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• davidcarceo3429

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¿Qué es la vida? Muchos animales producen un efecto o bien atractivo o bien repulsivo sobre nosotros. Pueden fascinarnos o pueden estremecernos. Hay un grado de impredictibilidad relacionado con esta observación. Quizá la razón por la que los animales nos fascinan es ésta: como nosotros, pueden determinar por sí mismos hacia dónde han de caminar, reptar o nadar. La autonomía o independencia viene de adentro. No sólo podemos hacerlo, queremos hacerlo. Aun las plantas y los organismos unicelulares, aunque incapaces de moverse como nosotros, tienen cierto grado de autonomía. Un criterio para clasificar la vida artificial como vida genuina —para determinar si está tan viva como la vida real y natural— podría ser esta misma autonomía, esta capacidad para el movimiento propio. Entes inanimados como las piedras o los ríos también pueden moverse, pero no deciden por sí mismos cómo hacerlo. Además los organismos tienen la habilidad de reproducirse, de tal modo que son a la vez materia prima, proceso y producto. Asimismo, existe la capacidad de autoorganización durante el desarrollo del embrión, en el que las diversas moléculas que son absorbidas por el sistema se estructuran en un organismo completo durante un proceso fantástico y todavía desconcertante: "un filamento que crece y toma color, carne que se forma, un pico, alas, ojos y patas que aparecen a la vista, una sustancia amarillenta que se desenvuelve y se convierte en intestinos, y se tiene una criatura viva".14 Si hablamos específicamente de los seres humanos podemos, finalmente, añadir la conciencia como un refinamiento extra. 36

El intento de crear vida artificial es nada menos que el intento de imitar la capacidad de la naturaleza para crear puntos orgánicos en el espacio físico; puntos en los que una descripción puramente física no alcance a capturar la esencia del fenómeno, y que por lo tanto deban describirse con conceptos e ideas adicionales. Resulta tentador entonces considerar a la vida como lugares de los que surge una perspectiva autónoma: la propia del organismo. Esta perspectiva es hasta cierto grado un punto de vista, aun cuando la criatura no necesite ser capaz de ver. Puede ser considerada como el punto en que se percibe y define un nicho. La unidad biológica más o menos móvil está equipada con un mundo circundante "subjetivo" (subjetivo en relación con la percepción del ambiente constantemente limitada y propia de la especie)15 y un proyecto que entre otras cosas busca sobrevivir y reproducirse. Por lo tanto, oigamos lo que los padres de la biología han dicho sobre las propiedades físicamente peculiares y especiales tales como el automovimiento, la auto(re)producción, autoorganización y otras "auto" propiedades que la vida artificial trata de imitar. Forma y organización del organismo Para moverse, para organizarse (y para entenderse a sí mismo, pero momentáneamente ignoraremos esta complicación), tiene que haber un "sujeto", o por lo menos un sistema que hace algo "por sí mismo". Podemos especular sobre lo que esto significa. El biofilósofo Humberto Maturana habla de autopoiesis (un neologismo que significa literalmente autoproducción) como la propiedad fundamental que caracteriza a los procesos vivos en oposición a los no vivos. Aquí vida se entiende como "vida real". Hablando intuitivamente, parece bastante fácil de entender: el organismo se produce a sí mismo continuamente cuando busca alimento, cuando come, cuando crece, cuando busca mantenerse vivo. Conserva la organización que encarna. Para Maturana, la autopoiesis se refiere más precisamente a una red de procesos de producción en la célula, donde los componentes producidos (al igual que las enzimas de la célula) forman ellos mismos parte de la red y ayudan a mantenerla. La autopoiesis es una cualidad indivisible y no se la puede graduar. O bien un sistema tiene esta cualidad autopoiética y está por lo 37

tanto vivo, o bien no hay tal sistema. Para Maturana no existe algo como estar medio muerto. Todos los productos de invención humana son heteropoiéticos, creados desde afuera, y no pueden ser autopoiéticos. En consecuencia, difícilmente Maturana reconocería a la vida artificial como vida genuina.16 Maturana sostiene una tradición en biología que promueve la búsqueda de la unidad de todos los seres vivos. Es una tradición que se remonta al maestro pensador Aristóteles (384322 a.C.). Aristóteles fue uno de los primeros en combinar la biología húmeda de campo con un audaz pensamiento cosmológico. Habló de la psyché, o fuerza vital, de los seres vivos, un principio inseparable de movimiento en el cuerpo tanto de los animales como de las plantas, algo sin lo cual la vida no se puede entender. Por supuesto, en el sistema de Aristóteles los elementos físicos como la tierra, el fuego y el agua también tenían principios de movimiento; todo el universo de Aristóteles estaba subordinado a los mismos principios, incluyendo la idea de finalidad. Sin embargo, Aristóteles destacaba el hecho de que aun cuando una piedra tiene una tendencia natural a caer, no es capaz de seguir esa tendencia por sí misma. Los seres vivos no sólo comparten estas tendencias naturales al movimiento y al cambio; también son capaces de seguir esas tendencias por su propio poder, "porque cuando un animal está en movimiento, el movimiento nace del animal mismo".17 Para Aristóteles la psyché es la forma de los organismos vivos, sin tener en cuenta qué clase de bestia está en discusión. La forma es una de las cuatro clases de causas que investigó, las que deberían ser consideradas como principios de entendimiento. Entre los seres vivos Aristóteles vio en la psyché una interesante intersección de tres de las cuatro clases de causa: la psyché es al mismo tiempo el principio dinámico de movimiento (la causa eficiente) y el propósito (la causa final). Y, como ya se dijo, la psyché es también la esencia corporal (la forma o causa formal). Para Aristóteles no existía el dualismo cristiano entre cuerpo y alma. Veía a la psyché como la fuente de varias expresiones básicas de la vida, como el desgaste, el crecimiento, la reproducción, la sensación, el deseo, etc. Lapsyché era la fuerza central en la capacidad del organismo para el automovi-miento y todas las similares "auto" funciones en general. Puede parecer algo drástico acordar la cualidad de la 38

