El Arte desde la Biología

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El 30 de Junio y 1 de Julio tuve la oportunidad de participar en el curso de verano co-organizado en Bilbao por la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y el Museo Guggenheim Bilbao dentro de los Encuentros de Arte y Cultura, y que tenía por tema Arte y Creatividad II: Hacia una educación creadora a través del arte. Interpretar el Mundo a través del Arte e Interpretar el Arte a través del Mundo.

Este encuentro forma parte de los cursos de verano de la Universidad del País Vasco. y sus directores eran Josu Rekalde, de la Facultad de Bellas Artes de la UPV/EHU, y Marta Arzak, del  Museo Guggenheim Bilbao. Las intervenciones de los ponentes asi como las conversaciones con los organizadores están disponibles como videos para descarga en el sitio del curso.

En mi caso me propusieron hablar sobre las relaciones entre arte y biología. A continuación podéis ver la presentación que utilicé en mi intervención así como una serie de notas que reflejan las ideas que presenté allí.

El Arte desde la Biología

1. ¿Arte y biología?

Ciencia y arte son dos aproximaciones a la realidad o a los escenarios alternativos (realidades potenciales) que podríamos diseñar y poner en práctica. Pero ciencia y arte usan métodos y lenguajes y buscan objetivos que aparentemente son radicalmente diferentes. Al tiempo ciencia y arte no son más que contenedores artificiales, fruto en buena parte de la historia, donde ubicamos una serie de prácticas diversas para comprender (e influir sobre) la realidad que tienen muchos puntos en común. Así, la evolución de la ciencia, y en particular de la biología, y del arte está provocando convergencias en métodos, lenguajes y objetivos que ofrecen posibilidades enormemente sugerentes para aquellos con una visión y una estrategia transdisciplinar o, incluso, “adisciplinar”. La aproximación “adisciplinar”, a pesar de partir de una disciplina, es capaz de enfrentarse al problema sin las restricciones disciplinares y tratando de incorporar los métodos y conceptos útiles, independientemente de su origen disciplinar.

2. Evolución de los objetos de estudio de la Biología

La Biología se está transformando desde una ciencia de límites bien definidos hacia un conjunto heterogéneo de herramientas, métodos y objetivos que se hibridan con muchas otras ciencias o disciplinas (incluso sociales). La Biología como “una” ciencia es crecientemente artificial en su concepción. La escala de observación marca esta diversificación y podemos definirla identificando sus dos extremos:

  • escala molecular: procesos a pequeña escala, la correspondiente a los átomos y moléculas. En este extremo la biología puede entendese claramente como una ciencia de la información que, cada vez más, utiliza métodos y herramientas propios de las tecnologías de la información. La biologia molecular es una forma de wetware, un “software y hardware húmedos”. Químicos, físicos y bioinformáticos son los biólogos moleculares del siglo 21. O, desde otro punto de vista, los biólogos moleculares se transforman en especialistas en física, química o bioinformática.
  • escala ecológica: ecosistemas y paisaje. Las interacciones entre organismos y con el territorio (con sus elementos físicos y geológicos) configuran la dinámica de ecosistemas y, finalmente, del propio paisaje. En esta escala los biólogos trabajan con objetos similares a los de otros que se preocupan por el territorio (por ejemplo, ingenieros, arquitectos, geógrafos, sociológos o los propios políticos). El hombre se sitúa en esta escala como un actor más, pero a la vez sumamente relevante, y por tanto la biología se convierte en cierta medida en una ciencia social.

3. ¿Qué es Biología a inicios del siglo 21? Transformaciones históricas del método científico en Biología

Podemos dividir la reciente historia de la biología en tres grandes periodos (entre los que existen grandes fases de solapamiento y de hecho hoy en día coexisten estas tres visiones y prácticas de la biología):

  • Hasta aprox. 1950–60: La biología era principalmente un esfuerzo de catalogación de la diversidad de la vida, inicialmente a la escala de organismo (así nacieron la zoología o la botánica) y posteriormente a escalas moleculares y ecológicas. La descripción dió paso a la visión funcional, pero aún así el objetivo principal era la clasificación y la comprensión de los organismos vivos como un todo funcionante.
  • En la segunda mitad del siglo 20: Desarrollo de hipótesis causales y modelos (conceptuales y matemáticos) que expliquen las razones de la diversidad de la vida. Sin embargo, Darwin o Mendel, que vivieron en el siglo XIX, aplicaron ya este enfoque, aunque podrían ser considerados excepciones en su época histórica. La acumulación de información procedente de la fase anterior proporciona un excelente material para desarrollar hipótesis empíricas basadas inicialmente en evidencias correlativas. Con el desarrollo del método experimental (tanto en condiciones controladas de laboratorio como en la propia naturaleza), estas primeras hipótesis se transforman en una interpretación causal de los procesos biológicos que se retroalimenta con el desarrollo de modelos teóricos y simulaciones.
  • En el siglo XXI: existen dos procesos que alteran el modelo científico convencional y la propia naturaleza de la biología: 1) su transformación en una “ciencia de diseño”, y 2) el crecimiento exponencial de la información biológica y de las tecnologías que permiten su “minería” (ver 4).

