IscrivitiRICORSIVITA’ ED AUTOPOIESI
Nella scienza dei sistemi complessi, la parola ricorsività assume varie sfumature. In generale, ricorsivo si associa ad un concetto di circolarità. L’immagine dell’Uroboro, il serpente che si morde la coda, viene spesso usata per rappresentare questo concetto. Nei sistemi biologici, la circolarità è identificabile in molti termini usati per indicare fenomeni cibernetici, come l’iterazione, l’auto-similarità, l’autoreferenzialità e l’autopoiesi.
Iterazione
La parola iterazione deriva dalla parola latina “iterare” cioè ripetere. La ripetizione dello stesso processo che determina sempre una nuova condizione è un’iterazione. Infatti, ogni volta che la iterazione compare in un processo creativo sorgono nuovi fenomeni. In biologia, i sono fenomeni sono ricorsivi e dinamici e possono essere continui, come ad esempio camminare, oppure possono avere un carattere cumulativo come la crescita numerica della popolazione mondiale.
La sequenza di processi iterativi determina la creazione di nuovi domini e una crescita esponenziale della risposta dal processo, siano esse strutture o funzioni biologiche.
Auto-similarità
Possiamo rappresentare un processo iterativo facendo la copia di un’immagine, ridurla e allegare la copia più piccola in un punto predeterminato dell’originale. Un semplice esempio è la ripetizione che avviene nelle bambole incastonate russe (matrioske). L’autosimilarità è la tendenza di un sistema a ripetere un processo di replicazione più volte con una progressione che tende all’infinito. In natura, i compnenti di un organismo sono autosimilari e collegati tra loro per creare forme complesse. La morfologia del cavolo è un buon esempio per rappresentare l’autosimilarità in natura. In matematica, il processo iterativo può essere scritto in una regola o equazione.
L’iterazione del processo determina lo sviluppo di diversi domini che portano all’organizzazione di strutture sempre più complesse. Questo è quello che succede per il collagene umano. In effetti, studi recenti hanno evidenziato l’organizzazione tetraedrica delle fibrille di collagene. Un chirurgo francese, il Dr. Guimbertau, ha esplorato endocopicamente la complessità del tessuto connettivo sottocutaneo, e con i suoi video ha dimostrato che le fibrille di collagene tendono a replicarsi in modo dinamico innumerevoli volte, costituendo una rete di collagene, cioè l’impalcatura dei tessuti corporei (Guimbertau, 2015 ).
Anche i frattali sono esempi di auto-somiglianza iterativa. Un frattale è un oggetto geometrico la cui forma è riprodotta molte volte nello stesso modo su scale diverse. Se osserviamo la struttura del cavolo dall’alto verso il basso possiamo ingrandire la più piccola parte della struttura e otteniamo una figura simile al tutto. Questo tipo di esperieenza è facilmente praticabile con il cavolo o una felce. Tuttavia, i componenti frattali di una struttura non sono sempre perfettamente uguali alla struttura a cui appartengono. Ad esempio, la geometria di una costa è impossibile da ridurre a una singola forma in quanto le parti più piccole della sua struttura rimangono costanti anche quando “crescono” e non arrivano mai a rappresentare la forma dell’intero sistema cui appartengono. Pertanto per strutture altamente disomogenne si parla di una dimensione frattale che non corrisponde ad una forma geometrica ma un numero che si ripete costantemente all’interno della struttura. La dimensione frattale è anche rilevata nel corpo umano come accade in molte strutture anatomiche, ad esempio l’albero vascolare e bronchiale.
Autoreferenzialità
Questo termine non deve essere confuso con l’autosimilarità. L’autoreferenzialità ha a che fare con la logica filosofica. L’autoreferenzialità consente di passare da un dominio all’altro durante l’affermazione di un’idea. Invece, la logica può essere applicata solo a un dominio ben specificato. La maggior parte degli esempi di autoreferenzialità sono verbali e derivano dal linguaggio comune della gente. Difatti il linguaggio ha la proprietà di generare domini distinti ma che a volte è possibile combinare in una sola frase. Quindi le affermazioni autoreferenziali producono antinomie. Ad esempio, la dichiarazione “Questa frase è falsa” rivela un paradosso autoreferenziale. Nessuno sarà mai in grado di dimostrare se questa affermazione è vera o falsa.
Autopoiesi
Questo termine indica sempre un’organizzazione circolare che caratterizza i sistemi viventi come unità; le parole provengono dal greco “autos” che indica il carattere autonomo dell’organizzazione e la parola “poiesis” per indicare la creazione o la produzione. L’organizzazione è la relazione tra i componenti che definiscono un sistema. Le organizzazioni nei sistemi biologici sono molto intrecciate e costituiscono una struttura funzionale chiamata rete. La rete definisce l’identità del sistema perché anche se i suoi singoli componenti possono essere sostituiti, per esistere devono mantenere l’organizzazione della rete invariata. In caso contrario, quel sistema muore o diventerà qualcos’altro. Questo concetto è molto chiaro nel contesto della nostra struttura anatomica in cui una sostituzione protesica di una parte (dente, osso, legamento, ecc.) può essere ben compensata poiché mantiene inalterata l’organizzazione della rete della struttura e quindi favorita da un adattamento.
Giuseppe Arcimboldo – L’organizzazione di un volto è riconoscibile in quanto non dipende dal tipo di struttura che forma un suo elemento.
Una delle più piccole unità autopoietiche nel corpo umano è la cellula. Esistono molti tipi di cellule che producono diversi tessuti. La complessità biologica di un organismo è determinata dal fatto che tutte le cellule e i tessuti di vari sistemi funzionali convivono mantenendo la loro autonomia e il loro comportamento autopoietico. Ciò avviene grazie ad un accoppiamento strutturale cioè un’interazione tra un organismo e gli altri organismi immersi nell’ambiente esterno e si verifica grazie all’adattamento e alla cooperazione delle parti. Questo processo parte dall’accoppiamento di piccole unità di un sistema e non è un’aggiunta matematica ma un processo coevolutivo che conduce a un nuovo sistema più grande in cui sorgono nuove competenze. In questo contesto, ogni singola cellula non perde la sua identità.
In breve possiamo riassumere che il sistema vivente è composto da piccole unità, organizzate in un equilibrio dinamico e ricorsivo con altri organismi che vivono nello stesso ambiente. L’autonomia funzionale, i processi ricorsivi e una oscillazione armonica caratterizzano il comportamento autopoietico di un sistema vivente. Quindi il concetto di autopoiesi si collega sia alla coevoluzione degli organismi nel rispetto della diversità biologica, che all’attività cooperativa tra le singole unità. Quando la capacità di cooperazione ed integrazione tra le unità fallisce, la circolarità armonica si rompe. Questa condizione comporta la distruzione del sistema o l’emergere di qualcosa di diverso rispetto a ciò che le unità hanno creato autopoieticamente fino a quel momento.