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psyché a un hongo del fango o a una dalia. Nuestra justificada sospecha no es nada nuevo: luego del Renacimiento y la ruptura con la filosofía medieval, muchas de las enseñanzas de Aristóteles fueron consideradas irremediablemente vitalistas y forzadas. Pero debemos añadir que después de Aristóteles el concepto de psyché adoptó un significado nuevo y más antropocéntrico. El mismo Aristóteles matizó más el concepto, afirmando que las plantas, los animales y los seres humanos tenían psychés o potencias del alma cada vez más diferenciadas.18 De todos modos, habría de producirse una ruptura con el pensamiento de Aristóteles. Durante la Edad Media el pensamiento clásico se consolidó en un rígido sistema de categorías que recalcaba la coherencia de la naturaleza: la naturaleza era contemplada dentro de la Gran Cadena del Ser que, emanando de Dios y los arcángeles, descendía hacia los ángeles y los hombres y, finalmente, hacia los animales, las plantas y los minerales. Esta cadena fue rota por la nueva ciencia natural. Con la física al frente, se dio la señal para una nueva interpretación mecanicista del mundo material y una relación con la naturaleza más instrumental e interactiva. Muchos filósofos naturales (en los tiempos en que la filosofía natural era una ciencia) ya habían intentado clasificar el inventario de cosas y criaturas del mundo en tres grandes reinos dentro del viejo sistema: los distintos reinos de animales, vegetales y minerales. Sin embargo, durante el Renacimiento se empezaron a descubrir rasgos comunes entre animales y plantas que trascendían las fronteras de sus respectivos reinos. Apareció lentamente la ciencia de la biología, haciéndonos conscientes de las diferencias entre el universo orgánico y el inorgánico. Esta conciencia progresiva estaba en contradicción latente con la visión mecanicista del mundo, que insistía en que todas las cosas tenían el carácter general de máquinas. Hacia fines del siglo xvm, algunos anatomistas, botánicos y naturalistas —entre ellos Louis Daubenton— sostuvieron la idea de que el único rasgo que distinguía lo vivo de lo inorgánico era la organización, que sólo los seres vivos poseían.19 Esta diferencia, afirmaba Daubenton, era más fundamental que la diferencia entre plantas y animales. Aun cuando los animales pudieran parecer más organizados que las plantas, también las funciones vitales de éstas demandaban un alto grado de organización, 39

incomparablemente más compleja que la bella pero simple geometría de los minerales. Desde entonces la imagen de la naturaleza que consta de tres reinos distintos fue modificada por la exploración de aspectos comunes a todo lo viviente. En esa época el término "biología" aún no existía. La denominación para esta nueva disciplina surgió en 1800 y la noción de una ciencia unificada de la vida fue seriamente enunciada por primera vez en los trabajos de Augusto Comte a mediados del siglo xix. Comte es conocido como el padre de la sociología porque procuró establecer una ciencia independiente de la vida social humana, una ciencia que no podía ser reducida ni a la psicología ni a la biología. Lo social era un dominio en sí mismo. Del mismo modo, Comte también redescubrió lo biológico como un nivel de complejidad distinto y autónomo. Aun cuando las leyes de la física podían explicar mucho, Comte creía que las características especiales de la anatomía, la fisiología y el desarrollo de los organismos requerían un reconocimiento biológico independiente. Un cóctel histórico Vemos así que la idea —ya se la tenga por extravagante o admirable— de crear vida artificial se basa en una noción que puede rastrearse hasta Aristóteles. Es ésta una noción de "lo vivo" como algo genérico, una propiedad de todas las formas de vida: por lo tanto requiere una investigación científica coherente y abarcativa. Sin embargo, la idea de unidad biológica tiene sus raíces en el concepto de organización entre los naturalistas, un concepto que alcanzó rápida popularidad, y en la máquina pensante, que puede remontarse a la revolución científica en la que Descartes llegó tan lejos como para considerar a su propio cuerpo como una máquina avanzada. Finalmente, la vida artificial necesita del ordenador, una máquina que puede computar y calcular automáticamente y que tiene sus propios antecedentes históricos, entre ellos la idea de Leibniz del pensamiento como una especie de proceso de cálculo. En este sentido debe entenderse a la vida artificial como un tratamiento de la información. Si la vida es forma, es formas de comunicación: la vida es información. 40

En consecuencia, en el espíritu de la vida artificial podemos preparar esta nueva disciplina de investigación como una especie de cóctel: tomando un poco de Aristóteles y un poco de Descartes y mezclando sus ideas con el pensamiento de Daubenton y de Leibniz, si añadimos un poquito de Comte —esto es, su interés en niveles de complejidad variable— tenemos nuestro cóctel. Si este cóctel es demasiado agrio para nuestro gusto podemos rociarlo con algo de Darwin: Darwin suma el realismo biológico, la perspectiva evolutiva y procesos tales como aleatoriedad, selección y adaptación. Nuestra selectiva exploración de las raíces intelectuales de la vida artificial deja expuestos muchos interrogantes filosóficos. Estos interrogantes son animados tópicos de discusión entre los investigadores en vida artificial, y su debate es parte de un intento natural de establecer una tradición de investigación viable e independiente, un nuevo paradigma. Otras biologías: exobiología La vida en la Tierra podría haber aparecido en forma totalmente diferente si la evolución hubiera tomado otro curso. El carácter de la asignación genética es puramente una lotería, y la multiplicidad de las sendas evolutivas hacen concebible que en vez del desarrollo de primates inteligentes, sociables y fundadores de ciudades, pertenecientes a la familia de los mamíferos, sea posible imaginar la aparición de seres inteligentes que no se parecieran a nosotros ni a los otros simios, ni siquiera a ningún mamífero, pero que en cambio pusieran huevos, vivieran en lagos salados y desarrollaran tipos de lenguaje, creatividad y arte completamente diferentes de los que nos son familiares. Si los desarrollos en el período más temprano de la evolución de la vida hubieran tenido lugar bajo otras condiciones, los organismos que existen ahora hubieran sido radicalmente diferentes. Por otro lado, el fenómeno de la "evolución convergente" —cuando dos líneas evolutivas completamente diferentes parecen juntarse en el mismo camino— señala ciertas limitaciones en las formas concebibles de vida. Los mamíferos marsupiales y los placentarios han desarrollado independientemente diferentes especies cuyos nichos ecológicos se asemejan unos a otros 41

