cordados origen teorias

LabsquedadelcomienzoElpensamientocomplejoenbiologa

LorenaCaballeroIFUNAM

UniversidadAutnomadelaCiudaddeMxico

CiudaddeMxicoCopItArXives

2008

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CopItArXivesCiudaddeMxicoMadridBostonCuernavacaViosa

Copyright2008porLorenaCaballero

Publicado2008porCopItArXives

Todoslosderechosdepropiedaddeestapublicacinpertenecealautorquien,noobstante,concedesuautorizacinallectorparacopiar,imprimiry

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deestecontenidonodebesercomercial,elincumplimientodeestascondicionesserunaviolacinalaley.

ProducidoelctronicamenteusandosofwarelibreyencumplimientoconunesprituOpenAccesparapublicacionesacadmicas.

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ndice general

Agradecimientos III

Resumen V

Introduccin 1

1. Los sistemas complejos ante los lmites de la ciencia clsica 71.1. Caos: obscuridad infinita? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2. Sistemas dinmicos y desarrollo de las formas vivas 192.1. Antes y despus de Darwin. Una analoga irnica . . . . . . . 202.2. Etienne Georoy Saint- Hilaire y la bsqueda de la unidad en

la composicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.3. El debate entre Georoy y Cuvier . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3. Los disidentes 333.1. El arquetipo result ser real y el escarabajo lucha en nuestro

interior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.2. DArcy Wentworth Thompson y el otro secreto de la vida . . 383.3. La teora de las transformaciones: las leyes matemticas de la

vida o una simple fantasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4. Complejidad y biologa moderna. Del Big Bang al ProyectoGenoma humano 474.1. La simetra, una ley que debe romperse . . . . . . . . . . . . 474.2. Las propiedades protegidas de la materia . . . . . . . . . . . 504.3. La generacin de formas, una respuesta emergente . . . . . . 534.4. El proyecto Genoma Humano y el todos somos genes . . . . . 58

5. Discusin 65

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Agradecimientos

Quisiera hacer un reconocimiento al apoyo econmico otorgado por partedel CONACyT dentro del programa de doctodado en Ciencias Biolgicas.Al Posgrado en Ciencias Biolgicas y al Instituto de Fsica de la UNAM ..

Al Dr. Germinal Cocho, al Dr. Pedro Miramontes Vidal, a la Dra. DenClaudia Rodrguez Vargas, al Dr. Octavio Miramontes Vidal y AlbertoSalazar.

iii

Resumen

El presente trabajo tiene como objetivo mostrar algunos aspectos rela-cionados con las teoras del caos y la complejidad, como fundamentales parala investigacin en biologa. Con este fin se plantean algunos principios teri-cos y caractersticas de los sistemas complejos que es necesario considerarpara una mayor comprensin de los fenmenos vivos, incluyendo en ello laintegracin del caos como parte generativa del desarrollo de mltiples sis-temas.

En este marco se expone la problemtica que se ha generado a partirdel reduccionismo en la ciencia y cmo ste ha afectado el desarrollo delas teoras alrededor del surgimiento y evolucin de las formas vivas y sehace una crtica sobre el camino en que las teoras acerca de la evolucinde la vida explican los fenmenos complejos como simples procesos aislados,cuestionando las posiciones que consideran que las teoras de Darwin y es-pecialmente la de la seleccin natural como clave nica, son las que tienenmayor capacidad de explicar el proceso evolutivo. En contra de estas ideasse retoman otras posiciones como las teoras de tiene Georoy Saint Hilairey de otros pensadores quienes establecieron distintas lneas de pensamientoalrededor de la evolucin, las cuales fueron excluidas de la ciencia predomi-nante. La base de los planteamientos de dichos estudiosos era la forma y suestructura; buscaban unidades o patrones estructurales bsicos dentro de losseres vivos. Dichos pensadores desarrollaron sus teoras alrededor de ideasque han sido precursoras para la nueva ciencia de los sistemas complejos,en tanto se acercaban ms a los planteamientos en los que se considera a lavida, como sistemas dinmicos con estructuras complejas interrelacionadas.

Dentro de esta idea se rescatan algunas teoras de Georoy Saint Hilairey Walter Gaskell que han sido reconsideradas en la ciencia moderna gra-cias a nuevas metodologas y nuevas tecnologas, comprobando que algunasrelaciones entre diferentes organismos a nivel morfolgico tambin existena nivel molecular y gentico, descubriendo patrones comunes durante el de-sarrollo embrionario. Esto lo planteo como una gran herramienta para una

v

vi

mejor comprensin de las relaciones filogenticas y evolutivas.En este libro se presenta el trabajo de DArcy Wentworth Thompson,

quien gracias al surgimiento de los sistemas complejos pudo ser rescatadodel olvido dentro de la biologa y muchos de sus planteamientos han sidoretomados. Thompson fue el primer bilogo que consider a las matemticascomo parte fundamental para la comprensin de la vida, ya que considerabaque los seres vivos eran el resultado de las transformaciones numricas deuna matemtica distinta, la matemtica de la vida.

De esta manera se muestran algunos de los mecanismos relacionados conla generacin de formas en la materia, que han surgido en nuestros dascomo resultado de la investigacin en sistemas complejos donde se obser-van patrones que describen de una manera integrativa los fenmenos deformacin y evolucin, introduciendo un punto muy importante en la com-prensin de la aparicin y evolucin de la vida: el rompimiento de simetra,ste junto con otras propiedades de la materia, como la autoorganizacin, losprotectorados, la emergencia, los atractores morfogenticos, genera grandescambios impredecibles y transformaciones sorpresivas que le dan a los seresvivos la capacidad de emerger con base en simples interacciones fsicas yqumicas. Para terminar, se toca un punto de gran inters en el desarrollode la biologa que es el desarrollo del Proyecto Genoma Humano, tomndolocomo un sntoma de la persistencia de posiciones lineales, como el climaxdel reduccionista acerca del determinismo gentico.

Introduccin

La biologa surgi como una disciplina formal, junto con la fsica y lasmatemticas, con la suposicin de que todo en algn momento sera des-cubierto gracias a la acumulacin de conocimientos. Los avances en la in-vestigacin nos han hecho llegar a las partes ms invisibles y ms pequeasexistentes en las clulas, a descubrir las partes de los tomos que se creanindivisibles, a darnos cuenta de las complicadas interacciones ecosistemti-cas, slo por mencionar algunas de las complejas estructuras que se hanestablecido en nuestro planeta como resultado de la tendencia de la mate-ria a evolucionar. Sin embargo, este conocimiento ms que proporcionar lacomprensin del todo ha permitido que nos demos cuenta de que en estosdescubrimientos apenas empezaba lo ms complejo.

Quise finalizar este ltimo prrafo con una palabra clave en este trabajo:complejo.

Es complejo aquello que no puede resumirse en una palabramaestra, aquello que no puede retrotraerse a una ley, aquelloque no puede reducirse a una idea simple. Lo complejo no puederesumirse en el trmino complejidad, retrotraerse a una ley decomplejidad, reducirse a la idea de complejidad. La complejidadno sera algo definible de manera simple para tomar el lugar dela simplicidad, la complejidad es una palabra problema y no unapalabra solucin (Morin; 1994).

Al leer esta nota escrita por un estudioso de las humanidades en unlibro llamado Introduccin al pensamiento complejo nos damos cuenta quela necesidad de la bsqueda de la complejidad no est slo en las ciencias;de hecho han existido paralelismos importantes en diferentes disciplinas enlas que las explicaciones se han centrado en los sistemas dinmicos. Quizlos enfoques eran distintos pero de alguna manera se estaba gestando elpensamiento complejo. Pudiera parecer que la inclusin de las humanidades

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2 INTRODUCCIN

en un texto de biologa en este momento est fuera de lugar, pero desde miperspectiva siempre hay en el pensamiento cientfico una influencia de lashumanidades.

Por todas estas razones este libro puede parecer extrao para algunoslectores que esperaran una trabajo convencional en biologa, por lo queme parece necesario resaltar aqu que aunque tiene esta particularidad, losdiferentes objetivos, la lgica y formato tienen el objetivo fundamental decontribuir a la biologa, enfocndose especficamente en la biologa del desar-rollo y el surgimiento de las formas vivas. La diferencia es que me aproximomediante la reconsideracin de algunas de las herramientas bsicas que hanusado algunos bilogos para analizar la riqueza de la complejidad.

En este trabajo presento el rechazo del pensamiento lineal y de los mode-los reductivos de la ciencia (incluida la biologa) por lo que la presentacin demi trabajo ha tenido que alejarse en cierta forma de la manera convencionalde exposicin que se utiliza en muchos trabajos (hiptesis= experimentos= resultados = comprobacin o no de las hiptesis = discusin).

El planteamiento general de este libro es que los conceptos que se de-sprenden del estudio de los sistemas complejos pueden producir nuevos en-tendimientos de los procesos y estructuras biolgicas. El campo en donde sedesarrolla este trabajo consta de ejemplos en momentos de la historia de labiologa en donde se produjeron importantes aportaciones diferentes a laslneas establecidas aunque stas no hayan sido reconocidas en su tiempo.Los ejemplos son parte de la historia del pensamiento, pero en este tex-to funcionan ms bien como momentos en la evolucin de las ideas, comodescripciones y anlisis de un conjunto de teoras que existen dentro delgen intelectual en la biologa y que son tan importantes de preservar comocualquier especie en peligro de extincin.

El que se haya centrado fundamentalmente en las herramientas del pen-samiento y no en experimentos no hace que este trabajo sea menos biolgico,como tampoco Darwin es menos bilogo cuando propona nuevas manerasde entender las interrelaciones de toda la vida a partir de observaciones du-rante sus viajes. Los fenmenos biolgicos existen en muchos niveles, desdelos genes, molculas y clulas hasta los sistemas ecolgicos de comunidadesde organismos en la bisfera. De acuerdo con posiciones reduccionistas, todaesta aparente diversidad puede ser reducida a algunas leyes fundamentalesen los niveles cunticos, aunque en la prctica la mayora de los bilogosno son tan extremadamente reduccionistas, especialmente porque ello impli-cara la desaparicin de su ciencia como ciencia independiente. No obstantedentro de la biologa todava persiste un grado de reduccionismo en el so-bredesarrollo de los estudios de el nivel ms fundamental: el gen como si

3ste pudiera explicar toda la complejidad de niveles ms altos (fisiologa,anatoma, ecologa, comportamientos diversos y caractersticas de la biota,desde las clulas hasta los seres humanos). De acuerdo con las posicionesantireduccionistas diferentes niveles muestran autoorganizacin por mediode principios que emergen y que no estn contenidos en los niveles inferiores,por lo cual la complejidad total no puede reducirse a la complejidad en unsolo nivel y menos an a la de un elemento en s.

