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Miscelánea.

Wednesday, January 27, 2010

Evolución y MacGyver

Hace miles de años, cuando tenía perilla y algo más de pelo sobre la cabeza, los dinosaurios dominaban la Tierra y yo hacía un curso sobre autómatas celulares. Estos bichos son de lo más entretenido, pero no voy a hablar de ellos. Una cosa que aprendí en dicho curso es cómo usar algoritmos genéticos para resolver problemas.



Un algoritmo genético es un sistema ciego cuyo funcionamiento imita al proceso evolutivo. Básicamente consiste en lo que sigue: Dado un cierto problema que queremos resolver, se crea una codificación para cada tipo de respuesta posible, se generan al azar miles o cientos de miles de ellas, la mayoría completamente idiotas, y luego se las enfrenta a dos procesos. El primero es una criba, que elimina a los candidatos que dan una peor solución, y el segundo consta de mutaciones aleatorias y cruces entre las respuestas mejores, lo que da lugar a una segunda generación de posibles respuestas.

Ese proceso se repite tantas veces como se quiera y tras unas cuantas generaciones se obtienen soluciones aproximadas al problema inicial que no están nada mal. Aunque ninguna es completamente perfecta, la ventaja de este algoritmo reside en dos puntos:

1. Permite obtener soluciones aproximadas a un problema nuevo.
2. Dichas soluciones se obtienen con insultante rapidez.

De hecho este tipo de algoritmos es óptimo cuando se quieren obtener una solución lo más rápidamente y lo más adecuada posible a un problema que enfrentamos por primera vez. Benditos sean los ordenadores, gracias a los cuales el paso de una generación a otra dura un microsegundo.

En matemáticas, por ejemplo, puede valer para conocer la forma de una pompa de jabón sostenida sobre un conjunto de alambres en una disposición particular. Parece tonto pero es dificilísimo.

Ahora vamos con la evolución de verdad, con bichos y plantitas que se pelean con todos los demás para obtener recursos, evitar ser devorado y reproducirse. Es decir, para ser felices.

En este caso un problema es cualquier adversidad a la que se enfrenten nuestros queridos seres vivos. Sin ellos preocuparse en absoluto, su material genético muta (normalmente poco) y se recombina (bastante: el sexo es lo que tiene), de modo que se producen continuamente individuos diferentes entre sí.

Esos individuos son las posibles soluciones. Y cada uno de ellos será mejor o peor según un único criterio: si se repoduce mucho está bien adaptado (¡es una buena solución!) y si muere antes de reproducirse entonces es un desastre. [1]

Con el paso de las generaciones los sucesivos individuos están cada vez mejor adaptados a las adversidades a las que se enfrentan, lo que es bonito y feliz. Ocurre, en cualquier caso, que habrá individuos más felices que otros, ya que no todos están igualmente adaptados al medio. Esta variedad, que podría parecer injusta, es vital.

Cuando las condiciones ambientales cambian drásticamente puede peligrar la supervivencia del grupo. Si todos los individuos fuesen idénticos, su capacidad para sobrevivir sería la misma en todos los ambientes. Sin embargo, esas pequeñas diferencias entre ellos hacen que respondan de manera diferente a un cambio externo. Algunos lo hacen mejor y otros peor, pero la diversidad, esa injusticia aparente, equivale a no poner todos los huevos en la misma cesta.

De este modo, si algunos individios logran sobrevivir, no importa cómo, las siguientes generaciones estarán progresivamente mejor adaptadas, ya que es el ambiente adverso[2] criba sin piedad a las malas soluciones. Como ya he dicho, el proceso de mutación y cruce no da soluciones perfectas (lo que sería indeseable puesto que liquidaría la diversidad [3]), pero sí proporciona soluciones suficientes y de forma muy rápida.

La evolución no crea prodigios de diseño de la nada, sino que parchea, remienda y apaña partiendo del material que tiene a mano. No fabrica con materiales nuevos, no planifica, no innova, no es un ingeniero con tiempo y recursos a su disposición.

Es, más bien, un tipo que arregla lo que sea con lo poco que tenga a mano en ese momento: un paquete de chicles, dos gomas elásticas, cuatro clips a mano... La evolución ES MacGyver.

Y es imperfectamente perfecta, mullet incluido.



