Evolució i ecologia en una perspectiva constructivista

8 de setembre 2020

El filòsof grec Heràclit d’Èfes, que va viure entre el segle VI i el V a.C., va dir que totes les coses es transformen en foc i el foc en totes les coses. Si en lloc de foc hagués parlat d’energia, els físics actuals li haurien donat la raó. I, al cap i a la fi, el foc era per ell una manera de dir energia. El seu pensament es completava dient “…com les mercaderies en or i l’or en mercaderies”. En això les coses han canviat una mica.

Brot al sol. Foto: Fèlix, de Unsplash

Brot al sol. Foto: Fèlix, de Unsplash

Anotem! Anotem curosament, que res es repetirà mai! Tot és únic i irreversiblement primer i alhora darrer en la seva forma i en la seva expressió.
A. Kusniewicz, El rei de les Dues Sicílies

L’or ja no és el referent universal del valor de canvi, hem inventat una “realitat imaginària”, les monedes, a les que atribuïm un valor simbòlic, ja que un bitllet de 500 euros no val deu cops més que un de 50 en pes de paper ni en cap altra cosa, només que en que hi ha un zero més en la xifra escrita. I, d’altra banda, les transaccions econòmiques només en una petita part son per canviar aquestes monedes per mercaderies i viceversa: n’hi ha moltes més que tenen lloc per anotacions en registres computeritzats, en un mercat virtual en el que compradors i venedors no veuen mai cap objecte real canviar de mans, ni monedes, ni productes, ni terrenys, ni cases o fàbriques. La major part d’aquestes transaccions son especulatives i els qui les fan no veuen els efectes en el món real (que n’hi ha), sinó mers canvis de xifres en una pantalla. Però això dels diners ja forma part d’una branca especial de l’evolució, l’evolució cultural.

 

Irreversibilitat

Hi ha un parell d’escenes semblants extraordinàries del cinema que de vegades em venen al cap. Una és el final del western Shane (a Espanya, Raíces profundas, 1953, de George Stevens). En ella, el nen rosset crida “Shane! Torna Shane!” mentre el pistoler moribund, que interpretava el força insuportable Alan Ladd, cavalca turó amunt sense girar-se i es perd entre les làpides d’un vell cementiri.

Fotograma de la pel·licula Shane

Fotograma de la pel·licula Shane

L’altra és també quasi al final de Moonfleet (a Espanya, Los contrabandistas de Moonfleet, 1955, de Fritz Lang), film basat en la novel·la El diamante (1898), de John Meade Falkner, que de vegades s’ha comparat a L’illa del tresor i que vaig llegir d’adolescent amb semblant passió que per l’obra immortal de Stevenson. En aquest film, un altre nen rosset però una mica més jove veu marxar el seu pare (interpretat per Stewart Granger), també moribund, en una barca que s’allunya, i s’enganya esperant que algun dia tornarà. Les mirades innocents d’aquests personatges infantils del cinema veuen els qui marxen com els seus herois i no els saben pràcticament morts i carregats de culpa. Els dos adults s’allunyen, amb la seva vida, plena d’amargor i penediments, i amb la seva mort, per no contaminar la innocència i no trencar l’esperança que ells també tingueren algun cop, molt de temps enrere, en el paradís perdut de la infantesa.

En el mon macroscòpic dels humans i de la vida tot és història i la història no corre enrere. . En la successió ecològica és el mateix. Mentre que la física clàssica és determinista i reversible, el nostre mon està dominat per la irreversibilitat i les fluctuacions.

I a què ve això? Aquestes escenes m’evoquen molt fortament, la irreversibilitat de les nostres vides individuals i de la vida en general. En el mon macroscòpic dels humans i de la vida tot és història i la història no corre enrere. En cada moment, les coses haurien pogut ser de diverses maneres, però van ser d’una determinada i això ja no es pot canviar. L’evolució de la vida no hauria estat igual si no hagués caigut l’asteroide a Chicxulub, o si hagués caigut abans que existís cap mamífer. Lluny de l’equilibri, els processos son irreversibles, i la vida justament té lloc lluny de l’equilibri. Mai es torna a una situació idèntica a una que ja s’ha produït (potser, essent estrictes, s’hauria de dir que la probabilitat de que es torni a una situació idènticament repetida és inimaginablement petita). Hi ha irreversibilitat en la vida dels individus, siguin arbres, papallones o humans, com en les escenes descrites: ni el pistoler ni el cap dels contrabandistes poden canviar el què han estat les seves vides, i ho voldrien pels nens que deixen enrere, només poden seguir els seus viatges cap al no res. Que en un ignorat replec de l’espai temps sigui possible potser un altre final, si no ho podem saber no ens serveix de res. En la successió ecològica és el mateix. S’abandona un conreu i, poc a poc, la vegetació dominant canvia, apareixen plantes cada cop més altes, fins que es forma un bosc. Passen dècades. Un dia el bosc es crema. El camp queda altre cop nu, però no és com quan s’abandonà el camp. Ara hi ha restes de soques, hi ha llavors que abans no hi eren, canvis en l’estat de la matèria orgànica al sòl, potser restes de cendra… El procés de reconstrucció del bosc es reinicia, i sembla seguir els mateixos passos que el primer cop, però mai passa per un estadi idèntic que algun dels de la vegada anterior. Mentre que la física clàssica és determinista i reversible, el nostre mon està dominat per la irreversibilitat i les fluctuacions.

