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==Llamados a un “regreso del organismo”==
La literatura reciente en biología y filosofía ha evidenciado un fuerte y creciente movimiento para el ''regreso del organismo''. Gran parte de esta urgencia proviene del área de la biología evolutiva, con un foco especial en el desarrollo del organismo. Al criticar al neo-darwinismo con diversos argumentos, los evolucionistas proponen una reconsideración del desarrollo del organismo como ambos ''explanans'' y ''explanandum ''en la teoría evolutiva (Nicholson 2014b). La agencia y el comportamiento del organismo son otros aspectos que, según diferentes pensadores, deberían tenerse en cuenta en una adecuada consideración evolutiva. También encontramos otros campos de investigación que exponen la importancia de tomar en consideración al organismo en la práctica científica. Las formas de realizar investigación científica centrada en el organismo, así como la práctica creciente de la utilización de organismos modelo, se están volviendo cada vez más institucionalizadas y complejas. En formas tradicionales de investigación tales como la genética molecular, encontramos una centralidad cada vez más patente del organismo. Finalmente, enfermedades complejas como el cáncer están desafiando los enfoques centrados en los genes y en las células, exigiendo perspectivas centradas en el organismo. Nuevas prácticas experimentales, llamadas ''órganos en chips'' (‘''on chip’'') tratan de imitar más dimensiones del entorno intra-organismo, destacando la importancia de las interacciones espaciales y biofísicas. Los órganos en chip son culturas de micro ingeniería de células en tres dimensiones (3D). Sus infraestructuras microscópica y microfluídica imitan la arquitectura en 3D de los órganos y tejidos, y las fuerzas mecánicas aplicadas en estas microestructuras generan “un flujo constante de datos fisiológicos” (Bhatia y Ingber 2014). Con respecto a las culturas tradicionales en dos dimensiones (2D), varios autores (Pampaloni et al. 2007, De Ninno et al. 2010) han subrayado la importancia de modelar el microambiente con una resolución a nivel celular. Se pasa desde una macro escala a una micro escala, yendo de conjuntos que pueden ser evaluados sobre la media de varemos fisiológicos a una manipulación de la célula y a un control de los factores micro ambientales. Al mismo tiempo, el éxito de estos modelos experimentales, enseñan enseña la importancia fundamental que tienen los tejidos de los órganos y, en última instancia, la importancia del organismo para definir y mantener la identidad de las células y de los patrones de expresión génica.
Un importante desarrollo de la biología comenzó en los años 80, cuando los avances técnicos y teóricos permitieron el estudio molecular del desarrollo, abriendo la posibilidad de relacionar el desarrollo con la evolución de diversas maneras (Gilbert et al. 1996, Minelli 2010; Olson 2012). Había nacido la evo-devo, o biología evolutiva del desarrollo. Este contacto fue tanto más significativo cuanto que la embriología, una disciplina de antigua tradición, había sido vista desde hacía tiempo como muy alejada de la biología evolutiva. Muchos protagonistas y observadores de la evo-devo la enmarcaron dentro de la insuficiencia del estudio matemático de la transmisión intergeneracional de genes. Este campo hegemónico, la genética de poblaciones, considerando el desarrrollo desarrollo como una ''caja negra'', y asumiendo una relación lineal entre el genotipo y el fenotipo (Laubichler 2010), estaría ignorando los tipos fundamentales de innovación evolutiva, siendo incapaz de abordar el cambio macroevolutivo (Minelli 2010) y, más profundamente, el no-mecanicismo, basado en las ''abstracciones conceptuales'' (Laubichler, cit.). Sin embargo, muchos académicos están buscando una integración pluralista.