en un alto grado. La ardilla voladora "normal" se parece a la ardilla voladora marsupial (el falangero volador) y el topo común se parece mucho al topo marsupial (aun cuando el falangero volador y el topo marsupial están más estrechamente relacionados entre sí que con sus respectivas contrapartes "ecológicas" entre los mamíferos placentarios). Este es un ejemplo de cómo el ambiente provee un marco restrictivo a los caprichos de la evolución: no todo es posible en la evolución, y para evitar morir en el juego evolutivo se debe elegir entre un limitado número de roles en el teatro ecológico. Por otra parte, la forma corporal impone ciertas restricciones históricamente condicionadas a las formas que podrán aparecer en el futuro. La evolución no tiene lugar de acuerdo con un diseño globalmente óptimo, sino por el principio del ensayo chapucero. Las restricciones también se ponen de manifiesto por el número relativamente pequeño de planes básicos de las formas que se encuentran en las grandes clases de animales y plantas que hoy existen. Cuando aparecieron en escena los animales multicelulares invertebrados, los roles ecológicos no estaban tan definidos. De los estudios paleontológicos de la fauna de la Burgess Shale de Canadá surge la evidencia de una perdida multiplicidad de formas de vida. Stephen Jay Gould señaló lo difícil que fue para la paleontología tradicional concebir, e incluso ver, esta diversidad de planes de desarrollo animal. Había una tendencia inconsciente a imponer el orden de clasificaciones establecido a las más extrañas criaturas halladas en excavaciones y reconstruidas. Un monstruo prehistórico como Hallucigenia es un ejemplo de esta creatividad aparentemente mal adaptativa de la evolución temprana de los organismos multicelular.es (véase fig. 2.1).20 La vida en la Tierra podría haber sido diferente, más graciosa quizá, si estos monstruos hubieran sobrevivido. Por de pronto, la vida es ciertamente diferente en otros planetas. Hubo un tiempo en que se consideraba herejía expresar la idea de que las casi infinitas dimensiones del universo pudieran contener mundos imaginables distintos del nuestro. Giordano Bruno fue quemado en la hoguera por la Inquisición en 1600 porque afirmó que el universo es infinito y contiene una multiplicidad de mundos semejantes al nuestro. La cosmología astrofísica 42

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Figura 2.1. Hallucigenia es uno de los pequeños "monstruos prehistóricos" que los paleontólogos encontraron en las canteras de la Burgess Shale en Canadá. Luego de la descripción por parte de Gould de los animales, y del negocio relacionado con su (mala) interpre-tación, el sitio se ha convertido en una verdadera atracción turística (véase nota 20).

moderna rechaza la idea de Bruno de la infinitud del universo, aun cuando utiliza argumentos diferentes de los de la Inquisición. Pero comparte la opinión de Bruno en cuanto a la existencia de otros mundos en un universo finito, apoyada en una serie de consideraciones en parte basadas en la probabilidad: es altamente probable que la vida haya aparecido en planetas distantes en los que las condiciones hayan sido tan fértiles como las de aquí en la Tierra, aunque no conocemos la gama de posibilidades —el espectro de las condiciones físicas— que permiten la aparición de la vida. Por ejemplo, nadie sabe con certeza si el carbono y el agua son absolutamente necesarios para la vida, aun cuando encontramos difícil imaginar la vida sin agua. La vida sin agua es muerte pura, pensamos. Solamente conocemos nuestra vida basada en el carbono: el carbono, junto con el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno son los elementos básicos que se hallan en todas las macromoléculas que componen una célula. Es fácil para nosotros convertirnos en "chauvinistas del carbono", capaces de desechar sin más la 43

existencia potencial de otras formas de vida. Este prejuicio, dicen los sucesores modernos de Bruno, no tiene justificación a la luz de teorías científicas o de una prueba relevante. Por lo tanto, hay cierta lógica en la investigación de la exobiología, el estudio de la vida más allá de la Tierra. Y una vez que ha aparecido la vida, puede seguir la inteligencia. Cuando la vida ha aparecido por primera vez en un planeta, ha comenzado —por lo menos para nuestros ojos terrenales— un proceso evolutivo que puede producir seres pensantes que podrían crear su propia civilización. En la década de 1960 los proyectos norteamericanos de exploración de otros planetas de nuestro sistema solar procuraban investigar si en ellos se podían encontrar trazas de vida. Aunque la existencia de la vida en la luna es altamente improbable, en 1969 se llevaron a cabo investigaciones de trazas de compuestos orgánicos en muestras lunares traídas por la Apolo 11. Los resultados no llevaron a conclusiones definitivas. También se iniciaron otros proyectos, tales como el SETI (siglas en inglés de Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre), cuyo fin fue investigar la existencia de seres inteligentes extraños y explorar las posibilidades de comunicación con ellos.21 La exobiología quedó relativamente bien establecida, aunque muchos especialistas la consideran un poco remota: era la única ciencia empírica que no tenía objeto. Cari Sagan, una de las luminarias conductoras de la exobiología en la década de 1960, convirtió esto en una ventaja. Aunque quizá nunca se encuentre vida extraterrestre (distinta de la de filmes como "E.T."), la perspectiva exobiológica tiene un profundo valor. Pueden hacerse experimentos exobiológicos con otras "químicas" en el laboratorio, esto es, sin los materiales orgánicos que se encuentran en las células aquí en la Tierra. Esta clase de experimentos nos impulsa a investigar la validez de los supuestos en que normalmente basamos la ecología y la fisiología de la vida. Un problema que surgió con proyectos como la exobiología y el SETI fue que no existe una definición de la vida. Puesto que sólo sabemos sobre la vida en nuestro planeta, no sabemos qué aspectos de los sistemas vivos son básicos y cuáles son meramente superficiales y contingentes, o sea, aspectos que por coincidencia han aparecido con las formas de vida terrestres. 44

