Henry Quastler

Henry Quastler (11 de noviembre de 1908 - 4 de julio de 1963) fue un médico y radiólogo austriaco que se convirtió en pionero en el campo de la teoría de la información aplicada a la biología tras emigrar a Estados Unidos. ^{[ 1 ]} Su trabajo con Sidney Dancoff condujo a la publicación de lo que hoy se conoce comúnmente como la Ley de Dancoff.

Quastler pasó los primeros años de su carrera en Viena como médico. Se licenció en Medicina en Viena en 1932, especializándose en histología y radiología. Conoció a su esposa, Gertrude Quastler , sombrerera, cuando ella acudió a él para recibir tratamiento para la tuberculosis. Se casaron en 1933. La pareja se trasladó a Albania cuando el rey Zog le pidió a Quastler que formara radiólogos. Allí también trabajó en el campo de la malaria. Su experiencia en malaria le valió un puesto en la Junta Internacional de Salud. Al acercarse la Segunda Guerra Mundial en 1939, la pareja abandonó Albania y viajó a Estados Unidos. En menos de un año, Quastler trabajaba como radiólogo en el Hospital New Rochelle de Nueva York. En 1942, los Quastler se mudaron a Urbana, Illinois , donde Henry fue contratado como jefe de radiología en la Clínica del Hospital Carle. ^{[ 2 ]} Durante su estancia en Illinois, Gertrude Quastler estudió arte. Pronto se convirtió en una artista destacada. Henry también pintaba como aficionado. Según su hermana Johanna, la pareja a veces exponía junta. ^{[ 3 ]}

En 1949, Quastler abandonó su práctica médica para concentrarse en la ciencia. Heinz von Foerster , quien conocía bien a Quastler, dijo que se interesó aún más en la radiación después de la invención de la bomba atómica, que consideraba "una horrible catástrofe humana". Foerster recordó a Quastler reflexionando: "[Quastler preguntó] '¿Puedo ahora, como persona trabajadora, averiguar qué daño ha causado la radiación de las bombas atómicas?' —esa era su pregunta de investigación . Así comenzó a realizar experimentos sobre el daño por radiación en organismos vivos." ^{[ 4 ]} ... Henry Quastler aprendió los conceptos básicos y los formalismos de la teoría de la información con una rapidez casi increíble. ¿Y por qué? Porque necesitaba este instrumento con urgencia." ^{[ 4 ]}

En la década de 1940, Quastler conoció a Dancoff y colaboró ​​con él en el desarrollo de la teoría de la información en biología. Ambos estaban interesados ​​en el problema de cómo definir el contenido informativo de un gen . Tras la muerte de Dancoff, Quastler organizó el simposio «Teoría de la Información en Biología», fundado por él mismo en 1952. Quastler pronto se interesó en cómo la teoría de la información podría utilizarse para comprender el origen de la vida. En 1953 editó « Teoría de la Información en Biología» . ^{[ 5 ]} Editó otra colección de ensayos, « Teoría de la Información en Psicología: Problemas y Métodos» , en 1956. Ese mismo año ayudó a organizar el Simposio sobre Teoría de la Información en Biología en Gatlinburg, Tennessee , que dos años después dio lugar a un libro homónimo. ^{[ 6 ]}

A pesar de sus mejores esfuerzos, la tuberculosis de su esposa empeoró lentamente. El deterioro de la salud de su esposa llevó a Quastler a aceptar un trabajo en el Laboratorio Nacional de Brookhaven en Nueva York, donde continuó trabajando en biología de la radiación y de la información. ^{[ 7 ] [ 2 ]} Cuando su esposa murió en 1963, Quastler quedó devastado. Tomó una sobredosis de pastillas, se acostó a su lado y le sostuvo la mano hasta que murió. Richard Diebenkorn dijo más tarde: «Ni mi esposa ni yo podemos pensar en una pareja que hayamos conocido más indivisible». ^{[ 7 ]} Heinz von Foerster dijo de Quastler que era «un ser humano excepcionalmente concienzudo, ético y moralmente consciente». ^{[ 4 ]}

En palabras de Foerster, Quastler y Dancoff intentaron responder al siguiente problema:

¿Cuántos bits deben ingresar ahí? ¿Y cuál es el contenido informacional de aquello que produce estos bits? ¿Cuál es —en el lenguaje de la teoría de la información— la relación entre la cantidad de diversidad o complejidad que este sistema puede crear y generar, y la cantidad de diversidad o complejidad con la que él mismo ha sido construido? ^{[ 4 ]}

