Universidad de Concepción Concepción Tema 3 Integrantes: Gustavo Castro Constanza Parant Daniela Parant Resumen “Algunos aspectos de la teoría de los sistemas en biología” - Diferencia entre hechos observados (fundamento científico, recopilados en impresos) y mera teoría (producto de la especulación sospechosa). - No hay que tomar muy en serio los modelos científicos: humildad intelectual, falta de dogmatismo y buen humor ayudan a facilitar debates sobre teorías y modelos. Cuatro modelos fundamentales en el metabolismo cuantitativo - Sistema abierto y estado uniforme. - Homeostasia u homeostasis - Alometria - Modelo de Ludwig Von Bertalanffy para el crecimiento (autor de la teoría general de sistemas) Sistemas abiertos y estados uniformes. El organismo vivo es un sistema abierto porque está en intercambio continuo con el medio ambiente o circundante. La célula y el organismo vivo no son pautas estáticas o máquinas, sino que están en constante proceso continuo con degradación y regeneración de materiales de construcción y sustancias productoras de energía. Los estados uniformes implican que el metabolismo, crecimiento, desarrollo, autorregulación, etc, son efectos del sistema abierto. Los organismos vivos son sistemas abiertos porque intercambian materia con el medio que comprende estática (mantener el sistema en un estado independiente del tiempo o estado uniforme) y dinámica (cambios con el tiempo). Ello permite mantener el equilibrio. En cambio, los sistemas cerrados no intercambian energía con su medio. Los estados uniformes consideran la equifinalidad o que se puede llegar al mismo fin por diferentes caminos, medios o vías. El organismo vivo es un orden jerárquico de sistemas abiertos. (Organismo multicelular, célula, estructuras celulares, etc.) El estado uniforme puede ser alterado por un estímulo que comprende adaptación y estímulo-respuesta. Retroalimentación y homeostasia Fundamental en la cibernética. Ambos son un caso especial y significativo de autorregulación y adaptación. Criterios esenciales de los sistemas de control de retroalimentación o feedback: - se basa en disposiciones preestablecidas o estructuras; son mecanismos - las líneas causales son lineales y unidireccionales. Estímulo-respuesta es de manera circular o de retorno como base de la retroalimentación. - fenómenos abiertos sobre información entrante pero cerrados en cuanto a materia y energía. La retroalimentación es cuando el organismo vivo emite un mensaje, ante lo cual el receptor responde con otro mensaje a la fuente inicial del proceso. Similar caso sucede con los organismos que producen cambios en el medio ambiente ante lo cual el medio lo responde de diferentes formas y a través de diferentes fenómenos de manera circular. Alometria y regulación de superficie Ecuación alométrica es la ley más sencilla del crecimiento relativo. La razón entre los crecimientos relativos de y y x es constante. Ej: la tasa metabólica de perros de distinto peso no crece proporcionalmente al peso sino que a la superficie. (ley de Rubner) La ecuación alométrica es una fórmula aproximada, simplificada. Su principio es una expresión de interdependencia, organización y harmonización de procesos fisiológicos. Con armonía de los procesos se mantiene vivo el organismo y en estado uniforme. Teoría del crecimiento animal Proponía otra ecuación, donde el experimentador se dedicaba a calcular una serie de curvas de crecimiento con la fórmula y se aproximaba a los datos empíricos. Si un organismo es un sistema abierto, su incremento o tasa de crecimiento se expresa por una ecuación de balance de forma. Su incremento en peso es representado por la diferencia entre procesos de síntesis y degeneración de sus materiales constituyentes, más factores que influyen sobre el proceso. Metabolismo en reposo de animales depende de la superficie o masa corporal, o ambos a la vez. Tipos metabólicos son las diferencias en el dependencia del metabolismo con respecto al tamaño. Los parámetros de las ecuaciones de crecimiento son experimentablemente verificables. La dependencia del ritmo metabólico con respecto al tamaño determina la forma de la curva del crecimiento. -Algunas consideraciones: -Supersimplificación. Innumerables procesos, cambios o transformaciones a nivel celular, de órganos, de organismo en su conjunto. Son ecuaciones de balance. –Elección de parámetros. Emplear todas las mediciones disponibles del metabolismo. Basales y no Basales. –Alteraciones o modificaciones, no hay rigidez en el orden dinámico de los procesos fisiológicos: ley y el orden del cambio. Se necesitan análisis de datos del crecimiento con computadoras electrónicas; determinación concurrente de la dependencia del metabolismo en reposo con respecto al tamaño; determinación del catabolismo proteneico; determinación de las razones entre los exponentes alométricos de las tasas metabólicas y las razones teóricamente idénticas entre las constantes anabólicas. El concepto de sistema en las ciencias del hombre La Revolución Organísmica Trascendencia de la vida. Revolución que se basa en modernos adelantos de la ciencia biológica y del comportamiento. Su fundamento es la noción de sistema. El mundo como organización. De esta tendencia surge la cibernética, la teoría de la información, la teoría general de sistemas, la teoría de los juegos, etc. Sistema significa totalidades