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Mariana Benítez y Pedro Miramontes      
               
               
En medio del caos habitual del escritorio se asoma el borde
de una fotografía; la deslizamos suavemente bajo el peso del montón de papeles. La imagen tiene una leyenda: “Waddington Memorial Conference, Oaxtepec, Morelos, del 6 al 12 de septiembre de 1987”. Es larga y hay dos filas de gente. En la primera están sentadas algunas celebridades reconocibles por aquellos con una mediana cultura científica; podemos ubicar a René Thom, quien en 1958 obtuvo la medalla Fields (la máxima distinción en matemáticas), flanqueado por Christopher Zeeman, destacado topólogo británico, y Brian Goodwin, uno de los creadores de la escuela estructuralista de la biología evolutiva. En el lugar central se halla Germinal Cocho, quien fue el anfitrión que convocó a esa conferencia en honor a Conrad Hal Waddington, en la que participaron personajes importantes para la historia de la ciencia en México: Guillermo Gómez, Santiago López de Medrano y Francisco Lara Ochoa, quien a la postre dirigiría el Instituto de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México y encabezó el comité organizador de la reunión, junto con otras personalidades como Peter Saunders, popularizador de la teoría de catástrofes (por cierto, concebida por Thom), Rafael Pérez Pascual, Julio Collado y varios más (figura 1).


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Figura 1. Asistentes a la Conferencia Waddington en Oaxtepec, México, 1987. De izqiuierda a derecha. Sentados: no identificado, Lynn Trainor, Mark Chaplain, no identificado, Paul Davies, Brian Goodwin, René Thom, Christopher Zeeman, Germinal Cocho, Peter Saunders, Mae Wan Ho, no identificado, Miguel Ángel Jiménez Montaño, no identificado, Bernardo Huberman, Lewis Wolpert, no identificado, José Luis Rius. De pie: Augustus van Gol, Jaime Lagunez, Leonel Torres, Matilde Moreno, Enrique Buzo, Wilhelm Hansberg, Rafael Pérez Pascual, Francisco Lara Ochoa, Pedro Miramontes, Adolfo Franco, Santiago López de Medrano, Guillermo Gómez, Julio Collado, José Antonio Gómez, Faustino Sánchez Garduño, no identificado, Nina Pastor, no identificado, Carlos Bunge, Francisco Gómez Mont, Alejandro Garciarrubio, Iván Ortega Blake.


¿Quién fue Waddington? ¿Cuál fue el tema de esa conferencia? ¿Qué consecuencias tuvo? La respuesta a esas y otras preguntas constituyen el cuerpo del presente ensayo. Por el momento basta con decir que lo estamos escribiendo en septiembre del 2017 justamente para conmemorar el trigésimo quinto aniversario de tal reunión como un homenaje a todos los que ahí concurrieron y de especial manera a sus inspiradores; Germinal Cocho y Conrad Hal Waddington.
 
Serbelloni en el Lago Como
 
Sin duda, ha habido conferencias científicas que han dejado huella en la historia, ya no digamos de la ciencia, sino de la humanidad. Una de ellas, quizá la más conocida, fue la Conferencia Solvay de 1911. Financiada por el capital del industrial belga Ernest Solvay, se llevó a cabo en la capital del reino de los belgas. El director del comité científico fue ni más ni menos el descubridor de las transformación que lleva su nombre: Hendrik A. Lorentz. Asistieron, por estricta invitación, gigantes de la talla de Marie Curie, Henri Poincaré, Albert Einstein y Max Planck, entre otros. El tema no hubiera podido ser más candente: radiaciones y cuantos. Apenas diez años antes, Planck había iniciado —muy a su pesar— una revolución en la física: el descubrimiento de que la energía electromagnética no se transmite como un continuo sino que lo hace en paquetitos llamados precisamente quanta.
 
