Explicación y determinismo en ciencias de la vida

Gustavo Caponi (Brasil), Universidad Federal de Santa Catarina

Ciencia y tecnología

Los dominios generales de las ciencias de la vida. Las ciencias de la vida pueden pensarse como divididas en dos dominios generales de indagación: la biología funcional, ocupada en estudiar las causas próximas que, actuando a nivel orgánico, explican

cómo los fenómenos vitales se encadenan e integran en la constitución y funcionamiento del viviente individual; y la biología evolutiva, ocupada en reconstruir las causas remotas que, actuando a nivel poblacional, nos explican por qué las diferentes clases de seres vivos presentan las características que efectivamente poseen (Mayr, 1988). No se trata, claro, de una oposición entre paradigmas o programas en pugna, sino de la distinción entre dos perspectivas complementarias que necesariamente deben converger en la comprensión de todo fenómeno biológico. No obstante, y más allá de esa complementariedad y de esa convergencia, es necesario reconocer que estos dominios disciplinares persiguen objetivos explanatorios disímiles: la biología funcional procura lo que a menudo, y con toda justicia, denominamos explicaciones funcionales; y la biología evolutiva persigue lo que aquí denominaremos explicaciones seleccionales. Y para ilustrar esta distinción podemos mostrar cómo la misma se patentiza en los dos tipos de preguntas que cabría plantear con relación al caso hipotético de una glándula subcutánea que podemos imaginar presente en una especie de rana amazónica recientemente descubierta, pero ausente en otra especie de rana, ya conocida, y de la cual la primera especie, suponemos, deriva evolutivamente. Quizás, en un caso semejante, un primer conjunto de preguntas a ser formuladas apuntaría a determinar cuál es la sustancia secretada por esa glándula, a saber cómo ella la produce y, sobre todo, establecer el papel de esa secreción en el funcionamiento total del organismo en cuestión. Serían esas las preguntas típicas del fisiólogo o, más en general: las preguntas cuyas respuestas hacen al desarrollo de la biología funcional. Pero, si una vez respondidas esas preguntas queremos saber por qué esas ranas poseen una glándula ausente en sus supuestos ancestros, ingresaríamos, forzosamente, en el dominio de la biología evolutiva, e intentaríamos responder nuestro interrogante desentrañando la trama de presiones selectivas que habrían actuado sobre esa nueva especie de rana y que habrían propiciado la aparición o el desarrollo de esa estructura ausente en la forma considerada ancestral. Es decir: mientras el biólogo funcional asume el presupuesto de que toda estructura normalmente presente en algún tipo de organismo tiene, por lo general, un papel definido en la constitución o en el funcionamiento de esos organismos; el biólogo evolutivo parte siempre del presupuesto de que esas estructuras constituyen una respuesta a algún desafío ambiental que el taxón a que dichos organismos pertenecen ha enfrentado en algún momento de su historia evolutiva. El biólogo funcional, para decirlo de otro modo, apunta siempre a reconstruir el orden o sistema constituido por cada tipo de organismo y, en ese

marco, cada estructura orgánica es analizada en función de su contribución al funcionamiento y constitución de dicho sistema. Entre tanto, el biólogo evolutivo se centra en las relaciones que los seres vivos guardan con las exigencias de un ambiente que, permanentemente, les plantea problemas de supervivencia y, en ese marco, las estructuras biológicas son pensadas como respuestas a esos problemas o como subproducto de tales respuestas.

Explicaciones funcionales. Si llamamos autopoiesis al conjunto de los procesos por medio de los cuales un organismo individual se constituye y preserva en su propia organización (Maturana & Varela, 1994), podemos decir que la biología funcional se rige por una regla metodológica regional específica según la cual: para todo X tal que X sea un fenómeno o estructura asociado a un proceso de autopoiesis A, debe formularse una descripción de ambos tal que podamos atribuirle a X un papel causal [función], sea: 1. en la realización de A, sea 2. en la realización de alguna respuesta a una perturbación sufrida por A o, en su defecto, 3. como efecto secundario de 1 o 2. Así, dada una estructura orgánica X normalmente presente en algún tipo de organismo, la biología funcional busca siempre responder a la pregunta: ¿cuál es la función (papel causal) de X en la autopoiesis de dicho organismo? Y la respuesta a esa pregunta, que es lo que denominamos explicación funcional, obedece al siguiente esquema general:

Explanans:

a) Z es un efecto de X.

b) 1. Z tiene un papel causal en la realización de la autopoiesis. o 2. Z es una respuesta a una perturbación que ha afectado a esa autopoiesis. o 3. Z es un efecto de Y que satisface las condiciones 1 o 2.

