Het concept van autogenese biedt een interessant alternatief voor het traditionele idee van genetische replicatie zoals we dat kennen in levende systemen. Zelfs virussen bezitten zulke sjablonen, gerealiseerd door RNA in plaats van DNA. Deze sjablonen bevatten en slaan genetische informatie op die kan worden gebruikt om een ander systeem te repliceren met dezelfde replicatiecapaciteit. Volgens von Neumann (1966) kan een systeem dat in staat is tot replicatie de informatie die in het sjabloon is gecodeerd gebruiken om een systeem te construeren met dezelfde structuur en functie, wat betekent dat het dezelfde informatie encodeert en dezelfde capaciteit voor replicatie heeft.

Voor von Neumann moet een systeem dat in staat is tot replicatie drie componenten bevatten: een beschrijving van zichzelf (informatie over zichzelf gecodeerd in het sjabloon), een universeel constructiemechanisme dat de informatie van het sjabloon leest en het systeem bouwt, en een universeel kopieermechanisme dat de informatie kopieert. Het moleculaire sjabloon speelt dus een centrale rol in de replicatie, wat essentieel is voor het leven volgens de Darwiniaanse theorieën van biologische individualiteit. In het autogen ontbreekt echter een deel dat de replicatie van informatie uitvoert.

Hoewel er geen onafhankelijk moleculair sjabloon is dat genetische informatie encodeert zoals in bestaande levende systemen, betekent dit niet dat het autogen geen replicatiefunctie mist. Integendeel, de structuur en de dynamische beperkingen van het autogen realiseren de functies van beschrijving en constructie gelijktijdig. Zowel het wederzijdse katalysatienetwerk als de omhulling hebben structuren die structurele informatie bevatten—informatie over de locatie en relaties tussen componenten. Deze structurele informatie beperkt de beschikbare componenten en de manieren waarop ze kunnen worden geconstrueerd, en dient zo als een beschrijving van het autogen zelf. Wanneer de omstandigheden gunstig zijn, genereert het wederzijdse katalysatienetwerk nieuwe componenten, die vervolgens de omhulling bouwen volgens de beperkingen van de structurele informatie, wat leidt tot groei. Het autogen fungeert dus als een universeel constructiemechanisme.

Stel je nu voor dat een autogen ernstig beschadigd raakt in verschillende fragmenten en zijn vermogen tot zelfherstel verliest. Ondanks dit, behoudt elk fragment een deel van de structuur die de structurele informatie van het autogen bevat. Wanneer de lokale omgeving voldoende reagentia biedt om de wederzijdse katalyse te herstarten, heeft elk fragment de mogelijkheid om te regenereren tot een nieuw autogen met dezelfde structurele informatie. Deze nieuwe autogenen zullen dezelfde structuur en functie hebben als het origineel. Zo kunnen we stellen dat het autogen inderdaad replicatie uitvoert, en het autogenmodel vastlegt een belangrijk informatief aspect van het leven.

Sommigen kunnen aanvoeren dat, hoewel de structuur van een autogen structurele informatie bevat, zoals ik in Hoofdstuk 3 betoogde, structurele informatie of beperking nog geen informatie is. Het lijkt erop dat ik de kern die de autogenese tracht te verklaren, namelijk de interpretatie, in het argument breng, wat mijn redenering in een vicieuze cirkel zou plaatsen. Om dit op te lossen, moet ik aantonen dat het autogen een doelgericht systeem is met interpretatiecapaciteit. Deacon heeft betoogd dat autogenen normativiteit en interpretatieve competentie vertonen (Deacon 2021, 546). Naast normativiteit en interpretatieve competentie, beweert Deacon dat autogenen drie andere holistische eigenschappen bezitten: individueel zijn, autonomie en recursief zelfonderhoud (Deacon 2021, 546).