Señalan que “negar la consistencia interna y el poder explicativo de <nowiki>[el programa de investigación desarrollado a partir de la genética de poblaciones]</nowiki> sería obviamente descabellado <nowiki>[...].</nowiki> La objeción es que puede (y debe) haber más biología evolutiva que un programa de investigación restringido a los conceptos y herramientoas herramientas de la genética de las poblaciones” (Minelli 2010, 216). Algunos científicos y filósofos se focalizan en un polémico objetivo más amplio: la Síntesis Moderna, es decir, los fundamentos de la biología evolutiva como se la practica hoy, formulada entre las décadas de 1910 y 1940. Los críticos analizan de qué manera la Síntesis Moderna excluyó líneas de investigación como ilegítimas o irrelevantes respecto a la evolución, mientras amalgamaba con éxito la teoría de la selección natural de Darwin, la teoría de la herencia de Mendel, los modelos matemáticos de genética de poblaciones y el trabajo en diversos campos en biología. Así, algunos filósofos y científicos proponen la idea de una Síntesis Evolutiva Extendida (SEE o ESS EES en sus siglas en inglés) (Pigliucci y Mueller 2010). Es interesante notar que la EES se encuentra muy bien centrada en el organismo: se focaliza en fenómenos como la ''evolutividad'', dependiendo de la modularidad y robustez de los sistemas desarrollados; la'' plasticidad fenotípica'' y la posibilidad de modos de evolución como la acomodación genética; la ''epigenética y herencia múltiple'', la teoría de la complejidad, que revela principios de organización diferentes a los de la selección natural (Pigliucci 2007) con diferentes enfoques (Vanspeybroeck 2000). La SEE se concentra en el origen de la organización fenotípica (i.e., ''the observable developing body, physiology and behavior of organisms''), extendiéndose más allá de la genética y la regulación de los genes para incluir “la dinámica de las interacciones epigenéticas, las propiedades químico-físicas de las células en crecimiento y las masas de tejido, y las influencias de parámetros ambientales” (Müller 2007, 944).
Como argumenta el ecologista del comportamiento Patrick Bateson, la historia de la vida del organismo es una acumulación de problemas: una vez que el fenotipo está completamente formado, puede ser difícil cambiar a otro fenotipo, incluso si se ha vuelto más beneficioso en las condiciones locales cambiadas. Un cuerpo, una vez construido, es difícil de modificar. Lo mismo puede decirse de los patrones del comportamiento o de los rasgos de personalidad: los adultos tienen tareas importantes que llevar a cabo, como la alimentación y el cuidado de su familia y no pueden disolverse a sí mismos y reconstruir su comportamiento sin que otros los cuiden durante la fase de transición (Bateson 2005, 34). Por el contrario, en el desarrollo encontramos ''períodos sensibles'', es decir, fases del ciclo de vida donde un determinado estímulo del entorno es mucho más efectivo para desencadenar diferentes fenotipos. Uno de los ejemplos más impactantes proviene de los saltamontes, donde cada organismo indiviual individual comienza su vida con la capacidad de tomar una de dos rutas de desarrollo completamente distintas -volviéndose negro o verde. Una característica particular del entorno -a saber, la cantidad de luz reflejada por el terreno- determina el camino tomado por el individuo para el resto de su vida. Una vez comprometido, el individuo no puede cambiar a la otra ruta. Una vez negro como adulto, el saltamonte saltamontes no puede cambiar su color a verde. Esta ''inducción ambiental'' implica una predicción sobre las condiciones del mundo que el individuo habitará posteriormente. El color del saltamonte saltamontes hace una gran diferencia con respecto al riesgo que correrá de ser visto y comido por un pájaro, y el pastizal chamuscado puede permanecer negro por varios meses luego de un fuego. El organismo individual -no el gen, y mucho menos el ''gen del color''- es el contexto relevante donde se localizan estos mecanismos que son relevantes para la evolución. Y muchos mecanismos también van más allá de los límites físicos del organismo único: en mamíferos, por ejemplo, el menor camino para pronosticar el medioambiente es con frecuencia a través de la madre.
