¿De dónde emerge el orden?

Molecular Biology of the Cell, cuarta edición disponible en ncbi

Buena pregunta, Sampedro. De hecho es una de las mejores que se pueden hacer en estos tiempos abrumados por la masa de los datos y el saldo de las ideas. ¿Nos dirán los genomas cómo funciona un cuerpo, las neuronas cómo se cura un desengaño, los mercados cómo se gobierna un pueblo? ¿O acaso el cuerpo, la mente y la gente son más que la suma de sus partes en algún sentido que impida deducirlos de éstas?

¿Emergerá de Internet un orden espontáneo, del 15M una corriente de pensamiento político, de la ambición personal una sociedad autoorganizada? Nada de eso parece fácil. Un sistema emergente no es una mera suma de cosas, sino que de algún modo tiene que inventar un nivel de organización para ellas: un nuevo todo coherente, una especie de nuevo concepto.

Y sin embargo la emergencia es muy común en la naturaleza. Ni el hidrógeno (H) ni el nitrógeno (N) huelen a amoniaco (NH3): el olor a amoniaco es una propiedad emergente. Las leyes de los gases también lo son, porque se deshacen cuando el sistema tiene solo unas pocas moléculas, y ni siquiera tienen sentido cuando solo tiene una. De modo similar, los genes no tienen más que cuatro compuestos químicos muy simples (las cuatro letras del ADN, a, c, g, t), pero saber esto no ayuda mucho a entender cómo se reproducen los seres vivos.

La propiedad emergente de los genes --la que permite a cualquier ser vivo sacar copias de sí mismo-- es la afinidad selectiva (complementariedad, en la jerga). En la doble hélice del ADN, si una de las hileras dice gagag, la otra solo puede decir ctctc. De ahí que, si separas las dos hileras, cada una puede reconstruir a la otra.

Los nanotecnólogos llevan unos años explotando la complementariedad del ADN para diseñar nuevas estructuras microscópicas capaces de autoorganizarse, como en esta imagen:



 Quantitative prediction of 3D solution shape and flexibility of nucleic acid nanostructures, NAR

Un logro reciente muy notable es la capacidad de las ristras de ADN con secuencias complementarias (como las gagag y ctctc de nuestro ejemplo, aunque algo más largas) de formar espontáneamente un cristal líquido, el estado de la materia con lo mejor de dos mundos --orden cristalino, libertad líquida-- en que se basan las pantallas de las teles, los ordenadores y los teléfonos actuales. Jugando con la secuencia de las ristras se pueden conseguir cristales líquidos con nuevas propiedades, lo que ha convertido el viejísimo arte de escribir frases de ADN en un epítome de la vanguardia tecnológica.

Y aún más notable es lo que acaba de descubrir el equipo de Noel Clark, del centro de investigación en materiales de cristal líquido de la Universidad de Colorado en Boulder: que no hace falta ningún humano que amañe las secuencias. El viejo y honorable azar se basta por sí solo. Clark y sus colegas han sintetizado una mezcla azarosa de todas las posibles ristras de 20 letras de ADN (attgactc...). Pese a que la mezcla contiene un billón de secuencias distintas (4 elevado a 20), las ristras complementarias se las apañan, paso a paso en una jerarquía de apareamiento creciente, para encontrar su camino hacia el cristal líquido.

Se trata de un caso palmario de orden emergente. Tal vez, después de todo, uno más de los que ya ensayó la naturaleza 4.000 millones de años atrás.

 

Comments

[Publicado por: Manu]

Comparto un libro muy interesante:

"Information and the nature of realiy from Physics to Metaphysics" Edited by Paul Davies and Niels Henrik Gregersen --- Cambridge University Press

En este libro habla de como la información juega un papel fundamental en casi todos los procesos y que se ha de considerar sumada al tan usado concepto de energia.

Realidad=Energia+Informacion

Saludos

[Publicado por: Rubén]

Javier, llevo leyéndote desde el primer artículo pero hoy me he animado a escribirte. Sólo quería darte la enhorabuena, y decirte que me he acordado mucho de este blog al ver este entretenido vídeo en New Scientist (por cortesía de @minutephysics): http://www.newscientist.com/blogs/nstv/2012/01/one-minute-physics-how-stones-get-their-shape.html?DCMP=OTC-rss&nsref=online-news

PD: te propongo que un día nos hagas una selección de libros recomendados. Me encantaría conocer tus sugerencias. Yo pongo la primera: "La rebelión de las formas" de Jorge Wagensberg.

