Evolución endógena y gradual

Notas sobre Escalando el monte improbable, de Richard Dawkins

Richard Dawkins es de los teóricos de punta en materia de evolución de las especies. Dawkins sostiene que la selección se debe a mutaciones genéticas independientes frente a lo que sucede en el organismo en el cual éste se convierte prácticamente en un simple medio y vehículo para la reproducción, la continuidad, la supervivencia y el cambio de los genes.

Escalando el monte improbable, de Richard Dawkins, ha venido a repuntar (como el mismo título lo sugeriría) la evolución de una tesis contenida en una obra clásica de la ciencia y la divulgación científica: El gen egoísta, del mismo autor.

Escalando el monte improbable [Barcelona: Tusquets, 1998] puede asombrar por igual a un biólogo, a un paleontólogo y a los aficionados a la ciencia ficción, la mitología de monstruos, las zoologías fantásticas y el cómic y cine de mutantes. El miedo a lo sobrenatural ha engendrado demonios, y Robert Graves ha extendido la explicación a los efectos de los alcaloides. Sin embargo, la entomología, el dibujo científico de los insectos y el actual documental ha venido a ensombrecer la creación de seres imaginarios, no así, claro está, sus odiseas, aunque también las haya para los que rondan en los suelos, en el aire, en las pieles, en las hojas.

En el cine ya no es necesario que los extraterrestres nos invadan, sino unas cucarachas venidas del mundo subterráneo y que han sufrido una gran mutación —Mimic. Incluso el reino vegetal puede suscitar tanta o más maravilla y enigma que los aliens como en la serie de videos The Private Life of Plants, que dejó noqueado al director de El octavo pasajero. También Microcosmos, situada entre el documental y la plástica y estética cinematográficas en que el crecimiento, los rituales de cópula y de acopio de alimento de los insectos son vistos como hazañas cuyo escenario es un prado que es un bosque gigante, un charco que es un lago, en un día que es un año, en una estación que es un ciclo de vida.

Estos ejemplos vienen a colación por dos razones. La primera: entre las digresiones de Dawkins incluye algunos de los experimentos de simulación de una hipotética transformación evolutiva de diseñoides (plantas y animales artificiales, incluyendo predadores y con variables de entorno), simulación que pretendería inferir en retrospectiva los patrones de transformación gradual y supervivencia posibles en la evolución. Y ello requiere de una combinación de deducción e imaginación. La segunda: la economía en tecnicismos, su estilo ameno y los datos que compila (en este caso ejemplos casi fantásticos que mantienen cautivo al lector), hacen de Escalando el monte improbable una obra dirigida tanto a especialistas como a aficionados. Situado entre la tesis argumentativa y el trabajo de divulgación, este libro es una empresa difícil para quien está del lado de la especialidad y que no necesariamente cultiva el estilo, sin embargo, capta también el interés puramente imaginativo.

Dawkins sostiene que la selección se debe a mutaciones genéticas independientes frente a lo que sucede en el organismo en el cual éste se convierte prácticamente en un simple medio y vehículo para la reproducción, la continuidad, la supervivencia y el cambio de los genes.

Richard Dawkins, junto con Stephen Jay Gould, es de los teóricos de punta en materia de evolución de las especies. Dawkins sostiene que la selección se debe a mutaciones genéticas independientes frente a lo que sucede en el organismo en el cual éste se convierte prácticamente en un simple medio y vehículo para la reproducción, la continuidad, la supervivencia y el cambio de los genes. Gould, buen paleontólogo, rechaza esta teoría pues dice que no explica la extinción completa y en masa de especies durante periodos relativamente breves a lo largo de la historia natural. Aunque no descarta por completo la mutación genética endógena, se inclina a considerar como causa principal de los cambios de las especies y su extinción la selección exógena producto de la interacción del organismo con el entorno (otros organismos, clima, alimentación, geografía).

Otro punto de diferencia es que Dawkins concibe los cambios en las especies como graduales, y Gould, con la mira en la discontinuidad del registro fósil, apoya la hipótesis de que las transformaciones ocurren, después de largos periodos de estabilidad, en grandes saltos debido a catástrofes que pueden ser cambios de clima y aislamiento geográfico por sequías, glaciaciones, etc. A los que siguen esta línea se les llama catastrofistas. Dawkins objeta esto diciendo que por más rápidos que sean esos saltos, a escala geológica, abarcan un gran número de generaciones, por lo que siguen siendo graduales. Claro está que a escala geológica las formas intermedias se suceden en un tiempo relativamente tan breve que la mayoría de las veces no queda registro fósil. Algunos creacionistas malinterpretan este gradualismo relativamente rápido como macromutaciones para apoyar los milagros y la intervención divina.

