n , p a r a d i s i p a r en parte la confusión general existente sobre la «inteligencia informática». Un ordenador procesa i n f o r m a c i ó n , lo que s i g n i f i c a que m a n i p u l a símbolos basados en ciertas reglas. L o s símbolos son elementos distintos introducidos en el ordenador desde el exterior, y durante el procesado de la i n f o r m a c i ó n no se producen c a m b i o s en la estructura de la m á q u i n a , fijada y determinada ésta por su diseño y c o n s t r u c c i ó n . El sistema nervioso de un o r g a n i s m o vivo funciona m u y distintamente. C o m o hemos visto, interactúa con su entorno m o d u lando continuamente su estructura, de modo que en lodo momento su estructura física es u n a r e m e m o r a c i ó n de los c a m b i o s estructurales precedentes. El sistema nervioso no procesa inform a c i ó n del m u n d o exterior sino que, por el contrario, alumbra (construye, produce) un m u n d o en su proceso de cognición. La cognición h u m a n a comprende el lenguaje y el p e n s a m i e n to abstracto y por tanto los símbolos y las representaciones, pero el pensamiento abstracto es tan sólo u n a pequeña parte de la cogn i c i ó n h u m a n a y generalmente no constituye la base para nuestras decisiones y acciones cotidianas. Las decisiones h u m a n a s n u n c a son enteramente racionales, sino que están teñidas por las emociones. E l pensamiento h u m a n o s e halla siempre embebido en las sensaciones y procesos corporales que forman parte de la totalidad del espectro de la c o g n i c i ó n . C o m o señalan los científicos informáticos T e r r y W i n o g r a d y F e r n a n d o Flores en su libro Understanding Computers and Cognition (Para entender los ordenadores y la cognición), el pensamiento racional filtra la m a y o r parte del m e n c i o n a d o espectro cognitivo, y al hacerlo, crea u n a «ceguera de abstracción». A m o d o de viseras, los términos que adoptamos para expresarnos l i m i t a n nuestro c a m p o v i s u a l . E n u n programa informático - e x p l i c a n W i n o g r a d y F l o r e s - , se f o r m u l a n varios objetivos y tareas en términos de u n a serie l i m i t a d a de objetos, propiedades y operaciones, serie que e n c a r n a la ceguera que a c o m p a ñ a las abstracciones i m p l i c a d a s en la c r e a c i ó n del p r o g r a m a . No obstante:
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Hay áreas de tareas restringidas en las que esta ceguera no excluye un comportamiento que parece inteligente. Muchos juegos, por ejemplo, son susceptibles de implementar (...) técnicas [que puedenj producir un programa que venza a oponentes h u manos (...). Son éstas áreas en las que la identificación de las prestaciones relevantes es directa y la naturaleza de las soluciones es clara. 2 7 G r a n parte de la confusión proviene del hecho de que los c i e n tíficos informáticos utilizan términos c o m o «inteligencia», « m e moria» y «lenguaje» para la d e s c r i p c i ó n de los ordenadores, s u poniendo que d i c h a s expresiones se refieren a los fenómenos h u m a n o s que conocemos bien por propia experiencia bajo d i chos n o m b r e s . Se trata de un grave malentendido. Por ejemplo, la m i s m a esencia de la inteligencia es actuar adecuadamente c u a n d o un p r o b l e m a no está claramente definido y las soluciones no son evidentes. El comportamiento h u m a n o inteligente en tales c i r c u n s t a n c i a s se basa en el sentido c o m ú n a c u m u l a d o a lo largo de la experiencia vivida. L o s ordenadores, en c a m b i o , no tienen acceso al sentido c o m ú n debido a su ceguera de abstracc i ó n y a sus limitaciones intrínsecas de operaciones formales, siendo por tanto imposible su p r o g r a m a c i ó n para que sean inteligentes. 28 Desde los primeros tiempos de la inteligencia artificial, u n o de los mayores desafíos ha sido la p r o g r a m a c i ó n de un ordenador p a r a la c o m p r e n s i ó n del lenguaje h u m a n o . T r a s v a r i a s décadas de trabajo frustrante en este c a m p o , los investigadores en intelig e n c i a artificial han empezado a darse cuenta de la futilidad de sus esfuerzos y de que los ordenadores no pueden comprender el lenguaje h u m a n o de un modo significativo. 2 9 E n t e n d e m o s el contexto por ser parte de nuestro sentido c o m ú n , pero éste no puede ser p r o g r a m a d o en un ordenador y, por lo tanto, no puede entender nuestro lenguaje. E s t e extremo puede ilustrarse con s i m p l e s ejemplos c o m o este texto utilizado por T e r r y W i n o g r a d : « T o m m y a c a b a b a de recibir un nuevo juego de cubos. E s t a b a a b r i e n d o la caja c u a n d o vio entrar a J i m m y . » C o m o explica W i n o g r a d , un ordenador no tendría ni idea de lo que h a b í a en la c a j a , pero nosotros a s u m i m o s i n mediatamente que se trata del nuevo juguete de T o m m y . Lo hacem o s por que sabemos que los regalos suelen estar presentados en cajas y que a b r i r la c a j a es lo adecuado en este caso. Más importante a ú n , a s u m i m o s que las dos frases del texto están conectadas, 285
mientras que un ordenador no encontraría n i n g u n a razón para r e l a c i o n a r l a c a j a con e l juguete. E n otras p a l a b r a s , nuestra interpretación de este sencillo texto se basa en varias conjeturas y expectativas de sentido c o m ú n , inaccesibles al ordenador.' 0 El hecho de que un ordenador no pueda c o m p r e n d e r el lenguaje, no s i g n i f i c a que no pueda ser programado p a r a reconocer y m a n i p u l a r estructuras l i n g ü í s t i c a s simples. De hecho, se ha progresado m u c h o en este c a m p o en los últimos años. Los ordenadores pueden a h o r a reconocer unos centenares de palabras y frases y este v o c a b u l a r i o básico sigue en expansión. De este modo, se están utilizando c a d a vez m á s m á q u i n a s p a r a interactuar con personas a través de las estructuras del lenguaje h u m a no, en el desarrollo de tareas limitadas. Puedo, por ejemplo, telefonear a mi banco p a r a solicitar i n f o r m a c i ó n sobre mi cuenta corriente y un ordenador, activado por u n a serie de códigos, me i n f o r m a r á sobre el saldo, los últimos movimientos, etc. Esta inter a c c i ó n , que comprende u n a c o m b i n a c i ó n de palabras simples habladas y n ú m e r o s tecleados, resulta m u y conveniente y práctic a , pero de n i n g ú n modo s i g n i f i c a que el ordenador esté entendiendo el lenguaje h u m a n o . H a y lamentablemente u n a notable diferencia entre las serias a f i r m a c i o n e s críticas de los investigadores en inteligencia artificia] y las proyecciones optimistas de la industria informática, fuertemente motivada por intereses comerciales. La m á s reciente ola de p r o n u n c i a m i e n t o s entusiastas ha llegado del l l a m a d o proyecto de la quinta generación lanzado en Japón. Un a n á l i s i s serio de sus grandiosos objetivos sugiere, no obstante, que éstos son tan irreales c o m o proyecciones precedentes s i m i l a r e s , si bien es posible que el programa produzca n u m e r o s a s aplicaciones útiles. 3 1 El objetivo p r i n c i p a l del proyecto de la quinta generación y de otros proyectos de investigación análogos es el desarrollo de los l l a m a d o s sistemas expertos, diseñados para superar a h u m a n o s expertos en determinadas tareas. N o s h a l l a m o s de nuevo ante un desafortunado uso de la terminología, c o m o señalan W i n o g r a d y Flores: Llamar «experto» a un programa resulta tan equívoco como decir que es «inteligente» o que «comprende». El malentendido puede resultar conveniente para los que intentan conseguir fondos para la investigación o vender tales programas, pero sin duda puede conducir a expectativas inapropiadas a los posibles usuarios. 32 286
A mediados de los años ochenta el filósofo Hubert Dreyfus y el científico informático Stuart D r e y f u s emprendieron un m i n u cioso estudio de la p e r i c i a h u m a n a contrastada con los sistemas informáticos expertos. H a l l a r o n que: ... debemos abandonar la tradicional idea de que un principiante empieza por casos específicos y que, a medida que adquiere soltura y experiencia, abstrae e interioriza más y más reglas sofisticadas... La adquisición de pericia se mueve exactamente en la dirección opuesta: de las reglas abstractas a los casos particulares. Parece que el principiante efectúa inferencias utilizando reglas y datos al igual que un ordenador heurísticamente programado pero que, a diferencia de este, con talento y grandes dosis de experiencia propia involucrada, se transforma en un experto que sabe intuitivamente lo que hay que hacer con independencia de la aplicación de reglas. 33 E s t a observación explica por qué los sistemas expertos n u n c a actúan tan bien c o m o los expertos h u m a n o s , que no lo hacen aplicando una secuencia de reglas, sino desde la base de su comprensión intuitiva de u n a constelación de hechos. Dreyfus y Dreyfus observaron también que en la práctica, los sistemas expertos se diseñan median te la interrogación a expertos h u m a n o s sobre las reglas relevantes. C u a n d o esto ocurre, dichos expertos tienden a señalar las reglas que recuerdan de c u a n d o eran principiantes, pero que en realidad dejaron de utilizar c u a n d o se convirtieron en expertos. Si estas reglas se programan en un ordenador, el sistema experto resultante podrá superar a un principiante h u m a n o en el u s o de aquellas regias, pero j a m á s podrá rivaliza]" con un verdadero experto.
INMUNOLOGÍA COGNITIVA
A l g u n a s de las más importantes aplicaciones prácticas de la teoría de S a n t i a g o por su impacto en la neurociencia y la i n m u nología, serán las que probablemente aparezcan próximamente. C o m o ya he m e n c i o n a d o anteriormente, la nueva visión de la cognición c l a r i f i c a enormemente el rompecabezas ancestral sobre la relación entre mente y cerebro. La mente no es u n a cosa sino un proceso: el proceso de c o g n i c i ó n , que se define c o m o el proceso de la v i d a . El cerebro es la estructura específica a través de la c u a l este proceso opera. 287
E l cerebro n o e s e n absoluto l a ú n i c a estructura involucrada en el proceso de c o g n i c i ó n . En el o r g a n i s m o h u m a n o , al igual que en el de todos los vertebrados, el sistema i n m u n o l ó g i c o está siendo reconocido cada vez m á s c o m o una red tan c o m p l e j a e interconcctada c o m o el sistema nervioso, puesta, c o m o éste, al serv i c i o de funciones de coordinación igualmente importantes. La i n m u n o l o g í a c l á s i c a ve al sistema i n m u n o l ó g i c o c o m o el sistema de defensas del cuerpo, dirigido h a c i a el exterior y descrito a menudo con términos y metáforas militares: ejércitos de glóbulos blancos, generales, soldados, etc. Los recientes descubrimientos de F r a n c i s c o V a r e l a y sus colegas en la Universidad de P a r í s c o m prometen seriamente estos conceptos. 5 4 De hecho, algunos i n vestigadores empiezan a ver la visión clásica con sus metáforas militares c o m o u n o de los principales pilares que se han der r u m b a d o en nuestra comprensión de las enfermedades autoinm u n e s c o m o el s i d a .