Todo mundo escucha la palabra complejo e inmediatamente piensa endifcil e incomprensible y como es comn la tendencia a creer que todofunciona bajo la ley del mnimo esfuerzo, no tratamos de entender que eslo que implica. El surgimiento de la teora de la complejidad como mto-do de estudio en mltiples disciplinas se dio como una necesidad de en-contrar nuevas respuestas a problemas que no podan ser del todo resuel-tos con los mtodos establecidos; en consecuencia se tuvo que elaborarun nuevo planteamiento filosfico que aportara nuevas respuestas. De esteplanteamiento se desprendieron un gran nmero de aplicaciones en diferentesdisciplinas. Quisiera incluir una explicacin que me gusta para comprenderel desarrollo de este pensamiento pues, de una manera muy clara muestra lasposibles interrelaciones que surgen entre fenmenos separados provenientesde mecanismos comunes. Esta cita se incluye en el libro de Katherine Hayles,La Evolucin del Caos (1998):

... supongamos que una isla rompe la superficie del agua y emerge;despus surgen otra y otra, hasta que el mar est punteado de is-las. Cada una tiene su propia ecologa, su terreno y su morfologa.Es posible reconocer estas singularidades y al mismo tiempo pre-guntarse si todas las islas forman parte de una cadena montaosaemergente y se vinculan entre s no slo por el sustrato comnque comparten sino tambin por las poderosas fuerzas que lesdieron origen.

En esta cita Hayles destaca un elemento que es muy importante paracomprender los procesos complejos en las formas vivas. Es decir, la biologarequiere para encontrar sus respuestas considerar la relevancia, no slo decausas-efectos aparentes, sino tambin encontrar las fuerzas que actan enlos organismos y que vinculan a los seres actuales con aquellos que les dieronorigen. A mi parecer, la parcializacin del conocimiento en las investigacionesbiolgicas nos ha hecho perder la capacidad explicativa de las conexiones conlas condiciones iniciales de los procesos en los seres vivos, condiciones quesi bien son originarias, persisten como significativas en el desarrollo de losorganismos resultantes.

4 INTRODUCCIN

El pensamiento complejo parte de considerar que en cualquier fenmenodel universo existen mltiples factores que interactan como parte de losprocesos de conformacin y desarrollo y que generan muchas veces resulta-dos impredecibles. En este sentido el anlisis de todo fenmeno en cualquierdisciplina, deber integrar, no reducir; simplificar pero para acceder a lacomplejidad que nos permita aproximarnos a la comprensin de todos losaspectos que existen y se interrelacionan. En dicho pensamiento es impor-tante considerar todo, incluso el azar. La complejidad demanda que en la in-vestigacin la verdad deba explicarse considerando todos los factores y susinterrelaciones y no, como lo han pretendido algunas formas de pensamien-to reduccionista que han permeado durante siglos el desarrollo cientfico, apartir de generalizaciones de aspectos aislados.

Como este trabajo se desarrolla dentro de los intereses de las cienciasbsicas y especficamente en la biologa, me centrar en la aplicacin de lateora de la complejidad en el rea de la evolucin y biologa del desarrollo.Me interesa aportar elementos que evidencien la relevancia de este acer-camiento para que algn da llegue a tener dentro de la investigacin entodas las ramas de la biologa la misma importancia que ha alcanzado enlas ciencias fsicas y matemticas. De ningn modo pretendo cubrir toda lahistoria del pensamiento, sino iniciar una reflexin que muestre la importan-cia de introducir estas teoras en cualquier tipo de investigacin en biologa.No se trata de excluir la investigacin tradicional sino incorporar en ellala complejidad inherente a todo proceso biolgico de modo que sea posibleencontrar nuevas respuestas.

Las formas vivas; una muy vieja incgnita

El origen y desarrollo de las formas vivas es uno de los temas ms con-trovertidos y explorados por hombres y mujeres y desde luego la ciencia hatenido un papel muy importante. Las preguntas que se generan y se hanplanteado desde el comienzo de la humanidad alrededor de este tema son,por qu surgimos? de donde provenimos? qu somos? cmo se estructuray desarrolla cada parte del mundo vivo? qu nos distingue de la materiainanimada? y muchas otras interrogantes que hasta la fecha siguen siendoclaves en el desarrollo de la investigacin.

La existencia de la vida ha prevalecido como un gran enigma para losseres humanos y gracias a la incansable curiosidad que nos caracteriza, hemostratado de acercarnos lo ms posible a las respuestas alrededor del proble-ma de las formas vivas, desde diferentes concepciones y con mltiples inter-

5pretaciones, pero inevitablemente buscando una respuesta coherente con elcontexto temporal y cultural. En un principio la curiosidad por conocer elpor qu de la existencia de la gran variedad de seres y formas en la tierra,se respondi con planteamientos y soluciones msticas a travs de diversasreligiones que surgieron en muy diferentes culturas, que aunque con distintosnombres planteaban bsicamente lo mismo: todos estamos aqu por graciadivina. sta fue la creencia de muchos por muchos aos y sigue siendo hastala fecha una explicacin por muchos aceptada.

A pesar del poder que ha tenido el dogma religioso, la ciencia ha tratadode responder estos planteamientos con base en la comprobacin y no slocomo un acto de fe. Los hombres y mujeres de ciencia se alejaron de Diosy estructuraron las bases para nuevas vertientes en la comprensin de losfenmenos implicados en la vida; de esta manera se inici una carrera en laque la imaginacin produjo grandes logros. En consecuencia la religin y laciencia siguieron vertientes cada vez ms separadas.

Los primeros cientficos/as desarrollaron una gran cantidad de observa-ciones acerca de los seres vivos y su relacin con el universo circundante.De hecho muchos de estos hombres y mujeres intentaron abarcar mltiplesreas de investigacin, eran en resumen grandes eruditos/as que trataban deestructurar una filosofa de la ciencia, de esta manera la teora naci comouna importante herramienta intelectual.

En este momento, podemos ver la historia de la evolucin del pensamien-to humano. Estamos en un punto en el que la ciencia ha avanzado muyrpidamente y es el tiempo en el que debemos analizar el camino que seva a tomar para avanzar en la comprensin de los fenmenos naturales. Latarea de la ciencia es explicar la dinmica que encierra la presencia en nue-stro universo, o por lo menos en la tierra, de una gran cantidad de formasobservables y de esta manera encontrar los patrones y regularidades que sedan en base a caractersticas que les son comunes.

En este trabajo presento algunos de los planteamientos que han surgidocomo consecuencia de la bsqueda de respuestas alrededor de las formasvivas y propongo una lnea de investigacin que se basa en el pensamientocomplejo como premisa para llegar a cualquier rea de conocimiento, y en micaso a la biologa. Presento nuevos enfoques que se han desarrollado dentrode los sistemas complejos adaptativos, es decir dentro de los sistemas vivosy retomo las ideas de algunos pensadores, quienes en sus teoras muestranque la concepcin de la vida, como un conjunto de fenmenos complejos, noes nueva pero s muchas veces olvidada. De esta manera critico la idea deque slo somos mquinas moleculares encargadas de sobrevivir en un mundoen el que el mejor gen tiene derecho a la existencia, y planteo la necesidad

6 INTRODUCCIN

de una lnea en la que la vida sea vista no slo como el resultado de suscomponentes materiales.

Figura 1. Canard Digrateur, esquema realizado por Jacques de Vaucansonen 1738, en el que muestra su famosa maquina que intetaba reproducir la

digestin de un pato real como si fuera un automata.(enwww.wikipedia.org)

Uno de los objetivos de este libro es mostrar la no linealidad en algunaspartes de la historia del pensamiento cientfico; por esta razn la mismaestructuracin de esta investigacin, llev a seleccionar un grupo de autoresque en diferentes pocas desarrollaron propuestas basadas en concepcionescomplejas sobre los fenmenos presentes en la naturaleza. Estas concepcionesno siempre fueron comprendidas por las tendencias predominantes en sutiempo pero el desarrollo de la investigacin ha mostrado la importancia desus planteamientos.

Al destacar los aportes que estos autores han hecho al desarrollo delconocimiento, la existencia de un pensamiento complejo se hace evidente,incluso en la presentacin de la historia de la biologa. Desde el presentepodemos observar que puntos aparentemente aislados, a nivel macro, seobservan como claras partes de un sistema dinmico en el que la idea esentender los fenmenos naturales. Estas partes, todos los autores, interac-tan configurando un conjunto que visto aisladamente se presenta comoirrelevante pero que al observar sus relaciones y sus discrepancias con loscientficos que siguen una lnea de pensamiento considerada como la legti-ma, llegan a conformar un conjunto mucho ms coherente. En este caso, lahistoria de la biologa se ve como un fenmeno que aunque parece azarosopresenta un orden que estructura al conjunto.

Captulo 1

Los sistemas complejos antelos lmites de la cienciaclsica

En este primer captulo mostrar algunos aspectos relacionados con lasteoras del caos y la complejidad. Estos trminos provienen de enfoquescientficos, especialmente en fsica y matemticas que tambin proporcionanelementos tiles para la investigacin en biologa. El material que se presentano es exhaustivo sino slo muestra algunas de las posibilidades que estetipo de acercamientos proporcionan para una mayor comprensin de losfenmenos que son objeto de estudio en dicha disciplina.

En los prrafos siguientes se utilizar algunos trminos que es importanteque comprendamos: El Reduccionismo, lo lineal, lo no lineal, y lo complejo.Estos conceptos son elementales para iniciar una discusin acerca de lossistemas complejos .

Reduccionismo es el trmino dado al mtodo de adquisicin de conocimien-to en el cual para comprender cualquier proceso debemos de llegar a laspartes ms pequeas, es decir separar los componentes que articulan losfenmenos y de esta manera adquirir el mayor grado de informacin acercade los mismos. La sobregeneralizacin a partir del estudio de casos especfi-cos en muchas ocasiones ha sido un problema en la investigacin cientfica,incluso hasta nuestros das; generando una parcializacin responsable de quese haya perdido la importante nocin de organismo. El organismo ha sidosustituido por una coleccin de partes: genes, molculas y los componentesque se supone forman los ojos, las extremidades o cualquier estructura enla que uno est pensando (Goodwin en Lewin; 1995). El reduccionismo ha

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8 LOS SISTEMAS COMPLEJOS

logrado muchos avances en el conocimiento acerca de las partes, de los genes,molculas y clulas, pero no ha podido realmente conocer acerca del conjun-to, del organismo y de su forma. Para comprender las partes de los sistemas,necesitamos partir de la idea de que el organismo en su conjunto, es la en-tidad fundamental en la existencia biolgica, a partir de este conocimientopodemos entender la estructura y el orden emergente.

