La vida depende de la cooperación, no de la competencia
Los organismos inteligentes aplican el conocimiento para manipular su entorno
Robert Smith
17 noviembre 2024,
La vida depende de la cooperación, no de la competencia
Una definición de inteligencia es que es la capacidad de comunicarse, aprender y resolver problemas. Los organismos inteligentes aplican el conocimiento para manipular su entorno de forma que mejore la supervivencia y reproducción de individuos, grupos, especies y ecosistemas. La vida depende de la cooperación, no de la competencia. En toda la biosfera existen relaciones simbióticas mutuamente beneficiosas. Las plantas no existen aisladas, sino como parte de un superorganismo u holobionte, que también contiene microorganismos en un microbioma1. Esto incluye el cuerpo humano, que es un ecosistema que forma parte del ecosistema global. Podemos considerarnos “superorganismos” u holobiontes con un hologenoma. No solo tenemos un cerebro en el cráneo, sino también en las tripas: el sistema nervioso entérico2.
Aunque normalmente se piensa que los virus son malos para la salud humana, los que infectan bacterias (bacteriófagos) ayudan a controlar las poblaciones de varias especies de bacterias potencialmente dañinas. Además, hay partes de nuestro ADN que son móviles o transponibles. Estos elementos transponibles son descendientes de antiguos retrovirus que infectaron a nuestros antepasados. Los retrovirus (como el virus SARS-CoV que causa el Covid-19) tienen ARN que se transcribe inversamente en ADN cuando el virus se replica. Una clase de retrotransposón se denomina L1 (Long interspersed nuclear elements-1, elementos nucleares intercalados largos). Son activos en el hipocampo y el núcleo caudado del cerebro humano y pueden explicar gran parte de las diferencias que se observan en gemelos idénticos (en realidad, gemelos monocigóticos).
Los retrotransposones también son importantes en la generación de nuevas neuronas a lo largo de la vida en el hipocampo. Los retrotransposones L1 también se utilizan en el cerebro humano en desarrollo, en el que se fabrican constantemente nuevas neuronas. Por otra parte, las inserciones de L1 se producen en genes que suelen mutar en el cáncer. Así pues, los virus y las bacterias son importantes para la inteligencia humana. Los virus no están vivos y no son inteligentes. Las bacterias están vivas y poseen muchas de las habilidades que suelen atribuirse a la inteligencia.
Las bacterias (procariotas) se comunican a través de la detección de quórum, la señalización quimiotáctica y el intercambio de plásmidos. Pueden cooperar y autoorganizarse en colonias muy estructuradas que encajan en nichos ecológicos. Las bacterias utilizan redes de transducción de señales y plasticidad genómica para crear un lenguaje de comunicación. Interpretan señales químicas, intercambian mensajes químicos (semánticos) y dialogan (pragmáticos). La identidad de una colonia surge de esta comunicación, que permite un comportamiento intencionado (como el cortejo basado en feromonas para el apareamiento), la alteración intencionada de la estructura de la colonia (para hacer cuerpos fructíferos), tomar decisiones (para esporular), así como reconocer e identificar otras colonias. Estas son las características de la inteligencia social bacteriana3.
Los microorganismos unicelulares eucariotas del reino llamado protistas también muestran un comportamiento inteligente4. Por ejemplo, el protista acuático unicelular Physarum polycephalum es un organismo modelo para estudiar el aprendizaje. Se le puede enseñar a resolver problemas para que encuentre la salida de un laberinto y aprenda a ignorar las condiciones repelentes cuando están asociadas a una recompensa en forma de fuente de nutrientes. El aprendizaje y la memoria no requieren un sistema nervioso central, como demuestran los pulpos inteligentes, el P. polycephalum e incluso las plantas.
Las plantas buscan la luz y los nutrientes. Evitan la competencia, establecen relaciones mutuamente beneficiosas y toman decisiones complejas. Estos comportamientos demuestran plasticidad fenotípica en forma de crecimiento dirigido, diferenciación y modificación de su entorno para beneficiar al nicho en el que encajan. La cognición de las plantas puede estar indicada por la capacidad de manipular el entorno para permitir el funcionamiento óptimo del metabolismo y aumentar la supervivencia. Las plantas se comunican, en parte, a través de compuestos orgánicos volátiles (COV) biogénicos transportados por el aire. La emisión de COV puede seguir al ataque de un herbívoro o a otro tipo de estrés. Las plantas se adaptan y ajustan su fenotipo para desarrollar mecanismos de defensa.