Los inmunólogos se han visto forzados a modificar gradualmente su percepción desde un sistema i n m u n o l ó g i c o a u n a red i n m u n o lógica.
En lugar de estar concentrado e inlerconectado a través de estructuras a n a t ó m i c a s c o m o el sistema nervioso, el sistema i n m u nológico se halla disperso en el fluido linfático, penetrando absolutamente en todos los tejidos. S u s componentes - u n a clase de células l l a m a d a s linfocitos y conocidas c o m ú n m e n t e c o m o glóbulos b l a n c o s - c i r c u l a n con gran rapidez y enlazan q u í m i c a m e n te u n o s con otros. Los linlocitos son un grupo de células m u y diverso. C a d a tipo se distingue por indicadores moleculares específicos l l a m a d o s «anticuerpos», que sobresalen de sus superficies. El cuerpo h u m a n o contiene miles de millones de tipos d i s tintos de glóbulos blancos, con enorme c a p a c i d a d todos ellos para e n l a z a r q u í m i c a m e n t e con c u a l q u i e r perfil molecular del entorno.
Más a ú n , desde el punto de vista tradicional, un sistema i n m u n o l ó g i c o se desarrollará sólo c u a n d o existan estímulos exteriores a los que deba responder. Si no h a y un ataque, no se gen e r a r á n anticuerpos. E x p e r i m e n t o s recientes h a n demostrado, no obstante, que incluso a n i m a l e s completamente aislados y protegidos de agentes patógenos desarrollan sistemas i n m u n o lógicos completos. E l l o resulta lógico desde la nueva v i s i ó n , puesto que la f u n c i ó n p r i m o r d i a l del sistema i n m u n o l ó g i c o no es la respuesta a desafíos exteriores, sino su p r o p i a relación i n terna. 3 5
Según la i n m u n o l o g í a c l á s i c a , c u a n d o los linlocitos identifican un agente invasor, los anticuerpos se adhieren a él neutralizándolo. E s t a secuencia i m p l i c a que los glóbulos blancos reconoc e n perfiles moleculares ajenos al organismo. Un examen m á s atento demuestra que también i m p l i c a a l g u n a forma de aprendizaje y m e m o r i a . En i n m u n o l o g í a c l á s i c a , no obstante, estos términos se utilizan puramente de forma metafórica, sin dejar espacio para ningún auténtico proceso cognitivo. La investigación reciente ha demostrado que bajo c o n d i c i o nes normales, los anticuerpos que c i r c u l a n por el cuerpo e n l a z a n con m u c h o s (sino todos) tipos de células, incluyéndose a sí m i s mos. T o d o el sistema se parece m u c h o m á s a u n a red, a personas hablando unas con otras, que a soldados a la c a z a del enemigo. 288
E s t e c a m b i o de percepción presenta un g r a n p r o b l e m a a la v i s i ó n c o n v e n c i o n a l . Si el sistema i n m u n o l ó g i c o es u n a red cuyos componentes e n l a z a n unos con otros y si los anticuerpos están p a r a e l i m i n a r aquello con lo que se e n l a z a n , d e b e r í a m o s estarnos destruyendo. Obviamente no lo estamos haciendo. El sistema i n m u n o l ó g i c o parece ser c a p a z de distinguí]' entre sus propias cél u l a s s a n g u í n e a s y los elementos extraños, entre «sí m i s m o » y «no-sí m i s m o » . Pero puesto que desde la visión c l á s i c a el reconocimiento por un anticuerpo de un agente extraño comporta su enlace q u í m i c o con él y en c o n s e c u e n c i a su n e u t r a l i z a c i ó n , sigue siendo un misterio c ó m o el sistema i n m u n o l ó g i c o puede reconocer sus p r o p i a s células sin neutralizarlas, es decir, destruirlas funcionalmente.
Varela y sus colegas a r g u m e n t a n que el sistema i n m u n o l ó g i c o debe ser entendido c o m o u n a red cognitiva a u t ó n o m a , responsable de la «identidad molecular» del cuerpo. Interactuando entre sí y con las d e m á s células del cuerpo, los linfocitos regulan constantemente el n ú m e r o de células y sus perfiles moleculares. M á s que r e a c c i o n a r meramente ante agentes externos, el sistema i n m u n o l ó g i c o desarrolla la importante función de regular el repertorio celular y m o l e c u l a r del o r g a n i s m o . C o m o explican F r a n c i s co Varela y el inmunólogo Antonio C o u t i n h o : « L a d a n z a m u t u a entre el sistema i n m u n o l ó g i c o y el cuerpo... le permite a éste tener u n a i d e n t i d a d cambiante y plástica a través de su v i d a y sus múltiples encuentros.» 3 6 D e s d e l a perspectiva d e l a teoría d e Santiago, l a actividad cognitiva del sistema i n m u n o l ó g i c o resulta de su acoplamiento estructural con el entorno. C u a n d o entran en el cuerpo moléculas extrañas, perturban l a r e d i n m u n o l ó g i c a desencadenando c a m 289
bios estructurales. La respuesta correspondiente no es la destrucción automática de las m o l é c u l a s invasoras, sino la regulación de sus niveles dentro del contexto de las demás actividades reguladoras del sistema. La respuesta v a r i a r á y dependerá de la totalidad del contexto de la red. C u a n d o los inmunólogos inyectan grandes cantidades de agentes extraños en un cuerpo, c o m o hacen en los experimentos típicos con a n i m a l e s , el sistema i n m u n o l o g í a ) reacciona con la respuesta defensiva m a s i v a descrita en la teoría convencional. No obstante, c o m o señalan Varela y C o u t i n h o , ésta es u n a situación de laboratorio completamente artificial. En su entorno natural, un a n i m a l no recibe normalmente dosis m a s i v a s de substancias perjudiciales. L a s pequeñas dosis que entran en su o r g a n i s m o son incorporadas naturalmente a las actividades reguladoras en curso en su red i n m u n o l ó g i c a . C o n esta comprensión del sistema i n m u n o l ó g i c o c o m o u n a i red cognitiva, autoorganizadora y autorreguladora, el rompecabezas de la distinción entre sí m i s m o y no-sí m i s m o queda fácilmente resuelto. El sistema i n m u n o l ó g i c o simplemente ni distingue ni necesita distinguir entre células del propio cuerpo y agentes extraños, puesto que a m b o s están sujetos a los m i s m o s procesos reguladores. No obstante, c u a n d o los agentes invasores son tan m a s i v o s que no pueden ser incorporados en la red de reg u l a c i ó n , c o m o es el caso en las infecciones, se desencadenan en el sistema i n m u n o l ó g i c o m e c a n i s m o s específicos que desembocan en una respuesta defensiva. La investigación ha demostrado que esta respuesta i n m u n o lógica bien conocida i n c l u y e m e c a n i s m o s cuasiautomátieos con gran independencia de las actividades cognitivas de la r e d . 3 7 L a i n m u n o l o g í a se ha ocupado tradicionalmentc de modo casi exclusivo de esta actividad i n m u n o l ó g i c a «refleja». E s t a reducción equivale a l i m i t a r el estudio del cerebro al de los reflejos. La actividad inmunológica defensiva es s i n d u d a muy importante, pero desde la nueva perspectiva es un electo s e c u n d a r i o de la actividad principal cognitiva del sistema inmunológico - es otra que el mantenimiento de la identidad m o l e c u l a r del cuerpo. El c a m p o de la i n m u n o l o g í a cognitiva se halla a ú n en sus inicios y las propiedades autoorganizadoras de las redes i n m u n o l ó gicas no están ni con m u c h o bien entendidas a ú n . No obstante, algunos de los científicos involucrados en d i c h o c a m p o de investigación en crecimiento, h a n empezado ya a especular con a p a 290
sionantes aplicaciones c l í n i c a s en el tratamiento de enfermedades autoinmunes. 3 8 Las estrategias terapéuticas futuras p o d r í a n basarse en la c o m p r e n s i ó n de que d i c h a s enfermedades reflejan un fallo en la operación cognitiva de la r e d i n m u n o l ó g i c a y podrían incorporar técnicas novedosas, diseñadas p a r a reforzar la red estimulando su conectividad. Estas técnicas, n o obstante, r e q u e r i r á n u n a c o m p r e n s i ó n m u c h o m á s p r o f u n d a de la r i c a d i n á m i c a de l a s redes i n m u n o l ó gicas antes de que p u e d a n ser a p l i c a d a s con eficacia. A largo p l a zo, los descubrimientos en i n m u n o l o g í a cognitiva prometen ser de tremenda i m p o r t a n c i a p a r a todo el c a m p o de la s a l u d y la c u ración. E n o p i n i ó n d e V a r e l a , u n a v i s i ó n psicosomática («mentecuerpo») sofisticada de la s a l u d no p o d r á desarrollarse hasta que c o m p r e n d a m o s a los sistemas nervioso e i n m u n o l ó g i c o c o m o dos sistemas cognitivos interactivos, dos «cerebros» en constante diálogo. 3 9
U N A R E D PSICOSOMÁTICA
Un eslabón c r u c i a l p a r a este escenario apareció a mediados de los ochenta de la m a n o de la neurocientífica C a n d a c e Pert y sus colegas en el Instituto de S a l u d Mental de M a r y l a n d . E s t o s investigadores identificaron a un grupo de moléculas l l a m a d a s péptidos"" c o m o los mensajeros m o l e c u l a r e s que facilitan la conversac i ó n entre los sistemas nervioso e i n m u n o l ó g i c o . De hecho, Pert y sus colegas descubrieron que estos mensajeros interconectan tres sistemas distintos - e l nervioso, el i n m u n o l ó g i c o y el e n d o c r i n o e n u n a s o l a red. En la v i s i ó n tradicional, estos tres sistemas están separados y tienen funciones distintas. El sistema nervioso, consistente en el cerebro y u n a red de células nerviosas a través del cuerpo, es la sede de la m e m o r i a , el pensamiento y la e m o c i ó n . El sistema endocrino, consistente en las g l á n d u l a s y las h o r m o n a s , es el sistema regulador p r i n c i p a l del cuerpo, que controla e integra varias funciones corporales. El sistema inmunológico, consistente en el bazo, la m é d u l a ósea, los ganglios linfáticos y l a s células i n m u n o lógicas que c i r c u l a n por el cuerpo, es el sistema defensivo de éste,
* Péptido: nombre genérico de un numeroso grupo de compuestos nitrogenados formados por concatenación de dos o más aminoácidos, con enlaces caracterizados por la presencia del grupo C O N H . (N. del T.)
