La inteligibilidad de las formas vivas
Complejidad contra incertidumbre
La belleza intrínseca del agujero
La inteligibilidad de las formas vivas (artículo de Jorge Wagensberg)
El Sol y una burbuja de cava tienen la misma
forma. En lo demás difieren: tamaño, composición, estructura, temperatura,
entorno, ... Ante tal coincidencia podemos encogernos de hombros y pasar a otro
asunto, o maravillarnos y tratar de comprender. La forma de un objeto puede ser
una imposición de su entorno: en condiciones de perfecta isotropía, lo más
probable es una esfera. Es una necesidad. Pero si la forma necesaria pertenece
a un ser vivo, entonces ésta puede verse, además, reforzada por la selección
natural: los huevos de todos los animales derivan de la esfera, la forma que
expone la mínima superficie al exterior (bueno para retrasar la pérdida de
calor) y también la forma más difícil de morder. Superar el examen de la
selección significa ganar función.
Otras formas muy visibles son: El hexágono
aparece en los nidos de abejas y avispas, en los ojos facetados de los
insectos, en pieles, caparazones y esqueletos, en los balones de fútbol, en las
baldosas del Paseo de Gracia de Barcelona ... Un círculo admite otros seis
iguales y tangentes a él mismo. Cuando se comprimen, el espacio intersticial se
esfuma y surgen los hexágonos: el hexágono pavimenta.
El cono brilla en dientes, picos, hocicos,
espinas, puntas, embudos, herramientas ... El ángulo transmite todas las
fuerzas hacia el vértice y allí se concentran: el cono penetra. La onda se
dibuja en el movimiento de gusanos (ondas longitudinales), reptiles y peces
(ondas laterales), mamíferos acuáticos (ondas verticales); la onda mueve bien
la materia y mueve la información sin desplazar la materia: la onda comunica.
La espiral se exhibe en cuernos, conchas,
flores, trompas y colas en reposo, rollos de mil clases, ... Es la manera de
crecer sin derramarse por el espacio: la espiral empaqueta.
La hélice se usa en todo tipo de anclajes:
lianas, zarcillos, colas y trompas en uso, fibras, cabellos, cuerdas,
tornillos, ... Según la ley de Euler, en física, la resistencia a la tracción
crece exponencialmente con el número de vueltas que entran en fricción: a
hélice agarra.
Los fractales son inevitables en ramas,
raíces, venas, arterias, nervios ... Es la manera de llegar a todos los puntos
del espacio con continuidad. Las plantas son fractales por fuera y los animales
lo son por dentro: los fractales rellenan.
Resulta que casi todas las formas frecuentes
en la materia viva están emparentadas con la platónica perfección del círculo.
Su necesidad se comprende, su función se explica, ¡son inteligibles! Los
fractales, en cambio, no tienen nada que ver con la circunferencia. Su función
en la vida está clarísima, pero para ser muy funcional antes hay que ser un
poco necesario. ¡La selección no puede favorecer lo que no existe! ¿En qué se
basa la necesidad de los fractales?. ¿Por qué hay tantos en la materia inerte?
Un (aqui
falta un trozo en el original) (Physica
A, 251 (291), 1988). ¡No necesita el parentesco del círculo para optar a la selección!
A ver cómo suena: la morfogénesis de la vida
se las arregla con sólo dos familias de curvas: círculos y fractales. Suena a
sentencia bíblica. No está escrito, pero sí pintado. En la portada de la Bible
Moralisé (1220-1250, Biblioteca Nacional de Viena, códice 2554) el artista
intuye al Creador con un compás en la mano, junto a un mundo recién hecho a
base de círculos y figuras fractales. La leyenda en francés antiguo dice: Ici
crie dex et terre, Soleil et lune et toz elemenz (Aquí Dios crea el cielo y la
tierra, el sol, la luna y todos los elementos).
