especies (1859), justo no aclaró cómo se originaban las especies. La selección natural -el
mecanismo evolutivo descubierto por el naturalista- se basa en la acumulación gradual
de pequeños cambios, mientras que las especies suelen ser entidades discretas y bien
definidas: vemos leones y tigres, no una escala Pantone de leotigres. La investigación
reciente, sin embargo, ha aclarado muchos puntos del problema de la especiación, o
generación de nuevas especies, y ha confirmado que la especiación tiene una relación
directa con la selección natural darwiniana. También han revelado unos principios
generales que hubieran resultado sorprendentes para el padre de la biología moderna.
La competencia por los recursos, las carreras de armamentos entre predadores y presas
y otros factores biológicos dan forma a los ecosistemas locales durante periodos
cortos", dice el evolucionista Michael Benton, de la Universidad de Bristol. "Pero son
factores externos como el clima, la oceanografía y la tectónica continental los que
explican las pautas de la evolución a gran escala".
* El naturalista nunca explicó de verdad el origen de las especies
* Los cambios en los seres vivos no son paulatinos; van a grandes saltos
* La explosión de la vida animal ocurrió hace 543 millones de años
* No sólo compiten los individuos; también lo hacen los genes
arranca del propio Darwin y suele ser la preferida por los biólogos. Se la conoce como
la hipótesis de la reina roja, por el personaje de Lewis Carroll que le dice a Alicia en A
través del espejo: "En este país tienes que correr todo lo que puedas para permanecer
en el mismo sitio".
El paradigma de la reina roja son las carreras de armamentos entre predador y presa:
los conejos corren cada vez más para escapar de los zorros, lo que fuerza a los zorros a
correr cada vez más para seguir comiendo lo mismo que antes; las corazas de las
presas se hacen cada vez más duras y las pinzas de sus predadores cada vez más
fuertes, con lo que todos corren lo más que pueden para que todo permanezca en el
mismo sitio.
El problema es que la evolución a gran escala no permanece en el mismo sitio como
Alicia. Los modelos del tipo reina roja, según Benton, no explican que los seres vivos
se hayan hecho más complejos en la historia del planeta, ni que hayan colonizado
nuevos espacios (como la tierra firme), ni que ciertos linajes concretos hayan brotado
en explosiones evolutivas de radiación de nuevas especies. "Todas estas cosas han
ocurrido muchas veces en los últimos 500 millones de años", afirma el científico
británico.
La razón hay que buscarla en la geología, y algunos ejemplos son bien conocidos. Desde
que el supercontinente Pangea empezó a quebrarse hace 250 millones de años, el baile
de sus fragmentos por la corteza terrestre ha tenido un efecto decisivo. La biología
alienígena de Australia -ornitorrincos, canguros, koalas, wombats, emús, cucaburras- y
de Suramérica -llamas, anacondas, pirañas, vicuñas, tapires- se debe a que ambos
territorios han sido islas durante casi 100 millones de años.
El sentido común no es la mejor guía para averiguar las relaciones de parentesco entrelas distintas especies. El damán, un animalillo africano al que cuesta distinguir de una
rata, se agrupa con el elefante en una gran rama evolutiva de los mamíferos, la de los
afroterios. Las personas, los delfines y las vacas nos apiñamos junto a las ratas
propiamente dichas en la segunda rama (los boreoterios), dejando la tercera (los
desdentados) para el armadillo y el oso hormiguero.
La razón es que los mamíferos originales se dividieron físicamente en tres grupos hace
100 millones de años, cuando las actuales África, Eurasia y Suramérica se escindieron
de un continente único.
En los últimos años, los geólogos también han encontrado fuertes correlaciones entre
la diversidad del plancton -los organismos microscópicos que flotan en el mar- y la
temperatura del agua en esa época. El enfriamiento oceánico de los últimos 70
millones de años, por ejemplo, se asocia a una gran radiación de especies de
foraminíferos, los principales microfósiles marinos. En general, las fases de
calentamiento por las que ha pasado el planeta se han caracterizado por una menor
riqueza de géneros, y de familias enteras, de seres vivos.
Si la competencia entre seres vivos es la reina roja, la evolución guiada por las
condiciones externas se conoce como la hipótesis del "bufón de corte". Los bufones sólo
pretendían complacer a los poderosos, y jamás cambiaban sus números a menos que se
vieran forzados por una catástrofe (como una guerra o un cambio de régimen). Si la
reina roja es la idea preferida por los biólogos, el bufón de corte es la favorita de los
geólogos, como parece lógico. Y es el motor del cambio que parece predominar a las
escalas evolutivas, de 100.000 años para arriba en el tiempo, y de especie para arriba en
la taxonomía, la ciencia que clasifica a los seres vivos en una jerarquía de especies,
géneros, familias, órdenes, clases, filos y reinos.
La cuestión de la reina roja tiene mucha relevancia para el problema estrella de la
biología evolutiva: la explosión cámbrica, la gran dificultad que atormentó a Darwin hace
un siglo y medio. La Tierra tiene 4.500 millones de años, y los primeros microbios
aparecieron poco después (hay evidencias fósiles de 3.500 millones de años). Pese a
ello, la explosión de la vida animal sólo ocurrió al empezar el periodo Cámbrico, hace
543 millones de años. La evolución tardó poco en inventar a los animales, aunque
tardó 3.000 millones de años en ponerse a ello. Ésta es la versión moderna del dilema
de Darwin.
