¿Es el biólogo respetado Stuart Kauffman tan fuera de lugar como estoy seguro de que debe ser por decir “La teoría de la información no se aplica a la evolución de la biosfera”?

Kauffman’s está fuera de la base aquí, pero él hace un buen punto.

Kauffman afirma que no se puede decidir a priori qué partes de una descripción física serán biológicamente relevantes, por lo que debes incluir toda la física. Su ejemplo es la ubicación de ciertos electrones en una configuración de la molécula de clorofila, que termina siendo importante para el proceso de fotosíntesis. No sabría que estos electrones de alguna manera van a ser importantes a priori, antes de que la molécula se ponga para este uso. Entonces él dice que necesitas saber todo sobre la molécula para extraer la información biológicamente relevante.

Este es un argumento razonable, pero es falso. La razón es que los estados que están disponibles para la molécula siempre están definidos por el colectivo de otras moléculas con las que puede interactuar, y en el caso de la molécula de clorofila, el desplazamiento electrónico sería completamente irrelevante si no hubiera otra molécula disponible para aceptar los electrones y usar la energía extra para eventualmente agregar un fosfato a ADP. El ciclo molecular en cuestión está definido por las moléculas disponibles para extraer la energía.

En este contexto, la interacción de la clorofila con la luz es importante solo en la medida en que desencadena una transformación química en la siguiente molécula aguas abajo. Este es un cambio de información que se puede describir en un diagrama simple, la cinemática y la dinámica, y sin las otras moléculas, no contiene información.

La capacidad de información de un sistema molecular se puede definir circularmente utilizando el concepto de un bit relevante. Un bit que puede leer el sistema es un bit relevante, y puede leerse cuando puede transformar otro bit relevante. Sé que esto suena terriblemente circular, pero no es difícil ver qué partes son relevantes; comienzas con algunos estados que sabes que son relevantes, por ejemplo, una enzima que escinde y destruye alguna proteína que sabes que está haciendo algo en el sistema. Entonces, un poco es relevante cuando puede afectar la función de esta enzima de alguna manera, a través de una cascada de eventos. La colección de bits que pueden afectarse entre sí y que se almacenan en la configuración molecular define el diagrama funcional de las moléculas.

A partir del diagrama, puede averiguar qué bits son relevantes, a partir de las posibles interacciones entre todos los estados de las moléculas con otras moléculas. Entonces, la excitación electrónica de la clorofila es relevante precisamente porque hay un adaptador que tomará esta excitación y hará algo con ella, y cambiará el estado de una molécula ADP a ATP, que ahora lleva un poco de información (y algo de energía), y puede modificar otros bits La red define la información relevante.

Esta definición no comienza exactamente en la descripción física, sino que abstrae los bits que pueden afectar a otros bits en el entorno. El resultado es un sistema cerrado, y las posibles interacciones se pueden mapear usando pares de moléculas, usted sabe qué posibilidades son posibles sin tener que sondear toda la estructura electrónica de todas las moléculas todo el tiempo. Solo debe comprender los cambios que pueden leer otras moléculas disponibles en el sistema.

Este es el punto principal del enfoque funcional de las biomoléculas, no necesita saber todo, y el conjunto de datos relevantes se define por las posibles interacciones de su molécula con las otras moléculas ya presentes. es circular, pero benévolamente, define la información biológica de manera autoconsistente por su interacción consigo misma, por el cálculo, por esas transformaciones que son capaces de imprimir sus estados en otras moléculas cuyo estado es relevante.