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responsable de la integridad y de los m e c a n i s m o s de la c u r a c i ó n de heridas y la r e s t a u r a c i ó n de tejidos. De acuerdo con esta s e p a r a c i ó n , los tres sistemas se estudian en tres d i s c i p l i n a s separadas: n e u r o c i e n c i a , endocrinología c i n m u n o l o g í a . No obstante, la investigación reciente sobre péptidos demuestra que estas separaciones conceptuales son meros artificios históricos que no pueden ser mantenidos por m á s tiempo. Según C a n d a c e Pert, los tres sistemas deben verse c o m o partes de u n a m i s m a red psicosomática. 4 0 L o s péptidos, u n a f a m i l i a de 60 o 70 m a c r o m o l é c u l a s , fueron estudiados originalmente en otros contextos y recibieron diversos nombres: h o r m o n a s , neurotransmisores, endorfinas, factores del crecimiento, etc. Se necesitan m u c h o s años p a r a c o m prender que se trataba de m i e m b r o s de u n a m i s m a f a m i l i a de mensajeros moleculares. Estos mensajeros son cortas cadenas de a m i n o á c i d o s que se ligan a los receptores específicos que existen en a b u n d a n c i a en la superficie de todas las células del cuerpo. Al interconectar células i n m u n o l ó g i c a s , g l á n d u l a s y cerebro, los péptidos f o r m a n u n a red psicosomática que se extiende por todo el o r g a n i s m o . Los péptidos son la manifestación bioquím i c a de las emociones, j u e g a n un papel c r u c i a l en la coordin a c i ó n de las actividades del sistema i n m u n o l ó g i c o , integrando e interconectando las actividades mentales, emocionales y biológicas. A p r i n c i p i o s de los años ochenta, se i n i c i ó un c a m b i o de percepción espectacular con el p o l é m i c o descubrimiento de que ciertas h o r m o n a s , que se s u p o n í a n p r o d u c i d a s por glándulas, son en r e a l i d a d péptidos p r o d u c i d o s y almacenados también en el cerebro. A la inversa, los científicos descubrieron que un tipo de neurotransmisores l l a m a d o s endorfinas, que se s u p o n í a n produc i d a s por el cerebro, lo eran también por las células i n m u n o l ó g i cas. A m e d i d a que se identificaban m á s y m á s receptores de péptidos, resultó que prácticamente todos los conocidos se producen en el cerebro y en otras partes del cuerpo. E s t o hizo declarar a C a n d a c e Pert: « N o soy ya c a p a z de establecer u n a c l a r a d i s t i n c i ó n entre el cerebro y el resto del cuerpo.» 4 1
do en pequeñas esferas, donde esperan que las señales a d e c u a d a s los liberen. Estos péptidos j u e g a n un papel vital en las c o m u n i c a ciones a través del sistema nervioso. T r a d i c i o n a l m e n t e se creía que la transferencia de todos los i m p u l s o s nerviosos o c u r r í a a través de los espacios entre células nerviosas adyacentes, denom i n a d o s «sinapsis».* E n realidad, este m e c a n i s m o h a resultado ser de m e n o r i m p o r t a n c i a , quedando l i m i t a d o principalmente a la c o n t r a c c i ó n m u s c u l a r . La m a y o r í a de las señales procedentes del cerebro s o n t r a n s m i t i d a s por péptidos emitidos por células nerviosas. Al acoplarse a receptores m á s allá de la célula en la que se o r i g i n a r o n , estos péptidos a c t ú a n no sólo a través de todo el sistema nervioso, sino también en otras partes del cuerpo. En el sistema i n m u n o l ó g i c o , los glóbulos blancos no sólo tienen receptores p a r a todos los péptidos, sino que también los producen. L o s péptidos controlan los patrones de m i g r a c i ó n de las células i n m u n o l ó g i c a s y todas sus funciones vitales. E s t e descubrimiento, al i g u a l que los de la i n m u n o l o g í a cognitiva, es s u s ceptible de generar apasionantes aplicaciones terapéuticas. De hecho, Pert y su equipo h a n desarrollado recientemente un nuevo tratamiento p a r a e l s i d a , d e n o m i n a d o Péptido T , m u y prometedor. 42 L o s científicos parten de la hipótesis de que el sida tiene sus r a í c e s en u n a interrupción de la c o m u n i c a c i ó n por péptidos. D e s c u b r i e r o n que el v i r u s HI entra en las células a través de receptores péptidos específicos interfiriendo las funciones de toda la red, por lo que diseñaron un péptido protector que e n l a z a con dichos receptores bloqueando la a c c i ó n del v i r u s . L o s péptidos se p r o d u c e n naturalmente en el cuerpo, pero pueden también ser diseñados y sintetizados. El péptido T i m i t a la a c c i ó n de un péptido de origen n a t u r a l siendo por tanto completamente atóxico, en contraste con todas las d e m á s m e d i c a c i o n e s p a r a el sida. El fárm a c o está siendo en la a c t u a l i d a d sometido a pruebas c l í n i c a s . E n caso d e resultar efectivo, p o d r í a tener u n impacto revolucionario en el. tratamiento del s i d a .
En el sistema nervioso, los péptidos son p r o d u c i d o s por las células nerviosas, v i a j a n d o después por los axones* o neuritas (las largas r a m a s de d i c h a s células) hasta a l m a c e n a r s e en el fon-
Otro aspecto fascinante de la recientemente reconocida red p s i c o s o m á t i c a es el descubrimiento de que los péptidos son la m a n i f e s t a c i ó n b i o q u í m i c a d e l a s emociones. L a m a y o r í a d e los péptidos - s i n o su t o t a l i d a d - alteran el comportamiento y el estado de á n i m o y los científicos e m p i e z a n a trabajar con la hipótesis de que c a d a péptido pueda evocar un determinado «tono» emo-
* Axón: extensión protoplasmática neuronal única que habitualmente es capaz de conducir un impulso nervioso. (N. del T.)
* Sinopsis: punto de contacto estrecho de dos neuronas, habitualmente entre el axón de una neurona y las dentritas o cuerpo celular de otra. (N. del T.J
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c i o n a l . T o d o el grupo de 60 o 70 péptidos podría constituir un lenguaje b i o q u í m i c o u n i v e r s a l para las emociones.
!.\ S A B E R Q U E S A B E M O S
T r a d i c i o n a l m e n t e , los n e u r o c i e n l í f i c o s han asociado las emociones c o n áreas específicas del cerebro, principalmente con el sistema l í m b i c o . Lo c u a l es ciertamente correcto puesto que el sistema l í m b i c o resulta estar altamente enriquecido con péptidos. No obstante, no es la ú n i c a parle del cuerpo donde se concentran receptores péplidos. T o d o el intestino, por ejemplo, está cargado de ellos. É s t a es la razón por la que nos referirnos a «sentimientos viscerales». S e n t i m o s literalmente nuestras emociones en nuestras entrañas. Si es cierto que cada péplido mediatiza un determinado estado e m o c i o n a l , ello s i g n i f i c a r í a que todas las percepciones sensoriales, todos los pensamientos y de hecho todas las I unciones corporales estarían teñidas por las emociones, puesto que en todas ellas intervienen los péplidos. En realidad, los científicos han descubierto que los puntos nodales del sistema nervioso central, que conectan los órganos sensoriales con el cerebro, están cargados de receptores péplidos que filtran y d a n prioridad a las percepciones sensoriales. D i c h o de otro modo, todas nuestras percepciones y pensamientos eslán teñidos por las emociones. E s t a a f i r m a c i ó n , por supuesto, pertenece también a la experiencia común. El descubrimiento de esta red p s i c o s o m á l i c a i m p l i c a que, contrariamente a lo que se creía, el sistema nervioso no está estructurado jerárquicamente. C o m o dice C a n d a c e Pert: « L o s glóbulos blancos son partes de cerebro que flotan por el cuerpo.» 4 3 En ú l t i m a i n s t a n c i a ello i m p l i c a que la cognición es un fenómeno que se expande por el o r g a n i s m o , operando a través de una i n trincada red q u í m i c a de péplidos que integra nuestras actividades mentales, emocionales y biológicas.
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La identificación de la cognición con todo el proceso de la vida - i n c l u y e n d o percepciones, emociones y c o m p o r t a m i e n t o - y su c o m p r e n s i ó n c o m o un proceso que no comporta transferencia de i n f o r m a c i ó n ni representaciones mentales de un m u n d o externo, requieren u n a radical a m p l i a c i ó n de nuestros marcos conceptuales científicos y filosóficos. U n a de las razones por las que esta nueva v i s i ó n de mente y c o g n i c i ó n resulta tan d i f í c i l de aceptar, es que va en contra de nuestra i n t u i c i ó n y experiencia cotidianas. C o m o h u m a n o s , u t i l i z a m o s frecuentemente el concepto de i n f o r m a c i ó n y hacemos constantemente representaciones m e n tales de las personas y objetos que nos rodean. No obstante, éstas son características específicas de la cognición h u m a n a que resultan de nuestra c a p a c i d a d de abstracc i ó n , aspecto fundamental d e l a c o n s c i e n c i a h u m a n a . P a r a u n a completa c o m p r e n s i ó n del proceso general de c o g n i c i ó n en los sistemas vivos es importante entender c ó m o la c o n s c i e n c i a h u m a n a , con su pensamiento abstracto y sus conceptos s i m b ó l i cos, emerge del proceso cognitivo c o m ú n a todos los o r g a n i s m o s vivos. En las siguientes páginas utilizaré el término «consciencia» p a r a d e s c r i b i r un nivel de mente o cognición caracterizado por el c o n o c i m i e n t o de sí m i s m o . El conocimiento del entorno, según la teoría de S a n t i a g o , es u n a propiedad c o m ú n a lodos los niveles de vida. El autoconocimiento, por lo que sabemos, se da tínicamente en los a n i m a l e s superiores, manifestándose en toda su plenitud en la mente h u m a n a . C o m o h u m a n o s , no sólo somos conscientes de nuestro entorno, sino de nosotros m i s m o s y de nuestro m u n d o interior. En otras palabras, somos conscientes de que somos conscientes. No sólo sabemos, sino que sabemos que sabemos. 295
Es esta c a p a c i d a d especial de autoconocimiento a la que me referiré con el término «consciencia».
