del mecanicismo a la complejidad en biología
TRANSCRIPT
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
1/10
399Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 56 (1): 399-407, March 2008
Del mecanicismo a la complejidad en la biologa
Libia Herrero UribeCentro de Inestigacin en Enfermedades Tropicales, Facultad de Microbiologa, Uniersidad de Costa Rica. San
Jos, Costa Rica. [email protected]
Recibido 30-vIII-2006. Corregido 21-v-2007. Aceptado 27-vII-2007.
Abstract:From the mechanical complexity in biology.Through history, each century has brought new disco-
eries and beliefs that hae resulted in different perspecties to study life organisms. In this essay, I define three
periods: in the first, organisms were studied in the context of their enironment, in the second, on the basis of
physical and chemical laws, and on the third, systemically. My analysis starts with primitie humans, continuesto Aristoteles and Newton, Lamarck and Darwin, the DNA doble helix discoery, and the beginnings of reduc-
cionism in science. I propose that life is paradigmatical, that it obeys physical and chemical laws but cannot be
explained by them I reiew the systemic theory, autopoiesis, discipatie structures and non- linear dynamics. I
propose that the deterministic, lineal and quantitatie paradigm of nature are not the only way to study nature and
inite the reader to explore the complexity paradigm. Re. Biol. Trop. 56 (1): 399-407. Epub 2008 March 31.
Key words: organisms, history, perspecties, mecanicism, complexity.
A tras de la historia, los organismos
ios han sido estudiados bajo muy diferentes
puntos de ista en relacin con el ambiente.
Cada poca ha introducido nueas experien-
cias y conocimientos que han desarrollado
nueas perspectias para estudiar y definir los
organismos ios. Me he permitido diidir el
anlisis en tres etapas que pueden distinguirse
en la historia, la primera ligada al ambiente que
rodea al ser humano, la segunda basada en las
leyes de la qumica y la fsica y la tercera, inte-
gral o sistmica. En la figura 1, se muestran las
tres etapas y se posicionan los acontecimientosms preponderantes segn mi criterio para
mostrar la eolucin de los descubrimientos y
pensamientos que han influido en las diferentes
perspectias que se han utilizado para analizar
la ida. Esta figura sire de gua para el anlisis
que se presenta en este trabajo. El cono de la
parte superior se encuentra cerrado, ya que al
principio, la tierra era el centro del Unierso. El
ADN se posiciona en la parte central de la figu-
ra por el impacto que tuo el descubrimiento de
la doble hlice en la inestigacin en biologa.
El final del cono inferior, muestra las nueas
teoras de la ciencia de la complejidad, los
multiuniersos, los mundos paralelos y sus
implicaciones para los seres humanos. En los
cuerpos de los conos, se posicionan las nueas
teoras y conocimientos que llean de arriba
para abajo al reduccionismo y del centro hacia
abajo a lo sistmico.
Los primitios Homo sapiens podran
haber clasificado los seres ios de acuerdo
con sus necesidades: aquello que se dejaba
recolectar o lo que se deba cazar, lo dulce delo amargo y lo enenoso o beneficioso para su
superiencia. En esta etapa es clara la relacin
que exista con el ambiente, la cual permanece
hasta el tiempo de Aristteles quien introduce
la formulacin del orden csmico al exponer
sus nociones holsticas y teleolgicas con su
famosa frase El todo es ms que la suma de
sus partes. Desde el tiempo de Aristteles, los
organismos ios se diidieron en dos grandes
grupos: Animales y Plantas. En 1735, Carl
FORO / FORUMForo presenta opiniones disidentes dentro del campo de la biologa y considera para publicacin respuestas
de nuestros(as) lectores (as).
Forum presents dissident opinions in the field of biology and considers for publication formal replies from our readers.
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
2/10
400 Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 56 (1): 399-407, March 2008
on Linnaeus (Smith 1976) public Sistema
Naturae donde presenta la primera clasifica-
cin de todos los organismos ios y los agrupa
bsicamente de acuerdo a similitudes, segn
la obseracin de su entorno. Isaac Newton,
considerado el cientfico de todos los tiempos
por el descubrimiento de la ley de la graedad,
de las leyes de la mecnica y del moimien-
to reoluciona el mundo hasta ese entonces
conocido, pero a mi criterio, en la biologa, el
impacto de er el unierso como una mquina
no inicia hasta el descubrimiento de la clula,
ya que a partir de este hecho es que se com-
prende que los organismos ios estn hechos
de unidades estructurales bsicas.
