SESIONES DE LECTURA EN FILOSOFÍA DE LAS CIENCIAS
Capítulo 1 de 'Behind the mirror': La vida como un proceso de aprendizaje
Lorenz comienza el primer capítulo mencionando la aparente contradicción termodinámica en la condición de los seres biológicos, a decir, el movimiento de un estado de "menor orden" a otro de "mayor orden", o de menor a mayor complejidad, probabilidad, o cualquier otro término a la mano para reinterpretar la entropía termodinámica, independiente de cuán bien se acomode a sus usos en mecánica estadística. Lorenz comenta que ninguna ley de la termodinámica es violada, ya que todos los procesos biológicos son sostenidos por el flujo de energía siendo disipado en el universo. De manera un poco más amena al lector moderno, Nelson (2002) lo explica de la siguiente manera:
"[W]e must recall that the Second Law applies only to an isolated system. Even though the jar with water vapor is sealed, it gave off heat to its surroundings as the water condensed, so it’s not isolated. And there is nothing paradoxical about a subsystem of the world spontaneously increasing its order" (Nelson, 2002, p. 8).
Es decir, puesto que la Segunda Ley de la termodinámica aplica solo para sistemas aislados, no hay nada incoherente en imaginar que un subsistema del Universo, el cual es abierto para el intercambio de energía y materia con su entorno, incremente en "orden" mientras que el resto del Universo aumenta en "desorden".
Para poder lograr esto, Lorenz afirma que todos los sistemas biológicos "fueron construidos" para "adquirir" y "almacenar" energía1. A su vez, estos sistemas están construidos de tal forma que, mientras más energía han adquirido, más pueden absorber, lo cual traduce a observaciones como "un gran número de animales más grandes come más que un pequeño número de animales pequeños". Llama a esto un ciclo de derivación de energía organizado como un sistema de retroalimentación positivo. Posteriormente, hace una analogía con sistemas inorgánicos como las avalanchas que se hacen cada vez más grandes y los incendios que se esparcen más y más, sin embargo, esta analogía es pobre para referirse a sistemas al nivel de organismo. Un organismo no se hace más grande ni puede absorber más energía indefinidamente. Ni siquiera las poblaciones, comunidades o ecosistemas lo hacen. Existen restricciones tanto ecológicas como termodinámicas a estos crecimientos indefinidos.
Los sistemas biológicos difieren de los inorgánicos en la medida en que la habilidad que poseen para adquirir y almacenar energía es producto de estructuras físicas sumamente complejas, las cuales han sido filogenéticamente desarrolladas para ese propósito. Es decir, los sistemas biológicos cuentan con un historial filogenético que traza los orígenes de sus estructuras y funciones que les permiten adquirir y almacenar energía.
Lorenz relata de manera simplificada el proceso por el cual el material genético se replica, donde pueden ocurrir variaciones infinitesimales aleatorias. Tomando el ejemplo de animales sexuales, Lorenz ilustra que el material genético también varía en la manera en que los gametos del macho y la hembra se combinan durante la fertilización, lo cual tiene como consecuencia que la apariencia externa de los organismos superiores (el "fenotipo") nunca sea completamente constante.
Con base en la variabilidad del material genético, algunos fenotipos resultan con consecuencias negativas y otros positivas para la adaptación del organismo a su entorno en relación a sus ancestros. En función de esta variabilidad, algunos organismos son "más aptos" para adquirir energía o reducir la probabilidad de la pérdida de esta. Así, las probabilidades de supervivencia y reproducción de aquellos más aptos aumentan a costa de los demás miembros de la población, llevándolos a la extinción. Esta resulta una reformulación de la selección natural en términos de adquisición de energía, a pesar de que no todas las formas de adecuación biológica implican mejoras en la adquisición de energía (véase la selección de parentesco).
Uno de los puntos más claves de este capítulo es aquel en que Lorenz se establece como un adaptacionista puro, a decir:
"In the last analysis all complex structures of the entire range of organisms have arisen through the selection pressure of survival functions" (Lorenz, 1973/1977, p. 22).
Lo que Lorenz afirma es que todas las estructuras de los organismos y, lo que es lo mismo, todo el fenotipo de los organismos, fueron producto de la selección natural. Esto tiene como resultado que la selección natural no solo es tratada como la explicación primaria de todas las características fenotípicas, sino como la única necesaria. Esta es una versión simplista de la teoría de la evolución incluso en su versión más temprana en la obra de Darwin. Gould & Lewontin (1979) denominan esto el paradigma panglosiano, panglosianismo, o programa adaptacionista:
"[The adaptationist programme] is rooted in a notion popularized by A. R. Wallace and A. Weismann (but not, as we shall see, by Darwin) towards the end of the nineteenth century: the near omnipotence of natural selection in forging organic design and fashioning the best among possible worlds. This programme regards natural selection as so powerful and the constraints upon it so few that direct production of adaptation through its operation becomes the primary cause of nearly all organic form, function, and behaviour" (Gould & Lewontin, 1979, p. 585).