L E N G U A J E Y COMUNICACIÓN
En la teoría de Santiago, el autoconocimiento se contempla c o m o íntimamente ligado al lenguaje y su c o m p r e n s i ó n se plantea desde un cuidadoso a n á l i s i s de la c o m u n i c a c i ó n . H u m b e r t o M a t u r a n a ha sido el pionero de este enfoque de la c o m p r e n s i ó n de la c o n s c i e n c i a . ' S e g ú n M a t u r a n a , la c o m u n i c a c i ó n no es transmisión de información, sino m á s bien u n a coordinación dé comportamiento entre organismos vivos a través del acoplamiento estructural mutuo. E s t a coordinación m u t u a del comportamiento es la c a racterística fundamental de la c o m u n i c a c i ó n en todos los organismos vivos con o sin sistema nervioso, siendo mayores su sutileza y su exquisitez a m e d i d a que aumenta el grado de c o m plejidad de éste. El canto de los pájaros es u n a de las más bellas formas de com u n i c a c i ó n no h u m a n a , que M a t u r a n a ilustra con el ejemplo de u n a determinada canción de r e c l a m o utilizada por unos papagayos africanos. E s t o s pájaros viven a m e n u d o en espesas j u n g l a s , con posibilidad prácticamente n u l a de establecer contacto v i s u a l . En semejante m e d i o , se forman parejas de papagayos que coordin a n s u ritual d e apareamiento produciendo u n a c a n c i ó n c o m ú n . A un oyente c a s u a l le puede parecer que c a d a pájaro está cantando u n a melodía completa, pero u n a observación m á s atenta demuestra que d i c h a m e l o d í a es en realidad un dúo en el que a m b o s pájaros se explayan alternativamente sobre las frases m e l ó d i c a s del otro. C a d a pareja desarrolla su propia e irrepetible m e l o d í a , que no p a s a r á a su descendencia. En c a d a generación, nuevas parejas p r o d u c i r á n sus propias melodías características en sus rituales d e apareamiento. E n palabras d e M a t u r a n a : En este caso (a diferencia de muchos otros pájaros), esta comunicación, esta coordinación conductual del canto, es netamente ontogénica (es decir, de desarrollo) (...). Lo que queremos resaltar en este ejemplo es que la melodía particular de cada pareja será única para su historia de acoplamiento. 2
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Este es un claro y bello ejemplo de la observación de Maturana de que la c o m u n i c a c i ó n es esencial p a r a la coordinación del comportamiento. En otros casos podemos sentirnos tentados a describir la c o m u n i c a c i ó n en términos m á s semánticos, es decir, como un intercambio de i n f o r m a c i ó n dotado de a l g ú n significado. S e g ú n M a t u r a n a , no obstante, tales descripciones semánticas no son m á s que proyecciones del observador h u m a n o . En realidad, la c o o r d i n a c i ó n del comportamiento queda determinada no por el significado, sino por la d i n á m i c a del acoplamiento estructural. El comportamiento a n i m a l puede ser innato («instintivo») o aprendido. Consecuentemente, podemos distinguir entre c o m u nicación instintiva y aprendida. M a t u r a n a d e n o m i n a «lingüístico» al comportamiento c o m u n i c a t i v o aprendido. Si bien no llega a ser lenguaje, comparte con éste el rasgo característico de que la m i s m a coordinación de comportamiento puede ser a l c a n z a d a desde distintos tipos de interacción. Al igual que distintos lenguajes en la c o m u n i c a c i ó n h u m a n a , distintos tipos de acoplamiento estructural, aprendidos a lo largo de c a m i n o s de desarrollo distintos, pueden resultar en la m i s m a coordinación de comportamiento. En realidad, desde el punto de vista de M a t u r a n a , d i c h o comportamiento lingüístico constituye la base p a r a el lenguaje. La c o m u n i c a c i ó n lingüística requiere un sistema nervioso de considerable c o m p l e j i d a d , puesto que comporta u n a b u e n a dosis de aprendizaje complejo. C u a n d o las abejas, por ejemplo, se i n d i c a n u n a s a otras la localización de determinadas llores b a i l a n d o intrincados patrones, estas danzas están basadas en un comportamiento en parle instintivo y en parte aprendido. L o s aspectos lingüísticos (o aprendidos) del baile son específicos del contexto y de la historia social de la c o l m e n a . Por decirlo de algún modo, abejas de distintas colmenas d a n z a n en diferentes «dialectos». I n c l u s o formas m u y sofisticadas de c o m u n i c a c i ó n lingüística, c o m o el l l a m a d o lenguaje de las abejas, no son a ú n lenguaje. De acuerdo con Maturana, el lenguaje emerge c u a n d o hay comunicación sobre la comunicación. En otras palabras, el proceso de «lenguajco»,* como M a t u r a n a lo d e n o m i n a , tiene lugar c u a n d o existe u n a c o o r d i n a c i ó n de las coordinaciones de comportamien* Ver capítulo 9. El término languaging devino muy popular en el curso Capra-94 del Schumaeher College y con independencia de su vertiente científica novedosa, era utilizado jocosamente entre los alumnos cada vez que alguno de los numerosos no angloparlantes presentes cometía algún desliz lingüístico. (N. del T.)
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to. M a t u r a n a gusta de ilustrar este significado de lenguaje con u n a hipotética c o m u n i c a c i ó n entre u n a gata y su a m o . 3
sucesivamente. En terminología de Bateson, p o d r í a m o s decir que con el lenguaje h u m a n o aparece toda u n a j e r a r q u í a de mode-
S u p o n g a m o s que c a d a m a ñ a n a la gata m a ú l l a y corre h a c i a la nevera. La sigo, saco la botella de leche, le pongo un poco en un bol y se la toma. E s t o es c o m u n i c a c i ó n : u n a c o o r d i n a c i ó n de c o m portamiento mediante interacciones mutuas recurrentes, o acoplamiento estructural mutuo. S u p o n g a m o s ahora que u n a m a ñ a na no sigo a la gata porque sé que no queda leche en la nevera. Si el a n i m a l fuese c a p a z de c o m u n i c a r m e algo así c o m o : « ¡ H e y ! , he m a u l l a d o ya tres veces, ¿dónde está mi l e c h e ? » , esto sería lenguaj e . La referencia a sus m a u l l i d o s precedentes constituiría una com u n i c a c i ó n sobre otra c o m u n i c a c i ó n y por tanto, según la definic i ó n de M a t u r a n a , tendría la c a l i f i c a c i ó n de lenguaje.
los lógicos.6
L o s gatos no pueden u s a r lenguaje en esle sentido, pero los grandes s i m i o s pueden m u y bien ser capaces de ello. En una serie de experimentos bien conocidos, psicólogos a m e r i c a n o s demostraron que los c h i m p a n c é s pueden no sólo aprender m u c h o s signos de un lenguaje, sino también c o m b i n a r l o s p a r a crear nuevas expresiones. 4 U n a hembra l l a m a d a L u c y inventó varias c o m b i n a ciones de signos: «fruta-bebida» para melón, «comida-llorarfuerte» p a r a rábano y «abrir-beber-comer» para nevera. Un d í a , al ver que sus «parientes» h u m a n o s se preparaban para irse, L u c y se disgustó m u c h o y d i b u j ó « L u c y - l l o r a r » . Al hacer esta a f i r m a c i ó n sobre su llanto, evidentemente c o m u n i c a b a algo sobre u n a c o m u n i c a c i ó n . «Nos parece», escribieron Maturana y Varela, «que en este punto, L u c y está " l e n g u a j c a n d o " . » s Si bien algunos primates parecen tener el potencial p a r a com u n i c a r en lenguaje de signos, su ámbito lingüístico es extremadamente l i m i t a d o y no llega ni de lejos a la riqueza del lenguaje h u m a n o . En éste se abre un vasto espacio en el que las palabras s i r v e n c o m o señales p a r a la c o o r d i n a c i ó n lingüística de acciones y son también u t i l i z a d a s para crear la noción de objetos. En un p i c n i c , por ejemplo, podemos u t i l i z a r palabras c o m o distinciones lingüísticas para coordinar nuestras acciones de poner un mantel y c o m i d a sobre el tronco de un árbol talado. Podemos a d e m á s referirnos a estas distinciones l i n g ü í s t i c a s (en otras p a l a b r a s , establecer u n a distinción de distinciones) utilizando la p a l a b r a «mesa» y dando así a l u z un objeto. L o s objetos s o n , según M a t u r a n a , distinciones lingüísticas de distinciones lingüísticas. Una vez que tenemos objetos, podemos crear conceptos abstractos - p o r ejemplo, la altura de la m e s a - , estableciendo distinciones de distinciones de distinciones y así 298
LENGUAJEO Nuestras distinciones l i n g ü í s t i c a s , además.; no están a i s l a d a s sino que existen «en la red de acoplamientos estructurales que tejemos continuamente mediante |el lenguajeo]». 7 El significado emerge c o m o un patrón de relaciones entre estas distinciones l i n güísticas, de m o d o que existimos en un «territorio semántico» creado por nuestro lenguajeo. F i n a l m e n t e , la a u t o c o n s c i e n c i a surge c u a n d o para describirnos a nosotros m i s m o s u t i l i z a m o s la noción de un objeto y sus conceptos abstractos asociados. De este modo el á m b i t o lingüístico de los seres h u m a n o s se expande hasta i n c l u i r la reflexión y la c o n s c i e n c i a . La u n i c i d a d del ser h u m a n o r a d i c a en su c a p a c i d a d de tejer continuamente la red l i n g ü í s t i c a en la que está inmerso. S e r h u m a n o es existir en lenguaje. Mediante el lenguaje c o o r d i n a m o s nuestro comportamiento y j u n t o s mediante el lenguaje d a m o s a l u z a nuestro m u n d o . « E l m u n d o que todos vemos», d i c e n M a t u rana y Varela, «no es el m u n d o , sino un m u n d o , a l u m b r a d o por todos nosotros.» 8 Este m u n d o h u m a n o i n c l u y e en su centro nuestro m u n d o interior de pensamiento abstracto, conceptos, s í m b o los, representaciones mentales y a u t o c o n s c i e n c i a . S e r h u m a n o es estar d o l a d o de c o n s c i e n c i a reflexiva: «Al saber que sabemos, nos d a m o s a l u z a nosotros m i s m o s . » 9 E n l a conversación h u m a n a , nuestro m u n d o interior d e ideas y conceptos, nuestras emociones y nuestros movimientos corporales, se entremezclan estrechamente en una c o m p l e j a coreografía de c o o r d i n a c i ó n de comportamiento. El a n á l i s i s de f i l m a c i o nes demuestra que c a d a conversación comprende u n a d a n z a sutil y c a s i totalmente inconsciente, en la que la secuencia detal l a d a de los patrones hablados está m i n u c i o s a m e n t e s i n c r o n i z a d a no sólo c o n los pequeños movimientos del cuerpo del que habla, sino también con los movimientos correspondientes del que e s c u c h a . A m b o s participantes se hallan unidos en esta precisa s e c u e n c i a s i n c r o n i z a d a de movimientos rítmicos y la coordin a c i ó n l i n g ü í s t i c a de sus gestos mutuamente provocados, perdurará m i e n t r a s prosiga su conversación. 1 0 La teoría de cognición de M a t u r a n a difiere fundamentalmen299
te del resto por su énfasis en el lenguaje y la c o m u n i c a c i ó n . Desde la perspectiva de la teoría de S a n t i a g o , los intentos actualmente en boga de explicar la c o n s c i e n c i a h u m a n a en términos de efectos cuánticos en el cerebro 0 de otros procesos neurofisiológicos, están condenados al fracaso. La a u t o c o n s c i e n c i a y el despliegue de nuestro m u n d o interior de ¡deas y conceptos, no sólo son inaccesibles a explicaciones en términos de física o q u í m i c a , sino que ni siquiera pueden ser entendidos desde la biología o la psicología de un o r g a n i s m o aislado. Según M a t u r a n a , sólo podemos comprender la c o n s c i e n c i a h u m a n a a través del lenguaje y de todo el contexto social en el que éste está inmerso. C o m o su raíz latina (con-scire: «saber juntos») parece indicar", la c o n s c i e n c i a es esencialmente un fenómeno s o c i a l . Resulta también instructivo c o m p a r a r la noción de d a r a luz a un m u n d o , con el antiguo concepto i n d i o de maya. El significado original de maya en la mitología p r i m i t i v a h i n d ú es el «poder m á gico creativo» por el que el m u n d o es creado en la obra d i v i n a de B r a h m a n . 1 1 La m i r í a d a de formas que percibimos están en su totalidad a l u m b r a d a s por el divino actor y mago, siendo karma, que s i g n i f i c a literalmente « a c c i ó n » , la fuerza d i n á m i c a de la obra. C o n el paso de los siglos, la palabra maya - u n o de los términos m á s importantes de la filosofía h i n d ú - c a m b i ó de significado. De representar el poder creativo de B r a h m a n , pasó a s i g n i f i c a r el estado psicológico de todo aquel que se halla bajo el hechizo de la m a g i a de la obra. Si c o n f u n d i m o s las formas materiales de la obra con la realidad objetiva sin percibir la unidad de B r a h m a n s u b y a cente en todas ellas, estamos bajo el hechizo de maya. E l h i n d u i s m o niega l a existencia d e una realidad objetiva. C o m o en la teoría de Santiago, los objetos que p e r c i b i m o s son a l u m b r a d o s mediante la a c c i ó n . No obstante, el proceso de a l u m bramiento de un m u n d o ocurre en u n a escala c ó s m i c a m á s que en el nivel h u m a n o de cognición. P a r a la mitología h i n d ú , el m u n d o a l u m b r a d o no es un m u n d o específico para u n a sociedad h u m a n a determinada v i n c u l a d a por un lenguaje y u n a c u l t u r a , sino el m u n d o de la d i v i n a obra m á g i c a que nos mantiene a todos bajo su hechizo.