La relevancia explicativa de los organismos en la evolución va aún más allá del rol del desarrollo del organismo. El pensamiento moderno sobre la importancia de la plasticidad del comportamiento en la evolución se remonta al siglo XVIII. Por lo general se piensa que proviene de Baldwin (cf. el efecto Baldwin), pero, por un lado, Morgan y Osborn desarrollaron estas ideas de forma independiente y, por otro lado, Spalding ya las había traído a colación más de veinte años antes que Baldwin (Bateson 2005). Así, se va acumulando evidencia de que el comportamiento del organismo puede ser un disparador de la evolución (Meyer 2004; Crispo 2007; West-Eberhard 2008; West Eberhard 2005; Walsh 2015). Los organismos -especialmente los animales- hacen elecciones activas cuyos resultados tienen consecuencias para la evolución posterior. Por su comportamiento, los animales cambian las condiciones físicas o sociales con las que ellos y sus descendientes tienen que lidiar, afectando por ende el curso posterior de la evolución. Los animales son capaces de modificar su comportamiento como respuesta a condiciones que han cambiado; esto permite el cambio evolutivo que, de otro modo, probablemente se habría evitado por la muerte de los animales expuestos a esas condiciones. Finalmente, por su comportamiento, los animales se exponen con frecuencia a nuevas condiciones que pueden revelar variabilidad hereditaria y abren posibilidades para cambios evolutivos que no hubieran sido posibles de otro modo. En general, las modificaciones plásticas dentro de los individuos podrían conducir el proceso y un cambio en los genes, influyendo así en el carácter correspondiente: “uno prepara el camino para el otro” (Bateson 2005, 35). Pero ¿el comportamiento del organismo debe ser considerado como una simple expresión modular del genoma del organismo? A medida que crece la comprensión neural, la importancia y la autonomia autonomía del nivel de comportamiento se ve fortalecida: los estudios reduccionistas de los módulos y mecanismos deben ser reensamblados, y hay un necesario “flujo de retorno de ideas necesario desde los más bajos hasta los más altos niveles de análisis” (Bateson 2005, 33).
Los organismos modelo siempre fueron una importante práctica científica (Love 2009; Meunier 2012). Solo mencionemos la ''Drosophila melanogaster'', la mosca del vinagre o de la fruta que fue el pilar en el desarrollo de la genética de poblaciones, y cuya importancia se mantiene hoy en evo-devo (Baguñà y Fernandez 2003; Carroll 2008; Nunes et al. 2013). Uno de los movimientos cruciales de Beadle y Tatum (1940), en el curso de sus experimentos conectando la genética con la bioquímica, fue el cambio desde la ''Drosophila'' hacia un organismo modelo más apropiado, el hongo ''Neurospora''; la construcción y explotación de un organismo modelo nuevo se convertiría en un tema recurrente en el desarrollo de la biología molecular. El término ''organismo modelo'', sin embargo, fue introducido sólo a fines de los años 90 y está siendo cada vez más usado. Las listas oficiales de organismos modelos incluyen especies como el ratón, el pez cebra, la mosca de la fruta, el gusano nematodo, el berro. Los ratones y otros animales son extremadamente importantes en la investigación biomédica debido a las posibles extrapolaciones al ''Homo sapiens'' en algunas condiciones (Potrowska 2012). En la filosofía de la biología, hubo interés por comprender qué son los ''organismos modelos'', y en demarcarlos respecto a un conjunto más grande de organismos experimentales. Uno de los aspectos más importantes es el nuevo tipo de comunidades científicas estructuradas que mantienen un organismo modelo estable en el espacio y el tiempo (Ankeny y Leonelli 2011). La comunidad de investigación de un organismo modelo realiza una investigación intensiva con un “fuerte ethos de compartir materiales, técnicas y datos” (317). Aunque inicialmente el organismo puede ser elegido por ventajas experimentales (por ejemplo, ser fácil de reproducir), el establecimiento acumulativo de técnicas, prácticas y los resultados -por ejemplo, a través de bases de datos y centros de almacenamiento- conduce a la estandarización auto-reforzante, comparabilidad y estabilidad: “...cuanto más se estudia el sistema modelo, y mayor es el número de perspectivas desde las cuales se lo comprende, más se erige como sistema modelo” (Creager et al. 2007, 6). De igual manera, Ankeny y Leonelly definen los organismos modelo como “especies no-humanas que son extensivamente estudiadas para entender un rango de fenómenos biológicos, con la esperanza de que los datos y las teorías que se generen a través de ese modelo serán aplicables a otros organismos, particularmente a aquellos que son de alguna manera más complejos que el modelo original” (313). La importancia de los organismos mostrada por este tipo de investigaciones se deriva de la base de conocimiento estrechamente interconectada y epistemológicamente ''local'', justificada por las posibles generalizaciones que pueden surgir a partir desde de este trabajo con el tiempo.