La comunicación también tiene lugar bajo tierra, ya que sus raíces interactúan con redes miceliales de hongos micorrícicos5-6. Unos tres billones de árboles sobreviven gracias a la simbiosis con una red subterránea de hongos7. Los científicos han trazado un mapa de la red de la madera a escala mundial, utilizando una base de datos de más de 28 mil especies arbóreas que viven en más de 70 países. Al mismo tiempo, plantas e insectos se comunican, y las plantas pueden influir en el comportamiento de sus compañeros insectos mediante sustancias bioquímicas8.
El flujo, la percepción, la integración y el almacenamiento de información medioambiental permiten a las plantas adaptarse y responder. Pueden atacar a los herbívoros al tiempo que integran experiencias pasadas y señales ambientales que ayudan a predecir las condiciones futuras. El valor predictivo de la información ambiental y los costes de actuar sobre la base de información falsa son importantes impulsores de la evolución de las respuestas de las plantas a los herbívoros. Las respuestas de defensa permiten a las plantas evitar los costes potenciales de actuar basándose en información falsa. Los mecanismos de imprimación proporcionan memoria a corto y largo plazo. Según una definición, las plantas son inteligentes. Es decir, la inteligencia es una medida de “la capacidad de un agente para alcanzar objetivos en una amplia gama de entornos”. El agente no necesita un sistema nervioso e incluso se aplica a lo artificial: inteligencia9.
Las plantas también son holobiontes que contienen sus propios microbiomas. El fitomicrobioma es esencial para el metabolismo, el crecimiento, la salud, la reproducción y la evolución de las plantas10. Las interacciones entre las plantas y su fitomicrobioma van desde las asociaciones entre las raíces y la comunidad microbiana de la rizosfera, pasando por los endófitos que viven entre las células vegetales, hasta la endosimbiosis de microbios por la célula vegetal que da lugar a mitocondrias y cloroplastos. Las mitocondrias y los cloroplastos formaban parte del fitomicrobioma externo de la primera célula. La endosimbiosis de una alfa-proteobacteria y una cianobacteria en el antiguo holobioma acabó convirtiéndose en mitocondria y cloroplasto, respectivamente. Estos endosimbiontes no sustituyeron ninguna parte del organismo ancestral. Lo que sí hicieron fue proporcionar nuevas capacidades. Esto dio a las células vegetales que los poseían una ventaja evolutiva competitiva.
El fitomicrobioma de las plantas modernas incluye microbios parásitos y comensales, así como mutualistas y beneficiosos, como los hongos micorrícicos y las bacterias. Todos ellos ayudan a las plantas a crecer y a sobrevivir al estrés del entorno. El hospedador de la planta puede alterar la abundancia y composición de las distintas especies de bacterias del fitomicrobioma. Por ejemplo, los exudados radiculares pueden seleccionar y promover el crecimiento de microbios beneficiosos proporcionando fuentes de carbono y/o energía.
Del mismo modo, los microbiomas de los insectos les ayudan a sobrevivir y prosperar. Por ejemplo, el microbioma intestinal de las abejas melíferas determina su grupo social11. Es decir, las abejas de una misma colmena tienen microbiomas intestinales similares. Ayudan a los miembros de cada colonia a reconocer la colmena. Los miembros producen hidrocarburos volátiles específicos y feromonas.
Insectos, peces, aves y mamíferos tienen inteligencia y comportamiento colectivos 12. Muchos de ellos pueden migrar miles de kilómetros. Los insectos pueden ser asombrosos. A diferencia de los peces, las aves y los mamíferos, los insectos no realizan un viaje de ida y vuelta que les devuelva a la zona de la que partieron13. Se trata de una migración intergeneracional. Por ejemplo, la mariposa monarca vuela hacia el sur, a México, para pasar el invierno. Después se dirigen al norte mediante un proceso de migración intergeneracional, en el que sucesivas nidadas avanzan hacia el norte.
