Contingencia y determinismo: filosofia biologica

Contingencia y determinismo
POR PIER LUIGI LuISI
Departamento de Materiales, ETH Zentrum, 8092 Zurich, Suiza
Publicado en línea el 2 de mayo de 2003
La contingencia frente al determinismo es un asunto antiguo y clásico en la historia de la ciencia, y ciertas tendencias de la literatura científica contemporánea parecen estar trayéndola de nuevo al primer plano. Palabras llave: contingencia; determinismo; origen de la vida; Química prebiótica; Proteínas
1. Inevitabilidad
En general, aceptamos el escenario de Oparin-Haldane sobre el origen de la vida en la Tierra, según el cual la vida se formó a partir de la materia inanimada a lo largo de una larga serie de pasos espontáneos de creciente complejidad molecular hasta la formación de las primeras protocélulas autorreproductivas. De este escenario, cualquier acto trascendente o intervención milagrosa es eliminado por definición. ¿Cómo surgió esta serie de pasos? Una respuesta es en términos de determinismo, según el cual las leyes de la física y la química determinan la serie de sucesos de forma secuencial y causal. Así, en su libro sobre el origen de la vida, Christian de Duve (1991) escribe «dadas las condiciones iniciales adecuadas, el surgimiento de la vida es muy probable y regido por las leyes de la química y la física ...». Esto parece conducir a uno a la idea de que la vida en la Tierra era ineluctable, y de hecho, en un trabajo más reciente (de Duve 2002), reafirma este concepto: "es evidente que el Universo estaba lleno de vida y la Biosfera con el hombre ". De Duve considera y discute en este libro la importancia de la contingencia, pero sólo se limita a los efectos particulares y secundarios. La idea de la inevitabilidad de la vida en la Tierra, aunque redactada de forma diferente y generalmente con menos énfasis, es presentada por otros autores significativos, por ejemplo Herbert Morowitz, en su conocido libro (Morowitz 1993, p.12) No tienen ninguna razón para creer que la biogénesis no fue una serie de acontecimientos químicos sujetos a todas las leyes que gobiernan los átomos y sus interacciones ", agregando también, curiosamente," sólo si asumimos que la vida comenzó por procesos deterministas en el planeta somos plenamente capaces Para perseguir la comprensión de los orígenes de la vida dentro de las limitaciones de la ciencia normativa "(Morowitz 1993, p.3). También añade una petición clara contra la contingencia: «también rechazamos las sugerencias de Monod de que el origen requiere una serie de acontecimientos altamente improbables y que no pueden recuperarse de las leyes de la física» (Morowitz 1993, p.13).

¿Existe una alternativa a esta visión determinista? La alternativa, según de Duve (1991), sería invocar un milagro, como expresó Hoyle en una metáfora famosa (de Duve et al., 1991): la construcción casual de un avión por un tornado girando a través de un hangar lleno de piezas de repuesto. Rechazando esta conjetura entonces, "la ciencia del origen de la vida tiene que adoptar la visión determinista, de la continuidad, de lo contrario no sería posible adoptar un método científico de investigación" (de Duve 1991), que es equivalente a la declaración anterior de Morowitz.

Este último argumento puede parecer ingenuo y tautológico, pero en realidad equivale a nuestra definición de ciencia: la ciencia, en su definición tradicionalista y tal vez conservadora, es el estudio e interpretación de la fenomenología mundial en términos de las leyes de la física y la química. Esta definición es útil para establecer un hito limpio de trabajo entre la ciencia y la no ciencia: así, uno no puede ser un creacionista (afirmando que el mundo fue creado en siete días y hace sólo unos miles de años) y un científico al mismo tiempo. O, usted puede hacerlo, pero entonces usted está fuera de la comunidad científica. La conjunción interesante en la opinión de Duve y Morowitz es el rechazo del escenario miracolista y la aceptación sin embargo de la noción de la inevitabilidad de la vida a través de las leyes deterministas de la física y la química. El «evangelio de la inevitabilidad» del origen de la vida en la Tierra, como lo llama adecuadamente Szathmary (2002), tiene su contrapartida en la noción de que la contingencia es la fuerza creativa básica para conformar las construcciones moleculares y evolucionistas en la Tierra. Esta visión no es nueva: en realidad es un viejo icono de la historia de la ciencia. En nuestra era científica contemporánea, uno puede recordar la oportunidad y necesidad de Francois Monod (Monod 1971), su colega Francois Jacob (1982) con El posible y el actual y los muchos libros de Stephen J. Gould (véase, por ejemplo, Gould 1989), que es quizás el autor más citado sobre la contingencia en la evolución biológica.

