¿Es la vida un género natural?

¿Es la vida un género natural? Dificultades para lograr una definición del concepto de la vida.

I.

La dificultad de definir la vida es tal que no falta quien ha defendido que la biología no tiene nada que decir al respecto (Sober, 1996). Salvo alguna excepción como el vitalismo, la filosofía ha estado también ajena a la cuestión. Sin embargo a partir de los años 80 estudios sobre vida artificial o de astrobiología han traído a la palestra el tema de la definición. ¿Qué es esencial y qué es accidental en la vida? Dicho de otra forma, qué características de las que tienen todos los sea vivos de la tierra debieran ser compartidas por un organismo extraterrestre para ser considerado vivo?

Así como la Inteligencia Artificial (IA) trata de crear máquinas que realizan tareas inteligentes, los estudios de Vida Artificial (VA) pretenden crear programas informáticos que manifiesten propiedades propias de los seres vivos. Como con la IA, hay una versión débil y otra fuerte.

IA en su versión débil: acepta el ordenador como un buen instrumento para el estudio de la mente, mientras que la fuerte mantiene que el cerebro es un tipo especial de ordenador.

IA en versión fuerte: tener una mente poco tiene que ver con el sustrato físico del cerebro, sino con la disposición funcional del mismo, si se puede decir que un cerebro tiene procesos mentales, lo mismo se podrá decir de un ordenador suficientemente complejo.

VA en versión débil: los ordenadores son útiles para poner a prueba hipótesis biológicas.

VA en versión fuerte: algunos programas especialmente complejos, más que similar vida, la poseen realmente.

Es evidente que para los partidarios de las versiones fuertes, las características de los aspectos materiales de la vida biológica no pueden ser las definitorias de la vida, sino la forma de organización a más alto nivel, cómo está estructurado. La vida es la forma en que tienen lugar determinados procesos, y no la materia que interviene en ellos. La biología sintética sería el estudio de la vida en cualquier forma posible, no sólo en las formas biológicas terrestres, sólo así la biología podría genere un rango similar a la física, defienden sus partidarios. Dada la dificultad de encontrar otras formas de vida, la única opción es fabricarlas nosotros mismos.

De cara a lograr una definición aceptable, los requisitos mínimos de las opciones más minimalistas exigen dos condiciones para que algo esté vivo:

1. Que sea autorreplicante.

2. Que tenga capacidad de evolucionar de forma abierta.

El hecho de ser demasiado minimal implica problemas varios:

1. Cosas como los memes o algunas macromoléculas entrarán en esta definición, cuestión no deseable, por lo que pondremos alguna restricción.

2. Algunos organismos evidentemente vivos no tienen capacidad de replicarse, como los híbridos estériles o muchos insectos sociales.

3. Las formas primigenias de vida terrestre pudieran no haber tenido capacidad de evolución en sentido darwiniano, ya que carecerían de un sistema de transmisión particulada de herencia.

4. Algunos consideran problemático considerar propiedades de futuro para una definición actual.

5. Finalmente, estas propiedades se refieren a grupos de individuos, no a individuos a concretos y aislados.

Por todo ello elaboraremos una lista de propiedades más ajustada y sutil.

Caracterización de Farmen y Belin, 1992 . Considera las siguientes propiedades necesarias:

1. Configuración espacio- temporal. Las moléculas y las células de un organismo son reemplazadas cons- tantemente, pero la estructura espacio- temporal se mantiene.

2. Capacidad de autorreproducción (o procedencia de un proceso de reproducción)

3. Almacenamiento de información para una autorrepresentación.

4. Posesión de un metabolismo, es decir, de procesos de intercambio de materia con el entorno sin cambiar por ello sus propiedades generales.

5. Interacción funcional con el entorno ambiental. Adaptación al ambiente, pero también creación y control de ambientes locales.

6. Interdependencia entre las partes, lo que significa que los organismos pueden morir.

7. Estabilidadi dinámica frente a las perturbaciones.

8. Capacidad de evolucionar a través del linaje.

Ahora los virus ya quedan excluidos, los híbridos e insectos sociales, incluidos; mientras que la capacidad evolutiva se entiende como una propiedad del linaje, no de los individuos.