Artículo de Jorge Wagensberg publicado en “El País” el 21 de febrero de 2.001
Con la vida, la materia gana identidad;
con la inteligencia, la identidad se anticipa a su entorno; y con la cultura,
la inteligencia llega a preguntarse sobre ella misma. La inteligencia, una
prestigiosa estrategia para relacionarse con el resto del mundo, tiene grados.
La inteligencia mínima es la no
inteligencia. Una piedra no percibe su entorno. Por ello depende mansamente de
su incertidumbre. La inteligencia de una piedra es de grado cero.
Un ser vivo, poco o mucho, recibe y emite
información. Las hormigas marcan químicamente el camino para volver a casa. Es
un plan escrito en su genes. La especie neotropical Odontomachus bauri
tiene, además, una curiosa alternativa: cuando sale a explorar el bosque, frena
en seco cada quince segundos para mirar la cúpula de los árboles. Camina, se
detiene, levanta la cabeza, mira, memoriza y reanuda la marcha. Un, dos, tres,
cuatro, un, dos... Así consigue grabar, en su minúsculo cerebro, una secuencia
ordenada de imágenes, figuras en negro y blanco de las ramas contra el cielo.
Para volver al hormiguero sólo tiene que pulsar un conmutador cerebral: a
partir de ese momento ya no se mira para grabar, sino para cotejar. Las imágenes
avistadas durante la vuelta deben coincidir, en orden inverso, con las grabadas
durante la ida. Es un buen plan. Es, digamos el plan A. Pero la inteligencia de
esta clase, por muy espectacular que parezca el plan, es sólo de grado uno. Si
falla el plan A, la hormiga quizá salte al clásico plan de las feromonas, pero
nunca buscará un plan B que no esté preparado en sus genes. Cuando una hormiga
cambia es que ya se ha convertido en otra especie. La inteligencia de grado uno
sólo se anticipa a lo previsible. Las verdades de hormiga (de bacteria, medusa
o calamar) no caducan. Eso es cosa del grado dos.
Un pulpo hambriento mira con interés a un
cangrejo encerrado en un frasco. El pulpo intentará primero el plan A: agarrar
la presa a través del vidrio. El plan falla. Y el genoma del pulpo no incluye
otro plan tipo 'cangrejo envasado'. Pero el pulpo (que no un calamar) se pone a
buscar una alternativa. Y la encuentra: abrir el frasco. Su inteligencia,
azuzada por el hambre, es de grado dos: aquella que busca un plan B cuando
falla el A. El pulpo aprende de las contingencias de su entorno. Pero ningún
pulpo es capaz de controlar un instinto en función de otra cosa que no sea otro
instinto mayor. La vigencia de una verdad de pulpo cambia frente a ciertas
contingencias, sí, pero sólo con el permiso de sus instintos más fuertes. Otra
cosa requiere un grado más.
Un perro (que no un caballo) puede
ignorar, durante horas, sus urgencias más imperiosas, si lo que hay bajo sus
patas es una alfombra. El perro es capaz de evaluar una particular situación de
su entorno y, en función del resultado, desprogramar ciertos automatismos. Es
la inteligencia que administra instintos, la de grado tres. La verdad de perro
cambia, mal que le pese a su instinto, sí, pero no se eleva mucho sobre lo
particular. Para eso hace falta algo más.
Es el grado cuatro. Es la
inteligencia que puede descubrir una esencia común en dos casos distintos
(comprender). Es la inteligencia de la inteligibilidad. Es la cultura. Con ella
un chimpancé fabrica (y repara) instrumentos para cazar termitas. Con ella se
puede dibujar, cocinar y hacer ciencia. La verdad inteligible es la única que
cambia por oficio y es, por lo tanto, idónea para seguir vivo en un mundo
cambiante. Con ella incluso se puede, por ejemplo, organizar la convivencia
humana. Aunque se nos olvide cien veces al día.
