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lunes, 21 de agosto de 2017

El dilema del tranvía



Hace unas semanas hablamos de los problemas de tranvías en el Otto Neurath y poco después acudí a un seminario del psicólogo Robert Kurzban, que los utiliza como ejemplo de su tesis sobre la mente modular. Me persiguen desde que me dedico a la teoría de los juegos, así que aquí va una entrada para ellos.

Un tranvía está en loca carrera sin frenos a punto de arrollar y matar con toda seguridad a un grupo de 10 personas. La única posibilidad de salvarlos es desviar el tranvía a otra vía en la que solo hay una persona, que también morirá irremediablemente si se hace ese desvío. ¿Qué harías si tuvieras la posibilidad de apretar el botón que active el desvío?

Este tipo de problemas nos muestran que nuestras posiciones morales pudieran no tener una buena justificación.

Esto último es así porque está documentado en experimento tras experimento (mentales, claro, nunca se mata a nadie) que las respuestas a la pregunta crucial depende de variables aparentemente irrelevantes.

Por ejemplo, la respuesta varía si la persona a la que sacrificar es un trabajador de la compañía que hace su trabajo reparando la vía o es una persona que camina irresponsablemente por ella, o si en lugar de desviar el tranvía lo que se puede hacer es arrojar a una persona desde un puente para que caiga delante del tranvía y lo haga descarrilar, o si no se sabe en qué posición está el interruptor que hace desviarse al tranvía, pero se puede dar la orden de que se quede en la que queremos, y así infinitas variaciones del tema.

¿Por qué habría de cambiar la respuesta? ¿Qué tal si esas 10 personas son ciudadanos en un hospital que morirán si no reciben un transplante y la persona que puede salvarlos y morir al donar sus órganos es un ciudadano cualquiera? En todos los casos se trata de 10 vidas frente a una.

Esta es mi postura ante el problema del tranvía. Por una parte debo decir que si el dilema es exactamente como se describe en cada problema, entonces la decisión debe ser la misma en todos ellos. El problema, a mi entender, radica en que no hay manera de pensar ninguno de los problemas en su descripción exacta. Me pasa lo mismo que cuando intento explicar el equilibrio en un juego. Logro ser más convincente cuando exagero hasta el ridículo el contexto del juego: dos personas nacen, juegan el juego, son lo felices que les toque ser según el resultado y se mueren. Ese es todo su universo. En esas circunstancias es más aceptable el equilibrio. Claro que esas son exactamente las circunstancias del modelo, pero es claro también que no existen de esa manera en el mundo real.

Pienso que nos ocurre los mismo con los problemas de tranvías. Tomados al pie de la letra requieren una solución única, tomados en contexto –y cada uno es libre o esclavo de sus instintos de montarse un contexto- pueden estar pidiendo a gritos soluciones distintas.

Una sociedad que sacrifique al azar un ciudadano para donar sus órganos es poco apetecible y poco viable. Sospechosamente, los órganos de los familiares de los ministros o de los médicos se verán poco en el quirófano, los ciudadanos dedicarán grandes recursos a esconderse de las patrullas que buscan donante, .... Este tipo de arbitrariedades, con sus costes añadidos puede estar detrás de una regla impresa en nuestro cerebro que diga que es una mala manera de decidir. Otras reglas, tal vez justificadas, tal vez confundidas, pueden estar detrás de reacciones distintas en las otras versiones del problema.

jueves, 18 de mayo de 2017

Cooperación, complejidad y evolución abren el camino a mayores capacidades cognitivas

Este es el dilema del prisionero, del que ya hemos hablado aquí, aquíaquíaquí y aquí: Si A y B cooperan, ambos ganan 5. Si solo uno coopera, el otro gana 6 y el que coopera gana 0. Si ninguno coopera, ambos ganan 1.

Egoísmo

Un comportamiento egoísta implicará que, en una interacción aislada entre A y B ninguno coopere. La tabla siguiente representa el juego, en donde se ve claramente haga lo que haga el otro, cada uno prefiere no cooperar.

Altruismo

Si el comportamiento no es egoísta, podrán cooperar. Por ejemplo, si la ganancia de una unidad del otro le importa a cada tanto como la ganancia de media unidad para sí mismo, ambos querrán cooperar. Así, por ejemplo si los dos cooperan, ambos disfrutan de su ganancia de 5 más un disfrute por el bienestar del otro que equivalente a ½ de los 5 que gana el otro. La tabla sería la siguiente, donde se observa que cooperar es siempre mejor:
Coacción

No hace falta ser altruista para lograr la cooperación. Si A y B son parte de un clan que castiga con -10 a quien no coopere, en el nuevo juego también se cooperará:

Reciprocidad

Si la interacción entre A y B va más allá de un encuentro ocasional y tienen que decidir si cooperar o no cada día (o cada mes o año) de manera indefinida no hace falta altruismo ni castigos externos, basta con una estrategia de reciprocidad (visualizada en la imagen):
“comencemos cooperando hoy, a partir de mañana seguiremos cooperando si en el pasado lo hemos hecho y no cooperaremos si en el pasado alguien no ha cooperado”.
C es cooperar, D es no cooperar

Esta estrategia sostiene la cooperación como un equilibrio:
  • Si A y B siguen la estrategia, cada uno recibirá 5 cada periodo de tiempo.
  • Si uno la sigue y otro intenta aprovecharse no cooperando, el que no coopera ganará 6 hoy, pero a partir de mañana ganará 1 en cada periodo.
Si los individuos no son muy impacientes, preferirán 5 todos los periodos antes que 6 hoy y luego 1 en cada periodo posterior.

Perdón

En la estrategia anterior, el castigo es muy fuerte. Es posible diseñar otra que permita volver a la cooperación tras un castigo no tan fuerte: “comencemos cooperando hoy, a partir de mañana seguiremos cooperando si el día anterior hemos cooperado y no cooperaremos durante tres periodos a partir del día en que alguien no coopere”. De nuevo, si ambos siguen la estrategia, ganarán 5 en cada periodo. Si alguien se desvía pasará a ganar 6, luego 1 durante tres periodos y luego otra vez 5 cada periodo. Si los individuos no son muy impacientes preferirán 5 durante cuatro periodos antes que 6 y luego 1 durante tres periodos.

Daño

Las estrategias anteriores tienen el problema que castiga tanto al que coopera como al que no. También esto se puede corregir, pero requiere una estrategia más complicada: “comencemos cooperando hoy, a partir de mañana seguiremos cooperando si en el pasado lo hemos hecho y entraremos en una fase de “castigo al no cooperador” durante tres periodos a partir del día en que alguien no coopere”. El “castigo al no cooperador” significa que el cooperador juega “No cooperar” y el no cooperador juega “Cooperar”. La fase de castigo debe repetirse si el que no cooperó también se desvía del castigo.

Estigma

En una comunidad, no siempre se encuentran los mismos individuos en una interacción tipo dilema del prisionero. Es posible que hoy se encuentren A y B, mañana B y C, pasado mañana A y C, luego C y D y así sucesivamente. En estos casos las estrategias anteriores no funcionan, pero otras adaptadas a la situación sí funcionarán si en la comunidad se observa el comportamiento de los demás: cada vez que dos juega, se observa qué hacen, a quien coopera siempre que no sea una situación de castigo se le etiqueta como “cooperador” y al que no lo hace, como “no cooperador”. Ahora la estrategia de cada individuo en la comunidad puede ser: “cooperar frente a un cooperador y no cooperar (situación de castigo) frente a un no cooperador”. Esta estrategia será de nuevo, equilibrio y fomenta la cooperación.

El camino abierto a la mayor capacidad cognitiva

Podemos seguir complicando la situación y así todo encontrar estrategias que permitan la cooperación, que serán también más complicadas. Reducir el periodo de castigo, no castigar sino al que no coopera, volver a la cooperación una vez el castigo ha sido suficiente, tomar nota de quién es cooperador y quién no, tomar nota de quién ha sido perdonado, tomar nota de quién ha participado en los castigos y quién no,… Todo esto requiere de habilidades cognitivas cada vez más complicadas, y esto nos puede decir algo acerca de la evolución.

En la medida que haya ganancias posibles de la cooperación y de diseñar bien la estrategia para recuperar la cooperación o para castigar lo menos posible, ocurrirá que los seres vivos que desarrollen un aparato cognitivo complejo que les permita desarrollar esas estrategias tendrán un beneficio extra respecto a otros seres vivos sin esas capacidades.

Frente a la visión de la evolución como un proceso impredecible, este simple hecho permite anticipar por lo menos una progresión: cada vez aparecerán más especies con estrategias que permitan captar mejor las ganancias por cooperar y por tanto con sistemas cognitivos y sociales más complejos. No quiere decir que todas las especies evolucionen de esa manera ni que se llegue necesariamente al desarrollo de la inteligencia humana o algo parecido, sino que algunas especies acabarán llenando el nicho de la adaptación mediante la cooperación y que eso requerirá de cada vez mayor complejidad.