Aunque el libro se centra en el gradualismo, también dedica una buena parte de las ideas para rebatir puntos que defendía la generación anterior de darwinistas. Uno es el de la alta improbabilidad de la complejidad. Por ejemplo, hasta hace pocos años se creía, sobre la base de que el ojo es un subproducto tardío del encéfalo, que las diferentes formas de ojos provenían de un mismo tronco filogenético, digamos que de una sola familia. Hoy hay pruebas estructurales morfológicas, y sobre todo fósiles, que muestran que los ojos han evolucionado entre cuarenta y sesenta veces de forma independiente en diversos dominios del reino animal.

El título del libro es una metáfora paisajista que se refiere entre otras cosas a la probabilidad de la evolución morfológica convergente, el caso de los ojos, por ejemplo, en que órganos de forma disímil han evolucionado de forma independiente hacia una función idéntica. También se refiere a la improbabilidad de adaptación y supervivencia de macromutaciones o cambios morfológicos muy grandes. También a la improbable involución o reversibilidad evolutiva de ciertas estructuras, por ejemplo de los pulmones de vuelta a las branquias, sin que esto signifique que sea imposible que mamíferos terrestres regresen al agua como los cetáceos (ballenas, delfines) o estén a medio camino (focas, morsas, lobos de mar). Y finalmente la probabilidad de las evoluciones morfológicas divergentes, el caso por ejemplo de órganos u otras estructuras anatómicas que en algunas especies tenían originalmente funciones diferentes derivan en estructuras funcionalmente equivalentes. Un ejemplo sencillo: las patas, las alas y las aletas. Otro más complejo: la lengua es al camaleón lo que las telarañas son a las arañas o los brazos a los simios, etc. Estas equivalencias funcionales pueden entenderse en muchos casos como extensiones de las funciones de ciertos órganos y que se traducen en una increíble economía de desplazamiento y movimiento. La probabilidad de cambios no sólo anatómicos sino de función, cambios difíciles si no es que imposibles, son ilustrados por Dawkins mediante metáforas topográficas de cañones y montañas y ascensos cuesta arriba con pendientes ligeras o pronunciadas.

Richard Dawkins

Otro ejemplo de evolución morfológica convergente es el de las alas. Aquí Dawkins aprovecha para refutar la tesis de que el antecedente del vuelo es el planeo. Sostiene que el vuelo nace en el salto, por ejemplo, de peces que salen de la superficie y logran desplazarse en el aire con sus aletas.

Salvo algunos ejemplos de simulación por computadora, casi cada párrafo aporta una idea o un dato difícil de omitir.

Entre las tantas cosas que Dawkins menciona está el diseño en la naturaleza, y eso implica concebir un diseñador. Trata la propensión a comparar estructuras y funcionamientos en los organismos con diseños mecánicos; también sobre cómo se tiende a interpretar la evolución como un proceso que progresa y que está dirigido hacia una finalidad que es el hombre. Las plantas y los animales que desarrollan formas o figuras que parecen imitar otras plantas o animales se explican como mecanismos de protección que el organismo desarrolla de manera intencional.

Dawkins dedica un capítulo a la “ingeniería de las telarañas”. Ante la multiplicidad de ritos de captura de presa y cópula en las arañas y su relación con la diversidad estructural de las telarañas, se pregunta: ¿cómo es posible desde el punto de vista de la selección y variación un evento en el que se correlacionan variables como viscosidad, elasticidad, tensión, cantidad de radios, ángulo de la espiral, etc.? ¿Qué ha sucedido para llegar a una telaraña cuyas retículas están lo suficientemente cerradas para que un insecto no las traspase y lo suficientemente abiertas para que no le afecte el viento ni tampoco las perciba la presa; que provea una tensión y elasticidad que estén en un punto medio tal que la presa no la rompa y a su vez no rebote, y cuya viscosidad no dificulte el escape de la presa pero tampoco entorpezca el desplazamiento de la araña?

La tesis sobre la mutación como interrelación entre variación y selección es quizá la que causa más controversias. No está claro si hay un acuerdo entre los teóricos de la evolución sobre si los cambios en las especies se deben a la selección natural, y si han convenido, en suma, en que la mutación genética es aleatoria y la selección natural es no aleatoria. De lo que no existe duda es de que el desacuerdo descansa en las interpretaciones diferentes de lo que es selección natural y el lugar de importancia de esta función en el cambio en las especies.