Caracterización de Hickman, Roberts y Larson, 1998. Es muy semejante:

1. Exclusividad química: poseen una organización molecular exclusiva y compleja.

2. Complejidad y organización jerárquica: macromoléculas, células, organismos, poblaciones y especies. Las propieda- des de un nivel no pueden obtenerse a partir del conocimiento de las partes componentes (propiedades emergentes).

3. Capacidad de autorreproducción, con los fenómenos aparejados de la herencia y la variación.

4. Posesión de un programa genético que garantiza la fidelidad de la herencia (código genético).

5. Posesión de un metabolismo mediante el que extraen nutrientes de su entorno.

6. Posesión de un ciclo de desarrollo característico.

7. Interacción con el entorno ambiental.

Ambas listas son muy similares: comparten la necesidad de un orden jerarquizado y organización compleja mantenidos durante un tiempo, capacidad autorreproductiva con producción de variantes heredables, almacenamiento de información en un programa genético, posesión de un metabolismo y una interacción con el medio ambiente. Ninguna de ellas hace referencia a las macromoléculas de la materia constitutiva de la vida que conocemos: ácidos nucleicos y proteínas.

Por influencia de Schrödinger y posteriormente de Prigogine, es frecuente encontrar caracterizaciones de los seres vivos como entornos alejados del equilibrio termodinámica, capaces de mantener una baja entropía interna y y consecuentemente de almacenar mucha información. Los seres vivos crean orden del desorden consumiendo energía para ello. Estas propiedades sin embargo no bastan por sí solas, pues sistemas evidentemente no vivos como tornados y estrellas las comparten con ellos. Se puede incidir en que los procesos que mantienen el desequilibrio termodinámico son procesos metabólicos, pero entonces estamos ya incidiendo en un punto que ya existía en las listas anteriores.

Bernard Korzeniewski ha destacado la gran cantidad de procesos auto regulados por realimentación negativa, que mantiene ese equilibrio interno diferente del ambiente; todos ellos subordinados a un fin superior: el mantenimiento del individuo. Mientras tanto, la reproducción es un proceso de realimentación positivo. De ahí que la definición de Korzeniewski sea: "un ser vivo es un sistema de feedback negativo subordinado a un feedback positivo superior" pese a su interés, es demasiado abstracta, e incluiría a sistemas no vivos como formaciones nubosas, líquidos a punto de ebullición, el fuego, remolinos en un fluido, etc.

En suma hay dos aspectos fundamentales de los seres vivos: el tratamiento de la información (autorreproducción) y la autonomía (autocontrol regulación, autocatálisis y metabolismo) y dos enfoques principales de la cuestión: el enfoque informacional, influido por le informática y la Teoría de la Información, y el enfoque auto-organizativo. El primer enfoque obvia que la información debe ser mantenida en el tiempo, énfasis puesto por el segundo enfoque, que tiene su versión más conocida en la autopoiesis de Maturana y Varela hacia 1970. En palabras del propio Varela:

Un sistema autopoiético –la mínima organización viviente– es aquél que continuamente produce los componentes que lo especifican, mientras que al mismo tiempo se constituye como una unidad concreta en el espacio y en el tiempo que posibilita la red de producción de componentes. Definido de forma más precisa: Un sistema auto- poiético está organizado (definido como una unidad) como una red de procesos de producción (síntesis y destrucción) de componentes tales que estos componentes regeneran y realizan la red que los produce, y constituyen el sistema como una unidad distinguible en el dominio en que existe (Varela 1997, p. 75).

Varela considera además que la característica en la que pone el énfasis el enfoque alternativo, es decir, la reproducción es en realidad una característica secundaria de la vida:

Asumo aquí la tesis de que la reproducción no es intrínseca a la lógica mínima de la vida. La reproducción debe ser considerada como una complejificación adicional sobreimpuesta a una identidad más básica, la de una unidad autopoié- tica. Una complejificación que es necesaria debido a las constricciones de las condiciones primitivas en un planeta turbulento. Es aquí donde clases determinadas de moléculas, como los ácidos nucleicos, juegan un papel fundamental. La repro- ducción es esencial para la viabilidad a largo plazo de la vida, pero sólo cuando hay una identidad puede una unidad reproducirse. En este sentido la identidad tiene una prioridad lógica y ontoló- gica sobre la reproducción, aunque no tenga una precedencia histórica (Varela, 1997, p. 76).

