DISEÑO DE SISTEMAS ECOLÓGICOS AUTOORGANIZATIVOS

Hazael Alfonzo, Ángel Gómez UNELLEZ-Apure. Programa de Ciencias del Agro y del Mar, VPDR. Campus

Universitario El Recreo, San Fernando 7001, estado Apure, Venezuela. 03/08/2015

E-mail: hazaelalfonzo@hotmail.com y angelome21@hotmail.com

INTRODUCCION

Las grandes transformaciones ocurridas a nivel mundial durante el siglo

XX y al inicio del XXI se han derivado de la variedad de problemas

ambientales, los cuales debido a su crecimiento exponencial actualmente

afectan a todo el mundo, donde la mayoría de los problemas ambientales se

originan por la interferencia y la codicia humana. De tal manera, que el

panorama del planeta Tierra es muy negativo y preocupante, debido a que se

evidencia que por la acción antrópica del ser humano se ha generado un

deterioro ambiental histórico, que tiene su impacto sobre la especie humana,

amenazando fundamentalmente a su salud y la supervivencia. En ese sentido,

estimaciones de países industrializados muestran evidencia de la influencia de

factores ambientales en la salud de las personas en un 20% de los casos. Los

hallazgos indican que la tercera parte de las muertes de personas entre 0 y 19

años de edad pueden ser causa de exposiciones al aire y agua contaminados,

lesiones ocasionadas por accidentes y sustancias y preparados químicos

(Vargas, 2005).

Además, es sabido que el planeta Tierra ha venido experimentando una

crisis ambiental, la cual se caracteriza por tres grandes factores, como son: a)

el crecimiento rápido de la población humana y su actividad económica

asociada, b) el agotamiento de los recursos renovables y no renovables y c) el

daño extenso e intenso causado a los ecosistemas y a la biodiversidad. Así

pues, se puede decir que, la crisis ambiental es causada por el crecimiento

desordenado de las ciudades, de la industrialización llevada a cabo sin control

alguno, de la afectación de la vegetación debido a las actividades humanas,

entre otros; todo esto debido a la falta de un diseño apropiado para un

crecimiento armónico. En consecuencia, esta crisis ambiental pareciera que es

producto de la falta de implantación de diseños pertinentes y como lo

mencionan Shu-Yang et al., (2004), el problema radica en la inadecuada

integración de las preocupaciones ecológicas en los procesos de planificación.

En la teoría evolutiva estándar el aspecto autoorganizativo de la vida no

ha sido considerado como un factor relevante para entender la evolución, sino

al contrario, ha llegado a interpretarse como un impedimento a la misma y ha

generado una visión reduccionista tanto de la evolución como del organismo.

Es por eso, que la motivación para escribir este trabajo surge de la idea

orientada a profundizar sobre los sistemas ecológicos autoorganizativos, a los

fines de conocer sus principios, importancia, propiedades, funcionamiento,

utilidades, técnicas de aplicación, entre otras. Además, si se llega a conocer su

capacidad para producir patrones organizados pudiera servir de fundamento

para la elaboración de una nueva forma de repensar la evolución. De tal

manera, que el objetivo de este trabajo trata de mostrar como esas

propiedades autoorganizativas de la vida son determinantes para entender el

cambio evolutivo, es más, constituye la condición de posibilidad de ese mismo

cambio.

Entonces, se puede decir que un primer acercamiento sobre

autoorganización y evolución es fundamental para la identificación de los

enfoques existentes que se muestran próximos a un reduccionismo. Pues es

allí, cuando el trabajo de Howard Pattee denominado la organización biológica

como expresión básica al que denomina “cierre semántico” cobra importancia,

por cuanto, la vida para Pattee integra la dinámica físico-química (y sus

propiedades autoorganizativas) con la estabilidad estructural de las

macromoléculas de ácidos nucleicos (que permite tomarlos como un nuevo

nivel).

Sin embargo, la teoría evolutiva estándar ha centrado su atención en el

proceso de cambio de las macromoléculas, derivando en una interpretación

reduccionistas de la evolución, que al no dar la suficiente relevancia a la

dinámica autoorganizativa que permite que estas moléculas formen parte de la

vida, se muestra insuficiente para dar cuenta de fenómenos de gran relevancia,

como el origen de la vida o la aparición de novedades evolutivas. Además, los

avances del desarrollo en biología y genética durante las últimas décadas han

sido espectaculares y las repercusiones evolutivas de estos hallazgos son de

largo alcance. De manera tal, que el diseño se considera como una bisagra que

conecta inevitablemente la cultura y la naturaleza a través de los intercambios

de materiales, flujo de energía, y las opciones de uso de la tierra y ofrece

soluciones creativas para los problemas ambientales.