Partiendo de este hecho debemos hablar del pensamiento lineal, stesurge como resultado del reducionismo y acepta que los fenmenos siguenun comportamiento predecible y que al desmembrar las partes podemoscomprender todo acerca del sistema. Dentro de los sistemas complejos separte de la idea de que los fenmenos no son el resultado de una cadenacausa-efecto en la que el resultado puede ser proporcional y predecible slocon el conocimiento de las partes, se plantea que los sistemas se comportande manera no lineal.

De este modo vemos que los sistemas vivos se desarrollan gracias a or-ganizaciones complejas y son el resultado de mltiples interacciones dentrode varios niveles jerrquicos. La ciencia que consideran a la complejidad,plantea que para entender cualquier fenmeno es necesario partir de la ideade que los sistemas no se comportan de manera lineal ni predecible y quepor lo tanto el estudio de los fenmenos no puede ser visto bajo la pticadel reduccionismo. A lo largo de este trabajo hablar ms profundamentede esta discusin.

El surgimiento de las teoras del caos y la complejidad se dio como resul-tado de la dificultad de explicar fenmenos naturales que no eran fcilmentedescritos en los trminos de la ciencia clsica, por lo que se plante la necesi-dad de iniciar un rumbo diferente en la investigacin en ciencias, de estamanera se caracteriz a estos fenmenos como sistemas complejos, siendo lacomplejidad La gran frontera inexplorada (Pagels en Lewin; 1995).

En general los sistemas complejos pueden ser definidos como fenmenoscompuestos por una gran cantidad de componentes interactuantes simples,capaces de intercambiar informacin con su entorno y capaces de adaptar suestructura interna como consecuencia de tales relaciones. Como resultado,bajo algunas circunstancias, pueden surgir nuevos comportamientos. Dichoscomportamientos no pueden ser vistos por partes o como subsistemas sep-arados; son el producto de la accin colectiva. El pensamiento lineal y lacreencia de que el todo es slo la suma de sus partes es evidentemente ob-soleta (Mainzer; 1994). La teora de la complejidad surge como un nuevoparadigma en donde cualquier fenmeno contiene las interrelaciones de laspartes. Como plantea Whitehead no existe ninguna posibilidad de existen-cia separada y autnoma (citado en Morin; 1998).

LOS LMITES DE LA CIENCIA CLSICA 9

Es muy importante aclarar que si bien estos sistemas y su estudio sonde reciente aparicin dentro de la investigacin en la fsica y la biologa, elinters por comprender la complejidad inherente en todo fenmeno ha estadopresente en muchos pensadores, como es el caso de DArcy Thompson, quientena una gran curiosidad por encontrar patrones matemticos en las formasvivas. Sus estudios han sido considerados muy avanzados con respecto alpensamiento de su poca, y por esta razn hasta este momento han sidorealmente apreciados. Desgraciadamente muchos de esos pensadores fueronrelegados, ya sea por no coincidir con las corrientes predominantes en supoca o simplemente por lo prematuro de sus planteamientos.

En el presente no hay todava un consenso para definir qu son los sis-temas complejos, de todos modos se han desarrollado varios intentos paradefinir y explicar fenmenos que aunque diferentes tienen en comn la multi-plicidad de elementos e interrelaciones. Muchos fenmenos naturales que secomportan como sistemas complejos, poseen un comportamiento no lineal,es decir responden a patrones de causa efecto desproporcionados y tienen uncomportamiento que va cambiando con el paso del tiempo; por esta raznson llamados sistemas dinmicos. Dicha dinmica se desarrolla en algn sitiointermedio entre el orden absoluto y lo aleatorio en el marco de una organi-zacin estructural donde aparecen ciertos patrones.

La aparicin de estos fenmenos se da cuando los sistemas son extremada-mente sensibles a las condiciones iniciales, de manera que alteraciones pe-queas pueden causar grandes efectos y grandes cambios causar insignifi-cantes efectos; a stos se le llama fenmenos no- lineales. Un ejemplo esel llamado efecto mariposa, trmino nombrado por Edward Lorenz y essin duda parte esencial de la no linealidad y de la incapacidad de predecirabsolutamente la evolucin de un sistema dado, de aqu la dificultad paracomprender los fenmenos naturales con base en un seguimiento lineal. Elhecho de que estos sistemas no puedan predecirse de manera absoluta es loque ha generado la necesidad de buscar patrones que describan este grupode sistemas que no pueden ser resueltos con base en las leyes de la fsica ymatemtica clsicas en las que se pensaba que los sistemas seran entendidoscuando se tuvieran las herramientas necesarias. Estas no tomaron en cuen-ta que el desarrollo de la complejidad est dado con base en interaccionessencillas. De hecho se ha comenzado a ver que la complejidad en s mismaposee leyes propias, que si se comprenden pueden ser simples y coherentes.

La posibilidad de realizar estudios de los sistemas complejos ha sidofacilitada por el surgimiento de nuevos sistemas de cmputo que han incre-mentado la velocidad de procesamiento de datos y la capacidad de mane-jar grandes cantidades de informacin. Esto ha permitido la elaboracin de


modelos que simulen patrones de comportamiento de tipo no lineal, llegan-do a ser un acercamiento exitoso para resolver problemas en las cienciasnaturales - desde la fsica del lser, el caos cuntico, y la metereologa hastala modelacin molecular en qumica y la simulacin por computadoras delcrecimiento celular en biologa (Mainzer; 1994).

Se podra decir que los sistemas complejos son sistemas aparentementedesordenados, tras los cuales existe un orden encubierto que por no ser visi-ble desde toda dimensin se suponen azarosos. Es decir, nuestra incapacidadde descubrir las formas de organizacin de los sistemas con mltiples fac-tores nos induce a pensar que dicha organizacin es inexistente. Philip W.Anderson, ganador del premio Nbel, habla del estudio de la complejidadcomo la investigacin que se encuentra en la frontera situada entre lo mis-terioso y lo ya entendido: la frontera de la complejidad. En esta frontera laconsigna no es el reduccionismo sino la emergencia. Segn Anderson:

Los fenmenos complejos emergentes de ninguna manera violanlas leyes microscpicas; pero tampoco surgen como mera con-secuencia lgica de tales leyes. . . El principio de emergencia esun fundamento filosfico convincente de la ciencia moderna co-mo lo es tambin el reduccionismo. Este principio. . . representauna frontera abierta para los fsicos, una frontera que no tienebarreras prcticas en trminos de gastos de investigacin o decredibilidad o si acaso las tiene seran aquellas de tipo intelectu-al. . . Esta frontera de la complejidad es por mucho la de mayorcrecimiento en la fsica de hoy. (Anderson; 1995)

En este punto es necesario plantear las partes bsicas que constituyen aun sistema complejo. Un sistema complejo puede desarrollarse en cualquiersitio en el universo, es decir no slo surge como resultado de la organizacinviva. De hecho, los primeros antecedentes en el estudio de estos compor-tamientos fueron las transiciones de fase y los fenmenos crticos que pre-sentan muchos materiales en las etapas de transformacin de un estado aotro diferente. Es el caso por ejemplo de las substancias magnticas que pre-sentan un orden interno, responsable de las propiedades caractersticas dedichos materiales. Este ordenamiento se rompe al aumentar la temperaturapor arriba de un valor crtico, o cuando entra en un campo magntico mayora cierto umbral. Estos sistemas han sido descritos por el modelo de Ising ylos llamados vidrios de espn.1

1La dinmica de los vidrios de espn es un ejemplo de autoorganizacin conservativa


Al descubrir comportamientos no predecibles dentro de la materia sebusc la relacin entre stos y otros fenmenos, y se extrapol este conocimien-to para entender otro tipo de sistemas que se desarrollan en los organismosvivos, como es el caso de las redes neuronales y los sistemas adaptativos,los modelos de evolucin bitica y prebitica, en la biologa molecular, enel anlisis del desarrollo embrionario, y podramos enumerar tantas aplica-ciones como sistemas en el universo.

Los sistemas complejos son de tipo heterogneo ya que sus componentesson de distintas naturalezas y de diferente escala. En dichos sistemas existenreacciones que se alejan del equilibrio produciendo en consecuencia fuertesmomentos de crisis, esto se explica con el hecho de que la complejidad,como ya vimos, se desarrolla entre el caos y el orden. Por otra parte poseenprocesos que pueden ser de distinta naturaleza, ya sea de tipo qumico,elctrico, circulatorio, mecnico: Un cierto parmetro siempre est afectadopor muchas causas. Es intil pensar que un fenmeno como lo es por ejemplola gestacin, se debe slo a una causa. Por otra parte una misma causa puedegenerar mltiples efectos, como cuando se hace ejercicio; al mismo tiempose suda, se tiene sed y cansancio.

Los sistemas complejos estn estructurados en niveles con distintas jerar-quas que poseen una organizacin significativa. La descripcin de los distin-tos niveles requiere de leyes especiales que permitan comprender la compleji-dad en cada escala jerrquica y las vinculaciones entre ellas. Sus estructurastienen configuraciones moldeables dependiendo del proceso, que les permitenevolucionar a travs del tiempo y dadas las condiciones externas e internasdel propio organismo. El nmero de opciones para adoptar una configuracinen un punto de eleccin es infinito, sin embargo slo puede tomar un nmeroreducido de configuraciones.

Los sistemas complejos estn en constante cambio. Estos cambios puedenproducir bifurcaciones, es decir, en respuesta a una misma causa se generanefectos en direcciones alternativas que incluso pueden ser opuestos. A esteproceso de eleccin-cambio en que se produce una bifurcacin se le llamarompimiento de simetra. Frente a esta situacin existe una respuesta a ciertoestmulo (impredecible hasta cierto punto y dependiente del contexto), porlo que siempre se habla de que la vida se desarrolla en el borde del caos,

en equilibrio trmico; en el modelo de Ising un cristal de espn consiste de un reticuladode espins, cada uno de los cuales puede estar tanto arriba como abajo y puede interactuarcon el vecino que se encuentra ms cercano. En el estado en el que hay menor energalos espin se alinean en la misma direccin y a altas temperaturas su direccin se ubicade manera aleatoria debido a la energa trmica cuyas fluctuaciones son mayores que lasenergas de la interaccin (vase Mainzer; 1994).


un punto en donde los componentes de un sistema nunca quedan fijos perotampoco caen en situaciones completamente turbulentas, donde la vida tienesuficiente estabilidad para sostenerse a s misma y suficiente creatividad paragenerar nuevas formas de continuidad (vease Waldrop; 1992:12).