E S T A D O S PRIMARIOS DE CONSCIENCIA
En los últimos años, F r a n c i s c o Varela ha dado otro enfoque a la c o n s c i e n c i a , que espera que pueda a ñ a d i r una d i m e n s i ó n a d i 300
clonal a la teoría de M a t u r a n a . Su hipótesis básica es que existe una forma de consciencia p r i m a r i a en lodos los vertebrados superiores es que, sin llegar a ser autorreflexiva, sí i n c l u y e la experiencia de un «espacio mental unitario» o «estado mental». N u m e r o s o s experimentos recientes c o n a n i m a l e s y seres h u manos h a n demostrado que este espacio mental, a pesar de estar e< impuesto por múltiples d i m e n s i o n e s - e n otras p a l a b r a s , creado por diversas funciones cerebrales-, constituye u n a ú n i c a experiencia coherente. C u a n d o el olor de un perfume, por ejemplo, evoca en nosotros u n a sensación de placer o de disgusto, experimentamos un estado mental ú n i c o y coherente, compuesto de percepciones sensoriales, m e m o r i a s y emociones. La experiencia no es constante, c o m o sabemos m u y bien, e i n c l u s o puede ser extremadamente corta. Los estados mentales son transitorios, a p a recen y desaparecen continuamente. No obstante, no parece posible experimentarlos l u c r a de un determinado espacio finito de d u r a c i ó n . O t r a observación importante es que el estado experimental está siempre «corporeizado», es decir, i n m e r s o en un determinado c a m p o de sensación. De hecho, la m a y o r í a de estados mentales parecen estar bajo el influjo de u n a sensación predominante que tiñe toda la experiencia. Varela ha publicado recientemente un trabajo en el que adelanta su hipótesis básica y propone un m e c a n i s m o neurona] espec í i i c o p a r a la constitución de estados p r i m a r i o s de c o n s c i e n c i a en todos los vertebrados superiores. 1 2 La idea central es que los estados experienciales transitorios están creados por un fenómeno de r e s o n a n c i a conocido c o m o «bloqueo de lases», en el que distintas regiones del cerebro se encuentran interconectadas de tal m o d o que sus neuronas se «encienden» s i n c r ó n i c a m e n t e . M e d i a n te esta s i n c r o n i z a c i ó n de la actividad neuronal se forman « a s a m bleas celulares» temporales, que pueden consistir en circuitos neuronales a m p l i a m e n t e dispersos. S e g ú n la hipótesis de Varela, c a d a experiencia cognitiva se basa en u n a a s a m b l e a celular específica en la que múltiples actividades neuronales - a s o c i a d a s a la percepción sensorial, a las emociones, la m e m o r i a , los movimientos corporales, etc.- se u n i f i c a n en un conjunto transitorio pero coherente de neuronas oscilantes. El hecho de que los circuitos neuronales tienden a osc i l a r r í t m i c a m e n t e es bien conocido por los neurocientíficos e investigaciones recientes h a n demostrado que estas oscilaciones no están restringidas al córtex, s i n o que se d a n en varios niveles del sistema nervioso. 301
L o s n u m e r o s o s experimentos citados por Varela en apoyo de su hipótesis, i n d i c a n que los estados cognitivos experienciales son creados por la s i n c r o n i z a c i ó n de r á p i d a s oscilaciones en los niveles beta y g a m m a , que tienden a emerger y decaer r á p i d a mente. C a d a bloqueo de lases se asocia con un tiempo característico de relajación, responsable de la d u r a c i ó n m í n i m a de la experiencia.
miento y cultura se desarrollaba paralelamente. Al m i s m o tiempo desarrollamos también la c a p a c i d a d p a r a el pensamiento abstracto, para d a r a luz a un m u n d o interior de conceptos, objetos e imágenes de nosotros m i s m o s . G r a d u a l m e n t e , a m e d i d a que este m u n d o interior se h a c í a m á s y m á s diverso y complejo, empezamos a perder el contacto con la naturaleza y a convertirnos en personalidades c a d a vez m á s fragmentadas.
La hipótesis de Varela establece la base neurológiea p a r a la d i s t i n c i ó n entre cognición consciente e inconsciente, que los neurocienlíficos h a n estado buscando desde que S i g m u n d F r e u d descubriera el inconsciente h u m a n o . 1 3 Según Varela, la experienc i a consciente p r i m a r i a c o m ú n a todos los vertebrados superiores no se halla localizada en un área específica del cerebro, ni puede ser identificada en términos de estructuras neuronales específicas. La manifestación de un determinado proceso de cognic i ó n es u n a pasajera s i n c r o n i z a c i ó n de diversos circuitos neuronales, que oscilan rítmicamente.
Así surgió la tensión entre totalidad y fragmentación, entre cuerpo y a l m a , que ha sido identificada por poetas, filósofos y místicos a través de los tiempos c o m o la esencia de la c o n d i c i ó n h u m a n a . L a c o n s c i e n c i a h u m a n a h a producido n o sólo las pinturas de las cuevas de Chauvet, el Bhagavad G i t a , los Conciertos de B r a n d e n b u r g o y la teoría de la relatividad, sino también la esclavitud, la q u e m a de brujas, el Holocausto y el bombardeo de H i r o s h i m a . E n t r e todas las especies, somos la ú n i c a que m a l a a sus propios m i e m b r o s en nombre de la religión, la libertad de m e r c a do, el patriotismo y otras ideas abstractas.
L A C O N D I C I Ó N HUMANA
L o s seres h u m a n o s evolucionaron desde los s i m i o s erguidos del S u r del género Australopithecus hace unos dos millones de años. La transición de s i m i o s a h u m a n o s , c o m o hemos visto en el capítulo correspondiente, fue i m p u l s a d a por dos desarrollos d i s tintos: la indefensión de las c r í a s prematuramente n a c i d a s , que exigía la a y u d a y colaboración de f a m i l i a s y c o m u n i d a d e s , y la libertad de las m a n o s p a r a confeccionar y u t i l i z a r herramientas, que estimuló el crecimiento del cerebro y podría haber contribuido a la evolución del lenguaje. 1 4 La teoría del lenguaje y la c o n s c i e n c i a de M a t u r a n a nos permite interrelacionar estos dos impulsos evolutivos. Puesto que el lenguaje constituye una coordinación del comportamiento altamente sofisticada y electiva, el desarollo del lenguaje permitió a los primeros h u m a n o s incrementar grandemente sus actividades cooperativas y desarrollar familias, c o m u n i d a d e s y tribus que les proporcionaron tremendas ventajas en la evolución. El papel c r u c i a l del lenguaje en la evolución h u m a n a no Fue la c a p a c i d a d p a r a el intercambio de ideas, sino el incremento de las posibilidades de cooperación. A medida que a u m e n t a b a n la diversidad y riqueza de nuestras relaciones h u m a n a s , nuestra h u m a n i d a d - l e n g u a j e , arte, pensa302
La filosoifía budista contiene algunas de las exposiciones m á s lúcidas de la c o n d i c i ó n h u m a n a y sus raíces en el lenguaje v la c o n s c i e n c i a . 1 5 E n l a visión budista, e l sufrimiento existencial h u m a n o surge c u a n d o nos aferramos a formas fijadas y categorías creadas por la mente, en lugar de aceptar la naturaleza i m p e r m a nente y transitoria de todas las cosas. El B u d a enseñó que todas las formas fijadas - c o s a s , acontecimientos, personas o i d e a s - no son m á s que maya. Al igual que los videntes y sabios védicos utilizó este antiguo concepto h i n d ú , pero lo bajó del lugar c ó s m i c o que ocupa en el h i n d u i s m o , p a r a relacionarlo con el proceso de la c o g n i c i ó n h u m a n a , dándonos así u n a refrescante y casi terapéutica interpretación. I ( 1 Desde nuestra ignorancia (avidya), dividimos el m u n d o percibido en objetos separados que vemos como firmes y permanentes, pero que son en realidad transitorios y c a m b i a n t e s . T r a t a n d o de a f e r r a m o s a nuestras rígidas categorías en lugar de entender la fluidez de la vida, nos condenamos a s u frir frustración tras frustración. La doctrina budista de la i m p e r m a n e n c i a incluye la noción de que no hay un sí m i s m o , de que no existe un sujeto persistente para nuestras experiencias cambiantes. Mantiene que la idea de un ser separado e i n d i v i d u a l es u n a i l u s i ó n , otra forma de maya, un concepto intelectual carente de identidad real. Aferrarse a esta idea de un sí m i s m o independiente, conduce al m i s m o dolor y s u frimiento (duhkha) que la adhesión a c u a l q u i e r otra categoría fija de pensamiento. 303
La c i e n c i a cognitiva ha llegado exactamente a la m i s m a posición. 1 7 Según la teoría de Santiago, damos a luz al sí m i s m o al igual que d a m o s a l u z a objetos. Nuestro ser o ego carece de toda existencia independiente y no es m á s que el resultado de nuestro acoplamiento estructural. Un a n á l i s i s detallado de la c r e e n c i a en un ser fijo e independiente y su correspondiente «ansiedad cartes i a n a » , c o n d u c e a F r a n c i s c o Varela y sus colegas a la siguiente conclusión:
la naturaleza v de nuestros semejantes, d i s m i n u y é n d o n o s lamen tablemente. Para recuperar nuestra plena h u m a n i d a d , debemos reconquistar nuestra experiencia de conectividad con la trama entera de la v i d a . E s t a reconexión -religio en l a t í n - es la esencia m i s m a de la base espiritual de la ecología profunda.