Via zijn omhulling onderscheidt het autogen zich fysiek en functioneel van zijn omgeving. Het bereikt autonomie omdat "het intrinsiek zijn eigen randvoorwaarden belichaamt en onderhoudt via componentprocessen die wederzijds de externe randvoorwaarden voor elkaar produceren." Bovendien "herstelt en repliceert het de kritieke randvoorwaarden die nodig zijn om dezezelfde randvoorwaarden te herstellen en te repliceren" (Deacon 2021, 546), waarmee het recursief zelfonderhoud bereikt. Het autogen kan worden gezien als een intrinsiek teleologisch systeem in een Kantiaanse zin: elk deel bestaat door alle andere delen, en omgekeerd, elk deel is voor de andere delen en voor het geheel (Weber en Varela 2002; García-Valdecasas 2022). Elk proces dat het autogen vormt, bestaat ten behoeve van zijn voortbestaan. Daarom is het autogen een doelgericht systeem.

Met de opkomst van intrinsiek doel volgt normativiteit. Aangezien elk proces werkt voor het voortbestaan van het geheel, kan het falen. Bijvoorbeeld, schade aan de omhulling of de onbedoelde betrokkenheid van andere moleculen bij de wederzijdse katalyse kan de zelfassemblage van componentmoleculen verstoren, wat leidt tot het falen van het autogen. Door normativiteit te verduidelijken, kunnen we beter begrijpen hoe de interpretatieve competentie van het autogen werkt, wat begrepen kan worden door het concept van code-dualiteit dat door Hoffmeyer en Emmeche (1991) is voorgesteld. Het volgende punt in de discussie betreft waarom autogenese een interpretatief proces is en hoe structurele informatie of beperking zich transformeert in tekens met betekenis via code-dualiteit.

Genetische informatie speelt een centrale rol in de moleculaire biologie, en als gevolg daarvan domineert het begrip informatie het veld. Termen zoals transcriptie, translatie, transductie, code, redundantie, synonymie, boodschapper, bewerking, proeflezing en bibliotheek zijn allemaal technische termen in de biologie. De informatieve implicaties van deze termen zijn uitgebreid bediscussieerd door biologen en filosofen. Sommigen betogen dat de informatiegerelateerde concepten in de biologie werkelijk semantisch en representatief zijn, terwijl anderen het tegendeel beweren. Zij die de semantische claim afwijzen, stellen dat biologen deze termen slechts metaforisch gebruiken, ondersteund door een mechanistisch begrip van het leven (bijvoorbeeld Sterelny et al. 1996; Sarkar 2000; Griffith 2001; Levy 2011). Voorstanders van de semantische claim gaan akkoord dat genetische informatie inderdaad semantisch is, maar zij begrijpen het concept van informatie op verschillende manieren. Sommigen bekijken het door een teleosemantisch prisma (Maynard Smith 2000; Shea 2007), terwijl anderen het beschouwen binnen het kader van informatieoverdracht, waar interpretatie een centrale rol speelt (Jablonka 2002; Bergstrom en Rosvall 2009).

Er moet worden benadrukt dat genetische informatie inderdaad een substantiële rol speelt in de biologie, maar niet op de manier die teleosemantiek voorstaat. Hoewel sommige wetenschappers zich beroepen op de interpretatiesystemen van ontvangers of waarnemers, geven ze geen duidelijke uitleg over interpretatie of waarom processen zoals vertaling, transcriptie, transductie en replicatie van genetische informatie een interpretieve aard hebben. De mechanistische benadering van genetische informatie is onvoldoende om de complexiteit van deze processen volledig te begrijpen. De informatie over genetische processen moet worden beschouwd als een operationele interpretatie, die verder gaat dan de eenvoudige overdracht van sequenties van nucleotiden of aminozuren.

Hoe Autogenese en Semiotiek Samenkomen: Van Zelf-referentie tot Indexicale Representatie

Autogenese, het proces van zelf-reparatie en zelf-reproductie van een autogen, is een fundamentele biologische en semantische dynamiek die niet alleen de integriteit van het autogen zelf beschermt, maar ook het concept van semiose in zijn meest elementaire vorm belicht. Wanneer een autogen beschadigd raakt, wordt zijn integriteit verstoord en wordt het mechanisme van zelfherstel of zelfreproductie geactiveerd, wat resulteert in de regeneratie van een nieuw autogen als interpretant. De relaties tussen het autogen (object), de dynamische structuur (teken) en het geregenereerde autogen (interpretant) vormen een triadische relatie, die niet kan worden gereduceerd tot een dyadische relatie tussen twee van deze elementen. Dit kenmerk van autogenese voldoet aan de vier formele voorwaarden van tekenen zoals geformuleerd door Peirce.