Griesemer (2007) sugiere una revisión de las narrativas convencionales que describen la evo-devo como una ''unión'' entre la genética y el desarrollo, cuyo estudio fue supuestamente abandonado desde los años 30 (Gilbert et al. 1996). Para Griesemer, esta separación entre campos es artifactualartificial: la embriología y la genética han sido siempre “como los segmentos de un centípedociempiés: se mueven juntos con autonomía limitada” (376). Griesemer construye la idea de que la genética y la embriología son nada más que estilos de investigación. En este sentido, la separación entre genes y desarrollo deja de ser considerada como una división ontológica: “No se sigue de la divergencia de estilos de investigación y prácticas representacionales en genética y embriología que la naturaleza está dividida en procesos separados de herencia y desarrollo” (414). Griesemer analiza los experimentos de Mendel, y describe a Mendel -universalmente considerado como el padre fundador de la genética- como un desarrollista. Las diferentes y sucesivas notas que aparecen en los escritos de Mendel son representaciones secuencialmente ideadas por Mendel para seguir lo que le interesaba, es decir, el proceso de desarrollo de los híbridos. Por lo tanto, desde esta óptica, Mendel fue un desarrollista que ofreció representaciones duraderas que, a su vez, ayudaron a algunos de sus seguidores a centrarse en los patrones de trasmisión intergeneracional, antecedesntes antecedentes del desarrollo. La consolidación de estilos de investigación ocultó directamente su unidad: “las teorías de la herencia implican metodologías de desarrollo, y viceversa” (414); “la genética trae aparejada aparejado un relato idealizado y abstracto del desarrollo y el desarrollo conlleva un recuento idealizado y abstracto de la herencia” (417); y “la teoría de los genes no sólo tenía un origen embriológico, sino que nunca realmente dejó la embriología” (414). Por lo tanto, el progreso lineal sugerido desde la embriología a la genética hasta la evo-devo sería una construcción histórica: no existe una “progresión histórica de campos o líneas de trabajo que adopten a su vez el centro de la atención científica” (417).
La relevancia explicativa del organismo como contexto para sus células y partes es innegable en la investigación del cáncer (Bertolaso 2016). Por mucho tiempo, las culturas ''in vitro'' continuaron siendo un sistema experimental privilegiado, en cierta medida favorecido por la imposibilididad imposibilidad de estudiar largamente las células individuales y por las dificultades para tratar con el organismo entero. Posteriormente, se acumuló evidencia de que las líneas celulares, establecidas ''in vitro'', no ofrecen un modelo experimental adecuado, ya que reducen la complejidad de los fenómenos observados ''in vivo''. La equivalencia entre los resultados del cultivo celular y los obtenidos en los animales en crecimiento resultó en gran medida incorrecta. Por el contrario, la ''dependencia contextual'' del fenotipo de las células tumorales forzó una consideración de la relevancia de algunas dinámicas establecidas que asumen el control del comportamiento de las células tumorales. Se hizo evidente que la reconstrucción del contexto funcional del microambiente del tejido constituye una condición clave para el estudio de cualquier especificidad causal. Progresivamente, los factores contextuales -que incluyen interacciones a largo alcance y factores topológicos- fueron reconocidos en su función de estabilizar las propiedades estructurales y funcionales de las partes moleculares. Por el contrario, la destrucción de gradientes morfogenéticos fue suficiente para proporcionar el fenotipo celular aberrante en muchos casos. La posibilidad de que la célula se libere del control basado en el gradiente es independiente de la presencia (o ausencia) de mutaciones genéticas durante el proceso neoplásico inicial. La arquitectura de un tejido normal es un sistema de organización tridimensional que, como los campos morfogenéticos, lleva información posicional e histórica. Es importante destacar que, a medida que se forman tejidos y órganos, cambian tanto los patrones de asociación como los tipos de células.
