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INVESTIGACION

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Y CIENCIA¥J~~~ II~

GENETICA PSICOLOGIA PALEONTOLOGIA SELECCION NATURAL Del genotipo al fenotipo

Evolucion de la mente

Arbol genealogico de Homo sapiens

lOpera sobre genes, individuos 0 grupos? \

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"ta selecci6n de grupo favorece el altruismo.

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Nuestro interior enmaraiiado revela un pasado ictineo y anfibio.

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26 Darwin no podia explicar el origen de las variaciones entre los individuos.

Hoy se conocen numerosos f6siles de diferentes especies humanas; Darwin s610 conocia los neandertales.

ARTICULOS PRESENTACION

GENETICA

ANATOMIA

12 EI legado de Darwin

26 Del atomo al caracter

Gary Stix

David M. Kingsley

42 Rasgos anatomicos del pasado

Hace 150 ailos, un naturalista victoriano que habra dedicado su vida a observar meticulosamente la naturaleza, ideo una teoria que sigue guiando la investigacion cientifica contempor{mea.

Darwin comprendi6 que, si habia evoluci6n, tenia que ser gracias a las variaciones aleatorias de los organismos. Hoy se esta descubriendo de que manera surge del ADN tal diversidad.

Neil H. Shubin

SELECCION NATURAL

PALEONTOLOGIA

ADAPTACION

18 Genetica de la selecdon natural

38 Ellinaje humano

46 Evoludon "por el bien del grupo"

H. Allen Orr La investigaci6n genetica esta demostrando que la selecci6n natural desempeila en la evoluci6n de los genes una funci6n mayor de la admitida.

Kate Wong Han transcurrido unos 180 aiios desde el descubrimiento del primer f6sil humano. Desde entonces, los paleont610gos han venido reuniendo una vasta colecci6n de hallazgos sobre nuestros antepasados.

EN PORTADA: TIME LIFE PICTURElfGETTY II'AAGEI (Char/e, Darw,n); KENN BROWN Mondolifhic Studio' (muJ'f (obol); TAMI TOLPA IV/H); JAYLOR S. KENNEDY National Geographic (chips de ordenadorl: © MEOICAlRF.COM/CORBIS (gf6bulos (Djos y 5upe[fi(j~ c'e c-elula cz.ul'- :.L3:Y ~. (O~~:~' (~mmoniies); KEN EWARD (ADN); © DlillC/CORBII (OjO de chimpanc,); ROBIN f.1.4CDOUG~ •. t;"i",:" ,: ,\:' 5~,':, : 'z:'"

Hemos heredado estructuras anat6micas de peces y renacuajos. Estos remanentes evolutivos son los culpables de las hernias, el hipo y otras deficiencias.

David Sloan Wilson y Edward 0. Wilson La selecci6n de grupo, aceptada en un comienzo de forma acritica, cay6 en el descredito. Ha Ilegado el momenta de acometer una valoraci6n mas precisa del proceso.

SECCIONES 3

HACE...

50, 100 Y 150 anos.

4

PUESTA AL DIA

Objetivo: Celulas T descarriadas ... Electrogeneradores vfricos ... Adelgazar con grasa marron ... Hierbas productoras de metano.

6

APUNTES

Extremofi los . Matematicas . Atmosfera ... Drogodependencia ... Astrofisica ... Neurologfa.

8

CIENCIA Y SOCIEDAD

Evolucion en movimiento ... Vacas, cerdos, pollos y excrementos.

I I DESARROLLO SOSTENIBLE =-:

:elebra el sesquicentenario de la publicaci6n de EI origen de las especies. obra magna de Charles Darwin.

Velar por el futuro, por Jeffrey D. Sachs

34

DE CERCA

Un parasito amigable. por Rosa Isabel Figueroa

y Esther Garces

::: COLOGIA

EDUCACION

Cuatro falacias de la psicologfa evolutiva popular ::= 'd J. Buller

74 Estratagemas del creacionismo

_c as afirmaciones de ciertos psicologos '=" lutivos sobre la mente humana se han --. ducido ya en la cultura popular. -2 grandilocuentes declaraciones, sostienen :.-ros. carecen de pruebas solidas.

36

PERFILES

Francisco J. Ayala: La evolucion del cristiano. por Sally Lehrman

Glenn Branch y Eugenie C. Scott Los creacionistas estadounidenses pretenden que sus ideas religiosas sean impartidas en las escuelas publicas. Para esquivar los reveses legales, disfrazan de maneras diversas sus verdaderos objetivos.

FUTURISMO

88

JUEGOS

DE ORDENADOR Evolucion virtual, por Ed Regis

90 JUEGOS MATEMATICOS

_:: _ CACIONES PRACTICAS

82 El Homo sapiens del futuro

La evoluci6n en la vida cotidiana

Peter Ward

Nueva visita al problema de los tres dioses, por Gabriel Uzquiano

La evolucion humana continua. Nuestro organismo y cerebro no son iguales a los de nuestros antepasados, ni a los que tendran nuestros descendientes.

Control adaptativo de crucero, par Mark Fischetti

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P. Mindel!

-= 2.olucion, de la que cada vez sabemos Esta inspirando aplicaciones practicas :2 - eres para la sanidad publica. el ::.. - limiento de las leyes, la conservaci6n :2 :' aturaleza y la optimizacion de disenos. -25

92

94

IDEAS APLICADAS

L1BROS

Evolucionistas. Cambia c1imatico.

COLABORADORES DE ESTE NUMERO

INVESTIGACION

Asesoramiento y traducci6n:

CIENCIA

Xavier Roque: ELLegodo de DOlWin; Maite Garazi Barr6n Aduriz: Gerufftico de La seLecci6n naluraL; Joandomenec Ros: DeL alomo aL caracler; Angel Garcimarrin: PerfiLes; Carlos Lorenzo: ELlinaje humGlw; Marian Beltran: Rasgos anatomicos deL pasado, Cualro faLaelos de La psicoLogia evoiutivo popuLar y Desarrollo sostenible; Antonio Barbadilla: EvoLuci6n "pOl' el bien del gl'upo"; Luis Bou: La evoLucion en La vida cotidiana. Puesta ol dio y Juegos de ol'denador; Bruno Moreno: Apuntes; J. Vilardell: Hace... e Ideas aplicadas

DIRECTOR GENERAL Jose M a Valderas Gallardo DIRECTORA FlNANCIERA Pilar Bronchal Garfella EDiCIONES Juan Pedro Campos G6mez Laia Torres Casas PRODUCCI6N M. a Cruz Iglesias Cap6n Albert Marin Garau SECRETAR1A Purificaci6n Mayoral Martinez ADMINISTRACI6N Victoria Andres Laiglesia SUSCRIPCIONES Concepci6n Orenes Delgado Olga Blanco Romero EDITA Prensa Cientifica, S.A. Muntaner, 339 pral. l.' 08021 Barcelona (Espana) Telefono 934 143 344 Fax 934 145413 www.investigacionyciencia.es

SCIENTIFIC AMERICAN EDITOR IN CHfEF John Rennie EXECUTIVE EDITOR Mariette DiChristina MANAGING EDITOR Ricld L. Rusting CHIEF NEWS EDITOR Philip M. Yarn SENfOR WRfTER Gary Stix EDITORS Steven Ashley, Peter Brown, Graham P. Collins, Mark Fischetti, Steve Mirsky, George Musser, Christine Soares y Kate Wong CONTRIBUTING EDITORS W. Wayt Gibbs, Marguerite Holloway, Michelle Press, Michael Shermer, Sarah Simpson MANAGING EDITOR. ONLrNE Ivan Oransky ART DIRECTOR Edward Bell PRODUCTION EDITOR Richard Hunt

Portada: Jen Christiansen

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Printed in Spain - Impreso en Espana

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.J"'_-upilaci6n de Daniel C. Schtenoff

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... ClnCuenta anos Voces del proceso Scopes. ,,'Soy Clarence Darrow', dijo

:2 voz al otro extremo del hilo, 'supongo que habra Iddo los

_:;riodicos y sabra, por tanto, que Bryan y su equipo van a -: ocesar a ese chico, Scopes. Bueno, Malone, Colby y yo nos ::lcmos metido en un buen lio al ofrecernos para la defensa. : -0 sabemos mucho sobre evolucion, ni a quien llamar de :es[igo. Aunque Sl estamos convencidos de que vamos a li­ "3rar la misma batalla que us ted a favor de la libertad acade­ :nica. Necesi[amos ayuda de la niversidad, por 10 cual Ie ruego _ue tres de us[edes vengan a mi 06cina para ayudarnos a p[eparar d caso.' A.quella tarde tres de nosotros Horatio Hackett Newman, pro­ :':;sor de biologia, Shailer Ma­ :hews, decano de la facul[ad de :eologla, y yo) nos reunimos en ,2 oficina de Darrow para rrazar ,2 esrrategia del que resulto ser :rno de los procesos judiciales mas :-;"mosos del siglo. -Fay-Cooper Cole»

miento de la Tierra. A medida que va disminuyendo eI calor del plane[a de forma gradual al ser irradiado al espacio, la masa de la Tierra debe irse contrayendo, tambien de forma gradual. La corteza terrestre [iene, pues, que acomodarse de [anto en [anto al hecho de que todo eI globo se empequene­ ce lenta e inexorablemente. Ineluso un leve desplazamiento de una superficie extensa sobre otra esraria acompanado de una violencia muchlsimo mayor que la que podriamos espe­ rar dada la pequenez del movimiento, con eI resul[ado de una destruccion total de casas, pueblos e ineluso grandes ciuda­ des, con la consiguiente e insolitamente e1evada perdida de vidas humanas.»

Madera para el caballo de hierro. «Tal graved ad esra ad­

: OTA DE LA REDACCION: En 1925 :::ole ejercfa de antrop61ogo en hicago.]

EI nucleo at6mico. «De he-

quiriendo el problema del sumi­ nistro de traviesas para nuesrras ferrocarriles, que la campania Santa Fe envio, en fecha recien­ te, de viaje por Oriente y Euro­ pa a su responsable de maderas y rraviesas, para estudiar la situa­ cion. Se supo aSI, enrre orras ca­ sas, que hace rrescientas an as el gobierno japones empezo a con­ servar sus bosques; y que, como consecuencia de su prevision, Japan vende ahora [raviesas a los ferrocarriles de es[e pais y de Mexico. Que debamos pagar un os derechos de aduana del veinte por ciemo por la impor­ [acion de rraviesas constiruye una prueba mas de las que se acumu­ Ian contra el irreAexivo despil­ Farro con el que nuesnas reser­ vas de madera han sido despia­ dadamente esquilmadas.»

\i\i I rI It >,L T 1"1~~·\I.il\;.:' Ih;\I. :lltn .111. l1\':t'lr i.. pit""\'; III ho, en los ultimos anos el pro­ m.n·hl1l\·r~, I!K" I \IT'''' h., .. 1.111,,11 1" ,,11.'1' 11 ... 'O\'I\t'r blema ha sido la abundancia de : Ill' lllJ.:'l\t· . . , 11I'l1r~ .11..... 11,'rt' "1111' Pi..:r..\, 1{1l11.1b\\\.Il. till" ".lm,' dh:lli,\· l'it'l\t' ,:h., ......,.., _ odelos (del nueleo), cada uno lillnl \\ illl .1 'IIl,Ilkr h,,\I~. '''llIhillill~ .111 "I' dli, ItT, \ .. t1w I·ll~ilh.: \\illl lhl' f •• "f .e los cuales explica satisfacwria­ 1 " .. , ente el componamiemo de los It\,,·,·l'.....·''!:CfH...''.'l>o'"I. :lueleos en ciertas situaciones; THE GEORGE. N. PIERCE: C01\lPANY. . : I1UFF . \I.O. N. Y. cada uno, al parecer, en contra­ diccion con O[ros modelos acer­ EN EL NUMERO DEL AUTOMOVIL del16 de enero de 1909 tados en orros aspecws 0 con nues[ras ideas sobre las fuerzas nula contraportada exhibfa este elegante y vistoso anuncio ~ leares. De un tiempo a es[a par­ a toda pagina de Automoviles Pierce Arrow. La empresa, famosa por sus vehiculos de lujo, cerro en 1938. te se ha avanzado bastante, pues­ worden en esa marana y justifi­ La utilidad de los cometas. ~do cada modelo denrro de su dominio potencial de «La cuestion de la u[ilidad de los cometas ha ocupado siem­ aplicacion. Surge asi un cuadro general en el que los distin­ pre un lugar destacado. S. W. Fullom, famoso auwr de al­ cos y en apariencia contradictorios modelos del nueleo se yen gunos libros de lectura agradable, sugiere una funcion para :omo partes coherentes de un conjunto, adecuado cada uno los comeras en su 'Maravillas de la Ciencia': Descanes, Euler . ara responder a ciertas preguntas sobre el comportamienta y muchos otros crdan que hay un medio sudl que inunda e los nucleos. -R. E. Peierls» todo el espacio, al que llamaron 'eter' y que forma el ocea­ no por donde navegan los planetas y las estrellas fijas. En ese medio, los come[as actuan como barrenderos que impiden las acumulaciones de ete[, manteniendolo en un estado ade­ cuado y cons[ante de [enuidad tal, que las fuerzas de la na­ lPor que los terremotos? «Con toda probabilidad, un ruraleza (gravedad, elec[ricidad y luz) acnlan con regularidad y precisi6n.» :,,~remow es una de las consecuencias ineludibles del enfria­ ;j

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~·.::STlGACION Y CIENCIA,

enero, 2009

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PUESTA AL DIA LQue ha side de ... ? Recopilaci6n de Philip Yam

Objetivo: Celulas T descarriadas En la diabetes de tipo I, celulas T renegadas, pertenecientes al sistema inmunitario, asesinan a celulas beta pancrei3ticas, pro­ ductoras de insulina. En teoria, la diabetes podrfa ser remedia­ da mediante celulas beta nue­ vas. Pero como las celulas T autorreactivas y descarriadas acabarfan por destruirlas tam­ bien, resulta esencial detener el ataque de estas celulas insubor­ dinadas. Hace algunos aiios, Denise L. Faustman, de la facul­ tad de medicina de Harvard, demostro en ratones que la ac­ tivacion de un compuesto natu-

La diabetes de tipo I es consecuencia de la muerte de las celu­ las beta pancreaticas

(violeta en zonas blancas).

ral del organismo, el factor de necrosis tumoral (FNT), eliminaba de forma selectiva las celulas T autorreactivas y per­ mitfa la funcion de las celulas beta restauradas. EI mismo pro­ ceso podrfa darse en humanos, como Faustman y sus cola bora­ dores exponen en un articulo publicado via Internet el 28 de agosto de 2008 en Proceedings

Hierbas productoras de metana Que las plantas emitieran metano fue causa de asombro para los investigadores y de encendidas controversias sobre la fun­ cion de los bosques en el calentamiento planetario [vease "Metano, plantas y cambio climi3tico"; INVESTIGACI6N y CIENCIA, abril de 2007]. No faltaron quienes dudaron de que en el mun­ do real tuvieran relevancia esos descubrimientos de laboratorio; perc se ha demostrado ahora que ciertas plantas liberan me­ tano en su ambiente natural. Valiendose de grandes camaras de plastico para capturar emisiones de gases, un equipo chino ha encontrado que ciertas herbaceas del altiplano tibetano producen metano. Hallaron tam bien que ciertos arbustos del prado alpino absorbian metano atmosferico, observacion que no encaja con datos de laboratorio que indican 10 contra rio para las especies de arbustos de las tierras bajas. EI director del estudio, Xinquan Zao, del Instituto de Biologfa de la Mese­ ta Noroeste, con sede en Xining, afirma que esas discrepancias resaltan la necesidad de examinar individual mente cad a espe­ cie, porque los vegetales difieren en su metabolismo y compo­ sicion quimica, 10 que afecta a su produccion de gas de inver­ nadero. EI estudio se publico en la version en la red de Biolo­ gy Letters el 26 de agosto de 2008.

-Barbara Juncosa

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podrfan alimentar "Iaboratorios en un chip", dispositivos medi­ cos implantables u otros equipos tecnicos diminutos.

Adelgazar con grasa marran of the National Academy of Sciences USA. En marzo de 2008 dio comienzo un ensayo clinico de 18 meses de duracion, en el cual se administra a pacientes un farmaco gene rico para la tuberculosis que estimula la pro­ duccion de FNT.

Electrogeneradares viricos EI autoensamblado constituye una estrategia basica en nano­ tecnica; ciertos virus genetica­ mente modificados, como los utilizados por Angela M. Belcher, del Instituto de Tecnologia de Massachusetts, resultan a tal fin de gran ayuda. EI grupo de Bel­ cher ha demostrado que una tecnica de construccion basada en virus crea los electrodos de una microscopica baterfa electri­ ca. Se obtuvieron por corrosion selectiva unos postes de micro­ metros de diametro en un sus­ trato de goma; se deposita ron sobre ellos capas de polimero, que operan a modo de electro­ lito solido. Depositaron sobre el electrolito un virus modificado, con el fin de producir un recu­ brimiento proteinico especial, que recoge moleculas de oxido de cobalto. EI virus elabora el oxido de cobalto y crea una es­ tructura que actua como el elec­ trodo negativo de una baterfa en descarga. Aunque todavia esta por fabricar el electrodo positivo, la baterfa parcial (des­ crita en un estudio publicado en la Red el 27 de agosto de 2008 por Proceedings of the National Academy of Sciences USA) exhi­ bra plena funcionalidad electro­ quimica. Estas microbaterias

Los estudios sobre la obesidad ambicionan revelar las sendas bioquimicas creadoras de lipoci­ tos [vease "[Por que engorda­ mos?"; INVESTIGACI6N y CIENCIA, noviembre de 2007]. Puede que el secreta para perder peso sea tener mas grasa ... a condicion de que esta sea marron. A dife­ rencia de la grasa blanca, res­ ponsable de los "michelines" de la cintura y de las "pistoleras" en las caderas, la adiposidad marron libera energia y promue­ ve el consumo de calorias. En los humanos, casi toda la grasa marron desaparece al poco del nacimiento, tras haber cumplido su funcion de mantener estable la temperatura corporal del neo­ nato. En dos estu­ dios publicados en Nature de 21 de agosto de 2008 se ex­ ponen formas de retrotraer 10 marron. Concreta­ mente, se describen en ellos proteinas que controlan la creacion de lipocitos marrones a partir de musculo inmaduro y de lipocitos blancos. Ratones a los que les fue administrada una de las proteinas desarrolla­ ron mas grasa marron y se vol­ vieron mas esbeltos que los ra­ tones que no la recibieron. Es concebible que una variante far­ macologica pueda poner en mar­ cha una conversion de lipocitos blancos en lipocitos marrones. Otra posibilidad consistiria en trasplantar celulas marrones al abdomen de una persona obesa, para que acelerasen el consumo calorico.

INVESTIGACION

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-Nikhil Swaminathan CIENCIA,

enero, 2009

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3.3.

APUNTES EXTREMOFILOS

DROGODEPENDENCIA

EI espacio les sienta bien os seres humanos pueden sobrevivir sin protecci6n en el espacio varios mi- " nutos, hasta que el aire de los pulmo. nes se expande, los gases escapan de la sangre en forma de burbujas y la saliva hierve. En cambio, un pequeno animal que no pas a de 1,5 millmetros de longitud pue- I. de sobrevivir durante dfas en un entorno tan hostil. Los tardigrados estan exten­ didos por todo el mundo, desde los sedimentos en el fondo oceanica hasta los Ilque­ nes en 10 alto de las montanas. Gracias a que se han adaptado a la deshidrataci6n, algunos tardigrados resisten hasta diez anos en un medio sin humedad. Unos espe­ dmenes que fueron puestos en 6rbita el ano pasado soportaron durante diez dfas el vado del espacio. 5610 al encontrar radiaci6n tu-

Los "tardigrados" pueden sobrevivir en el vado del espacio exterior durante varios dias.

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vieron que capitular; aun asi, sobrevivi6 el 10 por ciento. AI igual que la bacteria Dei­ nococcus radiodurans, los tardi­ grades supervivientes deben de disponer de algun mecanisme que repare los danos celulares. Los investigadores que estudiaron es­ tos viajeros espaciales suponen que otras criaturas adaptadas para sobre­ vivir en condiciones de extrema seque­ dad, como los rotiferos, los nematodos y las artemias, podrian disfrutar tambien de la capacidad que tienen los tardigrados de soportar las condiciones ambientales del espacio.