Los sistemas complejos han llamado la atención de físicos, biólogos,

ecologistas, economistas y científicos sociales. Las ideas sobre sistemas

complejos están abriendo caminos en antropología, ciencias políticas y

finanzas. Muchos ejemplos de redes complejas que tienen un gran impacto en

nuestras vidas -tales como supercarreteras, electrificación e internet- vienen de

la ingeniería. Pero, aunque los ingenieros pueden haber desarrollado los

componentes, ellos no han planeado su conexión.

Diseño ecológico

Van Der Ryn y Cowan (1996) lo definen como "toda forma de diseño que

minimiza los impactos destructivos del medio ambiente a través de la

integración de sí mismo con los procesos de vida". Además, el Diseño

ecológico es un campo interdisciplinario emergente de estudio y práctica y que

algunos pudieran argumentar que se trata de un campo transdisciplinario que

se ocupa de la creación nuevas aplicaciones que puedan surgir de sus

disciplinas progenitoras o derivarse de una síntesis de varios. De tal manera,

que influenciado principalmente por la ecología, las ciencias ambientales, la

planificación ambiental, la arquitectura y estudios de paisaje, el diseño

ecológico es uno de los que presenta una rápida evolución (teórica y práctica)

de los enfoques de desarrollo más sostenible, humano y ambientalmente

responsable . En el sentido, el diseño ecológico se desprende de la relación de

interdependencia y dinámica entre la ecología y la toma de decisiones.

También, Van Der Ryn y Cowan (1996) describen el diseño ecológico

como una bisagra que une la cultura y la naturaleza, lo que permite a los seres

humanos que adapten e integran los procesos de la naturaleza con las

creaciones humanas. En las sociedades industrializadas modernas, la cultura

humana y la naturaleza son percibidos y tratados como reinos separados, sin

embargo, su interfaz ofrece un terreno fértil para la creación de nuevos

hibridado, ecologías naturales/culturales y la rehabilitación y re (des)

recuperación de los demás.

El diseño ecológico descrito por Van Der Ryn y Cowan, (1996), se

esfuerza por lograr una creciente dependencia de fuentes de energía y

materiales renovables, manteniendo los estándares de calidad de los bienes y

servicios y reducir el consumo general de recursos, generación de residuos, y

el daño ecológico a través de la eficiencia de uso, reutilización y reciclaje. El

diseño es el punto de intervención clave para la toma de la sostenibilidad en la

ecología.

El diseño ecológico se ha convertido en un medio para modelar los

procesos y funciones ecológicas, y como un modelo para la sostenibilidad.

Además, el diseño ecológico en opinión de Shu-Yang et al. (2004) ofrece un

marco para unir perspectivas convencionales sobre diseño y la gestión con los

ambientales, mediante la incorporación de la consideración de las

preocupaciones ecológicas a escalas espaciales y temporales pertinentes. En

tal razón, uno de los objetivos del diseño ecológico es ayudar a cumplir con

esta visión de la sostenibilidad ecológica, mediante la búsqueda de formas de

fabricación de bienes, la construcción de edificios, y la planificación de las

empresas más complejas, tales como parques empresariales e industriales, al

tiempo que reduce el consumo de recursos y evitar daños ecológicos a la

medida de lo posible.

De tal manera que, Shu Yang et al., (2004), señalan que si se aplican

con rigor los principios del diseño ecológico, se avanzará de forma importante

hacia la sostenibilidad ecológica, ya que el diseño del paisaje depende

principalmente de los recursos naturales, por lo que es de vital importancia

tener en cuenta la sostenibilidad ecológica. Es decir, cuando se toman en

consideración los parámetros de sustentabilidad en el diseño de un paisaje,

esto contribuye a la sostenibilidad ecológica.

El diseño ecológico en los últimos años se ha aplicado a una variedad

cada vez mayor de tecnologías y soluciones innovadoras para la gestión de los

recursos. Por otra parte, el conocimiento ecológico permite una comprensión

integral del paisaje como el resultado de la interacción procesos evolutivos

naturales y culturales que representan el patrón, la diversidad, la sostenibilidad

y la estabilidad (Van Der Ryn y Cowan, 1996). Ver figura 1.

Figura 1. Diseño de sistemas ecológico autoorganizativos

La sostenibilidad ecológica

La sostenibilidad no es un solo movimiento o enfoque, es variada como

las comunidades y los intereses actualmente luchando con los problemas que

plantea. Por un lado, la sostenibilidad es la provincia de los responsables

políticos mundiales y expertos en medio ambiente y por el otro, es el dominio

de los grupos ambientales y sociales de base, los pueblos indígenas que

preservan las prácticas tradicionales, y la gente comprometida con el cambio

de sus propias comunidades. El educador ambiental David W. Orr llama a

estos dos enfoques la sostenibilidad tecnológica y la sostenibilidad ecológica.