Esto no tiene nada que ver con dotar a la evolución de una teleología ni, a fortiori, con interpretar como éxito, cumbre o destino lo que se acerca a ese objetivo definido por esa teleología. Simplemente en un proceso evolutivo hay tendencia a que algunos seres vivos (no necesariamente  todos) ocupen nichos para los que se requiere cierta complejidad estratégica. Esta puede ser una guerra armamentista, el desarrollo de nuevos órganos o, como he señalado en esta entrada, la capacidad cognitiva.

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Hace cinco años en el blog: Así está la cosa (1).
Hace tres años en el blog: Impuestos: las deducciones y el votar con los pies.
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jueves, 22 de agosto de 2013

5: La Teoría de la Evolución: La Historia Más Asombrosa Jamás Contada. Y parte 11.

Entradas más vistas del blog. La número 5 es esta publicada originalmente el 09/04/09.

Las pruebas de la evolución



Voy a terminar la exposición de la Teoría de la Evolución con varios ejemplos de las pruebas que tenemos de la Evolución. Habrá más entradas que tengan que ver con la Evolución, pero serán ya acerca de las cosas que se deducen y no se deducen de ella y para hacer alguna aclaración metodológica. Lo que termina aquí es la exposición de la Teoría, en su versión inteligible para los no iniciados. He simplificado unas cuantas cosas aquí y allá para hacer entender el meollo del asunto, que es lo que me parece importante que tenga claro el público en general. Allá van las pruebas:

-El registro fósil. La Geología nos muestra cómo se puede calcular la edad de las distintas capas de los estratos sedimentarios que se observan en la Tierra. Un buen lugar para hacer estas observaciones son los cañones, donde la erosión ha dejado al descubierto muchas de estas capas, que llegan hasta cientos de millones de años en el pasado. En estas capas han quedado fósiles de animales y plantas que vivieron en esa época. Se observa en este registro fósil una continuidad de las formas y unos patrones compatibles con la Teoría de la Evolución. Por ejemplo, nunca se han observado animales complejos anteriores a los más simples. Un ejemplo de algo complejo como una lagartija en algún estrato anterior al origen de los vertebrados bastaría para invalidar la Teoría de la Evolución. Jamás ha ocurrido nada semejante.

-El ADN. Antes del descubrimiento del ADN se clasificaron los seres vivos según sus características físicas visibles. Esta clasificación, bien explicada por la Teoría vino a ser confirmada (los principios generales, no todos los detalles, que se alteraron con esta mejor evidencia) con el análisis del ADN. Además, el ADN proporciona el mecanismo predicho por la Teoría, como vimos en su momento.

-Las formas transicionales. Se encuentran formas transicionales perfectamente operativas para todos los órganos. Los ejemplos de ojos y alas incompletas son especialmente ilustrativos. También se encuentran órganos que pasan de tener una función para ser aprovechados en otra posterior. Por ejemplo, los huesos del oído en los mamíferos vienen de varios huesos de la mandíbula de especies anteriores. Los casos de patas delanteras que se hacen alas (aves voladoras), alas que se hacen aletas (pingüinos), patas que se hacen aletas (focas) o aletas que se hacen cuasi-alas (peces voladores) son más llamativos.

-Los órganos atrofiados. El apéndice que, en su día servía, según parece, para digerir con ayuda bacteriana un tipo de vegetales, hoy en día no tiene ningún uso.

-Las chapuzas en los organismos vivos. En una entrada pasada señalamos varias de estas chapuzas sólo en el ser humano.

-La evolución pillada in fraganti. Hemos pillado a la evolución haciendo de las suyas delante de nuestras narices. En el poco tiempo que ha durado la agricultura y la domesticación de animales, se han conseguido alterar de forma sustancial miles de especies. Algunas son ya incompatibles con sus variedades salvajes no domesticadas.

-La resistencia frente a las enfermedades. El propio ser humano tiene distinta adaptación según el ambiente en el que ha evolucionado. Los subsaharianos tienen más defensas frente a la malaria, los euroasiáticos más frente a la gripe y la peste.

-La mutación de los virus y bacterias. Los virus o bacterias demasiado virulentas acaban matando el organismo del que se aprovechan. Las versiones menos letales de la bacteria que la causa la sífilis son las que han sobrevivido hasta el presente.

-Los elefantes. Debido a la caza furtiva, los elefantes mutantes que carecen de colmillos tienen más posibilidades de sobrevivir. En los últimos años este tipo de elefantes representa ya el 10-15% de los nuevos nacimientos entre los elefantes asiáticos y llega hasta el 30% en algunas zonas para el elefante africano.

-Los embriones. Los embriones de los animales muestran rasgos de antepasados comunes. El embrión del delfín es sorprendentemente parecido al humano. Desarrolla, incluso, pequeñas patas traseras que luego pierde.

-La evolución convergente. Organismos que provienen de distintos antepasados y que comparten un nicho ecológico, acaban compartiendo características comunes presionados por el medio ambiente idéntico en el que se encuentran. Salamandras (anfibios) y salamanquesas (reptiles), delfines (mamíferos) y tiburones (peces) son sólo un par de ejemplos.

8 comentarios aquí.

martes, 4 de octubre de 2011

Por qué sexo y por qué en parejas (2)


Hace unas cuantas semanas proponía este tema. Pueden verse los detalles en esa entrada, pero conviene resumir aquí la cuestión.

La reproducción sexual permite una variabilidad genética que aumenta la adaptación al medio, pero a su vez es costosa. Una explicación adecuada debe dar cuenta de por qué el balance entre ambas fuerzas da como resultado solamente el tener dos sexos y por qué cada individuo de una especie sexual proviene de la mezcla del material genético de únicamente dos individuos.

Podía haber sido de otra manera. Podíamos encontrar alguna especie con tres o más sexos. O, manteniendo los dos sexos, podíamos haber encontrado alguna especie en la que se mezcla el material genético de, por ejemplo, dos machos y una hembra (algo fácil de hacer si la hembra retiene el esperma de dos machos).

Motty Perry, Philip Reny y Arthur Robson, de las Universidades de Chicago y de Simon Fraser proponen una manera de abordar el problema que, si bien no ofrece una explicación completa, sí parece servir para eliminar algunas hipótesis.

Estos autores consideran las dos hipótesis más defendidas acerca de la ventaja de la reproducción sexual. La primera es la conocida como el determinismo mutacional (MD) según la cual la mezcla de material genético favorece la eliminación de mutaciones. La segunda es la hipótesis de la reina roja (RQ), donde la razón estriba en la mayor defensa frente a ataques de parásitos.

En sus simulaciones, encuentran que, cuando el sexo biparental es una ventaja en la primera hipótesis, sucede que una mezcla de 1/4, 1/4, 1/2 (dos machos y una hembra) sería todavía mejor. No hay mayor coste de mantener machos (ya que la proporción de machos y hembras seguiría siendo 50%-50%) y hay mayor variabilidad.

En cambio, según la hipótesis de la reina roja, la mezcla genética de dos individuos ofrece la misma defensa frente a parásitos que la obtenida por otras mezclas como la anterior 1/4, 1/4, 1/2. La razón es un poco complicada, pero tiene que ver con el hecho de que no hace falta tanto una gran variabilidad como una diferencia con respecto a lo que espera encontrar el parásito. La clave en esta dinámica está en la capacidad de regenerar el genotipo eliminado por el parásito. Para ello, la especie se compone de una variedad de genomas que se recombinan  entre ellos, sin que ninguno llegue a dominar la población. De nuevo, en sus simulaciones encuentran que la regeneración del genotipo eliminado es igual o más rápida con la mezcla de dos individuos que en otras posibilidades consideradas.

miércoles, 20 de julio de 2011

Por qué sexo y por qué en parejas


Todos los organismos de nuestro planeta que se reproducen sexualmente lo hacen mezclando únicamente el ADN de dos individuos. Y no sabemos por qué.

Existen varias hipótesis (no necesariamente excluyentes) acerca de la bondad del sexo desde el punto de vista evolutivo. Aclaro lo del punto de vista evolutivo, porque una célula que se reproduce asexualmente puede muy bien considerarse inmortal, mientras que el sexo nos impide esta posibilidad. Cada uno que estime si le merece la pena como individuo. Pero lo cierto es que el sexo permite variedad genética en la progenie y, con ella, una línea de defensa ante virus y parásitos y la posibilidad de mejor adaptación a cambios ambientales.

Todo esto está muy bien y puede explicar el porqué del sexo, pero no explica por qué en parejas.