[1] Por supuesto ocurren accidentes, pero la vida no es justa. Qué le vamos a hacer.
[2] Contaminación, inundaciones, aumento o disminución de la temperatura, cambio de la pluviosidad, aparición de nuevos depredadores o de plagas, desertización...
[3] Un diseño DEMASIADO inteligente produciría individuos PERFECTAMENTE adaptados y, por tanto, idénticos entre sí. Desafortunadamente cualquier cambio ambiental los dejaría con el inteligente culo al aire y se iría extinguiendo una especia tras otra... Salvo que ALGUIEN estuviera todo el tiempo inteligentemente diseñando soluciones ad hoc.

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38 Comments:

At 27 January, 2010 02:58 , Blogger Charles M. Towsend said...

Rollaco.
Se salva por el dibujin.

 
At 27 January, 2010 03:15 , Blogger Be said...

Tou, no entiendes nada! Esto es chupi!

Amigas, poned un Efe en vuestras vidas!! Todo esto podría ser vuestro!! Imaginad, un sábado por la mañana, nada más abrir los ojos... "Buenos días, te voy a contar cómo usar algoritmos genéticos para resolver problemas".

No es que haya pasado, pero podría pasar...

 
At 27 January, 2010 03:22 , Blogger Charles M. Towsend said...

Tranquila maja, buen trabajo, Tu sobre está en el correo. Cómprate algo bonito.

El post sigue siendo un rollaco.

 
At 27 January, 2010 03:56 , Blogger Be said...

¿Maja? ¡Jijiji!

 
At 27 January, 2010 04:48 , Blogger Efe Morningstar said...

Tou, hombre, ¿pero no has visto que tanto los tags como el primer dibujín avisaban de que este post no era para cualquiera?

Si es que te falta espíritu...

Be, si no ha pasado eso entonces ha sido algo muy semejante, estoy casi seguro.

 
At 27 January, 2010 07:50 , Anonymous Smartita said...

Había leído "Hace miles de años, cuando tenía pilila"...

me voy a echar la siesta.

 
At 27 January, 2010 08:56 , OpenID lironcillo said...

Pues a mí me molan estas cosas, seré la rara.

No había pensado nunca lo de que el individuo perfectamente adaptado podría cargarse todo el cotarro (si todos salen a su padre), pero tiene todo el sentido del mundo, la verdad.

 
At 27 January, 2010 10:09 , Blogger Rune said...

Es chuli, sobre todo el dibujo de Mcgyver, jo, qué nostalgia!

 
At 27 January, 2010 10:26 , Anonymous Nica said...

A mí me gusta. Y se entiende muy bien. Dawkins dice eso mismo, ¿no?

 
At 27 January, 2010 10:43 , Blogger Pal said...

Y como molaba tanto el dibujo ¿¿¿lo has quitado???

Por lo menos en éste ordenador no aparece (pero es fácil ya que es prehistórico)

En fin, muy bonito todo.

 
At 27 January, 2010 11:13 , Blogger Patts said...

Estoy con Tou, rollaco salvo por el dibujo. Has dibujado a McGyver, jiji.

 
At 27 January, 2010 11:22 , Blogger molinos said...

...Efe....ehh...no he entendido nada pero probablemente sea por mi lectura en diagonal....

 
At 27 January, 2010 11:31 , Blogger Efe Morningstar said...

Smartita, la siesta no. Una ducha con agua fresca. Ejhem. Cochina.

Lironcillo, bueno, he sido un poco drástico, pero la idea es que la diversidad es buena, aun a costa de algunos individios menos adaptados, ya que pueden presentar ventajas no evidentes en otras circunstancias.
Y sí, eres rara, ¡mira cómo se quejan los malvados lectores! Los lectores malvados, que diga.

Rune, guay, mola. Y gracias por el enlacito y todo eso.

Nica, Dawkins dice que, básicamente, somos vehículos de nuestros genes, y que nuestro objetivo oculto es que ellos sobrevivan, ya sea en una especie o en otra. El efecto final es el mismo, pero el planteamiento es diferente. ¿Alguien se ha leído "El gen egoísta" por ahí? ¿Kali? ¡Que la biología no es lo mío!

Pal, el dibujo debería verse, que no he tocado nada. Habrá habido algún problema con la web donde los subó, no sé.

Patts, estar de acuerdo con Tou es de las cosas más espantosas que le pueden pasar a uno. Avisada quedas.