Los sistemas complejos tienen en comn una fuerte interaccin con elmedio las condiciones de vida no residen en el organismo ni en el medioexterior, sino en los dos a la vez (Claude Bernard, citado en Morin; 1998).Esto se debe a que son termodinmicamente abiertos, es decir que inter-cambian energa, materia e informacin con el entorno. Son fenmenos quetoman configuraciones en cierta manera estables pero capaces de cambiarante cualquier perturbacin. Por esta razn podemos decir que son adapta-tivos:

Lo que tienen en comn todos estos procesos es la existencia deun sistema complejo adaptativo que adquiere informacin acer-ca tanto de su entorno como de la interaccin entre el propiosistema y dicho entorno, identificando regularidades, condensn-dolas en una especie de esquema o modelo y actuando en elmundo real sobre la base de dicho esquema. En cada caso hay di-versos esquemas en competencia y los resultados de la accin enel mundo real influyen de modo retroactivo en dicha competencia(Gell-Mann; 1994).

Figura 2. Esquema de la emergencia en los sistemas complejos basado en elde Chris Langton

Otro punto general dentro de los sistemas adaptativos es que tienenpropiedades emergentes, dichas propiedades permiten que surjan nuevosniveles como resultado de un nivel inferior; las propiedades diferentes y nove-dosas que surgen en el nuevo nivel no son simples repeticiones o mnimasadaptaciones. Por ello no es posible predecir el resultado por medio de la


comprensin de una sola de las jerarquas, ni es posible saber como sern lassiguientes. Por esta razn el pensamiento lineal no nos permite realmentecomprender en su totalidad un sistema, debido a que su mtodo de estudioparte de desmembrar los componentes y posteriormente unirlos como si seestuviera armando un rompecabezas.

Figura 3. Imagen satelital de un huracn en www.wikipedia.org

Figura 4.Grabado tomado de LAtmosphre. Des Grands Phenomens dela Nature. Camille Flammarion.

En los diferentes niveles de los sistemas complejos se presenta tanto esta-bilidad como diversidad ya que puede haber mltiples estados de equilibrio ysimultneamente presencia de desorden. No obstante el orden macroscpicoresulta ser muy consistente en comparacin con los cambios en la estructurainterna del sistema, como en el ya conocido ejemplo: un huracn visto desdeun satlite tiene un patrn estructural bien establecido, casi esttico, peropregntenle a la paloma que est adentro, que tan ordenado es un huracn.

En el mismo sentido Brian Goodwin, en su libro How the LeopardChanged Its Spots (1994), en donde habla acerca de los insectos sociales,


como las hormigas y las abejas (en las que los patrones de actividad in-dividual son frecuentemente muy desorganizados) explica que sin embargoal analizar un gran nmero de individuos formando una colonia, podemosver patrones de comportamiento e incluso ritmos de actividad que generanun orden espacial. Como menciona Goodwin en el libro antes citado Estoha resultado en uno de las premisas fundamentales de los estudios de lacomplejidad: el orden emerge a partir del caos (1994).

Quise mencionar estos ejemplos pues en ellos podemos ver con claridadque la existencia de un sistema complejo no slo se restringe a los seresvivos, sino a toda la materia, la que presenta un comportamiento similar,independientemente de esta condicin.

La complejidad en la organizacin viva ha generado la gran variedadde formas que existen en la tierra como resultado de la evolucin; de estamanera podemos darnos cuenta de que la evolucin biolgica es el resultadode interacciones entre sistemas fsicos y qumicos que generaron sistemascomplejos que posteriormente formaron estructuras vivas a su vez complejas.Los sistemas vivos poseen tipos caractersticos de orden que emergen porla interaccin de muchos componentes diferentes por lo que las causas nopueden ser comprendidas si los consideramos como simples sistemas fsicos.

Una propiedad particular de estos sistemas es que a pesar de tener undesarrollo catico a un nivel de actividad, molculas o clulas u organismos,pueden generar un orden distintivo en el siguiente nivel como por ejemplola morfologa y el comportamiento.

1.1. Caos: obscuridad infinita?

El pensamiento alrededor del caos y de lo que implica en nuestro tiempoempez con la incansable necesidad de los pensadores y cientficos de de-scribir el mundo por lo que podemos empezar con algo de historia. La pal-abra caos proviene del griegoo, que significa gas, y uno de los primeros enutilizarla al definir las caractersticas del gas fue Jan Baptista van Helmont,nacido de Bruselas en 1580. El descubri que existan otros gases ademsdel aire y demostr la existencia del bixido de carbono al ver que los gasesresultantes de la fermentacin de la uva y de la combustin del carbn eranlos mismos. Lo que me interesa aqu es la asociacin que hizo van Helmont delas caractersticas de un gas y el significado de la palabra caos: primer esta-do del universo, materia amorfa, oscuridad infinita, oquedad o abismo muyvasto, por mencionar algunos de los significados que se pueden asociar conla visin de gas. En cierto modo, aunque no explcitamente, esta asociacin


implicaba el reconocimiento de la importancia del caos como constitutivadel universo y al mismo tiempo de la dificultad para su comprensin.

Sin embargo el primero que utiliz la palabra caos, que en cierta for-ma se relaciona con la connotacin cientfica moderna, fue Publio OvidioNasn, quien vivi del ao 43 aC al 17 dC. El escribi un poema llama-do Metamorfosis que contiene una coleccin de mitos y leyendas ordenadascronolgicamente. En ellos habla del surgimiento del orden a partir del caos(vase Miramontes; 1998).

Aunque esta nocin de caos es muy antigua fue excluida del pensamien-to cientfico durante siglos. Fue comn ms bien la tendencia a considerarque todo poda ser puesto dentro de reglas establecidas acerca del orden yde leyes que los llevaran a predecir con exactitud el futuro y comprendercualquier proceso visible y no visible del universo vivo y no vivo:

Galileo sent las bases de la ciencia moderna al matematizar al-gunos fenmenos de la mecnica; l es uno de los gigantes en loscuales se apoy Newton para concebir y producir su obra mag-nfica, tanto que una vez completada por pensadores de la tallade Bernoulli, Laguerre y Laplace, nos hered una visin de ununiverso completamente racional y en el que, cual mecanismo derelojera, el conocimiento de las reglas de funcionamiento y de lascondiciones en un instante dado, nos garantizan el conocimientoinequvoco de todo el futuro (Miramontes; 1998).

El problema para la ciencia surgi cuando el azar complic la prediccindel futuro. Laplace crea que el azar era una medida de desconocimientohumano de las condiciones de un sistema y fue uno de los fundadores de lasleyes de probabilidad, en donde entraban todos los fenmenos que no podanser comprendidos como engranes de una mquina perfecta. Poco a poco lasuma de las partes del rompecabezas conduciran al conocimiento del todo.De esta manera es que se consider a lo azaroso o aleatorio como el pato feode la ciencia. Desde este momento el mundo se dividi en sistemas deter-minsticos en los cuales se pretende predecir el futuro desde su estado inicialy los sistemas aleatorios en los que no puede fcilmente predecirse el futuroy slo es posible acercarse por el uso de la probabilidad. Actualmente, lainvestigacin cientfica ha llegado a reconocer que el papel principal de laciencia es explicar. Si su tarea fuese predecir estara en un grave aprieto, pueslos sistemas de la naturaleza, que constan de varios elementos que interac-tan de manera no lineal son intrnsecamente impredecibles (Miramontes;1998).


Otra fuente de curiosidad cientfica fue la Luna. La Luna adems de serde gran inspiracin para los enamorados, es un punto muy importante en esteproblema. La luna gira alrededor de la Tierra con una influencia recprocacon ella y con el sol. Esto ocasion que los clculos de Newton acerca delas rbitas de los planetas no funcionaran en lapsos de tiempo mayores. Laluna atrae a la tierra causando perturbaciones en la distancia de la tierra yel sol, lo que a su vez altera la rbita de la luna alrededor de la tierra. Aldesconocer que la interaccin entre los tres cuerpos celestes, lunas, planetasy sol, interactan recprocamente en todos los planetas del sistema solar,la base original para sus clculos de la atraccin gravitacional tenan fallas.En consecuencia haba que empezar desde cero ya que el comportamientono era peridico ni predecible, ahora diramos que se trataba de un sistemadinmico, no lineal.

Posteriormente Henri Poincar en 1890 public un trabajo titulado Acer-ca del problema de los tres cuerpos y de las ecuaciones de la dinmica. En lplanteaba que este problema no podra ser descrito por medio de ecuacionesnewtonianas y trabaj entonces con el modelo reducido de Hill. En l suponeque el tercer cuerpo al ser muy pequeo no afecta en las rbitas de los otrosdos y por eso puede predecirse su trayectoria, pero que estos dos s afectanal ms pequeo. Su asombro fue al ver que este tercer cuerpo segua unatrayectoria no peridica e impredecible que pareciera que no segua ningunaley. Gracias a este trabajo Poincar fue acreedor de un premio que ofrecael rey de Suecia a la persona que encontrara la solucin del problema de lostres cuerpos. Ms all de responder a las preguntas del rey, Poincar esta-ba planteando, sin saberlo, que era necesario crear un nuevo pensamientomatemtico y una nueva ciencia para explicar la dinmica de los sistemascomplejos. De esta visin casi proftica naci muchos aos despus la cien-cia del caos. El caos era el ente que gobernaba el comportamiento de lostres cuerpos: Una causa muy pequea que escapa a nuestra percepcin de-termina efectos considerables que no pueden escaprsele a nuestra vista, yentonces decimos que el efecto se debe al azar. (Poincar citado por De LaPea; 1996). El nacimiento de dicha ciencia no se dio inmediatamente, sinembargo la semilla estaba germinando.

Fu hasta los aos 60 cuando el caos apareci como por arte de ma-gia en el laboratorio de Edward Lorenz en el campus del Instituto de Tec-nologa en Massachusetts. Lorenz, meteorlogo de dicho instituto, tena unnuevo juguete, una computadora que ocupaba toda su oficina y que gener-aba terribles ruidos mientras imprima nmeros que describan o simulabanla atmsfera de la tierra y los ocanos. Probablemente Lorenz era el ni-co meteorlogo que disfrutaba lo cambiante e impredecible del clima y que


apreciaba los patrones que aparecen y desaparecen en la atmsfera sin con-siderarlos obstculos. Su meta era tratar de encontrar la relacin entre losfenmenos climticos y su formulacin matemtica.