Un ecologista que supiera solamente acerca de la vida en el fondo de un océano se encontraría en la misma situación si se lo forzara a hacer afirmaciones sobre la vida en un bosque de hayas. En consecuencia, aun un solo ejemplo de vida extraterrestre, independientemente de cuan sencillo fuera, tendría consecuencias revolucionarias para la teoría biológica. Este era el sencillo argumento de Sagan en pro de la importancia científica de la exobiología.22 Este mismo argumento es actualmente utilizado por Chris Langton para justificar el estudio de la vida artificial.23 La vida artificial es precisamente "la biología de lo posible". Si investigamos la vida en el universo, debemos saber qué estamos buscando: ¿qué debemos saber, por ejemplo, para llamar "vida" a ciertos procesos químicos específicos en Marte? O, visto por los ojos de un inmigrante: ¿cómo podría estar seguro un marciano que aterrizara en el Sahara de que las bacterias de la arena o los camellos de los nómades están vivos? ¿Cómo contestaríamos a los investigadores en vida artificial y a los piratas informáticos que en pocos años pudieran asegurar que han creado vida genuina que funciona al nivel de cerdos y caballos? Los cerdos son inteligentes y sensibles, dicen quienes son amigos de los animales (y, presumiblemente, los cerdos también). ¿Reclamarán los investigadores en vida artificial que las leyes de protección de los animales se apliquen también a la vida artificial? ¿Qué clase de derechos tienen las formas de vida artificial? Ciertas personas creen que todos los organismos tienen cierto derecho a existir. ¿Se aplica también esto a los organismos de ordenadores, o este pensamiento es sencillamente absurdo? ¿Y por qué no? Se necesita aquí de precisas definiciones de la vida, así como los juristas hoy en día necesitan definiciones para los diferentes tipos de especies manipuladas genéticamente que han sido sometidas a patentamiento. El futuro siempre ofrece sorpresas. Hace veinte años el otorgamiento de una patente a especies diseñadas genéticamente era una ficción absurda. Hoy es una realidad y en la práctica un tribunal siempre se muestra dispuesto a tratar absurdos (lo que todavía no excluye el absurdo). Examinemos algunos de estos intentos de definición vitalmente importantes.

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¡Defina su vida! En 1878, el fisiólogo Claude Bernard citó cinco características comunes a todos los seres vivos: organización, generación (reproducción), nutrición, desarrollo y susceptibilidad a la enfermedad y la muerte.24 Desde entonces, muchos otros investigadores han intentado caracterizar la vida utilizando varias de sus propiedades, tanto químicas como biológicas. Louis Pasteur señaló el hecho de que la actividad óptica estaba íntimamente conectada con la vida.25 Sabemos hoy que los aminoácidos de una célula son ópticamente activos: en solución pueden rotar la luz polarizada hacia la izquierda. Sin embargo, ignoramos si esta característica es universal, si la vida necesariamente debe producir "rotación hacia la izquierda", y es difícil que tengamos alguna razón para creerlo. Ciertamente no es éste el caso de las formas de vida nacidas del ordenador, que no son ópticamente activas ni tienen actividad química en este sentido. A mediados de este siglo, la biología recibió una importante inspiración de físicos como Niels Bohr, Max Delbrück y Erwin Schrodinger. Sus ideas ayudaron a formar un concepto de la vida basado en un "programa código" (para usar la expresión que adoptó Schrodinger desde 1943) que Watson y Crick, en 1953, pudieron identificar como la estructura particular de la molécula de ADN, la molécula que contiene el código genético "universal" para las moléculas de proteína.26 No bastaba, sin embargo, para clarificar la cuestión de qué mínimo conjunto de propiedades son necesarias y suficientes para que un sistema físico sea considerado vivo. Sin duda uno puede imaginar que funcionen como código genético moléculas portadoras de información de clases totalmente diferentes. Actualmente, cada subdivisión de la biología tiene su propia manera de definir —y por lo tanto de ver— la vida. No hay acuerdo acerca de lo que la biología estudia, y existe toda una serie de diferentes definiciones provenientes de las diversas ramas de la biología de hoy.27 La definición fisiológica, por ejemplo, sería la siguiente: todo sistema que puede ejecutar funciones tales como ingestión, metabolismo, excreción, respiración, movimiento, reproducción y reacción ante los estímulos exteriores es un sistema vivo. Aun cuando estos criterios son significativos, no son lógica46

mente satisfactorios. Todos ellos pueden aplicarse a sistemas que nadie llamaría vivos, como los automóviles. Un coche, después de todo, es auto-móvil; puede decirse que "come" gasolina, excreta humos, etc. Más aún, algunos de los criterios anteriores no se cumplen en ciertos organismos que claramente llamaríamos vivos, como las bacterias que no respiran oxígeno. Dichos criterios son incapaces de incorporar el conocimiento casi intuitivo que hace que nos resulte evidente qué es y qué no es la vida. La definición metabólica: sistema vivo es uno que es distinto de su ambiente externo e intercambia materiales con su entorno (es decir, tiene un metabolismo) sin cambiar sus propiedades generales. También aquí hay excepciones. Una semilla puede haberse mantenido en su estado latente durante siglos sin ningún metabolismo perceptible, pero está viva. Un remolino en un río es totalmente no biológico, pero en tanto gira retiene su organización e intercambia materiales y energía con su alrededor. Ciertamente el remolino carece de la neta delimitación de la membrana de una célula, pero la membrana también es "borrosa" si se la observa desde una escala suficientemente grande. (Esto insinúa que la delimitación, lejos de ser un rasgo objetivo, es obra del mismo organismo: se la define tanto desde adentro como por la barrera física. Esto está implícito en el concepto de autopoiesis.) La definición bioquímica: la bioquímica y la biología molecular ven a los organismos vivos como un sistema que contiene información reproducible y genéticamente transmisible, codificada en ADN y ARN, y que gobierna la creación de proteínas, entre ellas las enzimas que ayudan a catalizar los diversos procesos metabólicos. Un contraejemplo podrían ser los priones (partículas proteínicas infecciosas que causan el scrapie), es decir organismos simples, semejantes a virus, cuyo material genético no parece basarse en ácidos nucleicos como el ADN. Otro caso sería el de la vida artificial sin ADN que hemos descripto anteriormente. En consecuencia, la definición bioquímica adolece de "chauvinismo del carbono". La definición genética, que también es evolucionista, considera la vida al nivel de la población: la vida existe cuando un sistema consiste en ciertas unidades (organismos) que pueden reproducirse y transmitir sus genes (las instrucciones genéti47