"Creo que la explosión cámbrica es un excelente ejemplo de evolución por el modelo
del bufón de corte", confirma Benton. "Es un caso en que el cambio dramático del
entorno físico tiene un profundo efecto en la evolución. Esto no tiene nada que ver
con sugerir que la selección natural es errónea, o que Darwin se equivocó. Se trata
simplemente de que los cambios dramáticos e inesperados, como el que ocurrió
entonces, pueden abrumar a los procesos normales de la selección natural y poner a
cero el reloj evolutivo, como solía decir Steve Gould". Stephen Jay Gould fue un
destacado (y polémico) evolucionista norteamericano hasta su muerte en 2002.
El periodo anterior al Cámbrico (de 1.000 a 543 millones de años atrás) se llama
Neoproterozoico, de mote "precámbrico", e incluye las más brutales glaciaciones
conocidas por los geólogos, como la Sturtian y la Marinoan. Algunos científicos creen
que fue una era de bola de nieve planetaria (snowball earth), en la que los casquetes
polares cubrían incluso el ecuador terrestre.
Antes de esa era del hielo, los niveles de oxígeno en la atmósfera eran muy bajos,
inferiores al 1% de la concentración actual, como habían sido en los 3.000 millones de
años, y los últimos datos indican que los primeros animales, las esponjas, ya habían
evolucionado para entonces. Y los datos indican que el fondo marino no estuvo bien
oxigenado hasta los tiempos de la explosión cámbrica. Si la biología tardó 3.000
millones de años en inventar a los animales, la razón parece ser que la geología no se
lo permitió antes.
La mosca Drosophila ha resultado un modelo muy útil para estudiar los fundamentos
genéticos de la especiación. Por ejemplo, la especie americana Drosophila pseudoobscura
se separó hace 200.000 años en dos subespecies llamadas USA y Bogotá. Como los
caballos y los burros, las moscas USA y Bogotá pueden cruzarse, pero sus hijos son
estériles. En casos de especies más divergentes, los hijos suelen ser no ya estériles,
sino directamente inviables. El punto es que la genética de la mosca permite hallar los
genes exactos que son responsables de la esterilidad o de la inviabilidad.
Los resultados apuntan a muy pocos genes, y varios están relacionados con el
transporte nuclear, el intercambio de materiales entre el núcleo y el resto de la
célula. Dos de los genes de la especiación son Nup96 y Nup160, componentes del poro
nuclear que comunica al núcleo con su entorno, y otro es RanGAP, que regula el
mismo proceso. No hay ninguna razón a priori para que la especiación esté relacionada
con un mecanismo tan concreto como el transporte nuclear, y estos resultados son
inesperados en ese sentido.
Pero estos genes también tienen relación con un fenómeno que lleva décadas siendo
un sospechoso central para los genetistas interesados en la especiación. Se llama
impulso meiótico (meiotic drive), o más en general "conflicto intragenómico". Al igual
que la selección natural clásica, se trata de un proceso de competencia, pero no entre
individuos dentro de una especie, ni entre especies dentro de un ecosistema, sino entre
genes dentro de un genoma, es decir, entre las partes de un mismo individuo.
Esto es posible porque cada individuo produce miles o millones de gametos (óvulos o
espermatozoides, según su sexo), cada uno con una combinación distinta de genes. Y
hay genes que sesgan a su favor la producción de gametos, de modo que se aseguran su
presencia en más de la mitad de los espermatozoides o los óvulos, que es lo que les
correspondería por azar. Estos genes son auténticas bombas evolutivas, porque pueden
imponerse en una población en pocas generaciones aun cuando no hagan nada
beneficioso para el individuo que los alberga. Los demás genes se ven forzados a
adaptarse para convivir en el mismo genoma que ellos, y esto conduce a las
poblaciones por caminos separados aun cuando sus entornos sean similares. Esto es la
evolución por "conflicto intragenómico".
En el ejemplo mencionado antes de las dos subespecies de Drosophila pseudoobscura, USA
y Bogotá, el grupo de Allen Orr, de la Universidad de Rochester, acaba de demostrar
que un solo gen (llamado overdrive) es responsable a la vez de la esterilidad de los
híbridos entre las dos subespecies, y de causar su propia representación en los gametos
por encima del 50% que le correspondería por azar. "Nuestros resultados", afirma Orr,
"indican que el conflicto intragenómico, una forma de adaptación al ambiente
genómico interno, es una fuerza importante en la especiación".
Otro descubrimiento reciente es la importancia crucial de las duplicaciones de genes
en la evolución. Las duplicaciones o pérdidas de genes son la principal fuente de
variación genética en nuestra especie: cualquier persona se distingue de cualquier otra
en un promedio de 70 regiones duplicadas o amputadas en uno de sus cromosomas.
Dos siglos después, la ciencia rellena huecos que a Darwin le hubiera encantado
explicar.
Por Javier Sampedro
No hay comentarios:
Publicar un comentario