Partiendo de la idea de que el clima poda simularse matemticamente,cre un modelo de doce variables a partir de las teoras newtonianas. Coneste modelo y la ayuda de su ruidosa computadora observaba patrones enprimitivas grficas que se reproducan continuamente pero sin seguir unatrayectoria idntica. La repeticin nunca era exacta; existan patrones conperturbaciones, era un orden desordenado.

Fue gracias a una casualidad que Lorenz descubri que su modelo de-ba ser modificado. En su aplicacin al examinar una de las secuencias msdetenidamente, tom un atajo iniciando el sistema a la mitad, a partir delos nmeros impresos en el papel. Lorenz sali de su oficina y despus deuna hora se encontr al regresar con algo inesperado: su clima diverga rp-idamente de los patrones establecidos anteriormente. Al principio crey quealgo estaba funcionando mal, pero al desechar esa posibilidad vio que enrealidad el problema haba sido que al copiar los nmeros de la secuenciahaba descartado tres nmeros dgitos pensando que no tendran ningunatrascendencia. Este mnimo error numrico caus cambios catastrficos enel modelo determinstico de Lorenz. A partir de este error fue claro para lque se trataba de un problema filosfico con respecto al comportamiento delclima y de su modelo y ello era lo que impeda un mayor entendimiento desu dinmica;

una persona comn, viendo que podemos predecir las mareasbastante bien con algunos meses de anticipacin preguntara porque no podemos hacer lo mismo con la atmsfera; es solamenteun sistema de fludos diferente, las leyes son casi tan complicadas.Pero yo me di cuenta que cualquier sistema fsico que se comportano peridicamente sera impredecible. (Lorenz en Gleick; 1998).

Lorenz tuvo la intuicin que le permiti interpretar adecuadamente lanaturaleza del problema, y entonces seguir experimentando con transfor-maciones a su modelo, encontrando alternativas explicativas que no fuerandescartadas como muchas veces ha pasado en la historia de la ciencia. Elproblema no eran las limitaciones tecnolgicas ni la falta de conocimientossino la manera en la que se conceba al sistema. A raz de los cuestionamien-tos de Lorenz, y considerando que el clima no era el nico fenmeno deeste tipo en la naturaleza, se inici el camino para descubrir cuales son losmecanismos que gobiernan a los sistemas con comportamiento aperidico ysensibles a las condiciones iniciales.


Ahora podemos definir al caos como un comportamiento irregular de unsistema dinmico que exhibe una gran sensibilidad a las condiciones inicialesy que si analizamos la trayectoria de un sistema catico podemos ver compli-cadas formas que se mantienen en una sola regin sin crecer ilimitadamente.

El surgimiento del estudio y la elaboracin de las teoras del caos hastanuestros das sigue gestndose, se han descubierto mltiples particularidadesdentro de los sistemas que presentan comportamientos caticos, una de lasms importantes es que dentro del supuesto desorden que los caracterizasiempre existe un orden oculto, por lo que el caos difiere en gran manera dela aleatoriedad como tal. De esta forma la teora del caos y la teora de lacomplejidad tienen como labor estudiar fenmenos y procesos que emergenespontneamente a partir del caos, y descubrir patrones y similitudes dentrode los sistemas integrantes de la complejidad.

Desde que el ser humano descubri que la no linealidad es la esencia de lavida y que el caos es un fenmeno por medio del cual los sistemas evolucionangenerando nuevas organizaciones y complejidades, traz un camino por elcual acceder a una mayor comprensin de los fenmenos de la naturalezaincluyendo nuestra propia evolucin y nuestro propio comportamiento.

La comprensin del caos y el uso de la complejidad debe ser una premisaen cualquier tipo de investigacin. Para m es una puerta que nos permiteimaginar e intuir ms profundamente los procesos constitutivos de la viday por la cual podemos descubrir que la evolucin del pensamiento humanotodava tiene mucho que plantear, que retomar, que repensar.

Captulo 2

Sistemas dinmicos ydesarrollo de las formas vivas

Nada tiene sentido en la biologa si no es a la luz de laevolucin Teodosius Dobzansky (1900-1995)

La organizacin viva y su gran variedad de formas es sin duda asom-brosa, por esta razn ha sido de gran inters en la historia de la humanidaddescubrir los secretos del surgimiento, desarrollo y evolucin de las formasvivas. De hecho, podra formular todo un tratado sobre las teoras que se hanelaborado a lo largo de la historia del pensamiento humano con el afn deresolver estos cuestionamientos, sin embargo dado que ese no es el objetivode este trabajo, mencionar slo algunos de los casos.

Desde las primeras teoras en las que todo era explicado por la existenciade dioses, o de un dios como es el caso del cristianismo, hasta la actualidad enla que diversos enfoques luchan por llegar a la esencia de nuestra existencia yla de los dems seres vivos, una gran cantidad de sabios, estudiosos, magos,alquimistas, sacerdotes, cientficos y dems, han dedicado su existencia atratar de llegar a la clave del origen de la vida. Estamos frente a uno de lostemas ms controvertidos de la historia: la vida y su evolucin.

A pesar de siglos de estudio en mltiples ramas del conocimiento, laspreguntas claves acerca del desarrollo y organizacin de la vida no han sidoresueltas, y esto en parte se ha debido a que la Biologa necesita ms quesiglos para acercarse a la comprensin de los seres vivos; en muchos casos elreduccionismo dentro de las ciencias produce que se ignore la relacin de laspartes con el conjunto. Este reduccionismo es frecuentemente cuestionadoen los textos donde se plantean los fenmenos relacionados con los sistemascomplejos. El reduccionismo implica un tipo de investigacin en la que se

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20 SISTEMAS DINMICOS

busca la respuesta a los fenmenos naturales como si fueran simples efectosproducidos por una causa. La interpretacin de esta relacin causa-efectose da al aislar a los fenmenos sin considerar que son parte de un todo.Estos enfoques priorizan las respuestas por medio de la comprobacin, perodesechando las partes que no pueden predecirse debido a que son parte desistemas complejos. Ello evidentemente ha afectado el desarrollo dentro dela investigacin en el rea de la evolucin. Una vez ms nos enfrentamos auno de los problemas de mayor reincidencia en la historia de la humanidad,explicar los fenmenos como procesos aislados.

Figura 5. Charles Darwin 1880 (en www.wikipedia.org)

2.1. Antes y despus de Darwin. Una analoga irni-ca

La descripcin de la evolucin de la vida en la tierra tom un rumbonico a partir de que Charles Darwin (1809-1882) apareciera en la historia.Sus teoras acerca de la evolucin permearon el pensamiento de su pocay muchos aos despus se convirti en la explicacin oficial de la evolucinde los seres vivos. La teora de Darwin, a pesar de no explicar completa-mente la evolucin como un complejo de interacciones entre surgimiento ydesaparicin de especies, gener ms bases para cambiar la explicacin dela aparicin de la vida como obra del designio divino y esto fue, sin du-da, un gran avance en la historia del pensamiento humano. Otro aspectode importancia fue la consideracin de que el Homo sapiens es una especiems y que adems posee un gran parentesco con el mono. Ello fue un gransalto en la concepcin del origen y presencia del ser humano en el mundo.

DESARROLLO DE LAS FORMAS VIVAS 21

A pesar de este avance la concepcin darwiniana es a mi parecer bastanteantropocntrica en la medida que considera al ser humano como la inno-vacin ms reciente y perfecta en la historia de la vida la vida, gracias a laseleccin natural tender a progresar hacia la perfeccin. Somos la punta dela flecha del progreso, la expresin de la perfeccin (Darwin en Leakey yLewin 1998). Como es evidente en esta cita la teora de Darwin del origen delas especies supone la existencia del progreso evolutivo y la idea de que loshumanos somos la rama ms alta en dicha escala, lo que podra implicarque al igual que en la religin en esta ciencia Dios cre al hombre a suimagen y semejanza.

Un componente central del planteamiento de Darwin es la seleccin nat-ural que implica que los seres vivos compiten y sobreviven o mueren graciasa un examen en el que se determina si se es apto o no en la lucha porla existencia, es decir se es perdedor o ganador. Casi podra decir que losvalores expresados por Darwin anticipan lo que posteriormente se traduciraen la ideologa capitalista. .

No es de extraar que Darwin utilizara o planteara en sus escritos rela-ciones lingsticas o valores ticos para referirse a fenmenos relacionadoscon los seres vivos no humanos ya que en el mismo momento histrico en elque la biologa propona los medios tericos para separarse del creacionis-mo ya existan modelos interpretativos de la conducta humana bastantesofisticados. Muchas veces pensadores como Darwin buscaban relaciones decomportamiento humano en el resto de los animales e incluso trabajaban enambos campos. Tambien hay que considerar que Darwin se form en un pasbajo el rgimen victoriano en el que sin duda fue socializado para aceptarque el poder lo tenan los ms fuertes, es decir, los colonizadores, los ingleses.Trminos como DNA basura, Chaperoninas, egosmo, altrusmo son pocosejemplos de los trminos del lenguaje utilizados en la biologa moderna queprovienen de la vida humana. Ello nos recuerda que muchas veces la curiosi-dad en la investigacin de la vida se vincula con el inters de conocernoscomo especie.

A pesar de los cuestionamientos que pueden surgir a partir de las teorasde la evolucin de Darwin fue muy importante la aceptacin de que losseres vivos se adaptan a su medio ambiente. El planteamiento propuesto porDarwin es sin duda un enfoque que reconoce la complejidad de los procesosconstitutivos de la naturaleza viviente, pero paradjicamente el desarrollo deeste punto de partida fue paulatinamente abandonando esta visin complejay sustituyendo la visin basada en el organismo como unidad primaria devida, con enfoques en los que se ha llegado a concebir la realidad biolgicacomo si se centrara slo en los genes y sus productos, como complejas


mquinas moleculares controladas por los genes que estn contenidos enellas y que son portadores de los registros histricos de las especies a lascuales el organismo pertenece (Goodwin; 1994).