Explanandum:

c) Z es la función de X o es un efecto secundario de Y.

Pero, claro, ese interés en los procesos que hacen a la autopoiesis orgánica tiene su contraparte necesaria en un interés por aquellos procesos o factores que desvían, obstaculizan o impiden la realización de esa autopoiesis; por eso su estudio y explicación también son partes fundamentales de la biología funcional: explicar cómo se realiza la autopoiesis orgánica y cómo cada estructura orgánica está involucrada en esa realización hace al estudio de lo normal; explicar cómo se generan y actúan los fenómenos que conspiran contra esa normalidad hace al estudio de lo patológico. Estudiar una patología es intentar identificar y explicar

un proceso causal, verificable en la propia estructura orgánica, que está efectivamente conspirando contra esa autopoiesis; y esto exige no solo apuntar las causas eficientes que desencadenan dicho proceso, sino también apuntar cómo, por cuáles mecanismos, ese proceso efectivamente interfiere en el circuito causal de la autopoiesis. Establecer una correlación entre la exposición a una sustancia química y el desarrollo de cierto tipo de neoplasia puede ser el indicio poderoso de una relación causal; pero no es todavía una explicación: es, en todo caso, un hecho que pide esa explicación; y esta solo se dará cuando mostremos cuáles son los procesos causales que esa sustancia química desencadena en el organismo y cómo ellos conducen al desarrollo de esa patología.

Explicaciones seleccionales. Ya por su parte, las explicaciones seleccionales de la biología evolutiva pueden ser pensadas como obedeciendo a esta otra regla metodológica: Dada la constatación (C) del predominio de una estructura orgánica Z’ sobre otra estructura orgánica Z” en una población X, se debe formular y testar un conjunto de hipótesis tal que contenga: A) la descripción de un conjunto de presiones selectivas Y que operan u operaron sobre X; y B) observaciones y argumentos que muestren a Z’ como una respuesta más adecuada que Z” para Y, o que, en su defecto, la muestren como efecto no seleccionado de tal respuesta. Y las explicaciones que obedecen a esa regla pueden representarse con base en el siguiente esquema o modelo general:

Explanans:

La población P está sometida a la presión selectiva S.

La estructura X [presente en P] constituye una mejor respuesta a S que su alternativa Y [también presente en P]; o X está asociada a otra estructura que sí satisface esa condición.

Explanandum:

La incidencia de X en P es mayor que la de Y.

Por eso, el análisis darwiniano de las estructuras adaptativas no puede confundirse con una simple descripción del modo en que esa estructura actúa en beneficio de sus portadores o está asociada a alguna estructura que produce tales beneficios. Una adaptación evolutiva es una variante fenotípica que genera la mayor aptitud [fitness] entre un conjunto de alternativas definidas en un ambiente dado; y, por eso, la explicación seleccional darwiniana debe siempre aludir a las condiciones bajo las cuales la característica positivamente seleccionada pudo resultar mejor o más ventajosa [en términos del éxito reproductivo de sus portadores] que una o más alternativas viables y efectivamente presentes en una población en un momento dado. Pero,

para entender la naturaleza y la peculiaridad de la explicación seleccional, es necesario que tampoco perdamos de vista que ella alude a un dominio de fenómenos totalmente diferente de aquel al que aluden las explicaciones de la biología funcional.

Lo normal y lo patológico: explicaciones causales. Al referirse al fenómeno normal o al fenómeno patológico, el biólogo funcional siempre alude a procesos causales que se propagan y que dejan su marca en el seno del organismo: en sus tejidos, en sus células o en sus proteínas; y es en ese sentido que hablamos de causas próximas: estas no son otras que aquellas causas cuyo accionar se verifica en el seno del propio viviente individual. Pero, si la biología funcional puede ser definida como una biología del organismo, la biología evolutiva debe ser entendida como una biología de las poblaciones. Los fenómenos por ella estudiados no pueden ser verificados ni apuntados en la estructura del viviente individual: los mismos solo se verifican al analizar cómo la composición de las poblaciones va cambiando a lo largo de sucesivas generaciones; y los procesos causales que producen esos cambios solo se propagan y dejan su marca en la estructura de dichas poblaciones (Sober, 1993). Así, cuando hablamos de una presión selectiva no nos referimos simplemente a un factor que afecta la vida de los diferentes organismos que en un momento dado componen una población: hablamos de un conjunto de factores que va a alterar la composición de esa población al modificar el suceso reproductivo diferencial de sus diferentes miembros; y esto ya puede servirnos para dar una definición clara y concisa de causa remota: estas no son otra cosa que aquellos factores que definen y modifican la composición de las poblaciones. La selección natural es, claro, la causa remota por excelencia; pero también podemos considerar del mismo modo a las migraciones, al aislamiento geográfico y a la llamada deriva genética.

