Muchas más proteínas que genes (y un ejemplo tumoral)

ResearchBlogging.orgEn nuestro ADN tenemos algo más de 20.000 genes. Es nuestro genoma. Que se reparte en 24 cromosomas diferentes cuya longitud oscila entre 50 y 250 millones de pares de bases (50.000-250.000 Kpb). En realidad, 23 parejas; y en cada una de ellas, uno de papá y otro de mamá.

Dentro de los cromosomas hay genes (y muchas otras cosas, porque los genes son solo un 2% de esos millones de paras de bases). Los genes no son otra cosa que instrucciones para montar proteínas. Lo hacen gracias al código genético, que asigna un aminoácido a cada triplete en la secuencia de bases del gen. Y también gracias a las moléculas que intervienen para que el código genético sea una realidad (ARN polimerasa, espliceosoma, ARNm, ribosoma, ARNt, aminoacil-ARNt-sintetasa).

Pero… Pero tenemos algo más de 20.000 genes, como ya te dije. Sin embargo fabricamos más de 100.000 proteínas diferentes.

¿Cómo hacemos para lograrlo?  :-o

Pues no es difícil, la verdad. Con el splicing. O sea, con el corte y empalme alternativo del ARN. Caaaaalma. Ya verás que es más fácil la idea que esos nombres, que el vocabulario que dice quién hace qué.

Resulta que el ADN hace copias de los genes. Pero en ARN. El ADN no sale del núcleo. Jamás. Y esas copias, antes de llegar a ser leídas, sufren un proceso por el cual pierden unos trozos, llamados intrones. Y quedan otros, llamados exones. Los intrones están intercalados entre los exones. De ahí lo de corte y empalme. Pero si unas veces quitas unos intrones y otras veces quitas otros puedes sacar dos versiones diferentes del mismo ARN. De ese modo logramos variantes de una proteína. Isoformas las llaman.

Tú podrías pensar que para qué queremos esto. Y sería una pregunta muy lógica. Con varias respuestas. Y una de ellas es relativamente sencilla. Porque las condiciones fisicoquímicas en, digamos el corazón, no son las mismas que en, digamos los riñones. Por tanto no viene mal tener preparadas unas variantes (isoformas) de una proteína que funcionen bien el corazón y otras que hagan lo propio en los riñones.

Pero, además, las isoformas pueden tener características diferentes. Te cuento el caso de una que me ha llamado la atención: la piruvato quinasa. Es un enzima importante, que cataliza el último paso de la glucólisis. La glucólisis es una ruta metabólica muy antigua (existe desde antes de que el planeta tuviera oxígeno en su atmósfera) que produce energía (poca) a partir de la glucosa y sin necesidad de oxígeno. Cuando hay oxígeno se logra mucho más rendimiento pero cuando no (anaerobiosis se llama eso), la glucólisis es la única manera de producir energía (p.ej., al realizar un ejercicio intenso en un tiempo breve). Pero esa es solo una de las facetas de este enzima. Resulta que tiene dos isoformas: PKM1 y PKM2. La habitual es PKM1; PKM2 se expresa, sobre todo, en época fetal y poco a poco va siendo sustituida por la PKM1. La diferencia es que PKM2 quita un exón (el 9) que sí aparece en PKM1 e incluye otro (el 10) que no está en PKM1 (que codifica para una región a la que se le puede añadir un marcador, un grupo acetilo, que hace que altere su forma y, lógicamente, modifica su función.). Y eso cambia muchas cosas. Tantas que PKM2 es un enzima que se expresa en células cancerígenas de muy diversos tipos; mientras que PKM1 no lo hace o lo hace poco. De hecho, los análisis de sangre que revelan concentraciones anormalmente elevadas de PKM2 son elementos diagnósticos para varios tipos de cánceres. Porque la piruvato quinasa puede actuar también, además de en la glucólisis, catalizando reacciones de fosforilación de proteínas en el núcleo. Proteínas que pondrán en marcha determinados genes relacionados con la reproducción celular. Pero solo bajo la forma de PKM2. En cambio, concentraciones elevadas de PKM1 inhiben, no se sabe cómo, el desarrollo del tumor.