Las Conferencias Solvay continuaron pero nunca volvieron a alcanzar la trascendencia de la primera y la quinta, que tuvo lugar en 1927 y donde se discutió la consolidación de la mecánica cuántica como la teoría que explicaba los fenómenos de la naturaleza a escalas muy pequeñas.
 
Aquí vamos justamente a recordar otra serie de conferencias científicas que desafortunadamente ha caído en el olvido para la mayoría, pero que sin duda la historia se encargará de asignarle un lugar trascendente en la evolución de la ciencia. Nos referimos a las Conferencias Waddington. Las primeras cuatro llevaron el nombre de “Hacia una biología teórica” y tuvieron como escenario Villa Serbelloni, en Bellagio, a orillas del Lago Como en el norte de Italia (recuadro). Las conferencias fueron financiadas por la Fundación Rockefeller, propietaria de la villa conocida como Palacio Bellagio y que actualmente es un hotel de lujo (por módicos 9600 pesos mexicanos actualmente se puede pernoctar ahí).
 
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En los años sesentas del siglo pasado, la biología vivía un buen momento: John Kendrew había descubierto la estructura de la hemoglobina, Lynn Margulis había propuesto la teoría endosimbiontica, Fred Sanger utilizó técnicas de cromatografía para secuenciar fragmentos de arn, se había probado la vacuna contra el virus de la poliomielitis y se habían hecho los primeros trasplantes de riñón y corazón. En la década anterior se habían descubierto, entre otras cosas, la estructura de doble hélice del adn y el código genético. En el resto de la ciencia se había confirmado la hipótesis del big bang gracias a las observaciones de Arno Penzias y Robert Wilson, el modelo de la deriva continental se había comprobado y la Unión Soviética había puesto al primer humano en el espacio.
 
En este ambiente, Conrad Hal Waddington decidió convocar a una pléyade de científicos a reunirse en Villa Serbelloni para discutir si el momento era el adecuado para poder plantear una estructuración teórica de la biología o —como se dijo entonces— la existencia de una biología teórica.
 
El club de la biología teórica
 
Para comprender y ubicar el proyecto de “Hacia una biología teórica” es necesario remontarnos en el tiempo y descubrir la carrera de Waddington, sus aportes, su tiempo y circunstancia.
 
Conrad Hal Waddington nació en 1905 en Worcestershire, Inglaterra y falleció sesenta y nueve años después en Edimburgo, Escocia. Estos datos nos señalan que vivió su primera juventud y recibió su educación formal en Gran Bretaña justo en el periodo entre guerras, que fue de una gran riqueza intelectual en Europa. Las urbes del viejo continente eran un hervidero de creación intelectual: Berlín, París, Londres, Viena, tanto vencedores como vencidos de la Gran Guerra, experimentaron un renacimiento intelectual refrescante después de un breve periodo de romanticismo tardío que se caracterizó por su ataque contra los intentos de comprender la naturaleza mediante las herramientas de la razón. El epítome de esta actitud anticientífica lo constituyó el libro tristemente celebre La decadencia de Occidente de Oswald Spengler. La influencia que éste tuvo sobre el origen del nazismo podría ser materia de otro ensayo.
 
En particular, y de manera casi simultánea, se fundan tanto en Viena como en Cambridge sendos proyectos de biología teórica. Por el lado austríaco destaca Ludwig von Bertalanffy, reconocido filósofo y biólogo al que se le rememora por la paternidad de la teoría general de sistemas. El grupo de biología teórica de Viena y el de Cambridge tuvieron un intercambio muy activo y bien valdría la pena elaborar un estudio acerca de su influencia mutua y sus repercusiones posteriores. Waddington frecuentaba un círculo de humanistas y científicos progresistas que tuvieron una gran influencia de la clase intelectual británica. Podemos imaginarnos las tertulias y discusiones entre Waddington y, por ejemplo, John D. Bernal, el biofísico y militante de izquierda que diseñó las técnicas de la cristalografía de rayos X para el análisis de biomoléculas (en particular, su estudiante Rosalind Franklin fue quien obtuvo las imágenes del adn que a la postre permitirían a Francis Crick y James Watson deducir la estructura helicoidal del polímero). También era asiduo a esas reuniones Joseph Needham, quien por amor e ideología cambió una brillante carrera como bioquímico por una de historiador y sinólogo. Otros nombres del círculo son el famoso C. P. Snow, quien adquirió notoriedad por destacar el insalvable divorcio entre las ciencias y las humanidades, y Gregory Bateson, introductor de las teorías de sistemas a las ciencias del comportamiento.
 
