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Reflexiones y comparaciones en torno a la biología y la tecnología
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Reflexiones y comparaciones en torno a la biología y la tecnología

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teorías biológicas que se acoplan y adaptan en el desarrollo de la computación y tecnologíal

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  • 1. Reflexiones comparadas. Diversidad, Evolución, complejidad y tecnología Lic. Rocío Ramírez Paulino
  • 2. ¿Que es la Biodiversidad? Conjunto de las diversas manifestaciones de la vidaCONCEPTO:.Moderno .Frecuente en los medios y la literatura científica .Ambiguo(numero de especies, cantidad y distribución, numero de especies raras, variedades...)
  • 3. Concepto Ecológico*Concepción más simple:Biodiversidad =riqueza de especiesSe necesita una definición precisa y escalar*Del griego ecología ="oikos" hogar, casa.
  • 4. Por qué es importante la biodiversidad?...La respuesta mas fácil, con un ejemplo muy cercano...diferente grado de vulnerabilidad humana frente a enfermedadesy la contraparte...vulnerabilidad de los agentes infecciosos ante nuestras defensas virus, bacterias... LA BIODIVERSIDAD PRESERVA LA VIDA
  • 5. Por qué es importante la biodiversidad?...la biodiversidad preserva la vidaen sus diferentes formas y niveles de complejidada nivel biológico (fisiológico, bioquímico ..)y a nivel cultural. . . (artístico, educativo, social,) ? algunas relaciones diversidad = vida son difíciles de imaginar...
  • 6. Por qué es importante la biodiversidad?...algunos estudios intentan respuestas...Riqueza de spp. vs. Productividad. Relaciones: . negativas . positivas > % para animales . curvadas > % para plantas
  • 7. Por qué es importante la biodiversidad?... Existe consenso en que NÚMERO Y DIVERSIDAD DE SPP SON NECESARIOS PARA MANTENER EL FUNCIONAMIENTO DE UN ECOSISTEMA “clave”: COMPOSICION DE SPP y SPP clave!Las actividades humanas, generan cambios al azar en la riqueza de spp.
  • 8. La biodiversidad tiene el potencial de amortiguar las fluctuaciones ambientales Necesidad de aumentar la comprensión del funcionamiento “ecosistémico”. ..
  • 9. Riqueza de SPP y factor TIEMPO Favorece la aparición de spp. la diversidad, la estabilidad? Evolución Theodosius Dobzhansky (1900,1975)„Nothing in biology makes sense, except in the light of evolution‟.
  • 10. Evolución La teoria de la Evolución.. a 150 años .... propuesta en 1859, continúa motivando escepticismo.Cada generación deja descendencia con variaciones al azarcon diversa capacidad de adaptación al entorno.Bajo la “selección natural”, sobrevive “el mejor adaptado”,que a su vez, también deja descendencia...Cada generación afronta un nuevo desafío ante un medioambiente que cambia en forma constante...
  • 11. EvoluciónRichard Dawkins “El relojero ciego”:. Sobrevivencia como motor de la evolución.Metáfora: ciego que encuentra y junta las partes hasta que funciona.No es planificado, pero los resultados sugieren un diseño.El producto final de cada generación como punto de partida para la próxima “generación de selección”Para explicar el proceso acumulativo, Dawkins, tambiénprogramador, crea distintos programas de software quesimulan el desarrollo, reproducción y evolución de las especies.
  • 12. “Se pueden ver en pantalla cambios y transmutacionesexperimentados por organismos digitales . ..su muerte, reproducción con o sin sexo… el combate o lucha entre individuos, comportamientos cooperativos o egoístas,el aprendizaje o la inteligencia colectiva, e incluso simularun cambio climático o la extinción en masa de especies.”
  • 13. Jaques Monod "El azar y la necesidad" Conceptos clave que "diferencian" la los seres vivos.Teleonomy -". ..objects endowed with a porpuse or project".. "visible in their strcture and performance.."Autonomous Morphogenesis -"Internal,determinism that garantees the formation of extremely complex structures of living beings"Reproductive Invariance - "Invariance content is equal to the amount of information which, trasnmitted from one generation to another, assures the especific structure standar". Inherentes a la evolución y aumento de la complejidad
  • 14. COMPLEJIDAD BIOLÓGICAVida - Evolución----> aumento de niveles de complejidad Fósiles desde 550 millones de años atrás del "árbol crustáceo" Matthew Wills et al. University of BathOrganismos / Estructuras orgánicasFuncionamiento / Sistemas de control ----> Homeostasis --------> Cibernética (Wiener & Ashby 1970) Sistemas de comunicación y control. Analogías Biología -Tecnología
  • 15. Niveles de complejidadOrganismos más simples > resistencia a condiciones extremas, catástrofes climáticas, etc.Base de las cadenas tróficas...