Son las dos caras de una molécula. Dos caras en dos isoformas pero también en dos funciones. Una en el citoplasma (glucólisis) y otra en el núcleo (fosforilación de proteínas).

Todo por quitar el exón 9 y poner el exón 10…

McCarthy, Nicola (2013). Nuclear or cytoplasmic? Nature Reviews Cancer DOI: 10.1038/nrc3630
Jill D. Dombrauckas, Bernard D. Santarsiero, & Andrew D. Mesecar (2005). Structural Basis for Tumor Pyruvate Kinase M2 Allosteric Regulation and Catalysis Biochemistry DOI: 10.1021/bi0474923

Filosofía de célula, virus y viroides

Es complicado definir vida. Por la sencilla razón de que es un fenómeno evolutivo. Es decir, no es un estado estacionario. La vida misma ha concretado algunas de sus características desde su origen. Incluso ha adquirido algunas que consideramos hoy como algo esencial, consustancial a la vida. Pero que no las tenía al principio.

Para resolver la cuestión podemos recurrir a dos enfoques. Uno inclusivo, que trate de recoger todo lo que sea vida. Es un enfoque maximalista. Otro restrictivo. Que busca qué es lo mínimo que comparten todas las formas de vida. Incluso las más extremas, las que están en la frontera, las que dudamos en incluirlas dentro de lo vivo, como virus y viroides. Este es más bien minimalista. Sea cual sea el enfoque, en ambos casos hay que ir a las raíces, al origen de la vida. Para comprender qué tenía entonces, y definirla así (restrictivo) o para recoger toda la variedad que ha desarrollado desde entonces (inclusivo).

Hoy, tras haber leído un artículo de opinión de Edward Trifonov, me centro en el enfoque restrictivo. Gracias a él podemos llegar a una idea: la de información almacenada en moléculas, capaz de autoreplicarse fielmente, pero no exactamente, y de crear un entorno favorable a ese proceso; o de aprovecharlo si lo encuentra.

Viroide
Tomado de Cronodon.com

Esa definición altera la idea que tenemos de célula. Porque la célula ya no sería la vida, sino ese entorno favorecedor. Un entorno que la vida crea porque contiene las instrucciones para ello. O también un entorno que la vida aprovecha cuando lo encuentra. Y así incluimos virus y viroides como formas de vida. Porque sabrían usar entornos ya creados, aunque no sean propios. Tendrían por tanto dos modalidades: vida y vida a la espera de ser vida.

Con este concepto la vida baja a un nivel molecular. Y no sale de ahí. Y todo lo demás su hábitat. La vida no sería, entonces, un fenómeno celular. La célula dejaría de ser la unidad mínima de vida para cederle el trono a una molécula capaz de autorreplicarse al encontrar un entorno favorable para ello. Y capaz de pervivir mientras lo encuentra y no lo encuentra.

¿Y tú y yo? ¿Qué seríamos tú y yo? Seríamos portadores de vida. Pero no seríamos vida. Seríamos su producto, su entorno, su hábitat.

Bueno, como puedes comprobar, todo esto es modos de mirar. Uno de entre varios posibles. Ni siquiera uno que me convenza plenamente porque yo me inclino por entender la vida como una propiedad emergente, algo que ninguno de sus elementos tiene pero que aparece cuando se juntan todos. Algo que posee el conjunto pero no las partes. Igual que las ruedas de un coche o su volante no tienen la propiedad “ir a alguna parte” a no ser que se organicen con todos los elementos necesarios.

Pero me ha interesado mirar así. Me gusta contemplar las cosas desde varios ángulos. Me amplía. De hecho, admito que tiene mucho sentido desde el punto de vista de la biología molecular.

Pero, ¿sabes que te digo? Que sea yo un ser vivo o un mero portador, me voy. A tomar un café. Ahora mismo… :P

El concepto de gen es colaborativo

El concepto de gen no es un concepto fácil. Y es que solo el 5% del ADN es codificante. Es decir, solo esa pequeña parte lleva información directa para construir proteínas. Entre ese 5% se situan amplias regiones de ADN, a veces muy repetitivo. Y dentro del ADN codificante se alternan regiones no codificantes, llamadas intrones, muy variables, con otras más conservadas, ya sí codificantes, llamadas exones.