-David Biel/o

MATE MATI CAS ~Iuevos

supernumeros primos

a Gran Busqueda en Internet de los Nume­ ros Primos de Mersenne (GIMPS, segun sus siglas en ingles) es la que esta efectuando un grupo de voluntarios con sus ordenadores, mediante calculo distribuido (es decir, repartido entre esos ordenadores). Un numero primo de Mersenne es un numero primo igual a restar uno de dos elevado a otro numero. La Gran Busqueda ha anunciado el descubrimiento de los dos mayores numeros primos, de fVIersenne o no, obtenidos hasta ahora (y el cuadragesimo quinto y cuadragesimo sexto conocidos de Mer­ senne, del tamano que sea). EI numero despla­ zado ahora de esa categoria tambien fue des­ cubierto por GIMPS. EI mayor de los dos nuevos primos de Mersenne es 243 .112.609 - 1. Tiene casi 13 mil/ones de dfgitos y 10 encontr6 la maquina de Edson Smith, de la Universidad de California en Los Angeles. GIMPS va a reclamar el premia de 100.000 d61ares ofrecido por la Electronic Frontier Foundation para quien encontrase el primer numero primo con mas de 10 millones de digitos. EI menor de los nuevos numeros primos, encontrado por un miembro aleman de GIMPS, con 11,2 millones de digitos, tam bien podria haber ganado el premio, pero apareci6 dos semanas despues. -John Matson

La butirilcolinesterasa y la cocafna Una versi6n mejorada de la proteina corporal que elimina la cocaina podria I/evarnos hasta el primer medicamento eficaz para combatir las sobredosis y la adicci6n. EI cuerpo puede descom­ poner y desactivar la cocaina median­ te la butirilcolinesterasa, una proteina natural de la sangre, perc esta enzima es demasiado debil e ineficaz para su administraci6n en c1fnica. Ahora, con la ayuda de simulaciones informaticas que realizan ensayos virtuales con las moleculas, se ha desarrollado una for­ ma mucho mas activa de la proteina. Se estabilizaron sus estructuras reactivas y se las despoj6 de las partes que constituian una remora para su funci6n. En el laboratorio se ha visto que la forma mutante de la enzima de­ grada la cocaina unas 2000 veces mas rapido que la versi6n natural. Tambien se ha visto que la enzima artificial evi­ taba las convulsiones y la muerte de ratones que habian recibido dosis le­ tales de coca ina.

-Charles Q. Choi

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ATMOSFERA

Respirando fuego

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I aire debe contener al menDs un 12 por ciento de oxigeno para que un objeto pueda quemar­ se. Eso se creia hasta ahora. Sin

embargo, nuevos experimentos de combusti6n de madera de pino, musgo, papel, cerillas y una vela han convencido a los cientificos del Colegio Universitario de Dublin de que el fuego necesita al menDs un 15 por ciento de oxigeno (el aire contiene habitualmente en torno a un 21 por ciento). Se ha querido ex­ plicar algunas extinciones masivas a 10 largo de la historia de la Tierra por medio de unos niveles reducidos de oxigeno en la atmosfera, unidos a incendios de los que el carb6n ve­ getal sirve como prueba. Los nuevos hallazgos, segun los cuales los nive­ res de oxigeno no pudieron ser tan bajos en algunas eras como se ve­ nia admitiendo, podrian contribuir a . que se perfeccionen los modelos de la atm6sfera primitiva.

-Charles Q. Choi

6

INVESTIGACION Y CIENCIA, enero, 2009

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ASTROFISICA

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Estrellas en la vecindad de los agujeros negros

: _31e, pero divierte - ~ • rimer estudio de este tipo '=-= izado en el mundo, un grupo ::~ - =-">.- gadores de los Centros para =0 =:-~ I y la Prevencion de Enferme­ 2:= "ca[culado cuantas urgencias - E italarias estan asociadas a las actividades recreativas al aire Iibre. Como era de esperar, los adolescen­ ~ tes son los que mas ................""-:!... a menudo se hacen > ...­

dalio. Brazos y piernas se Ilevan la peor parte.

ES ANUAlES ESTIMADAS:

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19,4 18 16,8 12

uiza se sepa ahora como se forma e[ grupo de unas cien estrellas que ro­ dean el supermasivo agujero negro central de la Via Lactea. Las estrellas nacen de nubes de moleculas de hidrogeno que se agrupan por su propia atraccion gravitato· ria colectiva. Sin embargo, la gravedad que un agujero negro supermasivo crea en su entorno deberia haber esparcido violenta­ mente las nubes, antes de que tuviesen la oportunidad de formar estrellas. Se ha simulado el comportamiento de una nube de hidrogeno con una masa de 10.000 soles que se encontrase repentinamente en las cercanias de un agujero negro. Aunque una gran parte de la nube saldria despedida a la manera de salpicaduras de una batidora sin tapa, las ondas de choque y otras turbu­ lencias extraerian momenta angular del 10 por ciento interior. Ese material interno or­ bitaria entonces en torno a[ agujero negro,

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Hasta en una nube de hidr6geno (vio/eta) que se encuentre en torno a un agujero negro, pueden formarse estrellas allf donde se contraigan gravitatoriamente y cuya densidad aumente (rojas yamarillas). disponiendo asi del tiempo necesario para la generacion de estre[[as. -J. R. Minkel

NEUROLOGIA

EI hockey es bueno para la cabeza os deportes pueden ejercitar no solo el cuerpo, sino tambien la mente, en 10 que se refiere a la comprension dellenguaje. Para observar los efectos que produce sobre el cerebro la practica de un ejercicio fisico, se ha examinado con resonancia magnetica funcional a 12 jugadores de hockey sabre hielo, a ocho aficionados a ese deporte y a nueve voluntarios que nunca habran presenciado un partido de hockey. Como era de esperar, [os jugadores y aficionados de hockey comprendian mucho mejor que [as novatos [a jerga de ese deporte. Sin embargo, los investigadores de la Universidad de Chicago descubrieron tam bien que, en los jugadores y en los afi­ cionados, algunas partes del cerebro utilizadas par norma para la planificacion y el control de acciones fisicas se aplicaban para ayudar a comprender el lenguaje. De ello infieren que el cerebra podria ser mas flexible en la edad adulta de 10 que se pensaba anteriormente. -Charles Q. Choi

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•CIENCIA, enero, 2009

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CIENCIA Y SOCIEDAD

Evolucion en movimiento Frente al inevitable cambio ambiental del planeta, entender los procesos evolutivos que afectan a la dispersion y reciben el inftujo de esta permite prevenir la desaparicion de especies amenazadas y controlar las especies invasoras 1 mundo eSta replero de especies que parecen disrribuirse de un modo caprichoso. Algunos organismos omni­ presentes se han adaprado a todo tipo de ambientes, pero la mayoda se limi­ tan a determinadas areas y muchos de ellos, endemicos, ocupan solo escasos ki­ lometros cuadrados. Derras de esta bio­ diversidad geografica se esconde una his­ roria de movimientos geologicos, cambios ambienrales, migraciones y adaptacion de poblaciones a su entorno. Durante los ultimos dos millones de anos, multiples glaciaciones dejaron el norte de Europa bajo hielo y trajeron a la peninsula Iberica poblaciones de ani­ males tfpicamente nortenos, como eI oso o el lobo. En pedodos mas dlidos, una pane de estas poblaciones repoblaron Europa; orra se adapto a las nuevas con­ diciones dJidas del sur favoreciendo a los individuos de menor tamano que hoy caracterizan las poblaciones ibericas. Los ejemplos mencionados y orros que poddan aducirse sugieren quiza que la evolucion y los cambios de disrribucion de las especies son procesos exrremada­

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mente lentos, perdidos en la hisroria. La realidad es muy distinta. Sin necesidad de meteoriros, glaciaciones 0 derivas con­ tinentales, los humanos somos hoy la mayor causa de cambio ambiental. Y de nuevo, las poblaciones de animales y ve­ getales se enfrentan a su eterno proble­ ma: adaprarse, dispersarse 0 morir. No son pocos los ejemplos de espe­ cies cuya disrribucion ha cambiado en los ulrimos anos a causa de la actividad humana. Por citar algunos: poblaciones menguantes tras la destruccion de su ha­ bi tat, organismos invasores accidental­ mente propagados en nuestros viajes, aves desplazadas hacia eI norte, donde las tem­ peraturas han aumentado y margenes de bosques modificados por los nuevos pa­ rrones de temperatura y precipitacion. Ya sea por nuestro interes en preservar las especies amenazadas 0 por la necesi­ dad de controlar las invasoras, los cien­ tfficos necesitamos predecir los cam bios operados. La mayoda de los modelos predicti­ vos rienen en cuenta los cambios en la disponibilidad del habitat de la especie

Los guppies, peces del Caribe habituales de las peceras domesticas, ofrecen un ejemplo, con su rapida evolucion hacia colores mas vivos cuando no los acosaban depredadores, de que la evolucion tambien actua en tiempos breves en terminos humanos.

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y la capacidad dispersora de sus indivi­ duos para pronosricar su furura disrribu­ cion en el mapa. Lo que ignoran esros modelos es que las poblaciones, despla­ zadas 0 no, deben adaprarse a las nuevas condiciones ambientales. Bellos ejemplos de evolucion contempod.nea han des­ rerrado la idea de que la evolucion es un proceso lenro, imperceprible a escala humana. Mi ejemplo favoriro es el del guppy, un pececillo de los dos de la isla de Trinidad y de orros lugares del Cari­ be, tal y como los esrudio en 1980 John Endler, por entonces en la Universidad de Princeron y hoy en la de Exerer. Se traslado una pequena poblacion de esos peces desde una zona lIena de de­ predadores hacia orra sin depredadores. En apenas dos anos, la nueva poblacion, cuyos machos solian lucir colores discre­ tos, paso a esrar dominada por machos de vivos colores. Los machos mas visto­ sos, que antes eran presa facil y apenas sobrevivian para reprodudrse, pod ian ahora aprovechar su mayor atractivo sexual y esparcir sus genes en pocas ge­ neraciones. El descubrimiento de casos como este han revolucionado el estudio de la biologia evolutiva, que ha pasado de ser etiquetada como pseudociencia historica a ser comparable a la quimica y la ffsica en su capacidad de elaborar predicciones contrastables en tiempo reaL Los preocupantes cambios ambienta­ les representan una oponunidad ideal para poner a prueba y afianzar nuestro entendimiento de los procesos evoluti­ vos. De nuevo, la dispersion desempena una funcion esenciaL Para que dos po­ blaciones de una misma especie en am­ bientes diferentes se adapten a sus res­ pectivos entornos, debe haber deno grado de aislamienro entre las dos. Si existe un f1ujo importante de individuos entre poblaciones, los genes favorecidos por la seleccion natural en la poblacion autoctona seran diluidos por genes aloc­ tonos adaptados a orros ambientes; la consecuencia es que la adaptacion local se enlentece. Asi pues, la dispersion se INVESTIGACION Y CIENCIA, enero, 2009

== 'ill arma de doble filo:

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per­ de una especie al mis­ --~= ~ e limira su capacidad de ~~_,-,-,,:,:, :ocaI. Entender el equilibrio - - ~ =---~,!6n y adapraci6n resul ta ~-'---;O :>redecir Ia invasion de nue­ ~-=_: s. =-::: 0 desgracia, la hiscoria no __ -=- (Q los modelos puramen­ ~~: como los evolutivos se 01­ - ~ ~--o dave: la capacidad disper­ - _ =olr£ltuye una propiedad ~_ _" ....:;O .:.:: una poblacion. Como cual­ _~o morfologico, fisiologico - =_=-", :-.amiento, la dispersion se _- =...::i,. a las mismas leyes de la _--,__" =-=.:ural; vale decir, evoluciona ~=si6n

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:e.:::ientes de mariposas -co­ I1kka Hanski, de la e Helsinki- y Otros in­ - - : entificado genes que afec­ idad dispersora de los in­ Observaciones sobre la - - "= .e esros individuos en el es­ --=-=-_ .an una logica aplastante: "':="-:l- ponadores del gen que fa­ :'
:...-...~:"':os por

las areas de colonizacion mas reciente. Las observaciones dirigidas por Richard Shine, de la Universidad de Gales del Sur, de la verriginosa expansion en Aus­ rralia del sapo gigante, introducido por los europeos, confirma el mismo patron. Los individuos en eI frente de expansion son, de nuevo, los dotados de mayor ca­ pacidad dispersora, que en este caso vie­ ne determinada por unas ancas mas lar­ gas. Esco explica la acelerada invasion de la especie: los individuos en la avanza­ dilla son los mas capacitados para seguir progresando. Pero codo tiene un Ifmite, y parece que ha Ilegado un punto en que los individuos de patas demasiado largas sufren ni mas ni menos que de una es­ pecie de lumbago barracio. EI compro­ miso enrre la capacidad de dispersion y el cumplimienco de orras funciones vi­ tales determina la regulacion de la onda Jnvasora. Pero no siempre son los individuos mas vigorosos los que se dispersan. En especies de aves y mamiferos sociales, los dispersores son a menudo aquellos incapaces de competir con la poblacion local. Al fin y al cabo, dispersarse es pe­

ligroso y los individuos dominantes, ante una sobrepoblacion, se benefician mas expulsando a orros individuos que dis­ persandose ellos mismos. En estos ca­ sos, nuevas areas son colonizadas por individuos de menor caJidad, que pro­ bablemente sobreviviran y se reproduci­ ran menos; asi, se limitara la expansion de la especie. Muchos ecologos consideran el estu­ dio evolutivo de la dispersion un ejer­ cicio de interes puramente teo rico. Con los ejemplos aducidos se pone en evi­ den cia la necesidad de integrar la teo­ ria evoluriva con nuestros esfuerzos apli­ cados de conservacion frente al cambio global. Cienco cincuenta anos despues de la publicacion de la teo ria de la evo­ lucion, nos enfrenramos al mayor de sus reros. Mas alla de demostrar su va­ lidez para explicar el origen de las es­ pecies, su verdadera prueba de fuego es­ rribara en que demuestre su capacidad de predecir y gestionar el futuro de la biodiversidad. Andres LOpez-Sepulcre Universidad de California

as, cerdos, pollos y excrementos de purines derivados de fa ganaderia intemiva constituyen un grave problema ambiental m mayor control de usos e imtalaciones, asi como un endurecimiento de fa fegisfaciOn

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-...=.. =-I.arris reflexionaba en su li­ :-.: '~-as, cerdos, guerras y bru­ ~ :..l.l'de fa cultura sobre la im­ .=.:: ::erdos y vacas en ciertas : ..:.~ seria de Espana sin el _"'-=Q: ~y de Alemania sin las ~_~~ .=.:: t:ankfurt? Leche, quesos, _,... son produccos insusti­ -~ ':'_=-0 a dieta. La creciente de­ ...:: ==-~ alimentos ha llevado a la -=====~ en complejos agropecua­ ~~::::o que los produce. Esa ...:..:=i'-a se aplica principal­ - =--..:..::,. vacas y pollos. Genera -:. ~. ?'~: su concenrracion, con­ - = =:"::=0. el agua (superficial y - ~ :-.<0 atmosfera, ademas de - ~=, olores y modificar el

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::::-=.-=~ ganaderos difieren en - -- .:.:gen y texrura. As!, ha­ -= _~ '-acuno), esriercol soli­ .: ~ill.inaza (aves). Los resi­

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;::::E}lCIA.

enero, 2009

duos que presentan mayor incidencia ambiental son los purines: mezcla de de­ yecciones porcinas, restos de paja, ali­ mentos y agua. En paises europeos de gran implan­ tacion porcina como Alemania y Holan­ da, tales problemas ambientales motiva­ ron la redaccion de la Directiva 91/676/ CE, que protege las aguas continentales de la contaminacion por nitratos, pro­ venientes, enrre orras fuentes, de resi­ duos ganaderos.

Caracterfsticas e impacto ambiental Los purines contienen compuestos ni­ trogenados, materia organica, microor­ ganismos patogenos, fosforo, pQ[asio, sul­ faros, metales pesados, anribioticos y desinfectantes. Diversos facrores influyen en las caracterfsticas del residuo final: la dieta del ganado y Ja epoca del ano afec­ tan a la composicion, el contenido de

agua condiciona el tipo de almacena­ mien to y el tiempo de acumulacion de­ termina el poder ferrilizante y la carga contaminante. La contaminacion asociada a los pu­ rines, de caracter organico y bacteriol6­ gico, procede del vertido de los mismos, as! como de su aplicacion a modo de abono. E1 dano ambiental se incremen­ ta con la ausente 0 deficiente imper­ meabilizacion de las instalaciones y la aplicacion continua de residuos sobre terrenos permeables, que favorecen la infiltracion (sobre todo cuando se vier­ ten en superficies reducidas grandes vo­ [umenes de residuo). El poder contami­ name de los purines esrriba en eI desequilibrio que provocan en eI medio: se produce un incremento, en eI agua y en el suelo, de la concentracion de ni­ tratos y de los elementos anreriormen­ te cirados, asi como de microorganis­ mos. Se desaconseja, por tanto, la

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utilizacion directa de purines, sin rrata­ mienro previo, maxime en areas hidro­ geologicamente vulnerables.

Gestion de residuos Una gestion de los residuos correcta im­ plica un almacenamienro adecuado y una reduccion de la produccion; depen­ de de los traramienros aplicados. Agre­ guese el interes del emplazamienro ido­ neo de la explotacion ganadera, descle el punto de vista hidrogeologico. Las instalaciones no deben situarse sobre terrenos permeables ni en la zona no sa­ turada de los acuiferos. Por ello, es pre­ ciso disponer de suhciente conocimien­ to geologico del subsuelo. EI almacenamiento de purines se rea­ Iiza junto a los puntos de produccion. Una mala practica habitual consiste en liberar los residuos directamente sobre el suelo, sin tomar medidas de aisla­ mienro. Ademas, en ocasiones se produ­ cen perdidas en los sistemas de recogi­

da y canalizacion. En Espana no existe una norma que regule las conscruccio­ nes para el almacenamiento de purines. Estas deberian evitar la inhlcracion de residuos hacia las aguas subtemineas. Deberian impermeabilizarse con arcilla o materiales anihciales que garantizasen la estanqueidacl, asi como tener suhcien­ te capacidad de almacenamiento para evitar desbordamientos. Pero no hay obligacion legal de impermeabilizar bal­ sas y fosas. La legislacion espanola auto­ riza el venido si un estudio hidrogeolo­ gico demuescra su inocuidad, aunque no especihca que parametros deben cum­ plirse para que un emplazamiento pue­ da considerarse adecuado (RDL 112001; RD 606/2003). Se puede reducir la produccion de re­ siduos mediante el control del crecimien­ to de la cabana y de la nutricion de los animales, la mejora de las instalaciones y la reduccion del consumo de liquidos y solidos.

Los cratamienws de los residuos pue­ den ser hsicoquimicos 0 biologicos. En­ tre los primeros destaca el secado por evaporacion 0 centrifugacion. Los mew­ dos biologicos emplean la Rora micro­ biana de los purines junto a la fauna bacteriana para la degradacion, reduc­ cion y asimilacion de la carga contami­ nante. Destaca la digestion anaerobia, que genera biogas, una Fuente de ener­ gia alternativa. En la actualidad existen en Espana 20 plantas de purines en fun­ cionamienw y un numero considerable de plantas proyectadas, concencradas en Cataluna, Aragon, Galicia y Murcia. Esas plantas resuelven el problema de los ex­ cedentes de purines en zonas vulnerables a la contaminacion por nicraws. Existen tambien precratamienros y poscratamienros. En los primeros, se se­ para el solido del liquido; se usan Rui­ dihcantes, para reducir los solidos, y de­ sodorizantes, que minimizan los malos olores. El lagunaje y el filtro verde se emplean en el postratamienw; contem­ plan el uso de microorganismos, plantas y arboles como los chopos, por su capa­ cidad de cransformar y asimilar conta­ minantes.

Codigos de buenas practicas Sin embargo, no basta con reducir la con­ taminacion en los puntos de origen (las granjas), dado que la principal Fuente de contaminacion ambiental se debe a la urilizacion incorrecta de los purines en abono. Trabajos recientes del grupo que dirige Xavier Domene, del Centro de 1n­ vestigacion Ecologica y Aplicaciones Fo­ restales de la Universidad Autonoma de Barcelona, han demostrado que la sobre­ ferrilizacion con abonos organicos puede resultar toxica para los suelos. Segun la normativa europea elabora­ da para reducir y prevenir la contamina­ cion por purines (Directiva 911676/CEE y su trasposicion a la normativa espano­ la a traves del RD 2611%), asi como para protegeI' la salud humana y los ecosistemas acuaticos, cada comunidad auronoma debe establecer un codigo de buenas practicas agrarias, que los agri­ cultores podran poner en pracrica de for­ ma voluntaria. Sin embargo, las reco­ mendaciones provenientes de dichos codigos diheren de una comunidad au­ tonoma a otra. Marc Martinez Parra Fosa !lena de purines de cerdo en una explotaci6n ganadera murciana.

Instituto GeolOgico y Minero de Espana

10

INVESTIGACION Y ClENCIA,

enero, 2009

SARROLLO SOSTENIBLE

ar por el futuro : .':: cI.e enfrentar el hoy con el manana) concentremonos en el capital publico __ ?rJ

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~remos

alfuturo

D. Sachs

.::: as de los problemas mas acu­

.:iantes del planeta golpearan can

:=-.:::idad en los proximos cincuen­

- : ~=il mos. El cambio climatico, que

_ ~'- estragos locales en forma de se­

=- :. oleadas de calor, en pocas deca­

_ ~:::.: fa provocar Catastrofes globales.