La importancia de volver a crear, en la investigación experimental, más dimensiones del entorno interno del organismo se ejemplifica por el actual desarrollo de la micro-ingeniería de cultivos celulares (De Ninno et al. 2010; Huh et al. 2011; Kim et al. 2012; Pampaloni et al. 2007). Los cultivos convencionales de células bidimensionales (2D) se desarrollaron hace casi un siglo, en la primera década del siglo XIX (Maienschein 2010). Una de las principales deficiencias de los cultivos 2D es que en ellos las células no mantienen su identidad funcional (la diferenciación, así como otras habilidades como la biosíntesis enzimática, es crucial para los ensayos de toxicidad). Esto se debe a que carecen de señales 3D necesarias para inducir y estabilizar los fenotipos. Diferentes autores (De Ninno et al. 2010) destacan la importancia de adaptar el microambiente celular a la resolución celular: pasando de la macro-escala a cultivos de micro-escala, nos movemos de conjuntos promedios a la manipulación de células individuales y un control fino de señales microambientales.
De acuerdo a “la ontología del proceso” (Dupré 2012), las entidades familiares que nuestras teorías científicas describen y cuantifican no son más que procesos particularmente estables, cuya persistencia temporal (y nuestra capacidad subsecuente de rastrearlas) consiste en su repetido comportamiento basado en patrones. La ontología del proceso parece estar apoyada por la naturaleza dinámica de los organismos: según una perspectiva del proceso pura, los organismos ''son solamente'' un conjunto de procesos interrelacionados y siempre fluctuantes, y las partes y las piezas de los mecanismos que nosotros habitualmente individualizamos dentro de ellos no son más que instanciaciones interrelacionadas de patrones particulares de actividad. No está claro, sin embargo, qué implica la naturaleza del proceso de los organismos para la ontología, y especialmente si una ontología mecanicista (básicamente compuesta de entidades y actividades) está comprometida. Austin (2016), por ejemplo, sugiere que una ontología mecanicista actualizada y más dinámica podrá explicar la transitoriedad y la robustez de los organismos.
En la práctica científica, la célula es tratada como un “objeto”. Desde el origen de la teoría celular (Schleiden y Schwann) la célula se erigió como la unidad fundamental de la vida. El subsiguiente enfoque mecanicista de la biología molecular trajo aparejado una estrategia de descomposición que hizo de la célula un locus de diferentes mecanismos, “máquinas moleculares” simples (Alberts 1998). En otro sentido, también se han venido realizando intentos de recomponer a la célula como objeto de investigación en otro sentido (desde Varela y Maturana, al quimiotón de Ganti, hasta Ruiz-Morazo, Moreno et al. 2004), considerándola un sistema integrado caracterizado por su autonomía e integración funcional (Moreno & y Mossio 2015; Bich et al. 2016). Bechtel (2010) destaca una circularidad en la historia de la biología celular. El rol del cultivo celular 3D con microingeniería podría ser visto como un logro de esta tendencia, en la medida en que combina aproximaciones teóricas de la célula-como-objeto (modelos matemáticos), con un paradigma experimental viable más allá del mero modelado computacional, proporcionando nuevas herramientas para investigar la organización en el nivel del sistema. Los logros de la investigación de la autonomía celular ofrecen perspectivas nuevas sobre la naturaleza -y especialmente la autonomía- de los organismos en general (Arnellos et al. 2014; Moreno y Mossio 2015).
