Methodological strategies in contemporary symbiosis research and their historical roots: From mechanistic to non-mechanistic modes of explanation

Abstract

Symbiosis research is a growing field in contemporary biology. Current advances in modelling and experimental techniques have made possible to develop new ways of studying some multispecies symbiotic systems whose study had been mostly ignored in the past. Some of these new modelling and experimental techniques rely on the use of sophisticated mathematical tools (such as network analysis) that can only be used if the system is conceived holistically. One of the main consequences of this approach is that de-composition becomes an impossible task: if biologists want to understand how some multispecies symbiotic systems work, how they behave, or how they evolve, they need to study the system holistically, rather than study how each of the parts of the system relates to each other. This type of research seems to question the dominant tradition in contemporary philosophy of science and biology, namely: new-mechanism. According to the principles of new-mechanistic philosophy, biological systems need to be de- composed in their component elements to properly understand how they work, and in order to unveil the causal connections among the components. The purpose of this doctoral thesis is to understand how contemporary symbiosis research questions some of the core philosophical thesis that underlie new-mechanistic philosophy. To do so, the thesis will rely on two philosophical methods: (1) analysis of scientific practise; (2) conceptual analysis. By applying these two methods to contemporary symbiosis research, the thesis gives rise to three papers in specialized journals, added as annexes. The key original contribution of the doctoral dissertation is that contemporary symbiosis research relies on the use of certain mathematical methods that are only applicable if the system is studied holistically, and thus entail a form of non-causal-mechanistic explanation. In the end, several open questions for future research are presented.

La investigación sobre la simbiosis es un campo en crecimiento en la biología contemporánea. Los avances actuales en el modelado y las técnicas experimentales han permitido desarrollar nuevas maneras de estudiar algunos sistemas simbióticos de múltiples especies cuyo estudio había sido ignorado en el pasado. Algunas de estas nuevas técnicas experimentales y de modelado se basan en el uso de herramientas matemáticas sofisticadas (como el análisis de redes) que solo se pueden emplear si el sistema se concibe de manera holística. Una de las principales consecuencias de este enfoque es que la descomposición del sistema en partes se vuelve una tarea imposible: si los biólogos quieren comprender cómo funcionan algunos sistemas simbióticos de múltiples especies, cómo se comportan o cómo evolucionan, deben estudiar el sistema de manera holística, en lugar de estudiar cómo cada una de las partes del sistema se relaciona entre sí. Este tipo de investigación parece cuestionar la tradición dominante en la filosofía contemporánea de la ciencia y la biología, a saber: el nuevo mecanismo. De acuerdo con los principios de la filosofía del nuevo mecanicismo, los sistemas biológicos deben descomponerse en sus elementos componentes para comprender adecuadamente cómo funcionan y para descubrir las conexiones causales entre los mismos. El propósito de esta tesis doctoral es comprender cómo la investigación contemporánea sobre simbiosis cuestiona algunas de las tesis filosóficas centrales que subyacen a la filosofía del nuevo mecanismo. Para hacerlo, la tesis se basará en dos métodos filosóficos: (1) análisis de la práctica científica; (2) análisis conceptual. Al aplicar estos dos métodos a la investigación contemporánea sobre simbiosis, la tesis da lugar a tres artículos en revistas especializadas, que se agregan como anexos. La contribución original clave de la disertación doctoral es que la investigación contemporánea sobre la simbiosis se basa en el uso de ciertos métodos matemáticos que solo son aplicables si el sistema se estudia de manera holística y, por lo tanto, conlleva una forma de explicación no mecanicista y no causal. Al final, se presentan varias preguntas abiertas para futuras investigaciones.