Un saludo!

[Publicado por: Manu]

Se me ocurre una posible explicación:

Imaginemos un cuadrado en el que distribuimos los las cuatro letras del ADN (a,c,g,t) supongamos un principio universal aplicable siempre (el principio de conservacion de la energia o tambien 0,0 centro de coordenadas.

-1,1 a-------|--------g 1,1

------|-------0,0------|----------

-1,-1 c--------|--------t 1,-1

Para explicar la razon del orden subyacente solo hay que pensar que en el inicio era un punto (dimension 0) 0,0 luego una recta (dimension 1) -1,0------1,0 y posteriormente un plano formado por los vertices de un cuadrado como el dibujo (dimension 2) . en esta progresión se ve que se respeta el principio de simetria o (se le podria llamar de conservacion de la energia manifestada como forma). De esta manera no nos alejamos del origen era la nada que da lugar a todo 0=infinito o sea dejamos que se manifieste eso que algunos llamamos Dios . Para formar cristales de mas dimensiones habria que respetar este principio creciendo multidimensionalmente. Parece muy complicado pero es tan cierto que dejamos que es mantener el equilibrio significa dejar que la vida perdure y se manifieste.

Bib, bip, bip

[Publicado por: la cuarta horizontal]

viajes multidimensionales

[Publicado por: elhos]

Quizás es que a la Naturaleza le gusta que las cosas estén ordenadas. O es así como lo vemos/percibimos. Parece poco científico, pero es simple y no hay que ir muy lejos. Sólo hay que mirar las fotografías que ilustran este artículo.

[Publicado por: Manu]

Este blog me parece genial y quizas lo que se pide en el nos supera a todos los que hemos participado . Pero como me encanta la radioafición me dedicare a transmitir al espacio lo que necesitamos y quizas recibamos ayuda en algun momento desde fuera. El encontrar "El cristal liquido" en el que se unen la estructura con lo liquido y que gracias a su unión permite que la vida exista. Una estructura sola esta muerta y un medio liquido solo se evapora si no cristaliza de alguna manera. La unión de ambos mundos es necesaria e imprescindible para que surja algo nuevo bajo el sol. Y esperemos recibir las inspiraciones desde arriba. Saludos y a ver si disonemos pronto del catalizador que ayude a obtener pronto el deseado cristal liquido.

Sera cuestion de tener las antenas preparadas para cuando recibamos la soluciones a nuestras necesidades.;-)

[Publicado por: bofetos]

A mí me sigue sorprendiendo la morfología de las nueces Manu. Gracias por las recomendaciones.

[Publicado por: Manu]

Bofetos, hay libros que los escriben hombres para dar luz a los demás y quizas tardan muchos años en escribirlos. Pero hay un libro que lo escribe la creación y lleva 13.500 millones de años haciendolo. En él, nos explica todo lo que necesitamos saber y pienso que ese es el gran libro. Hay dos libros muy interesantes que hablan de como el hombre intenta leer en él para ser mejor. uno es " Biomimesis (autor Benyus Janine M) Metatemas ISBN 978-84-8383-399-5. Otro libro es: "La industria de la Naturaleza" (Autor: Benjamin Gomez ) Editorial Frame Publishers. Ambos son libros que irradian belleza y armonia y explican como el gran libro que ha escrito la creación gracias al ruido y a la energia e información que guia a la evolución nos lleva al encuentro con lo sublime y trascendente. Espero que los disfruteis igual que yo. Un abrazo

[Publicado por: bofetos]

Manu, para eso deberían servir los comentarios. Ha salido Dios, se ha mezclado el ruido con las nueces, el abono y la espumilla, las supernovas y el cristalino, y yo personalmente no he sacado absolutamente nada de los comentarios o, mejor dicho, nada nuevo que no haya leído en un libro con mucho más orden y concierto. Pero es lo que ocurre en cualquier blog, esperar más de un blog es absurdo. Son los componentes de partida del experimento junto con algo más aparentemente desconocido los que determinan la emergencia o no de algo nuevo bajo el sol.