La biología teórica
 
El término biología teórica no era nuevo. Ya se habían publicado propuestas desde comienzos del siglo xx por académicos tales como Max Hartmann y Hans Przibram y algunos otros que no vale la pena mencionar pues su inclinación por el vitalismo los ha hecho quedar fuera de lo que hoy se considera el consenso científico. Hartmann fue biólogo competente recordado por sus aportaciones en el campo de la fertilización en protozoarios y algas, y sus ideas acerca de la biología teórica las publicó como ensayos más filosóficos que científicos. Por otra parte, Przibram ha sido injustamente olvidado pues fue uno de los precursores del estudio del papel de las fuerzas físicas en la determinación de las formas vivas. En ese sentido, se le debe considerar un par de D’Arcy W. Thompson. Przibram murió en un campo de concentración nazi en la Chequia y D’Arcy Thompson nos legó un obituario muy emotivo que fue publicado en 1945 en la revista Nature.
 
No debe confundirse la biología matemática con la biología teórica. La primera se refiere al trabajo, principalmente, de matemáticos interesados en una matemática inspirada por la biología y que normalmente elaboran modelos matemáticos de fenómenos biológicos con la intención de profundizar en su conocimiento y discernir el papel biológico de los parámetros de tales modelos.
 
Por su parte, la biología teórica pretende encontrar leyes fundamentales de la materia viva que, análogamente con la física teórica, permitan el desarrollo del conocimiento biológico a partir de leyes y primeros principios. La biología teórica también dialoga con la filosofía y la historia, pero justamente ha sido el paralelismo con la física teórica el principal obstáculo al desarrollo de una biología teórica, pues tanto la terminología física como los métodos de trabajo de sus profesionales no son del completo agrado de la comunidad de la biología. Cabe señalar que hay una gran molestia cuando se pretende argumentar que la biología se reduce a la física, lo cual es una gran tontería, como también lo es pensar que la biología se puede sustraer de la física.
 
El fondo de la divergencia entre físicos y biólogos es artificial. No hay nada más ilegítimo que la división entre disciplinas en las ciencias naturales. Hoy estamos viviendo un momento liberador que propugna por el estudio de la ciencias sin pertenencia a campos cerrados a los demás. No tiene sentido pelear sobre cuándo la química prebiótica deja de ser química para volverse biología o cuándo los agregados moleculares dejan de ser física para volverse química. El objeto de la ciencia es la naturaleza y la naturaleza tiene leyes y principios que pueden ser descubiertos. La cuestión de si existe o no una biología teórica es equivalente a si ya estamos en capacidad de poder indagar la existencia de leyes en la materia viva que nos permitan producir nuevo conocimiento a partir de sus consecuencias y luego validar ese conocimiento mediante la acumulación de evidencia observacional o por medio de experimentos. Un bello ejemplo que nos llena de optimismo son la leyes de la alometría, que el mismo Ludwig von Bertalanffy derivó a partir de los primeros principios —tasas de metabolismo y catabolismo— de las relaciones entre las magnitudes de una gran clase de organismos (se sugiere consultar La matemática del crecimiento orgánico de Faustino Sánchez Garduño y José Luis Gutiérrez). Otro caso que ilustra a la perfección el entramado inseparable de la biología y la física es el de los ritmos circadianos. Es claro que los seres vivos han evolucionado bajo restricciones físicas ineludibles, como el tránsito de la noche al día, y que ello ha moldeado los patrones del sueño. Leon Glass y Michael Mackey han hecho progresos teóricos espectaculares en el tema de los relojes biológicos y el premio Nobel de 2017 en Fisiología o Medicina fue concedido a Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young por dilucidar los mecanismos moleculares justamente de los ritmos circadianos.
 