Si bien ambos son respuestas coherentes a la crisis ambiental, están muy

separados en sus detalles.

La sostenibilidad tecnológica, parece tener la mayor parte del tiempo en

el aire, se puede caracterizar así: "cada problema tiene una respuesta, ya sea

tecnológico o una solución de mercado. No hay dilemas que hay que evitar, no

hay dominios donde los ángeles temen pisar", la sostenibilidad ecológica es la

tarea de encontrar alternativas a las prácticas que nos metieron en problemas

en primer lugar; entonces es necesario repensar la agricultura, la vivienda, el

uso de energía, el diseño urbano, el transporte, la economía, el patrón de la

comunidad, el uso de recursos, la silvicultura, la importancia del desierto, y

nuestros valores centrales, mientras que los dos enfoques tienen importantes

puntos de contacto, incluyendo una conciencia compartida de la magnitud de la

crisis ambiental global, que encarnan dos visiones muy diferentes de una

sociedad sustentable (Der Ryn y Cowan, 1996).

Teoría general de sistemas

Arnold y Osorio (1998) en su sentido más amplio presentan a la Teoría

General de Sistemas como “una forma ordenada y científica de aproximación y

representación del mundo real, y simultáneamente, como una orientación hacia

una práctica estimulante para formas transdisciplinarias de trabajo”. Mencionan

además, que la TGS según Bertalanffy “debería constituirse en un mecanismo

de integración entre las ciencias naturales y sociales, y ser al mismo tiempo un

instrumento básico para la formación y preparación de científicos”. Pero

también comentan que la TGS se distingue por su perspectiva holística e

integradora, donde se considera importante la interacción y los conjuntos que a

partir de ella surgen. Gracias a la práctica, la TGS crea un ambiente ideal para

la socialización e intercambio de información entre especialistas y

especialidades.

En ese sentido, los autores señalan que la Teoría General de Sistemas

se fundamenta en tres premisas básicas, estas son:

a) Los sistemas existen dentro de sistemas: Las moléculas existen dentro

de células, las células dentro de tejidos, los tejidos dentro de los

órganos, los órganos dentro de los organismos, los organismos dentro

de colonias, las colonias dentro de culturas nutrientes, las culturas

dentro de conjuntos mayores de culturas, y así sucesivamente;

b) Los sistemas son abiertos: Es una consecuencia de la premisa anterior.

Cada sistema que se examine, excepto el menor o mayor, recibe y

descarga algo en los otros sistemas, generalmente en aquellos que le

son contiguos. Los sistemas abiertos son caracterizados por

un proceso de intercambio infinito con su ambiente, que son los otros

sistemas. Cuando el intercambio cesa, el sistema se desintegra, esto es,

pierde sus fuentes de energía, y

c) Las funciones de un sistema dependen de su estructura: Para los

sistemas biológicos y mecánicos esta afirmación es intuitiva. Los tejidos

musculares, por ejemplo, se contraen porque están constituidos por una

estructura celular que permite contracciones.

La teoría de sistema aborda los problemas en términos de totalidad y no

de manera lineal. Por lo tanto, la teoría general de sistemas resulta

fundamental porque puede ser utilizada para encontrar propiedades a

entidades que se presentan en la realidad, tales como cosas o fenómenos y

además ha originado contribuciones de conceptos más subjetivos que

objetivos, es decir, conceptos más independientes.

En ese sentido, si bien es cierto, que el campo de aplicaciones de la

TGS no reconoce limitaciones al usarla en fenómenos humanos, sociales y

culturales, se advierte que sus raíces están en el área de los sistemas

naturales (organismos) y en el de los sistemas artificiales (máquinas). Es por

eso, que Bertalanffy (1976), señala que “la TGS debería constituirse en un

mecanismo de integración entre las ciencias naturales y sociales y ser al

mismo tiempo un instrumento básico para la formación y preparación de

científicos”. De tal manera, que el principio de sistema abrió las fronteras de las

ciencias particulares favoreciendo la interdisciplinariedad, la

multidisciplinariedad hasta llegar a la transdisciplinariedad.

Visión sistémica de la realidad.

La visión sistémica y su aplicación al análisis de los diversos sistemas

complejos que conforman el Universo, se configura como ciencia en los últimos

años en un marco conceptual organizado de la mano de eminentes científicos

como Norbert Wienner, Ludwig V. Bertalanffy, Claude Shanon, W.R. Ashby,

Von Newman, entre otros (Antequera 2004). De tal manera, que las

aportaciones de la Cibernética, la Teoría General de Sistemas, la Teoría de la

información, y más recientemente la Teoría del Caos y el estudio de la

Complejidad, han impregnado todas las disciplinas científicas creando nexos

vinculantes entre las mismas, y haciéndonos entender que la realidad es un

todo conexo, de la que se extraen mediante esta perspectiva de análisis,

conceptos de aplicación comunes entre las disciplinas, que se enfrentan al

estudio de los sistemas complejos.