 
At 27 January, 2010 11:32 , Blogger ZoeRavenclaw said...

Este es otro caso de serendipia. Leo algo de evolución y adaptación al medio y luego sale el tema en sitios sin relación.
Leyendo estas cosas me dan ganas de volver a estudiar otra vez. Por suerte, vuelvo a mis cabales antes de que me dé tiempo a apuntarme a ningún curso.

 
At 27 January, 2010 11:47 , Blogger Efe Morningstar said...

Moli, no me leas en diagonal. En diagonal sólo puedes leerme cuando yo lo diga. Es todo súper senciiiilllooo...

Zoe, el origen del post fue un poco marciano. Estaba hablando con una amiga de alguno de mis posts y surgió el tema del creacionismo y demás. Entonces usé la Analogía MacGyver para hablar de la evolución y de lo encantadoramente desastrosos pero funcionales que son algunos "diseños" de bichos. Me salió así y, errrr... Yo qué sé. ¿¿Para qué estoy explicando esto...??

Volver a estudiar es divertido. Yo siempre me lo replanteo. Mola.

 
At 27 January, 2010 12:08 , Anonymous Anonymous said...

Efe, deberías incluir en el Código un nuevo artículo: "No hablar de biología evolutiva con amigas" (excepto que sean amigas-amigas, de las de amistad y eso).
Dawkins hace el mismo planteamiento que tú, lo que cambia es la escala, como bien dices: tú hablas de la supervivencia de individuo y él habla de la supervivencia del gen (y como un gen sólo existe en el interior de un individuo ....) Eso sí, la manera de Dawkins de defender sus tesis es más agresiva que la tuya. Bull-dog y rottweiler ya están cogidos, pero aún podrías ser el caniche de Darwin.

Cazurro.
PS: La Analogía MacGyver mola. Mucho mejor explicado que Dawkins, para mi gusto.

 
At 27 January, 2010 12:11 , Blogger molinos said...

Cazurro...efe y yo somos amigos amigos de los de amistad...y puede hablarme de lo que quiera..pero Mcguiver y la evolución no me motivan para leer.

 
At 27 January, 2010 12:36 , Blogger Cattz said...

A mí me ha encantado, pero yo soy de las que piensan que la logia es súper interesante en sus conversaciones extrañas a las 3 de la mañana y no da cabezadas...

Y está claro que fallo como individuo al no querer propagar mis defectuosos genes...

 
At 27 January, 2010 12:50 , Anonymous Nica said...

Vale. Pero creo haberle leído a Dawkins, en "El relojero ciego", puede ser, que el proceso de la evolución es bastante chapucero, y que se va apañando como mejor puede, con lo que encuentra por ahí (como McGyver). Porque no es finalista, no va a ninguna parte, no hay diseño.

Aunque igual esto lo decía Stephen Jay Gould y yo estoy borracha.

 
At 27 January, 2010 13:11 , Blogger Pal said...

Hablemos del mineralismo.. COJONES YA!

(es que veía que se tensaba la cosa...) ;-)

 
At 27 January, 2010 13:11 , Blogger cienloco said...

Para acabar con las pocas ganas de otros, tan sólo apostillaré una cosilla. La evolución no sólo se basa en los individuos que se reproducen mejor o los que sobreviven más tiempo... también son beneficiosos esos individuos que hacen que su "grupo", "manada" o "familia" pueda sobrevivir mejor.

Para atraer a algún lector incauto añado que según E.O. Wilson es lo que soluciona la para mí misteriosa falta de épocas de celo en las féminas humanas, la homosexualidad o la religión.

Hale, hasta otra!

 
At 27 January, 2010 13:47 , Blogger Kalitro said...

No lo he leído (un día de estos) pero sí, el planteamiento es ese, nuestros genes quieren sobrevivir, lo cual por cierto, explica el apego familiar, ya que al fin y al cabo mi primo-hermano tiene un 25% de mis genes. Eso implica que sí, a mi organismo le compensa salvar cinco de mis primos aún con mi sacrificio porque así salva un 125% de mis genes frente a mi 100%.

¡Ah y a mí el post me ha gustado mucho, claro! Y no he podido encontrar nada para corregir o apuntar, lo cual lo encuentro meritorio, enhorabuena.

 
At 27 January, 2010 14:33 , Blogger Efe Morningstar said...