Normalmente se piensa que la razón debe venir por el hecho de que tener varios sexos es muy caro. Con dos sexos en iguales proporciones se reducen a la mitad las posibilidades de descendencia. Con tres sexos también en iguales proporciones, se reduciría a la tercera parte. Tal vez la razón tenga que ver con esto, pero hasta ahora nadie ha probado que esto tenga que ser así para todas las especies que se reproducen sexualmente.

Hay, además, otras posibilidades. La más sencilla sería, no que hubiera tres o más sexos, sino que dos machos fecunden a una hembra. Esto se puede hacer sin necesidad de incurrir en el coste de mantener tanto macho, ya que las proporciones pueden ser 1/4, 1/4, 1/2, es decir, que la hembra pusiera la mitad de la carga genética y, entre dos machos, la otra mitad. Una población así tendría la mitad de machos y la mitad de hembras (la explicación es similar a la vertida aquí para la proporción 1/2, 1/2). No hace falta que el acto sexual se haga a la vez con los dos machos. En muchas especies las hembras almacenan el esperma de varios machos, pero fecundan cada óvulo con sólo el de uno. No parece gran problema el alterar esto para que se fecunde con el de dos, pero este paso evolutivo no se ha dado en ninguna especie conocida a pesar de la ventaja de una mayor variedad genética que este mecanismo reportaría

Así, pues, la pregunta sigue en pie: ¿por qué el sexo en pareja?

En una próxima entrada buscaremos alguna respuesta. Hoy solo quería plantear la cuestión.

domingo, 15 de agosto de 2010

La Teoría de la Evolución: La Historia Más Asombrosa Jamás Contada. Parte 4

(Lowlight 4, publicado el 24/03/09

Darwin

Llegamos, por fin, a Darwin. Se cumple este año el bicentenario de su nacimiento y los 150 años de la publicación de El Origen de las Especies. No voy a repetir aquí su biografía. Está en cualquier enciclopedia y ya la sabéis: le aburría la medicina, iba para cura, se embarcó en el Beagle por un lustro, años más tarde escribió su famoso libro y acabó reconociéndose agnóstico. El mayor homenaje que se le puede hacer es entender sus ideas y la trascendencia de éstas.

Darwin, como Wallace, propuso que la evolución de las especies ocurre por un proceso que consta de:

1. Variabilidad entre los individuos de una especie.
2. Selección del mejor adaptado al medio.

Esta es la Teoría de la Selección Natural. Volvamos al ejemplo de los gemelos, pero supongamos ahora que no son idénticos. Así, uno de ellos será mejor corredor que el otro. Si en su medio es importante correr para huir de un depredador o para cazar una presa, entonces el mejor adaptado a ese medio será el que tenga más probabilidades de tener más descendencia. En el futuro, mientras correr rápido sea una ventaja, en cada generación, la progenie de los más rápidos será un poco más abundante. Finalmente, los más rápidos formarán un grupo distinto de los lentos. Serán una especie nueva. Los lentos pueden tener finales distintos: pueden extinguirse, evolucionar de otra manera, ver disminuido su número, ocupar un nicho ecológico distinto,…

¿Cuánto tiempo necesita la descendencia de los más rápidos para ocupar todo su nicho ecológico y desplazar hasta la extinción a los más lentos? Muy poco. Consideremos, por ejemplo, un ecosistema que sólo puede sostener a 10.000 individuos de una especie y que, justamente, esa es la población que lleva habiendo en las últimas generaciones. Típicamente nacerán más individuos de los se puedan alimentar. Si la población pasa de estos 10.000 algunos morirán hasta volver a ese número. En este equilibrio, la tasa de crecimiento de la especie es del 0%. Pongamos ahora que ser un poco más rápido permite a un individuo que su descendencia crezca al 1% (una tasa modesta) a costa del linaje de los más lentos. Si los más rápidos son, por ejemplo, dos individuos de una familia, harán falta sólo unos pocos cientos de generaciones para que prácticamente todos los individuos de esa especie sean descendientes de aquellos más rápidos. Esto se debe a la naturaleza exponencial del crecimiento. Una nadería en términos geológicos.

Para entender lo anterior, convendría recordar aquí que si empezamos una inversión con un euro y cada año doblamos la cantidad (un generoso interés del 100%), al cabo de un año tendremos 2 euros. En dos años, 4 euros. En tres años 8, luego 16, 32, 64, 128, 256, 512 y, al cabo de 10 años, 1.024. Es decir, el euro se ha multiplicado por 1.000 en 10 años. La descendencia de nuestros corredores no aumenta un 100% en cada generación, sino un humilde 1%. Su tasa de crecimiento es 100 veces más lenta que el ejemplo y, además, sus descendientes tienen que llegar a ser 10.000, de ahí que necesiten unos cuantos cientos de generaciones para copar su nicho en el ecosistema y no solo un par de decenas.

Una cosa importante de entender es que la variabilidad entre los miembros de una especie no puede ser muy grande, así que todo el proceso evolutivo debe ser gradual y cada paso debe constituir, por sí mismo, una ventaja.

En el ejemplo anterior está claro que ser un poco más rápido siempre puede ser una ventaja. Hay otros ejemplos menos claros. ¿Cuál es la ventaja de medio ojo? ¿o de media ala? La mayor crítica al darwinismo en sus tiempos no venía de teorías científicas alternativas (como el lamarckismo) sino de prejuicios no científicos. Esto era cierto entonces y lo es ahora. El argumento fue propuesto en su día por William Paley: si paseando por el campo encontramos un reloj abandonado, al examinar la precisión de su maquinaria y su propósito evidente de medir el tiempo, concluiremos que no puede haber llegado a existir por un procedimiento natural (como se esculpen las rocas por el viento, por ejemplo), sino que detrás debe haber un relojero. Esto mismo ocurre con los organismos vivos. Tal es su complejidad que solo un creador o un diseñador inteligente puede haberlos hecho. Eso dice Paley.

Por otra parte, ¿de dónde sale esa variabilidad entre individuos? ¿Qué dice Darwin a todo esto? Lo veremos en la próxima entrada.

Mis apostillas:

1. La objeción de que tal vez alguna complejidad no pueda ser explicada mediante cambios graduales es una buena objeción. Decir que si tal complejidad existe debe existir también un diseñador inteligente es una mala conclusión. Por dos razones. La primera, porque este diseñador inteligente será un deus ex-machina, puesto ahí para ocultar nuestra ignorancia y parar la investigación, y que no tendrá ningún poder de explicación puesto que hará lo que nos dé la gana decir que haga. La segunda, porque la explicación es más complicada que lo que pretende explicar. Un diseñador inteligente será más complejo que sus creaciones. En vez de explicar la realidad, la estaremos complicando.

2. Con todo, sería posible que alguien manipule genéticamente una especie y le haga dar un salto evolutivo. Ese alguien no tiene por qué estar fuera de este universo. Un extraterrestre puede haberlo hecho. La teoría de Darwin abre una línea de investigación, que es la de averiguar si sus conclusiones son congruentes con la realidad. Hasta ahora nadie ha pillado a un diseñador inteligente in fraganti y sí, en cambio, se han acumulado montañas de evidencias a favor de la selección natural (incluso se la ha pillado in fraganti). Si uno es coherente, con cada nueva evidencia, debería considerar más y más probable la selección natural y menos la existencia de tal diseñador. Los propios proponentes de esa idea cada vez tienen menos lugares donde meter al diseñador porque cada vez hay más lugares en donde la explicación naturalista es suficiente. Pero no se rinden. Al parecer están satisfechos con su diseñador menguante.

jueves, 12 de noviembre de 2009

La Teoría de los Juegos. La Historia Más Lúdica Jamás Contada. Parte 13.

Los juegos repetidos


Durante la guerra de trincheras , en la Primera Guerra Mundial, sucedieron algunos episodios memorables. No hablo de hazañas bélicas, sino de todo lo contrario, de hazañas pacíficas, de ejemplos de cooperación en el marco menos cooperativo que se puede imaginar, como es una guerra. Si la cooperación puede surgir con cierta estabilidad en un escenario bélico, y si puede ser explicada de manera racional, apelando al interés no de una colectividad que comprende facciones enemigas, sino al interés individual, algo habremos ganado en su comprensión.

El episodio más famoso es sin duda el denominado “Tregua de Navidad ”. El 24 de diciembre de 1914 las tropas alemanas comenzaron a decorar sus trincheras y a cantar villancicos. Los ingleses respondieron con sus propias canciones navideñas. Al cabo de un rato, los soldados enemigos estaban intercambiándose pequeños regalos. Fue también el comienzo de la extensión de la tradición del árbol de Navidad y del villancico Stille Nacht (Noche de Paz). La tregua duró varias semanas. A lo largo de toda la línea de trincheras, desde los Alpes hasta el mar, y de los casi cuatro años que duró hubo muchos más casos de treguas no declaradas.