Artículo de Jorge Wagensberg publicado en “El País” el 2 de mayo de 2.001
Aún podemos entrar en una selva tropical,
recoger el primer insecto que nos salga al paso y dar así con una especie nunca
antes descrita. Y si permitimos que el animal siga su camino treinta segundos más,
igual observamos un raro comportamiento jamás descifrado hasta entonces. Es el
caso de la hormiga Blepharidatta conops. Patricia Romano da Silva, una
joven doctorando del Museo de Zoología de São Paulo, trabaja con varias
colonias vivas de esta especie. Una tarde, en su laboratorio, Patricia me
muestra el prodigio:
Inmediatamente después de que una obrera
decide transportar un inmaduro (huevo, larva o pupa), otra obrera se le echa
encima para disputarle el privilegio de tan alta responsabilidad. Se inicia así
un rito que dura varios segundos, un sereno y tenso tuya-mía, un duelo
que define una vencedora. El premio es encargarse de la misión; el consuelo,
partir en busca de una nueva oportunidad.
¿Para qué hacen eso?
¡No sé!
Hay que diseñar un plan para averiguarlo. ¿Cuál?
Piénsese media hora antes de continuar. Continuamos. Se marcan todas las
obreras y se toma buena nota del resultado de los torneos. Necesitaremos, eso sí,
un poco de método científico para procesar los datos de tan singular liga
deportiva. Se diría que sólo pueden ocurrir estas cuatro cosas:
1. Las que pierden siempre pierden y las que ganan siempre ganan.
Consecuencia: las obreras tienen una ligera subdivisión del trabajo. Existen obreras
sparring y obreras transportadoras. En este caso, el ritual es
una especie de prueba para asegurar la buena forma o la buena técnica de las transportadoras.
Por ejemplo: la fiabilidad del agarre de las mandíbulas, no vaya a ser que éstas
cedan al primer tropiezo o al primer tirón de un ladrón hambriento. Es como el
escudero que comprueba el estado de las trinchas de la montura antes de que el
caballero arranque a galopar.
2. Una obrera concreta a veces gana y a veces pierde, de modo que el
resultado final determina un ranking. Es decir, existen la obrera número
1, la número 2, etcétera. En una colonia bien estudiada se podría apostar bien,
como en el tenis de élite, por el ganador de cada encuentro. La respuesta en
este caso no puede ser más darwiniana, porque el ritual es un mecanismo de selección
preolímpica para actualizar la lista de las mejores mandíbulas en cada
momento y lugar.
3. Una obrera concreta gana (o pierde)
aleatoriamente. En este caso, el tuya-mía, o bien es para detectar inmaduros
accidentalmente mal agarrados o bien no se refiere en absoluto a las obreras,
sino al propio inmaduro. Lo importante es sólo agitar antes de usar. Quizá haya
programado un tiempo máximo de forcejeo y, tras el toque de la campana, la
vencedora se decide con una moneda al aire. Puede ser también que el tuya-mía
suponga algún tipo de estímulo para preparar el viaje. Otra respuesta posible
es que no haya respuesta. El ritual no tiene sentido... de momento...
4. Ninguna de las alternativas anteriores se corresponde con los datos.
Las pautas son complejas. La investigación, continua...
Este plan ilustra muy bien una bella metáfora
del añorado Richard Feynman: el científico descubre las leyes de la naturaleza
como el novato que deduce las reglas de juego del ajedrez tras largas horas de
mirón en partidas de café.
Hoy ha llegado una buena
noticia. Tras unos meses de pruebas, Patricia ha conseguido marcar las 128
obreras de una colonia, con un finísimo pelo de tejón y un código de cuatro
colores. Sólo ha habido dos bajas. Las hormigas han desisitido por fin de
lavarse la marca de su espalda y ya han vuelto al trabajo. Ahora viene lo
bueno.