Foc i fluctuacions . Foto: Alfred Kenneally on Unsplash

Foc i fluctuacions . Foto: Alfred Kenneally on Unsplash

Fluctuacions

La vida i nosaltres som alguna mena de fluctuació, ve a dir Prigogine (1983), una fluctuació que es manté com ho fa un remolí, gràcies a un flux d’energia que es va dissipant però, en fer-ho, deixa rere seu un rastre d’estructura, d’ordre. Som sistemes dissipatius, com els remolins, que s’auto-organitzen lluny de l’equilibri, en condicions inestables, seguint processos que no son lineals i en els que van apareixent bifurcacions, rere les quals hi ha trencaments de simetria (m’explico: hi ha simetria en els sistemes homogenis, desordenats, la simetria es trenca quan es genera ordre). I és justament en aquesta mena de sistemes on s’aplica la segona llei de la termodinàmica, la de que l’entropia sempre creix en el mon. L’ordre i la coherència els generen sistemes dissipatius auto-organitzats que existeixen sempre lluny de l’equilibri, perquè en l’equilibri termodinàmic hi regna el caos, però si aquests sistemes lluny de l’equilibri col·lapsen reapareix el caos. La irreversibilitat no és universal, és pròpia d’aquesta mena de sistemes i implica que no se’n pot predir el futur, ja que son sistemes intrínsecament atzarosos.

Remolins al mar. Foto: Sanmeet Singh

Remolins al mar. Foto: Sanmeet Singh

La física distingeix entre sistemes oberts (travessats per fluxos d’energia i matèria que venen del mon exterior), sistemes tancats (que només reben fluxos d’energia de l’exterior) i sistemes aïllats a qualsevol flux de, o cap a, l’exterior. Els sistemes dissipatius auto-organitzats depenen d’intercanvis amb el mon extern, no poden ser aïllats. La Terra és un sistema quasi tancat (rep molta energia de l’exterior però molt poca matèria). La física clàssica va treballar en gran part sobre sistemes aïllats fins el desenvolupament de la termodinàmica. Però a la vida el que hi ha son sistemes oberts lluny de l’equilibri.

La física distingeix entre sistemes oberts, sistemes tancats i sistemes aïllats a qualsevol flux de, o cap a, l’exterior. La Terra és un sistema quasi tancat però a la vida el que hi ha son sistemes oberts lluny de l’equilibri.

En l’univers, la matèria tendeix a auto-organitzar-se. Les partícules no evolucionen per formar àtoms, sinó que els formen per combinació de partícules menors: els àtoms son configuracions de matèria que emergeixen com noves totalitats, amb propietats que no estan contingudes en les partícules que els composen. Les possibilitats son limitades, de manera que no hi ha un nombre infinit d’àtoms diferents sinó sols els que figuren a la taula periòdica, l’establiment de la qual per Mendeleiev fa un segle i mig és una de les fites majors de la història de la ciència. El pas d’un element a un altre té lloc per addició o supressió de protons, és a dir per quantitats discretes, discontínues. Els àtoms no evolucionen per formar molècules: aquestes son agregats o combinacions d’àtoms, com les paraules ho son de lletres. No hi ha límit al nombre de molècules que es poden formar a partir dels cent i tants àtoms possibles, com no n’hi ha en el nombre de mots que es poden formar amb les poques lletres de l’alfabet. Les molècules es combinen entre elles en processos que coneixem com reaccions químiques, en interacció amb les condicions de l’entorn i de vegades amb d’altres molècules que actuen com facilitadores (enzims). Les molècules son, també elles, totalitats emergents, amb propietats que no estan contingudes en els àtoms que les formen. Algunes molècules poden fer còpies d’elles mateixes, com a resultat de la interacció amb altres molècules i amb les condicions de l’entorn. És el cas dels RNAs i DNAs. Aquestes molècules auto-replicatives tenen un paper especial en la vida.