Las abejas y las hormigas tienen civilizaciones desde hace 100 millones de años. Son capaces de organizarse en grandes grupos bien organizados, tomar decisiones y comunicarse mediante un lenguaje que incluye feromonas y danzas. Se conocen más de 20 mil especies de abejas, entre ellas la abeja de la miel (Aphis mellifera). En el mundo hay más de seis billones de abejas melíferas. Hay tantas abejas melíferas no domesticadas como domesticadas. La biomasa total de abejas melíferas es de unos 2.000.000.000 de toneladas. La población total de todas las abejas es de unos 20 cuatrillones. La mayoría de las abejas no son sociales, sino que viven solas.
Gracias a los humanos, hay muchas más abejas melíferas domesticadas que antes de nosotros. Forman una gran civilización dirigida por una reina. Los zánganos y las abejas obreras cuidan de la reina y trabajan en fábricas que producen miel. Nuestras civilizaciones han estado y siguen estando estrechamente vinculadas y dependen unas de otras. Los humanos han domesticado a las abejas melíferas desde hace unos 9 mil años. Los antiguos egipcios tenían apicultores que domesticaban abejas y recolectaban su miel. La miel más antigua encontrada tenía 5.500 años. Así pues, los humanos y las abejas se ayudan mutuamente a sobrevivir y prosperar.
Esta interacción se está extendiendo incluso a la informática. Se están estudiando algoritmos basados en los comportamientos grupales inteligentes de las criaturas sociales y se utilizan para la optimización asistida por ordenador. Se están desarrollando algoritmos de búsqueda, optimización y comunicación mediante la simulación de diversos aspectos de la vida social de las abejas melíferas. Por ejemplo, la evaluación de la abeja reina puede mejorar el rendimiento de los algoritmos genéticos. Uno de estos métodos de evaluación puede utilizarse para diseñar secuencias de ADN mediante un algoritmo genético de enjambre de abejas14.
Las tecnologías humanas, desde la apicultura a la predicción del tiempo y el cambio climático, pasando por la optimización de la eficiencia de la energía sostenible, aumentan nuestra capacidad de sobrevivir, prosperar y evolucionar, siempre que podamos controlarlas. Esto incluye la inteligencia artificial (IA). Empezó como una forma eficiente de realizar tareas relativamente sencillas15. Se basaba en reglas o instrucciones dadas por los humanos. Por ejemplo, puede controlar automáticamente los ambientes interiores. Creció hasta convertirse en IA basada en el contexto, en la que se tiene en cuenta el entorno, el comportamiento del usuario y los datos históricos. Se utiliza para ayudar a adaptar las noticias, el entretenimiento y la publicidad a las necesidades y deseos individuales de cada persona.
Después, la IA llegó a ser capaz de superar las capacidades humanas en determinadas áreas o dominios. Por ejemplo, Watson, de IBM, puede analizar grandes cantidades de literatura médica e historiales de pacientes para proporcionar información o incluso posibles diagnósticos. AlphaGo, de DeepMind, fue capaz incluso de dominar el antiguo juego Go. La IA se encuentra ahora en la fase 4, la IA del razonamiento. Puede imitar los procesos de pensamiento de los humanos. Chat GPT utiliza un gran modelo de lenguaje para responder a las preguntas que le hacen los usuarios, escribir libros y crear arte. Otro ejemplo de la fase 4 es el desarrollo de vehículos autónomos, que pueden cambiar la sociedad tanto como lo han hecho los teléfonos móviles. Quizá más impresionante sea la recién presentada AI Scientist16.
Es la primera línea de investigación totalmente automatizada y escalable. Desarrolla una idea o hipótesis comprobable cuando se le da una dirección general y una base de código inicial sencilla. El Científico de la IA realiza una búsqueda bibliográfica, planifica experimentos, los modifica e itera, escribe un manuscrito e incluso realiza revisiones por pares. El Científico de la IA puede funcionar en un bucle abierto, basándose en sus descubrimientos científicos anteriores para mejorar la siguiente generación de ideas.