El Papa Benedicto XV había llamado a una tregua tiempo antes, pero nadie le hizo el menor caso. Los generales y oficiales eran contrarios a este tipo de treguas hasta el punto de considerar poco menos que desertores o traidores, juicio sumarísimo incluido, a quienes estuvieran involucrados en ellas. ¿Cuáles eran, entonces, las circunstancias que permitieron la evolución de la cooperación?

Para los soldados enfrentados la guerra tiene una perspectiva muy distinta que para los generales. En una situación de gran igualdad como era la guerra de trincheras, un batallón aliado y otro alemán pueden luchar o no luchar. Si ambos luchan, habrá muchas bajas por ambas partes, con pocas probabilidades de lograr una mejora en las posiciones (o, por lo menos, una mejora que le merezca la pena al soldado del batallón). Si ninguno lucha, no habrá bajas y la vida en la trinchera puede hacerse llevadera. El problema es que si uno no lucha está invitando al enemigo a que sí lo haga y gane la posición sin bajas. Tenemos un dilema del prisionero. Es la guerra.

Pero es un dilema del prisionero repetido. Día tras día, mes tras mes, año tras año, sin un final claro. Un juego repetido es muy distinto a uno jugado solo una vez, sobre todo si no es un juego de suma cero, como este caso. Con la repetición del juego aparecen nuevas estrategias y nuevos equilibrios.

Consideremos la siguiente estrategia:
Nosotros, los de esta trinchera, no dispararemos y seguiremos sin disparar mientras vosotros, los de la trinchera de enfrente, hagáis lo mismo. Pero en cuanto oigamos un disparo, volveremos a la carga.”
Si ambos batallones siguen la misma estrategia tendremos un equilibrio. No está en el interés de nadie comenzar a disparar. La ganancia que se puede obtener con unos primeros disparos por sorpresa (ganar una posición, causar unas cuantas bajas,…) no compensa ante la perspectiva de un posterior enfrentamiento que será inevitable.

Se cuenta que, para disimular, se hacían algunos disparos con mortero o cañón, pero siempre a la misma hora y siempre apuntando al mismo objetivo irrelevante. Se cuenta también que, a veces se escapaba un tiro y que enseguida salía alguien a la tierra de nadie a pedir perdón, exponiéndose al fuego enemigo para hacer creíble la disculpa.

Los mandos, para impedir esta confraternización con el enemigo ordenaban ataques sin mayor interés táctico y, sobre todo, ordenaban cambiar los emplazamientos de los batallones, evitando así que el juego en cada punto de la trinchera fuera un juego repetido.

Robert Axelrod nos cuenta estas batallas reales junto con otras virtuales en su gran libro The Evolution of Cooperation.

lunes, 22 de junio de 2009

El país de los simios


Hemos visto estos días varias entradas con el tema de la extensión de algunos derechos a los animales (véase El libro de la almohada, Los monos también curan, BioTay, La revolución naturalista y Frustración voluntaria). He ido dejando algunos comentarios por ahí, pero, mientras lo hacía, se me ocurrió la siguiente situación de ciencia ficción.

Se habilita una reserva de chimpancés. Debe ser muy grande y con capacidad para muchos individuos. Digamos, una extensión de más varios cientos de miles Km2. Se somete a la población a continuos retos a la inteligencia y se detectan los individuos que sobresalen en estos retos. Mediante un calculado programa de procreación, se consigue que estos individuos tengan mucha más descendencia que los demás. Si la tasa de éxito de los más inteligentes es, no un poco mayor, como sucedía con los ancestros del Homo Sapiens, sino miles de veces mayor, sería posible conseguir en unos cuantos miles de años lo que la evolución natural tardó unos pocos millones.

¿Hasta qué punto nos resulta ético este experimento? En algún momento estaremos dejando de seleccionar ejemplares de animales con más habilidades para estar practicando la eugenesia en una población de Mono Sapiens. ¿Es éticamente reprobable hacer de una especie animal una especie inteligente y pensante?

domingo, 31 de mayo de 2009

Si es que las visten como putas

El jefe de redacción de la revista de Rouco dice que, en estos tiempos en que las mujeres consienten en tener relaciones sexuales en mayor medida que lo que cabe en su prejuicio (el del jefe de redacción), la violación es menos delito.

El que la relación sexual consentida sea más frecuente no quiere decir que la no consentida sea menos dañina. No sé en qué cabeza cabe hacer un razonamiento en sentido contrario.

Quisiera reflexionar en esta entrada sobre cuál es el daño de la violación, para ver si entendemos la barbaridad de esas opiniones y nos vacunamos contra esa y otras que han surgido en otras ocasiones. Recuerdo cuando, no sé con qué vinculación con la liberación sexual en los setenta (llegaron tarde los sesenta a este país), se decían cosas como “contra la violación, su legalización” o “mujer, si te van a violar, relájate y goza”. O, como se disculpaba Torrente, "la culpa es de sus padres, que las visten como putas".

En términos evolutivos, machos y hembras eligen con quien compartir genes, prefiriendo la perspectiva que, a priori, parezca maximizar el éxito de la descendencia. Pero machos y hembras no invierten de la misma manera en la progenie. Las hembras, por aquello del embarazo y la lactancia, invierten muchos meses por cada nuevo descendiente que no pueden invertir en otro. Los machos pueden, en ese tiempo, ir de flor en flor, o así quisieran. Como resultado, la hembra es muy exquisita a la hora de elegir. Se juega mucho. El macho puede permitirse la estrategia de la cantidad frente a la calidad.

Claro que hay más estrategias en juego, como que, cuando la madre hace de madre, al dedicar demasiados esfuerzos a la criatura tal vez pueda acceder a menos alimentos y tal vez se exponga más a los depredadores. Un padre que se preocupe de la madre y del hijo aumentará la probabilidad de supervivencia de la descendencia. En el caso del ser humano, esta estrategia es especialmente importante. En otros animales lo es menos y el macho se desentiende totalmente.

Una violación, para una hembra, significa un grave riesgo de perder muchos recursos con un descendiente con genes no adecuados, así que la evolución ha hecho de evitar la violación una de sus prioridades. Una psicología que interprete una violación como algo muy doloroso (además del dolor físico que conlleve la resistencia) ayudará mucho a intentar evitarla. Este dolor es tan real como el físico. Llámese humillación, impotencia, opresión o lo que sea, el dolor existe y puede ser extremadamente traumático.

Los machos no sienten este dolor. La violación a un macho no conllevará tanta carga de dolor como la violación a una hembra porque no hay tanto en juego.

Los machos sienten otro dolor, y es el de la infidelidad de la hembra. El riesgo en este caso es tener que invertir en una descendencia que no transporta los genes propios. He aquí un coste que se parece al riesgo de la violación. La infidelidad del macho no es tan preocupante para la hembra, a no ser que esto conlleve una dedicación del macho a la otra hembra más allá del acto sexual.

Llevado al ser humano, esto quiere decir que, biológica y psicológicamente, el hombre aguanta mejor que su pareja se enamore platónicamente de un rival que no que se eche un polvo ocasional, aunque no haya amor de por medio. En la mujer, ocurre lo contrario. Un amor platónico puede hacer que el hombre haga locuras (dedique recursos, tiempo, dinero) por intentar acostarse con el tal amor. Un desliz ocasional del hombre no es nada costoso para la mujer en términos evolutivos. Ninguno puede entender la postura del otro.

En las sociedades modernas, gracias a los anticonceptivos y al control de la cuenta corriente en el régimen de bienes compartidos, se pueden evitar los costes de estas infidelidades físicas o platónicas, pero nuestra psicología no se ha desarrollado en los últimos 50 años, sino en los últimos millones, donde no había nada de eso. Es posible que la psicología de la mujer, en lo que toca a esto, esté mejor preparada que la del hombre en la sociedad moderna.

Las mujeres no entenderán fácilmente que diga que el hombre tendrá más empatía con el dolor de la mujer violada si piensa en su dolor al ser engañado. No digo que sea el mismo dolor, digo que el hombre se acerca a entenderlo mejor así que si se imagina a sí mismo violado. La violación de la mujer propia, de una hermana, una hija o una madre son también dolores que puede sentir el hombre y que le acercan también a sentir el propio de la mujer. Claro que el dolor de la víctima directa será más profundo, pero no es poco el que pueden sentir los hombres cercanos a la víctima. Los violadores, lejos de ser tenidos como héroes o personas a las que envidiar (como se envidia al Don Juan que las enamora a todas y con todas se acuesta), son objeto del mayor de los desprecios entre el resto de los hombres. Una buena prueba de ello es que suelen acabar muertos o malheridos en la cárcel a manos de los otros internos.