4. La biología del siglo 21: ciencia de diseño y tecnología de la información

Para comprender la esencia de la biología actual debemos recordar que la base biológica de la vida es un sistema de información que, en lugar de binario como la información digital, es cuaternario (se emplean 4 nucléotidos para construir la información genética, base a su vez del resto de estructuras biológicas). Si a esto añadimos los usos que hace (o quiere hacer) el hombre de la biología y como el hombre modifcia sus objetos de estudio, llegaremos a dos características heterodoxas que presenta esta ciencia en el seiglo 21:

– Ciencia de diseño. Todo es artificial, en ambos extremos de la escala biológica. Como proponía Herbet Simon (y nos recordaba Ramón Sangüesa): “Engineering, medicine, business, architecture and painting are concerned not with the necessary but with the contingent – not with how things are but with how they might be – in short, with design”. Esta definición es aplicable a la biología contemporánea en todo el rango de escalas organizativas:

  • en la escala molecular surge la biología de sistemas cuyo objetivo es entender las bases del diseño de la vida (en estos momentos de sus organismos de organización más simple) para poder diseñar nuevos organismos con funciones de interés. De hecho diversos artistas han utilizado estas posibilidades como herramientas de creación, por ejemplo mediante la introducción de modificaciones genéticas que producen fluorescencia para crear “sistemas de iluminación” provocados por la actividad biológica. Los organismos transgénicos con los que Eduardo Kac desarrolla su bio art es un buen ejemplo.
  • en la escala ecosistémica, prácticamente la totalidad de la superficie terrestre presenta la huella de los usos humanos y, en la mayor parte del territorio, el hombre se ha convertido en el principal agente de la dinámica ecológica. Por tanto un objetivo clave de las emergentes ciencias de la sostenibilidad, donde se incorpora la ecología, es diseñar condiciones para el funcionamiento de los ecosistemas y su integración con los usos humanos. Estos sistemas han comenzado a denominarse socio-ecológicos.

Por tanto tiene poco sentido seguir entendiendo aún a la biología como una ciencia de lo natural, se ha convertido ya en una ciencia de lo artificial en un doble sentido:

  • sus objetos de estudio son resultado de la acción del hombre, son ya “artificiales”
  • sus objetivos son ya el diseño, tanto de sistemas biológicos desde la escala molcular como de ecosistemas y territorios sostenibles desde la escala ecosistémica

– Tecnologia de la información. Al tiempo la biología se ha convertido también en una combinación de ciencia y tencología de la información por tres razones:

  • La informática es ya esencial para la investigación biológica y la complejidad de las bases de datos biológicos requieren de sistemas avanzados para la gestión y análisis de la información.
  • La lógica biológica se utiliza cada vez más en el desarrollo de sistemas computacionales y de minería de datos (por ejemplo, os algoritmos genéticos o las redes neuronales).
  • La exuberencia de información biológica (especialmente molecular) ya de por si extraordinariamente compleja hace imprescindible la transición desde modelos de investigación lineares a otros basados en la minería de datos sin modelo ni hipótesis previas. El número de julio de Wired está dedicado a este tema y adopta el provocador título de The End of Science. El artículo principal escrito por Chris Anderson, The Data Deluge Makes the Scientific Method Obsolete, propone el final de la teoría dado que la complejidad generada por la magnitud de las bases de datos disponibles requiere de modelos de análisis y desarrollo de conocimiento alternativos, basados más en la minería de datos. Estaríamos ante el regreso a las evidencias correlativas, pero a gran escala. Mientras el estadístico George Box explicaba hace ya más de 30 años que "all models are wrong, but some are useful”, Peter Norvig (director de investigación de Google) proponía hace poco que "all models are wrong, and increasingly you can succeed without them". En Edge, se ha desarrollado un intenso debate alrededor de la propuesta de Anderson en el que algunos críticos, aunque aceptan la creciente importancia de la minería de bases de datos “libre de modelos a priori”, defienden que esta aproximación seguirá conviviendo con los modelos de investigación convencionales basados en diseños experimentales, contraste de hipótesis y desarrollo de modelos formales.