Imatge del DNA

Imatge del DNA

En tots aquests processos d’auto-organització química de la matèria en un espai obert, hi ha creació de complexitat, d’ordre, a nivell local, encara que no es viola el segon principi de la termodinàmica ja que, alhora, l’entropia (el desordre) en el conjunt de l’univers augmenta: cada pas d’augment de la complexitat (i, per tant, de la informació) va acompanyat de la degradació d’energia d’alta qualitat a energia de menys qualitat (p.e., de radiació solar a calor), i això és la dissipació, l’augment del desordre. Es pot mirar a l’inrevés: qualssevol dissipació d’energia deixa rere seu un rastre en forma d’estructura o, dit d’una altra manera, d’informació, d’ordre. Fa anys, vaig publicar en la revista Reduccions el següent poema sobre el tema:

Vida
Brolla del llunyà nucli de plasma
un amansit corrent
que banya la Terra
i regira aigua i aire.
Ací i allà, en topar amb l’esfera,
escriu la vida en lletra menuda.
Sobre pols i aigua,
s’hi entreté a inventar
petits rínxols,
ínfimes turbulències,
accidentals dilacions
de l’energia feta matèria,
de la matèria feta consciència
i de seguit desfeta,
deixant fugisseres empremtes
cap el futur, memòries
potser més reals que els éssers.

 

Evolució biològica

La interacció de molècules que es poden reproduir, com DNA i RNA, amb altres molècules, formant sistemes de reaccions que anomenem hipercicles, a l’interior d’un espai envoltat per una membrana, està en l’origen de la formació de sistemes que es poden reproduir i que tenen un metabolisme. L’evolució d’aquests sistemes, sota la selecció natural, donà lloc a les cèl·lules. Aquestes son noves totalitats emergents i també, és clar, sistemes dissipatius: empren energia d’alta qualitat i la degraden. Aprofiten el flux d’energia de l’entorn per recuperar-ne una petita part com neguentropia (entropia negativa, és a dir, informació, estructura, ordre), mentre la resta es dissipa en entropia.

Les cèl·lules vives tenen dues vies principals de canvi:

  1. L’alteració de les molècules autocopiadores per mutacions, translacions, inversions o recombinacions (com en la sexualitat) de les seves “peces” o per incorporacions de fragments de molècules del mateix tipus procedents d’altres cèl·lules diferents; i
  2. La incorporació de cèl·lules menors, microorganismes sencers amb funcions útils per al metabolisme (així s’originaren mitocondris i cloroplasts), i d’això se’n diu endosimbiosi; el resultat d’aquestes fusions entre cèl·lules diferents suposa, per la cèl·lula més gran i organitzada, l’adquisició de noves i interessants propietats que resulten avantatjoses del punt de vista de la selecció natural (si no, no cal dir que la cosa no funciona) i també, normalment, una acceleració de canvis en el seu DNA per estabilitzar la relació.

 

Els canvis per incorporació provoquen moments d’intensa acceleració en l’evolució que s’alternen amb els llargs períodes d’estasi

Mentre que les mutacions suposen canvis petits, endògens, les endosimbiosis son processos més complicats que suposen algun avantatge immediat però que donen lloc a un procés, que pot durar generacions, durant el qual la cèl·lula hoste, que es la part més organitzada en la relació, va adquirint cada cop més control sobre l’endosimbiont i la seva reproducció, incorporant una part del material genètic d’aquest al propi. El mecanisme essencial de la selecció actua com a filtre i Darwin va encertar del tot en això, però el gradualisme que ell proposava s’ha de veure de manera més matisada: els canvis per incorporació, i potser també els que sobrevenen com a resultat d’una fluctuació ambiental important, provoquen moments d’intensa acceleració en l’evolució (puntuacions, en diuen Eldredge i Gould) que s’alternen amb els llargs períodes d’estasi. Processos com la poliploïdia, la hibridació o l’endosimbiosi son difícils d’encaixar com “graduals” (Watson, 2006, Terradas, 2014).

Un moment crucial (i encara misteriós) en l’evolució biològica es l’aparició de la cèl·lula eucariota. Troballes molt recents han fet conèixer l’existència d’arqueus (organismes d’aparença externa semblant als bacteris però molt diferents en composició i fisiologia) dotats d’apèndixs que podrien servir per agafar i absorbir bacteris. Això està d’acord amb els indicis moleculars de que els eucariotes estan emparentats amb els arqueus, en realitat amb arqueus antics dels que també deriven els actuals (encara molt mal coneguts però presents arreu, fins i tot en el nostre intestí, com posa de manifest la metagenòmica).