Hay un capítulo que podría titularse Filogénesis de las alas. Sobre las diferentes versiones sobre la evolución de las alas Dawkins desecha la hipótesis de que el antecedente del vuelo haya sido el planeo. Existen evidencias fósiles de que es un callejón muerto. La evolución de las alas, que en un principio (y aún) sirven a las aves para protegerse del viento y del frío, es un claro ejemplo de la diferenciación de una estructura correspondiente a diversas funciones antes de llegar a la estructura actual y su función de vuelo.

La tesis sobre la mutación como interrelación entre variación y selección es quizá la que causa más controversias. No está claro si hay un acuerdo entre los teóricos de la evolución sobre si los cambios en las especies se deben a la selección natural, y si han convenido, en suma, en que la mutación genética es aleatoria y la selección natural es no aleatoria.

Otro capítulo podría titularse Filogénesis de los ojos. El primer antecedente de la visión tal vez provenga de las fotocélulas o células sensibles a la luz en las plantas. Posiblemente la fotosíntesis abrió una brecha larga y lenta hacia la visión. Algunos pasos intermedios están en el fototropismo (movimientos con respecto a la luz) de hojas y flores. También en los fotosensores de algunos moluscos. Más tardíos son los caminos independientes entre sí como los ojos compuestos y los ojos tipo cámara. Dawkins formula posibles funciones previas distintas y ajustes graduales de cada uno de los componentes que se fueron integrando a los ojos modernos: dispositivos para enfocar, diafragma para regular la entrada de luz y mecanismos de movimientos oculares. Estos últimos sirven tanto para evitar mover la cabeza al centrar el objetivo como para mantener la mirada fija cuando el cuerpo se desplaza.

Dawkins explica e ilustra un ejemplo útil para conciliar (o conflictuar más) las diferencias entre biólogos seleccionistas y los antiseleccionistas. Los primeros sostienen que siempre habrá suficiente variación genética para acomodar lo que la selección natural favorece. Los otros, que la variación genética disponible es lo que determina la dirección de la evolución. Inspirado en el libro de D’Arcy Wentworth Thompson, Sobre el crecimiento y la forma [1919] y en la idea de la Biblioteca de Mendel o Museo de todos los animales inspirada a su vez en La Biblioteca de Babel de Borges, Dawkins retoma el trabajo que David Raup emprendió sin computadoras, sobre una gráfica tridimensional de todas las conchas existentes y posibles considerando sólo tres variables: abocinamiento (la abertura constante del ángulo de la espiral), verma (la diferencia entre la distancia del centro al límite externo del cuerpo y la distancia al límite interno) y espira (altura de la espiral y que genera un cono). El resultado es una parte mínima de un cubo de conchas reales y un restante muy grande que alberga conchas teóricamente posibles pero que no existen, muchas de ellas por su disfuncionalidad, otras por razones que los evolucionistas no logran acordar. Dawkins deja sin respuesta concluyente si la selección no favorece la existencia de muchas conchas o si no ha habido mutaciones necesarias para favorecerla, aunque se inclina por pensar que la evolución de los genes arroja todo tipo de posibilidades dada su capacidad de mutación y combinación.

Formulado lo anterior pasa a abordar la evolucionabilidad de la evolución, de cómo la selección natural favorece la mutación y diversificación de organismos que han adquirido varios tipos de simetría, entendida ésta como distribución organizada y multiplicada de partes del cuerpo. Tarde o temprano los organismos animales adquieren por razones funcionales una distribución polarizada antero-posterior que aleja, por ejemplo, la boca del ano. También, por gravedad, una asimetría fronto-dorsal. Y, por desplazamiento funcional, una simetría izquierda-derecha. En el caso de muchas especies del mar como las microscópicas diatomeas y radiolarios hay una simetría radial y geométrica. También en las medusas y equinodermos (estrellas del mar, erizos), sólo que han desarrollado una asimetría fronto-dorsal. Aquí la tesis que se trata de sostener es que la simetría izquierda-derecha en los artrópodos como el ciempiés, que también se realiza por un mecanismo de multiplicación de una mutación, favorece que las secciones en la segmentación repetida sean propensas a diferenciarse. Los segmentos de un ciempiés no son idénticos y en muchos insectos se han eliminado o convertido en antenas, mandíbulas, alas, ojos, etcétera.

Dawkins se centra en erradicar la explicación teleológica y de atribución de intencionalidad y abrirle legitimidad a la explicación sistémica de acoplamientos. Esto queda más claro con tópicos como autorreproducción, selección natural endógena, organismos huéspedes y ecosistemas coevolutivos y de alta interdependencia. ®

—Publicado originalmente en Replicante no. 8, “Sólo Ciencia”, verano de 2006.

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Publicado en: Destacados, Enero 2012, La ciencia del futuro

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