Por otro lado, Wilber (1998) afirma que la realidad está compuesta por

procesos dentro de otros procesos por lo se consideran holones, que existen

cosas y procesos, pero que todos y cada uno de ellos son holones. Desde esta

perspectiva, se puede considerar que los sistemas ecológicos

autoorganizativos son ecosistemas que están compuestos o entrelazados por

hilos que conforman una red, donde la parte contiene el todo y el todo a la

parte; y donde el observador (diseñador) interactúa con lo observado en unidad

dialéctica, mirando el contexto (sistema ecológico) como un todo integrado en

múltiples conexiones, en movimiento expansivo y transformativo, con

bifurcaciones y rupturas en su evolución histórica a consecuencia de su

carácter de sistema abierto que interactúa con el contexto o entorno

(Molina 2012).

Razón por el cual, el diseño de sistemas ecológicos autoorganizativos va

de la parte al todo y del todo a la parte, viendo cada parte o componente del

paisaje y cada disciplina que lo integra, como parte de un todo y al mismo

tiempo parte y de esta manera, poder dar una respuesta o solución mucho más

real o cercana a la realidad del problema abordado.

Desde esta perspectiva, el enfoque sistémico de Niklas Luhmann (1984),

en donde la política es un sistema parcial de la sociedad, la autoorganización

de cualquier sistema tiene que ver con que el sistema sea capaz de

autoorganizar sus elementos y las relaciones entre estos,

correspondientemente a la diferencia sistema/entorno, lo que significa que el

sistema es capaz de autoorganizarse, o reducir complejidad, o mantener cierto

gradiente de complejidad, dependiendo la vivencia, entre otras posibles

situaciones en las que se pudiera encontrar. Lo que definitivamente no tendría

nada que ver con la definición expuesta en la parte de arriba (Wikipedia en

línea).

De tal manera, que la intención de Luhmann es buscar equivalentes

funcionales a la integración normativa para dar solución al problema que afecta

la autoorganización y la autoproducción de las sociedades en contextos de

contingencia y riesgo.

El concepto de sistema

Un sistema consiste en una organización de elementos idealmente

separables y en las interacciones entre otros elementos. También, se puede

definir un sistema como un conjunto de objetos unidos por alguna forma de

acción regular o interdependiente (Antequera 2004). Un átomo, una galaxia,

una planta, un animal, una persona, una ciudad, una comarca, el planeta en sí

mismo, todo el Universo es un sistema, hecho de componentes que pertenecen

a un número finito de clases. El numero de interacciones posibles entre dichos

componentes ese igualmente limitado.

Las partes que componen los sistemas más evolucionados son

numerosas y las interacciones entre esas partes son muy complejas. Los

resultados que producen las interacciones entre las partes del sistema hacen

que los estados futuros del sistema queden limitados a un número de

posibilidades, por ello la descripción del sistema entero puede ser más breve

que la enumeración de todos los estados posibles de las partes del sistema, ya

que cada elemento influencia las posibilidades o estado de los otros y en

consecuencia disminuye el número de los grados de libertad de los que podrían

gozar estos componentes si estuvieran aislados (Margalef 1993).

El sistema ecológico

En un sistema ecológico, todos los elementos se observan integrados en

el paisaje, y está comprendido por elementos naturales y humanos vinculados

por relaciones de dependencia mutua, entre los cuales están el relieve, clima,

ríos, suelos, seres humanos, plantas animales, entre otros. En este sistema las

características de cada elemento se explican por causas naturales (físicas,

químicas, biológicas). En este sistema, el hombre interviene como un ser vivo

especial porque depende de los recursos naturales pero también tiene una

capacidad para modificarlos rápidamente, sea con efectos positivos o

negativos.

Los sistemas pueden ser entendidos como "abiertos" o "cerrados"

respecto al flujo o movimiento de ciertos elementos o procesos.

Sistema abierto.- En los sistemas abiertos se intercambia materia y

energía.

Sistema cerrado.- En los sistemas cerrados es posible el intercambio

de energía con el universo, pero no el intercambio de materia. Así, la

mayoría de los procesos con gases se realizan en sistemas cerrados.

Sistema aislado.-En los sistemas aislados no se producen intercambios

de materia, ni de energía. El universo puede ser considerado uno de

estos, si aceptamos que no hay ningún ambiente rodeado al universo

con el que se pueda establecer un intercambio de materia o energía.