Las mujeres entienden el dolor de la violación. Para los hombres que me lean, éste que he descrito es un atisbo del dolor de la mujer. Éste es el que trivializan los obispos.

lunes, 11 de mayo de 2009

Los poderes sobrenaturales de Tamariz



Imaginemos la siguiente situación. Ana va con una amiga, Bea, a ver un espectáculo de magia, por ejemplo, el de ese gran genio que es Juan Tamariz. Ana es una aficionada a la magia y sabe cómo hace algunos trucos. Sabe un par de maneras en que se pueden hacer otros, pero no sabe exactamente cuál es la que usa Tamariz en su espectáculo. Hay otros números de los que barrunta más o menos cuál es el truco, pero le faltan detalles y no está del todo segura. Finalmente, de otros trucos no tiene ni idea sobre cómo se hacen, aunque algunos se los ha visto hacer a otros magos, otros los podría hacer ella misma (sin saber si usa el mismo método que Tamariz) y otros, sencillamente, se le escapan. Estos últimos pueden ser, incluso, la mayoría.

Bea tiene menos nociones de magia que Ana e insiste en que Tamariz hace magia de verdad. Es decir, que tiene poderes sobrenaturales que le permiten hacer fácilmente su espectáculo. Ana intenta convencerla de que no es así, y le explica algunos de los trucos. Da igual. Bea admite que puede ser que alguno lo haga, efectivamente, usando esos trucos mundanos, pero que otros números del espectáculo los hace con sus poderes, prueba de ello es que ni Ana ni ella misma tienen ni idea de cómo los podía haber hecho, y le pone algunos ejemplos a Ana. Ana intenta ofrecer una explicación plausible, pero le faltan detalles, así que su amiga le reprocha querer inventarse las explicaciones y de ser poco científica. Ana responde que la explicación natural da cuenta de algunos trucos y que no hay razón para que no dé cuenta de todos. Bea replica que esto son imaginaciones de Ana, que tanto puede ser así (y lo duda, por la espectacularidad de algunos números) como de la otra forma, y que no tenga la soberbia de pretender saberlo todo, y que los poderes de Tamariz pueden ser tan reales y, por tanto, naturales, como los trucos. Ana intenta convencerla de que, para algunos números, han visto el truco natural en acción, y que nunca han visto la intervención sobrenatural ni ningún tipo de poderes especiales, afirma también que no es soberbia, sino todo lo contrario, puesto que admite que no sabe todos lo trucos y que está dispuesta a seguir investigando. Sigue dando igual. Bea solo ve dificultades en las explicaciones de Ana, no entiende cómo pueden hacerse los trucos, Ana no sabe explicar todos y Bea no ve cómo Tamariz pueda tener tanta habilidad con las manos. Ana le responde que la ignorancia de Bea o la de ella misma no es argumento a favor de los poderes sobrenaturales y le insta a que desarrolle su hipótesis de tales poderes. Bea no desarrolla su hipótesis e insiste en que Ana nunca sabrá todos los trucos y nunca llegará a tener total confianza en su hipótesis, de la que empieza a decir que es una metafísica, igual que lo es la suya de la intervención sobrenatural o de los poderes.

Llegados a este punto, la conversación empieza a ser irritante. Ni Ana ni Bea pueden entender que la otra sea tan obcecada y terminan por no hablar más del tema o por enemistarse.

Cuando uno defiende una opinión o una teoría, convendría que pensara si está usando argumentos parecidos a los de Ana o a los de Bea. Conviene también pararse a pensar qué papel quiere representar en la discusión y si sus argumentos le colocan a uno, efectivamente, en el lugar que quiere.

Lo que no puede ser es decir que uno acepta la posición naturalista de Ana y luego usar los argumentos de Bea. Esto es lo que hacen los proponentes del Diseño Inteligente frente a la Teoría de la Evolución. Podéis ver un ejemplo de ello en este blog. Otros ejemplos son los astrólogos frente a los astrónomos y los homeópatas frente a los médicos.

Yo elijo la posición de Ana y constantemente vigilo mis argumentos para ver que, efectivamente, estoy donde quiero estar. ¿Y tú?

lunes, 4 de mayo de 2009

El otro asombro de Darwin

("Yo era un joven con ideas sin formar. Arrojé preguntas y sugerencias,  cuestionándome todo el rato acerca de todo. Y para mi asombro las ideas prendieron como un fuego sin control. La gente hizo una religión de ellas." Charles Darwin.)

Cuando se extendió el conocimiento de la Teoría de la Evolución, algunas mentes pensantes dieron en concluir que, puesto que la selección natural es la manera en que funciona la biología, también debe ser esa la manera en que funcionen las sociedades humanas. Los mejores adaptados sobreviven, son felices, crecen y se multiplican, mientras que los menos adaptados deben desaparecer, a ser posible, de manera discreta. Algunas corrientes del darwinismo social optaban por medidas de higiene social y eugenesia, otras por el directo exterminio de las razas inferiores. Darwin jamás dijo nada que remotamente pudiera haberse interpretado en ninguno de estos sentidos.

Nótese cómo en el comienzo de todo esto volvemos a encontrar esta manía de deducir proposiciones normativas (lo que debe hacerse) a partir de proposiciones positivas (que describen lo que sucede). En el caso del darwinismo social, es la naturaleza la que ofrece un modelo que algunos aceptan para sí, como si las circunstancias en las que se seleccionan genes en el mundo biológico fueran la luz que debe guiar a las personas.

Afortunadamente, la época de este tipo de ideologías basadas en ese error de deducción parecen haber pasado, pero otras que cometen el mismo error continúan, y con gran auge. Me refiero a la idea de que lo natural es bueno. Véndase como natural una práctica médica, un alimento, un deporte, una filosofía, un lo que sea …, y se tendrá un grado de simpatía garantizado.

Nada hay más contrario a lo que sabemos acerca de la biología. La lucha por la supervivencia en el planeta Tierra es una guerra química y biológica a gran escala. Ninguna especie viva se deja comer fácilmente y, para ello, desarrolla todo tipo de defensas, entre las que las sustancias indigestas, las toxinas y los venenos están a la orden del día. Algunas plantas producen frutos que interesa que se coman para que la semilla pase por el aparato digestivo de algún animal y se deposite lejos y rodeada de abono, otras especies producen alimento adecuado porque así han ido evolucionando gracias a la domesticación. Fuera de estos casos, la comida “natural” es algo que uno querría evitar.

Por supuesto que hay muchas cosas en las que sí hacer caso a la naturaleza. Dentro de esa guerra sin cuartel, los ecosistemas viven en un equilibrio (que evoluciona, valga la paradoja) y en el que nos hemos desarrollado. Cada vez que manipulamos parte del medio ambiente o parte de nosotros mismos, estaremos alterando el equilibrio. Es posible que alguna de estas alteraciones nos lleve a una situación no prevista y que no sea la más beneficiosa para nosotros. ¿Mejor no hacer nada? Imposible, tenemos que vivir y sólo lo sabemos hacer manipulando el mundo a nuestro alrededor. Lo que hay que hacer es conocer lo mejor posible nuestro medio y proceder con cautela. Mejor si lo hacemos todos de manera coordinada y mejor si no somos muchísimos en el planeta.

jueves, 9 de abril de 2009

La Teoría de la Evolución: La Historia Más Asombrosa Jamás Contada. Y parte 11.


Las pruebas de la evolución

(Puedes leer la parte décima aquí).



Voy a terminar la exposición de la Teoría de la Evolución con varios ejemplos de las pruebas que tenemos de la Evolución. Habrá más entradas que tengan que ver con la Evolución, pero serán ya acerca de las cosas que se deducen y no se deducen de ella y para hacer alguna aclaración metodológica. Lo que termina aquí es la exposición de la Teoría, en su versión inteligible para los no iniciados. He simplificado unas cuantas cosas aquí y allá para hacer entender el meollo del asunto, que es lo que me parece importante que tenga claro el público en general. Allá van las pruebas:

-El registro fósil. La Geología nos muestra cómo se puede calcular la edad de las distintas capas de los estratos sedimentarios que se observan en la Tierra. Un buen lugar para hacer estas observaciones son los cañones, donde la erosión ha dejado al descubierto muchas de estas capas, que llegan hasta cientos de millones de años en el pasado. En estas capas han quedado fósiles de animales y plantas que vivieron en esa época. Se observa en este registro fósil una continuidad de las formas y unos patrones compatibles con la Teoría de la Evolución. Por ejemplo, nunca se han observado animales complejos anteriores a los más simples. Un ejemplo de algo complejo como una lagartija en algún estrato anterior al origen de los vertebrados bastaría para invalidar la Teoría de la Evolución. Jamás ha ocurrido nada semejante.

-El ADN. Antes del descubrimiento del ADN se clasificaron los seres vivos según sus características físicas visibles. Esta clasificación, bien explicada por la Teoría vino a ser confirmada (los principios generales, no todos los detalles, que se alteraron con esta mejor evidencia) con el análisis del ADN. Además, el ADN proporciona el mecanismo predicho por la Teoría, como vimos en su momento.