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-::.:::-.z drasticamente la produccion de

-=:ros y desencadenar hambrunas ~ .~ en las zanas mas necesitadas del -:'0; cabe la posibilidad de que las _ =..::..:e- capas de hielo de Groenlan­ =-..:.. -' .-\nranida se derrumben par­ ~=:1te, con 10 que subida varios - = -s eI nivel del mar y se inun­ =....: ~ - las costas. :=:.:: ~eneral, fa prevencion de es­ tres se ve como un en­ -~_.~ :niemo entre las generacio­ ... =:; ",:-uales y las futuras: para _-"._ el bienestar de las generacio­ -=:; ";::l.ideras, se nos aconseja que reduz­ - '; ahora el consumo, el uso de ener­ ~ ~ :- orras acrividades que ago tan los ='::':5OS. Asi, eI conflicto se formula en -=-::105 eticos: iQue Ie debe eI presen­ ;::0 ~ ~ruro? iCuanto debedan apretar­ ::: =: :'nruron las generaciones acruales ~....=-~ :2 'orecer a las venideras? Estas cues­ :::- =:; on imporraures, pero pasan por aspecro crucial del problema. _ ?Ongamos que aceptamos como un =--0 los niveles de COllSumo existentes, =:-...=..:::.ecidos por politicos corros de mi­ ~ ~ e responden a un elecrorado ali­ -_--:: ..",-un asi, nuesuas decisiones sobre ~ '--ersion publica, que tienen conse­ - ~,j a largo plazo, pueden afecrar al - ~=:;':2.f de fllturas generaciones. lma­ ~-~::--os que pudiesemos prevenir el fu­ ~-:: :zmbio climatico por medio de un =:;;:=_-=2 energetico mas caro que costara .....::.. : por cienro adicional de los ingre­ : : :J cionales. EI plan podda incluir, :.: ;:j~mplo, el gasro en investigacion, ::'3':_:::-0110 y despliegue de tecnicas de ~~::ion y almacenamienro de carbono ~

AClON Y CIENCIA,

enero, 200g

en plantas de energia de combustion de carbon 0 los costes de una red electrica de energia solar a gran escala. Las generaciones actuales no tienen por que COffer con esros gastos extra. En vez de eso, se pueden financiar con bo­ nos del estado a largo plaza que salda­ dan las generaciones venideras. Sin cam­

biar nuestros niveles de consumo podemos e1egir 10 que legar al futuro: una red de energia baja en carbo no y un clima es­ table, que costearan las generaciones fu­ turas pagando una deuda publica algo mas alta; 0, por eI contrario, una red electrica Sllcia, un cambio climatico ga­ lopante y una menor deuda publica. En vez de pregumarnos si deberfamos sacrificarnos en aras del porvenir, pode­ mos reflexionar sobre como legar una cantidad determinada de capital publico al futuro. Naturalmeme, las generaciones venideras preferirfan que pagaramos no­ sotros por la preservacion del medio apre­ tandonos hoy eI cinruron. Pero si no pu­ diera ser asi, presumiblemente elegirian tener un clima mas saludable y un siste­ ma energetico sostenible, aunque here­ daran una deuda publica algo mas alta. Claro esra, eI problema de asignar el capital publico de manera eficienre para el futuro no solo ha de tener en cuenra

eI cambio climatico. Podemos legar al futuro una mayor 0 menor biodiversi­ dad (en vez de unas mejores infraesuuc­ turas de ejecucion humana) 0 una mas o menDs numerosa poblacion mundial (dependiendo de la inversion publica en­ caminada a apoyar las reducciones vo­ lunrarias de la natalidad por medio de la planificacion familiar). Estas opciones no enfrentan el presente con eI futuro; representan diferenres tipos de capital publico dejado al futuro. Nuestros sistemas politicos estan disefiados principalmenre para deci­ dir sobre inversiones colectivas que afectan al presenre. Esra mal prepa­ rado para lidiar con problemas a lar­ go plaza, induso cuando se e1abo­ ran con miras a que una futura generacion cargue con los costes de su propio bienestar. Ni los politicos de hoy ni la sociedad en general se encuenrran preparados para tomar decisiones con ciena claridad. Es necesario experimentar con nuevas formas de represenrar el futuro poHtica­ menre. Existen herramientas analiticas poderosas, como las "cuenras generacio­ nales" desarrolladas por Laurence J. Kot­ likoff, economista de la Universidad de Boston, para examinar eI balance de ca­ pital publico, natural y privado, que se transfiere a generaciones venideras; con estas herramientas es posible dilucidar las distintas formas en que podemos in­ f1uir en su bienestar. Podemos proponer que politicos 0 expenos en etica actuen como "defensores del pueblo" en repre­ senracion de las futuras generaciones en la mesa de negociaciones. Este tipo de ideas puede sonar descabellado, pew mas 10 serfa un fllturo acuciado por la deso­ lacion ambienral, al no haber pensado con clatidad sobre las consecuencias de las decisiones que romamos .

JefFey D. Sachs es director del Instituto de fa Tierra de la Universidad de Columbia, 11

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00

EL LEGADO DE DARWIN Hace 150 anos, un naturalista victoriano que habia dedicado su vida a observar meticulosamente la naturaleza, ide6 una teorfa que sigue guiando la investigaci6n cientifica contemporanea '.' • • GARY STIX

I)

CONCEPTOS BASICOS • Las ideas de Charles Darwin sobre la evoluci6n han superado la criba de 150 arios. • La teorfa de la evoluci6n ha sido ampliada y modificada por la genetica. • La biologia evolutiva sigue es­ tudiando algunas de las mismas cuestiones que preocupaban a Darwin: entre otras, (que es una especie?

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n 1835, cuando comaba 26 anos, Char­ les Darwin avisto desde el HSM BeagLe las islas Galapagos. Una vez en eI archi­ pielago, no presto demasiada atencion al grupo de aves que hoy asociamos con su nombre. El naturalista no percibio ninguna diferencia entre las especies que poblaban las islas a las que arribo el barco; rome por gorriones a algunos de los pajaros que hoy conocemos como pinzones de Darwin. A su regreso a Inglaterra, eI artista y ornitologo John Gould empezo a ilustrar los especimenes de pinzones de la bodega del BeagLe. Darwin reconocio su error. EI joven naturalista autodidacta fue com­ prendiendo de forma paulatina que el tamano del pico de los pinzones habra cambiado a 10 largo de generaciones para acomodarse al tamano de las semillas y los insectos que con­ sumian las aves en cada isla. En EL viaje deL BeagLe, publicado a su regreso en 1839, Darwin escribio: "Viendo esa gradacion y diversidad de estrucrura en un grupo reducido de aves estrechameme emparentadas, cabe suponer que a partir de la escasez original de aves en este archipielago, una especie ha sido modificada con diversos fines". Veinte anos despues, esa interpretacion de la adaptacion de los pinzones a las condicio­ nes de las islas que habitaban se habfa con­ vertido en toda una teo ria de la evolucion, basada en la capacidad de la seleccion natural para asegurar la persistencia en sucesivas gene­ raciones de los rasgos mas favorables. La teoria de Darwin, que ha resistido el escrutinio de cdticos cientificos y religiosos, no constituy6

sino el punto de partida de una serie inago­ table de cuestiones que siguen inspirando la investigacion ciemifica acrual. Se desconocen todavfa los mecanismos moleculares de la evo­ lucion, asi como el impacto de la misma sobre el desarrollo de nuevas especies. Los celebres pinzones de Darwin siguen arrojando luz sobre la evolucion. E[ cientifi­ co habia supuesro que la evolucion procedia con lemirud, "en ellapso de eras", un ritmo imperceptible a la escala de la vida humana. Resulta, en cambio, que los pinzones cons­ tiruyen sujetos ideales para eI estudio de la evolucion en tiempo real: se reproducen de­ prisa, medran aislados en islas distintas y no suelen migrar. Desde los anos setema del siglo pasado, Peter y Rosemary Gram, de la Universidad de Princeron, han hecho de las Galapagos su laborarorio: un gigamesco recimo donde observar mas 20.000 pinzones y demostrar que el tamano del pico y el cuerpo de las aves cambia de una generacion a otra, como consecuencia de las alteraciones climaticas provocadas por eI fenomeno de EI Nino. Asi­ mismo, han registrado la aparicion de nuevas especies de pinzones. Los Gram dirigen uno de los numerosos grupos de investigacion que imeman observar la "evolucion en accion": cambios evolutivos bruscos que se miden en anos, no en millo­ nes de anos, en contra de 10 que propone la imagen darwinista de una progresion lema y constame. Esos esrudios se cemran, entre orras especies, en los peces ciclidos de los Grandes Lagos africanos, los peces espinosos INVESTIGACION

CIENCIA,

enero, 2009

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o 0 La evolucion antes y despues de Darwin EI concepto de evoluci6n se remonta a la Antiguedad. Estos son algunos de los hitos de una historia marcada por el cambio continuo.

. 610~546 a;C:Anaxim~ndro;

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fil6sofoy bl61ogo griego, sugiere , quetod 9s las fotmasde vida procedehde peces marihosque '. han.eyolliCi9nado de manera , gradual tras cOhvertirse en organismos terrestres.,

1735: Carl von Linne, naturalista sueco, publica el primer volumen de su Systema Naturae, la obra que sienta las bases de la taxonomia. Mas tarde sugiere que las plantas proceden de un ancestro com un.

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1838: Darwin formula , la.teoJia de la seleccion natural; pasar~n mas " de 20 anos antes de su publicacion.

.,1859: Se agotade

inmediato la prime~aedicion

de Elorigen de lasespec,ies.

1865: Gregor Mendel, fraile checo, publica sus investigaciones sobre la herencia. La importancia de su trabajo no se reconocera hasta 35 anos despues.

1871: En EI origen del homb;e: Darwin vinwla ellinaje hi.llnano con ancestros primates, con la 'indignacio(1 c9nsiguiente de ciertos' sectores y la ' caricaturizacion desu imagen. 1882: MuereDariNin.. ,

1925: En el casu Scopes, de Tennessee, se juzga a un profesor de acuerdo con una ley que prohibe

la ensenanza

de cualquier

teoria que

niegue la

creacion

divina.

de Alaska y las ranas ELeuthe­ J. Ayala, de la Universidad de California en rodactyLus de America Central, Irvine, ridiculiza los inrenros vigorosos y per­

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UN GENIO CERCANO los escritos de Darwin son de facH comprension. Asi 10 demues­ tra la siguiente descripci6n de la selecci6n natural y las variaciones en la descendencia, tomada de la introducci6n de EI origen de las

especies:

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"Como de cada especie nacen muchos mas individuos de los que pueden sobrevivir y, por tanto, hay que recurrir con frecuencia a la lucha por la existencia, se deduce que cualquier ser, si varia, aunque sea levemente, de algun modo provechoso para eI. bajo las complejas y a veces variables condiciones de vida, tendra mayor probabilidad de sobrevivir y, por tanto, de ser seleccionado de forma natural. Segun el vigo­ roso principio de la herencia, toda variedad seleccionada ten­ dera a propagar su forma nueva y modificada."

14

Sudamerica y el Caribe. Equipados con camaras, ordenadores e ins­ trumentos para la recogida de muestras de ADN que nada denen que ver con 1a car­ ga de! BeagLe, los investigadores dan fe de la incesante vitalidad del trabajo de Darwin. Las ideas sobre la evolucion (con frecuencia, simples lucubraciones sobre la viabilidad de los mas aptos) presentan un pedigri que se remonta a la Antiguedad, incluso anterior a Socrates. Los siglos XVIII y XIX fueron ferriles en especulaciones sobre fa evolucion de la vida, incluidas las de Erasmus Darwin (1731-1802), eI abuelo de Charles. La evolucion darwinista fue la primera reoria de este genero que supero rigurosos escrurinios cienrificos, desde su formulacion en el siglo XIX hasta nuesrros dfas. La importancia del naru­ ralista para la ciencia basica y las aplicaciones practicas, desde la biotecnologia a la ciencia forense, han motivado la celebracion mundial, en 2009, del sesquicenrenario de la publicacion de su obra maestra, EL origen de Las especies, y la del bicenrenario de su nacimiento. La reorfa de Darwin consriruye, junro a la teoria de la relarividad, la mednica cuantica y otros elementos estrucrurales, uno de los pi­ lares de la ciencia moderna. Del mismo modo que Copernico desalojo del centro del universo a la Tierra, Darwin desplazo del epicentro del mundo narural a la especie hum ana. La selecci6n narural da cuenta de la expresion "diseilO sin disefiador", con la que Francisco

sistenres de algunos teologos para desacreditar la teo ria de la evolucion. Como escribio Ayala en 2001, "Darwin complero la Revolucion Co­ pernicana al extender, al ambito de la biologfa, la nocion de la naturaleza como un sisrema de mareria en movimiento regulado por [eyes que la razon humana puede comprender sin recurrir a agentes sobrenaturales". EI hecho de que todas las formas de vida biologica com­ partieran un ancestro comun era para Darwin una invitacion a la humildad. En EL origen del hombre (1871) escribio que "la estrucrura corporea del hombre lleva el sello indeleble de sus humildes orfgenes". Al cumplirse 150 afios de la publicacion de EL origen de Las especies, el mayor legado de Darwin se halla en las numerosas investiga­ ciones y propuestas teoricas que ha generado su obra. La celebracion ofrece ram bien una ocasion para subrayar los profundos cambios que ha sufrido la idea de evolucion en este lapso, sobre codo a raiz de la fusion de la teo ria original con la genetica, que Darwin ignoraba. Esre numero especial de InvestigacirJn y Ciencia presra atencion a las principales cues­ dones pendienres sobre la seleccion narural: iEn que medida se trara de un fenomeno comun? iDe que modo procede a escala ge­ netica y molecular? iCual es el origen de la variabilidad genetica en que se basa la selec­ cion natural? iSomete a un test de aptitud a genes i ndividuales, organismos enteros 0 a INVESTIGACION YCIENCIA, enero, 2009

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1809: Nace Charles Darwin (en la . foto con su hermana pequeiia) en

Shrewsbury, Inglaterra, en el senD

de una familia acomodada.

1830: Charles Lyell publica sus Principios de GeologIa, que contribuiran a la formaci6n de las ideas de Darwin sobre el gradualismo de los procesos naturales, como los que evidencia

el Gran Caii6n del Colorado.

1936.1947: La sintesis moderna 1953: James D. Watson y Francis Crick descubren la estructura del ::ombina la teorfa de la .evoluci6ri ADN, que habra de permitir el Je Darwin c.on la genetica endeliana. estudio de las bases moleculares de la evoluci6n.

?Ipos de animales, plamas 0 =jcroorganismos? (Opera sobre los humanos "-.c:.n cuando tienen la capacidad de conuolar .-:I. emorno y biologfa?

aturalista por naturaleza

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mismo que Albert Einstein y otros ge­ -:os, Darwin marcaba su propio ritmo. No ':':0 muestras de precocidad academica. Nacido ~- d seno de una familia acomodada de terra­ :=.:l.iemes, el joven Darwin fue un esrudiante 'ocre; odiaba la disciplina de un sistema =":'ucativo basado en los clasicos. (Tambien :::'~stein fue un mal estudiante.) Siguiendo los ':-::5eos de su padre, Darwin empezo a esrudiar ==d..icina; pero su repulsa ante la diseccion ':oo cadave res Ie hizo abandonar la carrera. _,,-="ad6jicamente, Ie encantaba cazar pajaros : :~\'ertebrados, una de las actividades a las __e se dedicaba cuando salfa a observar la vida :iC-"aje y a recolectar espedmenes. Temiendo que no iba a conseguir nada en ~ c'ida, Robert Darwin oblig6 a su segun­ hijo a matricularse en la Universidad de --..G..Jllbridge, con el fin de obtener un dudo _, _e Ie permitiera acceder al clero. El hombre __:.-as ideas son consideradas por algunos un .='"'2Ito fundamental a la fe religiosa se Iicencio

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a que su padre intento disuadirJo, acepto sin titubeos el puesto de na­ _..:=" ta de a bordo en el BeagLe, una nave .::...--:c> iaje de exploracion alrededor del mundo - "-. :-fOporcionarie "Ia primera experiencia .' '=:':--20 formativa de mi vida". A 10 largo ,-,~7.in

ACION Y CIENCIA,

enero, 2009

1831: Darwin emprende una vue Ita al mundo que durara cinco aiios a bordo del HMS Beagle.

Decenio 2000: EI arialisis .

2009:

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EI12 de febrero,

genetico demuestra la existencia de una evoluci6n hurnaha reciente, ... dfa de cumpleaiios ~o~9. ~J,) desarrollada hace unos milenios.. . del naturalista, " decenas de actos . .... ,~ en numerosos parses celebraran el dfa de Darwin. Mas informaci6n en www. darwinday.org

de los cinco anos siguientes, Datwin ruvo la oportunidad de contemplar el mundo natural y reAexionar sobre 10 que iba viendo. Esa experiencia determinarfa el curso de sus ideas. Entre los hitos del VlaJe se encuentra el reconocimiento de la gran diversidad de es­ pecies en la zona uopical de Brasil y el descu­ brimiento de diversos fosiles, entre los cuales destaca el de un perezoso gigante unos 600 kilometros al sur de Buenos Aires, que Ie hizo preguntarse por las causas de extincion de tales criaturas. Las historias sobre el asesinato de indfgenas a manos de los gauchos de la Pampa argentina Ie revelaron los impulsos territoriales y primarios del animal humano. Sin olvidar, par supuesto, la estancia breve (cinco sema­ nas) en unas "abrasadoras" Galapagos, que Ie permitio observar especies muy proximas de tortugas y sinsontes en islas vecinas; ello Ie sugiri6 la existencia de un ancestro comun para ambos grupos. Durante la uavesia, Darwin leyo avida­ mente los dos volumenes de los Principios de GeoLogia de Ch.arles Lyell. Se basaban estos en un "uniformismo", segun el cual los pro­ cesos de erosion y sedimentacion, asf como la actividad vo!canica, ocurrieron en el pasado con 1a misma frecuencia con que ocurren en la actualidad. Lyell rechazaba el catasuofismo prevalente, segun el cualla morfologfa terrestre era el resultado de cam bios bruscos y vio­ lentos debidos a fuerzas sobrenaturales. Una excursion en Peru, durante la cual encontro depositos marinos a mas de 2000 metros de

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II La estructura corp6rea del hombre Ileva el sello indeleble de sus humildes origenes."

JI Es una maldici6n para cualquier hombre el hallarse tan absorto en un proyecto como 10 estoy yo en el mia."

JI Mi mente parece haberse convertido en una maquina que fabrica leyes a partir de grandes conjuntos de datos."

II Eliminar un error es tan pravechoso como establecer una nueva verdad 0 hecho; a veces es inclusa mejor."

Charles Darwin

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1. EI DARWINISMO SOCIAL

Yel movimiento eugenesico de finales del siglo XIX y principios del xx fueron intentos pseudo­ cientificos, hoy desacreditados, de aplicaci6n de las ideas de Darwin a la planificaci6n social. En la imagen. un antrop61ogo aleman intentando determinar las caracteristicas del ojo ario.

altura, ayudo a convencerle de la plausibilidad de las ideas de Lyell. Darwin no era consciente de haber em­ prendido un viaje que transformaria para siempre las ciencias biologicas. A 10 largo de los 57 meses que duro, no hubo ningun instame revelador, nada equivalente al annus mirabilis de la fisica (1905), durante el cua! Einsrein publico sus ardculos fundamenrales sobre la relatividad especial, el movimienro browniano y el efecro fotoelectrico. El ca­ fre del tesoro de la expedicion resulro ser 10 que hoy llamariamos una inmensa base de datos: una coleccion de 363 paginas de notas de zoologia y 1383 paginas de noras de geologia, un diario de 770 paginas, 1529 especies conservadas en frascos con alcohol, 3907 espedmenes disecados y una tortuga viva capturada en las Galapagos. AI retorno del Beagle, en octubre de 1836, las cartas y algunos de los espedmenes de Darwin habian circulado ya entre los cien­ dficos britanicos, cimenrando la repuracion de Darwin hasra considerarlo uno mas de ellos. Ese reconocimiento hizo que su padre dejara de lado la aspiracion de ver a su hijo convertido en parroco anglicano. Pocos afLOS despues, Darwin conrrajo matrimonio con su prima Emma Wedgwood. Se instalaron en una casa de campo cuyos jardines e invernaderos funcionaron como laborarorios hasta la muerre de Darwin en 1882. La fortuna de la familia hizo posible que llevara una vida ajena a las preocupaciones mareriales. Una serie de en­ fermedades no diagnosricadas, cuyos sinromas ibm de las migraii.as a los espasmos musculares pasando por arrirmias, arormentaron a Darwin desde la juvenrud, por 10 que nunca penso en nuevas expediciones.

los orfgenes de una teoria Darwin empezo a formular sus reorias a finales del decenio de los rreinra del siglo XIX. Pero no

las publico hasra veime anos mas rarde, y aun enronces bajo la presion de un competidor, Al­ fred Russel Wallace, porque queda asegurarse de que los hechos y argumenros que presenraba esraban mas alia de roda duda. La reoda avanzo a rirmo de glaciar. De la lecrura de Lyell Darwin romo la idea de cam­ bio geologico gradual. Razono que debia ser aplicable a los organismos: una especie da vida a orra. Tambien otros pensadores evolutivos de la epoca habian reconocido la transformacion biologica, pero la concebian en forma de scala naturae: una serie ascendente en que cada linaje de plantas 0 ani males surgia por gene­ racion espomanea de la materia inanimada, para progresar luego de forma inexorable hacia una mayor complejidad y perfeccion. Darwin rechazo esa progresion lineal en beneficio de 10 que hoy denominamos evolu­ cion ramificada: algunas especies evolucionan siguiendo caminos disrinros a partir de un ancestro comun; comradeda asi la idea predo­ minante de que exisdan unos ]imites prefijados a la diferenciacion de una nueva especie a partir de una especie precursora. Darwin puso como ejemplo las rres especies de sinsomes que habia observado en las Galapagos; procedian de una colonizacion por parte de una especie relacionada con elIas que habia observado en America del Sur. Su esbozo de un "arbol de la vida" ramificado constituye la unica ilustracion de £l origen de las especies. Con rodo, el arbol de la vida no explicaba el mecanisme de la evolucion. La respuesra de Darwin constituye su idea mas revolucionaria: la teo ria de la seleccion natural. A partir de la lectura de la obra de Thomas Malrhus, Darwin advirtio que las poblaciones rienden a crecer rapidamente, de modo que sus necesidades exceden con mucho unos recursos limirados. Su obsesion por la cria de plantas y animales Ie Ilevo a frecuentar las ferias de agriculrura y a coleccionar caralogos de plantas. En 1837 lIego a la conclusion (comparti­ da inicialmenre con unos pocos amigos) de que eI mundo natural no escogia de forma deliberada las caracreristicas mas favorables, como haria un criador de ganado, sino que tenia su propia forma de trarar las explosiones demograficas que amenazaban con ago tar un nicho ecologico. La seleccion natural prescinde ciegamente de los individuos con caracteristi­ cas menos favorables, de enrre la enorme diver­ sidad herediraria de una especie determinada: en esencia, el conciso "diseno sin disefiador" de Ayala. Ademas, si dos poblaciones de la misma especie permanecen aisladas (una en el desierro, la orra en las montafias) devendran con el tiempo dos especies complerameme separadas, incapaces de cruzarse. INVESTIGACION " CIENCIA, enero, 2009

2. EL ARBOL DE LA VIDA, esbozado pOl' Darwin en 1837 (abajo), sigue vivo en forma de modelo infor· matico multidimensional, sumamente intrincado (iz· quierda). Este muestra el modo en que la evoluci6n avanza no s610 a traves de ramificaciones sucesivas, sino tambien mediante la transferencia lateral de genes entre microorganis­ mos (lineas rojas).