A partir del descubrimiento del mundo
microscpico, a finales del siglo XvII, por
Anton an Leeuwenhoek (1677) se da el inicio
al estudio de un mundo de gran abundancia y
diersidad que llea al descubrimiento de la
clula, y permite a Matas Schleiden y Theodor
Schwann (Smith 1976) presentar, en forma
independiente, la doctrina de la clula: las
plantas y los animales no son un todo indi-
isible, sino que son compuestos, hechos de
innumerables clulas, y cada clula en s misma
es un organismo, con los atributos esenciales
de la ida. Cada clula ie una doble ida:
una independiente, ocupndose por su propio
desarrollo; y otro incidental, ya que se ha con-
ertido en parte integral de la planta.
Aos despus, Rudolf virchow (Smith
1976)publica su frase categrica, que sigue
siendo una erdad esencial en biologa, Omnis
cellula e cellula donde afirma que cada clula
iene de una clula, es decir que las clulas no
se originan de forma espontnea.
Los primeros eolucionistas como Jean
Baptiste Lamarck (1984) y Charles Darwin
(1859) basan sus teoras en la obseracin
Fig. 1. Algunas teoras y descubrimientos que influyeron en el estudio de los organismos ios a tras de la historia.
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
3/10
401Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 56 (1): 399-407, March 2008
y el estudio de los organismos y explican su
eolucin segn la necesidad de adaptacin
a su ambiente. Ambos insisten que todos los
organismos aparecen por eolucin y son un
continuum filogentico. Entre ms semejantes
los organismos, ms relacionados estn y tie-
nen un ancestro comn. La diferencia funda-
mental entre los dos fue que Lamarck crea que
las caractersticas obtenidas por los organismos
para adaptarse al ambiente eran heredadas a la
siguiente generacin, en cambio Darwin bas
su teora en dos ideas fundamentales: la aria-
cin al azar (denominada ms tarde mutacin
aleatoria) y la seleccin natural.
Hasta los aos cuarenta del siglo XX, la
biologa se estudi enfocada en los organismos
ios, es decir en las clulas, ya que stas seconsideraban los componentes estructurales
bsicos. Despus de la segunda guerra mundial,
el estudio de los organismos ios empieza a
explicarse desde la fsica y la qumica a raz
del libro Qu es la Vida? del famoso fsico
Erwin Schrdinger (1944). Aunque l mismo
aceptaba que el estudio de los seres ios no
puede basarse solamente en el conocimiento
existente en ese momento, estaba seguro que el
problema se resolera cuando se descubrieran
otras leyes de la fsica hasta el momento desco-
nocidas. Esta nuea isin se intensific con el
descubrimiento de la estructura de la molcula
del ADN por Watson y Crick en 1953. Este
hecho cambi la perspectia del estudio de la
ida, dndole un lugar especial a la gentica y
direccionando completamente la inestigacin
biolgica. Mientras que las clulas se ean
como los componentes bsicos de los organis-
mos ios durante el siglo XIX, la atencin
cambi de las clulas a las molculas. Aqu seinicia el perodo ms duro de la isin reduc-
cionista de la biologa.
A principios del siglo XX, la teora de rela-
tiidad de Einstein, y las diferentes interpreta-
ciones de la fsica cuntica, traen un cambio de
paradigma del mundo mecanicista de Descartes
y Newton hacia la isin sistmica. Es decir,
que el Unierso deja de ser isto como una
mquina compuesta de partes, y se introduce
una isin de integracin, de interdependencia.
Aunque la fsica cuntica se desarrolla durante
los primeros 30 aos del siglo XX, sus impli-
caciones filosficas han sido muy difciles de
aceptar ya que integrarla lleara al ser humano
a relacionarse con el Unierso de una forma
totalmente diferente (Bohm 1951, 1980).