Este es el denominado enfoque autoorganizativo, que da preponderancia al metabolismo sobre la reproducción, como hemos visto en las palabras de Varela. Lynn Margulis y Dorion Sagan apuestan por este enfoque, que tiene la seria limitación de dejar fuera los mecanismos de la herencia como si fueran no esenciales. El ente de Solaris de Lem sería un ser de estas características, auto organizado y sin reproducción ni evolución darwiniana. Respecto a la autonomía, ningún ser vivo real es autónomo, no sólo los heterótrofos.

Las dos vertientes de pensamiento mencionadas corresponden bastante bien con las dos intentonas de explicaciones del orígenes de la vida. Para algunos, (opción de "los genes primero") la vida surgió de algún tipo de polímero capaz de reproducirse, sin capacidad metabólica, si bien el proceso metabólico se añadió necesariamente. Para los otros (opción "procesos metabólicos primero"), lo primero fueron conjuntos de reacciones auto catalizador producidas sobre superficies minerales o en vesículas aisladas el entorno por membranas. Ambas opciones son incompletas por sí solas. De ahí que haya habido intentos de una opción más general que no sea mera yuxtaposición de estas dos. Ahí entra Freeman Dyson, representante de la opción "el metabolismo primero", que asume que la vida no es un proceso, son dos, indisolublemente unidos: metabolismo y replicación. Se decanta por un doble origen: hubo una entidad replicadora y otra metabolizadora que se unieron formar la vida.

En España, K. Ruiz, Peretó y Moreno han intentado una síntesis de ambas opciones definiendo:

Un ser vivo es cualquier sistema autónomo [entendiendo por tal un sistema lejos del equilibrio que se mantiene y constituye a sí mismo mediante el acoplamiento de procesos endergónicos-exergónicos] con capacidades para una evolución abierta”. Estos autores consideran que para cumplir estas dos propiedades, un ser vivo ha de poseer los siguientes requisitos:

1. Un límite activo semipermeable (membrana).

2. Un aparato de transducción/conversión de la energía.

3. Dos tipos al menos de componentes macromoleculares interdependientes, uno capaz de catalizar los procesos de autoconstrucción y otro capaz de almacenar y transmitir la información necesaria para desempeñar estos procesos.

Se ve que se mencionan ambos tipos de procesos, metabólicos e informacionales, siendo una de las definiciones de vida más elegantes que existen en la literatura.

II.

El enfoque metabólico va ganando terreno según pasa el tiempo. Margaret Boden (1999) ha señalado que el metabolismo es una característica que, a diferencia de las demás que se suelen citar, no puede ser traducida a términos informacionales o computacionales. De ahí que la doble opción no puede ser unificada. Si el metabolismo (carente en otros seres artificiales) es definitorio de la vida, entonces la Vida Artificial en versión fuerte es impracticable. Metabolismo es definido por esta autora como “el uso y administración de la energía para la construcción y el mantenimiento del cuerpo, así como para la conducta”. Las naves Viking usaron este concepto para intentar detectar vida en suelo marciano por detección de residuos metabólicos.

Por su parte, Claus Emmeche (1998) no considera el metabolismo imprescindible para ser declarado vivo un organismo, como lo ejemplifica con una semilla en latencia durante siglos. El problema reside en definir cuidadosamente lo que entendemos por metabolismo en este contexto, algo más que el mero intercambio de materia y energía (según lo cual una cerilla sería un ser vivo). intercambio de materia y energía para mantenerse estable es más afinado, pero tampoco nos vale (remolinos, llamas...)

¿Es posible proporcionar una definición de metabolismo que pueda ser atribuida a los seres vivos en exclusiva y que no sea circular, es decir, que no se limite a decir que consiste en los procesos de transformación de materia y energía que se dan en los seres vivos? Tal como lo suelen entender los manuales de biología, el metabolismo es la síntesis o degradación química de moléculas complejas catalizada fundamentalmente por enzimas. Diríamos así que los seres vivos se caracterizan porque sus procesos de intercambio de materia y energía con el medio se realizan mediante reacciones químicas catalizadas por enzimas y a este tipo particular de procesos de intercambio de materia y energía es a lo que llamamos metabolismo. Lo malo es que esta definición es más material que formal, involucrando al a naturaleza concreta de las substancias que efectúan el intercambio. Parece demasiado restrictiva. Los autores de tendencia formalista nunca aceptarían este tipo de definición tan apegado a la vida terrestre.

