Complejidad, caos y biogenética

1. Resumen
2. La complejidad
4. Biología molecular y genética
5. La evolución biológica
6. Conclusiones
7. Bibliografía

Resumen

Atendiendo a los conceptos en los cuales se sustenta la Teoría de la Complejidad y por ende del Caos, tratamos los principales temas que conforman la moderna biología y la genética, los cuales constituyen gran parte de su contenido.

LA COMPLEJIDAD

Nos referiremos a cómo se mide la complejidad de un objeto o de un sistema. La medida de la complejidad se expresa en términos de información tal como se entiende en teoría de la información. Un objeto A es más complejo que un objeto B, si para expresar A se necesita un programa más largo expresado en bits que el necesario para expresar B.

Sea el programa para expresar A:

100110

y el necesario para expresar B:

101010.

El programa de B es más corto pues puede reducirse a decir: escribe tres veces 10. Su expresión es más corta que su ejecución. Para expresar A hay que ejecutar el programa, no puede reducirse. A es un objeto más complejo que B.

Pero la complejidad de un objeto o de un sistema no la caracteriza solamente su medida. Un sistema complejo se caracteriza porque, y esto es muy importante, presenta propiedades que no presentaban los componentes del sistema antes de entrar a constituir el sistema. A estas propiedades que surgen después de constituido el sistema se les llama propiedades emergentes y es éste uno de los conceptos más importantes de la Teoría de la Complejidad.

Pondremos un ejemplo fuera de las matemáticas. Dos personas cantando al unísono sin acoplar sus voces, no constituyen un sistema complejo porque en lo que cantan no aparece musicalmente nada que no mostraran sus voces cantando por separado. No surgen propiedades emergentes. Pero si acoplan sus voces, cantando en tonos distintos, voz prima y voz segunda, ya surge una tonalidad nueva, armonizada, que no presentan las voces separadas. El dúo acoplado ya es un sistema complejo, presenta propiedades emergentes. Y además, en cuanto a lo que antes vimos de medida de la complejidad, es evidente que el programa del dúo cantando al unísono, que sería: canten, es más corto que el del dúo acoplado que sería algo así como: cante uno en una tonalidad más alta que la del otro.

Es en los sistemas complejos como la atmósfera, el organismo humano, las poblaciones y otros donde pueden surgir situaciones de caos cuando pequeñas variaciones de las condiciones iniciales provocan grandes variaciones en los correspondientes procesos físicos, químicos, biológicos, sociales, económicos o de otra índole, todos descritos por sistemas no lineales..

Aunque resulta válido el ejemplo del dúo armonizado para mostrar las características de un sistema complejo, tomaremos otro ejemplo ahora de la biología. En una célula aislada no se detecta la acción termorreguladora que si se advierte cuando se tiene un colectivo de células constituyendo un tejido. En éste ya se advierte la aparición de propiedades emergentes al constituirse el colectivo. Además la caracterización del tejido como sistema complejo la refuerza el hecho que el programa informático que lo describe es más complejo que el necesario para describir una célula aislada.

Y un ejemplo más de aparición de propiedades emergentes: el funcionamiento del láser. El dispositivo emisor de la luz láser tiene como función transformar luz incoherente esto es, luz producida por la excitación de átomos sin coordinación ninguna entre ellos, en luz coherente producto de la emisión por los átomos al actuar ordenadamente. Esta ordenación es una autoordenación, que surge como propiedad emergente al actuar los átomos cooperativamente, mostrando propiedades que no manifestaban aisladamente. El proceso de autoordenación a partir de una inestabilidad anterior en el sistema con el paso a una estabilidad, ocurre lejos del equilibrio termodinámico del sistema que se trate, como ocurre en el láser, en los tejidos vivos y otros.En ese proceso se establece lo que Prigogine llama una estrctura disipativa pues necesita que se le suministre energía y/o sustancia para mantenerse. Estos procesos se efectuán en sistemas abiertos donde acciones endoergónicas se conjugan con exoergónicas o de aumento de entropía. Eso justifica el que los organismos vivos puedan mantenerse ordenados con aparente violación de la segunda ley de la termodinámica que afirma que la entropía ( el desorden ) tiende a aumentar. Estos argumentos que acabo de bocetar, constituyen el aporte que le valió el Premio Nobel a Prigogine.