El estudio de los seres vivos a partir de los genes y sus productos no seragrave si se intenta comprender cmo estos elementos no son slo entidadescon vida propia, sino el resultado de mltiples interacciones. El reduccionis-mo que descarta la vinculacin entre el individuo, su relacin con la especiey el entorno (includas otras especies), representa una de las limitaciones quehan reproducido muchos seguidores de Darwin quienes no consideraron elplanteamiento complejo inherente en las teoras evolucionistas de esa poca.Por ejemplo, la investigacin en evolucin o transformacin de los seres vivosa travs del tiempo fue primero utilizada por Lamarck (1744- 1829) y sinembargo el padre de la evolucin es Darwin y de Lamarck slo recordamosel paraje de las jirafas de cuello corto que tuvieron que evolucionar, cre-cindoles el cuello para poder alcanzar su alimento en los rboles altos. Elpensamiento de Lamarck va mucho mas all de esta ancdota, l ya percibala complejidad de los fenmenos, como puede apreciarse en la siguiente cita:

No hemos en consecuencia percibido que por la accin de lasleyes de la organizacin. . . la naturaleza ha multiplicado en tiem-pos favorables, lugares y climas sus primeros grmenes de ani-malidad, dando lugar al desarrollo de sus organizaciones. . . eincrementado y diversificado sus rganos? Entonces . . . ayuda-da por mucho tiempo y por una lenta pero constante diversidadde circunstancias, ella ha gradualmente creado en este respectoel estado de cosas que ahora observamos. Que enorme es estaconsideracin, y especialmente que tan remota es de aquellas quegeneralmente se ha pensado acerca de este tema!(en www. ucmp.berkley. edu/ history/ lamark. html)

Otro punto que quisiera mencionar como uno de las grandes limitacionesde la teora de la evolucin formulada por Darwin es el hecho de no consider-ar la presencia de extinciones a lo largo del proceso evolutivo de la vida. ParaDarwin, la extincin era un proceso gradual y pasivo que no representabaalgo significativo dentro de la evolucin de las especies. La desaparicin delas especies era solamente la desaparicin de un linaje concreto, es decir,era un proceso individual, propio de cada especie y de causas muy diversassegn el caso, por lo que era imposible formular una teora de la extin-cin de manera paralela a la de la evolucin. De hecho fue Georges Cuvier(1769- 1832), que realiz mltiples estudios paleontolgicos, quien plante a


la extincin como un fenmeno importante en el pasado de las formas vivas,por qu nadie ha visto que los fsiles solos dieron nacimiento a una teoraacerca de la formacin de la tierra, que sin ellos ninguno hubiera nuncasoado que hubo sucesivas pocas en la formacin del globo? (Cuvier enwww.ucmp.berkley.edu/history/cuvier.html).

Darwin no tom en cuenta estos puntos y de hecho las teoras evolutivasfueron madurando con base en la idea de que la composicin de la biota en latierra era el resultado de la seleccin natural que actuaba sobre la herencia, yla creencia del progreso evolutivo que mencion con anterioridad. Al integrarla teora de la evolucin con la gentica en el siglo XX, entre los veintesy los treintas, en lo que ahora se conoce como neodarwinismo, el estudiode la evolucin se ha basado en la influencia de las frecuencias gnicas ygenotpicas en la seleccin natural, continuando con el mismo marco tericopropuesto por Darwin, como evolucin progresiva y lineal.

Fue hasta 1981 cuando se descubri un estrato enriquecido en iridio enel lmite Cretcico- Terciario, que la ciencia sufri una gran conmocin alplantearse que podan haber existido perodos cclicos de catstrofes natu-rales que generaron grandes extinciones. Las predicciones de los paleontlo-gos incluido Cuvier, estaban siendo escuchadas. La evolucin de la vida dejde concebirse como un proceso lineal de perfeccionamiento y por el contrariose plante como, largos periodos de estabilidad seguidos por grandes reor-ganizaciones globales. En ese momento la concepcin de la evolucin sufriun giro muy importante, es decir, se plante como un sistema complejo.

Los seres vivos no participan solos en el desarrollo del proceso evolutivo yesto incluye a las grandes extinciones. Todos trabajamos en conjunto graciasa un proceso llamado conectividad en el cual no slo somos la suma de laspartes, no somos seres independientes, por lo tanto ni evolucionamos solosni nos extinguimos solos. Esto explica, en parte, que se hayan dado a lolargo de la historia del globo grandes extinciones en masa y subsiguientesavalanchas de especiacin.

Como podemos ver, muchas veces la biologa perdi en el camino, enalgn lugar de la historia, la capacidad de entender a los organismos vivoscomo entidades dinmicas con una gran capacidad de organizacin y ordencaractersticos, en los que interactan diversos fenmenos inseparables unosde otros. No podemos reducir la explicacin de la vida, ni al absolutismomolecular (que sin duda es de gran importancia en el mantenimiento de lamisma); ni a la seleccin natural, ni al azar, que como conceba Darwin erauna suerte de entidad divina que generaba toda la variedad de formas vivassobre la tierra. La ciencia ha abordado infinidad de veces estos puntos y sinembargo no se ha entendido cabalmente la verdadera dinmica de las formas


vivas. Si esta dinmica fuera reducible a unos cuantos puntos, el problemaya hubiera sido resuelto, pero an no hemos cantado victoria.

La pregunta que surge es,por qu la ciencia lineal dominante descartapartes fundamentales de las teoras e incluso los mismos autores no las desar-rollan y se desvan a causa de la convergencia con ideas externas, racionalesy con una lgica lineal. La respuesta a estos planteamientos puede encon-trarse a partir de un pensamiento complejo, el cual no se ha desarrolladohasta sus ltimas consecuencias debido al peso que ejerce la ciencia linealconsiderada como la legtima. Es decir, tanto el xito de las teoras alterna-tivas, como la explicacin de sus dificultades deber descansar en la rupturadel pensamiento lineal.

Las nuevas teoras de la complejidad y el caos, han abierto un nuevorumbo por el cual acceder a respuestas que nos aproximan a la realidad de laevolucin de la vida, adentrndose en los orgenes del orden y la emergenciade las formas de vida. La explicacin del proceso evolutivo ha dejado deverse slo como un camino competitivo de sobrevivencia y egosmo, como loplante Darwin y sus seguidores, incluso a nivel del comportamiento gentico(vase Dawkins 1993).

La evolucin de la vida se debera plantear como un fenmeno complejoen el que todas las partes interactan por el bien del funcionamiento global,a veces en competencia y otras en colaboracin. Esto ha sido planteado entreotros, por Peter Kropotkin en su libro Mutual aid. A factor of evolution. Elafirma que en la naturaleza existe tanto una inmensa guerra y exterminacinentre varias clases de organismos, pero al mismo tiempo soporte mutuo,ayuda mutua y defensa mutua entre individuos de la misma especie o de lamisma sociedad; la sociabilidad es parte de las leyes de la naturaleza tantocomo la lucha mutua. Segn este autor, los hbitos de ayuda mutua generanuna mayor capacidad de sobrevivir, un alto desarrollo de la inteligencia y dela organizacin corporal.

Lynn Margulis retoma este tipo de enfoque en su teora de la endosimbio-sis en la que propone que a partir de una relacin de cooperacin o simbiosisse desarroll la clula con mitocondrias y cloroplastos, como paso funda-mental para el desarrollo de las formas vivas que ahora pueblan la tierra(Margulis; 1998). La concepcin en la que la vida implica no slo la luchapor la sobrevivencia, probablemente es ms cercana a la complejidad quese presenta en la relacin entre las especies que conforman el mundo vivo.La diversidad de relaciones y dinmicas que se dan entre los seres vivos nopuede reducirse a un solo planteamiento, la lucha por la sobrevivencia es porlo tanto una explicacin parcial.

El estudio de la complejidad trata de construir teoras sobre los proce-


sos dinmicos en los organismos como base para comprender las propiedadesemergentes de la vida y sus manifestaciones en la evolucin. Dichas propiedadesson generadas durante el proceso de morfognesis, entendido como el desar-rollo de formas complejas a partir de un huevo, o un simple brote, hastaformar un organismo adulto. Durante la morfognesis el orden emergente esgenerado por tipos distintivos de procesos dinmicos en los cuales los genesjuegan un papel muy importante pero limitado. La morfognesis es dentrode este enfoque la fuente en la que emergen propiedades evolutivas.

En este trabajo la morfognesis ocupa un lugar central como el motorde mis planteamientos sobre el proceso evolutivo, y en este punto quisieraseguir con un poco de historia.

Como ya se ha mencionado, las ideas acerca de lo complejo han aparecidoen momentos histricos distintos y muchas veces no han sido escuchadasdebido al predominio de otras corrientes de pensamiento en su poca. Sinembargo, al plantearse nuevas teoras y enfoques filosficos distintos a losestablecidos por siglos, se retoman ideas y cuestionamientos de pensadoresque de alguna manera no se acoplaban a dichas corrientes establecidas. Ellospueden considerarse como disidentes; desde mi perspectiva como pioneros ydesde el punto de vista opuesto como herejes.

Dentro de la biologa, el predominio de las ideas de Darwin desviaron laatencin de algunos pensadores, y entonces la historia se dividi en antes ydespus de Darwin. Ante la imposibilidad de llegar a respuestas completa-mente satisfactorias con respecto a la evolucin y la comprensin de la vida,y en consecuencia de formular una nueva visin acerca de los fenmenos,surgen los enfoques de la complejidad y se rescatan pedazos que se habanperdido en la historia.

Este trabajo se hace un intento por unir algunas partes desmembradas yhablar un poco de estos pensadores enterrados en el olvido en la historia de laBiologa. Principalmente retomar los planteamientos de DArcy Thompsony Georoy Saint-Hilaire, quienes encajan en el inters por descubrir en lamorfologa el motor del proceso dinmico de la evolucin.

2.2. Etienne Georoy Saint- Hilaire y la bsquedade la unidad en la composicin

Georoy St. Hilaire naci el 15 de abril de 1772 en tampes cerca dePars, Francia. Su vida fue un poco tormentosa empezando por que le tocvivir la Revolucin Francesa y por la existencia de Georges Cuvier, im-portante naturalista representante de las corrientes cientficas consideradas


legtimas en su tiempo. Con Cuvier estableci un famoso debate en el quecada uno manifest sus diferentes posiciones en competencia (Appel; 1987).

Figura 6. Georoy Saint Hilaire 1772-1844

En 1790 recibi su grado en leyes y continu sus estudios en medicinay ciencias en Pars en el colegio du Cardinal Lemoine. En esta poca casipierde la cabeza por salvar las de sus colegas de la guillotina. Mientras estosuceda fue profesor de zoologa de vertebrados en el Jardin des Plantesel cual posteriormente, con el gobierno revolucionario, se convertira en elMuse National d Histoire Naturelle. En 1794 con la recomendacin deHenri Alexandre Tessier invit a Georges Cuvier para trabajar con l enPars. Esta relacin represent un aspecto muy importante en la vida deGeoroy y en el desarrollo de su trabajo.

En 1798 participa en la invasin de Napolen a Egipto y a su regresotrae consigo muchos especimenes animales, como aves y gatos, momificadospara su estudio y descripcin. La inclusin de estos animales provenientes detiempos remotos sirvieron para que Cuvier argumentara que eran la pruebade que la evolucin no pudo haber ocurrido ya que comparndolos con lasespecies actuales no presentaban ninguna diferencia. Esta posicin extremase ajustaba perfectamente al poder que en su momento ejerca la iglesia ysus dogmas como principal verdad cientfica.