Cazurro, gracias por lo que me toca. En realidad no hay ninguna teoría científica alternativa a la evolución, así que no tengo por qué ser agresivo explicándola. Es bastante convincente y sencilla. Como es una teoría está siempre sujeta a revisión pero dentro de sus límites es perfectamente válida.

Molinos, mujer, ten en cuenta que si te lo digo de palabra, aunque te pierdas los dibujos me ganas a mí, que soy perfectamente adorable. Así que no me niegues tan pronto, traidora.

Cattz, no te preocupes, gran parte de tus genes los lleva tu hermano y él sí que se reproducirá. (¡Dawkins!)

Nica, pues sí. En algunos aspectos es chapucero. Pero millones de años de criba hacen que sólo las chapuzas más presentables sobrevivan. A mí me parece chupi.

Pal, de mineralismo no hablo, que las rocas no son nada polémicas. Ni dicen tacos ni hacen trastadas sexuales... Un rollo.

Cienloco, todo lo referente al grupo y la familia se explica si consideras al gen como el individuo fundamental.

Otra opción: ten en cuenta que un comportamiento positivo respecto a tu grupo repercute a la vez en ti. De modo que beneficiar al grupo es sólo un modo indirecto de beneficiarse a sí mismo.

Cienloco, hay animales que presentan comportamientos homosexuales que dan cohesión interna al grupo. Ejemplos típicos son los bonobos y los delfines.

La religión lo mismo, sirve para tranquilizar y amedrentar a los suicidas y para ayudar a mantener las normas de convivencia de la manada, lo que a su vez repercute en el bienestar del grupo y en su capacidad para crecer y sobrevivir.

Aparentemente, para vivir en manadas muy numerosas, o eres una oveja o crees que si eres malo te caerá un rayo.

Lo del celo nunca lo había pensado, vaya. Claro, para lo que me sirve...

Kali, muchas gracias por no sacarme pegas. Como eres el único biólogo que recuerdo tener a mano, temía haberla cagado en alguna parte.

He intentado explicar los fundamentos básicos, pero bueno, tampoco recuerdo mucho más... Que yo me quedé en la biología de COU.

 
At 27 January, 2010 15:33 , Anonymous javi said...

¿Tu tambien te estas leyendo Evolucion de Dawkings?

Que conste que la adaptación al medio no es necesaria para que haya evolución, basta con un éxito diferencial en transmitir sus genes a las siguientes generaciones cualquiera que sea la razón, adaptación, seleccion sexual o pura chiripa.

¡Tautologías fuera!

 
At 27 January, 2010 15:55 , Anonymous Anonymous said...

Vaya flipe! Soy de las que no han entendido ná de ná...Yo que entraba para reirme un rato el GRAN dia de mi cumpleaños... Y me encuentro con esto. Efe, eso no se hace...Me voy a tomarme unos cienes de cañas con las colegas esta noche para pasar este mal rato...
Bluemoon

 
At 27 January, 2010 16:10 , Blogger Efe Morningstar said...

Javi, pues no. De hecho he empezado contando el enfoque matemático porque es mucho más simple y retiene lo esencial del modelo, ya que no considera grupos ni nada semejante.

Ten en cuenta, por otra parte, que "adaptación" significa exactamente lo que queramos que signifique. ¿Te vale "éxito reproductor?" Y en ese caso, ¿cómo medimos ese éxito? No dejes que los árboles te tapen el bosque. Keep it simple.

Blue, hija mía, tendrías que haberme advertido y entonces, bueno, errr... Podría... Errr... Nobuenonadaenrealidad.

Tú lee, que es cultura.

 
At 27 January, 2010 16:19 , Anonymous Anonymous said...

Si, padre, si yo leo y leo y leo pero hay dias....¡como que no entra o uno está más espeso o menos atento...que sé yo! La próxima te aviso y bueno, errr...podríais....errr...yalohablamosvale?
Por lo menos celebrad mi cumple con un super post de partirse de risa (quiero decir...parecido a este... pero un poco mejor.....) Si es que los de letras, por más interés que le pongamos....Y eso que McGyver hasta me molaba!
Bluemoon

 
At 27 January, 2010 17:25 , Blogger Biónica said...

Vale, pues yo recomiendo "El mono desnudo". Una visión zoológica :D. Para compensar, namás.

 
At 27 January, 2010 17:43 , Anonymous javi said...