Así que, o bien el ADN no es la molécula repleta de instrucciones que creíamos, sino más bien un desierto informativo con algunos oasis (los genes), o bien tenemos mucho que aprender todavía…

El problema de tanto ADN cuya función informativa aún no comprendemos bien, se pone de relieve si nos damos cuenta de la magnitud del problema para una célula. Que ha de lidiar con unos 2 metros (sí, sí, 2 metros) de ADN. Esa es su longitud aproximada. Y todo él empaquetado dentro de ella, en su núcleo. Si hay tanto ADN, y trabajar con él es tan complicado, ha de ser por buenas razones… Si no, la evolución lo hubiera podado.

Por cierto… el grado de empaquetamiento del ADN, teniendo en cuenta su volumen real y su longitud estirado, es de 105. Otro día hablamos de la cromatina…

Nosotros tratamos de comprender las cosas poniéndoles nombre y definiendo lo que son. Así, un gen es la secuencia de ADN necesaria directamente para la síntesis de un producto funcional (ARNm transcrito primario, que sirve para elaborar proteínas; hoy también se tiende a aceptar considerar como genes a los que producen ARNt, ARNr, y otros tipos de ARN, aunque al final no generen proteínas). Por tanto, un gen incluye algo más que la región directamente codificante (cuando yo estudiaba ni se definía ni se entendía así). Y ni siquiera todo el ADN que forma parte de un gen ha de estar junto en el mismo sitio. Fragmentos de él pueden estar alejados unos de otros, separados por ADN que no son el gen (o que creemos que no lo son).

Así, si te das cuenta, el gen ya no es un lugar en el cromosoma. Es una serie de lugares unidos por una función, por una cooperación para lograr un producto común. Un gen es más un concepto colaborativo, funcional y disperso y menos un lugar concreto. ¿Cómo sé qué regiones forman parte del gen? Pues probablemente porque mutaciones en ellas repercuten en el producto que tienen que crear.

Pastafarismo y bosón de Higgs

Dice wikipedia:

FSM
Flying Spaghetti Monster en Wikipedia (Head CC-BY-SA 3.0)

El pastafarismo, o también religión del Monstruo de Espagueti Volador (del inglés: Flying Spaghetti Monster, FSM), neologismo derivado de pasta (espagueti) y rastafarismo, es una religión paródica, surgida como protesta social en EE.UU. para denunciar y oponerse a la difusión de la hipótesis del diseño ¿inteligente?, impulsada por sectores políticos y religiosos conservadores durante los mandatos del Presidente George W. Bush, y a las corrientes de opinión que pretendían su equiparación con teorías aceptadas por la comunidad científica como la de la evolución biológica.

Es decir, que el pastafarismo trata de evidenciar que la religión es la religión y su campo el de la creencia. Y que la ciencia es la ciencia, y su campo el del conocimiento objetivo. Y que mezclar ambas conduce a un absurdo. ¿Quién podrá decir, si el pastafarismo acumula suficientes seguidores, que una idea absurda que proponga no llegue a la escuela?

Pero…

Pero, la verdad, qué quieres que te diga… Después de ver el aspecto del bosón de Higgs, y después de saber que le llaman (erróneamente) la “partícula de dios” (god particle, a pesar de que su nombre original era goddamm particle, o partícula puñetera), después de todo eso, te decía, a lo mejor termino creyendo en la existencia real del “Flying Spaghetti Monster“, la divinidad del pastafarismo… Jejeje…

Bosón de Higgs
Visto en Boing-Boing (Maggie Koerth-Baker)

Te dejo la mejor explicación que he encontrado del bosón de Higgs, y de cómo dota a las partículas, no solo de masa, también de identidad.

Espacio y tiempo más allá y más acá del ojo y de lo cotidiano

A veces no terminamos de comprender lo muy extraña que le hubiera debido parecer nuestra ciencia, y nuestra concepción del mundo, a gentes de hace apenas cuatro o cinco siglos, o más atrás. Definitivamente, los instrumentos que nos permiten explorar lo muy pequeño y lo muy grande, arrancado con los microscopios y los telescopios, fueron la fuente de la revolución científica que trajo el establecimiento del método científico. Que no es otra cosa que un protocolo para considerar que el conocimiento adquirido a través de la experiencia es objetivo, y no subjetivo. Es decir, que da igual el observador, lo observado será siendo lo mismo.

En la raíz de esa exploración de los espacios mínimos y máximos está la lente. Que es el instrumento que hemos usado para domesticar la luz. Para hacerla converger en un punto y poder observar. O para hacerla diverger y poder amplificar la información qué hay en esa luz. O, combinándolas, aprovechar las propiedades de ambos tipos.

Hoy tenemos más maneras de explorar los mundos pequeños y los gigantescos. Hoy hemos aprendido a mirar con más detalle las distintas informaciones que proceden de allí. Fotones de todas las longitudes de ondas, partículas subatómicas, cargas eléctricas, gravedad… Hoy tenemos más información sobre esos mundos que la que nos da la mera luz.

Para los mundos de tiempos muy cortos o de tiempos muy prolongados hemos descubierto otra herramienta. El cálculo diferencial y el cálculo integral. Aquí nuestro microscopio y nuestro telescopio es, en los dos casos, la matemática.

No puedo ni imaginar lo extraño que hubiera resultado para gentes del siglo II d.C., p.ej., ver este vídeo…

La ciencia y la censura

Tengo muchas dudas acerca de qué hacer con un blog como este. Por un lado me parece un espacio de reflexión personal necesario. El que no haya escrito en los últimos tiempos refleja que no estoy leyendo lo suficiente de ciencia. En ese sentido, el blog es mi conciencia. Pero por otro veo más ágiles otros modos de comunicar lo que pienso, descubro, dudo… Google plus es uno de esos modos.

Google Plus
Logo de Google Plus

En google plus la posibilidad de comentar una noticia es mucho más ágil que en el blog. Y la posibilidad de que esa noticia sea compartida por otros, lo cual convierte en mucho, mucho más social el trabajo. Me lleva mucho menos tiempo escribir allí que en el blog. Para muchas cosas es más eficiente. Para comentar la cotidianeidad o la novedad. Ese tipo de cuestiones aparecerán allí mucho más que aquí.

Pero a veces la novedad y la reflexión se encuentran. Esta es una de esas veces. Y te traigo aquí lo que escribí allí. Porque creo que merece una reflexión. ¿Qué papel juega la sociedad en la orientación de la ciencia? Y es que la ciencia es una actividad social, y como tal, sujeta a la decisión política. ¿Puede la política evitar que conocimientos científicos sean divulgados? Yo creo que sí. ¿Indiscriminadamente? Yo creo que no.

Poderes extraordinarios deben conllevar deberes extraordinarios. La ciencia nos ha llevado a impresionantes cotas de poder para modificar nuestra vida, para moldearla. Una ciencia tan poderosa debe estar sujeta a la voluntad de la gente. Una ciencia tan poderosa debe estar atada a la democracia. Pero sujeta no quiere decir impedida. Una parte esencial de la ciencia es la comunicación. Sin comunicación no hay ciencia, no hay transferencia de conocimiento para validar sus resultados, para usarlos, para tomar mejores decisiones. La ciencia, aún sujeta, debe seguir siendo libre.

En algún punto ha de estar el equilibrio… En algún punto deben coexistir la legítima aspiración de las sociedades a que sus recursos invertidos en ciencia resulten optimizados y la legítima aspiración de la ciencia a conocer y comunicar todo lo que pueda ser conocido y comunicado.

Bozal
Tomado de Letras Perras (CC-BY-NC-ND)

Aquí te dejo lo que pensé que debía escribir en G+ acerca de esta noticia que me ha repugnado, para ver si existía la posibilidad de conversar con alguien sobre el tema. Una noticia en la que creo que ese equilibrio no se ha alcanzado. Una noticia en la que la democracia representativa se manifiesta, cada vez más, como un sistema opresivo e injusto, sujeto a grupos de presión y a tomas de decisión alejadas de la voluntad de las personas, cada vez menos capaz de garantizar la voluntad de la gente. Creo que es una muy mala noticia: “Canadian government is ‘muzzling’ its scientists” (El gobierno canadiense pone “bozal” a sus científicos).

Creo que la noticia de la BBC importa. Voy a tratar de dar bandazos de un lado a otro intentando explicar mi posición…

Por un lado, estoy convencido de que la ciencia debe estar sujeta a la política mediante la financiación pública de unas determinadas líneas de investigación que se consideren prioritarias. La sociedad debe consensuar a qué dedica recursos limitados, claro que sí.

Pero por otro lado toda línea de investigación científica debe poder ocurrir. Debe haber libertadpara investigar. Incluso si puede causar daño. Porque la ciencia no es tecnología, sino conocimiento.

Pero los resultados que puedan causar daño deberían estar sujetos a algún tipo de vigilancia por parte de la sociedad, que les impida convertirse en tecnología lesiva.

Pero si no comunicas tus resultados, la ciencia no sucede. Debe haber libertad para transferir ese conocimiento a otras instancias. A tus pares para que lo revisen y validen, a otros interesados y usuarios para que lo puedan incorporar a sus tomas de decisiones.

Parece que poderes extraordinarios, como los que suministra el conocimiento acumulado por varios miles de años de ciencia, varias décadas de ciencia acelerada, requieren deberes extraordinarios. En alguna parte está la divisoria entre lo que está bien que ocurra y lo que no. Pero no es una línea neta, definida. Más bien una zona gris. En alguna parte está la ciencia que acelera nuestra búsqueda de la felicidad y proporciona utilidad a la gente. Y en alguna parte la ciencia que hoy resulta inútil, que no aporta gran cosa a la sociedad.

Pero, lo que nunca, nunca debe existir en la ciencia, es censura sin proporción. Censura incapaz de equilibrar medios y objetivos. Censura administrativa indiscriminada. Impedir a la ciencia hablar con la prensa, o con cualquiera, es impedir a la ciencia transferir conocimiento a la sociedad. Solo debe hacerse cuando esté absolutamente justificado.

Ejemplo de censura que creo útil: no deben publicarse los resultados de las mutaciones que convierten al virus de la gripe H5N1 en letal.

Ejemplo de censura que me repugna: la prensa debe pedir permiso al gobierno de Canadá para entrevistar a científicos, los cuales tienen prohibido hablar con ellos sin esa censura previa. Sea cual sea la línea de investigación del científico.

Esta noticia no viene en los libros de texto, pero sí en el currículum…

¿La debatimos si te es útil? En G+ mejor, creo…

Lo que nos perdemos si solo miramos

Marcgravia evenia
Fuente: Science

Creemos que lo más importante es lo que se ve. Y eso es solo porque somos primates. Si fuéramos murciélagos (he estado a punto de decir quirópteros, su nombre científico) lo más importante sería lo que oyéramos. Pero, ¿y si fuéramos un murciélago vegetariano, que se alimenta de néctar y que vuela en la oscuridad? El olor podría servir, pero el viento lo dispersaría de modos poco predecibles y eso significaría un precioso tiempo perdido y, con él, energía malgastada.

La solución procede de la planta, Marcgravia evenia. Mejor dicho, de sus hojas con forma de platillo. Y es que resulta que ella, como otros cientos de especies tropicales, quieren ser visitadas por alguna de las cuatro decenas de especies de murciélagos que se alimentan de néctar. Porque dependen de ellos para la polinización.

Y la solución que ofrece la planta a un murciélago es a la vez extraña y obvia. Sus hojas hacen que el sonido emitido por ellos les devuelva un eco característico aunque reciba la señal desde ángulos muy diversos.

Es un excelente caso que ejemplifica la coevolución. Que es más una norma que una excepción. De hecho, se pueden estudiar relaciones ecológicas del pasado mirando características de una especie que, en el presente, son inexplicales. Es el caso del berrendo, un antílope norteamericano cuya extraordinaria velocidad hace que carezca completamente de depredadores. En el pasado, era la presa del extinto guepardo norteamericano. Sin esa paleorelación, no se podría entender por qué es como es, más veloz de lo que realmente necesita.

Así, que nos quedamos con dos ideas. Una, que hay muchas más cosas de las que vemos. Otra, que los ecosistemas son seres vivos, sí, pero también sus relaciones. Un zoológico conserva diversidad biológica, pero no relaciones, no diversidad ecológica. Y es que la diversidad no es solo genes, no es solo especies. Es también, y sobre todo, relaciones. Si realmente queremos conservar, tienen que ser espacios naturales, no artificiales.

La luciérnaga fundida

A través del mail y a través de un comentario en el blog me han llegado vídeos de los cortos para este concurso de “La luciérnaga fundida“. Son cortos elaborados por Evelyn Navarro, de un IES de Murcia (no me dijo cuál) y por alumnado de Estefanía Miquel, del IES Felipe II, de Mazarrón.

Lo primero, pedirles disculpas a ambas por el retraso. He tenido un poco abandonado el blog. ¡Lo siento mucho!

Lo segundo, incluir aquí los vídeos para que los disfrutéis. A mí me han gustado. :)

Creo que es bueno que iniciativas como estas tengan la máxima difusión posible. Lo que siento es haber tardado tanto en hacerme eco de ellas. :)

Felicidades por vuestro trabajo! :)

Puertas en las membranas

En “Qué es la vida (más o menos)” te indicaba que para poder existir, los seres vivos necesitamos estar en desequilibrio. Y que eso lo logramos con algún tipo de límite entre dentro y fuera. En “Vivir es cuestión de fuera y dentro” te contaba cómo los seres vivos aprovechamos la energía del Sol (o la energía de los que aprovechan la energía del Sol; expresión muy compleja que quiere decir solamente que me como una lechuga o una naranja). En “Los grandes inventos eucariotas: el tabique y el retraso” te decía cómo las células eucariotas (las nuestras) habían aprendido a dividir su interior en partes y así evitar el equilibrio (que es la muerte) al menos el rato suficiente hasta que llegue la comida y podamos volver a generar desequilibrio.

Pero las barreras no son buenas. Evitan que las cosas salgan, sí. Y eso está bien si es comida. Pero está mal si es un desecho. Y también evitan que las cosas entren. Y eso está bien si son venenos, pero es una pena si es comida.

¿Con qué logran los seres vivos todo ese tejemaneje de pasar lo que quieren a un lado, y mantenerlo allí, concentrado, mientras impiden que otras cosas lo hagan? ¿Cómo logran los seres vivos tener mucho de algo y poco de otro algo dentro, y viceversa fuera?

Con transportadores de membrana. Pero no cualquier transportador: específicos.

Un transportador de membrana no es sino una molécula biológica que tiene dos requisitos: tiene dos modos de funcionamiento, abierto y cerrado; y tiene forma (para que solo pueda pasar a su través una molécula que encaje, y no todas las demás). Las proteínas cumplen ambos requisitos.

Te dejo una simulación de la Universidad de Colorado en Boulder para que pruebes lo que ocurre cuando añades moléculas a un lado y a otro, cuando añades transportadores de membrana de un tipo y de otro, cuando esos transportadores están siempre abiertos o cuando pueden estar abiertos y cerrados. Te dejo decidir si vas a añadir una cantidad de una sustancia al principio y ya está, o vas a ir poniéndola cada cierto tiempo. Te dejo decidir qué sustancia es comida y cuál es desecho, y qué parte es dentro y cuál es fuera. Juega y obtén tus conclusiones. Y si quieres, deja tu comentario para quien quiera pasar por aquí.

Si te digo que este simulador le falta algo que sí hacemos los seres vivos. Transformar sustancias. Una vez que algo ha entrado, y nos interesa, lo cambiamos y así no puede salir y se acumula dentro. Es nuestro truco y es más sencillo de lo que parece (imagina que lo verde, una vez que entra, se convierte en amarillo; y ya no puede salir, porque no es verde y no cabe por las puertas verdes). Pero eso te lo cuento otro día.

Complicado, complejo, diverso, adaptativo

ResearchBlogging.org
No es raro confundir ambos términos, complicado y complejo. Pero son claramente distinguibles. Complicado suele hacer referencia a un alto número de elementos materiales, de objetos. Incluso a una amplia variedad de los mismos. Complejo, en cambio, indica un elevado número de interacciones.

Lo complicado se puede reducir clasificándolo. Incluso podemos retirar una parte de los objetos sin que el sistema pierda calidad de funcionamiento. Lo complejo no. Al menos, no sin consecuencias. Todo el sistema puede cambiar perdiendo una conexión, creando una nueva, fortaleciendo o debilitando las que ya existían. Lo que ocurre es que se requiere tiempo para apreciar los cambios en complejidad, mientras que los cambios en complicación son inmediatamente perceptibles.

Red compleja
Fuente: TIEE

Nuestra ciencia es, en gran parte, un estudio de lo complicado hecho sencillo. No tanto de lo complejo. Porque lo complejo es la parte invisible de los sistemas. Es más fácil percibir a un elefante y a la hierba que la influencia de ese elefante sobre la hierba. Así, tendemos a valorar las cosas por lo complicadas que son, no por su complejidad. A pesar de que en esta última propiedad suela residir una mayor parte del valor y del conocimiento. Y también porque la red de interacciones de un sistema suele sobrevivir a sus miembros. Un elemento puede perderse pero eso no supone un problema siempre que otros puedan suplir la función que ejecutaba. El colapso por pérdida de complicación solo se presenta cuando el ritmo de pérdidas es más alto que el de sustituciones o cuando los desajustes creados por sustituir las interacciones originales por otras similares, aunque no iguales, se acumulan. El colapso por pérdida de complejidad podría suceder desde el primer momento o retardarse en el tiempo.

Y es que el tiempo es muy importante en los sistemas complejos. Es él el que evidencia los procesos, las interacciones no visibles. Pero no un tiempo lineal, no. Más bien un tiempo no lineal en el que aunque ocurran cosas no hay consecuencias durante intervalos muy prolongados; hasta que, de pronto, sucede una brusca transición entre modos de funcionamiento; de uno, con unas interacciones, a otro, con otras.

Los sistema complejos pueden ser automáticos o adaptativos. En los automáticos, los elementos no toman decisiones acerca de qué interacciones activar o no en función del contexto. En los adaptativo sí. Eso implica que debe existir una memoria, una percepción y, si es posible, una capacidad de predicción. La memoria contendrá un mapa de las posibles respuesta y las circunstancias en las que deban ocurrir. La percepción deberá obtener información ambiental o del propio sistema para poder construir buenas decisiones. Por otro lado, la predicción ayuda a que los continuos procesos de toma de decisión sucedan más rápidamente.

Pero en los sistemas complejos adaptativos también juega un papel la diversidad. Gracias a la diversidad las respuestas bruscas que ocurrirían solo con memoria, percepción y predicción se suavizan. Si todos los elementos respondieran en el mismo momento, las fluctuaciones serían mucho más intensas que si cada elemento pone en marcha su respuesta en valores diferentes del estímulo, si cada elemento tiene una sensibilidad distinta.

Ventilación en panal
Fuente: Wausberg en Wikipedia

Eso pusieron de relieve, en su estudio sobre abejas, Julia Jones y su equipo, de la Universidad de Sidney. Buscaban la razón de que la abeja reina tuviera varios apareamientos y de que les fuera mejor a las colmenas más diversas. Y encontraron que, en ese tipo de colmenas, las obreras que no son hermanas muestran distinta sensibilidad a la temperatura. Las colmenas se calientan porque hay individuos que están aleteando constantemente y sus músculos desprenden calor. Y se refrigeran si el aleteo se produce en la entrada y si una parte del enjambre abandona el nido. Y es que la temperatura tiene una incidencia notable sobre el desarrollo de las larvas y sobre los ataques parasitarios que puedan sufrir. En las colmenas menos diversas, el “termostato” es más homogéneo y el control de la temperatura es más inestable, menos fino. En las más diversas hay una puesta en marcha o un apagado gradual y eso hace que las variaciones térmicas sean mucho menores.

Este estudio permite ver a la diversidad como una propiedad importante de los sistemas adaptativos complejos, que suaviza los cambios de funcionamiento que las tomas de decisiones impliquen y estabiliza dichos sistemas.

Jones, J. (2004). Honey Bee Nest Thermoregulation: Diversity Promotes Stability Science, 305 (5682), 402-404 DOI: 10.1126/science.1096340