cas para la creación de la unidad, el fenotipo) a una generación sucesiva. El sistema también debe ser capaz de mutación, de manera que pueda surgir nueva información y puedan alterarse ciertas instrucciones. Si una instrucción alterada permite a la unidad adaptarse mejor que las otras de su especie, esa instrucción se mantendrá probablemente en la población. (La mezcla de información es importante: los genes se reúnen y puede aparecer alguna benéfica combinación; es sin duda una cuestión de buena química). Sin embargo, a menudo los cambios genéticos empeoran las probabilidades de supervivencia y reproducción del organismo. Sólo en casos excepcionales las unidades creadas estarán significativamente mejor adaptadas. Tendrán éstas una mayor probabilidad de supervivencia y así su tipo se extenderá entre la población; esto es selección natural. Este fenómeno conduce al desarrollo en la dirección de una adaptabilidad cada vez más refinada y a un nivel de integración más alto. En esta perspectiva darwiniana los organismos complejos aparecen debido a la copia, mutación, copia de mutaciones. En suma, un sistema que puede evolucionar por selección natural es un sistema vivo. Que podamos usar medios artificiales para construir sistemas que evolucionan por selección natural no presenta problemas para esta definición. Estos sistemas están vivos, dice Cari Sagan. La definición termodinámica: desde la perspectiva de la termodinámica, la vida es un sistema abierto que intercambia energía y materiales con su ambiente. En este caso, no parece operar la crucial Segunda Ley de la Termodinámica. La segunda ley establece que en un sistema aislado y energéticamente cerrado el desorden de dicho sistema —la entropía— tiene tendencia a crecer. A medida que crece el desorden, la estructura y la organización del sistema desaparecen. El desorden es incompatible con la vida. Para los sistemas abiertos, afortunadamente, no es imposible que la entropía pueda decrecer, es decir, el orden puede crecer localmente (en el organismo) en tanto decrece en el sistema total (organismo más ambiente). Esto es precisamente lo típico de los sistemas vivos: tienen la capacidad de crear orden a partir del caos simplemente asegurándose el acceso a un continuo flujo de energía a través del sistema (energía con baja entropía como ingreso y energía con 48

ulLu entropía calor, por ejemplo— como egreso). Unu ameba "come" orden, esto es, ingiere materiales con más orden ( h ; i Mando energéticamente), que utiliza para mantener y reconsl ni ir su propia organización, y expele calor (esparciendo enerr.i.i desordenada) hacia su ambiente. Un ecosistema entero opera bajo el mismo principio: el ingreso ordenado es la luz del HO!, el egreso desordenado es la descarga de calor al ambiente, en última instancia al espacio exterior. Sin embargo, como muchas definiciones, la perspectiva termodinámica se ve debilitada por el hecho de que otros Histemas, intuitivamente no vivientes, también funcionan de acuerdo con los mismos principios. Más bien deberíamos clasificar la vida como una parte del conjunto de sistemas termodinámicamente abiertos. Sabemos de innumerables ejemplos de procesos cíclicos con la "apariencia orgánica" de sistemas abiertos, pero puramente físicos, que también pueden crear configuraciones ordenadas a partir de flujos de energía. Un ejemplo son las celdas de Bernard creadas vertiendo aceite y ají en polvo en una sartén y encendiendo el fuego. El polvo acompaña a las "células" de flujos líquidos circulares provocados por la convección de calor; el polvo pasa de estar desordenada y aleatoriamente distribuido en el aceite a formar configuraciones del tipo de panal de abeja. Aquí es la autoorganización de un sistema "muerto" el que muestra similitudes con la vida (o en todo caso con el orden) sin que podamos definir a nuestro sistema consistente en polvo, aceite y sartén como un sistema "vivo". El estudio de tales sistemas —incluyendo otros lugares además de la cocina— que están lejos del equilibrio (termodinámico) a causa del intercambio de energía con el ambiente, ha contribuido a debilitar los límites entre la física y la biología, aunque no condujo a explicaciones adecuadas sobre las características de los sistemas biológicos no equilibrados.28 Con el debido respeto a la idea de Maturana de que "se está vivo o muerto", quizás haya sistemas "semivivos", organismos que no son ni plenamente autopoiéticos ni completamente faltos de la capacidad para reproducir al menos parcialmente sus propios componentes. Presumiblemente la vida apareció en un proceso gradual y de largo tiempo, por el cual se crearon protoorganismos primitivos en la fecunda sopa primordial de los mares. La vida todavía no está acabada; es un fenómeno en 49

parte indefinido de devenir, no una forma completamente determinada de ser. Para usar una analogía física, podemos decir que la vida puede ser estimada como un fenómeno "crítico", como la transición de fase que puede ocurrir súbitamente o en una limitada zona del espacio-fase, de donde puede emerger un orden más complejo, por ejemplo, entre el orden cristalino y el desorden aleatorio.29 La biología contemporánea ha aceptado que no puede haber ninguna definición de la vida que no tenga excepciones u otras debilidades. Pero las cinco definiciones, combinadas según sea necesario, son adecuadas para cubrir la mayoría de las formas de vida que conocemos en la Tierra. Organismos como un nabo o el cuerpo humano tienen todas las propiedades mencionadas. Empero, la biología teórica se ve forzada a aceptar que la vida es un concepto vago, arracimado (un concepto prototípico). Toda propiedad que le acordemos a la vida es, o bien tan amplia que también se aplica a muchos sistemas inanimados, o bien demasiado específica y no puede incluir contraejemplos que intuitivamente consideramos vivos. Puesto que todos hemos nacido chauvinistas del carbono, se nos hace difícil estar seguros de que la vida exista en medios diferentes del químico orgánico en que vivimos. La definición genética es en ese sentido la menos chauvinista y más desligada de la atadura con el carbono. Ciertamente describe por medio de la selección natural la evolución abstracta de los sistemas procesadores de información. No se basa en el organismo como tal, sino en la población o en el linaje filogenético, la "línea familiar": tener una línea histórica y natural que se remonta en el tiempo es una importante característica de la vida en el sentido biológico. Examinemos ahora una lista de propiedades clave de la vida, de la vida real, tal como la elaboraron J. Doyne Farmer y Aletta d'A. Belin (véase nota 12). Farmer y Belin acuerdan a la vida las siguientes características: 1. La vida es una configuración en el espacio/tiempo (más que un objeto material específico). En otras palabras, la vida es una nítida forma de organización. Después de todo (y afortunadamente) somos más que lo que comemos. Las moléculas de nuestro cuerpo y las células de nuestros tejidos se renuevan e intercambian innumerables veces durante nuestra vida. 50