Éxito reproductivo diferencial = número extra de churumbeles respecto a los demás (en realidad se habla de genotipos pero bueno.) Muuuy facil de medir, basta contar.

Los términos adaptación, supervivencia, etc. son un poco antiguos y se han eliminado en la Teoria Sintética. Pero, claro, eso es biología.

 
At 27 January, 2010 18:19 , Blogger Gárgamel said...

Joder, acabo de terminar "El cuento del antepasado" y me encuentro con esto... Sobredosis de evolución (muy bien explicada, eso sí)

Ahora entiendo por qué triunfa la religión. ¡Te obliga a no pensar!

 
At 27 January, 2010 19:55 , Blogger Bichejo said...

Demasiado largo. Lo he leído en diagonal en cuanto has pasado de la introducción a hablar de las personitas y tal ;P

Seguro que tienes cosas más didácticas y mejor contadas...

 
At 27 January, 2010 19:59 , Blogger ca_in said...

Después de tres decenas de comentarios, no me apetece decir nada gracioso. La fresa está bien explicada y yo no la he visto oscura (moli, pídele lecciones particulares a tu ingeniero si hace falta). McGyver no me dice nada (y esto dice mucho sobre el tiempo que llevo sin ver la tele), y me resulta inquietante eso de tapar el agujero de un apéndice con chicle. ¿pretende hacer globos con pis dentro o qué?.

 
At 27 January, 2010 21:07 , Blogger Livia said...

Como excusa es maravillosa, me la voy a apuntar... ¡por supuesto que no soy perfecta! (y un carajo voy a mentar mis muchos defectos al mundo) pero es por generosidad ¡soy la gran esperanza contra la extinción!
Lo de McGyver también me lo apunto jijiji

 
At 27 January, 2010 22:58 , Blogger Efe Morningstar said...

Blue, que no. Si yo puedo leer sobre literatura o historia sin sufrir arrebatos asesinos, tú puedes leer este post. No seas gallina.

Biónica, pues es curioso que lo menciones. Tengo una edición inglesa de "The naked ape" desde hace años rondando por casa. Errr... Lo cogí prestado del MIT. Ejhem. A ver si un finde con tiempo me pongo.

Javi, lo bueno de la teoría antigua es que es simple, básica y suficiente para explicar la mayoría de casos. Además, es lo único que necesita mi introducción matemática. (¿Has visto alguna vez autómatas celulares, por cierto?)

Gárgamel, no desprecies nunca una explicación sencilla, por poco realista que sea. La sinceridad está sobrevalorada.

Bichejo, está muy bien contado: ¡Lo dicen los lectores que lo han leído...!

Caín, es que entre el chicle y el clip, veía más razonable el chicle, no me preguntes por qué.

Livia, a veces creo que podría venderle un triciclo a una morsa. Otras veces creo que sólo podría alquilárselo un par de meses.

 
At 27 January, 2010 23:00 , Blogger Bichejo said...

Que noooooo, que has explicado cosas mucho mejor...y no me gusta nada lo de ser un desastre si mueres antes de reproducirte, es simplista!!

 
At 27 January, 2010 23:19 , Anonymous javi said...

Si, empezando con el recurrente juego de la vida durante la carrera. Ya de currito una vez usamos algoritmos genéticos para síntesis de filtros.

Y ahora me quedo con la duda de si con los algoritmos tambien aparecen fenomenos como la deriva genética... ¡me estás haciendo pensar!!!

 
At 28 January, 2010 12:18 , Blogger molinos said...

Para que veas lo mucho que te aprecio, me he leído este post.

NO he retenido casi nada. Solo esto: puede valer para conocer la forma de una pompa de jabón sostenida sobre un conjunto de alambres en una disposición particular. Parece tonto pero es dificilísimo.

Es tontísimo y además ¿ porque nadie querría saber eso si además es dificil de conseguir?

Me temo que soy simple.

 
At 28 January, 2010 16:48 , Blogger _Xisca_ said...

Como persona de letras, no sabía si leer este post, pensaba que sería de estadística, pero ha resultado ser de biología, e interesante además; suerte que en mi primer tercero elegí Letras Mixtas, y di precisamente esta asignatura, con lo de Mendel y esas cosas.

Está muy bien eso de que ser imperfectos y diferentes entre nosotros es lo deseable para continuar existiendo, me lo quedo.

 

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