En cualquier caso, conforme aumentan los volúmenes de información crece la importancia de la visualización de datos como un método alternativo de exploración (ver 6). El mismo número de Wired propone un buen ejemplo, alejado de la biología, de la utilidad de estas visualizaciones para la comrpesión de la dinámica de ediciones en la Wikipedia (un proyecto que ya comenté aqui).

5. La(s)  Biología(s) como objeto del arte

Existen al menos tres ámbitos de la biología que podrían (y de hecho la tienen) tener influencia como fuente de inspiración y “materiales” para la creación artística:

– Evolución, selección natural y adaptación son procesos que han sido utilizados como inspiración para el diseño de procesos de creación artística, como por ejemplo el arte generativo. Uno de los ejemplos más sencillos de la aplicación de conceptos y mecanismos evolutivos al diseño podemos encontrarlos en los proyectos de Jer Thorp Variance y DarwinInstruments. El primero utiliza algoritmos evolutivos para el diseño de un logo a partir de elementos basícos, como tipos de letra y colores, que se mezclan (“se reproducen”) y sufren un proceso de selección. El segundo emplea sonidos básicos para, siguiendo el mismo procedimiento, componer una melodía. Ambos ejemplos no son más que pruebas de concepto (que pueden ser ensayados directamente en su sitio web) pero demuestran de una forma sencilla y clara como la inspiración evolutiva puede convertirse en una potente herramienta creativa para el diseño y el arte generativos.

– Las estructuras y procesos biológicos como inspiración y “materiales” para el arte. Los proyectos del científico y artistia Ariel Ruiz i Altaba, que comenté aquí, como Paisajes embrionarios o Genoma e identidad constituyen excelentes ejemplos.

– La biología como proceso multiescala que permite interpretaciones alternativas, complementarias pero también conflictivas, de la realidad. Hasta donde yo conozco este es un tema que ha provocado menor interés hasta el momento pero que mereceria ser explorado en el futuro.

6. El arte como herramienta de la biología

Complementariamente a la aproximación más clásica, analizada más arriba, entre biología y arte, surge en los últimos años un nuevo enfoque en el que es el arte en el que se transforma en una herramienta que permite a la biología mejorar su comprensión de la información disponible y/o la comunicación de sus resulatdos. Este proceso de interacción se desarrolla especialmente en el ámbito de la visualización que permite la comprensión alternativa de realidades complejas en las que el método cientíico convencional revela sus limitaciones.

Este modelo alternativo de relación entre arte y ciencia, nos lleva a preguntarnos por los límites de ambas formas  de conocimiento y serían especialmente relavantes las preguntas: ¿qué es arte en el siglo 21?, ¿hasta que punto las estrategias que persiguen como objetivos fundamentales la inclusión activa del espectador (armas políticas) y/o la explicación de fenómenos complejos (armas de visualización …) pueden considerarse arte? y ¿hasta que punto esta cuestión es relevante?

Para explicar las razones de estas preguntas puede ser útil analizar el proyecto Deep Play:  de Harun Farocki. Consiste en un profundo análisis, mediante minería de datos y herramientas de visualización, de la final de la última Copa del Mundo de futbol centrado especialmente en la figura de Zinedine Zidane, la principal figura de la selección francesa para él que este partido que perdieron con Italia significó su retirada. este proyecto formó parte de Documenta 12 en Kassel en 2007 (esta colección de Flickr documenta la instalación) y se puede visitar ahora en la exposición Máquinas & Almas en el Museo Nacional Centro de Arte Reina Sofía de Madrid. Resulta especialmente interesante comprobar como en la reciente Eurocopa 2008 algunas de las estadísticas y visulizaciones utilizadas en las retransmisiones de televisión recordaban poderosamente a las ya desarrolladas por Farocki.

De este modo Deep Play constituye en si misma una reflexión sobre el significado del arte y su interacción con la visualización y el análisis de bases de datos y sistemas de información compleja. Pero si esto sucede con el mundo del fútbol, es fácil imaginar que este tipo de reflexiones y debates surgirán constatemente cuando el arte se aproxima a la ciencia. Para ilustrar esta aproximación del arte a la biología he utilizado diversos casos que he agrupado en tres ámbitos en función de la escala del proceso biológico analizado:

– Biología molecular: Microzoos de Santiago Ortiz / Bestiario es un proyecto educativo que permite diseñar el genoma de organismos y visualizar la dinámica reproductiva y evolutiva de la población diseñada. Las cartografías genómicas desarrolladas por Ben Fry con Processing. amplian las herramientas de análisis y visualización utilizadas por los bioinformáticos para trabajar con las enromes bases de datos genómicas. Este último proyecto ha tenido siempre un marcado carácter dual dado que se plantea como una herraienta, y por tanto como una actividad científica, pero muchos de sus resultados son considerados como arte y tratados como tal.