De esta postura adaptacionista, Lorenz extrae dos conceptos: teleonomía e información. Para Lorenz, teleonomía es la adaptación a la supervivencia propia de las características fenotípicas. Es decir, por un proceso de selección natural, estos rasgos han evolucionado para mejorar la adecuación biológica de la especie, lo cual les da la impresión de que han sido diseñados para ese propósito, sin que en verdad haya un diseño subyacente. Esto es teleonomía.
Por otro lado, la información se refiere a correspondencia o "impresión" dada por el entorno a los rasgos fenotípicos. Al adaptarse al entorno, los caracteres fenotípicos dicen algo acerca de este o, en palabras de Lorenz, la adaptación implica un proceso por el cual se da una correspondencia entre el objeto que se adapta y las circunstancias en las que se adapta. Este sentido de información no es equivalente al de la teoría de información de Shannon. En el sentido lorenziano, la información es la raíz de los procesos de adaptación, lo cual podría interpretarse como la necesidad de la correspondencia entre las estructuras de los organismos y el entorno en que evolucionan para garantizar la adecuación biológica. Existe información en la relación entre la estructura adaptada y el entorno a la que se adaptó.
En resumen, tenemos hasta el momento que, para Lorenz, los sistemas biológicos aumentan su complejidad mediante la disipación de energía, y este aumento de complejidad solo es posible a través de la adquisición y almacenamiento de energía. Debido a la variabilidad genética que se produce en la replicación y en el ordenamiento aleatorio de los gametos, siempre hay garantía de variabilidad fenotípica, la cual, a su vez, se relaciona con un éxito diferencial para la adquisición y almacenamiento de energía. Aquellas estructuras que aumenten este éxito, se traducen a una mayor tasa de reproducción y supervivencia en los subgrupos de una población que las exhiban, de tal forma que la población evoluciona a etapas en las que tiene estructuras cada vez más y más adecuadas para lidiar con su entorno. En la medida en que estas estructuras evolucionan en virtud de las ganancias marginales a la reproducción y supervivencia que confieren, estas exhiben un carácter teleonómico, y a su vez expresan información del entorno en que evolucionaron, pues sin una correspondencia entre las estructuras y el entorno en que demostraron ser aptas no habría sido posible que mejoraran la reproducción y supervivencia de los organismos.
Posteriormente, Lorenz estrecha el uso de información para identificar "conocimiento" en el genoma:
"The gain in knowledge, achieved by trial and error by the genome — which retains what is fittest for it — results, as mentioned above (p.6) in the formation of an image of the material world within the living system; an image 'built up', as Donald M. Mackay puts it, from the 'descriptive information content of the situation'" (Lorenz, 1973/1977, p. 23).
Vale la pena preguntarse hasta qué punto el uso de conocimiento acá intenta extender su uso original o si es una heurística para referirse al éxito reproductivo diferencial. También cabe preguntarse cómo se relaciona este uso de conocimiento con la previa atribución de este a un paramecio que supera un obstáculo. Con base en extractos posteriores (discutidos abajo), parece una expansión del concepto de conocimiento más allá de la cognición humana, el cual se ve implícitamente validado por el empleo del concepto de información para explicar algunas de las propiedades de los rasgos fenotípicos. Si las características fenotípicas son información en un sentido y el genoma es responsable de estas características, como lo afirma Lorenz, entonces podría decirse que la posibilidad del genoma de producir estas características se debe a algún proceso que requiere conocimiento. El genoma posee conocimiento del entorno, y así produce rasgos que se adaptan a él.
Esta interpretación se vuelve un poco más plausible cuando Lorenz comienza a hablar sobre el genoma como una entidad activa capaz de experimentar y decidir sobre lo que retiene en función de la adecuación biológica producto de los resultados de sus ensayos:
"The method of the genome, perpetually making experiments, matching their results against reality, and retaining what is fittest, differs from that adopted by man in his scientific quest for knowledge in only one respect, and that not a vital one, namely that the genome learns only from its successes, whereas man learns also from his failures. Otherwise, like the genome, man proceeds by comparing an idea in his mind, a hypothesis he has evolved, with the outside world and 'checks whether it fits'" (Lorenz, 1973/1977, p. 24).
El genoma "adquiere conocimiento" y "hace experimentos", así como también "aprende" de sus éxitos. Bajo estos fragmentos es que comienza a cobar sentido el título de la sección, a decir, la adaptación como adquisición de conocimiento.
Un problema particular en la obra de Lorenz es su uso de la validación del conocimiento en contextos científicos como equivalentes al proceso de selección natural y la agencia del genoma implicada en su obra. Citando a Campbell, Lorenz afirma que casi la totalidad del conocimiento se alcanza comparando si una hipótesis encaja con la realidad, y de la misma forma actúa el genoma, lo cual sugiere que son procesos análogos y por ende ambos producen conocimiento.