[Publicado por: Manu]

Bofetos el secreto del aparente desorden es que cada uno ve en él la respuesta a sus preguntas. Y aunque no aparece como una conclusión clara. A cada uno de los participantes en el debate le da algo de claridad sobre sus metas. Yo estoy muy agradecido a todos los que han participado en el debate y pienso que ha sido muy enriquecedor y positivo.

[Publicado por: bofetos]

Siento decir que de este debate no emerge nada. Un mal experimento sin armonía y con mucho ruido que convierte el desorden en más desorden, sin energía.

[Publicado por: Manu]

Hay una nueva teoria muy interesante de Roger Penrose que propone la idea de multiversos ciclicos. No me la he estudiado pero promete.. Para quien le interese el libro es:
"Roger Penrose Ciclos del Tiempo Una estraordinaria nueva visión del universo" Editorial Debate (Autor Roger Penrose"). Saludos

[Publicado por: Luis]

¿Hacia el orden o hacia el desorden? Esto emana de una concepción lineal del tiempo. A ver si las cosas van a ser ciclicas como dicen los orientales y se suceden el orden y el caos.

[Publicado por: Manu]

Esta noche he reflexionado sobre lo que hemos debatido y algunas cosas que hemos dicho y pienso que hay contradicciones. Por un lado la existencia de un universo con leyes cambiantes no parece muy coherente . Pero quien sabe si no es que estamos viendo las cosas restringiendo grados de libertad al sistema. La teoria M habla de 10 u 11 dimensiones de la existencia. Quedemonos con el 10 los antiguos lo consideraban sagrado y de estas cosas sabían. Pues bien, si la realidad tiene 10 dimensiones y un orden y armonía absolutos en ella , podría ser que el aparente cambio de leyes de la fisica en el universo no sea más que solo captamos aspectos parciales de su expresión. Propongo un experimento: ¿como se veria una esfera si la cortamos con un plano de dos dimensiones? Pues la veremos como circulos o elipses según nuestro punto de vista. Si vamos moviendo ese plano por la esfera veremos que cambian . Pero en realidad la esfera es la que es. Quien sabe si no nos estara pasando lo mismo a nosotros al movernos por el universo de 10 dimensiones en una brana de menos dimensiones. Con lo cual eso que dijo Einstein de que Dios no juega a los dados parece que podría tener más razon que un santo. Lo dejo abierto al debate...

[Publicado por: Eldru]

No entiendo nada o casi, pero me gusta. Hay que imaginar mucho sobre lo que hay detrás e influye. Muy complejo y muy fantasioso.

[Publicado por: Manu]

Isabel Mar eso dejemoslo para los teologos , Yo solo dejo una pregunta en el aire. ¿De donde surge la energía e información que permite estructurar el orden a partir del caos? ¿Como es que del caos surge un orden que recursivamente y gracias al ruido genera un orden mayor? Es una pregunta abierta al debate. Buenas noches y mañana sera otro dia si Dios quiere. Saludos

[Publicado por: Isabel Mar...]

MAGIA! ... Sin Dios?

[Publicado por: María Docavo]

Y sin embargo el Universo no permite que se de el orden a no ser que sea a cambio de un desorden mayor. http://latransicionmariadocavo.blogspot.com/2011/06/entropia.html

[Publicado por: Einstein]

.........´Nada es demasiado maravilloso para ser cierto.

[Publicado por: groucho]

No existe ninguna posibilidad para que un sistema se ordene ,sin la ayuda incomensurable de una explosion supernova,que comienza desordenadamente su final.

[Publicado por: danton]

Entropia progreso para la destruccion.O destruccion creativa.

[Publicado por: menina]

pero lo de las botas no no lo vayas a comentar que las astrofisicas son muy largas

[Publicado por: Laika boca a boca]

Menina, las botas en la Luna estan al 50% de descuento porque se llenan enseguida de polvo lunar y nadie las quiere.
No es por nada pero el universo tiene una de mierda...
aquí hay un caos que no se está queriendo decir...

[Publicado por: menina]

Perra Laika, cómo estan las rebajas en la luna, está afectando los recortes a los selenitas?

[Publicado por: Laika boca a boca]

borra ese Caos, corre!!