ü. La vida ama la autorreproducción (aun las muías, que son estériles, son creadas por medio de un proceso reproductivo). 3. La vida está asociada con el acopio de información para una autorrepresentación; es decir, una parcial descripción de sí misma (o de ciertos componentes necesarios para la producción de lo faltante bajo la continua autoorganización del sistema). 4. La vida prospera con la ayuda del metabolismo; véase la definición de metabolismo anterior. 5. La vida participa en interacciones funcionales con el ambiente. (Es decir, los organismos pueden adaptarse, pero también pueden crear y controlar sus respectivos ambientes locales.) Los organismos tienen la capacidad de responder selectivamente a los estímulos externos (lo que los viejos fisiólogos llamaban "irritabilidad"). 6. Las partes de los seres vivos tienen una crítica dependencia interna de unas respecto de las otras (lo que significa que los organismos pueden morir). 7. La vida exhibe una estabilidad dinámica frente a perturbaciones (puede mantener hasta cierto límite la forma y la organización). 8. La vida, no la individual sino su linaje, tiene la capacidad de evolucionar (véase la definición genética).

El hecho de que la vida parece ser un conglomerado de propiedades apunta hacia lo que podríamos llamar una metapropiedad en la concepción biológica original de la vida, la concepción que surge de la noción de la vida de la historia natural clásica como un grado de organización especialmente alto: más que un concepto de todo o nada, como en la autopoiesis de Maturana, la vida tiene caracteres continuos; es una propiedad de las pautas de organización que varían en forma continua, algunas de las cuales están "más vivas" que otras. Aun una propiedad como la selección natural, que puede formularse en términos generales (sin considerar si se produce en ciertos genes, organismos o especies, y sin tener en cuenta si estamos hablando de selección en sistemas bioquímicos o basados en silicio), no es necesariamente inevitable como el único mecanismo posible de la evolución. Los biólogos evolucionistas han discutido otros mecanismos, como la "deriva al azar" de Sewall Wright. En un sentido lógico, debe considerarse a la vida como un concepto fundamentalmente vago que refleja una genuina vaguedad, un continuum en la naturaleza.30

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Ejercicios metafóricos En consecuencia, los criterios para evaluar los fenómenos que llamamos vida deben usarse delicadamente cuando investigamos si la vida puede prosperar en los fríos chips del ordenador o en medios completamente diferentes, como afirmaron Farmer, Belin, Ray y muchos otros investigadores en vida artificial. La investigación en vida artificial utiliza programas que adquieren características vitales y pueden considerarse, al menos metafóricamente, como vivos. Los "organismos" de Thomas Ray y el juego de Vida de Conway, que pueden engendrar no sólo deslizadores sino varias estructuras más complicadas (véanse figuras 3.6 y 4.3), son buenos ejemplos. Los organismos de Ray están diseñados deliberadamente para circular en un ambiente artificial simulado dentro del ordenador. Los infames virus de los ordenadores son otro ejemplo de programas que se autorreproducen. Vamos a disecar esta metáfora científica y luego examinaremos si la vida en el ordenador satisface los ocho criterios para identificar la vida propuestos por Farmer y Belin. Así como la vida orgánica consume energía proveniente del sol para organizar la materia, la vida digital puede considerarse como un consumidor del elemento principal del ordenador, la unidad central de procesamiento o CPU. El CPU se utiliza durante un cierto lapso para organizar la memoria. Ray compara directamente el tiempo de CPU con los recursos energéticos de los animales reales, y hace que la memoria del ordenador corresponda al recurso espacial.31 Y así como la vida orgánica evoluciona por medio de la selección natural, puede considerarse que la vida digital evoluciona con la competencia entre algoritmos, es decir los procedimientos o instrucciones simples que forman la base de un programa. Los algoritmos compiten por el tiempo de CPU de la máquina y por el espacio en el área de almacenamiento de memoria. Sólo los programas que utilicen más efectivamente esos recursos (y eventualmente se utilicen unos a otros, como descubrió Ray con los programas parásitos) serán seleccionados; ellos crearán las bases para nuevas generaciones de programas. En tanto que la memoria, el CPU y el sistema operativo del ordenador pueden, en términos ecológicos, ser considerados como partes del "ambiente 52

flhiótico", los programas autorrepl¡cantes en código assembler de Ray corresponden a los organismos del ecosistema. En la ciencia informática, los lenguajes en assembler consisten en nombres que se refieren a un grupo de instrucciones especialmente útiles, formuladas en el lenguaje de la máquina. El lenguaje de la máquina es el más básico conjunto de instrucciones del ordenador, su lenguaje informático "natural". En tanto la palabra para "adición" en el lenguaje de la máquina es "010111000", el lenguaje en assembler la traduce simplemente como "SUMA", del mismo modo en que en vez de especificar tediosamente una molécula de ADN átomo por átomo, uno puede contentarse indicando una secuencia de abreviaciones para las bases (A, G, C y T) en que consiste la molécula. Cuando se va a ejecutar una instrucción en assembler, ésta es traducida automáticamente al código de la máquina para su ejecución en el CPU, según el propio conjunto de instrucciones de ésta y el sistema operativo del ordenador. Si se concibe la vida como un proceso que puede ser tanto químico como informático, resulta tentador usar las instrucciones del ordenador como la química artificial que constituye la base de los organismos diseñados para vivir en la máquina. Puesto que las metáforas entre el lenguaje y la vida pueden construirse de diversas maneras,32 Ray considera a las instrucciones como correspondientes a los aminoácidos de la célula (los bloques constructivos de las proteínas) porque estas instrucciones son "químicamente activas", según él las denomina. Manipulan bits, bytes, registros del CPU y otros componentes básicos durante la ejecución de su programa. Básicamente consisten en una cadena de instrucciones de máquina. Los protoorganismos que Ray puso en libertad en su sopa informática tenían ochenta de tales instrucciones, medidas en código assembler. Pero también se puede comparar a los organismos digitales de Ray con las moléculas de ARN de la sopa primordial que existieron hace cuatro mil millones de años, en la época en que aparecieron las primeras formas de vida genuinas. Se piensa que las moléculas de ARN eran portadoras de información y exhibían actividad metabólica. Si los organismos digitales fueran especies tan exitosas que pudieran desarrollarse dentro de los ordenadores de sus amos, ¿no podrían quedar fuera de control? ¿No podrían con53