E origen de las especies se imprimio de forma =--::-~esurada en 1859 porq ue Wallace contaba

.::::: un manuscrito que Ilegaba a conclusiones ~i identicas. Los primeros 1500 ejemplares .:.e ese "resumen" de 155.000 paJabras se ago­ :2Fon inmediatamente, prueba de la claridad ~ 2ccesibilidad del razonamiento de Darwin. _-_ diferencia de 10 que ocurrirfa con las teorias .:.e Einstein, nadie se quejo ni alardeo de que - biera solo tres personas en el mundo que :' dieran entenderlo. Darwin siguio estudiando la seleccion na­ _:..:ral a rraves de las orqufdeas y orras plantas ~'Jj'ante el resto de su vida, en su retiro cam­ ?"Stre en Downe, a unos 25 kilometros aJ sur .:.e Londres. A otros dejo Ja tarea de defender obra. La publicacion de Ef origen de fas _-'Pecies provoco una conuoversia que adopta e, nuesrros dias la forma de debates creacio­ :::isras en la direccion de algunas escuelas. En -:.,,_ ankulo aparecido en Scientific American el : - de noviembre de 1860, se daba cuenta de a reunion de la Asociacion Brira.nica para =_ Progreso de las Ciencias, durante la cual un :2l Sir B. Brodie habda rechazado la hipote­ "j- de Darwin con estas palabras: "La capaci­ ::l2.d de autoconciencia y sus principios distin­ ;uen al hombre del resto del mundo material, :- no yeO como se hubieran podido originar en rganismos inferiores. Esta capacidad humana es identica a la inteligencia divina". Sin embar­ ~o cientificos destacados apoyaban las ideas de Darwin. Segun el articulo mencionado, 2urante la misma reunion, el celebre Joseph :-looker replieo al obispo de Oxford, otro de -os cdticos presentes, que eI clero sencillamen­ :t no comprendia la obra de Darwin. Si en E! origen de fas especies Darwin habfa ~ -irado la cuesrion de la evolucion humana, en origen def hombre relaciono a los primeros :. umanos con los monos del Viejo Mundo, una

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IXVESTIGACION YCIENCIA,

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Bibliografla complementaria WHAT EVOLUTION IS. Ernst Mayr.

Basic Books, 2001. THE CAMBRIDGE COMPANION TO DARWIN. Dirigido par Jonathan

Hodge y Gregory Radick. Cam­ bridge University Press, 2003. ON THE ORIGIN OF SPECIES: THE ILLUSTRATED EDITION. Sterling.

2008.

aseveracion que resulr6 ofensiva para muchas personas e inspiro las caricaturas del cientifico mitad hombre, mitad simio. Ya en los anos sesenta del siglo XIX, el primo de Darwin, Francis Galton, se habia quejado de que la sociedad moderna protegiera de la selecci6n natural a sus miembros "menos aptos". No habfa sido el unico en hacerlo. Las lecruras distorsionadas 0 equivocas del darwinismo no han cesado desde entonces, ya sean las de ideologos nazis, economistas neoliberales 0 las procedentes de la cultura popular. En palabras del novelista Kurt Vonnegut, Darwin "nos ensen6 que los que mueren tenian que morir y que los cadave res representan mejoras". EI concepto de evoluci6n como una forma de descendencia ramificada a partir de un an­ cestro comun fue pronto asimilado; no asi la selecci6n natural, cuya aceptacion, incluso en el sene de la comunidad cientffica, se demor6 mucho mas. No resulta dificil entender la ra­ zon de tales dudas. Darwin no habfa descrito en su obra ningun mecanismo de la herencia; la atribufa a unas hipoteticas y minusculas "gemulas" que, rras emanar de cada uno de los tejidos, viajaban hasta los organos sexuales, donde eran copiadas y rransmitidas a las gene­ raciones siguientes. La teoda de la evolucion no fue ampliamente aceptada hasta los anos ueinta y cuarenta del siglo pasado. Emergio entonces una sintesis neodarwi­ nista que conciliaba la seleccion natural de Darwin y la genetica de Mendel. En 1959, ano del centenario de la publicacion de Ef origen de fas especies, la seleccion narural pa­ reda afianzada en el seno de la teoda, pero desde entonces el horizonte de la biologfa evoluriva no ha dejado de dilatarse al hilo de nuevas cuestiones.
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Charles Darwin propuso que la selecci6n natural dirigia la evoluci6n mediante cambios heredados que aumentaban la supervivencia. Esta hip6tesis tuvo que competir con otras teorias hasta alcanzar la acepta­ cion actual. Se creia que las mutaciones ge­ neticas aleatorias, que no tienen efectos positivos ni negativos, eran responsables de muchos de los cambios a escala molecular. Sin embargo, experimentos recientes muestran que la selecci6n natural de mutaciones genicas beneficiosas es bastan­ te comun. Estudios de la genetica de las plantas muestran que los cambios en un gen pueden ejercer efectos notables en las diferencias adaptativas entre especies.

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19unos conceptos se han desarrollado tarde en la historia de una disciplina cientifica, debido a su complejidad, sutileza 0 dificultad. La seleccion natural no fue uno de esos. Aunque, comparada con otras ideas ciendficas revolucionarias, su concepcion ha sido reciente -Charles Darwin y Alfred Russel Wallace escribieron sobre la misma en 1858; El origen de las especies de Darwin se publico en 1859-, la [eoda de la seleccion natural se construye sobre ideas de elegante simplicidad. En unas condiciones dadas, unos organismos sobreviven mejor que O[ros. Aque­ 1I0s dejan mayor numero de descendientes, con 10 que llegan a ser, andando eI tiempo, predominantes. De ese modo, eI ambiente "selecciona" a los organismos mejor adaptados a las condiciones actuales. Si las condiciones ambientales cambian, predominaran los or­ ganismos que posean las caracterfsticas mejor adaptadas al nuevo ambiente. El darwinis­ mo fue revolucionario, no porque presenta­ ra afirmaciones obscuras de la biologia, sino porque sugirio una logica natural de extrema sencillez. A pesar de esa simplicidad, la teoda de la seleccion natural ha recorrido un largo y tortuoso camino. La afirmacion de Darwin de que las especies evolucionaban fue bien recibida por los biologos; no as! la hipote­ sis de que la seleccion natural regia buena parte de los cambios evolutivos. Es mis, la seleccion natural no se acepto como fuerza

motriz de la evolucion hasta bien entrado

eI siglo xx. El estatuto de la seJeccion natural se haJla ahora asentado, tras decenios de trabajo em­ pirico tenaz. Pero eI estudio de este proceso no ha terminado. Debido al desarrollo de nuevas tecnicas experimentales y al creciente interes en los mecanismos que subyacen bajo la seleccion natural, la investigacion sobre ese dominio conoce hoy de mayor acrividad que dos decenios atras. Los trabajos experimentales en curso sobre la seleccion natural se centran en tres cuestiones: ise trata de un proceso co­ mun? iQue cambios geneticos dan lugar a las adaptaciones producidas por seleccion natural? iCual es la funcion de la seleccion natural en la especiacion?

La mejor forma de apreciar la evolucion que se produce mediante seleccion natural consiste en estudiar organismos cuyo cicio biologico sea tan corto que nos permita observar muchas generaciones. Algunas bacterias se reproducen, se dividen, cada media hora. Imaginemos una poblacion bacteriana formada por dos tipos

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INVESTIGACION Y CIENCIA,

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H. Allen Orr ocupa la catedra Shirley Cox Kearns de biologfa en la Universidad de Ro­ chester. Investiga las bases ge­ neticas de la especiaci6n y la adaptaci6n. Recibi6 la medalla Darwin-Wallace otorgada por la Sociedad Linneana de Londres y el premio Dobzhansky de la Sociedad para el Estudio de la Evoluci6n.

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genencos que inicialmente se componen del mismo numero de celulas. Las bacterias de tipo 1 producen solo descendientes de tipo 1 y las de tipo 2 producen solo descendientes de tipo 2. Supongamos que eI ambiente cambia repentinamente, por la incroduccion de un ancibiotico, y que las baeterias de tipo 1 son resistentes al mismo pero no las de ripo 2. En el nuevo entorno, las del tipo 1 seran mas eficaces, es decir, estad.n mejor adaptadas, que las de tipo 2. La supervivencia y, par tanto, la rasa de reproduccion seran mayores en las de tipo 1. Las de tipo 1 produciran mas des­ cendiences que las de tipo 2. El concepto de "eficacia biologica" expresa la probabilidad de sobrevivir 0 reproducitse en un ambience dado. El resultado de esa selec­ cion, repetida innumerables veces en diferences contextos, es 10 que observamos en la naru­ raleza: plantas y animales (y bacterias) que se adaptan de diversas maneras a su entorno. Los expertos desmenuzan el argumenco pre­ cedence en detalles biologicos mas ricos. Se sabe que las variances geneticas se originan por mutaciones en eI ADN, es decit, cambios alea­ torios en la secuencia nucleotfdica (la cadena de letras A, G, C Y T) que constituye eI "len­ guaje" del genoma. Se conoce tambien la tasa a la que surge un tipo de mutacion comun (el cambio de una terra del ADN por otra): cada nucleotido de cada gameto en cada generacion tiene una opcion sobre mil millones de mutar a Otro nucleotido. Mas importante todavfa,

se han descubieno algunos de los efectos de las mutaciones sobre la eficacia biologica. La inmensa mayorfa de las mutaciones aleato­ rias resulran perjudiciales (reducen la eficacia biologica); solo una pequena minorfa resulran beneficiosas (incremencan la eficacia biologica). Las mutaciones suden resulrar daninas por la misma razon que muchos errores en los codigos informaticos: en sistemas exquisita­ mente afinados, las modificaciones aleatorias, por minusculas que sean, tienden a alterar, mas que a mejorar, una funcion. La evolucion adaptariva constituye, por tanto, un proceso de dos pasos, en el que se da una esuicta division del uabajo encre la mutacion y la seleccion. En cada generacion, las mutaciones aportan a la poblacion nuevas variances genicas. La seleccion natural hace una criba: segun eI ambience, reduce la frecuencia de las variances "malas" (no adaprativas) e in­ crementa la frecuencia de las "buenas" (adap­ tativas). Una poblacion cuenta con numerosas variances genicas, una suerte de arsenal que Ie ayuda a enfrentarse a los cambios ambienta­ les. EI gen que protege del ancibiotico a las bacrerias de tipo 1, por ejemplo, puede que anceriormente, en un medio sin farmaco, re­ sultara inutil 0 incluso perjudicial; en el nuevo ambience, en cambio, permite la supervivencia de las bacterias de tipo 1. Tambien la biologfa matemarica ha arro­ jado luz sobre la seleccion natural. Se ha de­ mostrado que cuanco mas adaprativa es una INVESTIGACION YCIENCIA, enero, 200g

variante genica, mayor es el incremento de su frecuencia en la poblacion. Puede calcularse incluso la tasa de ese incremento. Y se ha descubierto que la seleccion natural es una "vigilante" incansable: detecta, entre varian­ tes genicas, diferencias en eficacia biologica asombrosamenre pequefias (de una parte entre un millon, en una poblacion de un millon de individuos). Un punto destacable de la argumentaci6n en pro de la seleccion natural es que su 10­ gica parece valida para cualquier nivel y en­ tidad biologica: de genes a especies. Desde Darwin, los biologos han considerado que las diferencias en eficacia biologica se daban entre individuos. Sin embargo, la seleccion natural operaria, en principio, tambien sobre otras entidades biologicas. Podria pensarse que las especies con una amplia distribucion geogdfica presentadn tasas de supervivencia (como especie) mayores que las especies de area geogrifica limitada. Despues de todo, las especies con una distribucion amplia toleran con mayor facilidad que las especies con un area restringida la extincion de algunas pobla­ ciones locales. SegLIl1 esa logica de la seleccion natural, con eI tiempo deberia incrementar la proporcion de especies con una distribucion amplia. Aunque ese argumenro se considera formal­ mente correcro (los evolucionistas sospechan que la seleccion opera, en ocasiones, a un nivel superior), suele aceptarse que la seleccion INVESTIGACION, CIENCIA,

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natural actua especialmente sobre individuos 0 variantes genicas. Una de las razones a favor de esa hipotesis es que la vida de un individuo es mucho mas corta que la de una especie. Por tanto, la seleccion natural de individuos supera con creces la seleccion natural de las especies. "

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Una de las cuestiones de apariencia mas sencilla que se han planteado sobre la selec­ cion natural ha resultado ser una de las mas complejas. (En que grade es responsable la seleccion natural de los cambios en el acervo genico de una poblacion? Nadie pone en duda que la seleccion natural dirige la evolucion de la mayo ria de los caracteres fisicos de los seres vivos. iComo explicar sino estructuras tan distintas como los picos, los biceps y los cerebros? Sin embargo, se desconoce en que medida la seleccion natural determina los cambios que se producen a escala mo­ lecular. En otras palabras,
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narural "posiriva", en la que una varianre rara o minoriraria incremenrara su frecuencia por la seleccion del medio, sino que casi rodas las muraciones que persisrfan 0 alcanzaban rasas elevadas en una poblacion eran neurras desde el punro de visra de la seleccion, es decir, no ejerdan ningun efecto apreciable (posirivo 0 negarivo) sobre la eficacia biologica. Por su­ puesro, las muraciones perjudiciales siguen sur­ giendo a una rasa elevada, pero al no alcanzar frecuencias alras, consrituyen vias evolurivas sin salida. Dado que las muraciones neurras son pra.cricamenre invisibles en el ambienre acrual, ese ripo de cambios se propagan sigilosamenre por la poblacion, alrerando con el tiempo el acervo genico de la misma. Esramos hablando de la deriva generica aleatoria, nueleo de la reoria neurralisra de la evolucion molecular. Hacia los anos ochenra del siglo pasado, muchos generisras evolurivos habian ya acep­ rado la reoria neurralisra. Pero los datos que la respaldaban eran, sobre todo, indirectos. Faltaban pruebas mas solidas. Dos avances han faci\irado la superacion del obsraculo. En primer lugar, se han ideado pruebas esradis­ ticas sencillas para disringuir cambios neu­ tros de cam bios adaprarivos en el genoma. En segundo lugar, las nuevas recnicas han permitido secuenciar genomas completos de diversas especies, proporcionando una ingen­ re canridad de datos a los que se aplican las pruebas esradfsricas aludidas. Los nuevos daros sugieren que la reo ria neurralisra subesrima la imporrancia de la seleccion natural. En un esrudio del grupo de David J. Be­ gun y Charles H. Langley, de la Universidad de California en Davis, se compararon las secuencias de ADN de dos especies de moscas de la frura del genero Drosophila. Se analizaron unos 6000 genes de cada especie; se cenrro la arencion en los genes que habian divergido desde que las dos especies se separaron del ancesrro comun. Mediante las pruebas esta­ disricas, se esrimo que la evolucion neurra podia exeluirse, por 10 menos, en un 19 por ciento de los 6000 genes. En orras palabras, la seleccion natural era responsable de la di­ vergencia evoluriva de una quinta pane de los genes esrudiados. (Dado que se usa una prueba esradisrica conservadora, la proporcion podria ser, en realidad, mucho mayor.) De ese resulrado no se desprende que la evo­ lucian neurra sea irrelevante; despues de todo, algunos de los genes del 81 por cienro resranre debieron de evolucionar por deriva generica, Lo que sf demuesrra es que la seleccion natural desempena una funcion en la divergencia de las especies mucho mas imporrante de 10 que suponian los defensores de la evolucion neurra. Esrudios similares indican que la seleccion na­ 22

rural suele dirigir el cambio evolurivo, ineluso en las secuencias de ADN,

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~ a J,1 Ie '-,eleee pn "1",tL 'f' Los biologos que esrudian las caracrerlsticas fisicas normales (picos, biceps 0 cerebro) saben que la seleccion natural ha sido la responsable del cambio evolutivo. Sin embargo, a menudo ignoran como ha ocun'ido. Hasra fecha recien­ re, apenas se conodan cambios genericos res­ ponsables de la evolucion adaprativa. Merced a [os nuevos avances geneticos, podemos ahora abordar esta y orras cuesriones fundamenta­ [es sobre [a seleccion. Cuando los organismos se adapran medianre seleccion natural a un ambienre nuevo, 110 hacen debido a cambios en unos pocos genes 0 en muchos? iPodrfan idenrificarse esos genes? iEsran implicados los mismos genes en casos independientes de adapracion al mismo ambiente? No resulta facil responder a las preguntas anreriores. La principal dificultad reside en que el incremenro de la eficacia biologica de­ bido una muracion beneficiosa puede ser muy pequeno, con la consiguiente parsimonia en los cambios evolurivos. Una solucion consiste en colocar poblaciones de individuos con una elevada rasa de reproduccion en ambientes arrificiales, donde las diferencias en eficacia biologica sean mayo res y, por tanto, mas ra­ pida la evolucion. Conviene que el numero de individuos de las poblaciones sea suficien­ re para proporcionar un flujo conrinuo de mutaciones. En dichos experimentos evolu­ rivos, suele colocarse una poblacion de mi­ croorganismos geneticamente identicos en un ambienre nuevo al que deben adaprarse. Como codos los individuos empiezan companiendo la misma secuencia de ADN, la seleccion na­ tural opera solo sobre las mutaciones surgidas durante el experimento. Se regisrra el cambio de la eficacia biologica en el tiempo mediante la medida de la tasa de reproduccion en el nuevo ambienre. Algunas de las invesrigaciones sobre evolu­ cion mas inreresantes se han llevado a cabo con bacreriOfagos, virus que infectan a bacterias. El tamano reducido del genoma de los bac­ teri6fagos permite la secuenciacion completa del mismo al inicio, al final 0 en cualquier momenro del experimento. Ello facilira la deteccion de cualquier cambio generico que la seleccion natural "aprehenda" y perperue luego en eI tiempo, K. Kichler Holder y James]. Bull, de la Universidad de Texas en Austin, realizaron un experimento con dos especies de bacre­ riOfagos esrrechamente relacionadas: X174 y G4. Ambos virus infectan a Escherichia coli, la bacteria inrestinal com un. Los bacteriofagos INVESTIGACION Y ClENClA,

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::xpusieron a una ternperarura excepcio­ :::almence elevada para que se adaptaran al ::~e'.-o ambience calido. En ambas especies, 2 e6cacia biologica aumenro drasticamenre ~ el ambienre nuevo, en el rranscurso del cxperimenro. Con mayor precision, en ambos QlSOS la eficacia biologica mejoro rapidamenre a1 comienzo del experimenro y se estabiliz6 con el riempo. Holder y Bull idenrificaron las muraciones genicas que causaban el aumento de la eficacia biologica. , J

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Aunque los estudios experimenrales de la evo­ lucion suministran una vision sin preceden­ ::es de una seleccion natural en marcha, se umitan a organismos sencillos en los que la secuenciacion repetida del genoma compIeto resulta factible. Pero podria ocurrir que las condiciones del experimento esruvieran im­ poniendo una presi6n selectiva mayor que la que se da en la naruraleza. Seria inreresante, pues, realizar estudios en organismos superio­ res en condiciones mas naturales. (Para ello deberia disefiarse otro metodo, que permitiera investigar el ritmo glacial de la mayor pane del cambio evolutivo.) Los evolucionistas suelen cenrrarse en po­ blaciones 0 especies que han estado separadas durante tiernpo suficienre, para poder descubrir las diferencias adaptativas producidas por la se­ lecci6n natural y someterlas luego a escrutinio genetico. Douglas W Schemske, de la Universi­ dad estatal de Michigan, y H. D. Bradshaw Jr., de la Universidad de Washington, analizaron el efecro de la selecci6n narural en dos especies de plantas del genero Mimulus. Mientras que la polinizaci6n primaria de Mimulus lewisii la realizan los abejorros, la de M. cardinalis, especie lnrimamenre emparentada, la llevan a cabo los colibries. Los datos obtenidos a partir de otras especies muesrran que en el genero Mimulus la polinizaci6n por aves evolucion6 a partir de la polinizaci6n por abejas. M. lewisii tiene flo res rosas; M. cardinalis, rojas. EI color de la Aor explica muchas de las diferencias en la preferencia del polinizador. Cuando Schemske y Bradshaw cruzaron las dos especies, observaron que las diferencias en el color de la flor estaban conrroladas en gran parte por 10 que pareci6 ser un solo gen, el Yellow Upper 0 YUP. A parrir de esos hallazgos, produjeron dos tipos de hibrido. En los hibri­ dos de un tipo, YUP provenia de !VI. cardinalis y el resto del genoma de M. lewisii; las Bores resulranres eran naranjas. El ouo tipo de hi­ bridos correspondia a la imagen especular del anterior: el gen YUP provenia de M. lewisii, el resto del genoma de M. cardinalis y las Aores eran rosas. INVESTIGACION

CIENCIA,

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Cuando trasplantaron los hibridos a su habitat natural, observaron que YUP ejerda un efecto notable sobre los polinizadores. Los colibries visitaron alrededor de 68 veces mas las plantas M. lewisii portadoras del YUP de M. cardinalis que las plantas M. lewisii puras. En el experimento redproco (plamas M. car­ dinalis con YUP de M. lewisii) aumentaron a 74 veces mas las visitas de los abejorros. Por tanto, YUP desempeiio una fundon clave en la evo)ucion de la polinizacion por aves en M. cardinalis. Los estudios de Schemske y Bradshaw demostraron que la seleccion natu­ ral puede construir adaptaciones a panir de un gen.