-Las formas transicionales. Se encuentran formas transicionales perfectamente operativas para todos los órganos. Los ejemplos de ojos y alas incompletas son especialmente ilustrativos. También se encuentran órganos que pasan de tener una función para ser aprovechados en otra posterior. Por ejemplo, los huesos del oído en los mamíferos vienen de varios huesos de la mandíbula de especies anteriores. Los casos de patas delanteras que se hacen alas (aves voladoras), alas que se hacen aletas (pingüinos), patas que se hacen aletas (focas) o aletas que se hacen cuasi-alas (peces voladores) son más llamativos.

-Los órganos atrofiados. El apéndice que, en su día servía, según parece, para digerir con ayuda bacteriana un tipo de vegetales, hoy en día no tiene ningún uso.

-Las chapuzas en los organismos vivos. En una entrada pasada señalamos varias de estas chapuzas sólo en el ser humano.

-La evolución pillada in fraganti. Hemos pillado a la evolución haciendo de las suyas delante de nuestras narices. En el poco tiempo que ha durado la agricultura y la domesticación de animales, se han conseguido alterar de forma sustancial miles de especies. Algunas son ya incompatibles con sus variedades salvajes no domesticadas.

-La resistencia frente a las enfermedades. El propio ser humano tiene distinta adaptación según el ambiente en el que ha evolucionado. Los subsaharianos tienen más defensas frente a la malaria, los euroasiáticos más frente a la gripe y la peste.

-La mutación de los virus y bacterias. Los virus o bacterias demasiado virulentas acaban matando el organismo del que se aprovechan. Las versiones menos letales de la bacteria que la causa la sífilis son las que han sobrevivido hasta el presente.

-Los elefantes. Debido a la caza furtiva, los elefantes mutantes que carecen de colmillos tienen más posibilidades de sobrevivir. En los últimos años este tipo de elefantes representa ya el 10-15% de los nuevos nacimientos entre los elefantes asiáticos y llega hasta el 30% en algunas zonas para el elefante africano.

-Los embriones. Los embriones de los animales muestran rasgos de antepasados comunes. El embrión del delfín es sorprendentemente parecido al humano. Desarrolla, incluso, pequeñas patas traseras que luego pierde.

-La evolución convergente. Organismos que provienen de distintos antepasados y que comparten un nicho ecológico, acaban compartiendo características comunes presionados por el medio ambiente idéntico en el que se encuentran. Salamandras (anfibios) y salamanquesas (reptiles), delfines (mamíferos) y tiburones (peces) son sólo un par de ejemplos.

(Otra entrada sobre la Teoría de la Evolución que te puede interesar: Halcones y palomas).

domingo, 5 de abril de 2009

La Teoría de la Evolución: La Historia Más Asombrosa Jamás Contada. Parte 10.

El sexo aburrido de las bacterias y otros ingenios

(Puedes leer la parte novena aquí).


Todavía no hemos acabado con el primero de los principios de la Teoría de la Evolución, el que se refiere a la variabilidad. Hasta ahora hemos considerado que se debía a mutaciones en el ADN producidas al copiarse éste de manera no fiel al original. Hay otros momentos en que puede haber variación en el ADN, como cuando éste es alterado por la radiación ultravioleta y reparado por la célula con alguna diferencia con respecto al original. Si esto ocurre en el espermatozoide o en el óvulo, nacerá un ser que acumulará una mutación con respecto a los progenitores. Todavía puede haber más maneras de generar variación en la carga genética. Las bacterias, por ejemplo, pueden intercambiar material genético por contacto, a través de un virus o incorporando el material de bacterias muertas. Todo esto, incluso, con bacterias de distinta especie. No llega a ser como el sexo, pero es un comienzo.

Un campo de estudio genético en boga es la epigenética. Ocurre que, sin alterar la estructura del ADN, es posible que se desactiven o activen algunos genes dependiendo de circunstancias externas. Esto es importante para el tratamiento de algunas enfermedades con componente genética. Pues bien, parece que también es posible que alguno de los genes que estaban activados en el progenitor y que se desactivaron por razones ambientales, pueden pasar desactivados a la descendencia. Para más detalles ved este artículo en Apuntes científicos desde el MIT. Esto agradaría, sin duda, a Lamarck, aunque no parece que los investigadores estén por destronar a Darwin para ponerlo en su lugar. Más bien interpretan este hecho en términos darwinianos ya que requieren del ADN, el mecanismo darwiniano de variación y herencia.

Todavía hay más. Puede haber cambios en el ADN por manipulación genética. La única causa de esta manera de variar el ADN encontrada hasta ahora es la humana. Desde hace unos pocos años que se comienza a hacer este tipo de alteraciones. Los alimentos transgénicos son unos ejemplos de ingeniería genética. Otro es el tratamiento de algunas enfermedades. Por ejemplo, para el grupo de enfermedades relacionadas con la presencia de hemoglobina distinta de la normal, se propone el tratamiento que consiste en retirar células de la médula ósea del enfermo, introducir en ellas el gen correcto mediante un virus y devolverlas al torrente circulatorio. Otro tipo de tratamiento consiste, no en alterar el genoma del paciente, sino el de una bacteria para que produzca la sustancia (insulina, por ejemplo) que el paciente no puede producir. La ingeniería genética actual es lo más parecido a un diseñador inteligente que hemos podido observar.

Mis estrambotes:

1. Espero que quienes estén en contra de los transgénicos por razones de principio (¿cuál?) no estén en contra de las personas transgénicas a las que les han añadido el gen de la hemoglobina o de las bacterias transgénicas con el de la insulina.

2. No he incluido en la lista la selección genética debida a la domesticación. En esa parte, el ser humano incide en el segundo principio de la Teoría, creando él el ambiente en el que tienen más éxito unas u otras características genéticas. Dicho de otra manera, en la ingeniería genética, el ser humano busca un gen y lo mete en otro sitio. En la domesticación, el gen se produce por mutación y lo que hace el ser humano es seleccionarlo al seleccionar el ser vivo que lo contiene.

Puedes leer la parte undécima y última aquí.

miércoles, 1 de abril de 2009

La Teoría de la Evolución: La Historia Más Asombrosa Jamás Contada. Parte 9.

El cerebro y la mente

(Puedes leer la parte octava aquí).



Una de las cosas que implica la Teoría de la Evolución y que puede ser empíricamente demostrada es el gradualismo. Significa este término que no hay saltos, por así decirlo, en la evolución. Cada órgano, cada habilidad, se ha ido construyendo poco a poco y de tal manera que cada paso debe constituir una mejora en sí misma. Vimos en su momento el caso del ojo, pero sin duda que es la consciencia la habilidad o característica más asombrosa de las que se observan en el mundo de la biología.

Los seres humanos somos conscientes de nosotros mismos, tenemos un yo, una identidad, somos capaces de pensamientos y de ideas abstractas. De entre de ellas, la idea de nosotros mismos es una de las más poderosas y, sin duda, es la más real. No sabemos bien cómo definirlo, pero todos nos entendemos cuando lo decimos.

Hay varios momentos de la evolución que son especialmente complicados y todavía no bien conocidos. Aunque ya dijimos que no competía a la Biología, sino a la Química, el origen de la primera estructura autorreplicante es uno de ellos. Otro momento es el origen de la célula y otro más el de la primera célula con núcleo. El origen y naturaleza de la consciencia añade uno más a estos momentos importantes. Llegados a este punto habrá quien esté tentado de dejar de investigar y de poner a un diseñador o un dios de por medio. Corre el peligro de quedarse con un dios menguante a medida que se vayan comprendiendo estos temas.

Una cosa es cierta; a pesar de que no sabemos cómo comenzó la vida, sabemos que algunas moléculas orgánicas básicas se pueden formar fácilmente en la naturaleza, que en las formas vivas éstas moléculas están presentes y que no hay elemento constitutivo de la materia de los seres vivos que no esté en la naturaleza. La diferencia entre materia viva y materia inerte es de organización. Algo parecido podemos decir con el origen de las células. El caso de la consciencia parece distinto. No vemos de qué está constituida. Bien pudiera ser algo distinto a todo lo que hay en el mundo físico que nos rodea. ¿Es así?

Echemos un vistazo a ver qué datos encontramos alrededor:

-Las plantas no parecen seres conscientes, tampoco los organismos unicelulares o los insectos, que nos recuerdan más a autómatas que a los animales superiores. Recordemos que hablamos de consciencia, no sólo de algún tipo de procesamiento de la información del entorno y de reacción frente a ello.

-Hay animales que muestran más consciencia de sí mismos que otros. Pocos animales se reconocen a sí mismos en un espejo. Los grandes simios y, si acaso, el elefante y el delfín. Es poca cosa, sí, pero es que otros animales ni siquiera llegan a ese nivel. Algo hay en la mente de los chimpancés que no hay en la de un ratón o un cocodrilo. Algo que está más cerca de una consciencia como la nuestra.

