La vida como semiosis

20/5/12

 

El gen es la información, dice James Gleick en su libro La información: Historia y realidad (Crítica, 2012). Todos tenemos en mente (bueno, exagero) aquella película sobre un alien que llegaba a la tierra en forma de mensaje decodificado por un radiotelescopio.  También se ha especulado con la posibilidad de enviar un astronauta radiado a través del espacio (1)—pero claro, allí hay mucho ruido, ya se está radiando la parte relevante del mensaje, que es la información. En realidad ya especuló Olaf Stapledon con la posibilidad de radiar nuestra información vital y corporal codificada de esta manera a través del espacio, navegantes espaciales virtuales, reconstituibles con la información proporcionada (2). Pero Stapledon no conocía, nadie conocía, la naturaleza informática del genoma. Pronto sin embargo estarían Shannon y Wiener haciendo converger sistemas informáticos y biológicos con la noción de cibernética.

A lo que me centro, quería llamar la atención sobre este pasaje no de Gleick sino del libro de Eric Chaisson Epic of Evolution, que muestra cómo a la era de las partículas y a la era galáctica suceden, en niveles de complejidad crecientes, la era estelar, la era planetaria, la era química y la era biológica—para culminar en la era cultural, aquí estamos en ello, haciendo cultura.

En esta teoría global de la evolución, todos los fenómenos están mutuamente implicados y la complejidad reposa sobre fenómenos más simples que permiten su surgimiento. Si existimos es en penúltima instancia por la energía solar, pero esta energía deriva a su vez de las fuerzas fundamentales como la gravedad a nivel galáctico y la fusión nuclear a nivel subatómico. No sun is an island, y puede concebirse todo el Universo como una vasto sistema de interacciones—y de información, si es que hemos de concebir esas interacciones y describirlas.

El origen de las galaxias y el origen de la vida son dos de los misterios más difíciles de resolver, los dos eslabones perdidos de la gran cadena del ser (p. 281)—ahora que la ciencia va despejando la conexión trabada entre todos los fenómenos cósmicos. Chaisson da de la vida una definición poco sugestiva, quizá deliberadamente, como para mostrar que no es un fenómeno cualitativamente distinto, sino una complejificación de ciertos procesos químicos existente. Ahí va:

Life: An open, coherent spacetime structure kept far from thermodynamic equilibrium by a flow of energy through it—a carbon-based system operating in a water-based medium, with higher forms metabolizing oxygen. As listed in the glossary of this book, the first part of this definition is applicable to galaxies, stars, and planets, as well as to lifel. Only the second part of life's definition is peculiar to living systems as we know them. This lengthy definition, not entirely unreasonable given the difficulties noted earlier while portraying life, has admittedly been contrived in order to diagnose all ordered systems, once again "on that same page". Carefully crafted definitions can help to unify the sciences, admittedly a chief agenda of this book. (291)
 

Bien, pues falta información en la definición. Precisamente información transmitible, que por suerte la tiene en cuenta Chaisson a la hora de tratar de la química de la vida, basada en el ADN. ¿Y qué es lo que tiene el ADN como información, que no tenga pongamos el hidrógeno de las estrellas (que también siguen procesos ordenados, y evolucionan en complejidad siguiendo las leyes de la física)?