La contingencia puede definirse como el resultado de un conjunto particular de efectos concomitantes que se aplican en una situación espaciotemporal particular y por lo tanto determina el resultado de un evento dado. En la mayor parte de la literatura epistemológica, esta palabra ha tomado el lugar del término "casualidad" o "evento aleatorio", y de hecho, tiene una textura diferente. Por ejemplo, un accidente automovilístico puede ser visto como un suceso casual, pero en realidad se debe a la concomitancia de muchos factores independientes, como la velocidad del automóvil, las condiciones de la carretera, el estado de los neumáticos, el consumo de alcohol del conductor, etc. Estos factores se suman para dar el resultado final, visto como un evento casual. Lo mismo puede decirse de un accidente bursátil, o el clima tormentoso de un día de verano particular. Curiosamente, cada uno de estos factores independientes se puede ver realmente per se como un evento determinista, p. El mal estado de los neumáticos de coche determina por sí mismo un coche deslizando en una curva. Sin embargo, el hecho de que haya tantos de estos factores, y cada uno con un peso estadístico desconocido, hace que el accidente completo sea impredecible: un suceso fortuito. Cambiar las condiciones contingentes (tal vez sólo una de ellas) y el resultado final sería muy diferente: puede suceder una semana más tarde, o con otro conductor, o nunca. Como Gould declara sobre la evolución biológica (Gould, 1989), "vuelva a ejecutar la cinta y el primer paso de la célula procariótica a la eucariota puede tomar 12 mil millones de años en lugar de dos ...", lo que implica que la aparición de organismos multicelulares, Puede que no hayan surgido todavía, o que nunca se presenten. Esta es la contingencia en la forma más clara.

2. Química prebiótica

Me gustaría examinar la vieja dicotomía entre determinismo y contingencia utilizando un caso concreto en el campo del origen de la vida, a saber, el origen de macromoléculas funcionales como las enzimas y el ARN. En lo que sigue me referiré principalmente a los polipéptidos, ya que la química prebiótica de la formación de aminoácidos, así como los principios de su policondensación, se entiende mejor. Sin embargo, todo lo que se diría acerca de los principios de la formación de cadenas es válido también para los ácidos nucleicos. Cómo estas secuencias específicas -al menos 100 residuos de largo- se formaron en la Tierra pre-biótica en muchas copias idénticas que no conocemos. De hecho, dejando de lado la cuestión peluda de las secuencias primarias, ni siquiera sabemos cómo hacer co-oligopéptidos aleatorios de larga duración (es decir, cadenas que tienen varios residuos aminoácidos diferentes en las mismas cadenas), excepto la síntesis de Merrifield, que es Apenas un método prebiótico. Y en lo que respecta a los polinucleótidos, ni siquiera sabemos cómo los nucleótidos monoméricos se han originado bajo condiciones prebióticas. Sin embargo, una cosa sabemos con certeza: que la lisozima no está con nosotros porque es más estable que sus miles de millones de isómeros constitucionales. Lo mismo puede decirse del t-RNAphe y de todas las otras secuencias macromoleculares biológicamente activas en la Tierra. En este sentido, hay una profunda diferencia con respecto a las moléculas prebióticas de bajo peso molecular, tales como los aminoácidos o las bases de purina o los compuestos orgánicos que se encuentran en los meteoritos. Todos estos compuestos pequeños se forman porque son los más estables de todos los posibles isómeros (es decir, la sıntesis está bajo control termodinámico bajo esas condiciones). Obviamente esto no es así para ninguna de las secuencias particulares de las macromoléculas funcionales: su existencia no puede ser buscada en una estabilidad termodinámica mayor. En este sentido, la numerología en el campo de la génesis macromolecular es bien conocida, y tal vez algo abusada. Sin embargo, permítanme repetir un viejo cálculo. Centrándose en una cadena co-polipéptida de longitud 60, y teniendo a nuestra disposición los 20 aminoácidos clásicos, el número de cadenas diferentes que son en principio posibles es 2060, o ca. 1070. La relación entre estos dos números (lo posible y lo real, tomando una expresión de F. Jacob) corresponde aproximadamente a la relación entre el volumen de todo el Universo con respecto al volumen ocupado por un átomo (en realidad , Una fracción de este). Incluso considerando que para cada proteína habría, digamos, mil millones de mutaciones biológicamente activas, la imagen no cambiaría significativamente. Se puede decir que estos números astronómicos carecen de significado físico. No es así, ya que contienen un mensaje de enseñanza: que el espacio ocupado por "nuestras" proteínas es una pequeña fracción en el universo de posibilidades. El espacio fuera de nuestro átomo es el espacio de las proteínas nunca nacidas. Si nuestras proteínas o ácidos nucleicos no tienen nada especial desde el punto de vista termodinámico, entonces volvemos a ejecutar la cinta y cualquier otro "átomo" en el exterior podría haber sido producido, y el correspondiente conjunto de macromoléculas no necesariamente habría soportado la vida.

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