– Ecología y sostenibilidad: El análisis de las redes tróficas, “objetos” biológicos de elevada complejidad estructural y dinámica, ha experimentado la necesidad de utilizar y desarrollar herramientas estadísticas y modelos propios (muchos de ellos tomados de otras áreas científicas dedicadas al análisis de redes). En este proceso los resultados científicos han ido dando paso a “productos” próximos al arte. Un buen ejemplo lo tenemos en el grupo de investigación Pacific Ecoinformatics and Computational Ecology Lab y su sitio web Foodwebs.org. Por ejemplo, su reciente artículo Compilation and Network Analyses of Cambrian Food Webs, aparecido en PLoS Biology en Abril de 2008. incluye sofisticados análisis de redes tróficas fósiles en los que algunos resultados finales presentan un elevado valor estético a la vez que comunicativo. En esta misma línea la galería de redes tróficas de este grupo presenta sofisticados ejemplos de visualización de redes complejas que reflejan las preocupaciones estéticas de este grupo.

– Arquitectura y paisaje:

Ampliación del concepto de Naturaleza (texto de sin | estudio)

La capacidad del hombre actual de actuar globalmente y convertir el planeta en un laboratorio total ha producido además como consecuencia la revisión del concepto de naturaleza, y con ello la progresiva desaparición de su tradicional idealización.

En el territorio, el proceso de antropización ha ido difuminando los límites entre ciudad y campo, entre paisaje e infraestructuras, de modo que hoy podemos hablar de una multiplicidad de naturalezas artificiales que lo abarcan todo.

Este texto, que ya comenté aquí, refleja la profundidad de la interacción entre el hombre y la naturaleza para dar lugar a territorios y paisajes que ya debemos considerar, al menos en nuestro entorno, como artificiales. Estos “objetos” constituyen los materiales para diferentes formas de relación del arte con la biología, entendida ésta en sentido amplio. Podríamos definir cuatro grandes tipos de relaciones:

  1. Naturaleza como inspiración
  2. Infraestructuras ambientales
  3. Espacios públicos
  4. Crítica política y acción ciudadana

Estos serían algunos ejemplos de intervenciones a caballo entre la política, el activismo poltico, la arquitectura y al ingeniería y la ciencia que podríamos encuadrar en una o varias de las categoría anteriores.

Proyectos proponen diseñar naturalezas artificiales que proporcionen infraestructuras ambientales y espacios públicos en territorios urbanos:

Proyectos que visualizan los efectos ambientales de la acción humana y hacen accesible la información a los “no expertos” como una forma de empoderamiento para el activismo y la crítica política:

  • Los proyectos de Natalie Jeremijenko como Environmental Health Clinic, OneTrees y la estación espacial urbana diseñada con Angel Borrego, y que forma parte de la exposición Máquinas & Almas del MNCARS. El primero se convierte en una clínica a la que cualquier cudadano puede llevar muestras ambientales que son sometidas a una serie de análisis para evaluar sus niveles de contaminantes. En el segundo se realiza una intervención en la Bahía de San Francisco en la que se plantan clones de árboles, genéticamente idénticos, con el fin de analizar la variabilidad en su crecimiento y poder relacionarla con factores ambientales. El último visualiza la infraestructura que tendríamos que desarrollar si quisieramos vivir en una atmósfera “limpia” de contaminantes en pleno centro urbano. Sorprendentemnete estos proyectos de Jeremijenko, y especialmente los dos primeros, han tenido una amplia repercusión en el mundo del arte y ocupado espacios en museos cuando podrían ser considerados igualmente proyectos estrictamente científicos. La principal diferencia se establece en su intención comunicativa y de empoderamiento ciudadano.
  • The Center for Land Use Interpretation en Los Angeles constituye una institución que mezcla museo con centro de gestión de información dedicada a la información sobre usos del territorio y sus consecuencias ambientales en EEUU. Podemos tomar como ejemplos de los tipos de proyectos que desarrollan: Post Consumed. The Landscape of Waste in Los Angeles, que analiza y visualiza la dispersión de los residuos en el paisaje de Los Angels; y Up River. Points of Interest on the Hudson from the Battery to Troy, que presenta imágenes aéreas de las huellas de la acción del hombre sobre el paisaje del Río Hudson.

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