Para llegar a una organización termodinamicamente defendible, el sistema debe pasar, como lo explica Herbert Simon, por una estructura intermedia estable. A un relojero que está armando un reloj, le conviene que su proceso de armado atraviese etapas intermedias de suficiente estabilidad que impidan que su armado se desmorone a mitad camino cuando surgen las inevitables distracciones. Llámese andamio a esa estructura compleja intermedia. Un andamio es un punto de descanso mecánico, así como un teorema es un punto de descanso intelectual. Ambos, andamios y teoremas, suelen tender hacia la simplicidad (Cohen y Stewart, p.235).
* Entonces, el armado de una estructura autoduplicante eficaz necesita pasar por un "andamio". Cairns-Smith y Wächtärhäuser suponen que la vida del RNA ha pasado por el andamio de la vida de la arcilla o de la pirita, segun cual sea el autor, arcilla o pirita que le servía de muleta. La vida de la arcilla o pirita le ha servido de muleta a la vida del RNA. La vida del DNA ha pasado por el andamio de la vida del RNA como etapa intermedia, que asimismo le servía de muleta. La vida del DNA con proteínas chaperonas, con reparasas y con enzimas tales como las DNA polimerasas y girasas ha pasado por el andamio de la vida del DNA sin esas ayudas, pero siempre disponiendo ya sea de la vida del RNA como muleta, ya sea de otras etapas intermedias. Con el pasar del tiempo la vida asexuada le sirve de muleta al sexo y el sexo le sirve de andamio al efecto maternal (donde el DNA materno complementa al DNA filial). Los animales sin sueños sirvieron de muleta a los que sueñan y los animales de sangre fría (ectotérmicos) sirvieron de muleta a los de sangre caliente ("endotérmicos").
-------------------------------------------------------------------------- andamio ! --------------------- ---------------------o ! ! no ! ! no ! copiadora--->fin ! copiadora--->fin ! ! ! ! ------<----si-------- ---<----si------------
Fig 4- A la izquierda, mecanismo ineficiente de copia, ya que carece de un ser humano que monitoree la tarea e impida el decaimiento de la calidad de la copia. A la derecha, aplicación de la ley del andamio de Herbert Simon, que explica cómo algo ineficiente se puede convertir en eficiente. El ser humano es el andamio.
*Sea una fotocopiadora, Fig 4. Hacer fotocopias de otra fotocopia anterior conduce a decaimiento progresivo e irreversible de la copia, con creación de entropía, como indica la segunda ley clásica. Con el "andamio" de un ser inteligente que salva y usa excelentes copias como patrón para nuevas copias, las consecuencias de la ley entrópica se solucionan. Pero disponer [18] de un ser inteligente es un lujo que conspira contra el recurso escaso. Es más tecnológico que surjan otros andamios sin reglamento explícito, que sirvan de muleta mecánica en el caso de las fotocopias, las cuales, entonces, incluso pueden mejorar (hacerse más nítidas y eliminar ruído) con esa ayuda. (Cohen y Stewart, p. 105)
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Ya se ha mencionado la hipótesis de Stuart Kauffman del matrimonio de la selección natural de Darwin con la autoorganización. Sea una lata abierta con arena, al cual el experimentalista le arroja, de a uno, un manojo de municiones de plomo. El resultado de la arena con municiones aparece desorganizado. Si se repite el proceso con una lámina de caucho elástico tapando su boca, la primera munición que cae genera un atractor para las demás, que se sujetan así a un proceso autoorganizante.
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Cualquier explicación del origen de la vida en este mismo planeta necesita apelar fuertemente del concepto de autoorganización de los elementos que le dieron a la vida una estructura primitiva. Sea una arquitectura que combina en un único sistema abierto al reactor y la reacción de la Fig 2 y una reacción autoacelerante
B----A--->2A + ....
Es un modelo autoorganizado de baja complejidad de ensamble. Puede servir de referencia a la idea de algun sistema bioenergético/entrópico basado en el sol o en una fuente termal planetaria que adquiere complejidad creciente. Con creciente inventario de orden "robado" al entorno, los materiales (seguramente incluyendo alguna superficie) y la arquitectura pueden en hipótesis coevolucionar hacia un nuevo orden autoorganizado que utiliza espontánea y eficientemente ese orden "robado". En esta tarea intelectual/experimental habrá que salir de los límites de la termodinámica, salvo en estos tres aspectos:*
la claridad conceptual que brinda la sinergética (ciencia de las transiciones de fase autoorganizantes) sobre los detalles de un proceso de este tipo, como se considera en el Apéndice 3; *
la persistencia de un protobiosistema donde aparecen estructuras disipativas, que por fluctuaciones generen progresivas
*complejidad, *no-linealidad y* coevolución entre protogenes muy primitivos, cuasi inorgánicos, consecuencia de las fluctuaciones, las que a su vez se explican en último análisis por el apartamiento del equilibrio; y *la selección natural darwiniana aplicada a los protogenes, considerada como proceso que tambien minimiza en ellos los requisitos energéticos, así como asiste al surgimiento de fluctuaciones protobiológicas.
La tasa de formación de errores de la maquinaria genética, la no linealidad de las ligaduras entre subsistemas vitales y la complejidad y abundancia de las interacciones se deben interpretar, en estas bases, como sujetos a amplia coevolución.
Asimismo queda claro que el conflicto entre, por un lado, la conducta de la vida y del cerebro y, por otro, la clásica interpretación de la segunda ley deriva de fallas en esta última, que se supera con una visión más completa.
En resumen, al buscar entender lo que sucede frente a una gama de relaciones cada vez más interactuantes, la ciencia descubre una y otra vez la condición creadora de las estructuras complejas, no-lineales, alejadas del equilibrio y disipativas, creadoras no sólo de entropía (que siempre aparece) sino de orden e información (que aparecen con escasa probabilidad y con la ayuda de andamios). La eficacia creadora de estas nuevas estructuras ordenadas y de nueva información, es variable dependiente de la complejidad, de la facilidad de hallar andamios, del apartamiento del equilibrio, de la no- linealidad.
Prigogine y Nicolis - Exploring complexity, WH Freeman & Co, 1989 Cohen y Stewart - The collapse of chaos Stuart Kauffman Mayr - The Growth of Biological Thought, Harvard U. Press, 1982
29.mar.2000
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Raúl Barral - Carlos von der Becke: Biotermodinámica del Cerebro - 2000