Dawkins y los cambios acumulativos en la evolución natural

Richard Dawkins es un biólogo evolucionista muy popular y famoso. Es autor de varios libros, entre ellos "El gen egoísta" (1976), en donde popularizó la idea de la evolución basada en los genes.  Dawkins usa la definición de gen de George C. Williams como "aquello que se separa y recombina con frecuencia apreciable". Y a partir de ahí intenta mostrar que gracias a esta recombinación de los genes, se evoluciona y se tienen individuos más aptos. 

Podríamos decir que en su siguiente libro, "El relojero ciego" (1986), es una continuación de El gen egoísta, en donde Dawkins responde a una serie de críticas a sus teorías evolutivas a partir de la genética. Comienza discutiendo las ideas del teólogo William Paley (de 1802). De acuerdo a Paley, la vida, debido a su complejidad y perfección, es evidencia para creer en Dios. Es un mecanismo como un reloj, y los relojes son creados por relojeros. De hecho, Paley pone como ejemplo la complejidad biológica del ojo humano. Dawkins usa ese símil para argumentar que el supuesto relojero de la vida no planifica a largo plazo (porque es ciego). Argumenta que la vida, aunque compleja, no es perfecta. El propio ojo humano contiene una falta de eficiencia debida a la orientación de las células fotosensibles. El punto fundamental es cuando Dawkins indica: "La consecución de la complejidad se puede lograr mediante la acumulación progresiva de pequeñas modificaciones".

Pero... ¿es así? Dawkins no se conforma con sus argumentaciones, sino que pasa al terreno de la práctica para demostrar esta acumulación progresiva de pequeñas modificaciones que, en términos evolutivos, puede llevar mucho, pero mucho tiempo. Sin embargo, Dawkins plantea el conocido problema de los monos que ciegamente escriben en máquinas de escribir al azar, hasta que se produce -eventualmente- las obras de Shakespeare. Dice el famoso biólogo: "No sé quién fue el primero en argumentar que, dado un espacio de tiempo lo suficientemente largo, un mono que pulsara las teclas de una máquina de escribir de manera aleatoria llegaría a escribir todas las obras de Shakespeare. Obviamente, la parte crucial de esta hipótesis es 'dado un espacio de tiempo lo suficientemente largo'". Y agrega "De todas maneras, limitemos un poco la tarea del mono: supongamos que no tiene que escribir las obras completas de Shakespeare, sino simplemente la frase methinks it is like a weasel ('yo creo que se parece a una comadreja'). Pongámosle las cosas aún más fáciles: el mono dispondrá de un teclado más sencillo de lo normal, con sólo las 26 teclas correspondientes al alfabeto inglés (todas mayúsculas) y la barra espaciadora. ¿Cuánto tiempo le llevaría al mono escribir esta frase?" 

El ejemplo de Dawkins está diseñado para hacernos considerar la producción de una secuencia de 28 caracteres, asumiendo que cada uno de ellos es seleccionado aleatoriamente. El número de posibles secuencias, dado el alfabeto disponible, es de 27^28, o aproximadamente 10^40. La probabilidad de que el mono produzca una secuencia determinada es extremadamente pobre. Cualquier secuencia puede ser seleccionada como el objetivo, y todas ellas tienen la misma probabilidad de ser producidas que la secuencia objetivo de Dawkins, es decir, 'METHINKS IT IS LIKE A WEASEL'.

Dawkins entonces escribió un programa de computadora tratando de simular las condiciones impuestas: un simio informático que escribe azarosamente en un teclado limitado.  Este mono produce líneas de 28 caracteres al azar. Si pensamos así, probablemente le llevaría varias veces la vida del universo para llegar a la frase buscada.  Pero Dawkins ilustra así una concepción equivocada (pero muy común) de la evolución: que las secuencias de ADN y otros compuestos orgánicos como las proteínas son el resultado de una combinación aleatoria de átomos. Dice Dawkins: "Si la selección natural funcionara de esta manera, la probabilidad de que se formara una secuencia de aminoácidos concreta sería extremadamente reducida". La selección natural, agrega Dawkins, no funciona así, sino que procede en pequeños cambios cumulativos. Seguidamente, demuestra que el proceso de selección cumulativa conlleva una reducción muy considerable en el número de pasos necesarios para producir cualquier secuencia posible.