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Bibliografla complementaria POLLINATORS PREFERENCE AND THE EVOLUTION OF FLORAL TRAITS IN MONKEYFLOWERS (MIMULUS). Douglas W. Schemeske y H. D Bradshaw, Jr. en Proceedings

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2006.

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EI origen dl la~ E'~~' \. t Una de las afirmaciones mas destacadas de Darwin era que la seleccion natural explicaba la formacion de nuevas especies; despues de todo, el titulo de su obra maestra es Elorigen de las especies. Sin embargo, ,es ello cieno? ,Que funcion desempeiia la seleccion natural en la especiacion, la bifurcacion de un linaje? Estas cuestiones siguen ocupando hoy una posicion central en la biologia evolutiva. Para emender el debate sobre la especiacion, debemos antes comprender el significado del termino "especie". A diferencia de Darwin, los biologos modernos suelen adherirse al "con­ cepto biologico" de especie: las especies estan reproductivameme aisladas entre si, es decir, su constitucion genetica evita el imercambio de genes. En Otras palabras, cada especie esta dotada de un acervo genico propio. Se considera que dos poblaciones deben estar geograficamente aisladas para que se produzca el aislamiento reproductivo. Los pinzones, que habitan varias de las islas Ga­ lapagos, famosos porque Darwin los describio en El origen de las especies, divergieron en las especies que hoy conocemos, una vez se encontraron aislados desde el punto de vista geogra.fico. La evolucion del aislamiento reproductivo se da de varias maneras. Durante el conejo, la hembra de una especie puede rechazar a los machos de otra (si las dos especies entran en conracto geografico). Las hembras de la mariposa Pieris occidentalis no se aparean con los machos de la especie cercana P. protodice probablemente porque los machos de cada especie exhiben un patron alar distimo. Aun cuando ambas especies realizaran el correjo y se apareasen, la falta de viabilidad 0 la esterili­ dad de los hibridos resulranres constituira oua forma de aislamienro reproductivo: si todos los hibridos, descendienres de dos especies, mueren 0 son esteriles, los genes no fluyen de una especie a otra. Para los biologos contem­

poraneos, la cuesrion de si la seleccion natural dirige el origen de las especies se reduce a la pregunra de si la seleccion es responsable del aislamienro reproductivo. Durante la mayor pane del siglo xx, se creyo que la repuesra a la cuestion anterior era negativa. Se pensaba que el factor cdtico en eI proceso de especiacion correspondia a la deriva genetica. Investigaciones recien tes sobre eI origen de las especies sugieren que la hipotesis de la deriva genetica es erronea. La seleccion natural desempeiia una funci6n clave en la especiacion. Constituye un buen ejemplo de ello Ja his­ toria evolutiva de las dos especies Mimulus mencionadas. Dado que los polinizadores rara vez se equivocan a! e1egir la especie de Mimu­ Ius que visitan, las dos especies permanecen aisladas en cuamo a su reproduccion. Aunque ambas especies coincidan en [a misma area de Norteamerica, un abejorro que visita M. lewisii rara vez visitara M. cardinalis y eI colibd que visita M. cardinalis rara vez visitara M. lewisii. Asi, el polen dificilmenre se transferira entre las dos especies. Schemske y sus colaboradores demostraron que el 98 por ciento del bloqueo total en el flujo genetico entre las dos especies se debia al polinizador. La seleccion natura! moldeo, pues, la adaptacion de las plantas a los polinizadores, con 10 que produjo un fuene aislamiento reproductivo. Otra prueba de la funci6n de la seleccion natural en la especiacion ha venido de un lugar inesperado. En los ultimos decenios se han idemificado media docena de genes que causan en los hibridos esterilidad 0 inviabilidad. Esos genes, estudiados sobre todo en moscas de la fruta (Drosophila), desarrollan varias funciones normales: codifican enzimas, proteinas estruc­ turales y proteinas de union al ADN. Esos genes exhiben dos patrones [[amati­ vos. Primero, muchos de los genes que causan problemas en los descendienres hibridos han divergido muy rapidamenre. Segundo, los es­ tudios de genetica de poblaciones demuestran que esa evolucion acelerada estuvo guiada por la seleccion natural. Los estudios de Mimulus y la esterilidad de los hibridos en las moscas de la frura son solo la punta del iceberg de una extensa y crecience bibliografia que revela la mana de la seleccion natural en la especiacion. La seleccion natural constituye una fuerza evoludva clave, que no dirige solo los cambios evolutivos denrro de las especies, sino tambien el origen de espe­ cies nuevas. Aunque algunos profanos sigan cuestionando la adecuacion y aceptacion de la seleccion natural, el estatuto que hace algunos decenios adquirio entre los biologos evolutivos no hace sino consolidarse. JNVESTIGACJON Y CJENCrA, enero, 2009

La seleccion de grupo lOirige la selecci6n naturalla evoluci6n en niveles superiores a los niveles de genes egoistas y los de individuos fertiles? STEVE MIRSKY i quiere promover un revuelo en una conferencia sobre evoluci6n, men­ superficie. Sin embargo, algunas bacterias desarrollan espontaneamente una mutaci6n beneficiosa. Esos individuos salvadores del grupo secre­ cione el concepto de selecci6n de grupo, es decir, la idea de que una ezcla de individuos puede ser "seleccionada" como grupo frente a otros tan un polfmero que permite que grupos de individuos formen tapetes flotantes. Cuando forman los tapetes, todas las bacterias sobreviven, JUpos heterogeneos de la misma especie. Los bi610gos, que no dudarlan incluidas las que no gastan energia en aunarse para combatir el crea­ donismo 0 el diseno inteligente, metab61ica en producir el polfmero. Pero si las bacterias "gorronas" uizas empezarian una discusi6n . ocalorada para defender el princi­ se reproducen demasiado, los tapetes se hunden y mueren todas, pio de "cada uno por su lado". las altruistas y las gorronas. Asi, Con todo, Charles Darwin argu­ ment6 afavor de la selecci6n de entre estas bacterias, los grupos que mantienen una proporci6n grupo. Postul6 que a los hombres suficiente de altruistas como para con moralidad no tendrfa por que irles mejor que a los inmorales, flotar superaran a los grupos con perc que las tribus de hombres un numero de altruistas insuficien­ teo Los primeros sobreviven, crecen morales tendrlan seguramente "una inmensa ventaja" sobre y se dividen en grupos hijos. Los las facciones de piratas. Sin individuos altruistas prosperan ~-----------~----entonces, pese a la desventaja embargo, en los anos sesenta

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el siglo pasado, la selecci6n a escala de grupo fue marginada. 5egun George Williams, te6rico inftuyente, aunque la selecci6n de grupo podria tener lugar, en la vida leal no existen las adaptaciones relativas a los grupos. Richard Dawkins, de la Universidad de Cambridge, mantiene que la selec­ d6n no alcanza ni siquiera el nivel biol6gico del individuo: opera sobre los genes; el individuo constituye un mere envoltorio de la selecci6n de cientos de genes egoistas que intentan perpetuarse. Sin embargo, en los ultimos decenios la selecci6n de grupo ha vuelto sigilosamente. Los teoricos evolutivos Edward O. Wilson, de la Universidad de Harvard, y David Sloan Wilson (no son parientes). de la Universidad de Bingham­ ton, se proponen ofrecer argumentos s61idos a favor de la selecci6n de grupo [vease "Evo­ luci6n 'por el bien del grupo''', por David Sloan Wilson y Edward O. Wilson, en este mismo numerol. La han denominado teoria de la selecci6n multinivel: la seleccion actua en mul­ tiples niveles a la vez. Para averiguar c6mo se suman todas esas acciones selectivas en cualquier circunstancia debe estudiarse caso por caso. Los Wilson ofrecieron ciertas pautas en el numero de diciembre de 2007 de la revista Quarterly Review of Biology: "Ia adaptaci6n en un nivel requiere un proceso de selecci6n natural en ese mismo nivel. y tiende a ser socavada por la selecci6n natural en niveles inferiores". Experimentos con grupos de organismos ilustran esa cuesti6n. La bacte­ ria Pseudomonas f1uorescens absorbe rapidamente el oxigeno disuelto en un medio Ifquido, dejando asi una fina capa habitable cerca de la

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de gastar en la sfntesis del polf­ mere sus preciados recursos. EI mayor cambio que la selec­ cion de grupo aporta a la teoria evolutiva es quiza su implicacion en la selecci6n familiar. Lo que parece selecci6n de grupo pod ria en realidad entenderse como relaciones geneticas de parentes­ co. EI evolucionista J. B. SHaldane explica de forma concisa la selecci6n familiar: "Me sacrifi­ caria por dos hermanos u ocho primos". Bajo esta perspectiva, las bacterias altruistas de los tapetes de Pseudomonas estan salvando a sus parientes cercanos, con 10 que aseguran la supervivencia de mu­ chos de los genes que com parten con estos. Segun Wilson, la selecci6n familiar constituye un caso

especial de selecci6n de grupo: la importancia del parentesco es que incrementa la variaci6n genetica entre los grupos. Los indi­ viduos de un mismo grupo se parecen mas entre si que a los individuos de cualquier otro grupo. La diversidad entre los grupos ofrece opciones mas c1aras para la selecci6n de grupo. Las relaciones de parentesco acentuan la importancia de la selecci6n en el nivel de grupo, en comparaci6n con la selecci6n individual dentro del grupo. Los Wilson creen que los evolucionistas deben abrazar la selecci6n multinivel para lIevar a cabo investigaciones fructfferas en el campo de la sociobiologia (el estudio del comportamiento social desde una perspectiva bioI6gica). Resumen su hip6tesis en una regia general: "EI egoismo vence al altruismo dentro del grupo. Los grupos altruistas vencen a los grupos egofstas." "'"""!:11!!';;;;:a...­

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DEL rOMO AL CARACTER

Charles Darwin comprendi6 que, si habla evoluci6n, tenIa que ser gracias a las variaciones aleatorias de los organismos. Hoy se esta descubriendo de que manera surge del ADN tal diversidad y la forma en que cambios moleculares resultan en nuevos organismos •• DAVID M. KINGSLEY complejos e incluso en nuevas culturas

n un estanre de una biblioteca publica de Texas hay un librillo verde, un ejemplar impreso hace 150 anos de uno de los textos cienrificos mas importanres que jamas se hayan escrito. Sin embargo, cuando ese ejemplar de la primera edicion de £1 origen de las especies salio de tiros no era en absoluto evidenre que fuese a tener semejanre exito. Tras terminar de corregir las pruebas, Charles Darwin escribio una lista breve de los colegas de fuste que deberian recibir ejemplares de cortesia antes de la publicacion. Espero an­ sioso el veredicto de los mayores pensadores de su epoca. El cienrifico mas famoso de la Inglaterra de 1859 garabateo sus reacciones en las paginas de ese volumen verde que se conserva en la Universidad de Texas en Austin. Es eI ejemplar que Darwin Ie envio, con la inscripcion "Del autor" en el fronrispicio, a Sir John Herschel, uno de sus heroes ciendficos, au tor del eratado de filosofia natural que Ie aerajo aI campo de Ia ciencia. En los anos treinra del siglo XIX, Herschel habia descrito de forma memorable eI origen de las especies como eI "misterio de los misterios", aunque fruto quiza solo de procesos naturales. Darwin citaba las palabras de Her­ schel en eI primer parrafo de ese libra donde ofreda, a Herschel y al mundo, la ingeniosa resolucion del "misrerio de los misterios". La teo ria de Darwin era a la vez general y simple. Proponia que todos los seres vivos de la Tierra descendian de una 0 unas pocas formas originales. No pretendia saber de que modo surgio la vida. Sin embargo, una vez hubo vida, aduda Darwin, los organismos debieron de empezar a cambiar lenramenre y a diversificarse medianre un proceso natural: todos los seres

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vivos varian; las diferencias se heredan. Aquellos individuos cuyos rasgos 0 caracteres variances son favorables en eI ambience donde habitan, medraran y produciran mas descendienres que los individuos con variances desfavorables. Por 10 tanco, los caracteres favorables se acumularan a 10 largo del tiempo por un proceso inevitable de "seleccion natural". Para convencer a los lectores del poder acumulativo de la variacion esponranea y de la reproduccion diferencial, Darwin indicaba los enormes cambios de tamaflO y forma que habian tenido lugar en las planras, las palomas y los animales domesticos tras unos cuanros siglos de mejora vegetal y animal por parte de los seres humanos. Algunos de sus colegas captaron de inmedia­ to la solidez de la argumenracion de Darwin. "iQue estupido he sido por no haber pensado en ello!", exdamo Thomas Henry Huxley, eras cerrar eI ejemplar de prepublicacion que Ie habia temitido. Lamenrablemenre, la reaccion del hombre cuya opinion Darwin deda que valoraba "casi mas que la de cualquier oero ser humano" fue mucho menos favorable. Herschel no crda que pudieran surgir rasgos utiles nuevos y especies diferenres por simple variacion aleatoria; denosto la idea como ley propia de la casa de tocame roque (law of higgledy-piggledy). En su ejemplar personal de EI origen de las especies, Herschel sefialaba que "primero dene que producirse una variacion favorable si es que se ha de lograr algo". Dar­ win no sabia nada acerca del origen de los rasgos varianres; Herschel crda que, si Darwin no podia explicar eI origen de la variacion, tampoco disponia de una teoria suficienre para dar cuenra del origen de las especies. INVESTIGACION

CIENCIA,

enero, 2009

En los 150 aiios transcurridos desde la apa­ ricion de la teoda de Darwin, se han resuelto, gracias a un notable progreso en el estudio de genes y genomas, cuestiones clave relativas a :os rasgos de los organismos: su trans~ision a ias generaciones siguienres y la forma en que experimentan e.l cambio·eyolutivo. Los ci'enrffi.­ cos que hoy estudi n la biologfa evolutivlt co­ nocen, al menos, los.mecanismos moleculares . \, basicos de la maravillosa diversidad de plantas y ani males que nos rodea. Igual que la teotfa misma de Darwin, las causas de la variaci6,p:--' suelen ser simples; los efe~tos, de largo alcanE'e. Y como corresponde, a ese conocimiep.to se ha lIegado tras una serie de pasos, muchos de ellos dados en el momenro justo p ..fa celebrar alguno de los sucesivos cincuente'narios del libro de Darwin.

La variaclOn, al descubierto Darwin, incapaz de decir de donde procedfan las varianres, deja sin explicar de que manera los nuevos rasgos se difundian entre las genera­ ciones siguienres. Darwin erda en la herencia mezclada: la descendencia adquirfa caracteds­ ticas intermedias entre las de los progenito­ res. Pero reconoda la naturaleza problematica de esa tesis, pues si los rasgos se mezclaban, cualquier nueva varianre rara se diluirfa pro­ gresivamenre, a 10 largo de generaciones de cruzamienro sexual con la masa ingenre de in­ dividuos que no portaran eI caracter. La confusion acerca de la herencia mezclada se despejo en 1900 con el redescubrimiento de los experimenros de Gregor Mendel so­ bre reproduccion de los guisanres, realizados medio siglo antes, en los aiios cincuenra y sesenra. Diferenres planras de guisanre del hueno del monje checo mostraban diferencias morfologi­ cas obvias, tales como tallos largos y cortos, se­ millas rugosas y Iisas, etCetera. Cuando cruzaba plantas de guisanre de razas de tipos opuestos, los descendiemes se paredan, en general, a uno de los dos progenitores. Sin embargo, con cruzamienros ulteriores, ambas formas de un rasgo podian reaparecer de manera no diluida en generaciones futuras, 10 que demostraba que la informacion genetica asociada a las formas aJternativas no habfa desaparecido tras la mez­ cla. Los experimenros de Mendel cambiaron la percepcion general de las variantes heredables: de effmeras y mezclables pasaron a enridades discretas, presenres aunque no siempre visibles, que se transmitian de padres a hijos. 1. LA VARIACION, en las plantas de los guisantes y en cualquier forma de vida, pro cede del ADN.

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LAWS OF VARIATION.

CHAP.Y.

Whatever the cause may be of each slight difference' in the offspring from their parents-{l,nd a cause fo( . e_ach~u~t exist-it is the steady accumulation, through-­ 1 natmal selection, of such differences, when beneficial to __ (" \ the individual, that giy'~~-* to all the more important . modifications of structure, by which the innumerable beings on the face of this earth are enabled to struggle.­ with each other, and the best adapted to survive.

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EI autor uavid IV' ~ n;jsle~ enseiia biologia del desarrollo en la facultad de medicina de la Universidad de Stanford. Sus investigaciones sobre el control genico del desarrollo y mantenimiento de esqueletos y articulaciones elucidaron problemas de salud moder­ nos y la evolucion de nuevas formas animales.

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No rardo en observarse que los parrones de hereneia de los "faerores genericos" de Mendel reflejaban el comporramienro de los eromo­ somas en el nucleo eelular. En el quineuage­ simo aniversario de Ef origen de las especies se deseonoda rodavfa el origen de las varianres, pero la informacion genetica se estaba con­ virriendo en una entidad ffsica, finalmenre perceptible en hebras del inrerior del nucleo. Para el eenrenario de la publieaeion del li­ bro, el rastro de la informacion herediraria en los eromosomas habfa eonducido hasra un macropolfmero, el acido desoxirribonucleieo (ADN). James Warson y Francis Crick habfan propuesro una estruetura para la molecula de ADN en 1953, con implicaciones extraordi­ narias para nuesrra eomprension ffsica de la herencia y la variacion. El ADN es una larga helice eompuesra por dos hebras, con un espinazo formado por ea­ denas reperirivas de azuear y fosfato. Las dos hebras del polfmero se manrienen unidas por el emparejamienro eomplemenrario de cuarro bases quimieas, adenina, eirosina, guanina y timina (A, C, G, T); son esras el fundamento de un lenguaje generico sencillo. Al igual que las 27 letras del alfabero espanol, las cuatro letras quimicas del alfabero del ADN pueden disponerse en secuencias distinras a 10 largo de una hebra de la helice; las instrucciones que conrengan secan rambien diferentes, y se transmiriran de padres a hijos. La heliee de doble filamenro proporciona un claro mecanismo para copiar informacion genetica. C se empareja siempre con G; A, con T. Esras afinidades vienen dererminadas por eI tamano, forma y propiedades de enlace de los correspondientes grupos quimicos. Cuando se separan las dos hebras de la helice de ADN, la secuencia de letras de cada filamenro vale, pues, como molde para reconsrruir la orra hebra. La esrrucrura del ADN de Warson y Crick hizo pensar inmediaramenre en un posible fundamenro ffsico de fa variacion esponcanea. Los danos ffsicos 0 errores en la copia de la

molecula de ADN producidos anres de la di­ vision celular alreraban la secueneia normal de lerras. Las muraciones romaban formas muy dispares: susrirucion de una letra por orra en una posicion dada del polfmero, supresion de un bloque de letras, duplicacion 0 insercion de nuevas lerras, 0 inversion y traslocacion de las letras preexistenres. Tales cambios eran rodavia reoricos por la epoca en la que se propuso la esrrucrura. Pero a medida que se acercaba el sesquicentenario de la publicacion de Darwin, los merodos de secuenciacion a gran escala han ido haciendo posible la lec­ tura de genomas enreros y el estudio de la variabilidad generica (la mareria prima para eI proceso evolurivo que propuso Darwin) con un deralle sin precedentes. Mediante la seeuenciacion de diversos or­ ganismos y de su descendencia, y con la bus­ queda subsiguienre de cambios espontaneos en la larga cadena de lerras .del ADN trans­ mitida de una generacion a la siguiente, se ha demostrado que las mutaciones se presentan con basrante regularidad. (Solo las muraciones que se producen en las celulas germinales se rransmiriran a la descendencia y seran, por 10 ranto, dereerables de ese modo.) Aunque las tasas absoluras de muracion difieren de una especie a otra, en general y por termino medio el ritmo a que suceden sustituciones de un solo par de bases es de 10-8 por nucleotido y por generacion. Dicha frecuencia puede parecer baja, pero muchas plantas y animales poseen genomas muy grandes. En un animal pluri­ celular, con 100 millones 0 incluso 10.000 millones de pares de bases en su genoma, es probable que ocurran algunos cambios espon­ taneos de un solo par de bases cada vez que se transmire informacion herediraria. Algunos tipos de susriruciones son mas probables que orros, en razon de la esrabili­ dad quimica y de las propicdades estrucrurales de las bases del ADN. Ademas, cierros ripos de cambios importanres de secuencia ocurren con frecuencia mueha mayor que la rasa promedio INVESTIGACION Y CIENCIA,

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- ase molecular de los caracteres :-:e"schel querfa que se dijese c6mo brota­ - las variantes y por que, antes de aceptar ~ ceoda de Darwin, segun la cual fa selec­ natural opera sobre tales rasgos de los :::-sanismos y genera nuevas formas vivas "ante procesos fntegramence naturales .