Prometheoarchaeum syntrophicum és un arqueu de tipus Asgard que té protrusions llargues i de vegades ramificades. Imachi et al (2020) el proposen com a model de l’hoste que va donar lloc a la cèl·lula eucariota. En condicions de sintròfia (dependència obligada de productes d’altres micro-organismes), probablement en tapets microbians o sediments superficials, a) l’hoste degrada aminoàcids aprofitant-se de l’H2 (i indirectament de l’O2) despresos per un deltabacteri sulfato-reductor; b) interactua amb un bacteri organotròfic facultativament aerobi que pot emprar l’O2 tòxic (en vermell i envoltat per les protrusions: aquest és el futur mitocondri); c) les estructures externes podrien haver interactuat amb el bacteri aeròbic i, finalment, l’haurien englobat iniciant una endosimbiosi i formant una membrana de nucleoide: d) després de l’incorporació, hoste i simbiont haurien continuat interactuant com a b; e) Desenvolupament d’un transportador d’ADP/ATP (AAC) per l’endosimbiont; f) l’hoste delega en el simbiont la catabolització i la generació d’ATP. Figura d’Imachi et al. 2020, Creative Commons Attribution 4.0 International License , http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.  Prometheoarchaeum syntrophicum és un arqueu de tipus Asgard que té protrusions llargues i de vegades ramificades. Imachi et al (2020) el proposen com a model de l’hoste que va donar lloc a la cèl·lula eucariota. En condicions de sintròfia (dependència obligada de productes d’altres micro-organismes), probablement en tapets microbians o sediments superficials, a) l’hoste degrada aminoàcids aprofitant-se de l’H2 (i indirectament de l’O2) despresos per un deltabacteri sulfato-reductor; b) interactua amb un bacteri organotròfic facultativament aerobi que pot emprar l’O2 tòxic (en vermell i envoltat per les protrusions: aquest és el futur mitocondri); c) les estructures externes podrien haver interactuat amb el bacteri aeròbic i, finalment, l’haurien englobat iniciant una endosimbiosi i formant una membrana de nucleoide: d) després de l’incorporació, hoste i simbiont haurien continuat interactuant com a b; e) Desenvolupament d’un transportador d’ADP/ATP (AAC) per l’endosimbiont; f) l’hoste delega en el simbiont la catabolització i la generació d’ATP. Figura d’Imachi et al. 2020, Creative Commons Attribution 4.0 International License , http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Prometheoarchaeum syntrophicum és un arqueu de tipus Asgard que té protrusions llargues i de vegades ramificades. Imachi et al (2020) el proposen com a model de l’hoste que va donar lloc a la cèl·lula eucariota. En condicions de sintròfia (dependència obligada de productes d’altres micro-organismes), probablement en tapets microbians o sediments superficials,
a) l’hoste degrada aminoàcids aprofitant-se de l’H2 (i indirectament de l’O2) despresos per un deltabacteri sulfato-reductor;
b) interactua amb un bacteri organotròfic facultativament aerobi que pot emprar l’O2 tòxic (en vermell i envoltat per les protrusions: aquest és el futur mitocondri);
c) les estructures externes podrien haver interactuat amb el bacteri aeròbic i, finalment, l’haurien englobat iniciant una endosimbiosi i formant una membrana de nucleoide:
d) després de l’incorporació, hoste i simbiont haurien continuat interactuant com a b;
e) Desenvolupament d’un transportador d’ADP/ATP (AAC) per l’endosimbiont;
f) l’hoste delega en el simbiont la catabolització i la generació d’ATP. Figura d’Imachi et al. 2020, Creative Commons Attribution 4.0 International License , http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Amb la cèl·lula eucariota emergeixen moltes possibilitats noves, de fet es fan possibles la vida vegetal i l’animal. Un cop més, el canvi important es produeix per incorporació d’un altre sistema i en això hi ha un salt, però l’acoblament només es perfecciona amb un seguit de canvis menors en els genomes, probablement en un temps relativament curt. És lògic suposar que el canvi que suposa la intrusió d’un microorganisme en l’entorn del genoma de l’hoste provoqui reaccions en aquest genoma, algunes de les quals milloraran l’acceptació de l’intrús i seran seleccionades.

L’explosió de formes de vida animal pluricel·lular en el Càmbric és el cas de diversificació ràpida de tipus d’organitzacions més espectacular de la història de la vida, com si aquesta hagués experimentat tota mena de possibilitats per conservar-ne després sols una part petita.

Si la formació de la cèl·lula eucariota es va donar un sol cop, opinió majoritària, el següent gran pas en l’evolució biològica segur que s’ha produït diverses vegades. En alguns organismes, en determinades condicions ambientals, molts individus unicel·lulars s’associen temporalment formant un cos únic i, quan les condicions canvien, les cèl·lules es separen altre cop. En altres organismes, la integració esdevingué permanent. La combinació de moltes cèl·lules en un sol organisme va permetre un salt d’escala considerable. L’explosió de formes de vida animal pluricel·lular en el Càmbric és el cas de diversificació ràpida de tipus d’organitzacions més espectacular de la història de la vida, com si aquesta hagués experimentat tota mena de possibilitats per conservar-ne després sols una part petita. Els passos de la cèl·lula individual a l’associació temporal de cèl·lules i, finalment, a l’organisme pluricel·lular, requereixen sens dubte canvis petits en el genoma però és possible que no totalment a l’atzar: pot ser que el sistema, a partir d’un cert moment, es dirigeixi cap a un nou atractor, determinat per les característiques prèvies de l’organisme i les condicions de vida. Si l’agregació de cèl·lules té algun avantatge, la selecció de canvis genòmics serà ràpida. Parlem dels atractors.