-Hay animales que muestran más signos de inteligencia que otros, como la capacidad para resolver problemas, usar un lenguaje, jugar o relacionarse socialmente.

-En el Homo sapiens, cuanto más atrás vamos en el tiempo, más nos acercamos al antepasado común con el chimpancé. ¿En qué momento se hicieron conscientes nuestros antepasados? En realidad no puede haber un momento. Cualquiera que sea el punto en que hagamos el corte y digamos “de ahí para adelante todos somos Homo sapiens, pero para atrás no” ocurrirá el hecho curioso que esa generación será más parecida a sus padres que a nosotros mismos.

-Ha habido otras especies de homínidos, cada una con su grado de inteligencia y de consciencia. El Homo habilis, por ejemplo, fue capaz de tallar piedras, pero parece que esto es lo único que supo hacer durante un millón de años.

-El desarrollo de cada individuo parte de la formación de un cigoto que se transforma en embrión, que se implanta y llega a ser feto y, a partir de ahí un bebé, un niño, un adolescente y un adulto. Ni en el cigoto ni en el feto hay consciencia, pero en el adulto sí. No hay un momento mágico en que pasamos de la no consciencia a la consciencia. Hay un proceso gradual.

-Hay enfermedades y malformaciones genéticas que impiden que el cigoto desarrolle una consciencia plena. Hay enfermedades terribles que hacen desaparecer poco a poco esta consciencia de un adulto.

-Todos los desarrollos anteriores están relacionados con el tamaño del cerebro, su organización y la complejidad de las redes neuronales que se producen por las sinapsis (conexiones químicas entre neuronas). Los escáneres muestran cómo distintas zonas del cerebro están ligadas a distintos tipos de pensamiento.

No sabemos cómo se desarrolla la noción de ser un ente que se piensa a sí mismo y que desarrolla sentimientos y raciocinio, pero sí sabemos que este desarrollo es gradual, y que no tiene por qué haber ningún constituyente distinto de los que ya encontramos en el mundo biológico. Todo es cuestión de alcanzar un nivel de complejidad en el cerebro tal que éste vaya, poco a poco, recabando información y estímulos, no sólo del mundo exterior, sino de sí mismo. La mente es un producto de un cerebro asombrosamente organizado. No por eso es menos maravillosa.

Puedes leer la parte décima aquí.

domingo, 29 de marzo de 2009

La Odisea Espacial, el ADN y John von Neumann

En el libro “2001: Una Odisea Espacial”, de Arthur C. Clark, se encuentra un monolito en la Luna. Mientras es inspeccionado envía una señal a Júpiter, donde hay en órbita otro monolito enorme. Se envía una misión hacia ese planeta que termina con la nave vacía de vida y con el ordenador Hal 9000 apagado. Para saber lo que ha ocurrido, en “2010: Odisea Dos”, se envía una nueva misión. Cuando los astronautas están en Júpiter observan que el monolito se divide en 2, 4, 8, … pronto son millones, algo va a pasar. De pronto alguien exclama: “¡Son máquinas von Neumann!”.

John von Neumann (fon noiman) fue uno de los más grandes matemáticos del siglo 20. De origen húngaro participó de manera fundamental en el diseño de los primeros ordenadores, en el diseño de las primeras bombas atómicas y de hidrógeno y en el nacimiento de la Teoría de Juegos como disciplina. Compartió con Einstein y Gödel el famoso Instituto de Estudios Avanzados de Princeton.

Naturalmente, hizo muchas más cosas, entre ellas, idear máquinas que se pudieran autorreplicar (además de hacer algún trabajo). Lo hizo en teoría, describiendo qué partes debería tener, cómo se comunicarían entre sí y algún detalle más. Estas máquinas son muy interesantes. ¿Que tenemos que convertir a Júpiter en una estrella? No hay problema, mandamos una máquina que altere las condiciones de presión y densidad del planeta para que se inicie la fusión nuclear. Pero una máquina es poco y mandar muchas es costoso. Mejor enviamos una máquina von Neumann, que primero hace millones de réplicas de sí misma (con material que encuentre en Júpiter o sus lunas) y luego se ponen todas a la tarea.

Hay ya intentos rudimentarios en robótica de robots que ensamblan partes para hacer otros iguales a sí mismos, pero todavía estamos muy lejos de hacer estas máquinas. Esto no quiere decir que no existan, resulta que los seres vivos somos este tipo de máquinas y que respondemos al diseño de von Neumann. Todo gracias a las maravillas del ADN. Un mecanismo como el del ADN fue prefigurado por Darwin y, ahora vemos, también por von Neumann.

¿Cómo es una estructura autorreplicante?

En el corto espacio de esta entrada podemos usar un ejemplo semántico, que es muy ilustrativo, a la par que sencillo. Considérese la siguiente frase que traduzco y adapto del libro "Metamagical Themas" de Douglas Hofstadter:

alfabetiza, copia, después entrecomilladas escribe estas palabras “entrecomilladas palabras alfabetiza, después estas copia, escribe”

Sigamos las instrucciones de la frase (consideramos los signos de puntuación como parte de la palabra precedente). Toda la frase se refiere a las palabras entrecomilladas al final. Primero dice “alfabetiza”, es decir, ponerlas en orden alfabético. Una vez alfabetizadas, hay que copiarlas. Hagámoslo:

alfabetiza, copia, después entrecomilladas escribe estas palabras

A continuación las órdenes dicen que hay que escribir otra vez las palabras, esta vez entrecomilladas. Procedamos sin olvidarnos de lo ya hecho. Nos queda:

alfabetiza, copia, después entrecomilladas escribe estas palabras “entrecomilladas palabras alfabetiza, después estas copia, escribe”

Es decir, una copia exacta del original. Tenemos una estructura que se autorreplica. Bueno, no exactamente. Ha necesitado de nosotros para leerla y seguir las instrucciones, pero son instrucciones sencillas, cualquier ordenador las podría seguir. De hecho, los ordenadores hacen estas cosas con los virus que les llegan.

Para ser una estructura autorreplicante de verdad, debería contener su propia manera de leerse a sí misma y de llevar a cabo las instrucciones. Los virus (informáticos y biológicos) necesitan de un huésped a quien obligarles a hacer el trabajo. Por eso los virus se consideran más objetos inertes que seres vivos. Las células, con su ADN, sí son máquinas von Neumann auténticas.

viernes, 27 de marzo de 2009

La Teoría de la Evolución: La Historia Más Asombrosa Jamás Contada. Parte 8.

Franklin, Watson y Crick

(Puedes leer la parte séptima aquí).

A lo largo del siglo 20 se fue vislumbrando la existencia y la composición del ADN. Los experimentos culminaron con los trabajos de Franklin, Watson y Crick, que dieron con su configuración de estructura de doble hélice. Pero ¿qué es el ADN?

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una molécula larguísima, en la que se van alternando miles de millones de veces cuatro estructuras básicas, que serían como las letras de un alfabeto, y que se denominan A, T, G y C. Así el ADN será una secuencia de estas letras. Con un detalle, la secuencia es doble y las letras de cada secuencia siempre van emparejadas con las de la otra secuencia y siempre con la misma pareja (la A con la T y la C con la G):
ATTGTTACCTTAAAGGTGC… (así miles de millones de letras)
TAACAATGGAATTTCCACG…(idem.) 
Lo asombroso es que esto no es una metáfora. Literalmente las estructuras A, T, G y C funcionan como letras de un texto (o notas de una partitura o símbolos de cualquier otro código que uno prefiera). Las letras forman palabras. Cada tres letras significa un aminoácido (o un punto). Es decir, cuando se lee esa parte del texto, se sintetiza ese aminoácido. Las palabras se agrupan en frases separadas por puntos. Así, entre dos puntos, está la instrucción para sintetizar unos cuantos aminoácidos, que conforman una proteína, que son los ladrillos con los que se construye el cuerpo del ser con ese ADN. El ADN está en el núcleo de cada célula, que tiene su sistema para leer las partes que le toca. Cómo se lee el ADN es todo un proceso digno de asombro. Si pudiéramos sentarnos dentro de una célula a verlo, sería uno de los espectáculos más increíbles que pudiéramos ver. Pero esto se nos escapa de nuestro tema. Yo quería hablar de cómo el ADN codifica las instrucciones y cuál es su papel en la Teoría de la Evolución. Sobre lo primero, valga lo dicho. Sobre lo segundo esta es la explicación.