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o EI origen de la variacion Los cam bios aleatorios en el ADN de un organismo producen en ocasiones variaciones en sus caracteres, unas veces sutiles, otras espectaculares. La naturaleza de la mutaci6n del ADN com­ prende desde una simple sustituci6n de un par de bases por otro hgsta la duplicaci6n de genes 0 de regiones cromos6micas enteras. Los ejemplos inferiores ilustran las diversas maneras en que las alteraciones espontaneas del ADN generan diversidad.

Inserci6n En las plantas de guisante, una secuencia de 800 pares de bases insertada en un gen produce guisantes rugosos, no li­ sos. EI elemento intruso del ADN inhabilita un gen necesa . para la sintesis de almidon, con la alteracion consiguiente del contenido en azucar y agua de los guisantes. Elementos moviles de este tipo se ven en el genoma de la mayoria de los organismos pluricelulares, hombre incluido.

Mutaci6n puntuaf

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En los perros whippet, el cambio de un par de bases entraiia la diferencia entre una silueta gracil y el animal corpulento de la derecha. La mutacion inactiva el gen de una molecula seiializa­ dora que regula el crecimiento muscular. En los animales con ambas copias del gen mutado, el creci­ miento muscular se descontrola por la falta de una seiial de "alto". 5i se inhabilita una sola copia del gen, los perros son Ii­ geramente mas musculosos y se les aprecia como perros ,~ de carreras.

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Sabemos ahora que los cambios espontaneos en el ADN son los "porques" de las variacio­ nes. La cuestion del "como" se traducen esas mutaciones en diferencias en los rasgos, mas compleja, exige un campo de investigaci6n activo, con derivaciones que trascienden el estudio evolutivo. En la actualidad, se puede a menudo tra­ zar de arriba abajo el camino que va de los caracteres morfol6gicos y fisiol6gicos clasicos de plantas y animales con cambios espedficos a los atomos de la doble helice del ADN. Se sabe, por ejemplo, que las plantas de guisante altaS y bajas de Mendel difieren por una simple susticuci6n de G por A en un gen para la enzi­ rna giberelinoxidasa. La Ilamada variante corta del gen cambia un aminoacido en la enzima, 10 que reduce la aC(ividad catalitica y causa un descenso del 95 por dento en la producci6n de una hormona estimuladora del crecimiento en los tallos de las plantas de guisante. En cambio, el rasgo de semilla rugosa de Mendel resulta de la inserci6n de una se­ cuencia de 800 pares de bases en el gen de una enzima: relacionada con el almid6n. La secuencia insertada, al entorpecer la sfntesis de la enzima, reduce la de almid6n, y los cambios que produce en el contenido en azucar y agua llevan a semillas mas dukes, pero rugosas.

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Numero de copias de un gen Genes enteros pueden duplicarse al errar el proceso de copia durante la division celular, 10 que conduce a diferencias entre especies y avariacion entre miembros de una misma especie. En los chimpances l que se alimentan sobre todo de plantas verdes, el genoma contiene en condiciones normales un gen para la enzima que digiere el almid6n, la amilasa salival, mientras que el hombre porta de dos a 10 copias del gen.

La secuencia insertada aparece, asimismo, en multiples puntOS mas del genoma del guisan­ te, y presenta todas las caracteristicas de un elemento rransponible (bloque de c6digo de ADN que va de un lugar a otro del geno­ ma). Estos transposones pudieran consrituir muy bien otra fuente comun de nuevas va­ riantes geneticas, ya sea por inactivaci6n de genes 0 por la creacion de nuevas secuencias reguladoras que cambien los patranes de la actividad genica. Son pocas las generalizaciones sobre la naturaleza de la variaci6n permitidas a los bi610gos evolutivos. Reza una de ellas que rara vez se puede saber, a partir de la ob­ servacion, cual es la fuente genetica de un rasgo variante. Darwin escribi6 mucho acerca de las espectaculares diferencias morfo16gicas presentes en palomas, perros y otras animates domesticos. En la actualidad sabemos que los rasgos interesanres de los animales domesricos se basan en muchos tipos de cambios en la secuencia del ADN. A modo de bot6n de muestra: las dife­ rencias entre el color negro y amarillo en los retrievers de Labrador surgen de un cambio de base que inactiva un receptor de senales en las celulas pigmentarias de los perros amarillos. EI tamano muscular aumentado y el rendimiento INVESTIGACION '( C1ENClA,

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Duplicaci6n ..as secuencias que contienen el mismo par de bases repetido ocho •5 veces, denominadas homopolimeros, son muy propen­ :as a errores de copia. En los cerdos, la obtenci6n de dos C-G =_ 'onales en una secuencia de este tipo inactiva un gen para un ;ceptor de seiiales en las celula~ pigmentarias, 10 que produce :: =jes de color claro. Los errores de copia dentro de celulas = aetas pueden causar,que la secuencia duplicada pierda bases, :,""tableciendo la funci6n del gen yproduciendo manchas oscuras -- el cuerpo. :

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::tejorado en las carreras de los perros whippet '-= han atribuido a otro cambio en un par de =, que inactiva la sefial que, en condiciones ::ormales, suprime el crecimiento muscular. =:in embargo, la singular cresta de pelo dorsal :.e los perros Rhodesian ridgeback procede de .2 duplicacion de una region de 133.000 pares -:e bases que contiene tres genes determinan­ :es de un factor de crecimiento para las ce­ " as fibroblasticas. La duplicacion intensifica :", >intesis de dicha protefna. Los criticos actuales de Darwin y de la teo­ de la evolucion han sugerido a menudo que :x:quefias diferencias entre individuos, como mencionadas, podrian surgir pOl' procesos arurales, pero no diferencias estructurales en­ :re especies, de mayor calado. Sabemos, sin embargo, que cienos genes ejercen potentes Qiectos sobre la proliferacion y la diferenciacion .::elulares durante el desarrollo embrionario; sabemos tam bien que los cambios operados en esros genes de control comportan cam bios .espectaculares en el tamano, forma y numero e panes del cuerpo. La biologia evolutiva el desarrollo (evo-devo), subespecialidad de !2 biologia evolutiva, se ocupa del estudio del e <:eta de los cambios en genes imponantes ~el desarrollo y en el papel que desempefian ~ la evolucion. I

_ NESTIGACION

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Sobre la influencia poderosa de los genes en cuestion nos apona una ilustracion cla­ ra el maiz. La planta actual tiene un aspecro completamente distinto del que presentaba su antepasado silvestre, una mala hierba de Ame­ rica Central, el teocinte (0 teosinte). Muchas de las principales diferencias estruerurales entre el maiz y eI teocime proceden de regiones cro­ mosomicas clave, muy pocas. Las mutaciones en un area reguladora del gen que comrola los patrones de la division celular durante eI desarrollo del tallo explican en buena medida la diferencia entre una forma arbustiva general y un solo tallo centraL Los cambios en un segundo gen, activo durante eI desarrollo de la semilla, ayudan a transformar las semillas petreas y embutidas en mineral del teocinte en los granos mas blandos y expuestos del maiz. Los agriculrores mesoamericanos de la anti­ gi.iedad obtuvieron maiz a panir del teocinte. No conoeian el ADN, ni la genecica, ni la biologia del desarrollo. Pero al cruzar plantas con las propiedades deseadas, seleccionaron inadvenidamente variantes espontaneas de ge­ nes controladores del desarrollo fundamenta­ les, y con ello convirtieron, en no muchos pa­ sos, una mala hierba arbustiva en una planta de aspecto completamente distinto y uti! para el consumo. Principios similares subyacen a la evolucion de nuevas formas corporales en poblaciones salvajes de espinosos. Cuando la ultima Edad del Hielo termino hace 10.000 anos, pobla­ ciones migradoras de peces oceanicos coloni­ zaron innumerables lagos y rios recientes de Norteamerica, Europa y Asia. Desde entonces, las poblaciones han dispuesto de unas 10.000 generaciones para adaptarse a nuevas fuentes de alimento, nuevos depredadores y nuevos colo res, temperaturas y concentraciones sa­ linas del agua que se han encontrado en los ambientes dulceaculcolas. Hoy en dia, muchas especies de espinosos de agua dulce muestran diferencias estructurales mayores que las que se ven entre distintos generos de peces; pOl' citar algunas: cam bios (de hasta 30 veces) en el numero 0 tamano de sus placas oseas, pre­ sencia 0 ausencia de aletas enteras y cam bios importantes en la forma de la mandfbula y el cuerpo, las estructuras dentarias, las espinas defensivas y eI color del cuerpo . Al igual que ocurre con eI maiz, la inves­ tigacion genetica nos demuestra que algunos cambios morfologicos grandes pueden adju­ dicarse a unas pocas regiones cromosomicas importantes. Y resulta que los genes clave de dichas regiones codifican reguladores basicos del desarrollo; asi, una molecula senalizado­ ra que controla la formacion de muchas es­ tructuras superflciales distintas, otra molecula

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o Mutaciones y cultura Basta que el hombre se mire en su propio genoma para descubrir ejemplos sorprendentes de variaciones

recientes que han producido rasgos nuevos: resistencia a enfermedades, color de la piel y un largo etcetera. En

el caso de algunas adaptaciones a la dieta, los cam bios permitieron que poblaciones enteras adoptaran nuevas

formas de vida, como la ganaderia y la agricultura. Se ha descubierto que un ejemplo de un rasgode este tipo,

la capacidad de digerir leche en la edad adulta, ha surgido de manera independiente en grupos de continentes

diferentes, 10 que atestigua la gran ventaja nutritiva que la variante proporciona y la posibilidad de conectar

cambios sencillos en la secuencia de ADN a la evoluci6n cultural humana.

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• Secuencia reguladora de la lactasa

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3. DIFERENTES MUTACIONES de una misma region regulado­ ra en el ADN, que se encarga del control del gen de la lactasa, predominan en distintas partes del mundo.

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que acciva baterias de genes implicados en el desarrollo de las extremidades y un facror de dlulas madre secretado que controla la mi­ graci6n y proliferaci6n de celulas precursoras durante el desarrollo embrionario. La evoluci6n general de nuevas y diversas formas de espinosos implica genes multiples. No obstante, se han visto repetidamente algunas de las mismas variantes, en particular reguladores del desarrollo, en poblaciones independientes. La adaptaci6n de estos peces a sus ambientes respeccivos demuestra de forma elegante que las adaptaciones aleatorias pueden dar origen a diferencias sustantivas entre organismos. Si los cambios operados confieren ventaja, la selecci6n natural los conservad., una y otra vez.

EI concurso casual de los atomos El hombre pllede tambien mirarse al espejo y ver mas ejemplos de variaciones relacivamente recientes que la selecci6n natural ha conserva­ do. Los humanos presentamos diversidad de colores en los diferemes ambientes del planeta; hace poco, los ronos mas palidos de la piel de las poblaciones de latitudes septentrionales se han atribllido a los efecros combinados de

varios cam bios geneticos, entre ellos muta­ ciones de bases concretas en los genes de un recepror de seuales y de una protefna de trans­ porte activa en las celulas pigmentarias. Se sospechan asimismo cambios adicionales en el ADN que regula la migraci6n, proliferaci6n y supervivencia de las celulas pigmentarias incipientes. Una relativa falta de variaci6n en las re­ giones del ADN adyacentes a esros dos genes de los pigmenros sugiere que la~ variantes de piel clara fueron inicialmente raras y proba­ blememe se originaron en un numero res­ tri ngido de personas. Despues, las variames habrfan aumentado rapidamente de frecuencia a medida que los humanos emigraron hacia ambientes nuevos con temperaturas mas Frias y a lacitudes mas altas, en las que la piel clara produce mas facilmente vitamina D a partir de una radiaci6n solar limitada. De forma parecida, se han encontrado fuertes "rubricas de selecci6n" moleculares alrededor de un gen que controla la capaci­ dad de digerir lactosa, el azucar predominan­ te en la leche. los humanos son mamfferos, amamantan a sus pequeuos y producen una INVESTIGACION

CIENCIA,

enero, 200g

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enzima incestinal que degrada la laetosa en los azucares glucosa y galactOsa, mas sencillos. Constituimos, ademas, una excepcion entre los mamiferos: dejada atras la laetancia, se­ guimos utilizando la leche de ouos animales como fuence importance de alimencacion. Esta innovacion culcural ha ocurrido de manera independience en grupos de Europa, Africa y Orience Medio, que beben leche obtenida de vacas, cabras y camellas. La capacidad de digerir leche en la edad adulra depende de una forma mutance del gen de la lactasa incestinal, que en la mayoria de los mamiferos y en la mayo ria de los grupos humanos solo se muestra operativo durante el periodo de amamancamiento. Sin embar­ go, una forma mutance del gen de la laetasa persiste activa en los adultos de poblaciones con una larga historia de pastoreo de ani males productores de leche. Si bien tal innovacion genetica se ha relacionado con cam bios de un solo par de bases en las regiones reguladoras del ADN que cancrolan el gen, observamos que diferences poblaciones tolerances a la lacrosa poseen diferentes mutaciones en la region cla­ ve. Encontramos aqui un ejemplo espectacular INVESTIGACION

CIENCIA,

enero, 2009

de la evolucion repetida de un caracter similar mediante cambios independiences que afectan a un gen. Otro ejemplo de una adaptacion recience relacionada con la nuuicion en los seres hu­ manos implica la multiplicacion de un gen campleto. Mientras que los chimpances no poseen mas que una copia del gen para la amilasa salival, una enzima que digiere el al­ midon del ali mento, el hombre muestra una notable variacion en el numera de capias del gen de la amilasa. En algunos individuos, las duplicaciones del gen han ptoducido hasta 10 copias a 10 largo de un solo cromosoma. Las personas de culturas que consumen dietas ricas en almidon, como el arroz, tienen un numera medio superior de capias del gen de la amilasa y niveles superiores de la enzima amilasa en su saliva en comparacion con las personas de culturas basadas en la caza 0 la pesca. La ganaderfa de ani males productores leche y la agricultura aparecieron en los ultimos 10.000 arros. Aunque esto corresponde solo a unas 400 generaciones humanas, es eviden­ te que esas nuevas Fuentes de alimentacion condujeron a la acumulacion de variantes geneticas novedosas en las poblaciones que las explotaban. La objecion mas tenaz de Herschel a la teoria de Darwin expresaba su sensacion de que nunca podrian surgir rasgos nuevos y utiles a traves de una variabilidad aleatoria simple. En comencarios publicados y en cartas ar­ gumentaba que dichas caracteristicas siempre requeririan "mente, plan, diserro, con la ex­ clusion lisa y llana del azar como sujeto y del concurso casual de los atomos". A Herschel Ie sobraba razon cuando serralaba que el origen de la variabilidad era todavia un misterio en 1859. Sin embargo, despues de 150 arros de investigacion, podemos ya catalogar diversas variantes esponcaneas en la secuencia del ADN que ocurren cada vez que un genoma complejo se transmite de padres a hijos. Solo una minuscula fraccion de dichos cam­ bios tiene probabilidades de mejorar la infor­ macion hereditaria original y eI caracter que de ella deriva, no de degradarios. Con todo, los guisantes mas duIces, los musculos mayores, la capacidad de correr mas ceIere 0 la de digerir nuevos alimencos han surgido de disposiciones nuevas y sencillas en la secuencia del ADN de guisances, perros y humanos. Asi, el "concurso casual de los atomos" puede generar rasgos ineditos e interesantes. Y la variabilidad intrin­ seca de los seres vivos sigue proporcionando la materia ptima gracias a la que, en las famosas palabras del final del librillo verde de Darwin, "un sinfin de formas maravillosas y bellisimas nacio, y nace, por evolucion".

Bibliograffa complementaria PARALLEL GENETIC ORIGINS OF PELVIC REDUCTION IN VERTE­ BRATES. Michael D. Shapiro,

Michael A. Bell y David M. Kingsley en Proceedings of the National Academy of Sciences USA, vol. 103, n.O 37, pags. 13.753-13.758; 12 septiembre,

2006. INDEPENDENT INTRODUCTION OF TWO LACTASE-PERSISTENCE ALLELES INTO HUMAN POPULA­ TIONS REFLECTS DIFFERENT HISTORY OF ADAPTATION TO MILK CULTURE. Nabil S. Enattah et al.

en American Journal of Human Genetics, vol. 82, n.O 1, pags.

57-72; 2008. EVOLUTION: CONSTANT CHANGE AND COMMON THREADS. HHMI 2005 HOLIDAY LECTURES ON SCIENCE. David M. Kingsley y

Sean B. Carroll. Disponible en www.hhml.org/biointeractivel evolution

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DE CERCA

n parasito amigable Rosa Isabel Figueroa y Esther Garces

L

a imagen que tenemos de los parasitos no suele ser muy positiva. Les aCllsamos de vivir a costa de orros, causando perjllicio a quien los padece. Ciertamente, viven y se nlltren a expensas del parasitado, sin aportarle ningun beneficio. Pero no siempre resultan perjlldiciales: los hay que favorecen a un tercer organismo. Tal aconte­ ce con ParviLucifera, un parasiro de las algas toxicas (dinoRagelados) causantes de las "mareas rojas". Las proliferaciones de estas algas provo can en el sectOr marisquero y acuicola efectOs desastrosos; por una razon obvia: el consumo de pescado y matisco pOl·tador de tOxi­ nas algales puede acarrear graves problemas sanitarios. Aunque se ha ensayado la aplicacion de este organismo en la lucha contra las proliferaciones algales nocivas, las seguimos padeciendo. iPor que? Las algas han desarrollado mecanismos de defensa: quistes resistentes 0 bien cepas de algas resisrentes (un fenomeno similar al de la adquisicion de resisrencia bacreriana ante los anribioricos). El cicio biologico de este parasitO consra de dos esrados: una fase movil y una fase no movil (espora). Un esrudio profundo de este cicio resulta esencial para conocer sus aplicacio nes.

2. Fase m6vil de Parvilucifera, en esta imagen obtenida pOl' microscopia electr6nica. Mide menos de 3 micrometros de longitud y unos 2 micrometros de ancho; posee dos f1agelos, uno desnudo y otro cubierto de pelos.

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3. Fase no m6vil de Parvilucifera, en imagen obtenida por microscopia electr6nica.

EI parasito penetra en el alga; prolifera en el citoplasma

0 bien en el nucleo, segun

la especie infectada. Conforme avanza la infecci6n, el cuerpo del dinoflagelado se lIena de parasites dando lugar a una espora oscura

y redondeada.

4. En el interior de la espora distinguimos, tras tinci6n de ADN,

5. Pasados uno

de 50 a 500 parasitos (verde).

que infectaran a una nueva alga.

INVESTIGACION

CJENerA, enero, 200g

0

dos dias, la espora libera los parasitos,

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PERFILES

Francisco J. Ayala: La evoluci6n del cristiano Francisco J Ayala) genetista que fuera dominico) no ve ningun conflicto entre el darwinismo y la fe. EI reto estriba en convencer a un extenso sector del publico estadounidense

Sally Lehrman rancisco J. Ayala abre eI cajon mas alto de un archivador negro y re­ busca entre una docena de carpetas, to­ das clasificadas con pulcritud por pu­ blicacion y fecha. Son los ensayos sa­ bre la evolucion que ha compuesto en las liltimas seis u ocho semanas para li­ bros y revisras de divulgacion. "Traba­ jos a destajo", dice con una sonrisa, ufa­ nandose de que solo Ie !leva un dia 0 dos escribirlos. Tras casi 40 afios tratando de difun­ dir la evolucion entre los cristianos, este prestigioso biologo evolurivo de la Uni­ versidad de California en Irvine ha re­ finado primorosamente sus argumentos.

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Dispone de anecdotas y ejemplos a rau­ dales, e incluso tiene a puntO alguna provocacion. Uno de cada cinco emba­ razos, les recuerda a menudo a sus oyen­ res, acaba en aborto espontaneo. Y a continuacion pregunta retoricamente, como hizo en una entrevista que con­ cedio a la revista CathoLic el ana pasado: "Si Dios diseno explicitamente el sistema reproductor humano, (es Dios el mayor abortista de rodos?" Con esos ejem plos, explica, "pretendo dades la vueIta a sus argumentos". Ayala, a sus 74 ailos, esta preparan­ dose para un 2009 que se presagia ex­ cepcionalmente atareado. Ese ana se ce-

u.s.

FRANCISCO J. AYALA

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CONCEPTOS COMPATIBLES: En el tiempo que pas6 en la faeultad de teologia de los dominieos de Salamanca, nunca percibi6 que la evoluci6n fuera un enemigo. Muy al eontrario, sostiene que el darwinismo resuelve en el eristianismo la paradoja de que un Creador suma bondad pueda permitir el sufrimiento y el mal.

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PLUMA PROLIFICA: Lleva publieados unos 900 artieulos, ha escrito 0 editado 32 libros y ganado varios premios, entre ellos la Medalla Naeional de la Cieneia de Estados Unidos en 2001. RAMIFICACIONES: Apliea sus eonocimientos de genetica a eultivar 30 variedades de uva vinieola en unas 1000 heetareas de Lodi (California).