En 1807 Georoy fue nombrado miembro de la Academia de las Cienciasy en 1809 fue profesor de zoologa en la Universidad de Pars. Antes de sumuerte en junio de 1844 su hijo Isidore tom su puesto en dicha universidady lleg a ser un prominente zologo y embrilogo, siguiendo la misma lneade su padre, aunque de una manera menos radical.


Dentro de la historia tradicional de la embriologa Georoy ha tenido unpapel que ha sido menospreciado. Se dedican incluso secciones en algunos li-bros, como es el caso del trabajo de Browder sobre la biologa del desarrollo,para hablar de l como un precientfico que trat de resolver ciertas cues-tiones anatmicas, pero no es considerado como un embrilogo respetable.No obstante a veces s plantean un poco de lo que hizo a nivel experimental,aclarando que su practica puede considerarse como anatoma del embrinpero no propiamente como embriologa. Este autor concluye, Saint Hilaireesperaba mucho de sus experimentos y no nos sorprendera si hubiera en-contrado un reptil en uno de sus huevos experimentales . . . para llamar altrabajo de Saint Hilaire cientfico se invita a una paradoja (Browder; 1991).

Como podemos ver la historia que ignora los intentos de entender los pro-cesos complejos en el desarrollo de la vida se repite y se repite en la biologa,por eso me interesa destacar la importancia de los trabajos de los disidentes;quienes como en el caso de Saint Hilaire nos ofrecen nuevas respuestas desdeuna perspectiva que fue descartada por las corrientes cientficas predom-inantes. Como ya he mencionado el germen de la complejidad ha estadopresente y luchando por ocupar un lugar importante en la historia de laciencia. En este sentido me interesa rescatar algunos de los planteamientosde Georoy.

Una de las pregunta clave en el pensamiento de Georoy y quiz una delas mayores controversias de la primera mitad del siglo XIX es la siguiente,es la funcin el resultado mecnico de la forma o es la forma la manifestacinde la funcin. La respuesta a esta pregunta es fundamental para entendercul es la esencia de la vida, su organizacin o actividad.

Al tiempo en que Cuvier fund la escuela funcionalista de la biologaorgansmica, con la teora de que los animales son unidades integradas fun-cionalmente inmutables y estticas, Georoy contina con una tradicin msformalista en la biologa, tradicin que empez con Bufon y fue continuadapor Goethe, Lamarck y otros. En su libro Philosophie anatomique, publicadoen 1818, Georoy plantea la pregunta, puede la organizacin de los animalesvertebrados ser referida a un tipo uniforme. Su respuesta fue s. Georoy veaa todos los vertebrados como modificaciones de un nico arquetipo, de unaforma nica.

A partir de sus observaciones en diferentes animales vertebrados consid-er que la presencia de rganos vestigiales y las fuerzas embrinicas de trans-formacin no tenan un propsito funcional sino que indicaban el camino encomn de cada animal y su arquetipo. Georoy plantea que los animales sonel resultado de la estructura de sus rganos y existe una correlacin de laspartes. Si existen variaciones posteriores todas las partes tienen que cambiar


de la misma manera, incluido en estas transformaciones cuestiones que vanms all de aspectos morfolgicos, como por ejemplo en el comportamien-to y las facultades. Es decir, Georoy consideraba al organismo como unproceso dinmico en el cual se generaban las transformaciones producien-do cascadas de modificaciones. l rechaza el hecho de que, como planteabaLamarck, se diera un cambio gradual; las partes no pueden ser modificadasy conservarse casi intactas en el organismo y posteriormente con el tiempoverse los cambios.

Georoy pas mucho tiempo de su vida tratando de escribir reglas paradescribir cuando las estructuras de dos organismos diferentes eran variantesdel mismo tipo, en trminos modernos, cuando eran homlogos. Georoyplantea una gran cantidad de ejemplos acerca de dichas homologas, bus-cando una unidad. De hecho se ha considerado, dentro de las corrientesdominantes, que las comparaciones que realiz pretendan mucho ms delo que l poda demostrar. Una de sus teoras ms extremas fue aquella enla que compara al esqueleto segmentado externo y las patas articuladas delos artrpodos, concluyendo que eran equivalentes a las vrtebras y costillasde los vertebrados. Literalmente, para l, los insectos viven dentro de losvertebrados creando un nico animal.

Las transformaciones segn las teoras de Saint- Hilaire eran producidaspor restricciones fisicoqumicas del medio ambiente en el que se desarrollanlos organismos, al darse un cambio ste es transmitido a su descendenciano como se plantea en la teora de la seleccin natural de un modo azaroso,sino gracias a un proceso adaptativo. Segn su planteamiento:

El mundo externo es todopoderoso en la alteracin de la formade los cuerpos organizados. . . estas [modificaciones] se heredane influyen todo el resto de la organizacin del animal, porque siproduce efectos dainos, los animales que las exhiban perecen yson reemplazados por otros de alguna forma diferente, una for-ma que ha cambiado hasta adaptarse al nuevo ambiente. (Saint-Hilaire en Miramontes y Gutirrez; 1996).

La estructura es entonces la que determina la funcin y acta en elproceso adaptativo. Las transformaciones obligan a cambiar por completopara poder as mantener a la estructura.


2.3. El debate entre Georoy y Cuvier

El problema entre Georoy y Cuvier surge cuando en 1830 dos jvenescientficos, Meyranx y Laurencet presentan una comparacin entre la anatomade los vertebrados y los cefalpodos (pulpos, calamares y nautilos), aseveran-do que ambos tenan un plan estructural comn. Dada la coincidencia con losplanteamientos de Georoy ste respondi muy entusiastamente y lo tomcomo la comprobacin de que todos los animales poseen la misma unidadestructural. Cuvier reaccion en contra y descart la validez de sus conclu-siones acusando a Georoy de que muchos de sus ejemplos no eran exactosy precisos y que las similitudes entre cefalpodos y vertebrados haban sidofabricadas por l y eran superficiales. En el fondo, su rechazo a las teoras deGeoroy partan de una diferencia fundamental entre ambos con respectoa la aceptacin del dogma religioso en el que no haba la necesidad de otraexplicacin que la existencia de un creador de todas las cosas. Segn Cuvier:

de hecho, si recurrimos al Autor de todas las cosas, qu otra leypudiera hacerlo actuar sino la necesidad de proveer a cada sercuya existencia depende para su continuidad de los medios quele aseguren su existencia? Y por qu l no vara sus materialesy sus instrumentos? Ciertas leyes de coexistencia de los rganosfueron por lo tanto necesarias, pero eso fue todo. Para poderestablecer otros debi haber habido un deseo de libertad en laaccin del principio organizador, que hemos mostrado ser slouna quimera (Cuvier en Appel 1987).

Entre estos dos planteamientos extremos fue que se gener uno de losdebates ms famosos en la historia de la biologa.

El debate de Georoy y Cuvier fue como en muchos otros momentos en lahistoria de la ciencia el resultado del desacuerdo de ideas, y del mismo modoque se han generado momentos en los que las disciplinas se frenan y cambianlas concepciones tomadas hasta ese momento, este debate represent unpunto importante en el que se pusieron en juego fuerzas mltiples, que msall de la capacidad cientfica de las teoras en cuestin determinaron elpredominio de unas ideas y el rechazo de otras. El debate de Georoy yCuvier plantea una divisin fundamental en la biologa: la estructura animalpuede ser explicada con referencia a la funcin o por el contrario por las leyesmorfolgicas a las cuales se ajusta la funcin.

El resultado del debate fue influido por cuestiones polticas y socialesen las que Cuvier era beneficiado. Fue un debate cientfico en el que, como


muchas veces ha pasado en la historia, el punto decisivo fue estar o no dellado de la clase en el poder, (muchas veces concientemente y otras slo comouna coincidencia). Esta posicin ha sido muchas veces determinante para queciertas teoras sean bien aceptadas, aunque vayan por caminos muchas vecesincorrectos.

Cuvier planteaba que los organismos vivos no se transformaban sino quetal como haban sido creados por Dios as se quedaran y que cualquier dese-quilibrio en el orden establecido producira la desaparicin de dicho organis-mo. En este momento escuchar esta formulacin nos puede parecer dificil decreer y sin embargo en ese tiempo, con estas interpretaciones, se promulga Cuvier como ganador del debate en contra de las teoras de Georoy. Sinembargo es importante rescatar la importancia que tiene Cuvier dentro dela biologa, si bien planteaba teoras un tanto estticas acerca del origen dela vida y en las que la evolucin no tena cabida, es considerado como unode los ms grandes historiadores naturales del siglo XIX y el que sent lasbases de la geologa moderna.

La historia que narra los pormenores del debate entre Georoy y Cuvieres interesante, sobre todo por lo complejo del marco histrico y social enel que se desarroll (Appel; 1987). Francia estaba en una etapa de grandesreestructuraciones y la ciencia tena un papel muy importante, se planteabanlas lneas que tena que seguir la academia a partir de una nacin en caos.El debate adems de ser una discusin entre dos cientficos era parte delas maniobras entre distintos bandos de poder, la iglesia con sus dogmasdefendidos por Cuvier y ciertos grupos con ideas revolucionarias que dealguna manera coincidan con los planteamientos de Georoy.

La academia no estuvo de acuerdo con que se llevara a cabo el debatey mucho menos que se le considerara el juez que decidiera quin perdera oganara, as que se mantuvo al margen. Es probable que esta actitud generarael mito de que Cuvier haba sido el ganador del debate. El hecho de que laacademia no diera un veredicto a una discusin que en realidad no tuvofin, permiti que se hablara del triunfo de Cuvier, probablemente como unamanera de desprestigiar a la misma academia la cual estaba entre la espaday la pared debido a la situacin poltica.

Las teoras de Saint- Hilaire tuvieron auge en otros lugares de Europa; dehecho el debate permiti que sus teoras fueran conocidas por varios sectorescientficos y no cientficos gracias a la polmica que se gener por el hechode ser un debate pblico. Independientemente de perdedores y ganadoresel debate de Cuvier y Georoy trajo consigo un cambio de ideologa en laresolucin de problemas en la biologa, transformando la visin naturalistapor una investigacin ms creativa en la que no slo se observaba y describa


la naturaleza sino que se elaboraban teoras mas elaboradas para explicar losfenmenos vivos, incluida la discusin acerca de la evolucin. El hecho de quese diera el debate y que las teoras de Georoy tuvieran una trascendencia,dio inicio a un proceso nico en la historia de la biologa, el surgimientode Darwin, quien retoma todas estas discusiones para elaborar su teoraacerca de la evolucin. Darwin se convierte en el padre de la evolucin sindar un verdadero crdito a los primeros pensadores, a las primeras semillasque dieron origen al pensamiento evolutivo. En cierto modo se presenta as mismo como si sus teoras se hubieran generado espontneamente. Queextrao que el padre de la evolucin no considerara dentro de sus teoras ala evolucin del pensamiento humano de gran importancia para comprenderlas fuerzas que generan la evolucin de las mentes individuales.

