Vida Artificial

Por: Carlos Gershenson*

La Vida Artificial es el estudio científico de las propiedades de sistemas vivos por medio de simulación y/o síntesis. Dado que la vida es un fenómeno muy complejo, observarla no es suficiente para comprenderla. Hay que simularla y construirla. En otras palabras, hay que desarrollar sistemas que modelen las propiedades biológicas, para así analizar y estudiar la vida por medio de nuestros sistemas artificiales.

Propuesta en los ochentas por Chris Langton, la Vida Artificial ha madurado en más de dos décadas. Desde sus inicios especulativos, esta disciplina colocada en la intersección de biología, ciencias de la computación, química, y filosofía ha contribuido a cada una de estas ramas del conocimiento.

Uno de los temas donde la Vida Artificial ha sido más útil es en el estudio de la evolución. Dada su escala temporal, los experimentos de evolución en sistemas vivos son muy limitados. Más aún, preguntas sobre los orígenes de la vida se quedan con pocas respuestas experimentales. Para contrastar teorías, los experimentos en computadoras han sido muy útiles. No sólo para estudiar la evolución en nuestro planeta, sino la evolución como fenómeno. Por ejemplo, los sistemas Tierra y Avida consisten en poblaciones de programas que luchan por recursos en la computadora. Los programas que se reproduzcan más rápido tendrán mejores oportunidades de sobrevivir. A través de evolución artificial, distintas estrategias emergen, incluyendo parasitismo y simbiosis. Otros temas que se han estudiado con resultados importantes son la evolución de la complejidad, evolución de la cooperación y evolución del lenguaje.

También se han estudiado químicas artificiales. Al igual que con la evolución, las químicas artificiales no se limitan a la química que conocemos en el laboratorio. Con ellas se ha podido investigar qué propiedades son necesarias en una química para que su complejidad pueda crecer, y en un momento dado autocatálisis y vida puedan emerger.

El comportamiento de animales también se ha estudiado dentro de la Vida Artificial. No sólo con simulaciones de ecosistemas virtuales. También con robots que tratan de sobrevivir en medios ambientes simplificados. Con estos experimentos se han podido comprender mejor los mecanismos de adaptación y aprendizaje que son naturales en animales, pero escasos y deseados en los sistemas que construimos.

Más allá del software y del hardware, la Vida Artificial empieza a explorar el "wetware". Esto se refiere a la generación de una Vida Artificial en el laboratorio. Empezando con moléculas, se pretende sintetizar sistemas reales que posean las propiedades de un sistema vivo "simple": una célula. Esto implica una membrana, un metabolismo, y un método para transmitir información, pero distintos a los que conocemos. Todavía no se ha creado una "protocélula", pero sus componentes ya se han fabricado por separado. Al parecer en poco tiempo las protocélulas serán una realidad. No sólo sus componentes son distintos a los de las células que conocemos, sino que serían cien veces menores en tamaño que las células más pequeñas conocidas.

La Vida Artificial no sólo ha sido útil para comprender mejor a los sistemas biológicos. El conocimiento adquirido se ha utilizado para construir sistemas tecnológicos con diversas propiedades que son características de los sistemas vivos, tales como adaptación, robustez, y autonomía. Por ejemplo, las propiedades de sistemas inmunológicos se han usado para diseñar sistemas de seguridad en redes de computadoras. O bien, los mecanismos de las colonias de hormigas se han usado para resolver diversos problemas de optimización.

Las fronteras entre disciplinas se borran aún más con la biología sintética. Ésta trata de la ingeniería de sistemas biológicos con fines tecnológicos. Apenas está en su infancia, pero su potencial es muy grande. Por ejemplo, se busca el diseño de bacterias o protocélulas para generar combustible, capturar dióxido de carbono de la atmósfera o degradar plásticos y deshechos tóxicos. Alguien se podrá alarmar sobre las consecuencias de la manipulación de la vida. Pero hay que notar que desde que se desarrolló la agricultura hemos estado manipulando sistemas biológicos para nuestros fines. Muchas especies, como por ejemplo el maíz, no pueden reproducirse mas que con la ayuda humana, mientras que muchos animales domesticados sólo pueden sobrevivir en cautiverio. Hemos estado manipulando la evolución de los sistemas vivos desde los albores de la humanidad. Lo que permitiría la biología sintética sería acelerar su manipulación, en busca de soluciones para tantos problemas que enfrentamos en la actualidad.