Esta analogía no demuestra que el genoma produce conocimiento de la misma forma que la ciencia. En cambio, lo que puede demostrar es que la variación sometida a selección puede llevar a acumulación de productos que cumplen los criterios de selección y la eliminación de aquellos que no. Si los organismos que tienen un rasgo fenotípico F se reproducen más que aquellos con el rasgo F' en un contexto de escasez de recursos y oportunidades de apareamiento limitadas (las circunstancias implicadas en la propuesta original de Darwin), entonces aquellos organismos con el rasgo F serán más comunes en la población que aquellos con F' hasta desplazarlos por completo. Si solo ciertas hipótesis son retenidas por la comunidad científica mientras que otras son descartadas en virtud de múltiples criterios de selección (coherencia, sistematización, predicción, entre otros), entonces el resultado será el mismo. Empero, esto no implica que ambos sean instancias de conocimiento, tan solo instancias de selección acumulativa en un contexto de variabilidad.
Así, el proyecto de Lorenz parece enfrentarse a un dilema (aunque otras posibilidades quizás existen): o se admite que el genoma no posee conocimiento de su entorno, o se admite que todo proceso de selección sobre variabilidad es un proceso de producción de conocimiento. Existe una respuesta posible al dilema, a decir, que solo aquellos procesos selectivos sobre variabilidad que establecen correspondencias informacionales entre lo que se selecciona y el criterio de selección cuentan como instancias de producción de conocimiento. Sin embargo, todo proceso selectivo sobre variabilidad establece correspondencias informacionales en el sentido de Lorenz. En la medida en que una entidad con propiedad P es seleccionada entre otras con propiedades variables P1, P2, Pn, el resultado de la selección refleja algo acerca del criterio de selección. Así, regresamos al dilema. De aceptar la primera alternativa, el proyecto epistemológico de Lorenz se ve debilitado. De aceptar la segunda, se crean escenarios estrafalarios como el afirmar que se produce conocimiento cuando las moléculas de agua son seleccionadas por acuaporinas para cruzar por una membrana plasmática. Después de todo, el entorno de una célula contiene moléculas e iones diversos además de agua, pero tan solo estas moléculas son filtradas por la acuaporina. La capacidad de las moléculas de agua para atravesar selectivamente una acuaporina refleja una correspondencia entre las propiedades de ambas y sobre los criterios de éxito. Es decir, existe una correspondencia entre las propiedades de las moléculas de agua y las de la acuaporina. En el sentido amplio de información empleado por Lorenz, esta correspondencia también constituye una forma de información mutua o transinformación entre ambos sistemas.
Dejando a un lado los problemas en los conceptos de Lorenz, podemos pasar a la siguiente sección, donde se habla sobre dos clases de funciones cognitivas.
Lorenz identifica las estructuras responsables de insights inmediatos con la fundación de toda experiencia. En la medida en que deben preceder toda experiencia, ya que sin ellas no sería posible, para Lorenz estas corresponden al a priori kantiano.
Este capítulo es frágil, de manera similar al anterior. Establece conceptos que se pueden extender con facilidad y metaforiza la actividad del genoma al punto en que se vuelve borrosa la línea entre un relato divulgativo y una explicación real. ¿Hasta qué punto podemos atribuir conocimiento y formación de hipótesis a la actividad del material genético? ¿El hecho de que podamos hacerlo quiere decir que el conocimiento y la producción de hipótesis son conceptos con gran poder explicativo o que hemos estirado sus dominios de aplicación a un punto donde ya se vuelven vacuos? Si bien hay un espíritu general en la obra de Lorenz con el que se puede estar de acuerdo, el texto parece demostrar que Lorenz quizás fue un mucho mejor biólogo que filósofo. En entradas ulteriores se seguirá explorando los siguientes capítulos de la obra.
1. En este texto vemos cuán lejos llegan las metáforas de sustanciación de la energía entre los biólogos y su concepción en términos de algo que se puede intercambiar o guardar. Una tradición similar se ubica en el tratamiento de los libros de texto de biología celular contemporáneos y el discurso de los profesores de esta materia. Esto se detallará a más profundidad en una entrada dedicada a este tema.
Gould, S. J., & Lewontin, R. C. (1979). The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: A critique of the adaptationist programme. Proceedings of the Royal Society of London. B. Biological Sciences, 205(1161), 581-598. https://doi.org/10.1098/rspb.1979.0086
Lorenz, K. (1973/1977). Behind the mirror: A search for a natural history of human knowledge. Harcourt Brace Jovanovich
Nelson, P. (2002). Biological physics: Energy, information, life. W. H. Freeman
Freddy J. Molero-Ramírez
fmolero@mail.uniatlantico.edu.co