Heisenberg (1971) por otro lado, discute
que lo que obseramos, no es la naturaleza en
s misma, sino la naturaleza expuesta a nuestro
mtodo de obseracin, de manera que el mto-
do de cuestionar se conierte en parte integran-
te de las teoras cientficas. De esta manera, el
pensamiento sistmico comporta un cambio de
ciencia objetia a ciencia epistmica, a un
marco en que la epistemologa el modo de
cuestionar se conierte en parte integrante
de las teoras cientficas. Esta forma de pen-samiento y anlisis todaa no es aceptada por
muchas de las ciencias llamadas duras.
En los aos 50s, on Bertalanfyy (1950)
describe la teora de los sistemas que retoma
el concepto aristotlico el todo es ms que la
suma de sus partes. Comprender las cosas sis-
tmicamente significa literalmente colocarlas
en un contexto, establecer la naturaleza de sus
relaciones. En la isin sistmica, los objetos
en s mismos son redes de relaciones inmersas
en redes mayores. Para el pensador sistmico
las relaciones son prioritarias. Durante los aos
cincuenta y sesenta, el pensamiento sistmi-
co tuo gran influencia en la ingeniera y la
gestin de empresas, pero su incidencia en el
campo de la biologa fue paradjicamente casi
inexistente (Figura 1). De manera que, el estu-
dio de la biologa se mantuo desde el mecani-
cismo, que explica la ida desde las leyes de la
fsica y la qumica.
Grunther Stent (1978) discute sobre lacalidad paradjica de los organismos ios, que
obedecen a las leyes de la fsica y la qumica,
pero que sin embargo no pueden ser explicados
en trmino de esas ciencias. En este nueo con-
texto, en los aos setenta el filsofo Arne Naes
(Deall y Sessions 1998) desarrolla un moi-
miento filosfico conocido como la ecologa
profunda, la cual reconoce el alor intrnseco
de todos los seres ios y e a los humanos
como una mera hebra de la trama de la ida.
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
4/10
402 Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 56 (1): 399-407, March 2008
A finales del siglo XX, debido a una serie de
problemas globales que daan la biosfera, la
extincin en gran escala de especies de anima-
les y plantas, la reemergencia y emergencia de
agentes infecciosos y la desigualdad alarmante
entre los seres humanos, los temas del ambien-
te adquirieron una importancia primordial.
Cuanto ms se estudian los problemas de nues-
tro mundo, ms se eidencia que no pueden ser
entendidos aisladamente. Se trata de problemas
sistmicos, lo que significa que estn interco-
nectados y son interdependientes.
Dentro de esta nuea perspectia, aparece
la hiptesis de Gaia (Gaia iene de la Diosa
griega Madre Tierra) en que James E. Loelock
(2000) postula que el planeta Tierra se com-
porta como un superorganismo que tiende a laautorregulacin. Con la colaboracin de Lynn
Margulis (Margullis y Loelock 1974), quien
en ese momento estaba estudiando los procesos
por los cuales los microorganismos producen y
remueen gases de la atmsfera, logran descri-
bir un nmero de anillos de retroalimentacin
que podran actuar como influencias regulato-
rias. La base fundamental de esta hiptesis es
el desequilibrio existente en los gases de la bio-
esfera y que son los organismos ios los que
tienen la potestad de llear a cabo esta regula-
cin. Como lo describe Lynn Margulis (1998)
en su libro Symbiotic PlanetGaia es simbiosis
ista desde el espacio: todos los organismos
se estn tocando por que todos estn baados
en el mismo aire y la misma agua que fluye.
Esta hiptesis cada da es ms aceptada por el
mundo cientfico, pero se prefiere describirla
como el Sistema Cientfico de la Tierra o de
Geofisiologa (Loelock 2000).
En los ltimos aos, los matemticos seunen al estudio de los organismos ios por
medio de la formulacin de una teora de los
sistemas iientes al desarrollar un conjunto
de conceptos matemticos y tcnicas que
describen y analizan la complejidad de los
sistemas iientes. Esta nuea metodologa se
ha llamado la teora de la complejidad o la
ciencia de la complejidad o como les gusta
llamarla a los matemticos la dinmica no-
linear (Capra 1996).