¿Qué es un individuo? (publicado en El País el 25-9-02)
JORGE WAGENSBERG
Una bacteria es un individuo. Lo es también sin duda un pájaro y,
con alguna duda, un árbol. Quizá lo sea también, aunque menos, un
hormiguero, una familia, un club, una ciudad o una nación. Los
límites no son nítidos y acaso existan grados incluso para la idea
de individualidad. Se puede pensar en un grado máximo y en uno
mínimo. Existen objetos hechos de materia viva que nunca han sido ni
serán individuos. Por ejemplo: un hígado. Nunca se ha visto un
hígado paseándose por el mundo como un ser libre. Asignemos el
número cero (0) a este mínimo. En el otro extremo existen objetos
vivos como, por ejemplo, los entes dotados con un cerebro
coordinador e integrador. El grado de individualidad de una hormiga
trabajando en su colonia parece menor que el de una libélula
patrullando en una charca, es verdad, pero cierto extremo
infranqueable se intuye ya cercano. Asignemos el número uno (1) a
esa máxima individualidad. La ilusión del pensador ahora es
construir un esquema conceptual que permita evaluar el grado de
individualidad de un ente biológico (o cultural). Para empezar
necesitamos un principio de definición. Probemos:
Un individuo es un objeto que tiende a mantener su identidad
independiente de la incertidumbre de su entorno.
La definición es toda una invitación a buscar qué propiedades de un
objeto contribuyen a definir su grado de individualidad. Probemos:
1) El individuo es un Todo compacto con una superficie frontera
abierta al paso de materia, la energía e información. Lo compacto
tiene grados: un organismo es más compacto que una población.
2) El individuo es un Todo independiente de Partes
interdependientes. Hay grados: los pólipos de una colonia de coral
son más interdependientes que las bacterias de un simple agregado.
3) El individuo es un Todo cuya viabilidad es prioritaria a la de
cualquiera de sus Partes. Hay grados: el termitero es más viable que
una termita y una termita más que su población intestinal de
microorganismos.
3) El individuo es un Todo al servicio del cual están las funciones
de sus Partes. Hay grados: un sistema inmunitario es más fiel y
exclusivo que un ejército convencional.
4) El individuo es un Todo genéticamente uniforme. Hay grados: lo es
más una colonia de insectos sociales que una de insectos no
sociales.
5) El individuo es el resultado de algún (tipo de) desarrollo. Hay
grados: lo es más una colonia de coral que procede de la división
asexual de un único pólipo que una colonia de pingüinos.
6) El individuo es una unidad evolutiva. Hay grados: la selección
natural actúa más sobre un león que sobre su familia.
Cada una de estas seis propiedades aportaría un peso al valor del
grado de individualidad. Un buen esquema conceptual no cambia las
respuestas sino las preguntas. Probemos. Ciertos agregados en forma
de superficie esférica, estudiados por el equipo de mi amigo
Henrique Lins de Río de Janeiro, están formados por unas veinte
bacterias magnetotácticas y son capaces de orientarse en el espacio
y de moverse a altísimas velocidades. Al parecer, se reproducen
desdoblando sincrónicamente sus células, de modo que de una esfera
se desprende otra como si fuera una monda de naranja. Nunca se han
visto tales células vagando libres a su aire. El caso es notable
porque podríamos estar delante del primer (?) individuo (??)
pluricelular ensayado por una población de células sin núcleo. La
pregunta clave sobre esta maravilla ¿es o no es un individuo? sólo
tiene dos respuestas posibles, un cero o un uno. Mejor quizá
preguntarse ¿cuál es el grado de individualidad de esta maravilla?
Probemos...
Complejidad contra
incertidumbre
JORGE WAGENSBERG ( 12-01-00)
Un individuo vivo es un objeto de este mundo que tiende a conservar la
identidad que le es propia, independientemente de las fluctuaciones del resto
del mundo (el entorno). Y resulta que el entorno cambia. Adaptación es la
capacidad para resistir los cambios típicos de un entorno. Independencia (o
adaptabilidad) es la capacidad para resistir cambios nuevos. La adaptación se
refiere a la certidumbre del entorno y la adaptabilidad a su incertidumbre. No
son la misma cosa. Incluso ocurre que a más de la primera, menos de la segunda.