Nuestro intento de atrapar un territorio interiores la esencia del ego-sí mismo y es la fuente de la continua frustración (...). Este intento de alrapar un territorio interior es en sí mismo uno más de una larga lisia de intentos que incluye nuestro aferramiento a un lerritorio exterior bajo la forma de la idea de un mundo independiente y predeterminado. En otras palabras, nuestras ansias por atrapar un territorio, tanto interior como exterior, son la causa profunda de frustración y ansiedad. 1 8 É s t a es pues la c r u z de la c o n d i c i ó n h u m a n a . S o m o s i n d i viduos autónomos, conformados por nuestro propio historial de c a m b i o s estructurales. S o m o s autoconscientes, sabedores de nuestra identidad i n d i v i d u a l , y a ú n así, c u a n d o buscamos el ser independiente dentro de nuestro universo experiencial somos i n capaces de hallar tal entidad. El origen de nuestro d i l e m a reside en nuestra tendencia a crear abstracciones de objetos separados, incluyendo un sí m i s mo independiente, para creer después que pertenecen a u n a realidad objetiva, dotada de existencia autárquica. P a r a s u p e r a r esta ansiedad cartesiana, necesitamos pensar sistémicamente, desplazando nuestra atención conceptual de los objetos a las relaciones. Sólo entonces podremos comprender que identidad, i n d i v i d u a l i dad y a u t o n o m í a no s i g n i f i c a n s e p a r a l i v i d a d e independencia. C o m o L y n n Margulis nos recuerda: «Independencia es un término político, no científico.» 1 9 El poder del pensamiento abstracto nos ha c o n d u c i d o a tratar el entorno natural - l a trama de la v i d a - c o m o si estuviese formado por parles separadas, para ser explotadas por diferentes grupos de interés. Más a ú n , hemos extendido esta visión fragmentaria a nuestra sociedad h u m a n a , dividiéndola en distintas naciones, razas, religiones y grupos políticos. El convencimiento de que lodos estos fragmentos - e n nosotros m i s m o s , en nuestro entorno y en nuestra s o c i e d a d - están realmente separados, nos ha a l i e n a d o de 304
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EPÍLOGO: ALFABETIZACIÓN ECOLÓGICA1
Restablecer la conexión con la t r a m a de la vida significa reconstruir y mantener c o m u n i d a d e s sostenibles en las que podamos satisfacer nuestras necesidades y aspiraciones s i n m e r m a r las oportunidades de generaciones venideras. P a r a esta tarea podemos aprender m u c h o de los ecosistemas, verdaderas c o m u n i dades sostenibles de plantas, a n i m a l e s y m i c r o o r g a n i s m o s . P a r a comprenderlos, debemos entender p r i m e r o los p r i n c i p i o s b á s i cos de la ecología; debemos, por así decir, alfabetizarnos ecológicamente. 1 E s t a r ecológicamente alfabetizado, ser «ecoalfabeto», significa comprender los p r i n c i p i o s de o r g a n i z a c i ó n de l a s c o m u n i d a d e s ecológicas (ecosistemas) y u t i l i z a r d i c h o s p r i n c i p i o s p a r a Crear c o m u n i d a d e s h u m a n a s sostenibles. Necesitamos revitalizar nuestras c o m u n i d a d e s - i n c l u y e n d o las educativas, las de negocios y las p o l í t i c a s - , de modo que los principios de ecología se manifiesten en ellas c o m o p r i n c i p i o s de educación, empresa y política. 2 La teoría de los sistemas vivos expuesta en este libro provee de un m a r c o conceptual p a r a el establecimiento del v í n c u l o entre c o m u n i d a d e s ecológicas y h u m a n a s . A m b a s son sistemas vivos que exhiben los m i s m o s p r i n c i p i o s básicos de organización. S o n redes organizativamente cerradas, pero abiertas a los flujos de energía y recursos; sus estructuras se hallan determinadas p o r sus historiales de c a m b i o s estructurales; son inteligentes debido a las d i m e n s i o n e s cognitivas inherentes en los procesos de v i d a . E x i s t e n , por supuesto, múltiples diferencias entre c o m u n i d a des h u m a n a s y ecosistemas. En éstos no se dan la autoconscienc i a , el lenguaje, la c o n s c i e n c i a y la cultura n i , por consiguiente, la j u s t i c i a y la d e m o c r a c i a , pero tampoco la c o d i c i a y la deshonesti* En el original ecoliuteracy. (N. del T.)
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dad. N a d a podemos aprender de los ecosistemas sobre estos valores y l i m i t a c i o n e s h u m a n o s . Pero lo que sí podernos y debemos aprender de ellos, es c ó m o v i v i r sosteniblemente. A lo largo de m á s de tres m i l m i l l o n e s de años de evolución, los ecosistemas del planeta se h a n organizado de formas sutiles y complejas para m a x i m i z a r su sostenibilidad. E s t a s a b i d u r í a de la naturaleza es la esencia de la alfabetización ecológica. B a s á n d o n o s en la comprensión de los ecosistemas c o m o redes autopoiésicas y estructuras disipativas, podemos formular una serie de principios de organización identifícables c o m o básicos para la ecología que nos sirvan de líneas maestras sobre las que edificar c o m u n i d a d e s h u m a n a s sostenibles. El p r i m e r o de dichos principios es el de interdependencia. T o dos los m i e m b r o s de u n a c o m u n i d a d ecológica se hallan interconectados en una vasta e intrincada red de relaciones, la t r a m a de la vida. S u s propiedades esenciales y, de hecho, su m i s m a existencia se derivan de estas relaciones. El comportamiento de cada m i e m b r o viviente dentro de un ecosistema depende del comportamiento de m u c h o s otros. El éxito de toda la c o m u n i d a d depende del de sus individuos, mientras que el éxito de éstos depende del de la c o m u n i d a d c o m o un todo. C o m p r e n d e r la interdependencia ecológica s i g n i f i c a c o m prender relaciones. E s t a comprensión requiere los c a m b i o s de percepción característicos del pensamiento sistémico: de las partes al todo, de objetos a relaciones, de contenido a patrón. Una c o m u n i d a d h u m a n a soslenible es consciente de las múltiples relaciones entre sus m i e m b r o s . Nutrir estas relaciones equivale a nutrir la c o m u n i d a d . El hecho de que el patrón básico de la v i d a sea el de red s i g n i fica que las relaciones entre los m i e m b r o s de u n a c o m u n i d a d ecológica son no-lineales, e incluyen múltiples bucles de retroalimentación. L a s cadenas lineales de causa-efecto se d a n m u y raramente en los ecosistemas. De este modo, cualquier perturbación no tendrá un ú n i c o efecto, s i n o que sus consecuencias repercutir á n en patrones en constante expansión. De hecho, puede verse i n c l u s o a m p l i f i c a d a por circuitos de retroalimentación independientes, capaces de llegar a ocultar la fuente original de la perturbación. La naturaleza c í c l i c a de los procesos ecológicos constituye otro importante p r i n c i p i o de ecología. Los circuitos de retroalim e n t a c i ó n son c a m i n o s a lo largo de los cuales los nutrientes son constantemente reciclados. C o m o sistemas abiertos, lodos los or308
ganismos de un ecosistema producen desechos, pero lo que es residuo para una especie constituye a l i m e n t o p a r a otra, de modo que el sistema c o m o un todo no produce desperdicios. C o m u n i dades enteras de o r g a n i s m o s h a n evolucionado de este m o d o a lo largo de miles de m i l l o n e s de a ñ o s , u s a n d o y r e c i c l a n d o s i n cesar las m i s m a s moléculas de m i n e r a l e s , agua y aire. E n este c a s o , l a l e c c i ó n p a r a las c o m u n i d a d e s h u m a n a s r e s u l la evidente. Uno de los p r i n c i p a l e s conllictos entre e c o n o m í a y ecología d e r i v a del hecho de que la n a t u r a l e z a es c í c l i c a , mientras que nuestros sistemas industriales son lineales. Nuestros negocios absorben recursos, los transforman en productos y desperd i c i o y venden esos productos a los c o n s u m i d o r e s , que a su vez producirán m á s desperdicios al usarlos. P a r a ser soslenibles, los patrones de producción y c o n s u m o deben ser c í c l i c o s , a s e m e j a n za de los procesos naturales. Para a l c a n z a r semejantes patrones c í c l i c o s , debemos rediseñar fundamentalmente nuestros negocios y nuestra economía. 3 L o s ecosistemas difieren de los o r g a n i s m o s i n d i v i d u a l e s en que son sistemas m a y o r i t a r i a m e n t e (aunque no totalmente) cerrados con respecto al flujo de materia, mientras que se m u e s t r a n abiertos al flujo de energía c u y a p r i n c i p a l fuente es el S o l , c u y a energía, transformada en energía q u í m i c a por la fotosíntesis de las plantas verdes, i m p u l s a la m a y o r í a de los ciclos ecológicos. L a s i m p l i c a c i o n e s para el mantenimiento de c o m u n i d a d e s h u m a n a s sostenibles resultan de nuevo obvias. La energía solar en sus múltiples aspectos - l u z solar p a r a la p r o d u c c i ó n de calor y electricidad, viento, energía h i d r á u l i c a , b i o m a s a , e t c . - c o n s t i t u y e la ú n i c a clase de energía renovable, económicamente eficiente y medioambientalmente benigna. Al ignorar esta evidencia ecológ i c a , nuestros dirigentes políticos y económicos comprometen una y otra vez el bienestar de millones de pobladores del planeta. L a G u e r r a del Golfo e n 1 9 9 1 , por ejemplo, que significó l a muerte de cientos de miles de personas, empobreció a millones de ellas y causó desastres medioambientales sin precedentes, tuvo u n a de sus c a u s a s en las erróneas p o l i t i c a s energéticas de las a d m i n i s t r a ciones Reagan y B u s h . D e s c r i b i r la energía solar c o m o económicamente eficienle s i g n i f i c a u n a contabilización honesta de los costes reales de la p r o d u c c i ó n de energía, lo que no es el caso en la m a y o r í a de las e c o n o m í a s d e mercado actuales. E l llamado mercado libre n o p r o p o r c i o n a la adecuada i n f o r m a c i ó n a los c o n s u m i d o r e s , ya que 309