ducir por sí solos a la creación de "gusanos" y virus de ordenador que podrían propagarse en forma espontánea a las gigantescas redes nacionales e internacionales y constituir una amenaza real a los grandes sistemas de datos? Los investigadores en vida artificial consideran a este hecho como un peligro real. Por lo tanto evitan que el CPU y la memoria de los ordenadores constituyan el ambiente en el cual se les permita jugar a los organismos digitales. En cambio, usan la capacidad de los ordenadores para simular otros ordenadores. En un potente microordenador normal un programa puede simular a otro, llamado ordenador virtual, con su propio "sistema operativo virtual". Son el tiempo y la memoria informáticos del ordenador virtual los que constituyen el "ambiente" de los organismos artificiales. En consecuencia, el ordenador virtual de Ray, que él llama Simulador Tierra, no es otra cosa que un programa y y un conjunto de datos en su ordenador verdadero. El ordenador virtual es uno más entre muchos otros programas y datos, y por lo tanto no es mayor amenaza que un programa procesador de textos normal (véase fig. 2.2).

Figura 2.2. Una representación muy esquemática del principio de contención informática. El ordenador, marcado C, es la máquina real que lleva a cabo la simulación de B, el ordenador virtual, el que a su vez constituye el ambiente del organismo informático A, aquí representado en un diagrama de bloques que muestra el número de las diversas clases do organismos en un momento dado. En la práctica, no se visualiza a B como se lo exhibe aquí. 54

Dado que el ordenador virtual es un recipiente iiiíbrmatiy.iulo dentro del ordenador real, concebido para asegurarse nmlra el escape de la vida artificial, se puede llamar a esta no! ucion "contención informática". Corresponde a los intentos liedlos por los recombinadores de genes por desarrollar una "ronl.ención biológica" que asegure que ningún organismo reQOtnbinado que se escape pueda sobrevivir (usando, por ejemplo, "genes suicidas"). La contención informática tiene otras ventajas evidentes. I1!I universo artificial de Ray no está constreñido a un tipo especifico de hardware y puede ser transportado fácilmente a nuevos ordenadores. Su "universo" puede transmitirse por mói le ni o ser trasladado a un disquete y enviado por correo. Finalmente, los lenguajes de máquina de las computadoras i e.-1 les no están diseñados para contener estructuras evolutivas, l.ii mayoría de los lenguajes de máquina son extremadamente sensibles a los errores de programación. No se necesita mucho pn r;i que una máquina se caiga; ello se debe a que sólo una parte e \ i remadámente pequeña del enorme número de posibles comInimciones de instrucciones pueden de hecho operar como proi ' i .mías eficientes. Si se expone al código de la máquina real a ululaciones y recombinaciones, el programa no puede ejecutar mis instrucciones como se desea. No será funcional. El físico danés Benny Lautrup ha propuesto, por lo tanto, que (I istingamos entre dos tipos de organismos de ordenadores: !;, "reales" y los "virtuales".33 Los organismos de ordenador virl,nales son los diseñados para rondar por los juegos, los mil,nmatas celulares o en ambientes virtuales como el Simulador Tierra. Su existencia es completamente dependiente de las P< • i sonas que le han diseñado un habitat específico dentro de la Mi.ii|inna. Los organismos de ordenador reales también son diseñadoH por el hombre (como los bien conocidos virus de ordenador). Min embargo, una vez que un organismo de ordenador real se • ' i p;i de su creador, no está subordinado a la misma forma de i onlrol de un organismo virtual. Tales virus funcionan como c milcos enemigos y sus ambientes son los ordenadores reales u n » virtuales), hardware real, incluyendo los disquettes que Intercambiamos inocentemente con otros, donde descansan Imena parte de su vida esperando ser transferidos a un disco 55

duro, a un ordenador central o a una red informática donde producen estragos. También de aquí vienen los gusanos, programas independientes que se multiplican y causan daño, al igual que las "bacterias", programas que se multiplican hasta que se agotan todos los recursos informáticos. Los organismos de ordenador reales son los más autónomos, están más allá del adecuado control del hombre, y son capaces de actuar como parásitos de los instrumentos humanos. Es altamente improbable que los organismos virtuales puedan escapar de la contención informática y se conviertan en reales. ¿Están realmente vivos? La cuestión de si los organismos de ordenador son vida está todavía sin resolver. Sin embargo, si reexaminamos los ocho criterios de Farmer y Belin de a uno por vez, se pueden aclarar varias cosas. 1. Tanto los virus de ordenador como los parásitos de Ray son configuraciones; son estructuras informáticas antes que objetos materiales. (Si lo son por la misma razón que la vida biológica consiste en "formas" es un interrogante que, no obstante, queda pendiente.) 2. Los organismos digitales y los virus son capaces de reproducirse (aunque solamente por el uso de un "análogo", una máquina material que puede ejecutar esta operación de un modo puramente físico). 3. También tienen autorrepresentación (lo que es un poco especial en el sentido de que casi se superpone con el organismo como tal, así como los virus biológicos existen como sartas de ARN o ADN). 4. En cierto sentido, tienen metabolismo, puesto que las instrucciones de máquina pueden interpretarse, como lo hace Ray, no como entidades lógicas primitivas, sino químicamente activas (aunque con una clase de química radicalmente diferente de la de la actividad enzimática de la célula).34 En todo caso, las instrucciones conducen y distribuyen algo de la energía eléctrica del ordenador durante la creación de calor para que se mantengan y respondan a "estímulos" específicos. 5. De este modo los organismos de ordenador entran en interacciones funcionales con su ambiente, ya sea hardware virtualartificial o "real". 6. Y ya que los organismos digitales son pequeñas totalidades funcionales, debemos reconocer que sus partes son mutuamente 56