De semiose die voortkomt uit autogenese vertegenwoordigt een iconische semiose. Deze primitieve vorm van semiose bezit verschillende eigenschappen die het onderscheiden van semiose in de bredere zin van het woord. Ten eerste is haar referentie intrinsiek zelf-referentieel, aangezien het teken verwijst naar zichzelf. Ten tweede bestaan het autogen (object), de dynamische structuur (teken) en het geregenereerde autogen (interpretant) niet als afzonderlijke entiteiten, maar als een persisterende eenheid: autogenese zelf. Ten derde biedt het een diachrone vorm van semiose, wat het onderscheidt van synchroon werkende vormen van semiose. De dynamiek van autogenese manifesteert zich in een onomkeerbare tijd, waarbij de zelf-referentie haar semantische structuur in de tijd vastlegt. Ten vierde zijn de dynamieken van het autogen fysiek bepaald en mechanistisch van aard, wat hen afstemt op moderne wetenschappelijke methoden en experimentele haalbaarheid. Dit alles leidt tot het voorstel om deze primitieve interpretatie "operationele interpretatie" te noemen, een concept dat verschilt van andere vormen van semiose, zoals Deacon (2021) heeft betoogd.

Wanneer deze operationele interpretatie in autogenese wordt ingebouwd, wordt de beperking die wordt opgelegd door wederzijdse katalyse en zelfassemblage betekenisvol. De structurele informatie die door deze beperking wordt belichaamd, wordt referentieel, omdat het naar het autogen zelf verwijst. Het is ook normatief in relatie tot de bijdrage die het levert aan de zelf-onderhoudende en zelf-producerende processen van autogenese. Wanneer een proces faalt in zijn bijdrage, leidt dit tot een disfunctie. De beperking, of de structurele informatie die in het proces wordt belichaamd, verwijst dan niet langer naar zichzelf, wat resulteert in misinformatie. Deze beperking wordt doorgegeven aan nieuw gevormde delen in zelfherstel en aan nieuw gevormde autogenen in reproductie. In dit opzicht wordt informatie van oude delen naar nieuwe overgedragen, van ouder naar dochter. Desondanks blijft deze zelf-referentiële iconische verwijzing naar zichzelf bestaan.

Het systeem van semiose, zoals het zich manifesteert in autogenese, is eenvoudig maar toch belangrijk in de discussie over de normativiteit van representatie. Deze vorm van autopoiese is echter te eenvoudig om de normativiteit van representatie volledig te onderzoeken. Om het spanningsveld tussen de stabiliserende en open-eindige aspecten van representatie te begrijpen, is een complexer model noodzakelijk.

Denk nu aan een iets ander autogen met een gevoelige oppervlaktestructuur. Dit autogen bevat moleculaire kenmerken waaraan het substraat zich hecht. Na verloop van tijd, naarmate het aantal substraten toeneemt, neemt de structurele stabiliteit af, waardoor de bindingen fragieler worden. Als gevolg hiervan wordt het autogen in een omgeving met veel substraten eerder geopend. In gesloten toestand is het autogen stabiel, maar wanneer substraten aanwezig zijn, wordt de kans groter dat de sluiting wordt doorbroken. Dit heeft tot gevolg dat het autogen zichzelf meer waarschijnlijk kan repliceren, aangezien het in staat is om meer autogenen te produceren door de nabijheid van rijke substraten. Wanneer de substraten opraken, sluit het autogen zichzelf weer en herstelt zijn stabiliteit. De evolutionaire voordelen van deze ‘gevoelige’ autogenen komen voort uit hun nieuwe semiotische competentie: indexicale representatie.