A partir de deducciones desde un análisis comprensivo de las investigaciones sobre el cáncer en las pasadas décadas, Bertolaso (2016) hipotetizó que un ente biológico actúa como una “multi-unidad” dinámica más que como partes de un todo en la organización. Para Bertolaso, el mantenimiento y la persistencia de la constitución de un ser vivo requiere dos modos diferentes de causalidad: (1) una dinámica causal de diferenciación (multi-) y (2) una causalidad poseedora del estado (-''unity''). El principio de diferenciación causal se relaciona principalmente con cómo el todo se organiza a través de elementos funcionalmente heterogéneos. En cambio, la causalidad del estado está ligada a la estabilidad dinámica unitaria del todo a diferentes niveles de organización. La unidad es una característica esencial de cualquier sistema biológico, de naturaleza procedual, que se revela a través de la integración de su organización y crecimiento. Como hemos visto, la adaptación de los sistemas biológicos toma selectivamente las señales ambientales. El crecimiento, o historia de vida, intrínsecamente depende de una orientación constitutiva y continua de las partes entre sí y dependientes de las señales del contexto. La asimetría así generada es vital en el sentido de que garantiza un crecimiento adecuado del organismo, como lo demuestran los efectos de los cambios en la forma de las células o tejidos. La constante orientación de los dinamismos biológicos implica una tensión que también toma la forma de fuerzas y restricciones físicas. Es una orientación dinámica tan intrínseca que mantiene la tensión. Esto está de acuerdo con el hecho práctico de que la identificación del sistema (por ejemplo, del organismo) no es obvia, y se subordina a cuestionar qué dinámicas son relevantes en los cambios constitutivos de un sistema biológico, es decir, cómo un sistema constituido puede cambiar y cómo se pueden intercambiar sus partes sin perder su unidad funcional y de comportamiento. De hecho, la unidad de la que estamos hablando es una unidad de acción. Una unidad de acción excede otras categorías que pueden parecer similares, como la unidad de un sistema o la individualidad del organismo en sentido tradicional. A diferencia de estas categorías -enraizadas en un entorno (mereológico) parte-todo- la unidad de acción admite grados. Mientras que las consideraciones partes-todo se focalizan en la caracterización de los sistemas desde el punto de vista de su estructura funcional, la consideración multi-unidad propuesta por Bertolaso se focaliza en cambio en cómo se pueden caracterizar las estructuras y funciones de un sistema desde su dinámica recíproca y regulación causal. Las relaciones partes-todo se explican desde el punto de vista del tipo de regulación que mantienen estas dinámicas. En efecto, la relación parte-todo se podría considerar como una instanciación de la multiplicidad de dimensiones que conlleva la consideración multi-unidad. La biología del cáncer muestra que la estabilidad de los elementos constitutivos depende de la organización y que existe una fuente de regulación en el contexto biológico. Las células cambian su comportamiento dependiendo de su integración funcional en el tejido. La alteración en la comunicación celular modifica la expresión genética, y la pérdida de la integración celular dentro de un tejido funcional conduce a la inestabilidad y apoptosis genética. El colapso de los niveles, que se evidencia en el cáncer, resulta de la pérdida de la integración funcional general de una entidad biológica. Esto significa que una vez constituida la estructura misma determina la relación entre las partes y la estabilidad de las partes mismas (aunque no su supervivencia final). En términos más generales, la relación multi-unidad no se describe adecuadamente mediante una causalidad lineal (incluyendo un control de retroalimentación de ida y vuelta): en cambio, vemos una dependencia sincrónica de la estabilidad de los elementos constitutivos en el mantenimiento de la organización. La definición misma de partes e interacciones depende de las propiedades de la dinámica de multi-unidad. La heterogeneidad de las células tumorales puede estar relacionada con la interrupción de los principios relacionales de integración que mantienen los procesos normales de desarrollo a diferentes escalas de la organización biológica y a la capacidad intrínseca de un sistema orgánico y de sus partes para encontrar nuevos estados funcionales estables.