Waddington
 
Con estos antecedentes, no es de extrañar que un intelecto brillante como el de Waddington haya destacado y que ya fuera una personalidad reconocida cuando convocó a reflexionar en torno a la biología teórica en Serbelloni. El trabajo que Waddington desarrolló a lo largo de su vida impactó el pensamiento teórico en la biología de forma contundente. Basta mencionar que algunos de los reportes publicados por él en los cuarentas y cincuentas se titulaban “Canalización del desarrollo y la herencia de caracteres adquiridos” y “Asimilación genética de un carácter adquirido”. En estos trabajos, Waddington proponía la asimilación genética como un proceso para explicar el hecho de que algunos organismos expuestos a cambios ambientales generan cambios fenotípicos heredables que luego se incorporan al genotipo. Lo más provocador de su propuesta radicaba quizá en el hecho de que Waddington veía la plasticidad del desarrollo, es decir, al efecto del ambiente en el desarrollo, como un factor tan importante como las mutaciones genéticas en la generación de nuevas formas y comportamientos. La plasticidad se manifiesta, por ejemplo, en las diferentes formas, tamaños y colores que exhiben las hojas de una misma especie de planta dependiendo de las condiciones de luz y de disponibilidad de nutrimentos y agua.
 
Al momento de su publicación, los creadores de la llamada síntesis moderna de la teoría evolutiva criticaron y descartaron la propuesta de asimilación genética porque, decían, constituía una forma de herencia lamarckiana, burdamente asociada al crecimiento de los cuellos de las jirafas. Sin embargo, las ideas de Waddington respecto del papel de la interacción del organismo con su ambiente han sido retomadas junto con propuestas como las de J. M. Baldwin e I. Schmalhausen, y en la actualidad alimentan una de las áreas más activas y prometedoras de la biología evolutiva y del desarrollo. De hecho, se han repetido y documentado nuevos experimentos que muestran la factibilidad de la evolución por asimilación genética y la importancia de la interacción organismoambiente en la evolución. Entre ellos destacan los trabajos desarrollados con la mosca de la fruta, la oruga Manduca sexta y diversas especies de plantas. En todos estos trabajos, la referencia al marco teórico y a los experimentos mentales y prácticos desarrollados por Waddington es inevitable.
 
Por otra parte, también fue en los cuarentas y cincuentas cuando los estudiosos del desarrollo de los animales se volcaron a la búsqueda de sustancias o moléculas organizadoras que permitieran explicar cómo un pequeño conjunto de células parecía instruir la formación de estructuras y ciertos tipos de células durante la embriogénesis. Waddington mantuvo una postura crítica ante la manera en que estaba haciéndose la pregunta de investigación. Con su visión integral, y permeada por conceptos de las matemáticas de los sistemas dinámicos, previó que no se encontraría una única sustancia organizadora, sino que la determinación de tipos celulares y la formación de patrones y estructuras durante el desarrollo dependía de la interacción compleja de varias moléculas y los factores ambientales.
 