Comprender un sistema ecológico.

Para sobrevivir los organismos necesitan diferentes clases de recursos, y

al tratar de obtenerlos se ven obligados a interactuar con otros seres vivos.

Veamos un ejemplo para comprender mejor el sistema. El Chigüire o

capibara (Hidrochoerus hidrochaeris), un mamífero roedor que puede llegar a

pesar 250 kilos, habita en Venezuela en zonas de llanura, próximas a ríos y

lagunas, buen nadador: «Durante el día permanece tendido en medio de las

plantas acuáticas o va a pastar tranquilamente la hierba de la llanura. Sirve de

presa al jaguar» (Darwin, 1832).

Entre el Chigüire, sus enemigos naturales, la vegetación y el ambiente

físico donde estos seres vivos habitan, existen muchísimas y complejas

interacciones. Imaginemos que el número de carpinchos comienza a disminuir

en forma alarmante y se te pide que estudies las causas del problema para

evitar su desaparición. ¿Qué aspectos debes tener en cuenta para ayudar a la

conservación de estos mamíferos? Realizar un estudio detallado de la

anatomía de algunos ejemplares aislados no sería suficiente. Para comprender

el problema es necesario conocer los hábitos de vida del Chigüire, el ambiente

en que vive, la disponibilidad de alimento, las condiciones climáticas, sus

enemigos naturales, la caza furtiva, la acción del hombre, etc. Es decir, hay que

considerar el problema en forma global y estudiar el Chigüire no como individuo

aislado, sino como un integrante más de un sistema biológico o ecosistema.

En tal sentido, los sistemas ecológicos por su naturaleza son complejos, y

la principal característica de los sistemas complejos es la autoorganización, la

adaptación y la emergencia. En el estudio y entendimiento de lo sistemas

complejos radica el corazón de la Ingeniería de Sistemas; y el trabajo

transdisciplinario es básico en la búsqueda de hacer ciencia y buscar un mejor

entendimiento de la realidad compleja que nos rodea.

Los sistemas autoorganizados

Hablar se visión sistémica, es hablar del todo para comprender las

partes, del análisis de lo global para entender lo particular, de propiedades

emergentes y retroalimentación, de entropía y organización, de búsqueda de

objetivos y de eficacia, es en definitiva hablar de la esencia de los sistemas

complejos, de la esencia del comportamiento de los seres humanos y de los

sistemas sociales, de la base del funcionamiento de la vida en el Cosmos

(Antequera 2004).

Antecedentes

El término "autoorganización" fue introducido por vez primera por

Immanuel Kant en la Crítica del juicio y recuperado en 1947 por parte del

psiquiatra e ingeniero W. Ross Ashby. El concepto fue pronto utilizado por los

cibernetistas como Heinz Von Foerster, Gordon Pask, Stafford Beer y el propio

Norbert Wiener, en la segunda edición de su "Cybernetics: or Control and

Communication in the Animal and the Machine" (MIT Press 1961). El concepto

de "autoorganización" fue adoptado por todos aquellos asociados a la Teoría

de Sistemas en la década de los 60, pero no se convirtió en un concepto

científico común hasta su adopción por parte de los físicos y, en general, de los

investigadores de los sistemas complejos en las décadas de los setenta y

ochenta (Wikipedia en línea).

Autoorganización

El fenómeno de autoorganización fue primeramente reconocido como

un aspecto importante de los amplios procesos de cambio en sistemas

operados por la física y la biología (Ruelle, 1979; Prigogine y Stengers, 1982;

Prigogine y Nikolis, 1989; Bak y Chen, 1991; Kauffman, 1993).

Este proceso ha sido observado también en las redes de organización

comunitaria que surgen después de desastres naturales o tecnológicos

(Drabek, 1981; Comfort, 1990). Las urgentes necesidades de una comunidad,

producidas por el impacto de fenómenos peligrosos como terremotos,

huracanes, inundaciones, incendios o fugas de materiales peligrosos, la gente

responde voluntariamente con bienes materiales, habilidades y conocimiento

para restaurar el orden, algo semejante pasa en los ecosistemas, donde se

autoorganizan dando forma global de orden o coordinación, surgiendo esta de

las interacciones locales entre los componentes del sistema inicialmente

desordenado.

En tal sentido, Bak y Chen (1991), presentando su explicación en forma

de analogía con una "pila de arena", donde notaron la recurrencia de este

fenómeno en ambientes naturales, en la cual, al agregar un grano más de

arena, en un punto indeterminado, toda la pila se reordena sin intervención

externa. Mediante este ejemplo se puede entender, como los sistemas

naturales se pueden autooganizar sin intervención externa. Los componentes

de los sistemas autoorganizados usan sólo información local y no requieren de

un líder o control central, estos sistemas son muy robustos (son resistentes a

cambios en su entorno y a la pérdida de componentes) y también son

adaptativos (pueden ajustarse a los cambios). Estas propiedades son comunes

en los sistemas vivos.