c a p a c i t a n a los ecosistemas para la supervivencia a las perturbaciones y p a r a la adaptabilidad a condiciones cambiantes. La flexibilidad de un ecosistema es u n a consecuencia de sus múltiples bucles de retroalimentación, que tienden a restablecer el e q u i l i b r i o del sistema c a d a vez que se produce u n a desviación de la n o r m a , debida a condiciones c a m b i a n t e s del m e d i o externo. Por ejemplo, si un verano desacostumbradamente caluroso produce un incremento en el crecimiento de las algas de un lago, m e j o r a r á el m e d i o de los peces que se a l i m e n t a n de d i c h a s algas, con lo que tendrán m a v o r descendencia, que a su vez se alimentará de las a l gas, reduciendo su exceso. A m e d i d a que éstas d i s m i n u y e n , empez a r á a escascar el a l i m e n t o de los peces, descenderá su población y las algas podrán recuperarse. De este modo la perturbación original genera u n a fluctuación alrededor de un bucle de retroalimenl a c i ó n , que tiende a mantener el equilibrio entre peces y algas. Perturbaciones c o m o la descrita ocurren continuamente, puesto que las condiciones del m e d i o c a m b i a n sin cesar y, por consiguiente, el efecto final es u n a constante fluctuación. T o d a s las variables que podemos observar en un ecosistema - d e n s i d a d e s de población, d i s p o n i b i l i d a d de nutrientes, patrones c l i m á t i c o s , e t c . - fluctúan sin cesar. Así es c o m o los ecosistemas se m a n t i e n e n en un estado flexible, dispuestos a adaptarse a las condiciones cambiantes. La trama de la vida es u n a red flexible en continua fluctuación. C u a n t a s m á s variables se mantengan fluctuando, m á s d i n á m i c o será el sistema y m a y o r su c a p a c i d a d para adaptarse a los c a m b i o s . T o d a fluctuación ecológica se desarrolla dentro de unos l í m i tes de tolerancia. Existe siempre el peligro de que todo el sistema se colapse c u a n d o u n a fluctuación transgrede dichos límites y el sistema no es ya c a p a z de c o m p e n s a r l a . Lo m i s m o se puede aplic a r a las c o m u n i d a d e s h u m a n a s . La falta de flexibilidad se m a n i fiesta en forma de estrés. El estrés se da c u a n d o una o más v a r i a bles del sistema se llevan a sus valores exiremos, lo que induce u n a creciente rigidez a través del m i s m o . El estrés temporal es un aspecto esencial de la vida, pero el estrés prolongado resulta perjudicial y destructivo. Estas consideraciones conducen a la i m portante c o n c l u s i ó n de que la buena gestión de un sistema social - u n a c o m p a ñ í a , u n a c i u d a d , u n sistema e c o n ó m i c o - s i g n i f i c a e l descubrimiento de los valores óptimos de sus variables. El tratar de m a x i m i z a r a l g u n a de d i c h a s variables en lugar de o p t i m i z a r l a , Conducirá irremediablemente a la destrucción del sistema c o m o un todo. 312
El p r i n c i p i o de flexibilidad sugiere también una correspon diente estrategia de resolución de conflictos. En toda c o m u n i d a d aparecen inevitablemente d i s c r e p a n c i a s y conflictos que no pueden ser resueltos en favor de u n a u otra parte. P o r ejemplo, la com u n i d a d necesitará estabilidad y c a m b i o , orden y libertad, tradic i ó n e i n n o v a c i ó n . E s t o s conflictos se resuelven m u c h o mejor desde el establecimiento de un equilibrio d i n á m i c o que desde las decisiones r í g i d a s . L a alfabetización ecológica i n c l u y e l a c o m prensión de que a m b a s partes de un conflicto pueden ser i m p o r tantes en f u n c i ó n del contexto y de que las contradicciones en el seno de u n a c o m u n i d a d son signos de su diversidad y v i t a l i d a d , que contribuyen por tanto a la v i a b i l i d a d del sistema. El papel de la d i v e r s i d a d en los ecosistemas está í n t i m a m e n t e v i n c u l a d o a su estructura en red. Un ecosistema diverso será también resistente, puesto que contendrá en su seno m u l t i p l i c i d a d de especies con funciones ecológicas superpuestas, que pueden reemplazarse parcialmente. C u a n d o u n a especie d e t e r m i n a d a es destruida por u n a severa perturbación!, de modo que se r o m p e un v í n c u l o de la red, un ecosistema diverso será c a p a z de reorganizarse y sobrevivir gracias a que otros v í n c u l o s de la red podrán, al menos parcialmente, r e a l i z a r la f u n c i ó n de la especie desaparecid a . D i c h o de otro modo, cuanto m á s c o m p l e j a sea la red, m á s grande será la c o m p l e j i d a d de su patrón de interconexiones y en c o n s e c u e n c i a m a y o r será su resistencia. En los ecosistemas, la c o m p l e j i d a d de su red es consecuencia de su b i o d i v e r s i d a d ; por tanto, u n a c o m u n i d a d ecológica diversa e s u n a c o m u n i d a d resistente. E n las c o m u n i d a d e s h u m a n a s , l a d i v e r s i d a d é t n i c a y c u l t u r a l puede representar el m i s m o papel. En este c a s o , diversidad s i g n i f i c a distintos tipos de relaciones, distintos m o d o s de enfrentarse al m i s m o p r o b l e m a . U n a c o m u n i d a d h u m a n a diversa es pues u n a c o m u n i d a d resistente, c a p a z de adaptarse a situaciones cambiantes. No obstante, la diversidad es sólo u n a ventaja estratégica si se trata de u n a c o m u n i d a d verdaderamente vibrante, sostenida por u n a red de relaciones. Si la c o m u n i d a d se h a l l a fragmentada en grupos e i n d i v i d u o s aislados, la diversidad puede fácilmente convertirse en u n a fuente de p r e j u i c i o s y fricciones. Pero si la com u n i d a d es consciente de la interdependencia de todos sus m i e m b r o s , la diversidad enriquecerá todas las relaciones y en c o n s e c u e n c i a a la c o m u n i d a d entera, así c o m o a c a d a u n o de sus i n d i v i d u o s . E n u n a c o m u n i d a d así, l a i n f o r m a c i ó n y las ideas fluyen libremente por toda la red y la diversidad de interpretaciones 313
y de estilos de aprendizaje - i n c l u s o de e r r o r e s - enriquece a toda la comunidad. É s t o s s o n pues algunos de los p r i n c i p i o s básicos de la ecolog í a : interdependencia, reciclaje, a s o c i a c i ó n , flexibilidad, diversidad y, c o m o c o n s e c u e n c i a de todos ellos, sostenibilidad. A medida que nuestro siglo se acerca a su fin y nos a p r o x i m a m o s al p r i n c i p i o de un nuevo m i l e n i o , la supervivencia de la h u m a n i d a d dependerá de nuestra alfabetización ecológica, de nuestra c a p a c i d a d de comprender estos p r i n c i p i o s de ecología y vivir en consecuencia.
APÉNDICE: BATESON DE NUEVO
En este apéndice e x a m i n a r é los seis criterios fundamentales de Bateson para el proceso mental y los c o m p a r a r é con la teoría de Santiago de la cognición. 1 1. Una menté es un agregado de. parles o componentes interactuanles. E s t e criterio se halla i m p l í c i t o en el concepto de red autopoiés i c a , que es u n a red de componentes interactuantes. 2. La interacción entre las partes de la mente es desencadenada por la diferencia. S e g ú n la teoría de Santiago, un o r g a n i s m o vivo a l u m b r a un m u n d o mediante el establecimiento de distinciones. La cognic i ó n resulta de un patrón de distinciones y éstas son percepciones de diferencias. U n a bacteria, por ejemplo, como m e n c i o n o en la página 2 7 7 , percibe diferencias de concentración q u í m i c a y temperatura. Así, tanto Maturana c o m o Bateson enfatizan la diferencia, pero mientras que para M a t u r a n a las características particulares de u n a diferencia son parte del m u n d o a l u m b r a d o en el proceso de c o g n i c i ó n , Bateson - c o m o señala D e l l - trata las diferencias c o m o características objetivas del m u n d o . E l l o resulta manifiesto en el m o d o en que Bateson introduce su concepto de diferencia en Mina, and Nature: Toda recepción de información es necesariamente u n a recepción de noticias de diferencia, y toda percepción de diferencia queda limitada por un umbral. L a s diferencias presentadas de modo demasiado ligero o lento no son perceptibles. 2
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Así pues, en o p i n i ó n de Bateson pues, las diferencias son características objetivas del m u n d o , pero no todas resultan perceptibles. D e n o m i n a «diferencias potenciales» a las no percibidas y «diferencias efectivas» a l a s que lo son. L a s diferencias efectivas se convierten en fragmentos de i n f o r m a c i ó n , explica Bateson, ofreciendo la siguiente definición: « L a i n f o r m a c i ó n consiste en diferencias que m a r c a n la diferencia.» 3 C o n su definición de i n f o r m a c i ó n c o m o diferencias efectivas, Bateson se a p r o x i m a m u c h o al concepto de M a t u r a n a de que las perturbaciones del medio desencadenan c a m b i o s estructurales en los o r g a n i s m o s vivos. Bateson enfatiza también que distintos o r g a n i s m o s perciben distintas clases de diferencias y que por tanto no existen i n f o r m a c i ó n ni conocimiento objetivos. S i n embargo, mantiene la n o c i ó n de que la objetividad existe «ahí fuera», en el m u n d o físico, a u n q u e no podamos conocerla. La idea de las d i ferencias c o m o características objetivas del m u n d o es a ú n más explícita en los dos últimos criterios de Bateson p a r a el proceso mental.