La no-linealidad es una consecuencia
frecuente en las interacciones de retro-ali-
mentacin que es comn en los procesos de
regulacin en los organismos ios. Esta nuea
matemtica de la complejidad explica cmo
las formas biolgicas y las funciones de un
organismo no estn determinadas solo por las
caractersticas genticas del organismo sino
que son propiedades emergentes de toda la
red epigentica (interrelacin entre el ncleo
y el citoplasma de la clula). Para entender
la emergencia de formas nueas, se necesita
entender no solo la estructura gentica y la
bioqumica celular sino tambin su relacin
con el ambiente. Este encuentro entre la clula
y el ambiente da como resultado un nmero ili-
mitado de posibles funciones y formas. Esto esdemostrado por medio de ecuaciones comple-
jas y patrones geomtricos que representan las
propiedades dinmicas de los sistemas (Capra
1996, Keller 2000).
Una de las teoras ms aceptadas en la
actualidad para definir los organismos ios
es la formulada en 1980 por los cientfi-
cos chilenos Humberto Maturana y Francisco
varela (Maturama y varela 1980). Ellos pro-
ponen su teora de la autopoiesis, Auto, sig-
nifica s mismo y se refiere a la autonoma
de los sistemas autoorganizados. Poiesis sig-
nifica poesa=creacin, por lo tanto significa
hacerse a s mismo. La organizacin de los
sistemas ios se trata de una red de procesos
de produccin, en la que la funcin de cada
componente es participar en la produccin o
transformacin de otros componentes de la red.
De esta forma, toda la red se hace a s misma
continuamente. Es producida por sus compo-
nentes y, a su ez, los produce. En un sistemaio-dicen los autores- el producto de su opera-
cin es su propia organizacin. Una importante
caracterstica de los sistemas ios es que su
organizacin autopoitica incluye la creacin
de un permetro que especifica el territorio de
las operaciones de la red y define el sistema
como una unidad. Como dice Pier Luigi Luisi
(1993) La ida no puede ser adscrita a ningn
componente molecular por s mismo, sino a
toda la red metablica interconectada.
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
5/10
403Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 56 (1): 399-407, March 2008
Estudios detallados sobre el flujo de la
energa a tras de sistemas complejos resulta-
ron en la teora de estructuras disipatias desa-
rrollada por Ilya Prigogine y sus colaboradores
(Prigogine y Stengers 1984). Una estructura
disipatia se describe como un sistema abierto
que se mantiene a s mismo en un estado lejos
del equilibrio, pero es estable: su estructura se
mantiene aunque est ocurriendo un constante
flujo y cambio de componentes. Prigogine,
escogi el trmino estructuras disipatias para
enfatizar este intercambio cerrado entre estruc-
tura por un lado y flujo y cambio (disipacin)
por el otro. La dinmica de estas estructuras
disipatias incluye la emergencia espontnea
de nueas formas del orden en puntos crti-
cos de inestabilidad o puntos de bifurcacin.Prigogine enfatiza que las caractersticas de
una estructura disipatia no pueden deducirse
de las propiedades de sus partes, sino que
son consecuencia de su organizacin supra-
molecular. Aparecen correlaciones de largo
alcance en el mismo punto de transicin de
equilibrio a no-equilibrio, y a partir de este
punto, el sistema se comporta como un todo.
Lejos de equilibrio, los procesos fluyentes del
sistema estn inculados a tras de mltiples
bucles de retroalimentacin y las ecuaciones
matemticas correspondientes son no-lineares.
Cuanto ms alejado del equilibrio est un sis-
tema, mayor es su complejidad y ms alto el
grado de no-linealidad (Capra 1996). Es tcni-
camente reconocido como auto-organizacin o
emergencia, en otras palabras, creatiidad-
es una propiedad fundamental de los sistemas
ios. La teora de las estructuras disipatias,
formulada en trminos de la dinmica no-
linear, no solo explica la emergencia del ordensino que tambin ayuda a definir la compleji-
dad y la asombrosa creatiidad de la ida.