  • 16. > Complejidad < Resistencia? Sin embargo .. .la complejidad surge y/o aumenta frente a “crisis biológicas”.Ejemplo “estrella”: Simbiosis.Teoría endosimbiótica ---> Surgen las células eucariotas a partir de la “cooperación” entre células más simples, procariotas.Mecanismo: Fagocitosis?Finalidad: Protección, intercambio de energía,. ..?Otro ejemplo: Colonias eucariotas ---> Organismos pluricelulares// Ops! Embriones. .. se inician con células idénticas. SociedadesEn condiciones de abundancia surge la competencia, en condiciones de escasez, lo contrario.. .
  • 17. Debate Diversidad - Estabilidad “Simple communities were more easily upset than that of richer ones; that is, more subject to destructive oscillations in populations, and more vulnerable to invasions”. C. Elton Odum Hutchinson Mac ArthurSistemas sencillos presentan fluctuaciones violentas en densidad e invasiones Modelos “1depredador - 1presa” no tienen un equilibrio estableLa dinámica poblacional de un mismo organismo en los trópicos es más estable Agroecosistemas presentan explosiones demográficas e invasiones
  • 18. “Simulaciones ecológicas” S Conexión (azar) Robert May 1972 Intensidad (azar)Comunidades conectadas al azarcon fuerzas de interacción asignadas al azar i · ( C ·S )^0.5 = cte Diversidad Estabilidad La relación entre diversidad - estabilidad no es “lineal”. Más componentes (spp) o más interacciones en el sistema no es más estable... AL CONTRARIO!!! Debate Diversidad - Estabilidad
  • 19. Diversidad ComplejidadConectividad Fuerzas de Interacción Debate: DIVERSIDAD - ESTABILIDAD COMPLEJIDAD - ESTABILIDAD
  • 20. Las interacciones débiles simplifican y estabilizan la dinámica de las poblaciones. McCann et al. 1998 Debate -Diversidad- Estabilidad
  • 21. Conectividad versus estabilidad Conclusiones de Ashby, experimentos con su homeóstato, 1950."La estabilidad del todo no es deducible a partir de la estabilidad de las partesSi una parte se vuelve intrínsecamente muy estable, tiende volverse constante y a perder su efecto en el comportamiento del todo.Si todas la partes se vuelven intrínsecamente muy estables, el todo se vuelve una colección de partes aisladas.Al incrementar la riqueza de las conexiones entre las partes,usualmente se reduce la probabilidad de estabilidad."
  • 22. Debate Diversidad- Complejidad Stephen Gay Gould… La idea de que a lo largo de la evolución existe una tendencia al aumento en complejidad está bastante arraigada numerosas filogenias que muestran una evolución claramente direccional.Esta tendencia sugiere un aumento de complejidad como progreso evolutivoHoy también se considera un aumento de complejidad como resultado de los procesos evolutivos no como motor de éstos. Queda el dilema de si esta tendencia es pasiva o dirigida.
  • 23. COMPLEJIDAD Teorías en torno a la complejidadgeneral de Sistemas -1969 Ludwig Von Bertalanffy. Biólogode la información -Entropía de Shannondel Caos – 1980 Ilya Prigogine"de la complejidad computacional" Teorías de la complejidad y pensamiento complejo Edgar Morin http://www.pensamientocomplejo.com.ar/index.asp
  • 24. CAS - Sistemas Adaptativos Complejos Capacidad de cambiar y “aprender de la experiencia”. Homeostasis?! John H. Holland, Murray Gell-Mann y otros (Santa Fe Institute). Ejs. Sociedades y colonias de seres vivos / Cerebro / Desarrollo embrionario Bolsa de valores / Partidos políticos? Comunidades??Teoría de la información - probabilística de datosEn física, química, biología, info. en bits = cantidad de energía (Jouls.). Complejidad computacional Recursos requeridos por un algoritmo para resolver un problema, principalmente tiempo y espacio. Problemas P y NP . ..