Fue entonces cuando Waddington desarrolló el concepto de paisaje epigenético, un paisaje hipotético con crestas y valles sobre el que un balín recorría los caminos posibles. Este paisaje y sus caminos, proponía, podían entenderse como las trayectorias que sigue el desarrollo de un organismo —el balín. Continuando con esta idea, sugería que la forma o topología del paisaje, y por lo tanto las trayectorias posibles, está determinadas por elementos que pueden corresponder a genes o moléculas que interactuan entre sí. No es la intención de este ensayo profundizar en dicho concepto, pero cabe mencionar que la noción de paisaje epigenético ha permitido plantear y poner a prueba hipótesis que ahora nos permiten entender mucho mejor los procesos detrás de la formación de tipos celulares, patrones y estructuras en los seres vivos. Esta idea ha sido retomada y enriquecida con propuestas como las de Stuart Kauffman, otro de los asistentes a Serbelloni, para poder entender la dinámica colectiva de los genes y otros factores en el desarrollo de las plantas, los animales e incluso de algunos organismos unicelulares que exhiben distintos tipos o estados celulares a lo largo de su ciclo de vida.
 
Finalmente, Waddington hizo contribuciones notables no sólo al estudio de la evolución y el desarrollo de los seres vivos, sino que cuestionó y reflexionó profundamente sobre la manera en que nos enfrentamos al estudio de la complejidad, y en particular de la biológica. En su libro Herramientas para el pensamiento propone una serie de principios o herramientas que pueden ayudar a estudiar un mundo sumamente complejo y rápidamente cambiante. En este texto se reivindica la necesidad de cuestionar continuamente sobre cómo y por qué se investiga, mostrando que, de no hacerlo, se termina participando en programas de investigación dominantes que pueden tener importantes sesgos y limitaciones desde el punto de vista científico y en su relación con gobiernos, empresas y ejércitos. Su libro invita a aproximarse con una serie de propuestas concretas a los comportamientos difíciles de predecir, a los fenómenos que surgen de interacciones de diversos factores y, en general, a un mundo necesitado de profundas transformaciones.
 
Foto de grupo en Oaxtepec
 
De los asistentes a las Conferencias Waddington en Serbelloni, unos cuantos sobrevivieron y pudieron acudir a la convocatoria de Germinal Cocho para asistir a la reunión de Oaxtepec. Desafortunadamente, Conrad Waddington falleció en 1975. Otros brillantes científicos tomaron rumbos que los alejaron de la inquietud de trabajar en la biología teórica. Uno de ellos fue John Maynard Smith fallecido en 2005, autor del excelente texto Mathematical Ideas in Biology, quien enfocó su trabajo por los rumbos más conservadores del neodarwinismo y en cuyos últimos libros ya se deja entrever un posible acercamiento con la biología de sistemas.
 
Brian Goodwin, estudiante de doctorado de Maynard Smith, fue uno de los más entusiastas impulsores de la biología teórica y enemigo declarado de la ciencia reduccionista que, por cierto, no se debe confundir con “reductiva”, ya que el método reductivo de la ciencia consiste en ir a los componentes de un sistema para explicar el comportamiento del todo, en otras palabras, dividir para entender; el reduccionismo es pensar que ésa es la única manera de hacer ciencia (para una discusión más profunda se aconseja leer el libro El biólogo dialéctico de Richard Lewontin y Richard Levins, quienes también asistieron a las Conferencias Waddington en su fase en Italia). Después de trabajar en la Universidad de Sussex, Brian encontró la manera de armonizar su trabajo científico con su posición social progresista, incorporándose al proyecto de educación para la clase trabajadora en la Open University, proyecto diseñado por el laborismo progresista para tratar de romper el monopolio de las universidades clasistas y elitistas en Gran Bretaña. Brian se retiró y falleció prematuramente en 2008 en un desafortunado accidente de bicicleta.
 
Otro asistente tanto a Serbelloni como a Oaxtepec fue René Thom, admirado por muchas razones pero la que a nosotros nos emociona más es que, a pesar de ser un individuo de pensamiento conservador, mantuvo las posiciones más progresistas cuando en Francia se imponía el malhadado experimento de llevar a la enseñanza los métodos axiomáticos de Nicolas Bourbaki. Para los propósitos que aquí nos interesan hay que arrojar luz sobre la síntesis que hizo Thom de las teorías matemáticas de los sistemas dinámicos, la topología diferencial y los problemas biológicos de la morfogénesis. Todo ello fue expuesto en su libro Estabilidad estructural y morfogénesis, en donde habla de un tema que no ha sido aún siquiera satisfactoriamente planteado: el problema del origen de la forma de los seres vivos. La teoría que expone Thom en su libro puede ser buena, regular o mala, pero es una teoría científica y como tal debe de contener el germen de la refutabilidad y puede y debe ser discutida, debatida, mejorada y eventualmente validada o desechada.
 