 

Atractors

Aquesta visió de l’evolució, un procés històric, és constructivista. Els grans passos tenen lloc a partir d’incorporacions de paquets de material genètic ja organitzat, procedent d’endosimbionts o de canvis més o menys petits del genoma, espontanis o per incorporació, que condueixen aquest cap a un nou atractor en passar algun llindar, fet que genera un allau d’altres canvis. Això seria la causa de que sigui tan difícil trobar estadis de transició (les famoses baules perdudes) en el registre, dificultat que és un dels grans clams dels creacionistes. Eldredge i Gould, com ja he esmentat, van emprar l’expressió “evolució puntuada” per indicar que les taxes evolutives variaven, amb moments d’acceleració i llargs períodes d’estasi. Pels neodarwinistes això no contradiu el gradualisme, ja que ningú havia dit que les taxes haguessin de ser constants. Però el que és important és que una explicació constructivista en sistemes complexos implica un mecanisme per explicar les acceleracions sobtades, un mecanisme comparable als canvis de fase (per exemple, el pas de líquid a gas en arribar el líquid a temperatura d’ebullició és un canvi de fase que es produeix sobtadament en passar un llindar de temperatura) i a l’existència de llindars i atractors. Els atractors resulten de que un canvi en el sistema obre noves possibilitats en un entorn ambiental (físic, químic i biològic) determinat: l’aparició, per mutació, d’una petita taca foto-receptora en un organisme cec és tan avantatjosa que qualsevol canvi que n’augmenti la capacitat serà seleccionat favorablement i l’atractor és, en aquest cas, la capacitat d’orientar-se amb la llum i apartar-se d’obstacles o perills. Fins que no apareix la taca foto-receptora, el sistema no evolucionarà cap a aquest atractor, però en el moment que sorgeix per atzar un canvi cap a una sensibilitat a la llum es creua un llindar i el sistema evoluciona de pressa cap a la construcció d’òrgans cada cop més sofisticats, ja que la selecció ho afavoreix molt.

En biologia, l’atractor dels avantatges per a la supervivència funciona una mica com si el sistema es dirigís a un objectiu, però no és un acte voluntari sinó el resultat de la interacció “oportunista” amb l’entorn.

Tot això és molt similar al que veiem en l’evolució tecnològica. De vegades, un petit descobriment, potser fet amb una intenció ben diferent, obre les portes a multitud d’aplicacions inesperades. L’argument teleològic, és a dir, que els humans actuem amb una finalitat, no és enterament aplicable: els desenvolupadors matemàtics de la teoria de fractals mai van pensar en les aplicacions dels fractals a la indústria cinematogràfica, però el descobriment es va produir en un entorn cultural que, de manera oportunista, en va fer ús. Això és freqüentíssim. En biologia, l’atractor dels avantatges per a la supervivència funciona una mica com si el sistema es dirigís a un objectiu, però no és un acte voluntari sinó el resultat de la interacció “oportunista” amb l’entorn. La vida fa “bricolatge”, deia François Jacob a La logique du vivant: construeix a partir dels materials que té a l’abast i sobre les estructures que ja existeixen. Les plomes de les aus van aparèixer segurament perquè ajudaven a mantenir la temperatura, però després s’aprofitaren per volar. El desenvolupament tecnològic pot dependre d’una intencionalitat, però quasi sempre es produeixen canvis no previstos, molt sovint majors que els que es perseguien.

 

Portada La logique du vivant

Portada La logique du vivant

De les cèl·lules als organismes

La formació de grups socials també es pot anar complicant per passos discontinus amb l’aparició de noves estructures jeràrquiques i la diferenciació de subgrups especialitzats en funcions determinades.