Así pues, la inteligencia existe en toda la biosfera, la Madre Tierra o Gaia. Sigue creciendo y evolucionando. Algunas personas incluso imaginan un mundo en el que los ordenadores y otras máquinas se vuelvan autoconscientes y desarrollen una conciencia. Mientras que algunos ven esto como una amenaza existencial para la humanidad, otros imaginan un futuro más positivo. Quizá nuestras máquinas dotadas de inteligencia artificial puedan desarrollar una conciencia mientras aprenden de los humanos y otros organismos. Tal vez puedan compartir esta conciencia con todos los organismos sensibles para construir una humanidad armoniosa y una ecología verdaderamente profunda.
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Notas
1 Smith, R. E. “La fibra alimentaria, el microbioma intestinal y la salud”. Meer, 20 de diciembre, 2023. La fibra alimentaria…
2 “¿Sabías que tienes un segundo cerebro?”. Meer, 17 de octubre, 2024. ¿Sabías que tienes un segundo cerebro?
3 Jacob, E. B. et al. Bacterial linguistic communication and social intelligence. TRENDS in Microbiology, Vol. 12, 2004, p. 366-372. Bacterial linguistic communication…
4 Kippenberger, S. et al. “Learning in the single-cell organism Physarum polycephalum: effect of propofol”. International Journal of Molecular Sciences, Vol. 24.7, 2023, p. 6.287. Learning in the Single-Cell.
5 Segundo‐Ortin, M. & Paco, C. “Consciousness and cognition in plants”. Wiley Interdisciplinary Reviews: Cognitive Science, Vol. 13.2, 2022 p. 1.578. Consciousness and cognition in plants.
6 Smith, R. E. “Las plantas se comunican a través de una red subterránea de hongos”. Meer, 17 de junio, 2022. Las plantas se comunican…
7 Simard, S. W. (2018). “Mycorrhizal networks facilitate tree communication, learning, and memory”. Memory and Learning in Plants. Springer, Cham, pp. 191-213. Mycorrhizal Networks Facilitate Tree Communication…
8 Kessler, A. & Mueller, M. B. “Induced resistance to herbivory and the intelligent plant”. Plant Signaling & Behavior, Vol. 19.1, article 2345985, 2024. Induced resistance to herbivory…
9 Legg, S. & Hutter, M. “A collection of definitions of intelligence”. Frontiers in Artificial Intelligence and Applications, Vol. 157, 17, 2007. A collection of definitions of intelligence.
10 Lyu, D. et al. “Plant holobiont theory: the phytomicrobiome plays a central role in evolution and success”. Microorganisms, Vol. 9.4, 675, 2021. Plant Holobiont Theory.
11 Vernier, Cassondra L., et al. “The gut microbiome defines social group membership in honey bee colonies”. Science Advances, Vol. 6.42, eabd3431, 2020. The gut microbiome defines…
12 Couzin, I.D. “Collective cognition in animal groups”. Trends in Cognitive Sciences, Vol. 13.1, 36-43, 2009. Collective cognition in animal groups.
13 Holland, R.A. et al. “How and why do insects migrate?”. Science, Vol. 313.57, 794-796, 2006. How and Why Do Insects Migrate?
14 Slijepcevic, P. “Principles of cognitive biology and the concept of biocivilisations”. Biosystems, Vol. 235, 105109, 2024. Principles of cognitive biology…
15 Oluwaseun, S. “10 Stages of AI: A Journey from Simple Rules to Cosmic Consciousness, 2023”. 10 Stages of AI…
16 Lu, C. et al. “The AI Scientist: Towards Fully Automated Open-Ended Scientific Discovery”. arXiv preprint arXiv:2408.06292, 2024. The AI Scientist.
Robert E. Smith es profesor asistente adjunto en la Universidad de Park. Recibió su Ph.D. en química en 1979 de la Universidad de Missouri-Kansas City. Está interesado en el pensamiento sistémico y la Gestión de la Calidad Total (TQM) en medicina y desarrollo de nuevos fármacos.
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