DNA is only one of many different kinds of nucleic acids, but it stands above all the rest because of one remarkable capability: DNA can copy itself—in effect, replicate. Just prior to the division of a cell, the DNA molecule splits apart by unzipping right up the middle of the ladder. Nucleotide bases floating freely in the cell nucleus then link (with the help of a catalyst called an enzyme) with each of the broken strands. The result is two DNA molecules, where formerly there was only one. The fact that cytosine can bond only to guanine, and adenine only to thymine, ensures that the two 'offspring' replicas are identical to the original 'parent' DNA molecule. The newly assembled DNA molecules then retreat to opposite sides of the cell nucleus, after which the cell divides into two, with each new cell housing a complete set of DNA molecules.
     Preservation of the original DNA molecule is the most important feature of replication. All the information about the specific dueties of that type of cell—whether a blood cell, hair cell, muscle cell, or whatever—passes from an old cell to a newly created one. Accordingly, the biological function of the 'daughter' cell remains identical to that of the 'parent' cell. In this way, DNA molecules, whose functional units are the genes, are responsible for directing inheritance from generation to generation.
     Just as for amino-acid sequences in proteins, the order of nucleotide bases as well as their number is paramount in the construction of nucleic acids. The sequence of bases along a nucleic-acid molecule specifies the physical and chemical behavior of that particular gene. In turn, all the genes of a living system collectively form a genetic code—an encyclopedic compendium of the physical and chemical properties of all the system's cells and all their functions. In a very real sense, the two most importnat features of a living organism—structure and function—depend chiefly on the nucleic-acid molecules in the many nuclei of its cells, for these are the material entities that are passed on, or inherited, from one generation of cells to another.
     In analogy with another type of information storage—this book, for example—the individual bases can be considered words, the base pairs a sentence, and the whole DNA molecule a book of instructions. The words and sentences must be in the right order to give meaning to the book. An entire library of such instructional books is then comprised by the genetic code for all the varied functions performed by any living organism. In short, a full set of DNA molecules is really information—a blueprint, or master plan, for every life form.
     The nature of all living creatures is ultimately prescribed by the structure of their DNA molecules. These molecules specify not only how one type of  organism differs from another in both makeup and personality but also how the physical and chemical events inside a cell properly coordinate so that the overall activity of the cell is as it ought to be.
     At first glance, it would seem impossible that one molecula could do all this—namely, dictate the behavior of all the myriad life-forms in the world today. After all, DNA has only four types of nucleotide bases. But DNA is the largest molecule known. In advanced organisms such as vertebrates, a DNA molecule can have as many as a hundred million bases or ten billion separate atoms, making the molecule nearly a meter (three feet) long if extended end to end: in humans, about two meters of DNA are squeezed into every human cell, and if all the DNA in a cingle person were unwound it would stretch about a million kilometers, or several roundtrips between the Sun and Earth. In the above analogy where a DNA base equals a word, a single DNA molecule would resemble a hundred-page chapter. Consequently, huge numbers of possible combinations of bases guarantee a vast array of diverse living creatures each with a different appearance, style, and personality. Yet, at the microscopic level, all creatures—without exception—are basically made of the same two dozen or so acids and bases, the very building blocks of life as we know it.
     The common molecular content pervading all life on Earth is our best evidence that every living thing dates back to a single-celled ancestor—the so-called LCA, or Last Common Ancestor—billions of years ago.  (263-65)
 

Bueno, se trataría también de determinar si este último antepasado común es también el primer antepasado común.  Con respecto a la estructura de la vida como información autorreplicable y complejidad estructurada por un código de instrucciones—es lo que faltaba en la definición dada más arriba (más adelante en el libro por Chaisson).

Es interesante la analogía aquí entre vida y lenguaje, en el sentido de que en ambos casos son crucial la replicabilidad, la estabilidad del código básico combinatorio, la diferencia entre diversos planos o niveles (gramática - discurso, o código - expresión somática) y la creatividad dependiente de la combinatoria múltiple. 

No es extraño que nos llame la atención la vida, siendo vida como somos,  y tampoco que nos llame la atención su articulación semiótica, siendo nuestra cognición, como lo es, un fenómeno semiótico. Reducimos a semiótica (o conocemos semióticamente) todo tipo de fenómenos: las estrellas, las esferas, los estratos, y la estratosfera. Pero se crea un bucle virtuoso, o viciosillo, cuando estudiamos la vida como semiosis, y también cuando estudiamos la combinatoria básica de las partículas elementales como información, disponible o no para nosotros a nivel cuántico. De ahí la teoría del universo como un vasto sistema informático. No es que el universo sea, de entrada y en su origen, información o semiosis, pero lo es para nosotros porque somos seres doblemente informáticos. El sistema informático somos, de entrada, nosotros mismos, y también las redes de signos que le echamos a la realidad a ver qué capturamos.


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(1) Reupke, William A. "Efficiently Coded Messages Can Transmit the Information Content of a Human Across Interstellar Space." Acta Astronautica 26.3/4 (marzo-abril 1992): 273-76.
(2). Ver el final de Last and First Men: A Story of the Near and Far Future (Londres: Methuen, 1930). Sobre Stapledon vuelvo una y otra vez ahora que le estoy dando vueltas a la Gran Historia, o a las diversas modalidades de las historias de todas las cosas. Ver por ejemplo "An Apocalypse of Total Communication".

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