Een indexicale representatie is spatio-temporale of causale continuïteit met zijn referent. Het idee is vergelijkbaar met een verkeersbord met een pijl die de rijrichting aanduidt: de richting van de pijl is continu met de richting die de bestuurder moet volgen. In het geval van het gevoelige autogen is de binding van het substraat continu met de geschiktheid van de omgeving. Het verbindingspunt dat het substraat aan het oppervlak van het autogen hecht, fungeert als een index van de geschiktheid van de omgeving. Dit proces, waarbij de binding van het substraat de stabiliteit van de containment doorbreekt en katalytische reacties versnelt, is meer dan een chemische reactie: het wordt semiose.

Dit proces van semiose wordt gekarakteriseerd door zijn zelf-organiserende eigenschappen. De substraten fungeren niet alleen als affordances—mogelijkheden die de omgeving biedt voor een interpretatief systeem om te gebruiken—maar ook als de dragers van een betekenis die wordt gemedieerd door het autogen. De substraten dragen alleen die eigenschappen over die relevant zijn voor de zelf-onderhoudende en zelf-producerende processen. Alleen de eigenschappen van de substraten die essentieel zijn voor het functioneren van het autogen worden geëtaleerd door de structurele informatie van de binding.

De aanwezigheid van substraten in de omgeving fungeert als het dynamische object dat door het teken wordt vertegenwoordigd, terwijl de algemene geschiktheid van de omgeving als het onmiddellijke object fungeert. Dit houdt in dat de geschiktheid van de omgeving een negatieve eigenschap is—een eigenschap die afwezig is wanneer de voorwaarden voor zelfproductie en zelfreproductie van het autogen verhinderd worden. De geschiktheid wordt gerealiseerd door de substraten in de onmiddellijke omgeving, maar het is niet volledig gelijk aan deze dynamische objecten.

Hoe Evolutie en Interpretatie de Normativiteit van Representatie Beïnvloeden

De representatieve functie van een teken moet begrepen worden als een dynamisch proces, dat zowel evolutie als interpretatie omvat. Volgens Deacon (2008) constrainteert het geëvolueerde mechanisme de dynamiek van mogelijke interpretatie, maar bepaalt het deze niet. Elke interpretatiemoment kan op de een of andere manier ondersteunend zijn of verstorend werken voor het zelfonderhoud van deze dynamische trend. Dit betekent dat niet alleen een historische oorsprong bestaat voor de normatieve eigenschap van dit interpretatieve proces, maar er ook een ahistorische en direct werkzame normatieve eigenschap aanwezig is.

Deze natuurlijke semiotische benadering biedt verschillende voordelen ten opzichte van teleosemantiek. Ten eerste verklaart het de normativiteit van representatie in plaats van deze eenvoudigweg af te wijzen, zoals teleosemantiek doet. Teleosemantiek verklaart de normativiteit van representatie door een beroep te doen op de evolutie door natuurlijke selectie. Enerzijds is evolutie door natuurlijke selectie een mechanistisch proces, en omdat representatie een product van evolutie is, lijkt de normativiteit oppervlakkig. Anderzijds veronderstelt evolutie door natuurlijke selectie een levend systeem, zonder dit daadwerkelijk uit te leggen. Het autogenese-model legt daarentegen de fundamenten van levende systemen uit en begrijpt normativiteit in relatie tot het zelfonderhoud van deze systemen. Op deze manier worden zowel het probleem van verkeerde informatie als het probleem van de inhoudsbepaling opgelost. Wanneer een representatie over iets gaat dat niet wordt beperkt door zijn geschiedenis en dus niet de geëvolueerde functie voor zelfonderhoud uitvoert, functioneert het niet correct en draagt het misinformatie. Het aspect van het voorgestelde object dat een representatie grondt, wordt bepaald door de geschiedenis van de representatie en door de eigenschappen die momenteel bijdragen aan het zelfonderhoud van een interpretatief systeem. Bovendien vermijdt deze benadering de valkuil van het beroep op individuele interpretatie om normativiteit uit te leggen, aangezien interpretatie wordt beperkt en gestabiliseerd door zijn historische context.