Lo ms importante de todo esto es que a lo largo de la historia la dis-cusin acerca de los fenmenos involucrados en el desarrollo de las formasvivas ha tenido un lugar muy importante en el pensamiento de muchos cien-tficos y sigue generando puntos de discusin y enfrentamiento entre distintasconcepciones y enfoques. La perspectiva cientfica lineal se ha topado conplanteamientos distintos con nuevas vertientes que superan las explicacionesque anteriormente se postulaban pero que ha considerado como invlidos einnecesarios ya que da por hecho que sus alcances son suficientes para lasposibilidades de comprensin de los fenmenos vivos. Es decir, definieronlmites en funcin de sus propias limitaciones y en consecuencia se top consu peor pesadilla, la complejidad.

Captulo 3

Los disidentes

Figura 7. Escarabajo. Albrecht Drer, 1505. J. Paul Getty Museum LosAngeles, California, 1999.

3.1. El arquetipo result ser real y el escarabajolucha en nuestro interior

Durante este lapso de mi vida, en el que de manera fascinante he des-cubierto nuevos planteamientos y enfoques acerca de la complejidad de lavida y que he intentado presentar en este trabajo, tuve en mis manos unlibro donde aparece un captulo clave. Se trata del trabajo Brotherhood byinversion (or, As the worm turns) escrito por Stephen Jay Gould en el libroLeonardo s Mountain of Clams and the Diet of Worms. En l Jay Gouldmuestra que las ideas acerca de la similitud que existe entre grupos animales

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muy diferentes (aparentemente) es real. A partir de su trabajo podemos apre-ciar el valor de las propuestas de Georoy ms all de considerarlas una meracuriosidad y valorar su insistencia por encontrar los patrones estructurales.En la actualidad sus planteamientos empiezan a ser retomados y graciasa nuevos avances metodolgicos y experimentales se han descubierto rela-ciones entre diferentes organismos no slo a nivel morfolgico sino tambin anivel molecular y gentico, e incluso se han encontrado patrones comunes dedesarrollo embrionario que han llegado a ser muy significativos sugiriendorelaciones filogenticas, estableciendo una manera completamente diferentede analizar a los seres vivos y a sus relaciones evolutivas.

En su libro Jay Gould muestra el planteamiento o teora de WalterGaskell, fisilogo ingls (1847-1914), acerca de la relacin entre los artrpo-dos y los vertebrados, como ya lo haba hecho Georoy, pero de manera unpoco diferente. l argumenta que la vida animal evolucion a partir de unalnea progresiva con avances mediados por el incremento en la elaboracindel cerebro y el sistema nervioso. En su trabajo The Origin of Vertebrates(1908) afirma:

Nosotros podemos trazar sin un rompimiento, siempre sigu-iendo la misma ley, la evolucin del mamfero a partir del reptil,del reptil a partir del anfibio, del anfibio a partir del pez, del peza partir del artrpodo [insectos y sus aliados], los artrpodos apartir de los anlidos [gusanos segmentados], y podemos ser con-fiados en que las mismas leyes pueden permitirnos ordenar ensecuencia a todos los grupos del reino animal (Gaskell en Gould;1998).

Gaskel llama a este principio lineal de control, ley superior de la im-portancia del desarrollo del sistema nervioso central por todo progreso haciaarriba y se distingue de los planteamientos de Georoy en que ste planteala existencia de un plan comn del que surgen diversos arquetipos a partirde transformaciones que resultan en diferentes morfologas en los grupos an-imales. La idea del control lineal en cambio articula todos los organismos enuna sola progresin. Segn Gaskell:

Esta consideracin apunta directamente al origen de los ver-tebrados a partir de los grupos invertebrados ms altamenteorganizados- los Artrpodos- entre todos los grupos animalesvivientes en la tierra en el presente ellos son los nicos que poseenun sistema nervioso central muy cercano en diseo con el de losvertebrados (Gaskell en Gould; 1998).

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Las teoras de Gaskell podran parecer extremas, sin embargo los artrpo-dos y los vertebrados tienen ciertas caractersticas en la organizacin gener-al, como el cuerpo alargado, simetra bilateral con rganos sensoriales en elfrente, estructuras excretoras en la parte posterior y un tipo de segmentacina lo largo del eje mayor que son comunes a grupos aparentemente muy dis-tantes. El problema de la bsqueda de la relacin entre estos dos grupos surgecuando se analiza la organizacin de los rganos internos. Los artrpodosconcentran el sistema nervioso en la parte ventral en donde corren los doscordones principales en la superficie de la panza del animal; la boca abreen la parte ventral con el esfago pasando entre los dos cordones nerviosos,y el estmago y el tubo digestivo corre por encima de los cordones nerviosos.En el caso de los vertebrados en cambio, el sistema nervioso central se sitaa lo largo de la parte dorsal formado por un tubo sencillo que finaliza en unbulbo cerebral en la parte frontal y el aparato digestivo se desarrolla abajodel cordn nervioso. Existe adems otro tipo de inversin presente entre estosdos grupos en sentido anteroposterior: los invertebrados son protostomados,es decir el blastoporo origina a la boca y los vertebrados son deuterostoma-dos, el blastoporo origina al ano. Analizando estos puntos podemos ver quecon slo invertir el arreglo de un insecto se observa la composicin orgnicade un vertebrado.

En este punto podemos retomar la propuesta de la teora de la inversinde Georoy Saint- Hilaire la cual ha tenido un lugar muy importante enlas discusiones acerca de la evolucin de los vertebrados y representa unpunto fundamental para complementar las teoras que apoyan el desarrollode las formas a partir de bloques arquetpicos causantes de la diversidadmorfolgica. En nuestros das esta propuesta puede ser considerada comoproducto de leyes racionales de transformacin, sin embargo el pensar quelos grupos animales surgieron de manera lineal a partir de otro organismoes un poco contradictorio con los planteamientos de este trabajo.

La vida con toda su complejidad se ha desarrollado generando unaadaptacin global incluyendo el todo con sus partes. La misma adaptacin hagenerado patrones de formas o arquetipos como podramos llamarles, parahabitar el mismo mundo con toda su materia. Los parecidos son enormes yaque seguimos las mismas leyes, nos alimentamos de la misma magia.

Georoy de alguna manera tena razn. Quiz las explicaciones no er-an las ms indicadas, o sus recursos para mostrarlo eran insuficientes perosu pensamiento terico estaba correcto tal como ha sido mostrado al aden-trarnos en el mundo de los genes. Ahora podemos saber con cierta facilidadque los vertebrados y los artrpodos estn separados evolutivamente por 500millones de aos pero con un extenso nmero de genes similares que estruc-

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turan a ambos grupos. Es decir, las entraas moleculares de los vertebradosy los artrpodos se relacionan por mucho; existen unidades estructurales in-negables para los ojos de la ciencia moderna. Los seres vivos no evolucionanen lnea recta uno tras otro cual fbrica de galletas, sino algo ms parecido aun manglar en el que no existen relaciones jerrquicas, ni de inferioridad nide escala; funcionan bajo las mismas leyes frente a una dinmica compleja.

Figura 8. Liblulas, grillos e insectos. Jacob Hoefnagel, 1630. J. Paul GettyMuseum Los Angeles, California, 1999.

Las relaciones genticas de diversos grupos animales han sido analizadasasombrosamente desde la visin de la biologa del desarrollo en donde sedescriben secuencias casi iguales entre grupos de genes encargados del de-sarrollo durante la vida embrionaria llamadas cajas hometicas. De aqu sedesprende la importancia de la embriologa y la evolucin como partes in-tegradas e inseparables. Se ha propuesto que el hecho de que existan estascajas de genes encargados del desarrollo en grupos animales distintos es elresultado de la convergencia, es decir que con base en diferentes puntos sedesarrollan soluciones evolutivas iguales. Sin embargo esto parece ser err-neo, las cajas hometicas son el resultado de la conservacin a lo largo dela evolucin de patrones de desarrollo presentes en una gran diversidad deformas aparentemente muy distantes, los vertebrados son en cierto sen-tido, verdaderos hermanos (u homlogos)- y no solamente anlogos- de losgusanos y los insectos(Gould; 1998).

Un ejemplo que ha apoyado el hecho de que las estructuras no se desar-rollan por una simple convergencia y una solucin a una necesidad a partirde diferentes materiales como es el ejemplo del ojo, anatmicamente muy

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diferente entre vertebrados, moluscos y artrpodos, es la presencia de un genllamado pax- 6 que participa en el desarrollo embrionario del ojo en los tresgrupos. De aqu se puede desprender que existe un ancestro comn entreestos tres grupos y que dicho gen lleg para quedarse.

Un suceso muy importante dentro de esta discusin es el descubrimientode Eddy De Robertis de la UCLA y de Ethan Bier de la universidad de Cal-ifornia San Diego, con el cual la idea de Georoy y la teora de la inversinde artrpodos y vertebrados parece ser reivindicada. Todo comenz con lasecuenciacin del gen de los vertebrados llamado chordin. Dicho gen codif-ca a una protena que induce el desarrollo de la parte dorsal del embrinen desarrollo y juega un papel muy importante en la formacin del cordnnervioso dorsal. Cuando estos investigadores buscaron el gen correspondi-ente en Drosophila descubrieron que chordin tiene una gran similitud consog, pero ste se expresa en la parte ventral de la larva de Drosophila dondeacta en el desarrollo del cordn nervioso ventral. Es decir, el mismo gen de-sarrolla el sistema nervioso en los dos grupos pero de manera invertida, y porlo tanto Georoy estaba en lo correcto. La panza de los insectos correspondea nuestra espalda y viceversa. La teora de la inversin ha sido comproba-da no en el mismo sentido que le haba dado Saint- Hilaire pero podemospensar que era un tipo muy intuitivo. La importancia de la morfologa y sudesarrollo en la dinmica de la vida es retomada hasta hace algunos aosy es hasta este momento en el que podemos rescatar las ideas de los pre-cursores cientficos, cuyos estudios no fueron plenamente reconocidos en sutiempo, probablemente por la falta de herramientas y fundamentos ahoramejor comprendidos acerca del funci

cordados origen teorias

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