L’evolució cap a la sociabilitat és un nou nivell de complexitat: individus pluricel·lulars cooperen entre ells formant colònies o societats. En principi, pensem en individus de la mateixa espècie, però hi ha de vegades cooperació entre espècies: els humans no haguessin ocupat els gels del nord sense gossos o rens, ni els deserts sense camells o dromedaris i hi ha exemples d’animals caçadors que s’associen, com dofins i ocells marins, etc. L’origen de les societats es relaciona segurament amb aspectes reproductius: els fills no se separen dels pares sinó que formen grups estables. En animals en que els fills neixen sense completar el seu desenvolupament, els pares en prenen cura, com sol passar en molts vertebrats. En els insectes socials, els fills prenen cura dels progenitors, que es limiten a la producció de nous individus. La formació de grups socials també es pot anar complicant per passos discontinus amb l’aparició de noves estructures jeràrquiques i la diferenciació de subgrups especialitzats en funcions determinades (castes en alguns insectes, oficis o classes en els humans). El creixement demogràfic d’aquestes societats cooperatives en els humans va lligat al desenvolupament de “realitats imaginàries” compartides, els mites que configuren les identitats de les diferents cultures i societats o invents com el ja explicat dels diners. En els humans, es passa de grups socials petits a societats tribals, regnes o repúbliques, imperis, aliances o associacions de nacions, etc., amb narratives religioses o ideològiques compartides en les que es basen les institucions i les regulacions de drets i deures.

Familia de micos. Foto: Bill Wegener

Familia de micos. Foto: Bill Wegener

Emergència

Els sistemes auto-organitzats, tant si es tracta d’organismes o ecosistemes, d’huracans o tempestes de foc, propendeixen a construir estructures emergents d’aparició sobtada quan el gradient d’exergia (energia disponible per a fer treball útil, que determina  la qualitat de l’energia) al que es troben sotmesos depassa certs llindars. Aquestes estructures maximitzen la degradació de l’energia. Potser pensava en això Kusniewicz quan va escriure que:

Així, les vides i els destins dels tres germans R. en la fase que afecta directament els altres fets equiparats amb ells pel seu paral·lelisme en el temps i, per tant, també per la seva apreciació, podrien, segons sembla, inscriure’s en els cercles que forma l’aigua en sortir de la banyera quan destapem l’embornal. Es produirà, degut a l’atracció terrestre, o sigui, a la llei de la gravetat, un remolí que mirarà de precipitar-se cap a la boca de l’embornal, i a això hi caldria afegir la pressió de l’aire sobre la superfície de l’aigua. Es formarà dons un remolí que després esdevindrà un embut, amb la part més estreta dirigida cap al forat. En la darrera fase d’aquesta carrera cada cop més ràpida, d’aquest buidament de la banyera, sentirem un lleu espetec, com el darrer sospir, i l’embut desapareixerà.

Andrzej Kusniewicz

Andrzej Kusniewicz va ser un escriptor polonès nascut a Galizia (avui Ucraïna), supervivent de Matthausen, i El rei de les Dues Sicílies és un esplèndida recreació, sovint tan visual que sembla la descripció d’un film, del mon complex de l’Imperi Austro-Hongarès acostant-se al seu esfondrament amb la Primera Guerra Mundial, amb una sàvia barreja dels grans processos històrics amb els petits fets quotidians aparentment sense significat. Com que Kusniewicz va viure fins el 1993, pot ben ser que hagués llegit sobre termodinàmica lluny de l’equilibri. I que sentís la nostàlgia, com Zweig, d’aquell mon que la tempesta iniciada per l’atemptat de Sarajevo conduí a l’embornal de la història.

 Wikipedia Andrzej Kuśniewicz

Wikipedia Andrzej Kuśniewicz

A més exergia, més allunyament de l’equilibri termodinàmicquan el gradient d’exergia supera un cert llindar, el sistema esdevé caòtic: la vida té lloc, per tant, entre la regió propera a l’equilibri i un altre caos quan el gradient d’exergia és excessiu.

L’exergia mesura els gradients entre el sistema i el seu entorn (és la suma de les energies lliures en la situació), i representa la distància entre el sistema i l’entorn en termes d’equilibri termodinàmic: a més exergia, més allunyament de l’equilibri termodinàmic. Si augmenta l’exergia, el sistema reacciona auto-organitzant-se per degradar l’energia tan completament com les circumstàncies ho permetin, per tal de limitar el seu allunyament de l’equilibri, i s’auto-organitza generant estructures dissipatives que tenen un comportament coherent, com és el cas dels remolins i també el de la vida. En un remolí o en un ésser viu ja no hi ha conducció molècula a molècula (que és el què passa en escalfar aigua abans del punt d’ebullició: quan l’aigua bull, es produeix el canvi a convecció massiva). Però quan el gradient d’exergia supera un cert llindar, el sistema esdevé caòtic: la vida té lloc, per tant, entre la regió propera a l’equilibri (on regna el caos) i un altre caos quan el gradient d’exergia és excessiu. En aquest interval, el creixement, el desenvolupament i l’evolució son respostes a l’imperatiu termodinàmic de la degradació de l’exergia. En ecologia, al llarg de la successió, els ecosistemes desenvolupen estructures més complexes i processos amb més diversitat, més reciclatge i més nivells jeràrquics, tot per augmentar la degradació de l’exergia solar que els arriba. Els ecosistemes més madurs re-radien energia més degradada i, per tant, tenen una temperatura més freda (es pot detectar amb imatges tèrmiques de satèl·lit). Naturalment, així com hi ha processos “constructius” de complexitat, també n’hi ha de sentit contrari, “destructiu¨: àtoms que perden partícules, molècules grans que es trenquen en altres menors, boscos que cremen, etc., i aquests processos alliberen energia de qualitat que pot alimentar al seu torn processos constructius.