Y continúa el biólogo evolucionista: "Introduzcamos ahora una sutil diferencia en nuestro programa. El primer paso, al igual que antes, consiste en producir una secuencia aleatoria de 28 caracteres. Pero los pasos subsiguientes no consisten en producir más secuencias aleatorias. Más bien, cada paso produce varias copias de la secuencia anterior, pero con la posibilidad de que alguna copia no sea perfecta. A los errores de copia los llamaremos mutaciones. El programa examina las copias mutantes y selecciona la que se aproxime más a la secuencia objetivo 'METHINKS IT IS LIKE A WEASEL', por pequeña que sea la mejora".

Esto es -de hecho- el algoritmo genético de John Holland, el cual es en sí es un procedimiento para maximizar funciones. No sé si Dawkins lo sabía, pero su programa encuentra en unas 43 generaciones -siguiendo el procedimiento descrito- la frase buscada. Así que decidí escribir mi versión de la idea de Dawkins (apoyándome en la versión en Pascal descrita en https://rosettacode.org/wiki/Evolutionary_algorithm#Pascal), y lo puse a prueba. Es un programa escrito en Delphi 7 y encuentra la frase buscada en 798 generaciones, aunque ejecutando el programa en diferentes ocasiones, estos números cambian. 

Esta es una corrida del software:

BPMQDQWS ZRJYKYIVDGVTTULKDHZ

MPMHDQKS ZTJYS LIDGVT WEKDHL

MPTHDQKS ZTJIS LIKEVT WEKDHL

MPTHDQKS ITJIS LIKEVT WEADEL

METHDQKS ITJIS LIKEVT WEASEL

METHINKS ITJIS LIKE T WEASEL

METHINKS ITJIS LIKE T WEASEL

METHINKS IT IS LIKE T WEASEL

METHINKS IT IS LIKE A WEASEL

Dawkins concluye: "El tiempo necesario para completar la tarea es irrelevante. Si de verdad le interesa, le diré que la primera vez tardó la media hora que me lleva a mí almorzar. Algunos aficionados a la informática podrían pensar que esto es un tiempo excesivamente largo, pero eso es porque la primera versión del programa estaba escrita en BASIC, un lenguaje con una sofisticación mínima. Cuando lo traduje a PASCAL, el programa tardó once segundos en producir la secuencia objetivo. También es cierto que los ordenadores son considerablemente más rápidos que los monos, pero, de nuevo, esto no es relevante. Lo que importa es la diferencia relativa entre el tiempo que lleva producir METHINKS IT IS LIKE A WEASEL por selección cumulativa, y el tiempo que llevaría producir la misma secuencia, a la misma velocidad de computación, por selección no-cumulativa -aproximadamente un sixtillón de años. Esto equivale a un cuatrillón de veces la edad actual del Universo".

Puede asombrar a más de uno todo esto, pero para quien sigue contemplando la vieja idea de que los cambios en la evolución son azarosos, Dawkins nos muestra que no necesariamente es así.

A quien le interese el software, escríbame  a morsa@la-morsa.com y se lo mando a vuelta de correo electrónico.

Pandemia y vacunación

Es claro que la pandemia de Covid-19 ha durado más de la cuenta y que, además, parece que no cede. En muchos países ya no se habla demasiado de la misma pero en otros, se menciona una tercera ola, la cual parece estar incrementando los contagios y poniendo de nuevo a buena parte de la población en riesgo.

Parece ser que esto tiene que ver con la relajación de las medidas, con el uso político del "semáforo epidemiológico" (en México), en donde por ejemplo, la capital del país pasó a "verde" justo en el momento de las elecciones. Días después regresamos a amarillo y me parece que de nuevo vamos a entrar en "naranja" si las cosas siguen así. Pero más allá de esto, si uno sale a la calle parece que ya todo ha pasado y hay tráfico infernal a ciertas horas y no parece verse que la pandemia no ha acabado.

Los noticieros, por otro lado, indican que en esta tercera ola hay más jóvenes pero yo pienso que eso es un cuento chino. Dicen eso porque son los no vacunados aún y ya no se habla de las personas mayores. Es demasiado extraño eso y como siempre, es difícil creerles algo a los medios, porque su único afán es ver cómo venden más noticias.