  • 25. COMPARACIONES SORPRESIVAS Prof. Eduardo Mizraji, Mejor artículo en 2008 International Journal of General Systems. Neural Memories and Search Engines ,published in 37(6), pp. 715 732."Desconcertante similitud formal entre los métodos utilizados por los motores de búsqueda en la World Wide Web, y las estrategias de búsqueda de información de nuestros sistemas neurocognitivos, en los modelos de memorias asociativas distribuidas.
  • 26. Non-linear scaling of regulatory information in integrated systems J. S. Mattick. Journal of Experimental Biology. .210, 1526-1547"The requirement for endogenous communication andregulatory information in integrated complex systems, whethercells or computers, scales faster than linearly with function andthus must hit a limit"This limit can only be relaxed and raised by changing thephysical basis and efficiency of the control architecture.In other domains, this limit has been raised by superimpositionof digital communication and control systems, using symbolicor sequence-specific strings to store and transmit informationwithin the system".
  • 27. BIOLOGÍA Y EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA. BIOCHIPSDispositivos similares a los microchips de computadoras, con una ampliavariedad de aplicaciones.Biocomputación,Empleo de material biológico para desarrollar nuevo hardware para procesoscomputacionales, por ej. memorias basadas en conformaciones proteicas ycomputación con ADN. (Fernando Martín-Sánchez y Guillermo López-Campos, 1998).BiodispositivosAplicaciones de dispositivos electrónicos en los seres vivos como los implantesde chips.Biología molecular Dispositivos pequeños que contienen materialbiológico, empleados para la obtención de información biológica.
  • 28. COMPUTADORES BIOLÓGICOSUna bacteria que puede resolver problemas matemáticos complejos, mucho más rápido que su contraparte de silicio. E. coli Journal of Biological Engineering Problema del Camino Hamiltoniano La computación bacteriana es una nueva forma de resolver problemas NP-completos utilizando las ventajas inherentes de los sistemas genéticos.Millones de bacteriaspuede evaluar todas las rutas posiblesen forma simultánea. Biólogos han trabajado en conjunto para crear un "registro de partes biológicas" (más de 60 nuevos componentes a la lista) http://www.jbioleng.org/content/3/1/11/abstract
  • 29. Computadoras "de ADN"La entrada de las puertas lógicas (?) pasarían a ser de códigos de ADN.VENTAJAS:VelocidadMiniaturizaciónAlto Potencial de almacenamiento de datosoferta de materias-primas / bajos costos /Menos productos y sub.-productos tóxicos?Tamaño y relación tamaño -velocidad de procesamiento
  • 30. Eduardo MizrajiHistóricamente ciencia y tecnología han competido por el protagonismo hasta en los presupuestos estatales. "el énfasis en el desarrollo de las ciencias básicas promueve innovaciones tecnológicas inesperadas. Y recíprocamente, estas últimas repercuten sobre las ciencias básicas, suministrándoles técnicas con las que antes no contaban y las empujan hacia adelante. En lugar de haber competencia lo que hay es simbiosis, como dirían los biólogos".
  • 31. Muchas Gracias!
  • 32. Evolución, complejidad y tecnologíaVII Seminarios de Estudios Avanzados sobre Diseño Molecular y Bioinformática: FECHA: 24 al 28 de Agosto de 2009 LUGAR: La Habana Cuba Teoría, la experimentación y modelación de las interacciones moleculares.Simulación social computacionalForo de Ciencias Sociales, Mayo 2009. Bergen Noruega.Las formas tradicionales de estudiar la realidad desde las Cs. Soc. tiene fragmentaciones epistemológicas, y sobre todo metodológicas.José Manuel Magallanes - Peruano, Matemático, Mag. Ciencias Políticas, Dr. en PsicologíaUtilizar la computadora para crear comunidades virtuales donde los investigadores pongan a prueba sus hipótesis.
  • 33. EvoluciónCRÍTICAS – Creacionismo y Diseño inteligenteFundamentos:Falta de evidencias paleontológicas de spp. intermedias..Improbabilidad” de que vida evolucionó de la “no-vida” Harun Yahya. .. 6 millones de Euros… bloquea web de 6Eduardo de euros millones Mizraji Richard DawkingsHoy: Compatibilidad entre fe y razón (se incluye la discusión del diseño inteligente en la conmemoración del 150 aniversario de teoría de la evolución)

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