Pongamos que la siguiente combinación permite abrir una caja fuerte:
673 299 362
La caja fuerte de nuestro ejemplo será un poco especial y se abrirá un poco (3 cm.) con cada número que acertemos y se cerrará un poco con cada número que no acertemos (2 mm.). Si se abre un poco solo podremos sacar objetos pequeños y, mientras más se abra, más objetos podremos sacar, así que abrir un poco más siempre es mejor. ¿Podremos llegar a dar con la combinación buena? Hay mil millones de combinaciones (los números de nueve cifras más el cero). Comencemos por un número al azar, por ejemplo, el siguiente:
238 483 382
Si lo comparamos con la combinación buena veremos que hemos acertado la séptima cifra, que es un 3. Como sólo hemos acertado un número la caja se abrirá sólo un poco. Naturalmente, nosotros no sabemos qué número hemos acertado, así que repetimos variaciones del número en las que sólo alteramos un dígito cada vez. Enseguida sabremos cuál es (lo sabremos porque la caja se cerrará al quitar ese 3 y poner otra cosa). Sólo habremos necesitado de, como mucho, 8 intentos para tener esa información. Una vez fijado ese 3 podemos seguir haciendo variaciones del número, pero sin cambiar el 3. Tarde o temprano acertaremos otro número (hacen falta unos nueve intentos para ello –por ejemplo, variando de todas las maneras posibles el primer número, aunque también podemos ir variando a azar cualquier cifra-). Así podemos seguir hasta acertar los nueve. Habremos necesitado de sólo unas decenas de pasos, aunque hayamos ido totalmente a ciegas.

Lo anterior resume el papel de las mutaciones en la adaptación. El ADN se replica cada vez que una célula se divide. Lo hace dividiendo las dos secuencias (como una cremallera) y dejando que cada letra busque su pareja entre el material celular, hasta tener dos moléculas nuevas de ADN. En una de estas, la réplica puede no ser exacta. Si esta célula es un espermatozoide o un óvulo, el nuevo ADN contendrá una mutación. Lo normal es que la mutación sea mala (no toques lo que funciona) y el nuevo ser tendrá una desventaja sobre sus congéneres, de manera que tendrá menos descendencia. La mutación mala no se propagará. Son los intentos fallidos de nuestro intento de abrir la caja fuerte. De vez en cuando una mutación será favorable (acertamos otro número en la combinación) y los individuos que la tengan se reproducirán con más frecuencia (los números que abren más la caja y que seguimos usando para hacer variaciones son los que sobreviven y evolucionan, los que cierran la caja los descartamos, se extinguen). Sobre estos se podrán ir añadiendo todavía mejores mutaciones (hasta, en nuestro ejemplo, dar con toda la combinación).

Como hemos dicho antes, el proceso real es mucho más complicado. No nos interesa aquí la parte química sobre cómo se producen las reacciones que llevan a leer una parte y no otra del ADN para producir una proteína en un momento determinado. Estos son otros asombros. Aquí quería mostrar cómo la naturaleza ha podido codificar una serie de instrucciones por el método prueba (mutación aleatoria) y error (lo que no funciona se extingue). El conjunto de instrucciones abarca muchas letras, pero ya hemos visto que no se llega a la combinación solo por azar, la selección del mejor adaptado hace que no haya que probar todas las combinaciones. En el caso de la caja fuerte habremos llegado a la combinación en unas pocas decenas de intentos, y no por acertar un número al azar entre mil millones de posibilidades.

Mis retahílas:

1. Si se leyera el ADN desde un extremo al otro observaríamos el gran caos que reina en el texto. Para empezar, la mayor parte del texto no codifica nada (o eso es lo que parece hasta ahora, porque no pasa nada si se quitan esos trozos). Luego ocurre que vamos encontrando genes sin ningún orden. Aquí uno que hace algo en la nariz, más allá otro encargado de segregar alguna sustancia química en el feto, después los restos de un gen que en algún momento, a nuestros antepasados lejanísimos servía de algo, pero ya no sirve, millones de letras más allá otro gen para otra parte de la nariz y así sucesivamente. Exactamente lo que esperaríamos de un mecanismo evolutivo y justo lo contrario de lo que se esperaría de un diseñador con un poco de claridad de ideas.

2. Unos de los aspectos de la Teoría de la Evolución menos entendidos es, precisamente, la idea de que la mutación es aleatoria, pero que la adaptación no lo es. La supervivencia de la mejor mutación hace el proceso total no aleatorio, en el sentido de que los organismos no se generan completos y complejos por casualidad, aunque sí en el sentido de que lo que constituye una buena adaptación, que dependerá del entorno.

3. Toda la vida en el planeta Tierra usa el mismo código genético (las mismas letras y las mismas palabras, pero no el mismo texto, que varía entre una especie y otra.) Plantas, animales, hongos y organismos unicelulares hablamos el mismo idioma genético. Por eso sabemos que todos hemos tenido el mismo origen. La vida en otros planetas tendrá su propio lenguaje, a no ser que algunos tengan un origen común.

Puedes leer la parte novena aquí.

martes, 24 de marzo de 2009

La Teoría de la Evolución: La Historia Más Asombrosa Jamás Contada. Parte 7


Mendel y Fisher

(Puedes leer la parte sexta aquí)


Hemos hablado de la selección del mejor adaptado, el segundo punto de la teoría de Darwin, y hemos visto cómo lidia con las preguntas destinadas a refutar la hipótesis. No he olvidado el primer punto sobre la variabilidad de los individuos y la pregunta pertinente: ¿de dónde sale esta variabilidad

Darwin, como todo el mundo, ve que la variabilidad entre los individuos de una especie (incluso entre hermanos) es un dato objetivo de la realidad. Pero según la teoría de Darwin, debe haber una causa que la explique. Debe haber algo que explique por qué cada individuo es como es y que permita que las características de los progenitores pasen a la descendencia, y que, más aún, la herencia no sea enteramente fiel. En la época de Darwin no se conocía tal mecanismo, y el propio Darwin reconocía que, de no encontrarse, su teoría estaría en la cuerda floja.

Un par de años antes de la publicación de El Origen de las Especies, en lo que entonces era Austria y ahora República Checa, un fraile se dedicaba a hacer experimentos con guisantes en el jardín de un monasterio. (Bueno, en honor a la verdad ya había sido ordenado sacerdote y obtenido un doctorado en Matemáticas y Ciencias.) Se trataba de Mendel, que descubre las tres leyes de la genética que llevan su nombre:
  1. Principio de uniformidad: Si se cruzan dos individuos de raza pura, los descendientes tendrán las mismas características.
  2. Principio de la segregación: Ciertos individuos son capaces de transmitir un carácter aunque en ellos no se manifieste.
  3. Principio de la transmisión independiente: los caracteres se transmiten independientemente unos de otros (excepto si están vinculados).
Mendel publicó sus resultados en una revista académica austriaca sólo ocho años después del libro de Darwin, pero pasaron completamente desapercibidos para la comunidad científica.

Hubo de esperarse hasta 1900 para “redescubrir” las leyes de Mendel. Al comienzo se encendió un vivo debate entre darwinistas y mendelianos. Los primeros sostenían la variación gradual de las especies, tal como se medía por la biométrica. Los segundos se fijaban en las variaciones discretas (a saltos, digamos) y se centraban en las leyes de la herencia.

En esto estábamos hasta que, en los años veinte, el biólogo y estadístico Fisher consiguió demostrar que la variabilidad gradual y continua observada por la biométrica podía ser explicada por la acción combinada de pequeños saltos dominados por la genética. En otras palabras: la genética era el mecanismo que explicaba la variabilidad necesaria en la teoría de Darwin. Nacía la Síntesis Evolutiva Moderna (o Síntesis Moderna, para abreviar).

En realidad tenemos la idea del gen, pero no sabemos dónde está físicamente. Sabemos cómo se hereda la variabilidad, pero seguimos sin saber cómo surge. Nos falta el ADN. Permanezcan atentos a sus pantallas.

Mis perlas:

1. Había dicho que esta Historia Más Asombrosa Jamás Contada iba a ser más corta que la Historia Más Grande Jamás Contada y ya vamos por la séptima entrega sin vislumbrar el final. Supongo que habrá que desdecirse, aunque siempre puedo decir que me refería al lapso temporal que abarca la historia, no a la historia en sí.

2. En cuanto identificamos al gen como la unidad de selección (y no el individuo o la especie), podemos entender muchas cosas aparentemente contradictorias en el comportamiento animal (y vegetal). El altruismo entre padres e hijos o entre hermanos es un instinto que claramente favorece la propagación de los genes de quien los posee.

3. Se me olvidó decir en la entrada anterior que la explicación de la paridad de los sexos en la descendencia es uno de los primeros ejemplos precursores de la Teoría de Juegos. Algo muy relevante para quien suscribe. John Maynard Smith, biólogo genetista, desarrolló esta manera de abordar el problema a su máxima expresión. Su libro, “Evolution and the Theory of Games” es ya un clásico. De él mamó, como buen mamífero, Dawkins.

Puedes leer la parte octava aquí.