Ten tweede verklaart deze natuurlijke semiotische benadering hoe een representatie, gestabiliseerd door eerdere omstandigheden, nog steeds betrekking kan hebben op de huidige situatie. Volgens teleosemantiek wordt de stabiliserende functie van een representatie bepaald door zijn verleden. Daarom zou een representatie betrekking moeten hebben op een voorbije toestand. Echter, een representatie wordt typisch gebruikt om naar de huidige toestand te verwijzen. Het voorgestelde model stelt dat een representatie, wanneer het betrokken is bij een interpretatief systeem, verwijst naar de huidige omstandigheden, hoewel dit nog steeds wordt beperkt door het verleden.

Ten derde wordt de spanning tussen de openheid en de stabilisatie van representatie opgelost. Teleosemantiek laat geen ruimte voor de openheid van representatie, terwijl levende systemen representaties continu op verschillende manieren gebruiken, afhankelijk van de omstandigheden. Door evolutie vanuit een negatief-logisch perspectief te begrijpen, biedt de natuurlijke semiotische benadering een verklaring voor het stabiliserende aspect van representatie, terwijl het ook de mogelijkheden voor de evolutie van representatie in nieuwe richtingen toelat.

Met deze natuurlijke semiotische benadering komt een constructieve theorie van structurele, referentiële en normatieve informatie tot stand. Structurele informatie wordt genaturaliseerd als beperkingen, en referentiële informatie is verankerd in de voortplanting van beperkingen door dynamische interacties tussen verschillende processen. Deze voortplanting van beperkingen wordt pas betekenisvol wanneer het deel uitmaakt van een interpretatief systeem. Zoals Deacon zegt, “Functie en representatie worden mogelijk gemaakt door de manier waarop levende processen intrinsiek georganiseerd zijn rond afwezige en externe factoren, en het Darwiniaanse proces genereert onvermijdelijk steeds complexere vormen van afhankelijkheid van afwezigheid. Informatie is een relationele eigenschap die voortkomt uit geneste lagen van beperkingen: beperkingen van signaalwaarschijnlijkheid (Shannon), beperkingen van de dynamiek van signaalgeneratie (Boltzmann), en de beperkingen die nodig zijn voor zelfonderhoudende dynamieken die gericht zijn op een doel in een ver verwijderde toestand (Darwin)” (Deacon, 188).

Deze natuurlijke benadering van informatie en representatie verklaart echter alleen zeer eenvoudige en ideale representaties. Representatie kan veel complexer en gecompliceerder zijn, vooral in taal. Bijvoorbeeld, fictie is wijdverbreid in taaluitdrukking, zoals in gevallen als "Harry Potter" of "de Franse koning in 2025." Het simpelweg verklaren van fictie als misrepresentatie of pretended representation is onbevredigend en moeilijk te accepteren. Een complete theorie zou ook in staat moeten zijn om deze meer complexe gevallen van representatie te verklaren. Dit zal het onderwerp zijn van het volgende hoofdstuk.

Hoe tekens de wereld representeren: Het belang van presentatieve en representatieve kenmerken

Het concept van tekenen is zowel complex als fundamenteel voor de manier waarop we de wereld om ons heen begrijpen. In deze context is het van belang om onderscheid te maken tussen de presentatieve en representatieve kenmerken van een teken. De presentatieve kenmerken verwijzen naar de specifieke eigenschappen die een teken bezit als object, die de basis vormen voor de capaciteit van het teken om iets anders te representeren. Deze kenmerken leggen de grondslag voor de representatieve eigenschappen, die verder gaan dan de objectieve aanwezigheid van het teken zelf.

Peirce maakte onderscheid tussen drie hoofdtypen van tekens, afhankelijk van de manier waarop ze zich tot hun objecten verhouden: iconen, indices en symbolen. Elk van deze tekens heeft zijn eigen wijze van representatie, die kan variëren van een directe visuele gelijkenis tot een meer abstracte, conventionele relatie.

In de eerste plaats hebben we iconen, tekens die een overeenkomst vertonen met hun objecten op basis van uiterlijk, structuur of andere herkenbare eigenschappen. Een portret is bijvoorbeeld een icoon van een persoon, omdat de visuele kenmerken van het portret lijken op die van de persoon. Evenzo is een toeristische kaart een icoon van een toeristische attractie, omdat de ruimtelijke relaties op de kaart overeenkomen met die van de werkelijke locatie.