Por otra parte, ayer veía que hay unos 36 millones de vacunados en el país, lo cual todavía es por debajo de la meta. Se supone que hay 16 millones de vacunas disponibles, pero sies así, no sé por qué no se están aplicando. Lo que sí sé es que hay personas que dudan en vacunarse y otras que peor aún, rechazan la vacunación totalmente. La realidad es que con los medios electrónicos, con internet casi omnipresente, las opiniones más descabelladas a veces tienen eco. Esta idea de no vacunarse pone en riesgo la vida finalmente. Hoy, la vacuna contra el covid es tan efectiva, por lo menos a corto plazo, que ya en EEUU, que tienen más de 100 millones de personas vacunadas, están dejando de pedir cubrebocas o de exigir sana distancia. 

Puede ser que la vacuna no proteja totalmente, pero si uno se contagia y está vacunado, las posibilidades de tener un covid grave se reducen drásticamente y esto debería ser suficiente razón para optar por la vacuna. Vamos, que la ciencia nos da una solución relativa a esta problemática y hay quien la rechaza. Y miren, como dijo Dawkins alguna vez: "la ciencia funciona". Pero vean cómo lo dijo:

Así pues, quien cree que vacunarse en un error, piénselo de nuevo. Miles de científicos en todo el mundo tyrabajan en este rubro, para así terminar de una vez con la pandemia o al menos, minimizarla. No vacunarse es exponerse innecesariamente. Si se quiere un poco, no sér qué está esperando para irse a vacunar.

¿Dios está con nosotros?

ADVERTENCIA: Lo que sigue es una reflexión personal: no pretende ser la verdad en ningún caso y no está a discusión. No me meteré pues a discutir con nadie del tema. Todo mundo es libre de creer lo que le venga en gana. Así pues, es mi punto de vista y nada más.

Resulta que hace tiempo me pregunté si rezar servía para algo. Puse la pregunta en Facebook y hubo todo tipo de respuestas. Alguien hasta me dijo que rezar sí servía y estaba incluso "comprobado científicamente". Cuando alguien enferma, o se tiene que someter a una operación médica, mucha gente pide que recen por el afectado. ¿Se dará cuenta Dios, en caso de existir, de nuestras plegarias? ¿o será parecido al juntar firmas por una causa (o ahora "likes" en Facebook)? Muchas veces juntar firmas no sirve de nada. En mi experiencia jamás ha servido. Puede más una opinión mediática que miles y miles de firmas. De eso estoy seguro.

Lo curioso es que si el afectado sale, por ejemplo, bien de la operación, entonces Dios nos escuchó. Si las cosas salen mal, entonces pensamos que los caminos de Dios son inescrutables. En mi opinión el problema es que para muchos Dios es algo demasiado humano, nada más que con súperpoderes. Yo creo que somos demasiado egocentristas. A mí me parece que si Dios existe, y si es el creador del Universo, pues creó una serie de reglas inmutables, que son las que denominamos las leyes naturales, las leyes que descubren y que estudian los físicos. Vamos, que Dios simplemente puso las reglas del juego y entonces literalmente delegó esa responsabilidad del curso del Universo a esas leyes.

Hay pruebas de que no se necesita un designio divino para crear comportamientos complejos. Los autómatas celulares pueden emerger como una teoría que traduce reglas simples, perfectamente definidas, en situaciones por demás complejas, que de alguna manera llegan a la conclusión que un sistema complejo bien puede ser creado por un esquema de reglas ciegas, simplistas. Por ello, argumentando como haría Richard Dawkins en "El Relojero Ciego", no se necesita un sistema complejo para hacer cosas complejas. No se necesita, para decirlo en términos coloquiales, un relojero que haya construido un reloj. Éste último puede construirse a través de reglas ciegas.

Por ello, desde mi punto de vista, Dios ni siquiera nos observa. Él delegó la responsabilidad a las leyes que regulan el mundo y que no tienen moral. Las reglas funcionan siempre. Por ejemplo, si alguien le dispara a otro ser humano, la bala seguirá las leyes de la física sin preguntarse si dará blanco en una persona buena o mala. Por ello pienso que las leyes de la física no tienen moral. No hay como en las leyes humanas, antecedentes sobre casos similares, en donde las decisiones de los jueces pueden cambiar.

Por ello el vivir no es fácil, porque las reglas naturales se siguen ciegamente. Dios, pienso, debe estar ocupado -si es que existe- en cosas más importantes que en las acciones humanas.

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(*) Me decía Guil Russek que esto es la visión aristotélica de Dios.