Y cuando aprovechamos estas propiedades en el diseño de sistemas

ecológicos autoorganizados artificialmente, donde interviene la mano del

hombre, se pueden lograr cambios más rápidos y favorables en pro del

ambiente, como por ejemplo, el diseño de sistemas ecológicos de Humedales

(Fitodepuración) de aguas residuales. Estos humedales artificiales son zonas

construidas por el hombre en las que, de forma controlada, se reproducen

mecanismos de eliminación de contaminantes presentes en aguas residuales,

que se dan en los humedales naturales mediante procesos físicos, biológicos y

químicos. Ver figura Nº 2.

Figura 2. Principales componentes y procesos depurativos en humedales artificiales.

Por su parte, Anderson (2002), define la autoorganización como “un

fenómeno en el que los patrones a nivel de sistema espontáneamente surgen

únicamente de interacciones entre subunidades del sistema” (p. 247). De tal

manera, que se habla de autoorganización para explicar fenómenos puramente

físicos, como la formación de tornados o láseres, químicos, como estructuras

disipativas, biológicos, como reacciones básicas del metabolismo o las

sociedades de insectos, y formales, como los que se producen en las redes

booleanas y autómatas celulares (Solé y Goodwin 2000).

Ante esta situación sería conveniente en primer lugar distinguir el

fenómeno ontológico de la autoorganización de las diferentes aproximaciones

teóricas o metodológicas al mismo. Es decir, no hay que confundir la

autoorganización con las herramientas teórico-conceptuales desarrolladas para

dar cuenta del fenómeno. El concepto de autoorganización proviene de dos

tradiciones distintas. Una es la denominada “Segunda Cibernética”, cuyos

trabajos se remontan a los principios de los años sesenta, y que puede

considerarse la precursora de las modernas ciencias de la complejidad, y la

otra la Escuela de Bruselas, que haría populares sus investigaciones sobre la

termodinámica de procesos irreversibles.

La autoorganización, es básicamente la creación espontánea de

patrones coherentes, globalmente provenientes de interacciones entre

componentes inicialmente independientes. Este orden colectivo, está

organizado en función de su propio mantenimiento, y de este modo tender a

resistir perturbaciones. Esta robustez se logra con el control distribuido y

redundante de modo que cualquier daño pueda ser restaurado por las

secciones restantes no dañadas.

La autoorganización es un proceso en el que la organización interna de

un sistema, generalmente abierto, aumenta de complejidad sin ser guiado por

ningún agente externo. Normalmente, los sistemas autoorganizados exhiben

propiedades emergentes. La autoorganización es objeto de estudio

interdisciplinar, pues es, una propiedad característica de los sistemas

complejos, sean éstos matemáticos, físicos, químicos, biológicos, sociales o

económicos (Wikipedia en línea).

La autoorganización es un proceso en el que alguna forma global de

orden o coordinación surge de las interacciones locales entre los componentes

de un sistema inicialmente desordenado. Este proceso es espontáneo: no está

dirigido ni controlado por ningún agente o subsistema dentro o fuera del

sistema. El proceso es generalmente desencadenado por fluctuaciones

aleatorias que son amplificadas por realimentación positiva (Wikipedia en

línea). La organización resultante está completamente descentralizada o

distribuida sobre todos los componentes del sistema; esta organización resulta

típicamente muy robusta, capaz de sobrevivir y auto-reparar daños o

perturbaciones sustanciales. La autoorganización se da en una gran variedad

de fenómenos físicos, químicos, biológicos, sociales y sistemas cognitivos.

(Wikipedia en línea).Ver figura Nº 3

La autoorganización del sistema se basa en el acoplamiento de un

dispositivo que dispone de control de la información y de un dispositivo

fenoménico, que reacciona directamente con ecosistema y realiza intercambios

metabólicos. Es decir, que existiría una parte del sistema que trabajaría más

con variables informativas y otra parte que mantendría el componente

estructural del sistema (Antequera 2001).

Figura 3. Autoorganización de un banco de peces. Es básicamente la creación

espontánea de patrones coherentes, globalmente proveniente de interacciones entre componentes inicialmente independientes. Este orden colectivo, está organizado en función de su propio mantenimiento, y de este modo tender a resistir perturbaciones.

