Stuart Kauffman es uno de los biólogos teóricos más importantes del mundo. Sus investigaciones lo han llevado a proponer una serie de conceptos que sin duda podrían generar el siguiente paradigma en la definición de vida. El problema central de Kauffman empieza con la interrogante de ¿cómo es que existe la vida? ¿Qué artes hubo que pasar la Naturaleza para que de pronto, elementos inanimados cobraran vida? Entender el mecanismo de creación de vida sin duda nos haría entender no solamente nuestra propia existencia, sino además, tendríamos al menos pistas importantes para sintetizar otras formas de vida.
John von Neumann había hecho notar que la vida no puede existir si no hay un grado de complejidad presente. Una vez alcanzado este estado, se empezaría un mecanismo evolutivo para crear moléculas más complejas y en algún momento llegar a los organismos. Evidentemente este sería un largo y tortuoso camino de prueba y error constante.
A Kauffman le apasionaba la interrogante de la creación de la vida. ¿Cómo es que un huevo fertilizado de pronto empieza a duplicar sus células hasta que llega un momento en que éstas empiezan a diferenciarse para crear nervios, músculos, tejidos diversos? Kauffman trabajaba en eso cuando dos investigadores, Jacob y Monod, hallaron un mecanismo que pudiese explicar este comportamiento de diferenciación, al cual llamaron “switcheo de genes”. Esta teoría indicaba que en algún momento las células apagan unos genes mientras que encienden otros.
La idea de los investigadores franceses parecía abrir nuevas alternativas a la investigación de la biología genética. Bastaría aislar los componentes para ver cómo se comportaban, pero el trabajo parecía fuera de toda posibilidad real, pues los seres humanos poseen unos cien mil genes, y si consideramos la cantidad de combinaciones que se pueden dar, el análisis que habría que hacer parece sobrepasar todas las expectativas.
Stuart Kauffman
Kauffman, sin embargo, siguió otro enfoque. En lugar de aislar elementos y ver qué genes eran los que participaban en este esquema que los habilitaba/deshabilitaba, se le ocurrió utilizar un conjunto de instrucciones azarosas que podrían terminar por convertirse en algo complejo que de manera casi absurda, podría considerarse como la vida misma. El investigador creía en la capacidad de la auto-organización en donde en una red de conexiones trabajaría al azar y en algún momento, emergería lo que llamamos vida.
Cabe señalar que estas eran las ideas de Kauffman en 1965. Y en ese entonces, para probar sus ideas, consiguió el poder usar una máquina IBM, un mainframe de ese entonces (estábamos lejos de la computadora personal), a cambio de unos 1000 dólares, que le dio la universidad donde estudiaba aún medicina. Entonces escribió un programa en FORTRAN que generaba una red booleana, similar conceptualmente a las redes de switcheo de genes. En una red booleana los valores solamente pueden ser verdaderos o falsos, hay corriente o no, “0” ó “1”.
Kauffman comenzó con mil variables booleanas, un valor exageradamente menor a la cantidad de genes que tienen los seres humanos. Se pusieron reglas azarosas que encendían o apagaban esos bits. Imagínenlos como pequeñas lamparitas. Kauffman mismo no sabía qué iba a pasar pero mantendría su programa corriendo paso a paso para ver qué pasaba.
Pero ¿qué podría esperarse? Si los cambios en los bits eran al azar, de acuerdo a reglas ciegas, el sistema podría mantenerse en un estado azaroso por mucho tiempo. ¿Llegaría un momento que se estableciera algún patrón interesante? ¿Qué emergiera alguna propiedad? Kauffman invirtió casi con fe ciega esos 1000 dólares y empezó la simulación. Primer paso, una serie de bits prendidos y otros apagados. Segundo paso igual. Tercer paso, similar… pero de pronto el sistema tuvo un cambio notable, en el paso catorce ¡se repitió el paso 10! Y de ahí en adelante el programa se cicló en una serie de estados reconocibles.
Increíblemente Kauffman parecía haber acertado. Cambio configuraciones y de nuevo, al poco tiempo la máquina le mostró una serie de patrones que se repetían. Había logrado la auto-organización. Esto, no lo sabía Kauffman en ese entonces, se llamaba en teoría de caos un “atractor periódico” pero a pesar de ello, su experimento terminó por definir lo que a la larga se llamaría el “modelo de Kauffman”.
Kauffman había mostrado que el switcheo de genes no necesariamente es especializado. Digamos que la máquina genética tiene una serie de órdenes en donde se emergen nuevas características pero no vía un diseño estructurado específico, sino a partir de un mecanismo como el que Kauffman había usado en su experimento. Eso explicaría, por ejemplo, porqué hay relativamente pocos errores en la creación de un ser humano y esto, genéticamente hablando, no parece incidir en la vida de quienes quizás, tienen un gen que no debería ir donde va. Es decir, en este intercambio genético, en este switcheo de genes, algunas operaciones bien podrían no incidir en la vida del individuo que se está creando y eso parece pasar en la mayoría de los casos.
Partiendo de las ideas de Kauffman, se me ocurrió escribir un programa que hiciese lo que hizo el investigador en su momento. En un par de horas tuve todo funcionando y en mi caso, no usé 1000 “genes”, sino 20. Asumí que debería funcionar y sí, funciona. Después de algunos pasos, los genes (que tienen valores de ceros y unos solamente, se ciclan). La conclusión es que, eventualmente, la vida -como Kauffman nos ha dicho- es inevitable.
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