La incertidumbre del mundo es su más grande certidumbre. Así que, si hay una
pregunta que vale la pena, es ésta: ¿cómo seguir vivo en un entorno incierto? A
lo mejor resulta que la clave para comprender la evolución biológica no es el
concepto adaptación, sino el de independencia. La idea promete, porque la
física y la matemática, sus leyes y teoremas, no entienden de adaptaciones,
pero sí de independencias. Probemos.
Hay tres grandes familias de alternativas: La independencia pasiva. La manera
más simple y banal de ser independiente es aislarse. Es cuando la frontera es
impermeable a todo intercambio de materia, energía e información. Es la peor
manera de ser independiente, porque en ese caso el severo Segundo Principio de
la Termodinámica se aplica inapelable y el sistema resbala a un único estado
posible, el de equilibrio termodinámico: es la muerte. Hay muchas maneras de
estar vivo, pero sólo una de estar muerto. Con todo, la vida usa muchas y
buenas aproximaciones de esta alternativa: la latencia, la hibernación, las
formas resistentes como las semillas, el abrigo o el simple crecimiento (más
inercia)... La idea es reducir la actividad o mantener la simplicidad y cruzar
los dedos a la espera de tiempos mejores.
En la independencia activa el individuo se abre al mundo para mantener un
estado estacionario lejos del equilibrio. Las ecuaciones de la física de
sistemas abiertos y de la matemática de la comunicación explican cómo se
consigue tal cosa. Si la incertidumbre del entorno aumenta, se puede mantener
la independencia del mismo estado aumentando la capacidad de anticipación del
sistema (mejor percepción, mejor conocimiento...), o aumentando la capacidad de
influir sobre el entorno inmediato, esto es, con más movilidad (capacidad para
cambiar de entorno) o con más tecnología (capacidad para cambiar el entorno)
como ocurre con la construcción de nidos o guaridas.
Si la independencia activa fracasa y las fluctuaciones del entorno son tan
caprichosas que no hay manera de mantener el estado estacionario, todavía queda
la posibilidad de la independencia nueva. Es la evolución. Se logra por
combinación de individuos preexistentes. Estrategias de prestigio son la
reproducción (especialmente la sexual, claro), la simbiosis u otro tipo de
asociaciones... En este caso, las ecuaciones son claras: un aumento de la
incertidumbre del entorno requiere un aumento de la complejidad del sistema.
Progresar en un entorno es sencillamente ganar independencia respecto de él.
Las líneas progresivas y las regresivas no son ejemplo y contraejemplo de un
mismo evento contradictorio, sino dos casos particulares diferentes de otro más
general. El regreso se da en condiciones de hiperestabilidad y el progreso bajo
la presión de la incertidumbre ambiental. Podemos respirar aliviados y
reconciliarnos con la fuerte intuición de que, después de todo, algo ha
ocurrido entre la aparición de la primera bacteria procariota y, digamos, el
nacimiento de Shakespeare.
La belleza
intrínseca del agujero
LA VIDA come vida. El mundo está hecho así. La ilusión de todo ser vivo es seguir vivo y la regla, desde una medusa del cámbrico hasta un ciudadano moderno es: comer y no ser comido. Seguir vivo no es fácil porque lo más cierto de este mundo es que el mundo es incierto. El mundo está hecho así. Cuando la incertidumbre aprieta, el ser vivo afina dos grandes funciones: la capacidad de anticipación y la acción. La percepción del mundo exterior, la inteligencia y el sistema inmunológico, por ejemplo, son estrategias de gran prestigio a la hora de anticiparse a la incertidumbre del entorno. Para actuar en consecuencia, existen dos grandes alternativas, cambiar el entorno (la tecnología) o cambiar de entorno (la movilidad).