u organización. La imagen del hombre en el pensamiento contemporáneo Comportamiento animal y humano se basa en el primer esquema EstimuloRespuesta. El hombre es una maquina o robot que responde dependiendo de los estímulos. Son procesos de condicionamiento. Otro principio es segundo es el ambientalismo: la conducta y personalidad obedecen a influencias externas. El tercero es el equilibrio: o estabilidad, mantener el equilibrio homeostático. Reducir tensiones=conducta . Cuarto es la economía, mínimo gasto de energía mental o vital. El stress: es un peligro y crea vida superior Reorientación según la teoría de los sistemas Sistema activo de personalidad. El hombre es un receptor activo del mundo externo que crea su universo. El proceso cognitivo del hombre es decepcionar y almacenar los conocimientos adquiridos de acuerdo a factores personales. Esta nueva imagen del hombre cambia el concepto de robot por el de sistema Los sistemas de las ciencias sociales Ciencia social incluye la sociología, economía psicología social, ciencias políticas, antropología cultural y lingüística, etc. Ciencia es la ordenación de hechos y elaboración de generalidades. Es un conjunto de conocimientos adquiridos, comprobados y verificados sobre un determinado aspecto de la realidad. La ciencia social es la ciencia de los sistemas sociales que se basa en la ciencia general de los sistemas. La sociología es el estudio de grupos o sistemas humanos, desde la familia hasta naciones y bloques de naciones. Sistema sociocultural: fenómenos sociales. Una empresa es un sistema que incluye hombres, maquinas, edificios, etc.… Los grupos humanos nacen de un universo creado por el hombre que se llama cultura. Una concepción de la historia basada en la teoría de los sistemas Historia teórica: investigación de los sistemas como unidades adecuadas (sociedades, culturas, etc.) nace del filósofo italiano Vico a principios del siglo XVIII. Naturaleza del proceso histórico, la historia no es un proceso en una humanidad amorfa. Evolución: azar o ley Todo parece indicar que estamos asistiendo a un cambio de las categorías básicas del conocimiento de la ciencia contemporánea, y que la compleja tecnología del presente es solo una manifestación. Tal proceso tiene que ver con la revisión del así llamado enfoque mecanicista de la ciencia, que encontramos sintetizado en el tercer axioma formulado por descartes: “Comencemos con los objetos mas simples y de más fácil discernimiento para ascender después gradualmente a la comprensión de los más complejos”. Contrastando con dichas palabras, hoy nos enfrentamos a problemas definidos por términos como sistema, organización etc. Ya ni la física es “mecanicista” puesto que la materia se ha desmaterializado para la teoría moderna. A pesar del progreso realizado en Biología molecular, la “revolución” final de los fenómenos vitales a las propiedades moleculares del DNA, no resulta tan conveniente. El asunto no estriba en la imperfección del conocimiento, en el sentido de que el descubrimiento de una nueva enzima colmaría esa laguna. No; lo que ocurre es que las categorías, conceptos y modelos convencionales caracterizan las cosas vivas y los procesos vitales. Durante la primera mitad del presente siglo la psicología se propuso modelarse según los paradigmas de la física. El resultado fue el “modelo robot”, en el que domina el esquema conductual de estímulorespuesta (E-R) y de conocimiento, negando la especificidad del comportamiento humano frente al animal. En una sociedad donde se satisfagan las necesidades materiales, los impulsos sexuales serán fácilmente gratificados y se condiciona adecuadamente al animal humano a través de los medios de masa, debería llegarse a un estado de felicidad. Sabemos sin embargo, que las sociedades industriales están asediadas por la insatisfacción y el desasosiego. Por lo tanto perece obvio que en la psicología hay que proceder a revisar categorías conceptuales básicas. Hasta hace poco, dice Warren Weaver, la ciencia se ocupa de la “casualidad lineal”, causa y efecto, problemas de 2 variables, etc. Ese era el tipo de pensamiento en la física clásica. Un poco más tarde surgió el problema de la “complejidad no organizada”. Contestando esencialmente por las leyes estadísticas. El paradigma de las leyes en torno a la complejidad no organizada es el principio segundo de la termodinámica. Le forma clásica de una ley en proceso es la ecuación diferencial. Las leyes de la complejidad no organizada son esencialmente leyes sistemáticas la teoría general de sistemas “clásica” utiliza unas matemáticas también clásicas, el calculo diferencial sin embargo, un conjunto de ecuaciones diferenciales simultáneas se hacen inmanejables cuando el húmedo de variables es grande y sobre todo cuando las ecuaciones son no lineales, esta dificultad condujo a los enfoques “no clásicos”, que se bajan en la simulación y las computadores. Con lo anterior se relaciona la “teoría de compartimientos”, esto quiere decir sobre sistemas compuestos de subunidades entre las cuales tienen lugar procesos de transporte. Así pues cada una de estas subunidades representa un sistema abierto. Muchas de las cuestiones planteadas por los sistemas tienen que ver con sus características estructurales o topológicas que con relaciones cuantitativas y aquellas pueden analizarse por medio de la “teoría de grafos” y