Explicación, predicción y determinismo en las ciencias biológicas. Ahora bien, sea por su referencia a causas remotas, o por su referencia a causas próximas, las explicaciones biológicas, como cualquier otra explicación científica, pretenden tener cierto valor o contenido predictivo. Decir que conocemos las causas de un fenómeno siempre implica la pretensión de que, si hubiésemos conocido de antemano dichas causas, hubiésemos podido vaticinar su ocurrencia. Cabe preguntarnos, sin embargo, si esas predicciones pueden tener, en las ciencias biológicas, un carácter suficientemente apodíctico como para que podamos decir que ellas se apoyan en explicaciones realmente deterministas. No obstante, la respuesta a esta cuestión no es del todo sencilla. Desde cierta perspectiva podría decirse que necesariamente estas

explicaciones, en la medida en que sean completas, deberían ser también capaces de generar predicciones deterministas. Si se conocen por completo las causas y las condiciones que produjeron cierto fenómeno, deberíamos poder decir que, si esas causas y condiciones vuelven a presentarse, ese fenómeno volverá a producirse de la misma manera en que antes se produjo. Así, si conocemos todas las condiciones relevantes que permitieron que la exposición a cierta sustancia química desencadenase el desarrollo de una neoplasia en cierto organismo, también podremos decir que si esas condiciones se repiten en el caso de cualquier otro organismo de ese tipo la misma exposición a esa sustancia también acabará generando esa neoplasia. Y si en una población dada de cierta especie, sometida a un conjunto definido de presiones selectivas, cierta variante genética resultó favorablemente seleccionada; también podremos decir que en cualquier otra población de la misma especie, sometida al mismo conjunto de presiones selectivas, esa misma variante también resultará favorecida por la selección natural. Pero, aunque ese modo de razonar sea legítimo y en cierto modo inobjetable, no debemos perder de vista que, por lo menos en el caso de las ciencias biológicas, el mismo debe ser aplicado y seguido con precaución. Claro: si se conocen todas las condiciones relevantes para explicar un fenómeno, también se conocerán las condiciones necesarias para predecirlo; pero el problema está siempre en saber si, en efecto, conocemos o no todas esas condiciones. Y en el caso de la biología esa dificultad se plantea con mayor crudeza porque, para cualquier orden de fenómenos, hasta es difícil de saber cuáles son las condiciones que deberíamos conocer para poder decir que efectivamente contamos con toda la información relevante para predecir un fenómeno. No se trata simplemente de que, en ocasiones, nos falten algunos datos que sabemos que serían relevantes para nuestras predicciones; en general desconocemos cuál podría ser la índole de esos datos faltantes. Puede decirse, por eso, que en las ciencias biológicas no podemos satisfacer la exigencia de poder dar razón de antemano de los errores de nuestras predicciones; y esto nos impide hablar de determinismo (Popper, 1984). El conjunto de factores que pueden incidir en la ocurrencia de cualquier fenómeno es indefinidamente abierto: el conjunto de los factores biológicamente relevantes constituye un ilimitado e irregular cajón de sastre donde siempre se encuentran piezas nuevas e inesperadamente importantes. Esto es del todo claro en la biología evolutiva porque no existe una definición general y a priori de lo que puede constituir una presión selectiva. Pero la situación no es muy diferente en la biología funcional: los seres vivos son

el producto de una historia de contingencias pautadas, entre otras cosas, por esas múltiples y heterogéneas presiones selectivas; y esto afecta cada detalle, hasta el más ínfimo, de su estructura y de sus modos de funcionar y reaccionar. No hay un esquema general respecto de qué tipo de interacciones podemos esperar que existan entre sus componentes, ni entre esos componentes y las innúmeras contingencias del entorno. Esas interacciones no son solo muchísimas, sino también muy variadas; y eso conspira contra la posibilidad de tratar a los organismos como si fuesen máquinas newtonianas que obedecen a un determinismo previsible y controlable.

Referencias H. Maturana & F. Varela, De máquinas y seres vivos, Santiago de Chile, Editorial Universitaria, 1994. - E. Mayr, Towards a new Philosophy of Biology, Cambridge, Harvard University Press, 1988. - K. Popper, El universo abierto: un argumento a favor del indeterminismo. Madrid, Tecnos, 1984. - E. Sober, The Nature of Selection, Chicago, The Chicago University Press, 1993.