Evolución de la complejidad en los seres vivos: Transición de la competencia natural entre agentes aislados, hacia la cooperación y división de trabajo entre agentes agrupados

Resumen

Los investigadores en biología evolutiva John Maynard Smith y Eors
Szathmáry, destacaron que los organismos vivos han evolucionado hacia
estructuras altamente complejas y están compuestos de partes que funcionan
con el objetivo de asegurar la supervivencia y reproducción del todo.
Además, postularon que la complejidad de los organismos surge por saltos
evolutivos cortados con el mismo patrón: se pasa de una fase de pura
competencia entre agentes elementales a otra en que algunos grupos se
segregan y forman unidades más complejas en los que se produce
división de trabajo y eventualmente cooperación entre agentes
elementales.
En esta Tesis se investigan los mecanismos que podrían ser subyacentes al
proceso indicado. Se evalúan explicaciones que nos permitan entender, porque
una entidad con capacidad de replicación independiente, cambia hacia un
estado en el que forma parte de una entidad mayor y a partir de ese momento
su futuro queda completamente atado a la suerte de la nueva entidad.
Asimismo, se identifican los motivos que llevan a que en dichas nuevas
entidades, los elementos inicialmente independientes, tiendan a cooperar
realizando división de trabajo y especialización, algo que se observa ocurre en
la evolución.
Utilizamos conceptos aportados por el biólogo Richard Michod, que destaca
que la aptitud (fitness) de una unidad evolutiva puede entenderse en términos
de dos componentes básicos: fecundidad (reproducción) y viabilidad
(supervivencia). El tradeoff entre esos componentes del fitness, tiene
especial interés en la transición desde una vida unicelular a otra multicelular.
Inspirados en dichos conceptos, construimos sencillos modelos
computacionales, compuestos por células que pueden desarrollar solo dos
funciones excluyentes esenciales (fecundidad y viabilidad), necesarias para
sobrevivir.
Utilizando dichos modelos, analizamos la evolución de poblaciones de células
aisladas y eventualmente agrupadas, y logramos encontrar condiciones con las
cuales surge en forma natural la agrupación de células. En esos casos se
crean entidades de mayor nivel, como consecuencia de la especialización y
cooperación que se verifica en las células agrupadas.
Encontramos en nuestros modelos, que para que se concrete el patrón
evolutivo antes destacado, debe verificarse, la convexidad de la curva de
tradeoff entre las funciones esenciales de las células, y también que el fitness
grupal sea aditivo en los componentes de fitness celulares.