A pesar de todas las nueas teoras y pers-
pectias para el estudio de los organismos ios,
algunos cientficos mantienen el criterio que
cada fenmeno biolgico, por complejo que sea,
est basado en interacciones qumicas y fsicas
entre las molculas. Pero la complejidad que
caracteriza a los seres ios, sus estructuras y
funcin, metabolismo, reproduccin, adaptacin
y su comportamiento hacia la bsqueda de una
meta llean a la pregunta si el estudio de la bio-
loga puede realmente reducirse a la qumica y a
la fsica o si debe ser una ciencia autnoma con
principios propios (Capra 2002).
Aunque el darwinismo y el neodarwinismo
han sido la base para explicar el origen de las
especies, la diersidad de los organismos, la
eolucin y el orden biolgico, no explica los
grandes cambios eolutios que se obseran en
los fsiles, ya que stos demuestran que la trans-
formacin de las poblaciones no es ni lenta ni
mantenida, como lo sugieren Darwin y Wallace.
Stephen Jay Gould, en 1982, argumenta que el
darwinismo no es que sea incorrecto para expli-
car la eolucin, sino que necesita expandirse
sobre todo en su aplicacin al origen de nueasespecies y categoras superiores. Es as como
propone en conjunto con Eldredge (Eldredge
y Gould 1973) un nueo modelo de patrn
de eolucin, el equilibrio interrumpido en
donde explican que durante largos perodos de
constancia relatia en las especies, existen cam-
bios rpidos y abruptos por episodios puntuales,
los cuales generan nueas especies. Gould y
Eldregde(1993), creen que la eolucin es ms
rica y ms innoadora de lo que la ortodoxia
permite, gracias a la infusin de noedades no
adaptatias, brincos episdicos y una buena
dosis de eentualidad.
Por otro lado, el anatomista Ian E. Wallin
(1927) argumenta en su libro Symbioticism
and the Origin of Species que nueas especies
se originan por medio de la simbiosis. Aos
despus, Lynn Margulis (1998) establece el
trmino eolucionista simbiognesis, que se
refiere al origen de nueos tejidos, rganos,
organismos y hasta nueas especies por mediodel establecimiento de simbiosis permanentes
o por largos perodos entre organismos. Es un
cambio eolutio por la herencia del conjunto
de genes adquiridos por los padres. La sim-
biosis para Margulis es crucial para entender
noedades eolutias y el origen de nueas
especies y no es un eento marginal o raro, al
contrario es un eento comn en la naturaleza.
En sus propias palabras: la simbiosis es como
un resplandor de un rayo en la eolucin.
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
6/10
404 Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 56 (1): 399-407, March 2008
Jean Baptiste Lamarck deca que los orga-
nismos heredan las caractersticas de sus padres
que fueron inducidas por el ambiente; de esta
forma Lynn Margulis (1998)dice que la sim-
biognesis es un tipo de neo-lamarckismo ya
que los organismos adquieren no las caracte-
rsticas inducidas por el ambiente, sino orga-
nismos enteros con su conjunto de genes. El
origen de clulas de plantas y animales por
medio de la simbiosis ya no es controersial,
ya que la biologa molecular lo ha demostrado
utilizando mtodos de secuenciacin de cidos
nucleicos.
Cada da aparecen ms informes en la lite-
ratura cientfica sobre la transferencia horizon-
tal de genes, la cual ocurre entre organismos
de la misma especie y hasta entre un Filo y unReino. Esta promiscuidad gentica entre los
organismos ios llea a la duda en el momen-
to de definir el linaje de una especie a tras de
la transmisin ertical (sus propios genes?) de
padres a hijos (Margulis 1998, Keller 2002).
Los irus son muy importantes en la trans-
ferencia de genes, lo hacen entre bacterias, entre
humanos y otras clulas, hacindolos tambin
parte de cambios eolutios. Las poblaciones de
organismos infectados por irus son asideros de
seleccin natural, y como dice Lynn Margulis
(1998)nosotros somos nuestros irus.