Las versiones formalistas se dan tanto en el enfoque informacional como en el enfoque auto-organizativo, pero independientemente del soporte material. Ahora bien, ¿qué nos lleva a suponer que puede haber otras formas posibles de vida con componentes materiales muy distintos a los de la vida terrestre? Estamos ante un dilema irresoluble. Una definición puramente formalista de vida, nos hace incluir en ella entidades que, en principio, no consideraríamos como vivas. Si, por el contrario, damos una definición que apele a elementos materiales de la vida tal como la conocemos, estaremos presuponiendo de forma injustificada que toda vida posible ha de basarse en esos elementos materiales.

Moreno, Etxeberría & Umerez (1995) han sostenido que en los seres vivos se da un entrañamiento (entanglement) entre materia y forma, de modo que los aspectos formales no son suficientes para caracterizar la vida.

[La] información necesaria para especificar la identidad de un organismo no está explícita más que en grado mínimo en el ADN. La expresión final de la información, lo que se conoce como el fenotipo de un organismo, es el resultado de un conjunto de complejos procesos dinámicos autoorganizativos y dependientes del contexto. El plegamiento de las proteínas, una vez especificada la secuencia lineal de sus aminoácidos, es un proceso intrínseco gobernado por la acción de las leyes físicas, en el que importan desde las características materiales de los aminoácidos hasta las condiciones de temperatura o el Ph del entorno. La proteína plegada, de la que depende (a su vez, sólo en parte) la función, es una estructura mucho más compleja que la secuencia de aminoácidos de la que se deriva. Esta diferencia de complejidad, que deberíamos llamar información implícita, es el resultado en última instancia de la materialidad específica del sistema. Cualquier modelo puramente formal de la organización viviente deberá, por tanto, explicitar toda esta información tácita, y especificar a su vez los mecanismos de reproducción de tal complejidad.

Si estos autores tienen razón, una definición meramente formal de la vida es inviable. Y por otro lado, no podemos descartar la existencia de vida basada en otras químicas diferentes a la terrestre. Posiblemente no cabe aspirar más que a una definición disyuntiva (la vida es esto…, o esto…, o esto otro…) y constantemente revisable, que, además, no podrá ser cumplida exhaustivamente por ningún organismo.

III.

Llamamos género o clase natural a toda clase de cosas que puede ser definido mediante un conjunto de propiedades suficientes y necesarias. Quizás, después de todo, la vida no sea un género natural. Si fuera así, nos quedan dos opciones: que sea un género convencional o que sea un individuo (en sentido lógico).

La vida como un género convencional, estaría sujeto a las definiciones humanas, y todo dependería de sus objetivos e intereses explicativos y de la comodidad de realizar tal clasificación. Pero mover las fronteras de lo que está vivo y de lo que no lo está por mera convención no parece una estrategia muy prometedora, interesante o útil para la ciencia. Además, todos los intentos de caracterizar la vida que hemos expuesto son una buena muestra de que los científicos consideran que hay rasgos que marcan realmente una separación entre lo vivo y lo no vivo, y que dicha separación no depende de convenciones humanas o de intereses clasificatorios. Por otra parte, las clases naturales no tienen por qué tener fronteras perfectamente definidas. Si se acepta, por ejemplo, que las especies biológicas son clases naturales, éstas tienen fronteras espacio-temporales, pero en muchos casos son fronteras borrosas.

La vida como un individuo en sentido lógico, parece una idea extraña. Los individuos (y las poblaciones de individuos) poseen tres características principales que les diferencian de las clases :

1. Tienen una existencia espacio-temporal, esto es, existen en el espacio y en el tiempo, lo que implica que tienen un comienzo y un final. O, dicho de otro modo, los individuos son entidades concretas e históricas; las clases son abstractas y atemporales.