Sistemas autoorganizados

Margalef (1986) señala que los sistemas autoorganizados se

presuponen con una cierta elasticidad y flexibilidad interna que llegan al

autoreconocimiento y a la autosupervivencia ante el error (adaptación evolutiva

y aprendizaje). El concepto de sistema con sus connotaciones de flexibilidad y

tensión internas alcanza grados de complejidad, limitados por la estructura del

espacio, el alcance de las fuerzas actuantes y la segunda Ley de la

termodinámica (la cual expresa que "La cantidad de entropía (magnitud que

mide la parte de la energía que no se puede utilizar para producir un trabajo) de

cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el

tiempo"). Más sencillamente, cuando una parte de un sistema cerrado

interacciona con otra parte, la energía tiende a dividirse por igual, hasta que el

sistema alcanza un equilibrio térmico.

Control y autoorganización

Los mecanismos de control son esenciales para el mantenimiento del

sistema. Existe una cierta convergencia en el comportamiento de los diferentes

elementos del sistema. Antequera (2004), señala que la actividad de cada

componente depende de sus relaciones con los componentes que lo rodean, y

aparece como guiada o bajo el control de mecanismos de retroalimentación, o

regulación o control mutuo de unas partes sobre las otras. Del resultado de

dicho proceso de control se genera un grado de autoorganización en el

sistema que conforma su complejidad. El que las relaciones no sean

igualmente intensas entre y cada uno de los elementos, facilita el desarrollo de

la noción de jerarquía en el interior del sistema (Margalef 1986).

Antequera (2004), señala “el sistema es auto-eco-organizador puesto

que su entorno participa de su organización”. Cuanto más autónomo se hace

un sistema vivo, más se convierte al mismo tiempo en dependiente de su

ecosistema, a través de la multiplicidad de relaciones vitales, que su propia

complejidad debe establecer con el ecosistema. Por ello su independencia es

proporcional a su dependencia respecto al ecosistema. La dualidad entre

estabilidad y evolución (cambio) son las características del desarrollo de los

sistemas complejos.

Propiedades de la autoorganización

Los sistemas vivos son cerrados desde el punto de vista de su

organización, pero abiertos desde el punto de vista material y energético, pues

para mantenerse vivos deben alimentarse de los flujos de materia y energía de

su entorno. Así que interactúan materia y energía a través de las propiedades

de auto organización de la naturaleza, que son de carácter sistémico, constante

y abierto, posibilitando la variedad y la inteligencia de las formas de vida

(Dimuro 2008).

La autoorganización se caracteriza por cuatro propiedades, a saber:

1. Totalidad de un sistema: Un sistema no puede ser reducido a sus

componentes pues la naturaleza es un juego entre las partes. El

conjunto genera propiedades emergentes y nuevas posibilidades que no

son previstas en sus partes más pequeñas.

2. Auto estabilidad o equilibrio (autorregulación): A pesar del constante

cambio entre materia y energía, los sistemas pueden auto regularse

para adaptarse al medio y combatir los peligros de su existencia. El

“feedback” es la acción y la reacción que ayuda a percibir el mundo y

hace con que el sistema conteste de alguna manera, comunicándole

cuando un comportamiento es disfuncional y la respuesta es el cambio y

la reorganización. Esta característica fue reconocida como el origen

dinámico del desarrollo, del aprendizaje y de la evolución.

3. Complejidad: Cuando un desafío presentado por el medio persiste, los

sistemas abiertos se desmontan y se adaptan, reorganizándose en

mejores y más complejas formas, evolucionando.

4. El sistema es un holón: Es algo interno en sí mismo, comprendido en

subsistemas (partes de un todo y al mismo tiempo parte). Sistemas

dentro de sistemas, jerarquías abrigadas que se tienden de abajo hacia

arriba (holonarquias). “El sistema se genera sólo a partir de la

cooperación adaptativa y espontánea entre las partes, en beneficio

recíproco.” (MACY, 2004, p. 62, citado por Dimuro 2008)

Propiedades fundamentales de los fenómenos autoorganizativos

García (2005), señala que a pesar de la diversidad de aproximaciones

teóricas al fenómeno de la autoorganización se pueden establecer cuatro

propiedades básicas:

1. Descentralización: las interacciones entre los componentes del sistema

no están determinadas por una unidad de control que especifique el

comportamiento del mismo. Las formas generadas mediante este tipo

de procesos son más estables que las estructuras centralizadas ya que

pueden asimilar errores en alguna de las unidades e integrar más

fácilmente fluctuaciones del entorno.

2. Retroalimentación (feedback): normalmente la interacción entre los

componentes es recursiva. Al formar parte de una red de interacciones

acopladas, los resultados de un comportamiento anterior de un

componente se reinsertan de nuevo en el mismo, realimentándolo. La

realimentación puede ser positiva, en la que el resultado del

comportamiento original se refuerza, o negativa, en la que se reduce.

Este tipo de relación entre las unidades del sistema hace que algunas

fluctuaciones de su dinámica se amplifiquen mientras que otras tiendan

a desaparecer.