Los primeros cuatro criterios de Bateson para el proceso mental se h a l l a n pues i m p l í c i t o s en la teoría de S a n t i a g o de la c o g n i c i ó n . Es en sus dos ú l t i m o s criterios, donde se pone de m a nifiesto la diferencia c r u c i a l entre los puntos de vista de Bateson y M a t u r a n a sobre la c o g n i c i ó n . 5. En el proceso mental, los efectos de la diferencia deben ser vistos como transformaciones (es decir, versiones codificadas) de sucesos que los han precedido. A q u í Bateson a s u m e explícitamente la existencia de un m u n do independiente, que consta de rasgos objetivos tales c o m o objetos, acontecimientos y diferencias. E s t a r e a l i d a d externa i n dependiente es luego «transformada» o «codificada» en u n a real i d a d interior. En otras palabras, Bateson acepta la idea de que la cognición comporta representaciones mentales de un m u n d o objetivo. E l último criterio d e Bateson desarrolla a ú n m á s s u posición «representacionista».
3. El proceso mental requiere energía colateral.
6. La descripción y clasificación de estos procesos de transfor-
C o n este criterio, Bateson r e s a l l a la distinción entre las form a s en que los sistemas vivos y los no vivos interactúan con sus entornos. C o m o M a t u r a n a , distingue claramente entre la reacc i ó n de un objeto m a t e r i a l y la respuesta de un o r g a n i s m o vivo. Pero mientras que M a t u r a n a describe la a u t o n o m í a de la respuesta del o r g a n i s m o en términos de acoplamiento estructural y patrones no-lineales de o r g a n i z a c i ó n , Bateson lo hace en términ o s de energía. « C u a n d o d o y un puntapié a u n a piedra», a r g u m e n t a , «doy energía a la piedra y se mueve c o n esta energía... Si le pego u n a patada a un perro, responderá con energía [recibida] de [su] metabolismo.» 4 No obstante, Bateson era bien consciente de que los patrones no-lineales de o r g a n i z a c i ó n constituyen u n a característica fundamental de los sistemas vivos, c o m o demuestra su p r ó x i m o criterio. 4. El proceso mental requiere cadenas circulares plejas) de determinación.
(o más com-
La caracterización de los sistemas vivos en términos de patrones no-lineales de c a u s a l i d a d fue la clave que condujo a M a t u r a na al concepto de autopoiesis, mientras que la c a u s a l i d a d nol i n e a l es también un ingrediente básico en la teoría de estructuras disipativas de Ilya Prigogine. 316
mación los
revelan
una jerarquía
de prototipos lógicos
inmanentes en
fenómenos.
P a r a ilustrar este criterio, Bateson utiliza el ejemplo de dos o r g a n i s m o s c o m u n i c á n d o s e entre sí. S i g u i e n d o el modelo inform á t i c o de c o g n i c i ó n , describe la c o m u n i c a c i ó n en términos de mensajes - e s decir, señales físicas objetivas tales c o m o s o n i d o s - , que son enviados de un o r g a n i s m o a otro y luego codificados, es decir, transformados en representaciones mentales. E n semejantes c o m u n i c a c i o n e s - a r g u m e n t a B a t e s o n - , e l i n tercambio de i n f o r m a c i ó n consistirá no sólo en mensajes, sino también en mensajes sobre la c o d i f i c a c i ó n , que constituyen u n a clase distinta de i n f o r m a c i ó n . Se trata de mensajes sobre los m e n s a j e s o «metamensajes», que Bateson caracteriza como de un «prototipo lógico» distinto, tomando este término prestado de los filósofos B e r t r a n d R u s s e l l y Alfred N o r t h Whitehead. E s t a propuesta le c o n d u c e naturalmente a postular «mensajes sobre los metamensajes» y así sucesivamente, o dicho en otras palabras, u n a « j e r a r q u í a de prototipos lógicos». La existencia de d i c h a j e r a r q u í a de prototipos lógicos constituye el último criterio d e B a t e s o n p a r a e l proceso mental. L a teoría d e Santiago p r o p o r c i o n a también u n a descripción de la c o m u n i c a c i ó n entre o r g a n i s m o s vivos. En o p i n i ó n de M a t u 317
r a n a , ésta no comprende n i n g ú n i n t e r c a m b i o de mensajes o de i n f o r m a c i ó n , pero sí que i n c l u y e « c o m u n i c a c i ó n sobre la c o m u n i c a c i ó n » , y por tanto, lo que Bateson d e n o m i n a u n a j e r a r q u í a de prototipos lógicos. S i n embargo, según M a t u r a n a , d i c h a jerarq u í a emerge c o n el lenguaje y la a u t o c o n s c i c n c i a h u m a n o s y no es u n a característica c o m ú n a todos los fenómenos de cognición. 5 C o n el lenguaje h u m a n o surgen el pensamiento abstracto, los conceptos, los s í m b o l o s , las representaciones mentales, la autoc o n s c i e n c i a y las restantes cualidades de la c o n s c i e n c i a . En opinión de M a t u r a n a , los códigos de Bateson, sus «transformaciones» y sus prototipos lógicos - s u s dos últimos c r i t e r i o s - , son características, no de la cognición en general, sino de la conscienc i a h u m a n a e n particular. En los últimos años de su v i d a , Bateson se debatió p a r a hallar criterios adicionales que pudiera a p l i c a r a la c o n s c i e n c i a . Si bien sospechaba que «el lenómeno está de algún modo relacionado al asunto de los prototipos lógicos»,' 1 no consiguió reconocer sus dos últimos criterios c o m o criterios relacionados con la consc i e n c i a , m á s que c o n el proceso mental. Personalmente creo que este error i m p i d i ó a Bateson profundizar en la naturaleza de la mente h u m a n a .
NOTAS
PREFACIO I. Citado en Judson (1979), pp. 209, 220. CAPÍTULO 1 1. Una de las mejores fuentes es State afilie World, una serie de informes anuales publicados por el Worldwatch Institute de Washington, D.C. Otros excelentes informes se pueden hallar en Havvken (1993) y C o r e (1992). 2. 3. 4. 5.
Brown(198l). Ver Capra (1975). Kuhn(1962). Ver C a p r a ( l 9 8 2 ) .
6. C a p r a (1986) 7. Ver Devall y Sessions (1985). 8. Ver Capra y Steindl-Rast (1991). 9. A m e Naess, citado en Devall y Sessions (1985), p. 74. 10. Ver Merchant (1994), Fox (1989). I I . Ver B o o k c h i n ( 1 9 8 1 ) . 12. Eisler(1987). 1 3 . Ver Merchant (1980). 14. Ver Spretnak( 1978, 1993). 1 5 . Ver C a p r a ( 1 9 8 2 ) , p . 4 3 . *. 16. Ver p. 55. 1 7 . Arne Naess, citado en Fox (1990), p. 2 1 7 . 18. Ver Fox (1990), pp. 246-47. 19. M a c y ( 1 9 9 t ) . 20. Fox (1990). 2 1 . Roszak(1992). 2 2 . Citado en Capra (1982), p. 55. 319
CAPÍTULO 2 1 . V e r p p . 148-50. 2. Bateson ( 1 9 7 2 ) , p. 449. 3. Ver Windelband ( 1 9 0 1 ) , p. 139 y ss. 4. Ver Capra (1982), p. 53 y ss. 5. R. D. Laing citado en Capra (1988), p. 1 3 3 . 6. Ver Capra (1982), pp. 107-108. 7. B l a k e ( 1 8 0 2 ) . 8. Ver Capra (1983), p. 6. 9. Ver Haraway (1976), pp. 40-42. 10. Ver Windelband ( 1 9 0 1 ) , p. 565. 1 1 . Ver Webster y Goodwin (1982). 1 2 . Kant (1790, edición 1987), p. 2 5 3 . 13. Verp. 101. 14. Ver Spretnak (1981), p. 30 y ss. 1 5 . Ver Gimbutas (1982). 16. V e r p . 102 y ss. 1 7 . V e r Sachs (1995). 18. Ver Webster y Goodwin (1982). 1 9 . Ver C a p r a (1982), p. 108 y ss. 20. Ver Haraway (1976), pp. 22 y ss. 2 1 . Koestler(1967). 2 2 . Ver D r i e s c h ( 1908), p. 76 y ss. 23. Sheldrake(1981). 24. Ver Haraway (1976), p. 33 y ss. 2 5 . Ver Lilienfeíd (1978), p. 14. 26. Mi agradecimiento a H e i n z von Foerster por esta observación. 2 7 . Ver Haraway (1976), pp. 1 3 1 , 194. 28. Citado ibíd., p. 139. 29. Ver Chekland (1981), p. 78. 30. Ver Haraway (1976), p. 147 y ss. 3 1 . Citado en Capra (1975), p. 264. 32. Citado ibíd., p. 139. 3 3 . Desafortunadamente, los editores británicos y americanos de Heisenberg no se percataron del significado de este título y retitularon el libro como Physics and Beyond (Más allá de la física); ver Heisenberg ( 1 9 7 1 ) . 34. V e r Lilienfeíd (1978), p. 2 2 7 y ss. 35. Christian von Ehrenfelds, «Über "Gestaltqualitäten"», (1890); reeditado en Weinhandl (1960).
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36. Ver C a p r a (1982), p. 427. 37. V e r H e i m s ( 1 9 9 1 ) , p. 209. 38. Ernst Haeckel, citado en Maren-Grisebach (1982), p. 30. 39. Uexküll(1909). 40. Ver Ricklefs (1990), p. 174 y ss. 4 1 . Ver L i n c o l n y otros (1982). 42. Vernadsky (1926); ver también Marhulis & Sagan (1995), p. 44 y ss. 43. V e r p . 1 1 7 y s s . 44. Ver Thomas (1975), pp. 26 y ss., 102 y ss. 45. Citado ibíd. 46. V e r B u r n s y otros (1991). 47. Patten ( 1 9 9 1 ) . CAPÍTULO 3 1. Debo esta visión a mi hermano, Bernt Capra, formado como arquitecto. 2. Citado en Capra (1988), p. 66. 3. Citado ibíd. 4. Citado ibíd. 5. Ver ibid., p. 50 y ss. 6. Citado en Capra (1975), p. 126. 7. Citado en Capra (1982), p. 1 0 1 . 8. O d u m ( 1 9 5 3 ) . 9. Whitehead(1929). 10. C a n n o n ( 1 9 3 2 ) . 1 1 . Mi gratitud a V l a d í m i r Maikov y sus colegas en la Academia Rusa de Ciencias por permitirme conocer el trabajo de Bogdanov. 1 2 . Citado en Gorelik (1975). 1 3 . Para un resumen detallado sobre tektología, ver Gorelik (1975). 14. V e r p . 64 y ss. 15. Verpp. 1 7 1 - 7 2 . 16. V e r p . 1 0 3 y s s . 17. Verp. 1 5 1 . 18. V e r p . 74 y ss. 19. V e r p . 1 2 9 y ss. 20. Ver Mattessich (1983-1984). 2 1 . Citado e n Gorelik (1975). 2 2 . Ver Bertalanffy (1940) para su primera discusión sobre sistemas abiertos publicada en alemán y Bertalanffy (1950) para su pri-
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