Aún restan dos personajes que a sistieron tanto a Bellagio como a Oaxtepec: Chistopher Zeeman y Lewis Wolpert. Chistopher Zeeman es un famoso matemático por sus aportaciones en la topología y la teoría de las singularidades, esta última lo hizo estar cerca de René Thom e intentó, sin éxito, popularizar las aplicaciones de la teoría de catástrofes del francés; sin embargo fue muy querido y apreciado por la comunidad científica debido a su originalidad y bonhomía. Sus trabajos en la teoría de los sistemas dinámicos y en la teoría de nudos le han hecho ganar un merecido lugar en el panteón de los matemáticos. Por último, Lewis Wolpert, fue un destacado biólogo sudafricano educado y radicado en Gran Bretaña. Se le reconoce su labor en contra de la contaminación religiosa en la ciencia, como lo es el llamado diseño inteligente, y en el campo científico por ser autor de la teoría posicional de la morfogénesis y por la frase —medio chusca pero medio en serio— que dice: “no es ni el nacimiento, ni el matrimonio o la muerte, sino la gastrulación el evento más importante de la vida”. Wolpert es el único sobreviviente de las Conferencias Waddington originales y también asistió a la mexicana.
 
Colofón
 
La Conferencia Waddington en Oaxtepec en 1987 no hubiera sido posible sin el trabajo de José Luis Rius y Francisco Lara Ochoa, pero la paternidad intelectual le corresponde a Germinal Cocho, un médico mexicano nacido en España que transitó de su licenciatura en medicina a su doctorado en física de partículas elementales para constituirse en un verdadero pensador universal. A él corresponde el mérito de ser el primer biólogo teórico en la historia de la ciencia moderna mexicana (posiblemente antecedido por Alfonso Herrera). Cocho ha sido maestro de generaciones de académicos mexicanos y sus aportaciones a la biología teórica son indelebles.
     
Referencias Bibliográficas
Lewontin, R. y R. Levins. 1987. El biólogo dialéctico. Biblioteca Militante-Arte y Filosofía, Buenos Aires. 2016.
Thom, René. 1977. Estabilidad estructural y morfogénesis: ensayo de una teoría general de los modelos. Gedisa, Madrid. 1997.Waddington, C. H. 1968. Hacia una biología teórica. Alianza editorial, Madrid. 1976._____.1977. Tools for Thought. Basic Books, Michigan.

     

     
Mariana Benítez
Instituto de Ecología,
Universidad Nacional Autónoma de México.

Es egresada de biología de la Facultad de Ciencias de la UNAM. Cursó la maestría en dinámica no lineal y sistemas complejos de la UACM y el doctorado en ciencias biomédicas en la unam. Ha estudiado el desarrollo de los seres vivos y los agroecosistemas desde un enfoque sistémico.

Pedro Miramontes
Facultad de Ciencias,
Universidad Nacional Autónoma de México.


Es físico, maestro y doctor en ciencias, todo por la UNAM. Actualmente es profesor de tiempo completo en la Facultad de Ciencias de la unam. Es miembro fundador del Grupo de Biomatemáticas de la UNAM.
     

     
 
cómo citar este artículo

Benítez, Mariana y Pedro Miramontes. 2017. De Serbelloni a Oaxtepec: en busca de una biología teórica. Ciencias, núm. 126, octubre-diciembre , pp. 18-25. [En línea].
     

 

 

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