3. Transiciones de fase y ruptura de simetría. Una transición de fase de

primer orden se caracteriza por que la alteración continua de un

determinado parámetro (p.e. temperatura, presión, etc.) lleva a producir

cambios drásticos en el estado del sistema. Las ecuaciones dinámicas

de una transición de primer orden tienen sólo una solución estable, sin

embargo, en las transiciones de fase de segundo orden, propias de los

sistemas complejos, el sistema presenta bifurcaciones, es decir, dos

conjuntos de soluciones igualmente estables. Cualquier mínima

perturbación lleva a la evolución dinámica del mismo hacia una de ellas,

produciendo una ruptura de simetría.

4. Emergencia: la interacción entre los componentes del sistema produce

propiedades dinámicas emergentes, no deducibles en principio de las

propiedades de los componentes. Estas nuevas propiedades, que

habitualmente toman la forma de estructuras funcionales, son las que

permiten que el sistema se auto-mantenga. La autoorganización, por lo

tanto, es un fenómeno inherentemente antirreduccionista ya que las

propiedades dinámicas cualitativas globales del sistema son esenciales

para su constitución. La tendencia a la autoorganización es una

propiedad general de la materia que, en nuestro planeta, ha dado origen

a una jerarquía de sistemas con distinto grado de complejidad, que se

extiende desde el nivel subatómico hasta los ecosistemas y las

sociedades humanas. Son muy importantes las implicaciones que el

estudio de la autoorganización tiene para la Biología.

Situación actual de los sistemas ecológicos autoorganizados

En la actualidad el estudio de la autoorganización se lleva a cabo,

principalmente, desde un enfoque holístico, que trata de descubrir las

características y leyes más generales que rigen el proceso. Mas, en el caso de

los seres vivos, los conocimientos que tenemos sobre la autoorganización no

se limitan a los así obtenidos. En particular, la Biología molecular, en una

demostración de la gran eficacia de la utilización del método analítico, obtiene

conocimientos complementarios de los conseguidos en el enfoque holístico,

que permiten precisar algunos aspectos fundamentales. La Biología molecular

está poniendo de manifiesto las características diferenciales de los seres vivos,

respecto a los sistemas inorgánicos, de las que depende que la

autoorganización llegue en ellos a niveles de complejidad muy superiores a los

del mundo inorgánico.

CONCLUSIONES

Lo revisado permite visualizar que el propósito de usar un pensamiento

sistémico de la autoorganizacion se orienta a tratar de disponer de un corpus

teórico - metodológico holistico, integral, multi dimensional, multi estructural y

multi referencial, y que sea capaz de promover el encuentro inter y

transdisciplinario.

De manera general, los sistemas naturales son sistemas complejos y

están ahí presentes. En ellos los mecanismos de información, regulación y de

formación de la integridad son inherentes a los fenómenos naturales, y no

están subordinados a una acción específica. Ejemplo de ellos son las plantas y

los animales, los cuales contienen y forman parte de sistemas complejos,

donde el papel fundamental lo tiene la fotosíntesis en las plantas, y en los

animales las redes nerviosas en el cerebro. Significa entonces, que los

mecanismos de auto regulación, de búsqueda de la homeostasis y de equilibrio

y de la producción de entropía, se producen sin la participación del ser humano

como estructura externa.

El sistema complejo tiene su propia lógica de autorregulación y de

autoorganización. Estos sistemas son capaces de estructurarse y organizarse

por sí mismos. De tal manera, que al estudiar un objeto o ser vivo desde una

posición sistémica, es fundamental realizar lo siguiente: identificar las

interacciones de vinculación con los diversos componentes de cada sistema,

para establecer la organización interna; analizar los procesos que ejecuta el

objeto o el ser vivo; estudiar las normas de funcionamiento; identificar los

intercambios con el ambiente; establecer la identidad perdurable del objeto o

ser vivo; analizar la capacidad de variación y adaptación del objeto o ser vivo

por sí mismo e identificar las opciones del objeto o ser vivo para transformarse.

Todo esto debe tomarse en cuenta para diseños de sistemas ecológicos

autoorganizativos, y así sean capaces estos sistemas de estructurarse y

organizarse por sí mismos de manera mas rápida.

Las estructuras biológicas y sociales complejas y autoorganizativas

nacen en sistemas abiertos en los que se presentan intercambios de materia,

energía e información con los alrededores, de tal manera, que el sistema se

mantiene lejos del equilibrio y su dinámica corresponde a procesos no lineales

que permiten la interacción coherente de sus componentes. Las comunidades,

las naciones y las regiones constituyen el sistema global y se comportan como

sistemas complejos, abiertos, y lejos del equilibrio.

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