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lebra el bicentenario del nacimiento de Charles Darwin y el sesquicentenario de la publicacion de "El origen de las espe­ cies", y es de preyer que se enardezca el debate entre evolucionistas y creacionis­ tas. Ayala dice que para los ciendficos es apremiante la necesidad de entablar un dia.logo con los creyentes. Como prue­ ba, blande un tomo de tamano A3 que pesa sus buenos cinco kilos. Se titula At­ las o/Creation. EI creacionista musulman Adnan Oktar, turco, se 10 ha enviado por correo a ciendficos y museos a 10 largo y ancho de Estados Unidos y Fran­ cia. Este volumen, magnificamente ilus­ trado, no solo ataca la evolucion, sino que relaciona la teo ria de Darwin con diversos horrores, desde el fascismo has­ ta el mismisimo Satanas. En [os Estados Unidos, el Instituto Discovery de Seattle, que promueve el diseno inteligente, ha publicado libros de texto de biologia en los que se pone en entredicho la evolucion, y en 2008 ha promocionado la pelicula ExpeLLed: No intelfigence aLLowed [Expulsado: la in­ teligencia no esra permitida], en la que se sosdene que los cientificos antidarwi­ nistas son perseguidos. La candidata re­ publicana a la vicepresidencia de la na­ cion, Sarah Palin, sosruvo que el creacionismo deberia ensenarse a la par que la evolucion en las escuelas. Uno de cada ocho profesores de ensefianza se­ cundaria propone el creacionismo como una alternativa valida, segun una encues­ ta de la Universidad estatal de Pennsyl­ vania. A pesar de los abnegados esfuer­ zos de los cientificos, y a pesar de algunos considerandos constitucionales, los creacionistas y los defensores del di­ sene inteligente "no se muestran menos debiles", dice Ayala. ''AI conrrario, se los ve mas cada dia". Pero Ayala sosdene que los cientifi­ cos que atacan la religion y ponen en ri­ diculo a los creyentes -entre quienes sobresale Richard Dawkins, de la Uni­ versidad de Oxford- cometen un errQr. Amen de desrructivo, da pabulo a quieINVESTIGACION YCIENCIA,

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nes predican que hay que escoger enrre Darwin y Dios. Con frecuencia, los alumnos del curso de introduccion a la biologia que dicta Ayala Ie dicen que contestad.n las pregunras de los exame­ nes como el quiera, pero que en el fon­ do rechazan la evolucion, a causa de sus creencias cristianas. Luego, un par de anos mas tarde, cuando han aprendido algo de ciencia, deciden abandonar la re­ ligion. Una y otra, parecen pensar, son incompatibles. Declaracion que a Ayala Ie produce tristeza. Le gustada que los creyentes supieran compatibilizar la [e y la cien­ cia. Con la experiencia de sus cinco anos de estudio de reologfa preparandose para la ordenacion como sacerdote domini­ co, Ayala se sirve de la evolu­ cion para tratar de resolver una paradoja central del cristianis­ mo, a saber, como es posible que un Dios omnisciente y suma bOlldad permita el mal y el su[rimiento. La naruraleza esta disenada de modo imperfecto, con rare­ zas como el punto ciego del ojo humano 0 un exceso de dientes que se apretujan en nuestras mandibulas. Los parasitos son sadicos; crueles, los depre­ dadores. La seleccion natural puede ex­ plicar la [erocidad de la naturaleza, ra­ zona Ayala, y despejar el "mal" (un acto intencionado de la libre voluntad) del reino viviente. "Darwin resolvio el pro­ blema", conduye. Se remite a reologos crisrianos con culrura cientifica que en­ tienden que Dios esta conrinuamente implicado en el proceso creativo median­ te la seleccion natural no dirigida. Aya­ la se propone o[recer a los creyemes una respuesra mejor que el creacionismo 0 el diseno inteligente, hablandoles en sus propios terminos. Ayala riende puentes entre ciencia y religion porque habla con la mayor sol­ tura (y un marcado acento castellano) los lenguajes de la una y de la otra. A pesar de su prolifica actividad de divul­ gador, a veces agotadora, sigue a la ulti­ ma en biologfa molecular. Al igual que en sus debates reologicos, gusra de po­ ner en tela de juicio las ideas cientificas que se dan por ciertas. Fue pionero en poner de manifiesto, al principio de su carrera cientifica, 10 extensa que era la variabilidad genetica y la accion de la se­ leccion natural en el plano de las pro­ teinas. Sus mediciones llevaron a cam-

bios de calado en la reo ria del "reloj molecular" uniforme, que se basa en las diferencias en la estructura de las pro­ teinas 0 en el ADN para establecer el momento en que las especies divergie­ ron de un ancestro comun. Ya no diri­ ge un laboratorio, pero sigue colaboran­ do asiduamente. Ayala se licencio en fisica en la Uni­ versidad Complurense de Madrid, y lue­ go rrabajo en un laboratorio de generi­ ca mientras escudiaba teologfa en la Facultad Pomificia de San Esteban, en Salamanca. Cuando se ordeno en 1%0 ya habia decidido seguir una carrera cien­ tifica, en vez de dedicarse por entero a su ministerio. En aquel convento domi­ nicano nunca se percibio a Darwin como

contiene un capitulo con dedaraciones de cuatro confesiones re\igiosas y tres cientificos sobre la compatibilidad de la evolucion y las creencias religiosas. Ayala tam bien suscita dudas entre sus colegas por su pertenencia al comite ase­ sor de la Fundacion John Templeton, que solo el ano pasado ha dedicado 70 millones de dolares a financiar la in­ vestigacion y programas academicos "que contemplen las grandes cuestiones de la vida". Algunos cientfficos se quejan de que el principal objetivo de la organiza­ cion es infiltrar la religion en la ciencia. Pero Ayala defiende el imeres de la fun­ dacion en 10 que respecta a relacionar la ciencia con las creencias religiosas. "Ha comenzado a hacer cosas muy buenas en los iiltimos anos", explica. Pese a todo, algunos filosofos de la ciencia, como por ejemplo Philip Kitcher, de la Universidad de Columbia, han acabado por rechazar que la evolucion y la fe en un creador providenre pue­ dan ser compatibles. Kitcher ad­ mira a Ayala, pero se queja de que "alberga tendencias sob rena­ turalistas residuales". Para otros, el en­ foque de Ayala de debatir las cuestiones teologicas y explicar la ciencia con cla­ ridad no es sunciente. Cuando dos ter­ cios de los profesores de la escuela esta­ tal se dec!aran comprometidos con el creacionismo, es para echarse a temblar, dec!ara la biologa evolutiva Joan E. Roughgarden, de la Universidad de Stan­ ford. En 2006 Roughgarden escribio 10 que denomina un "libro religioso", don­ de exponfa ideas y ejemplos de la evo­ lucion extrafdos de la Biblia. Hija de misioneros episcopalianos, dice que va al encuenrro de los creyentes en su pro­ pio campo, e inc!uso ha subido al pul­ pito para pronunciar sermones sobre la evolucion. Afirma que donde arrecia el debare no es en los conceptos teologi­ cos, como la explicacion del mal, sino en los bancos de los templos. A veces Ayala parece dispuesto a ir alli, en particular cuando habla de la idea de Dios autor del universo. Pero se nie­ ga a anrmar 0 negar una creencia perso­ nal en Dios, para permanecer en el rerreno de la filosofia. Hay personas in­ re\igentes que reciben el mensaje de la incomparibilidad entre su fe y la cien­ cia. El objetivo de Ayala, segun afirma el mismo, es contribuir a que los cre­ yen res yean en la evolucion una aliada.

Frente a quienes declaran que la Fe es incompatible con la ciencia, Ayala quiere que los creyentes vean en la evo/uci6n una aliada.

INVESTIGACION Y CIENCIA,

enero, 2009

enemigo de la [e cristiana. De modo que, cuando lIego a Nueva York un ano des­ pues para hacer un doctorado en gene­ rica, la opinion generalizada en los Es­ tados Unidos de la hosrilidad entre evolucion y la religion Ie cogio por sor­ presa. Desde entonces, Ayala ha intenrado contrarresrar el escepticismo respecto a las teodas de Darwin sosrenido sobre presupuestos religiosos. Al principio, recuerda, sus colegas cientificos recela­ ban, y eran de la opinion de que los investigadores no debian enzarzarse en diatribas religiosas. En 1981, cuando el legislativo de Arkansas voro que se de­ bfa conceder al creacionismo el mismo espacio en las escuelas, el sentir gene­ ral comenzo a cambiar. La Academia Nacional de Ciencias preparo un dic­ tamen para el Tribunal Supremo en el caso de la "Ley de la Creacion" de Loui­ siana, y Ie encargo a Ayala que dirigie­ ra su elaboracion. Se publico en 1984 bajo el titulo de Science and Creatio­ nism: A View from the National Acade­ my of Sciences. Para la segunda edicion, de 1999, Ayala propuso que se incluyeran las opi­ niones de algunos reologos, "pero casi me comen vivo", recuerda. La tercera edicion, que vio la luz el pasado ano,

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o EL LINAJE HUMANO Han transcurrido unos 180 anos desde el descubrimiento del primer f6sil humano. Desde entonces, los paleont61ogos han venido reuniendo una vasta colecci6n de hallazgos sobre nuestros antepasados • KATE WONG

• lIustraciones de Viktor Deak

n "El origen de las especies", Charles Darwin reflexionaba sobre la evoluci6n de los organismos, fuesen orquideas o ballenas. Pero llama la atencion que en esa obra capital no hablase de la aparicion de los seres humanos. Se limito a escribir esras escuetas palabras: "Se arrojara luz sobre el origen del ser humano y su historia". Se cree que el silencio de Darwin sobre la cuestion en aquel momenta se debio a que era reacio a enfrentarse a los victarianos -y a su pia esposa-, para quienes rodas las criaturas vivas, especialmente los seres humanos, eran obra directa de Dios. El biologo Thomas Henry Huxley, el "bull­ dog de Darwin", no tenia ese tipo de reparos. En 1863 escribio Pruebas de la posicion del hombre en la naturaleza, donde aplicaba la teoria de Darwin a la evolucion de los hu­ manos, para llegar a la conclusion de que descendiamos de los simios. Doce arros mas tarde, el propio Darwin, posiblemente alen­ tado por los rrabajos de Huxley, escribio La ascendencia del hombre. En esta obra afirmaba que chimpances y gorilas eran nuestros parien­ tes vivos mas proximos, como se segura de las semejanzas anaromicas que guardamos con ellos, y predijo que encontrariamos los fosiles de nuestros primeros antepasados en Africa,

donde todavia moran esos simios. En aquella epoca solo se conoda un purrado de fosiles humanos, rodos de neandertales desenterrados en yacimientos de Europa occidental. Desde entonces, numerosos fosiles y ami­ lisis geneticos han proporcionado datos que demuestran las conclusiones de Darwin. Ahora sabemos que nuestro pariente vivo mas proxi­ mo es d chimpance y que los humanos se originaron en Africa, hace entre siete y cinco millones de arros, epoca en que nuestro liilaje se separo del linaje de los chirnpances. Tam­ bien hemos descubierto que durante la mayor parte de la prehistoria nuestros antepasados companieron el planeta con otras especies de hominidos. Ademas, no somos el final de una sucesion de especies, cada una mas erguida que la precedente; nuestro arbol de familia contiene muchas ramas extintas. La histaria de nuestros origenes todavia no esra completa. Los paleontologos buscan con tenacidad fosiles del ultimo antepasado COmLlI1 de los human os y los chimpances. E ignoramos por que los Homo sapiens supe­ raron a los neandenales y a orros humanos arcaicos. Quedan muchos misrel"ios por des­ cifrar en nuestro pasado colecrivo. Sin duda, la perspicacia de Darwin seguira guiandonos hacia su esclarecimiento.

La combinaCion de pintura, dibujo y escultura en las ilustraciones de Viktor Deak, con la ayuda de las tecnicas de ordenador mas recientes, crea imagenes del pasado prehistorico de un realismo fotografico muy notable. Deak nacio en Budapest en 1977, perc se erio en Estados Unidos. Ha ilustrado, para el Museo Americano de Historia Natural, una guia de campo de 23 especies humanas extintas.

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INVESTIGACION Y CIENcrA,

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anatomicos del pasado

Hemos heredado estructuras anat6micas de peces y renacuajos. Estos remanentes evolutivos son los culpables de las hernias, el hipo y otras deficiencias • NEil H. SHUBIN

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CONCEPTOS BASICOS • La trayectoria de los nervios y fluidos del cuerpo humano guar­ da semejanza con la marana de cables y canerfas de una casa antigua. Es un legado de nuestros antepasados ictfneos yanfibios. • EI tuba por el que pasa el esperma forma un complicado bucle que provoca hernias. Tal conformaci6n constituye el re­ sultado de cam bios anat6micos acaecidos en el curso de nuestra evoluci6n a partir de los peces.

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• Los nervios que heredamos de los peces y se extfenden del cerebro al diafragma pueden irritarse y desencadenar hipo. Este mecanismo de cierre de la entrada al tuba respiratorio constituye un residuo de los an­ fibios que nos precedieron y que respiraban mediante pulmones y branquias.

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mpece a ensefiar anatomia humana par las mismas fechas en que la universidad remodelaba mi laborarorio. La coin­ cidencia no pudo haber sido mas propicia. Ensefiar anawmia pOl' primera vez supone un reto y no solo por la copiosa terminologia que hay que aprender. Si echamos una ojeada al interior del cuerpo humano, se nos revelan estructuras que han persistido durante el curso de la evolucion, una suerte de marafia confusa, donde arterias, nervios y otras esrructuras rea­ lizan recorridos extrafios para ir de una parte a otra del cuerpo. Mientras me esforzaba por entender las estructuras internas del cuerpo humano, la universidad me dio espacio en un edificio cen­ tenario que iban a reconvertir en un labora­ rorio moderno. Cuando picamos las paredes para arreglar la fontanerfa y la electricidad, nos encontramos una madeja de cables, alam­ bres y cafierfas, carentes de funcion aparente, que se enroscaban y retordan extrafiamente por todo eI edificio. Nadie en su sana juicio habria disefiado un edificio con semejante embrollo. Construido en 1896, mostraba un disefio antiguo, que se habia ido arreglando de forma chapucera durante decadas en las suce­ sivas renovaciones. Si queriamos comprender la enrevesada trayectoria de un cable 0 una cafieria, habia que conocer su hiswria y las modificaciones experimentadas en el transcurso del tiempo. Lo mismo sirve para las estructuras que componen eI cuerpo humano. Tomemos el cordon espermarico, el tubo que conecta los testlculos, en eI escrow, a la uretra, en el pene. EI esperma sale del cuerpo siguiendo la rrayecwria del tubo. Dado que el escroto se halla al lado del pene, podria

pensarse que el mejor disefio corresponderfa al recorrido mas corto: una linea recta entre las dos estructuras. No es as!. EI cordon es­ permatico asciende desde eI escroto, gira en eI interior de la pelvis, desciende a rraves de una abertura debajo de las articulaciones de la cadera y, por fin, viaja hacia la uretra, en eI interior del pene. Semejante trayectoria ---un legado historico- resulta desconcertante, por incomprensible, a los estudiantes de medicina y a los varones que sufren ciertos tipos de hernias a causa de ella.

La herencia de los peces Para interpretar nuestro cuerpo debemos examinar la historia que compartimos con rodos los seres vivos: desde microorganismos y vermes hasta peces y primates. En eI caso del cordon espermatico, las gonadas humanas empiezan a desarrollarse de forma similar a las de los tiburones, peces y orros vertebrados. La formacion de las gonadas humanas (ovarios en las mujeres y testlculos en los varones) se produce mas arriba, cerca del higado, poria razon presumible de que es alii donde ocurren las interacciones entre l-os tejidos que se de­ sarrollan en las gonadas: En los tiburones y peces adultos, las gonadas suelen permanecer cerca del higado. Mantienen esa configuracion ancestral probablemente porque su esperma se desarrolla dentro de la cavidad corporal. EI funcionamiento de los mamfferos difie­ re del comportamienw de los peces que nos precedieron. Al desarrollarse el few masculino, las gonadas descienden. En las mujeres, los ovarios bajan desde la zona media del cuerpo para colocarse cerca del utero y de las trompas de Falopio. Semejante desplazamiento asegura INVESTIGACION'. CIENCIA,

enero, 2009

El autor Neil H. Shubin es respon­ sable de asuntos academicos del museD Field. Tambien es paleont610go y decano adjunto de biologia evolutiva y de los organismos; ocupa la catedra Robert R. Bensley de la Universidad de Chicago. Sus trabajos han arrojado luz sobre trasformaciones clave en la evoluci6n: de los reptiles a los mamiferos, del oceano a tierra firme.

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que el ovulo no tenga que vlapr muy lejos para ser fecundado. En los varones, las gonadas recorren un camino mas largo: deben !legar a la bolsa escrotal, extendida desde el cuerpo. Tal conformacion resulta determinante para la produccion de un esperma sano. Los mamf­ feros somos de sangre caliente; se supone que la cantidad y calidad del esperma dependen de que este se desarrolle a una temperatura inferior a la del cuerpo. De hecho, un estudio sugiere que la calidad del esperma mejora si, en lugar de utilizar calzoncillos ajustados, que presionan el escrow contra el cuerpo, se usan de tipo boxer, que permiten que cuelgue. El escrow de los mamiferos corresponde a un saco separado el cuerpo, mas caliente, que se eleva y desciende para controlar la temperatura a la que se desarrolla el esperma. Y ahi Ilega e1 problema. Para que los tes­ tfculos se posen en la bolsa escrotal tienen que descender un trecho largo, obligando a1 cordon espermatico a seguir un bucle enreve­ sado. Desgraciadamente, el bucle provoca en los machos una debilidad en la pared abdo­ minal cerca de su terminacion. Cuando un fragmenro de viscera se insinua a traves de este punw debit, se producen varios tipos de

hernias, unas congenitas y otras adquiridas. Las primeras ocurren cuando algunas piezas del intestino viajan con las gonadas y descienden a traves de la pared abdominal; las segundas se desarrollan mas tarde. La propension a adquirir ciertos tipos de hernias refleja, pues, capas de hiswria humana: nuestro pasado pez y nuestro presente mamifero.

Par que tenemas hipo El mismo tipo de analisis evolutivo puede apli­ carse a otros desarreglos. Pensemos en el hipo, que puede limitarse a una simple molestia de unos minuws 0 convertirse en un traswrno que altera la vida durante meses 0, en raras ocasiones, anos. El hipo 10 provoca una con­ traccion del diafragma. El sonido caracteristico "hip" se produce cuando inspiramos aire de forma repentina mientras se cierra 1a giotis, la hendidura anterior de la laringe. Todos esos movimientos son involuntarios. Hacemos "hip" sin ninguna intencion buscada. El hipo aparece por distintas razones: por comer en exceso 0 demasiado deprisa y por motivos mas graves, como tumores en el area wraclca. El hipo refleja al menos dos fases de nuestra hiswria: una que compartimos con los peces

o Las hernias

La larga trayectoria de descenso de los testfculos durante el desarrollo embrionario (desde una parte superior del cuerpo, equivalente a donde residen en los tiburones) crea un punto debil en la pared inguinal que hace a los varones propensos a sufrir hernias. 9 meses

7 meses

III

1 mes

I G6nada

Abierta

o

Cerrada

EI hipo

EI hipo puede causarlo, entre

otros, el bloqueo 0 las lesiones

que provocan la retorsi6n de los

nervios frenicos responsables

de la respiraci6n, un remanente

evolutivo de los peces. Estos

nervios transmiten sefiales

desde el cerebro y producen

un espasmo del diafragma,

haciendo que la glotis se

cierre de golpe. La inspiraci6n

repentina deaire y el bloqueo

de la laringe, el hipo, constituye

un legado de los renacuajos,

que bombean agua a la boca

cuando respiran a traves de las

branquias. AI propio tiempo, se

les cierra la glotis para evitar que

el agua entre en los pulmones,

que utilizan para la respiraci6n

en tierra.

---'-........=-+- Epiglotis

I

Branquias

y oua con los anfibios. De los peces hereda­ mos los nervios principales que conuolan la respiraci6n. Dos de ellos, el vago y el frenico, se extienden desde la base del CraneD y cursan a traves de la cavidad tonicica y el diafrag­ rna. Ese recorrido tortuoso origina problemas: cualquier cosa que interrumpa el camino de los nervios a 10 largo de su recorrido afecta a nuestra capacidad para respirar. La irriraci6n de esos nervios puede provocar hipo. Si el cuerpo humano tuviera un disefio mas racio­ nal, los nervios no viajadan desde el cuello, sino desde un punta cercano al diafragma. Sin embargo, hemos heredado ese disefio de nuestros antepasados los peces, que cuentan con branquias situadas cerca de la cabeza, no un diafragma mas abajo. Si la extrafia rrayectaria de los nervios se la debemos a nuesrra histaria ictinea, el hipo puede haber surgido del pasado que compar­ rimos con los anfibios. Resulta que el pauon de la actividad muscular y nerviosa del hipo se da de forma natural en orros organismos. No en cualesquiera. En concreto, se observa en los renacuajos, que respiran mediante los pulmones y las branquias. Cuando usan las branquias se encuenuan con un problema: tienen que bombear agua a la boca para des­ pues conducirla a traves de las branquias, evitando que entre en los pulmones. Inspiran de forma subira, mientras cierran Ja gloris para clausurar eI tubo respiratodo. En esencia, INVESTIGACION Y ClENClA,

enero, 2009

respiran mediante las branquias usando una forma de hipo. Hemos pasado vadas etapas de nuestro pa­ sado remota en antiguos oceanos, riachuelos y sabanas; no en edificios de oficinas, pistas de esquf 0 campos de fMbo!' Tamafia desconexi6n entre pasado y presente explica algunos de los desmoronamientos que sufre nuestro cuerpo. Los huesos mas imporrantes de la rodilla, la espalda yla mufieca humana surgieron en cdaturas acuaricas hace cientos de millones de afios. No sorprende, por tanto, que nos desgarremos los cartilagos de las rodillas y pa­ dezcamos dolor de espalda por caminar sobre dos piernas, 0 desarrollemos el sindrome del tune! carpiano por escribir a mana 0 en un teclado. Ni los peces ni los anfibios que nos precedieron realizaban semejantes rareas. Tomemos el plano corporal de un pez, mo­ difiquemoslo con genes alterados de un ver­ me y disfracemoslo para que parezca un ma­ mffero; estiremos y retorzamos luego el cuerpo de marras para conseguir un organismo que carnine erguido, hable, piense y controle los dedos. EI resultado: una receta desasrrosa. Podemos "disfrazar" al pez s610 hasta cieno punta, si no queremos sufrir las consecuencias de semejante chapuceria. En un mundo per­ fecramente disefiado, sin un legado hisrorico tan extenso, no padeceriamos hemorroides ni hernias. Ni seria tan cara la remodelaci6n de un edificio.