2. Son susceptibles de cambios. Pueden evolucionar a lo largo del tiempo.

3. Poseen cohesividad interna. Sus elementos mantienen una estrecha red de relaciones reales, no meramente conceptuales; no están simplemente unidos por compartir ciertas propiedades. Por otra parte, la relación de un individuo con sus elementos integrantes es una relación de todo-parte, mientras que la relación de un elemento de una clase con la clase es la de pertenencia.

Las dos primeras propiedades son compartidas por la vida, siendo la tercera más problemática. La ecología y la teoría de la evolución nos enseñan que la única vida que conocemos, la vida en la Tierra, cumple también, al menos en algún grado, esa característica; pero ¿qué pasaría si encontráramos alguna vez vida extraterrestre? ¿Habría que considerar que ‘vida terrestre’ designa a un individuo o población de individuos y ‘vida marciana’ (si la hubiera) a otro individuo o población de individuos y así sucesivamente, sin que pudiera decirse que todos ellos pertenecen a un único género natural? El tema de la cohesividad interna de la vida sería problemático, aunque algunas teoría (panspermia) hablan de una tal cohesividad en cierto grado. Si no hay origen común es más peliagudo mantener la cohesividad interna, pero aún se podría hablar de establecimiento de relaciones futuras entre vidas paralelas de orígenes diversos.

Así las cosas, nos queda la tercera posibilidad de que la vida sea un género natural en un sentido muy especial, no caracterizable por un conjunto de propiedades suficientes y necesarias. Es ésta una posibilidad que ha sido ensayada en la definición actual de especies, que no conlleva una esencia fija en absoluto. Según R. Boyd y R. Wilson, las especies serían géneros naturales entendidos como agrupaciones de propiedades mantenidas homeostáticamente. Esto es: las especies presentan ciertas propiedades porque hay mecanismos causales subyacentes que hacen que se refuercen unas a otras. En una versión wittgensteiniana más débil, Massimo Pigliucci considera las especies como agrupaciones de propiedades (fundamentalmente filogenéticas, genéticas y ecológicas) que proporcionan un “parecido de familia”. Esta opción, llevada a la vida en global, se alejaría tanto del esencialismo tradicional que busca una definición universal de vida a partir del establecimiento de sus condiciones esenciales, como del escepticismo que no ve posible más que un conjunto más o menos vago, arbitrario, contextual y variopinto de características habitualmente, pero no necesariamente, presentes en los seres vivos.

Si consideramos la vida como una agrupación de propiedades mantenidas homeóstaticamente, no habría un conjunto cerrado e inamovible de condiciones necesarias y suficientes de la vida, y en esto habría que darle la razón al convencionalista o al escéptico, pero sí que cabría señalar cierto conjunto de rasgos que se refuerzan mutuamente y que, por tanto, valdrían para definir la vida como fenómeno.

Esta agrupación, además, tendría cierta capacidad explicativa, ya que estaría abierta al esclarecimiento de las causas que hacen que tales rasgos se mantengan homeóstaticamente, cosa que no sucedería con una mera agrupación arbitraria. Con esto se renuncia a una definición esencial de vida en el sentido tradicional, pero no a una definición descriptiva fundamentada y con poder explicativo (o, como Boyd prefiere llamarla, a una “definición programática”).

Al mismo tiempo, esto explicaría por qué no han tenido éxito los intentos de proporcionar una definición unificada de vida que la cifre en un solo proceso o que la reduzca al despliegue de una única función. La enumeración de propiedades a las que recurren la mayoría de las definiciones dadas no es un signo de fracaso, sino una consecuencia de la propia naturaleza de la vida.

La vida es un género natural, pero se conforma como tal por medio de una agrupación de propiedades que no constituyen juntas una “esencia” de la vida. Por otra parte, a diferencia del convencionalismo, esta postura deja abierta a la investigación empírica una cada vez más ajustada determinación de las características que pueden servir mejor para caracterizar la vida. No obstante, persiste en mi opinión un problema con esta caracterización, y es que también haría de un individuo aislado un género natural, pues también éste podría considerarse como una agrupación de propiedades mantenida homeostáticamente. Pero, en lo que respecta al asunto de la definición de vida, éste es un problema menor comparado con los que presentan las alternativas del esencialismo tradicional, del convencionalismo y del “individualismo”.