Dirigir l’evolució

He dit que l’evolució està essencialment dirigida per fenòmens atzarosos, sota la tria de la selecció natural. Això no exclou que, en moltes espècies, els progenitors contribueixin a la selecció eliminant part de la descendència, sigui perquè no hi ha recursos per a tots o perquè alguns fills tinguin poques possibilitats de sobreviure degut a defectes físics, poc pes al néixer, o practicant la castració d’individus considerats inferiors, etc. En aquest cas, hi ha certa direcció eugenèsica de l’evolució. També hi ha una direcció en la selecció sexual, ja que es tria parella en funció de característiques que semblen favorables per a la reproducció i la cura dels fills. L’eugenèsia s’ha practicat en societats humanes però la seva aplicació brutal en base a ideologies fanàtiques ha conduït a un rebuig moral molt estès d’aquesta pràctica. Sabem que persones amb discapacitats poden ser molt valuoses i tendim a establir com a norma moral el respecte a tota vida humana. Però l’eugenèsia no ha desaparegut per sempre, perquè la manipulació genètica pot evitar malalties terribles i cada cop ho farà més. Trobar el camí entre els avantatges humanitaris de l’eugenèsia (o l’eutanàsia) i els riscos d’abusos gravíssims és un repte que l’evolució de l’ètica i les normes socials hauran de superar.

Cada espècie és una peça en un puzle, el seu “significat” només és clar si la veiem inscrita en aquest puzle, és a dir, entenent com cada espècie interactua amb les altres i amb l’entorn i com d’això en resulten unes propietats de conjunt noves i particulars de cada ecosistema.

L’emergència de sistemes complexos amb propietats diferents de les dels seus components elementals obliga a estudiar la natura no sols amb una visió reduccionista, de baix a dalt, exitosa en molts casos, sinó també copsant les propietats del sistema de dalt a baix, perquè no es pot entendre el funcionament del conjunt a partir del coneixement separat de les parts. Aquest és un tema molt discutit pels epistemòlegs. En evolució i en ecologia l’aproximació reduccionista duu un avantatge considerable en volum de treballs i en construcció de models.

Esquema dels processos de complexificació creixent per evolució constructiva físico-química i cultural i dels llocs on es produeixen. Basat en D.M. Keirsey, Involution: on the structure and process of existence, http://edgeoforder.org/Inv.html

Esquema dels processos de complexificació creixent per evolució constructiva físico-química i cultural i dels llocs on es produeixen. Esquema realitzat per Jaume Terradas basat en D.M. Keirsey, Involution: on the structure and process of existence, http://edgeoforder.org/Inv.html

Tanmateix, els enormes progressos de la genètica de poblacions no han estat capaços d’explicar clarament la macroevolució, com es lògic donat que la genètica de poblacions treballa dins del límit de poblacions d’una sola espècie. De la mateixa manera, per més que s’entengui molt bé la dinàmica de la població d’una espècie o dues, serà impossible entendre el conjunt de l’ecosistema amb només una aproximació demogràfica. En efecte, en aquest cas cada espècie és una peça en un puzle, el seu “significat” només és clar si la veiem inscrita en aquest puzle, és a dir, entenent com cada espècie interactua amb les altres i amb l’entorn i com d’això en resulten unes propietats de conjunt noves i particulars de cada ecosistema. Un problema semblant l’ha abordat en literatura Georges Pérec en la seva extraordinària La vida instruccions d’ús, en la que “explica” un edifici parisenc habitació per habitació, cadascuna com una peça de puzle que conté objectes i records i pensaments dels habitants actuals i passats, i posa moltes novel·les dins la novel·la: una mena de jerarquia de narracions que acaben per reflectir tota una societat. En la natura hi ha estructures dins d’estructures dins d’estructures… Els diferents nivells s’entreteixeixen, una mica a l’estil de Pérec, i necessitem una aproximació plural, com ja va defensar McIntosh (1987): cada ecosistema, en cada moment, és diferent.

Georges Perec Foto: Wikipedia

Georges Perec Foto: Wikipedia

Diu A. Kusniewicz, (en l’obra abans citada, després de relatar una sèrie d’esdeveniments observats en un moment, un nen que juga a pilota, un esquirol que s’enfila, etc.):

Fem un viatge amb la vista, un viatge superflu i pràcticament inútil, que no està vinculat amb res concret, no serveix per a res i no condueix a cap finalitat. Està sospès en un buit i és absolutament gratuït. El podria haver fet qualsevol i també podria no haver tingut mai lloc, en aquesta única i concreta forma i en aquesta concentració dels esdeveniments aparentment fútils.  I tot i així, d’alguna manera, és important o potser fins i tot necessari, ja que dóna testimoni d’alguna cosa: de la seva particularitat absoluta.