En los aos 70, los problemas con el Dogma
Central se olieron ms eidentes cuando los
inestigadores extendieron sus trabajos ms
all de las bacterias. Se encontr que la corres-
pondencia entre las secuencias de ADN y las
secuencias de aminocidos en las protenas no
existe en los organismos ms complejos. Por lo
tanto, el principio de un gen- una protena tuo
que ser abandonado. En organismos superiores,los genes que codifican las protenas tienden a
estar fragmentados ms que ser una secuencia
continua. De manera que muchas protenas
pueden ser producidas de la misma secuencia
gentica primaria; a eces hasta arios cientos
de ellas de acuerdo con los ltimos estimados
(Ast 2005). Segn este mismo autor, la seal
o seales que determinan el patrn especfico
en que el transcripto final es formado iene de
la regulacin dinmica compleja de la clula
como un todo. Descifrar la estructura de las
as de dicho sealamiento se ha conertido en
el foco principal de la biologa molecular con-
tempornea. Hoy en da se ha demostrado que
un organismo entre ms complejo sea, extrae
mltiples protenas de un solo gen. Esto se
comprueba cuando se realiza la secuenciacin
del genoma humano donde se han identificado
25.000 genes y se conoce que el ser humano
sintetiza alrededor de 100.000 protenas. El
mecanismo que se utiliza es el de edicin
alternatia (Ast 2005),lo que significa que el
cdigo gentico que presenta cada gen es ledo
utilizando diferentes sitios de iniciacin, lo que
se traduce en protenas de diferentes secuencias
de aminocidos y por lo tanto de conformacin
y funcin diferente.Las inestigaciones, por lo tanto, han
demostrado que el programa de actiar los
genes no reside en el genoma, sino en la red
epigentica de la clula. Una serie de estructu-
ras celulares se han identificado en la regula-
cin de la expresin de un gen. Estas incluyen
protenas estructurales, hormonas, redes de
enzimas y muchos otros compuestos molecula-
res. En particular, la cromatina parece jugar un
rol crtico, ya que constituye el ambiente ms
cercano al genoma (Mattick 2004).
La herencia epigentica es la transmisin
de informacin de una clula o un organismo
multicelular a sus descendientes sin que esa
informacin est codificada en la secuencia de
nucletidos de su ADN. El sistema de herencia
epigentica le permite a las clulas de fenoti-
pos diferentes e iguales genotipos transmitir su
fenotipo a los descendientes, aunque el estmu-
lo responsable de inducir esa caracterstica est
ausente. Un gen puede ser estimulado directao indirectamente para transcribir un producto
que mantiene la actiidad de ese gen. Los
descendientes de esa clula pueden heredar esa
actiidad aunque el estmulo que acti el gen
ya no est. La difusin del producto de ese gen
puede pasarle esa caracterstica a las clulas
ecinas (Keller 2002).
Los nueos descubrimientos como la edi-
cin alternatia (Ast 2005), el origen de la
complejidad del genoma (Lynch y Conery 2003)
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
7/10
405Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 56 (1): 399-407, March 2008
y la red epigentica (Mattick 2004, Schaefer et
al. 2007) llean a la sugerencia que las actii-
dades del genoma estn reguladas por las redes
celulares en las cuales est embebido. Esta red
es no-linear, conteniendo mltiples bucles de
retroalimentacin, de manera que los patrones
de actiidad gentica continuamente estn cam-
biando en respuesta a circunstancias cambiantes
(Strohman 1997). Lo importante de hacer notar,
es que el ADN es un componente ms de la red
epigentica, que si bien su participacin es esen-
cial, esta molcula no tiene toda la responsabili-
dad de los cambios que se generan (Maturama y
varela 1987) Capra (1996), basndose en la teora
de la autopoiesis y la de estructuras disipatias,
define a la clula como una entidad rodeada por
una membrana, que se auto genera; es una redmetablica cerrada desde el punto de ista orga-
nizacional, la cual es un sistema abierto desde el
punto de ista material y energtico, utilizando
constantemente un flujo de materia y energa para
producir, repararse y perpetuarse. Opera lejos del
equilibrio, donde nueas estructuras y nueas for-
mas de orden pueden emerger espontneamente,
llendola al desarrollo y la eolucin.
El planeta Tierra es el ecosistema ms
grande, producido por otros ecosistemas, y
stos por redes, que a su ez se forman de ms
redes de retroalimentacin. Todo fluye, todo
se intercambia, se regenera, se transforma,
se constituye, se autoorganiza. Se produce
el orden y a su ez, los estados de equilibrio
a no-equilibrio suceden constantemente, los
puntos de bifurcacin aparecen y desaparecen
y en toda esta actiidad incesante, se produce
la impetuosa creatiidad de la ida.
Para muchos cientficos lo ideal sera estar
entre el reduccionismo y el holismo, ya que elenfoque reduccionista es una estrategia impor-
tante para hacer inestigacin, y cuando es exi-
tosa ofrece explicaciones que son satisfactorias.
Hunter (1996) presenta una respuesta conciliato-
ria; reexaminando si la pregunta de si la biologa
puede ser reducida a la qumica, l dice: Los
dos extremos son conciliatorios, no antagonis-
tas: para aquellos que buscan entender los orga-
nismos ios requieren ambas, la perspectia
holstica desde arriba para abajo y la perspectia
reduccionista de abajo para arriba. Ninguna de
ambas es suficiente por s misma.
En el mundo de la complejidad, cada niel
llea al niel de arriba: la qumica llea a la
bioqumica, a la biologa celular, a la fisiologa,
a la psicologa, a la sociologa, a la economa y
la poltica (Ellis 2005). La fsica cuntica es la
materia fundamental que explica todo lo dems,
por las diferentes interpretaciones que sta posi-
bilita, pero no explica la intencionalidad, ni la
existencia de la creatiidad de la ida.
Despus de todo, la ida apareci hace
millones de aos, ah ha estado y la hemos ido
descubriendo poco a poco segn se an desa-
rrollando nueas tecnologas. Los organismos
ios siguen eolucionando, la ciencia sigue
descubriendo mecanismos e interrelacionesnueas, pero no se atree a reisar sus dogmas
y definiciones. La mayora de los cientficos
insisten en mantenerse firmes en el paradigma
de la naturaleza determinista, lineal y cuantita-
tia y se resisten a explorar el paradigma de la
complejidad.
Esta nuea isin sin duda alguna, dar a
la inestigacin en biologa una libertad diferente
que logre entender la naturaleza misma y dar
posibilidad a la erdadera creatiidad y con ella a
nueos descubrimientos que permitan un desarro-
llo ms acorde con el planeta en que iimos.
AGRADECIMIENTOS
La autora agradece a Eleonora Badilla,
Mauricio Frayman, Nora Garita, Jos Mara
Gutirrez, Laya Hun y Ana Sittenfeld por sus
obseraciones y sugerencias.
RESUMEN
A tras de la historia, los organismos ios han
sido estudiados desde diferentes puntos de ista. Presento
tres etapas, la primera totalmente ligada al ambiente que
rodea al ser humano, la segunda que se basa en las leyes
de la qumica y la fsica, y la tercera que es integral o sis-
tmica. Tras pasar reista a los grandes descubrimientos
de los humanos primitios hasta el descubrimiento del
ADN y el inicio del reduccionismo en la ciencia,propongo
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
8/10
406 Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 56 (1): 399-407, March 2008
la calidad paradjica de los organismos ios, que obede-
cen a las leyes de la fsica y la qumica, pero que, creo,
no pueden ser explicados en trminos de esas ciencias.
Analizo las teoras de sistemas y autopoiesis, las estruc-
turas disipatias y la matemtica no linear, para afirmar
que el paradigma de la naturaleza determinista, lineal y
cuantitatia debe dejarse de lado como la nica forma
de estudiar los organismos ios e initarle a explorar elparadigma de la complejidad.
Palabras clave: organismos, historia, perspectias, meca-
nicismo, complejidad.
REFERENCIAS
Ast, G. 2005. The alternatie Genome. Sci. Amer. 292:
40-47.
Bohm, D. 1951. Quantum Theory. Prentice-Hall, Nuea
York, EEUU.
Bohm, D. 1980. Wholeness and the Implicate Order.
Routledge & Kegan Paul, Londres, Inglaterra.
Capra, F. 1996. La trama de la ida. Una nuea perspectia
de los sistemas ios. Anagrama, Barcelona, Espaa.
Capra, F. 2002. The Hidden Connections: integrating the
biological, cognitie, and social dimensions of life
into a science of sustainability. Doubleday, Random
House, Nuea York, EEUU.
Darwin, Ch. 1859. On the Origin of the Species. Murray,
Londres, Inglaterra.