Según Lily E. Kay , Quastler y Dancoff crearon «la primera aplicación técnica de la teoría de Weiner-Shannon en genética». ^{[ 2 ]} Quastler y Dancoff propusieron que los errores de replicación inevitables en la reproducción biológica debían ser controlados por un proceso estadístico que funcionara como un «mecanismo de control» dentro del gen. Quastler comparó esto con el sistema de «controles y equilibrios» de la Constitución estadounidense. ^{[ 2 ]} De este trabajo surgió la proposición conocida como «Ley de Dancoff». Una formulación no matemática de esta ley es: «el mayor crecimiento se produce cuando se comete el mayor número de errores compatibles con la supervivencia». ^{[ 8 ]}

En 1964, el libro de Quastler, *El surgimiento de la organización biológica*, se publicó póstumamente. En 2002, Harold J. Morowitz lo describió como un "libro extraordinariamente premonitorio" con una "perspectiva sorprendentemente contemporánea". En él, Quastler es pionero en una teoría del surgimiento, desarrollando un modelo de "una serie de surgimientos desde probióticos hasta procariotas". ^{[ 5 ]}

Este trabajo se basa en las conferencias impartidas por Quastler durante el semestre de primavera de 1963, cuando era profesor visitante de Biología Teórica en la Universidad de Yale . En dichas conferencias, Quastler argumentó que la formación de polinucleótidos monocatenarios se encontraba dentro de los límites de probabilidad de lo que pudo haber ocurrido durante el período prebiológico de la Tierra. Sin embargo, señaló que la polimerización de un polímero monocatenario a partir de mononucleótidos es lenta, y su hidrólisis es rápida; por lo tanto, en un sistema cerrado compuesto únicamente por mononucleótidos y sus polímeros monocatenarios, solo una pequeña fracción de las moléculas disponibles se polimerizará. No obstante, un polímero monocatenario puede formar uno bicatenario mediante polimerización complementaria, utilizando un polinucleótido monocatenario como molde. Este proceso es relativamente rápido y el polinucleótido bicatenario resultante es mucho más estable que el monocatenario, ya que cada monómero se une no solo a lo largo del esqueleto de azúcar-fosfato, sino también mediante enlaces entre las bases.

La capacidad de autorreplicación, una característica fundamental de la vida, surgió cuando los polinucleótidos de doble cadena se disociaron en cadenas simples, cada una de las cuales sirvió como plantilla para la síntesis de una cadena complementaria, produciendo dos copias de doble cadena. Este sistema es mutable, ya que pueden ocurrir y propagarse cambios aleatorios en las bases individuales. Los replicadores individuales con diferentes secuencias de nucleótidos también pueden competir entre sí por los precursores de nucleótidos. Las mutaciones que influyen en el estado de plegamiento de los polinucleótidos pueden afectar la proporción de asociación y disociación de las cadenas y, por lo tanto, la capacidad de replicación. El estado de plegamiento también afectaría la estabilidad de la molécula. Estas ideas se desarrollaron posteriormente para especular sobre el origen de la información genética, la síntesis de proteínas y otras características generales de la vida.

Lily E. Kay afirma que las obras de Quastler «son un ejemplo esclarecedor de una búsqueda epistémica bien fundamentada y un curioso fracaso disciplinario». La aspiración de Quastler de crear una biología basada en la información era innovadora, pero su trabajo estaba «plagado de problemas: datos obsoletos, suposiciones injustificadas, una numerología dudosa y, lo más importante, la incapacidad de generar una agenda experimental». Sin embargo, el «marco discursivo» de Quastler perduró. ^{[ 2 ]}

Cuarenta y cinco años después de la propuesta de Quastler en 1964, Lincoln y Joyce ^{[ 9 ]} describieron un sistema catalítico cruzado que involucra dos ribozimas (enzimas de ARN) que catalizan la síntesis mutua a partir de un total de cuatro sustratos componentes. Esta síntesis se produjo en ausencia de proteínas y podría sentar las bases para un sistema genético artificial.

• Henry Quastler, ed. (1953). Teoría de la información en biología . Urbana: University of Illinois Press.
• Yockey, Hubert ; Platzman, Robert; Quastler, Henry , eds. (1958). Simposio sobre teoría de la información en biología . Pergamon Press.
• Quastler, Henry (1964). El surgimiento de la organización biológica . Yale University Press.
• Augenstein, Leroy G.; Mason, Ronald; Quastler, Henry, eds. (1964). Avances en biología de la radiación, volumen 1. Nueva York: Academic Press.