Daarnaast zijn er de indices, tekens waarvan de relatie met het object gebaseerd is op een temporele, ruimtelijke of causale nabijheid. Een index kan gezien worden als een teken dat aanwezig is vanwege de specifieke omstandigheden die het verbinden met zijn object. Rook is bijvoorbeeld een index van vuur, omdat het altijd samen voorkomt met vuur, zowel in ruimte als tijd. Evenzo is het geluid van een bel een index van voedsel voor Pavlov’s hond, aangezien het altijd samenvalt met de aanwezigheid van voedsel.

Tot slot hebben we symbolen, tekens waarvan de relatie met hun objecten puur conventioneel is. Dit betekent dat er geen intrinsieke gelijkenis is tussen het teken en het object dat het representeert. De betekenis van een symbool is afgesproken, vaak cultureel bepaald. Het woord "hond" is bijvoorbeeld een symbool omdat de relatie tussen het woord en het dier zelf niet vanzelfsprekend is, maar eerder gebaseerd is op een overeenkomst die in een specifieke taalgemeenschap is vastgesteld. Religieuze symbolen zoals het kruis in het christendom of het Rode Kruis als symbool voor medische hulp zijn andere voorbeelden van symbolen.

De aard van deze tekens, of ze nu iconisch, indexicaal of symbolisch zijn, bepaalt hoe ze de wereld representeren. Dit gaat verder dan de eigenschappen van het teken zelf en heeft invloed op hoe een interpreterende agent – een mens of dier – het teken begrijpt. Zo is de interpretatie van een signaal altijd afhankelijk van de manier waarop de presentatieve kenmerken van het teken door de interpreter worden waargenomen en geïnterpreteerd. Een interpretatie kan bijvoorbeeld gebaseerd zijn op visuele gelijkenis (iconen), op temporele en causale relaties (indices), of op een culturele of taalgebaseerde conventie (symbolen).

Het onderscheid tussen presentatieve en representatieve kenmerken is van groot belang voor het begrijpen van hoe tekens functioneren in communicatie en betekenisgeving. Het stelt ons in staat de complexe dynamiek van tekens en de manier waarop ze de wereld vertegenwoordigen, te analyseren en te begrijpen. Deze theoretische scheiding is echter niet altijd eenvoudig in de praktijk, vooral als we kijken naar de manier waarop dieren, zoals bijen, communiceren. De beroemde bijenwaggel is een indexicaal sinnsign, een signaal dat wordt geïnterpreteerd door zijn temporele en ruimtelijke relatie met nectar, een object dat het signaal representeert.

Wat verder relevant is om te begrijpen, is dat deze verschillende typen van tekens niet volledig onafhankelijk van elkaar functioneren. In werkelijkheid is er een hiërarchische afhankelijkheid tussen iconen, indices en symbolen. Een index bijvoorbeeld kan alleen als een betekenisvol teken functioneren als er al een iconische relatie bestaat die de interpretatie mogelijk maakt. Dit kan verder geïllustreerd worden door de bijenwaggel: de iconische gelijkenis tussen de waggels en de locatie van de nectar maakt het mogelijk voor andere bijen om de waggel als een index van de nectar te interpreteren. Zo is de betekenis van een index altijd afhankelijk van de eerdere interpretatie van iconen.

De studie van tekens gaat verder dan de loutere classificatie van deze tekentypes. Het is essentieel te begrijpen hoe tekens niet slechts op zichzelf staan, maar deel uitmaken van een grotere communicatieve en betekenisgevende structuur. Dit is cruciaal voor een diepere analyse van taal, dierencommunicatie en zelfs technologieën die gebruik maken van tekens.

Hoe kunnen metasurfaces de efficiëntie van THz-modulatie en polarisatieconversie verbeteren?
Hoe de Amerikaanse pers de publieke opinie beïnvloedt en wat we ervan moeten begrijpen
Hoe anders kan de wereld zijn voor buitenstaanders?
Hoe Integreren Immigranten Snel in de Amerikaanse Samenleving?