De los cinco reinos del mundo vivo, los animales son sin duda los que más lejos llegan cuando se trata de anticipar y de actuar. Bacterias, hongos, protistas y plantas se las arreglan con poca inteligencia, inmunología y tecnología. Estas prestaciones parecen requerir sobre todo una cosa: capacidad de sufrimiento (en el sentido de sentir, no de resistir). ¿Por qué se sufre? Sufrir es un estímulo que la selección natural ha favorecido como aviso eficaz de que algo va mal entre un animal y la incertidumbre que le rodea. Dicho de otro modo, los animales que accedieron a la existencia sin sensibilidad para sufrir ya no están en ella. Por la misma razón, no quedan animales inapetentes en el paisaje (se han muerto de hambre por falta de hambre). ¿Por qué habrían de abandonar la seguridad de un refugio y despilfarrar energía en busca de alimento? El sufrimiento es, al parecer, un requerimiento de la alta complejidad que resulta de una alta incertidumbre ambiental. Hasta aquí, el mundo es así porque así está hecho.
Pero todo cambia con la emergencia del conocimiento abstracto: el mundo ya no es así porque así esté hecho. El filtro ya no es la selección natural. Ahora se impone la decisión de un animal altamente cualificado para anticiparse y para controlar su incertidumbre más o menos inmediata. La cultura maneja el resultado de miles de millones de años de selección natural, al tiempo que la deja obsoleta. Pero el objetivo continúa siendo el mismo: regular la incertidumbre. El fuego, introducido al parecer por el Homo erectus ahorra más sobresaltos de los que provoca. La agricultura y la ganadería sirven para reducir las fluctuaciones de la incertidumbre de cazadores y recolectores. El dinero sirve para amortiguar las azarosas desventuras de la economía de trueque. La investigación médica sirve para suavizar la trascendencia de accidentes e incidentes. La red de depósitos subterráneos de una ciudad sirve para neutralizar los excesos de las lluvias torrenciales... Progresar equivale, para muchos y en muchos sentidos, al dominio de la incertidumbre ambiental.
Progresemos. Una granja de pollos, por ejemplo, ayuda a reducir la incertidumbre humana. Para los mismos pollos la incertidumbre es prácticamente nula. Y sin embargo una granja de pollos es -suele ser- un monumento al martirio animal. Su sufrimiento ya no les sirve frente a su inexistente incertidumbre. Sólo sufren. Sufren horripilantemente durante toda su existencia. La selección natural no ha tenido tiempo para inventar pollos de granja gordos, sabrosos, baratos y que, además, resulta que no sufren. Tenemos un problema.
Nadie discute el derecho a comer pollo, pero no está claro que, dentro de ese derecho, se pueda exigir el concepto del mínimo sufrimiento. ¿Por qué habría de ser así? Se pueden encontrar muchos argumentos de todo tipo, morales, estéticos, racionales... Sin embargo, en una sociedad democrática debería bastar con uno. En un Estado de derecho preocupa el sufrimiento humano. Eso sí está claro. Y en cualquier colectivo humano existen personas que sufren con el sufrimiento animal. Pues ya está. Se trata sólo de un cambio de mentalidad para tener a esas personas en cuenta. Supongamos por un instante que hay que matar focas porque su piel es insustituible (¿?). La idea sería entonces cambiar el concepto estético de la piel de foca. Sobre gustos hay mucho escrito y se puede escribir mucho más aún. A las focas se las mata a palos por un motivo estético (¡!) porque ¿cómo vender un abrigo con un orificio de bala?
¡Convenciéndose de la belleza intrínseca del agujero! Sería algo así como la condecoración que ilustra la muerte digna (¡?) de un conmovedor bebé de foca, de plumoso pelaje blanco. Los agujeros en la piel serían también una marca de autenticidad, como los perdigones en la perdiz con coles. Cambiar de costumbres no cuesta tanto. Hace mucho que ya no enfrentamos a gladiadores y fieras para el deleite público y hace mucho menos que no dejamos caer el envoltorio de un helado en el punto exacto en el que acabamos de engullirlo. La idea del mínimo sufrimiento es sencilla. En algún caso, la aplicación de esta idea podría incluso encarecer algún producto. Pero hablemos. Podemos hablar.