la “teoría de redes”. El más conocido de los enfoques de sistemas es el “cibernético”, esto es, la teoría de la “comunicación y el control” y sus conceptos básicos de transferencia de información y retroalimentación. Los sistemas cibernéticos son un caso muy importante pero particular de los sistemas generales el neodarwinismo o “teoría sintética” de la evolución ha incorporado a su repertorio temas como genética, citología, biología, etc. A los efectos presentes bastará señalar brevemente las principales diferencias que existen entre el neodarwinismo y el darwinismo original. En primer lugar el concepto de variación hereditaria fue reemplazado por el de mutación en la genética moderna lo que no se ha modificado desde la época de Darwin es el carácter fortuito de la evolución. La selección, actuando a través de la reproducción diferencial, es el agente directivo de la evolución, lo cual implica que es el medio ambiente y sus cambios los que en resumidas cuentas determinan el curso de la evolución. Lo que aquí se discute es la pretensión exclusivisita de la teoría sintética, en el sentido de que en el principio, es capaz de ofrecernos una explicación completa de la evolución. Recientemente se ha replanteado la cuestión de si el principio de selección es o no tautológico (Moor Heád y Kaplan, 1967). Lo que en el sentido de que las explicaciones selectivitas se dan siempre a posteriori. Cualquier forma, estructura o conducta por muy rara o loca que sea, tiene que haber sido, ipsofacto. El hecho de que una teoría tan vaga y tan poco verificable, tan alejada de los criterios aplicables a la ciencia “rigurosa”, se haya convertido en dogma, sólo explicarlo basándose en motivaciones sociológicas. Existen problemas que no han resuelto la teoría convencional y que merecen una reevaluación conceptual en el marco de la investigación empírica: a) Le evolución progresa de modo general hacia una organización más compleja. Dicha transición hacia una mayor organización no es producto de un juicio de valor subjetivo, ni tampoco se relaciona con la doctrina vitalista; es la constatación de un hecho que cabe describir perfectamente en términos anatómicos, fisiológicos o de conducta. La teoría tradicional de la evolución considera la adaptación y la evolución bajo los mismos términos de referencia, explica ambas por medio de mutaciones aleatorias. Ventajas selectivas y reproducción diferencial. A juicio del autor no hay nada que pruebe que la evolución en el sentido de una progresión hacia organismos más complejos, tuviese nada que ver con mejor adaptación, ventaja selectiva o descendencia más prolífera, tampoco existen distintos Adaptivos considerables entre especialización y no especialización. Al especialista quizá suponga una ventaja, monopolizar un nicho ecológico determinado. L no especialización también tiene sus ventajas, el poder vagar libremente por doquier. Ambas categorías están presentes en la flora y fauna. L os vertebrados nunca llegaron a suplantar formas de vida inferiores, que de hecho son irremplazables en el ciclo ecológico total. b) Los fenómenos biológicos en general han de explicarse por las leyes de la física junto con el principio de la selección natural. Por lo que realmente vemos es una gama formidable de organizaciones que estudia la biología hasta el presente se conoce poco sobre la naturaleza de dichas fuerzas organizativas, pero sus efectos pueden demostrarse mediante la experimentación. No hay ninguna razón para dudar de que tal naturaleza sea física en última instancia, esto es que esté anclada en las fuerzas nucleares, eléctricas o gravitatorias estudiadas por la física. Una cosa muy distinta es afirmar que cualquier configuración química posible se pueda haber formado naturalmente a partir de eventos aleatorios, con tal que transcurra un tiempo suficiente. c) Las leyes de organización deben rastrearse así mismo en el marco o nivel de la evolución. Se dice que la evolución es oportunista que una adaptación viable puede alcanzarse de muchas maneras. Sin embargo, la tecnología humana muestra que por regla sus productos no son oportunistas, en el sentido de que dado un plan no existen varias maneras de llevarlo a cabo. Las leyes de organización parecen expresarse en la evolución a través de paralelismos en los niveles genéticos, evolutivo y organizativo. Las regularidades y tendencias presentes en la evolución no constituyen sino otra expresión de las “leyes de la evolución” d) La concepción organismica tiene implicaciones bien definidas en lo que concierne al código genético. Hoy conocemos el vocabulario del código genético pero ignoramos su gramática, en el sentido del mensaje total cabe sustituir el término gramática por los de “programas” o “algoritmos”, sin embargo entre el sentido del mensaje considerado como un topo y los bits de información que proporcionan los distintos codones, ya que mientras en código genético, tiene un orden secuencial, una disposición lineal de codones, la gramática que hay que postular tendría que poseer un orden dinámico. e) Hay otro aspecto de la evolución al cual no se concede la atención debida sino en raras ocasiones quien no este dispuesto a aceptar la preformacia, no puede sostener que todos los genes humanos se encontraban ya en la ameba primigenia, ni tampoco que la evolución consiste únicamente en pérdida o supresión genética.