Deall, B. & G. Sessions. 1998. Deep Ecology. Peregrine
Smith, Salt Lake City, Utah, EEUU.
Eldregde, N. & S.J. Gould. 1973. Puntuacted Equilibria:
An alternatie to phylogenetic gradualism, p. 82-115.
In T.J.M. Schopf (ed.). Models of Paleobiology.
Freeman Cooper, San Francisco, California, EEUU.
Ellis, G.R. 2005. Physics, complexity and causality. Nature
435: 743.
Gould, S.J. & N. Eldredge. 1993. Puntuacted Equilibrium
comes to age. Nature 366: 223-227.
Heisenberg, W. 1971. Physics and Beyond. Harper & Row,
Nuea York, EEUU.
Hunter, G.K. 1996. Is biology reducible to chemistry?
Perspect. Biol. Med. 40: 181-203.
Keller, E.F. 2000. The Century of the Gene. Harard,
Cambridge, Massachussets, EEUU.
Keller, E.F. 2002. Making Sense of Life: Explaining
biological deelopment with models, metaphors,and machines. Harard, Cambridge, Massachusetts,
EEUU.
Lamarck, J.B. 1984 (1809). Philiosophical Zoology: An
Exposition with regard to the Natural History of
Animals. Chicago, Chicago, EEUU.
Lynch, M. & Conery, J.S. 2003. The Origins of Genome
Complexity. Science 302: 1401-1404.Loelock, J.E.
2000. Gaia. A new Look at Life on Earth. Oxford,
Oxford, Inglaterra.
Luisi, P.L. 1993. Defining the Transition of Life: Self
Replicating Bounded Structures and Chemical
Autopoiesis. In W. Stein & F.J. varela (eds.).
Thinking about Biology. Addison-Wesley, Nuea
York, EEUU.
Margulis, L. & J.E. Loelock. 1974. Biological Modulation
of the earths Atmosphere. Icarus 21: 471.
Margulis, L. 1998. Symbiotic Planet. A New Look at
Eolution. Brockman, Massachussets, EEUU.
Maturama, H. 1980 (1970). Biology of Cognition.ReimpresoIn H. Maturama & F. varela. Autopoiesis
and cognition the realization of the liing. D. Reidel,
Dordrecht, Holanda.
Maturama, H. & F. varela. 1987. The Tree of Knowledge.
Shambala, Boston, Massachussetts, EEUU.
Mattick, J.S. 2004. The Hidden Genetic Program of
Complex Organisms. Sci. Am. 291: 60-67.
Prigogine, I. & I. Stengers. 1984. Order out of Chaos: Mans
new dialogue with nature. Bantam Books, Nuea
York, EEUU.
Schrdinger, E. 1944. What is life? Cambridge, Cambridge,
Inglaterra.
Schaefer, C.B., S.K.T. Ooi, T.H. Bestor & D. Bourehis.
2007. Epigenetic Decisions in Mammalian Germ
Cells. Science 316: 398-399.
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
9/10
407Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 56 (1): 399-407, March 2008
Smith, C.U.M. 1976. The Problem of Life. Wiley, Nuea
York, EEUU.
Strohman, R. 1997. The Coming Kuhnian Reolution in
Biology. Nat. Biotechnol. 15: 194-200.
Strent, G.S. 1978. That was the molecular biology that was.
Science 160: 390-395.
van Leeuwenock, A. 1677. Obserations concerning little
animals in rain-, well-, sea- and snow-water. Philos.
T. Roy. Soc. 11: 821-831. Reimpreso en 1999.
In T.D. Brock (ed.). Milestones in Microbiology,
1540 to 1940. American Society for Microbiology,
Washington D.C., EEUU.
von Bertalanfyy, L.1950. The Theory of Open Systems in
Physics and Biology. Science 111: 23-29.
Wallin, I.E. 1927. Symbioticism and the Origin of Species.Williams & Wilkings, Baltimore, Maryland, EEUU.
Watson, J.D. & F.H.D. Crick. 1953. A structure for deoxyri-
bose nucleic acid. Nature 171: 737-738.
-
7/27/2019 Del mecanicismo a la complejidad en biologa
10/10