Estructuralismo (biología)


El estructuralismo biológico o de procesos es una escuela de pensamiento biológico que se opone a una explicación exclusivamente darwiniana o adaptacionista de la selección natural, tal como se describe en la síntesis moderna del siglo XX . En cambio, propone que la evolución está guiada de manera diferente , básicamente por fuerzas más o menos físicas que dan forma al desarrollo del cuerpo de un animal, y a veces implica que estas fuerzas reemplazan por completo a la selección.

Los estructuralistas han propuesto diferentes mecanismos que podrían haber guiado la formación de planes corporales . Antes de Darwin, Étienne Geoffroy Saint-Hilaire argumentó que los animales compartían partes homólogas y que si una se agrandaba, las otras se reducirían en compensación. Después de Darwin, D'Arcy Thompson insinuó el vitalismo y ofreció explicaciones geométricas en su clásico libro de 1917 On Growth and Form . Adolf Seilacher sugirió la inflación mecánica para estructuras "pneu" en fósiles de biota de Ediacara como Dickinsonia . Günter P. Wagnerargumentó a favor del sesgo de desarrollo, las limitaciones estructurales en el desarrollo embrionario . Stuart Kauffman favoreció la autoorganización , la idea de que la estructura compleja surge de manera holística y espontánea de la interacción dinámica de todas las partes de un organismo . Michael Denton defendió las leyes de la forma mediante las cuales los universales platónicos o "Tipos" se autoorganizan. Stephen J. Gould y Richard Lewontin propusieron "enjutas" biológicas , características creadas como un subproducto de la adaptación de estructuras cercanas. Gerd B. Müllery Stuart A. Newman argumentó que la aparición en el registro fósil de la mayoría de los filos actuales en la explosión del Cámbrico fue una evolución "pre-mendeliana" causada por factores físicos. Brian Goodwin , descrito por Wagner como parte de "un movimiento marginal en biología evolutiva", [2] niega que la complejidad biológica pueda reducirse a la selección natural y sostiene que la formación de patrones es impulsada por campos morfogenéticos .

Los biólogos darwinianos han criticado el estructuralismo, enfatizando que existe abundante evidencia tanto de que la selección natural es efectiva como, a partir de una profunda homología , de que los genes han estado involucrados en la conformación de organismos a lo largo de la historia evolutiva . Aceptan que algunas estructuras, como la membrana celular, se autoensamblan, pero niegan la capacidad de autoorganización para impulsar la evolución a gran escala.

En 1830, Étienne Geoffroy Saint-Hilaire argumentó un caso estructuralista contra la posición funcionalista ( teleológica ) de Georges Cuvier . Geoffroy creía que las homologías de estructura entre animales indicaban que compartían un patrón ideal; éstos no implicaban evolución sino una unidad de plan, una ley de la naturaleza. [b] Además, creía que si una parte estaba más desarrollada dentro de una estructura, las otras partes necesariamente se reducirían en compensación, ya que la naturaleza siempre usaba los mismos materiales: si se usaban más de ellos para una característica, menos estaba disponible para la otros. [4]

En su libro "excéntrico, hermoso" [5] de 1917 Sobre el crecimiento y la forma , D'Arcy Wentworth Thompson revisó la vieja idea de las " leyes universales de la forma " para explicar las formas observadas de los organismos vivos. [1] El escritor científico Philip Ball afirma que Thompson "presenta los principios matemáticos como una agencia modeladora que puede reemplazar a la selección natural, mostrando cómo las estructuras del mundo viviente a menudo se hacen eco de las de la naturaleza inorgánica", y señala su "frustración por el ' Just Así que 'explicaciones de la morfología ofrecidas por los darwinistas ”. En cambio, Ball escribe:Thompson explica cómo no la herencia, sino las fuerzas físicas gobiernan la forma biológica.[6] El filósofo de la biología Michael Ruse escribió de manera similar que Thompson "tenía poco tiempo para la selección natural", prefiriendo ciertamente las "explicaciones mecánicas" y posiblemente desviándose hacia el vitalismo . [1]


En su libro de 1917 Sobre el crecimiento y la forma , D'Arcy Thompson ilustra la transformación geométrica de la forma del cuerpo de un pez en otro con un mapeo de cizalla de 20 ° . No discute las causas evolutivas de tal cambio estructural y, en consecuencia, se sospecha de vitalismo . [1]
Se han ofrecido múltiples alternativas al darwinismo desde el siglo XIX para explicar cómo tuvo lugar la evolución, dado que muchos científicos inicialmente se opusieron a la selección natural . Muchas de estas teorías, incluidas las limitaciones estructurales o de desarrollo, llevaron (flechas azules sólidas) a alguna forma de evolución dirigida ( ortogénesis ), con o sin invocar el control divino (flechas azules punteadas). Estas teorías fueron en gran parte descartadas por la síntesis moderna de genética y selección natural a principios del siglo XX (flechas naranjas discontinuas). [3]
El fósil de Dickinsonia se describe como una estructura "pneu" con cámaras infladas como un colchón de aire acolchado . Enla visión estructuralista de Adolf Seilacher , la estructura está determinada mecánicamente por la necesidad de distribuir la tensión a través de la superficie, en lugar de haber sido guiada por la selección natural.
Los darwinistas y estructuralistas están de acuerdo en que las estructuras celulares como la membrana celular se autoorganizan espontáneamente . No están de acuerdo sobre la importancia de la autoorganización en otras áreas de la biología.
Una enjuta de puente ornamentada . Steven J. Gould y Richard Lewontin argumentaron que el área triangular es un subproducto de la adaptación de las estructuras a su alrededor.
Los patrones naturales como los de la piel del pez globo gigante pueden crearse mediante oscilaciones espaciales de señales químicas.
Laurence Moran señala que el estructuralismo se centra principalmente en los animales , pero que los animales (enfatizado) forman solo una pequeña porción del árbol de la vida . [15]