intcrclcpeiulienles de una numera crítica. Ciorüimente Ion nismos de. Ray pueden morir. 7. Sin embargo, son estructuras estables dentro de sus ambientes preferidos, aun cuando se pueda discutir cuan dinámicos son estos programas. K. Y después de haber visto las diversas formas de organismos que aparecieron en Simulador Tierra luego de liberar el organismo resultado de ochenta instrucciones, debe concedérsele claramente la capacidad de desarrollarse en un "linaje familiar". Ray ha tratado incluso de interpretar sus simulaciones en términos de pautas macroevolutivas correspondientes a las pautas que los paleontólogos reales han descripto en el registro fósil geológico; tales pautas darían lugar a la estabilidad de especies durante largos espacios de tiempo, interrumpidos por rápidos saltos hacia nuevas formas de vida (véase también la fig. 2.3).

Pareciera que la vida artificial (tanto la real como la virtual) es vida genuina de acuerdo con los criterios expuestos. Kl problema radica en las reservas que debemos mantener a lo largo del camino. Estamos hablando de organismos digitales cuya autorreproducción es enteramente informacional, y en cierto sentido, formal. No es el caso del crecimiento material y

CRITERIOS DE VIDA 1. Estructuras en tiempo/espacio 2. Autorreproducción 3. Autorrepresentación 4. Metabolismo 5. Organización/relación ambiental 6. Partes en una coherencia funcional 7. Estabilidad dinámica 8. Evolución 9. Autonomía

ORGANISMOS REALES DE ORDENADOR

ORGANISMOS VIRTUALES DE ORDENADOR

+ (+) + (+)

+ (+) + (+)

+ (+)

figura 2.3. Esquema de los criterios de vida. Autonomía se entiende aquí como definiendo la diferencia entre organismos de ordenadores reales y virtuales. Por supuesto, pueden seguir debatiéndose los criterios individuales. Un signo + denota que el criterio se cumple; un signo (+) que el criterio se cumple posiblemente y un signo - que el criterio no se cumple.

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el consumo de materia como en los organismos biológicos. Un bioquímico difícilmente sería capaz de reconocer como metabolismo los estados electromagnéticos cambiantes en el hardware de un ordenador. Ciertamente al metabolismo de la célula se lo ve muy diferente. Los organismos reales son tanto físicos como lingüísticos, contienen tanto sustancia material como signos en su ADN. Una ameba, por ejemplo, es a la vez analógica y digital, pues su "programa" digital interactúa con el mundo externo real por medio de la ameba "analógica", es decir, la estructura material que forma el cuerpo de la célula. El carácter de una tal estructura biofísica es decisivo para la clase de diferencias en el ambiente que producen una diferencia en el organismo.35 Los organismos puramente digitales son muy incorpóreos. ¿Qué ocurre entonces con los virus reales? El VIH y otros retrovirus también son solamente "digitales". Sin duda aquí la analogía es más marcada, pero ello se debe a que es dudoso que los virus puedan en modo alguno ser considerados organismos. A diferencia de la ameba, los virus no tienen metabolismo independiente; tienen sólo la capacidad de la (pseudo) autorreproducción explotando el metabolismo de la célula huésped. Más aún, los virus reales tienen una estructura física específicamente tridimensional que es significativa para sus funciones biológicas. En ese sentido, también, no son solamente formales o informacionales. Farmer admite asimismo que los virus de ordenador no son estables ante grandes disturbios eléctricos, y que no son capaces de evolucionar por medio de la selección natural. No pertenecen a un linaje filogenético bien definido. Los virus de ordenador genuinamente robustos deben ser capaces de tolerar cambios en sus programas. Y si han de asemejarse a los virus biológicos, deben evolucionar por sí mismos, sin la intervención de sus programadores humanos. Sin embargo, puede ser cuestión de tiempo e inventiva algorítmica, y quizás un poco de cinismo informático, acordar esas propiedades a los virus de ordenador actualmente conocidos. A pesar de esas reservas, Farmer y Belin consideran a los virus informáticos como un signo de que ya han empezado a medrar formas de vida en otros medios además del biológico. Es posible que estos fenómenos extraños no manifiesten elcontinuum completo de propiedades bioorganizativas, tal como las hemos discutido. Pero también esas criaturas son sólo el comienzo. 58

La lógica de la autorreproducción Los organismos vivos se multiplican, se reproducen a sí mismos. Dejando de lado la aparición inicial de la vida en la Tierra, siempre se crea nueva vida a partir de vida previamente existente. Las condiciones ya no son las mismas que las que había cuando la vida apareció por primera vez. Ahora la vida proviene de la vida, o como lo formuló Rudolf Virchow hace cerca de 140 años, "Todas las células se crean a partir de células que ya existen" ("Omnis cellula e celia", 1855). El mayor éxito de la evolución es su insistencia en producir variaciones. La reproducción puede ser asexual y en solitario, como la división de las amebas, o, en las plantas, la aparición de retoños, o de raíces hinchadas, con los bulbos resultantes. Del mismo modo, algunos animales pueden reproducirse por división simple (cierta clase de estrellas de mar), por "estrangulamiento" por constricción (entre gusanos peludos y medusas), por simples brotes (pólipos de agua dulce), por medio de la partenogénesis o nacimientos vírgenes (pulgones, áfidos) e innumerables otros métodos. O pueden reproducirse colectivamente como en la formación de colonias. Sin embargo, entre la mayoría de las especies, en las abejas como en las flores, la producción de descendencia tiene lugar por medio de la reproducción sexual, utilizando las evidentes ventajas de la recombinación genética. El sexo establece en la población un genuino fondo común de posibilidades genéticas que puede ser útil para una flexibilidad futura. (Es la reproducción sexual la que define a un grupo de organismos como una población biológica y no 59