Andrzej Kusniewicz

Irreversibilitat i particularitat, cadascú ho pot veure com una fatalitat o un goig, o més probablement ambdues coses, però així és la vida.

 

Evolució cultural

No es pot dubtar dels enormes avantatges que La creació de "realitats imaginades" ha tingut en l’expansió de la nostra espècie. Tampoc en podem ignorar els costos i avui tenim ben clar que la destrucció ambiental i l’augment de densitat de les poblacions humanes genera un risc de disparar processos pandèmics.

I ara retorno al comentari inicial. L’enorme desenvolupament de la cultura en la nostra espècie es basa en la creació de “realitats imaginades”: compartir uns mateixos mites va afavorir la formació de societats que depassaven de molt l’àmbit familiar dels petits grups de caçadors-recol·lectors. Els mites sobre els orígens, sobre el destí dels morts, sobre el passat, etc. han sustentat “realitats imaginades” com les de nació, estat, empresa i moltes altres. Aquestes noves “realitats” interactuen amb nosaltres, amb les nostres maneres de fer, amb la nostra relació amb la resta del mon, i afegeixen complexitat als sistemes socials. Aquesta és una característica de la nostra espècie que no apareix en els nostres parents propers. Naturalment, està molt relacionada amb la nostra capacitat de crear llenguatges que ens permeten transmetre a altres les narracions en bona part fruit de la nostra imaginació i a transformar en xifres valors, coses i persones. Per bé o per mal. No es pot dubtar dels enormes avantatges que tot això ha tingut en l’expansió de la nostra espècie. Tampoc en podem ignorar els costos (per exemple, les massacres en nom d’una bandera o una divinitat o la destrucció ambiental lligada a la nostra expansió), i avui tenim ben clar que la destrucció ambiental i l’augment de densitat de les poblacions humanes genera un risc de disparar processos pandèmics, especialment perquè és molt més fàcil entrar en contacte amb la molt desconeguda viròsfera, els milions de formes de virus parasitàries d’altres espècies, quasi totes desconegudes, que poden saltar a la nostra.

© OIE 2020

© OIE 2020

El repte més evident que tenim és el d’ajustar els mecanismes de creació i dependència de realitats imaginades al context de les limitacions planetàries i, per tant, acabar amb le destrucció ambiental i amb la intromissió humana en els ecosistemes on encara aquesta és petita. La veritable prevenció sanitària comença pel concepte Una Salut, per humans, plantes, animals i ecosistemes.

Referències

  • Jacob, F. 1970. La logique du vivant. Ed. Gallimard, París. 354 pp.
  • Kusniewicz, A. 1983. El rey de las dos Sicílias. Ed. Anagrama. Barcelona, 250 pp. ISBN 978-84-339-3028-6
  • McIntosh, R.P. 1987. Pluralism in ecology. Ann. Rev. Ecol. Syst. 18: 321-341
  • Pérec, G. 2006. La vida, instrucciones de uso. Ed. Anagrama, Barcelona, 6440 pp. ISBN 978-84-339-2058-4
  • Prigogine, I. 1983. ¿Tan sólo una ilusión? Una exploración del caos al orden. Cuadernos ínfimos. Tusquets, Barcelona.
  • Terradas, J. 1994-95. Vida. Reduccions, 62-63, pp. 29.
  • Terradas, J. 2014. Notícies sobre Evolució: la teoría i els nous coneixements. 215 pp. http://blog.creaf.cat/coneixement/noticies-sobre-evolucio-de-jaume-terradas. ISBN-10: 84-697-1839-8. ISBN-13: 978-84-697-1839-1
  • Watson, R. A. 2006. Compositional Evolution: The Impact of Sex, Symbiosis, and Modularity on the Gradualist Framework of Evolution. Vienna Series in Theoretical Biology. The MIT Press. ISBN: 9780262232432, 344 pp.

 

, , , , , ,

Professor emèrit d’Ecologia de la UAB. Investigador del CREAF en temes d’ecologia de la vegetació. També ha treballat en educació ambiental. Membre de l’Institut d’Estudis Catalans.
Articles relacionats
El repte
24 de setembre 2020J.Luis Ordóñez
CENTRE: Un estiu diferent
10 de setembre 2020Enrique Doblas Miranda
CENTRE: La nova
27 d'agost 2020Enrique Doblas Miranda
,
Jugant amb pedretes
20 d'agost 2020Carles Castell Puig
Mobilitat total
13 d'agost 2020J.Luis Ordóñez

Follow CREAF on: