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Scritto da Giovanni Villani   
Venerdì 22 Gennaio 2010 18:36
Gli organismi viventi sono sempre stati differenziati concettualmente dalle entità fisiche inanimate. Uno degli scopi di questo lavoro è di evitare la dicotomia inanimato-animato che porta a due riduzionismi distinti per i due ambiti. La divisione tra sistemi aperti e sistemi chiusi è  funzionale a questo scopo. Questi due tipi di sistemi hanno caratteristiche molto diverse e rappresentano effettivamente uno spartiacque importante. Va comunque evidenziato che, sebbene i sistemi viventi siano i principali e più importanti sistemi aperti, il concetto di sistema aperto si applica anche in ambito fisico e in quello chimico e, come vedremo, anche in ambito sociologico. In quest’ottica la differenza tra sistemi non è, quindi, tra inanimato e animato, ma tra sistema aperto e sistema chiuso e questa differenziazione non è una dicotomia ontologica, ma due tipi differenti di modelli per i sistemi.

Nella rimozione della dicotomia animato-inanimato, un ruolo chiave è svolto dalla chimica. La sua autonomia, la sua irriducibilità, moltiplica le differenze e le stempera. L’idea generale è che gli enti strutturati/organizzati sono presenti in molti ambiti e, quindi, creano differenze epistemologiche e non dicotomie. La molecola è da questo punto di vista paradigmatica

Teoria autopoietica

Iniziamo con il chiarire i concetti principali della teoria autopoietica. Maturana e Varela in questa loro teoria si prefiggono uno scopo, come loro stessi dichiarano «Il nostro sforzo è di scoprire la natura dell’organizzazione vivente. Tuttavia, nel nostro approccio assumiamo come punto di partenza il carattere unitario del sistema vivente […] Pensiamo anche che il mantenimento dell’identità e l’invarianza delle relazioni definenti nelle unità viventi siano alla base di ogni possibile trasformazione evolutiva e ontogenetica nei sistemi biologici, e questo noi intendiamo esplorare. Così, il nostro scopo è: capire l’organizzazione dei sistemi viventi in relazione al loro carattere unitario».
  1. La struttura è la “particolare” realizzazione dell’organizzazione in una determinata macchina autopoietica.
  2. L’organizzazione di una macchina autopoietica è indipendente da molte proprietà dei suoi componenti e di questi c’interessa solamente il loro modo di funzionare all’interno della macchina.
  3. Ogni organismo vivente è un sistema, cioè è qualcosa di unitario. 
  4. Va subito precisato che l’uso al quale può venir destinata una macchina da parte degli uomini «non è un aspetto dell’organizzazione della macchina, ma del dominio nel quale la macchina opera, ed appartiene alla nostra descrizione della macchina in un contesto più ampio della macchina stessa».
Definizione:  «Le macchine autopoietiche sono macchine omeostatiche. La loro peculiarità, tuttavia, non sta in questo, ma nella variabile fondamentale che mantengono costante. Una macchina autopoietica è una macchina organizzata (definita come una unità) come una rete di processi di produzione (trasformazione e distruzione) di componenti che produce i componenti che: i) attraverso le loro interazioni e trasformazioni conti¬nuamente rigenerano e realizzano la rete di processi (relazioni) che li producono; e ii) la costituiscono (la macchina) come una unità concreta nello spazio nel quale essi (i componenti) esistono specificando il domi¬nio topologico della sua realizzazione in quella rete».

Per Maturana e Varela: «La nozione di autopoiesi è necessaria e sufficiente per caratterizzare l’organizzazione dei sistemi viventi» ed infine «un sistema vivente è specificato come un individuo, come un elemento unitario di interazioni, dalla sua organizzazione autopoietica».
Il concetto di autopoiesi separa il vivente dal non vivente, e dà, quindi, un’implicita definizione di vita, definizione che, come sempre, ritiene essenziali alcune cose e n’esclude altre dall’essenzialità. Per esempio, per i nostri autori, la riproduzione e l’evoluzione sono processi secondari, processi che non entrano nella definizione del vivente, essendo subordinati alla sua esistenza ed al loro operare come unità autopoietica.

I fenomeni biologici sono necessariamente fenomeni di relazioni tra processi che soddisfano l’autopoiesi dei sistemi viventi partecipanti. Di conseguenza, in nessuna circostanza un fenomeno biologico è definito dalle proprietà dei suoi elementi componenti, ma è sempre definito e costituito da una concatenazione di processi in relazioni subordinate all’autopoiesi di almeno un sistema vivente.

Molte sono le conseguenze dell’organizzazione autopoietica. Seguendo direttamente i nostri autori, vediamone le principali.

  1. Le macchine autopoietiche sono autonome. Esse subordinano tutti i cambiamenti al mantenimento della loro organizzazione, indipendentemente da quanto possono essere trasformate nel processo.
  2. Le macchine autopoietiche hanno individualità. Esse, tenendo la loro organizzazione come un invariante, mantengono attivamente un’identità.
  3. Le macchine autopoietiche sono delle unità esclusivamente a causa della loro specifica organizzazione autopoietica. 
  4. Le macchine autopoietiche non hanno né input né output. Esse possono essere perturbate da eventi esterni e subire cambia¬menti strutturali interni che compensano queste perturbazioni.
Essendo entità operanti nel mondo, le unità autopoietiche seguono le leggi della termodinamica e, in particolare, sono sistemi aperti. In particolare, le unità autopoietiche non solo sono aperte, ma devono essere aperte, per potersi mantenere costantemente lontane dall’equilibrio.

Un ultimo punto importante, sempre legato al (4), è che la continua corrispondenza tra condotta del sistema ed ambiente è il risultato della natura omeostatica della organizzazione autopoietica e non dell’esistenza di qualche rappresentazione nel sistema dell’ambiente e neppure è necessario che il sistema autopoietico abbia o sviluppi una simile rappresentazione per resistere in un ambiente che cambia.

Consideriao adesso lo schema di interazione sistema-ambiente proposto da Maturana e Varela. In particolare, per quanto riguarda lo scambio di energia e di materiale tra il sistema e l’ambiente, l’interazione perturbativa può essere una possibile scelta, ma a me non appare la più logica. A che serve questo tipo di interazione nella teoria autopoietica? Serve a isolare il sistema (vivente) dall’ambiente e, quindi, a poterlo definire in maniera indipendente dall’ambiente.
Dalle considerazione fatte, traspaiono tutti i problemi insiti nel ragionare esclusivamente nell’ottica degli stati dei sistemi isolati, nell’ottica esclusiva dell’individuo separato dal mondo, ed appare logico definire gli stati dei sistemi viventi in qualche modo che tenga conto dell’immersione costante nell’ambiente. Per parlare di qualcosa cui il lettore non specialista della meccanica quantistica è più abituato, diciamo che questo problema concettuale è molto più generale e lo possiamo esprime con un esempio. L’uomo è un animale sociale, diceva Aristotele. Questo significa che non nasce prima un uomo e poi entra a far parte di una comunità (stato), ma nasce già all’interno della comunità ed è sempre parte di una comunità e, quindi, nella sua definizione bisogna includere il rapporto con questa comunità.

Concentriamoci sul punto: un sistema autopoietico non possiede input ed output. A prima vista questo aspetto della teoria autopoietica può sembrare strano, se non incomprensibile, e, quindi, merita una trattazione più dettagliata per essere capito e vedere che cosa implica. Qualunque sistema, e quindi a maggior ragione quelli viventi, è inserito in un ambiente. Abbiamo visto come avviene per Maturana e Varela l’interazione sistema-ambiente rispetto all’energia e alla materia. Concentriamoci ora su un altro tipo di interazione tra sistema e ambiente: l’informazione che si possono trasmettere. L’idea corrente è che il sistema riceva da quest’ultimo una serie di input e rimanda ad esso degli output. Ovviamente Maturana e Varela non negano questa evidenza, ma scelgono di parlare di “perturbazione” subita dal sistema e “compensazione” interna. Lo schema è simile a quello precedente per l’interazione energetica o scambio di materia.

L’esempio classico è il computer. In un computer quando si introduce un input, dopo una serie di operazioni strettamente determinate esce un output. Il secondo schema, perturbazione-compensazione, invece vuole accentuare l’indipendenza del sistema dall’ambiente: quest’ultimo perturba il sistema che, tramite un processo attivo, compensa tale perturbazione. Noi crediamo che l’esempio del computer ci possa portare su di una strada sbagliata e che non occorra rimuovere il concetto di input ed output per distinguersi dal computer. Anche nell’ambito dell’informazione, il concetto di perturbazione, infatti, rappresenta una “chiusura” del sistema rispetto all’ambiente che non è accettabile.

Rispetto al computer, il sistema vivente è in grado di impedire sia l’ingresso sia di attivarsi dopo l’ingresso rispetto a qualcosa che è considerata “eccessiva” o “inutile” per esso. Questo ovviamente vale per le sostanze che circondano un sistema vivente (per esempio gli alimenti di una cellula), ma vale anche per l’informazione. È ormai una nozione universalmente accettata che i sensori che l’uomo ha verso l’ambiente non significano una recettività passiva di tutto quello che avviene intorno a noi, ma operano una scelta dell’informazione disponibile. In ogni momento della nostra esistenza non soltanto prestiamo attenzione, in modo conscio o inconscio, a qualche segnale, ma, anche e soprattutto, li selezioniamo attraverso quel processo che è noto come attenzione selettiva. Queste considerazioni ci fanno capire che non è necessario rinunciare ai concetti di input-output per evitare il determinismo del computer. È molto meglio introdurre una selettività, variabile nel tempo, per gli input per rimuovere questo determinismo e non perdere le “aperture” che necessitano ad ogni sistema vivente sul suo habitat e sulla sua storia.

Per Maturana e Varela, visto da un osservatore esterno, un sistema autopoietico è soggetto a due fonti di deformazioni: una è prodotta dall’ambiente esterno in quanto fonte di eventi indipendenti dall’organizzazione del sistema; l’altra fon¬te è costituita dal sistema stesso come fonte di stati che hanno origi¬ne dalle compensazioni delle deformazioni, ma che da sole possono costituire deformazioni che generano ulteriori cambiamenti com¬pensativi. Nella fenomenologia dell’organizzazione autopoietica, per il sistema, queste due fonti di perturbazioni sono indistinguibili, e in ogni si¬stema autopoietico sono intrecciate insieme. Così, sebbene in un sistema autopoietico tutti i cambia¬menti siano determinati internamente, per un osservatore la sua ontogenesi riflette in parte la sua storia di interazioni con un ambiente indipendente, il suo spazio fisico entro cui ha operato il sistema vivente.


Coerentemente con la mancanza di input, per i nostri autori anche nel caso della riproduzione, nozioni come codifica, messaggio o informazione non sono applicabili a tale fenomeno. Nel caso dell’evoluzione biologica, inoltre, essa è un fenomeno storico e come tale deve essere spiegata. Tuttavia, la storia di un fenomeno biologico non può servire come spiegazione biologica. Al massimo, la storia permette ad un osser¬vatore esterno di render conto dell’origine di un fenomeno (stato presente) inserendolo in una rete di stati che mutano con tempo. Per usare termini più semplici, per Maturana e Varela, la specie esiste come unità solo nel dominio stori¬co, mentre gli individui esistono nello spazio fisico.

Da quanto detto, è evidente che per Maturana e Varela la chiave per capire la fenomenologia umana è l’in¬dividuo e la sua organizzazione autopoietica.  Noi crediamo che la teoria autopoietica enfatizzi la “chiusura” circolare degli organismi viventi. In pratica, potrei definire la mia posizione come “autopoiesi aperta”, intendendo con ciò che gli esseri viventi sono delle unità (il termine “macchine” evitiamolo) autopoietiche (o autogenerative) in continua interazione tra loro (interazioni alla pari) ed immerse in un ambiente (inteso come interazione con qualcosa di molto più grande del sistema). Nella definizione del vivente va quindi tenuto conto di questa doppia apertura, oltre che dell’inevitabile chiusura.

Più condivisibile mi sembra la posizione di Morin. Per ogni essere vivente l’ecosistema è assai più di una riserva di cibo o di una fonte di neghentropia da cui l’essere ricava organizzazione, complessità, informazione. È una delle dimensioni della vita, non meno fondamentale dell’individualità, della società, del ciclo delle riproduzioni. L’ambiente coopera, infatti, in permanenza con l’organizzazione degli esseri viventi che sono, quindi, in permanenza eco-dipendenti. Gli esseri eco-dipendenti hanno una doppia identità: un’identità propria che li distingue e un’identità di appartenenza ecologica che li collega al loro ambiente.  L’apertura del sistema è, quindi, assai più radicale di quella termodinamica. L’apertura è una nozione ad un tempo organizzazionale, ecologica, ontologica, esistenziale. Questa nozione di portata polidimensionale richiede una completa riorganizzazione intellettuale.

Vi sono ancora due aspetti fondamentali che vorremmo in questo contesto, seppur brevemente, citare: uno riguarda tutti gli esseri viventi e l’altro l’uomo.
Quella ecologica è, per così dire, un’apertura “spaziale” nel senso che l’essere vivente è immerso in uno spazio, vivente e non. Esiste poi un’apertura “temporale”. Qui non vogliamo intendere il tempo di vita dei singoli esseri viventi, ma il fatto che al loro interno esiste un qualcosa che li trascende temporalmente sia verso il passato sia verso il futuro: il loro patrimonio genetico. Il patrimonio genetico di ogni individuo è qualcosa che viene da lontano nel tempo, dalla notte dei tempi, dalla nascita della vita e che si protende nel futuro. Questa entità trascende gli individui e crea una storia naturale in cui posizionarli. Questo vale per tutti gli esseri viventi, dai monocellulari all’uomo e questa trascendenza temporale, tramite la riproduzione, è parte definitoria del singolo individuo.
Per l’uomo, poi, esiste un’ulteriore trascendenza spazio-temporale che è quella della società in cui nasce e vive e che è parte dell’individuo, che lo relaziona al tutto, non meno di quella ecologica, al suo ambiente “umano”. Parte integrante di questa trascendenza umana è la cultura che non è l’elenco dei “grandi” del passato o delle loro opere, ma la stessa vita “interiore” di ognuno, che tutti, chi più e chi meno, contribuiamo a creare e propagare. La parte ecologica e sociale dell’uomo ha fatto parlare Morin di auto-eco-socio-organizzazione. Noi crediamo che Maturana e Varela con la loro teoria autopoietica hanno staccato troppo, chiudendolo in se stesso, l’individuo da tutto ciò cui appartiene. L’autopoiesi aperta, di cui noi ci facciamo promotori, dovrebbe recuperare questi aspetti, senza perdere gli importanti concetti dei due autori cileni.

Fine e finalismo nei sistemi viventi

Il concetto di “fine” è fondamentale per i sistemi, ma di solito tale concetto è stato riservato ai sistemi viventi o, addirittura, solamente alle azioni umane. Noi riteniamo, invece, che l’uso dei concetti di fine e di scopo possa essere esteso a tutti i sistemi, come da noi definiti, e, quindi, tali concetti sono applicabili in tutte le discipline scientifiche che studiano realtà strutturate. Per essere più preciso, propongo di considerare il concetto di fine, applicato alla descrizione di un sistema, proprietà sistemica. Lo scopo e il fine sono, infatti, proprietà sistemiche perché rivestono un “significato” per l’intero sistema (e non per qualche suo componente).

Non crediamo si possa negare che tutti i sistemi reagiscono all’ambiente in modo da resistere alle sue modificazioni e di assicurarsi la continuità e questa caratteristica è connessa ai concetti di scopo e fine. Per i sistemi inanimati, la continuità del sistema rispetto alle perturbazioni esterne è espressa dal principio di Le Châtelier e  Le Châtelier-Braun. Se un sistema è spostato dal suo stato di equilibrio da una perturbazione generata dall’esterno, dal principio di Le Chậtelier sappiamo che questa perturbazione crea nel sistema un processo spontaneo che tende a ridurre l’effetto perturbatore; ma, nello stesso tempo, essa induce indirettamente altri processi interni, i quali, secondo il principio di Le Chậtelier-Braun, tendono anch’essi a ridurre l’effetto della perturbazione. Per i sistemi viventi, Taylor definisce dotata di scopo (purposeful) un’azione se essa modifica il sistema in modo da conseguire la propria meta al variare delle circostanze esterne. Esaminando le attività degli organismi viventi si incontrano numerose prove che questo è proprio ciò che accade. Il perseguimento di una meta può essere considerato «una proprietà sistemica oggettiva, la quale costituisce la natura stessa dell’organizzazione biologica» come ci dice Sommerhof . Tale proprietà è da lui chiamata “correlazione direttiva” tra le azioni di un animale (o di una persona umana) da un lato e i cambiamenti ambientali dall’altro

 La correlazione è resa possibile dall’informazione di cui gli organismi dispongono grazie alla loro storia. La possibilità di immagazzinare informazione non è una caratteristica esclusiva delle forme viventi, ma il modo in cui lo fanno è caratteristico degli organismi viventi e non si incontra in altri settori della natura. Tutti gli esseri viventi, infatti, immagazzinano informazione in due modi: l’informazione recente (l’esperienza) è immagazzinata nel cervello (o in qualcosa di più rudimentale negli organismi più semplici) e l’informazione remota è immagazzinata nel Dna.

In pratica possiamo riassumere il tutto con l’espressione: «Il fine è una proprietà sistemica». Questa asserzione è fondamentale in due sensi. La prima parte dell’asserzione ci dice che il fine è una “proprietà” al pari di altre proprietà e poi aggiunge non dei componenti o di alcuni di essi, ma della totalità che chiamiamo sistema. Questo non esclude che vi sia un fine “esterno” al sistema e che connetta il sistema ad altri sistemi nello stesso e in altri livelli di complessità, ma l’aver considerato un fine interno al sistema significa dire che l’organizzazione delle parti genera una funzione che è propria di quel sistema indipendentemente se dall’esterno tale funzione sia riconosciuta ed integrata in altri sistemi.

Ovviamente non va inteso che il sistema, soggetto e oggetto delle mutazioni, abbia scelto di compiere quelle azioni per ottenere quel fine, ma il risultato è proprio quello: il sistema sussiste in quelle azioni che diventano sue espressioni.

Tali argomenti sono stati sviluppati nelle parti generali del mio libro Complesso e Organizzato. Sistemi strutturati in fisica, chimica, biologia ed oltre, (Franco Angeli, Milano, 2008). Si riporta qualche breve pezzo significativo.

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Ultimo aggiornamento Venerdì 22 Gennaio 2010 19:11