Entrada de agua

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INTO THE 3.5-BILLlON-YEAR HIS­ TORY OF THE HUMAN BODY. Neil

Shubin. Panthon; 2008.

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00

Evolucion ··por el bien del grupo·· La selecci6n de grupo, aceptada en un comienzo de forma aCritica, cay6 en el descredito. Ha lIegado el momenta de acometer una valoraci6n mas precisa del proceso • • DAVID SLOAN WILSON Y EDWARD O. WILSON

CONCEPTOS BASICOS • La selecci6n natural actua en los distintos niveles de la jerarquia de los sistemas biol6gicos: . entre los genes dentro de los individuos, entre los individuos dentro de los grupos de indivi­ duos, entre los grupos dentro de las poblaciones e incluso en niveles mas altos. • La selecci6n en un nivel inferior puede socavar la operada en un nivel mas alto. Para determinar cual se impondra hay que tomar caso por caso.

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s la evoluci6n un deporte de equipo o una competicion por la supervivencia que se disputa entre individuos? No hay duda de que la selecci6n natural actlla sobre los organismos individuales. Aquellos que poseen rasgos favorables tienen mayor probabilidad de transmitir sus genes a la ge­ neracion siguiente. Pero es posible que se den otros procesos similares en los distintos niveles de la jerarquia biologica, de modo que la selec­ cion natural perpetlle rasgos que no favorecen a un individuo, sino a una unidad social, se trate de una bandada 0 colonia, una especie enrera 0 incluso de un ecosistema compuesto pOl' muchas especies. La pregunta de fondo es: iPuede un rasgo biologico evolucionar pOl' "el bien del grupo"? Much os de los primeros evolucionistas aceptaron la idea de la selecci6n de grupo sin pensarselo mucho. Les pareda, pOl' ejemplo, que cabfa decir que las manadas de animales rumianres habfan evolucionado en el sentido de poder mantener a largo plaza su suministro de alimento. Las manadas que restringiesen su alimentacion tend dan una mayor probabilidad de sobrevivir que las que agotaran d.pidamenre un recurso esencial. Pero al analizar la cuesri6n con mas detalle, otros bi610gos descubrieron un error en el razonamiento. El uso prudente de los recursos beneficia a todos los miembros del grupo, incluso al "tramposo" que consu­ me mas que el resto. Los genes asociados a ser tramposo se esparciran pOl' el grupo y la tendencia al uso cooperativo de los recursos

quedad. socavada. La situaci6n es muy familiar en la experiencia humana; es eI fen6meno que Garrett Hardin denomin6 "Ia tragedia de los bienes comunales". A mediados de los arros sesenta, las ideas relativas a la selecci6n de grupo estaban muy mal vistas; se evitaba la expresi6n en manuales y bibliograffa cientffica. Cuando los bi610gos observaban conduetas que paredan beneficio­ sas para eI grupo 0 la especie, se esforzaban por explicarlas unicamente pOl' medio de la selecci6n individual. As!, los animales coope­ radan porque com parten genes ("selecci6n pOl' parentesco") 0 pOl' una probable ayuda redproca en eI futuro. El altruismo aparente se interpretaba como un egoismo inreligente. Lleg6 a ser casi de rigor orillar las menciones a la selecci6n de grupo. Ha lIegado el momento de hacer una va­ loraci6n mas cuidadosa y sin prejuidos de la selecci6n de grupo en el pensamiento evo­ lutivo. La forma mas ingenua de selecci6n de grupo -la que axiomlticalilente supone que la conducta evoluciona pOl' el bien del grupo- es insostenible. Sin embargo, hay rasgos beneficiosos para el grupo que, a pe­ sal' de tener un coste privado, surgen en la evoluci6n pOl' seleccion natural. El hecho de que los tramposos tengan una venraja en eI sene de un grupo no implica que prevalezcan en la poblaci6n en su conjunto. La seleccion dentro de grupos se opone a la seleccion entre grupos; eI resultado final depende de la fuer­ za relativa de esos efectos. Antes de rechazar INVESTIGACION YCIENCIA, enero, 2009

categoncamente la seleccion de grupo y los razonamientos basados en "el bien del grupo", debemos evaluar el equilibrio entre los niveles de seleccion caso por caso.

Muiiecas rusas Para tener una idea clara de la seleccion de grupo hay que comparar la supervivencia y reproduccion de los individuos de manera ade­ cuada. El problema con las conductas "por el bien del grupo" esuiba en que resultan loealmente desvenrajosas. Puede ser venrajoso para un miembro prudente de una manada la conservacion de recursos, pem 10 sed, aun mas para un tramposo. La seleccion natural se basa en la eficacia 0 adecuacion biologica relativa. Si los ciudadanos responsables tienen menos eficacia biologica que los trarnposos de su mismo grupo, tendremos que afiadir algo para explicar que la evolucion conduzca a la existencia de aquellos en la poblacion. Ese algo es una diferencia positiva en la eficacia biologica a una escala mayor. Los grupos de ciudadanos responsables tienen una eficacia mayor que los grupos de tramposos. Estas capas de inreraccion que compiten y evolucionan son como las mufiecas rusas, las matrioskas, encajadas unas dentro de otras. En cada nivel de la jerarquia, la seleccion natural favorece un conjunto distinto de adaptaciones. INVESTIGACION

CIENCIA,

enero, 2009

La seleccion de individuos dentro de grupos favorece la conducta tramposa a expensas del grupo. La seleccion entre grupos denn'o de la poblacion total favorece las conduetas que aumentan la eficacia bio16gica relativa del gru­ po, aunque estas conductas tambien puedan tener un efecto negativo a una escala todavfa mayor. Se puede extender la jerarqufa hacia abajo, al eswdio de la seleccion entre genes dentro un organismo, 0 hacia arriba, al eswdio de la selecci6n de enridades de un nivel mas alto. La regIa general puede enunciarse as!: la adaptacion en el nivel X requiere un proceso correspondienre de seleccion en el nivel X y tiende a ser socavada por la selecci6n en niveles inferiores. A esta vision de la evolucion se la denomina "teorfa de la seleccion multinivel (SMN)". Aunque el termino "seleccion ffiultinivel" es mas recieme que el de "seleccion de grupo", la 16gica de las mufiecas rusas estaba ya presenre en la obra de Darwin. Darwin no habrfa pensado en la seleccion de grupo si no hubieran existido rasgos que son selectivamente desventajosos dentro de los grupos. En un famoso pasaje de La aseendeneia del hombre, sefiala que quienes son rectos tie­ nen dentro de su propia "tribu" una desventaja obvia respecto a los que no 10 son, pem las tribus de gentes moralmente recras terminaran

1. LAS CARRERAS CICLISTAS

ilustran algunos de los con­ tHctos entre los intereses de los grupos y los intereses de los individuos que se obser­ van en la evolucion biologica. Un pequeno grupo de ciclistas ira mas deprisa si coordinan sus estuerzos. Cada ciclista se coloca por turno en la cabeza del grupo, donde la resistencia al viento es mayor, para luego descansar en la estela de los otros. Cada ciclista compite como un individuo y, por tanto, tiene el incentivo de conser­ var energias hasta el ultimo momento de fa carrera. Por otra parte, si hay demasiados roda­ dores que eluden su obligacion en la cabeza, el peloton acabara por alcanzar al grupo escapado. Una situacion analoga se da en la biologia evolutiva, cuando los individuos compiten entre sf. La fotogratfa se toma de la quinta etapa del Tour de Francia de 2006. Un grupo de ocho ciclistas se escapo del peloton, que los alcanza antes de que la etapa acabase.

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Seleccion entre grupos dentro de una poblacion

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2. LA TEORIA DE LA SELECCION MULTINIVEL describe una jerarquia de procesos evolutivos organizados como las muiiecas rusas encajadas.

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por superar a las demas. Concluye diciendo: "... y eso seria seleccion natural". Esca claro que en este pasaje Darwin razona segun la logica de las mufiecas rusas de la teo ria SMN. Aunque no dice nada sobre la paradoja de que la moralidad expresada dentro de los grupos pueda resultar moralmente problematica en las inreracciones entre grupos, su ejemplo hi­ poretico ilusua perfectamente la regla general enunciada arriba: la seleccion que produce adapracion a un nivel causa problemas en los niveles superiores. Quos evolucionisras elaboraron la idea de Darwin durante la primera mirad del siglo xx, especialmente los fundadores de la genetica de poblaciones, Ronald Fisher, J. B. S. Haldane y Sewall Wright, quienes fundamentaron la idea matematicamente. Sus modelos difedan en los detalles, pero todos plasmaban la logica de las munecas rusas de la teoda SMN. Por desgracia, muchos biologos ignoraron estos modelos y siguieron pensando ingenuamenre sobre la seleccion de grupo, como ya se ha mencionado. Es imeresanre la hiswria de como se llego al rechazo generalizado de la seleccion de grupo. A finales de los afios cincuenta, la Universidad de Chicago era un semillero de seleccionisras de grupo ingenuos. George G. Williams, un recien llegado, con plaza posdoctoral, asistio a un seminario de Alfred E. Emerson, espe­ cialista en termes que comparaba la naturaleza con una colonia de termes. A Williams no Ie satisfizo [a ingenuidad de las afirmaciones de Emerson y decidio escribir un libro que aclarase los razonamientos correctos e incorrec­ ws sobre la adaptacion y la seleccion natural. Mienrras Williams esctibia su libro, Vero C. Wynne-Edwards publicaba ouo, titulado Ani­ mal Dispersion in Relation to Social Behavior ("La dispersion animal en relacion con la con­ ducta social"). Wynne-Edwards inrerpretaba una vasta coleccion de conductas sociales de animales en terminos de adaptaciones que per­ mirian evitar la sobreexplotacion de los recur­

sos. Era consciente de que tal prudencia podia ser selectivamente desventajosa dentro de los grupos, pero supuso que dimanaba de la evo­ lucion a traves de la seleccion de grupo. Esta idea demasiado general de Wynne-Edwards fue ampliamente discurida y criticada. Cuando Williams publico su Adaptation and Natural Selection ("Adaptacion y seleccion natural") en 1966, los biologos evolucionistas se mostraban ya propensos a adoptar un consenso. Williams defendio energicamente para un publico mas amplio 10 que un pequeno grupo de expenos sabia: la evolucion podia engen­ drar rasgos que son "por el bien del grupo", pero solo gracias a un proceso de seleccion de grupo tan fuene, que supere la seleccion dentro de los grupos. Un pasaje clave incide en este punto: Es aceptado universalmente, por quienes se ocupan con seriedad de este problema... que tales adaptaciones vinculadas al grupo deben atribuirse a la seleccion natural de grupos alternativos de individuos y que la seleccion natural de alelos alternativos dentro de poblaciones se opondrd a ese desarrollo. Coincido por completo con el razonamiento en que se fundamenta esa conclusion. Solo mediante una teoria de seleccion entre grupos puede lograrse una explicacion cientifica de las adaptaciones asociadas al grupo. Pero Williams no se detenfa ahL Tras insistit: en que la seleccion de grupo era necesaria para explicar las adapraciones del nivel de gru­ po, argumentaba que la seleccion de grupo era invariablemente debil com parada con la seleccion dentro de grupos. En sus propias palabras: "no existen adaptaciones vinculadas al grupo". Resumiendo: Wynne-Edwards y Williams aceptaban la logica de las munecas rusas de la teoria SMN y ambos sostenian categorica­ mente que uno de los dos niveles dominaba sobre el otro. Williams fue mas persuasivo enue los evolucionistas, 10 que condujo al rechazo generalizado de la seleccion de grupo. A varias generaciones de estudiantes se les ha ensenado que la evolucion puede llevar en principio a adaptaciones en el nivel de grupo, pero que en la practica no 10 hace nunca, por 10 que los razonamienros basados en el bien del grupo son, sin mas, erroneos. Las conductas que parecen ser para el bien del grupo deben explicarse de modos compatibles con el interes individual, como en la seleccion por parentesco o la reciprocidad. Mirando hacia atras, parece claro que am­ bas posturas eran extremas. El equilibrio entre INVESTIGACION . CIENCIA,

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los niveles de seleccion puede inclinarse en cualquier direccion. La seleccion entre grupos suele ser una fuerza debi!, como Williams supuso, pero tambien puede !legar a ser muy fuerte, hasta propiciar que los grupos evo­ lucionen hacia superorganismos. No existe una formula sencilla; las respuestas deben buscarse caso por caso. Algunos ejemplos de adaptacion en eI nivel de grupo reforzaran esa postura.

Colonias de invertebrados marinos Podemos empezar con los organismos que presentan !imites difusos entre el individuo y eI grupo. Un ejemplo espectacular nos 10 dan unas elegantes formas de vida marina, los sifon6foros, que incluyen a la carabela portuguesa. Muchos invertebrados marinos viven formando colonias de organism os que se unen fisicamente entre Sl. En algunos ca­

sos, pensemos en los corales, los miembros de las colonias estan indiferenciados y funcionan

como unidades autonomas. Un sifonoforo, por el contrario, es una colonia de individuos con formas y funciones especializadas. Algunos miembros de la colonia se encargan de la 10­ comocion, otros de capturar la presa y otros trabajan en la digestion y asimilacion. Existe incluso un sistema nervioso rudimentario. Los sifonoforos han creado, pues, un nuevo tipo de organismo mediante la transformacion de organismos mas simples en organos. ~Puede interpretarse que dichas especializaciones son "por el bien de la colonia", a Ja manera en que se entiende que los organos operan "POt eI bien del individuo"? Muchos evolucionistas dirian que Sl, pero conviene analizar el razonamiento que permite que un ejemplo de ese tenor se tenga por compatible con el rechazo de la seleccion de

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3. UN SIFONOFORO ES UNA ASOCIACION COLONIAL de organismos mas simples que se han diferenciado para realizar funciones que benefician a la colonia. En este especimen de Marrus orthocanna, la estructura superior es un flotador 0 pneumatoforo. los apendi­ ces semitransparentes en forma de jarro situados bajo el flotador son los nect6foros, encargados de la locomocion. los tentaculos

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rizados de la parte inferior derecha estan unidos a los polipos que capturan el alimento. Las rayas naranjas y brillantes de la parte superior derecha son celulas urticantes. Muchas de las estructuras son transparentes; el color procede del alimento ingerido. En los sifon6foros, la seleccion natural actua dentro de la colonia y entre colonias.

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4. EL MOHO MUCILAGINOSO CELULAR DICTYOSTELIUM

DISCOIDEUM es otro ejemplo

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de competencia individual dentro del grupo y de coopera­ cion para la perpetuacion del grupo. Las amebas unicelulares de Dictyostelium se unen para formar un seudoplasmodio, que desarrollara un cuerpo fructi­ fero. La micrografia de barrido electronico de la izquierda muestra varios estadios de la formacion del seudoplasmodio y del cuerpo fructifero. EI corte transversal de la derecha mues­ tra la muerte de las celulas del pedunculo conforme se Ilenan de vacuo las, en tanto que las celulas destinadas a ser esporas permanecen viables.

grupo. Puesto que las colonias de sifon6foros Mohos mucilaginosos celulares crecen por reproducci6n asexual, sus miem­ Otra especie que se encuentra en la fronte­ bros son geneticamente identicos. jPor supuesto ra entre el individuo y el grupo es el moho que se puede considerar que la colonia es una mucilaginoso celular DictyosteLium discoideum. unidad adaptariva, similar a un organismo En parte extensa de su cielo biologico Dic­ multicelular! (Que tiene que ver esto con la tyosteLium es una ameba unicelular que habita selecci6n de grupo? en el suelo y se alimenta de bacterias y otros Para responder a la cuesti6n solo necesi­ protisras. Cuando el alimento escasea, millares tamos la logica de las munecas rusas de la de amebas se unen para formar un seudo­ teoria SMN. Si todos los miembros de una co­ plasmodio, cuerpo que emigra hacia la luz lonia son geneticamente identicos, entonces recorriendo distancias de hasta 20 cm, tras 10 no se puede hablar de seleccion denno de las cual desarrolla una bola de esporas reproduc­ colonias. Las adaptaciones seran el resultado toras que se mantienen en suspension sobre de la evolucion solo si gracias a ellas unas un pedunculo no reproducrivo. Las celulas del colonias sobreviven y se reproducen mejor pedunculo mueren y las esporas se dispersan que otras. El ejemplo represenra un caso puro (normalmente al pegarse a un invertebrado de de seleccion entre grupos, no una negacion paso) para iniciar una nueva generacion. de la seleccion entre colonias. Ademas, no En los anos cincuenta, DictyosteLium fue un tenemos por que suponer que los miembros de organismo modelo para el estudio del desarro­ una colonia - 0 las celulas de un organismo llo, pero el sacrificio de las celulas pedunculares multicelular- son geneticamente identicos. "por el bien del grupo" no atrajo demasiado Las mutaciones que pueden producirse en cada la atencion. Solo posteriormente se convertiria division celular crean una posibilidad de se­ DictyosteLium en un organismo modelo para el leccion dentro de las colonias. La evolucion estudio de la se1eccion multinivel. ha producido adaptaciones muy refinadas pata Antes de abordar eI ejemplo espectacular suprimir la seleccion entre genes y entre linajes de la formacion suicida del pedunculo, con­ celulares dentro de los organismos multicelula­ sidecense las sutilezas de la constituci6n del res; presumiblemente, tambien en las colonias seudoplasmodio, de su movimiento y de su de sifon6foros. El resultado nero es que la orientacion. La formaci6n de un seudoplas­ division del trabajo y otras caracteristicas del modio precisa que las celulas segreguen una diseno de las colonias de sifon6foros apare­ matriz de polisacarido. EI seudoplasmodio cieron evolutivamente gracias a la seleccion avanza por medio de un movimiento en esentre colonias. Si esre ejemplo no llama la \piral de las cel,ulas del interior de la matriz. atencion es porque parece obvio. (Por que ~orienta~{ hacia la luz requiere una co­ entonces los evolucionistas aceptan que se diga mUD1c:rdon que coordine los movimienros. categoricamente que la seleccion en niveles Se trata de ejemplos de bienes publicos que superiores se halla invariablemente condenada reportan a rodos eI mismo beneficio, aunque demandan esfuerzos individuales. Aun cuando por la seleccion en los niveles inferiores?

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el esfuerzo sea minimo, como pudiera ser el caso de la orientacion, los beneficios siguen comparriendose: todos los individuos que componen el seudoplasmodio se desplazan al mismo lugar; por ese motivo, las diferencias en eficacia biologica que se requieren para explicar la adaptacion residen en el nivel del grupo (algunos seudoplasmodios migran hacia sitios mejores que otros). No hay una expli­ cacion plausible de todas estas adaptaciones colectivas apelando a la seleccion dentl'o de grupos; son adaptaciones en el nivel de grupo y puede aceptarse que son 10 que parecen: adaptaciones por el bien del grupo, Se dida que la formacion del pedunculo es el paroxismo de la autoinmolacion en beneficio de orros. Las celulas individuales tienen un gran incentivo en llegar a ser esporas repro­ ductoras en vez de componentes inerres del ped{mculo, Sin embargo, si todas las celulas se convirrieran en esporas, no habda pedunculo que promoviese la dispersion. Se han obser­ vado cepas egoistas en el laboratorio y._e.n..la naturaleza. El problema consiste en det~rminar como puede la seleccion entre grupos tener fuerza suficiente para contrarrestar la ventaja selectiva, que tan poderosa parece, del egoismo denrro del grupo. Quiza se deba a que el reconocimiento ce­ lular permita que se agreguen solo las amebas con genes identicos, de suerte que cada seu­ doplasmodio sea geneticamente uniforme. En este caso habria seleccion natural, excepruando los mutantes, solo en el nivel del grupo, igual que en cl caso de los sifonOforos. bien puede suceder que algunos indivi­ duos se sacrifiquen convirtiendose en celulas del pedunculo, y constiruyan solo una muestra aleatoria: no habrfa seleccion genetica dentro del seudoplasmodio. La investigacion actual muestra que ninguna de las dos explicaciones es del todo correcta. La seleccion dentro del grupo opera hasta cierto grado y favorece rasgos que no son adaptativos en el nivel de grupo, Nos enganariamos si admitieramos que esos rasgos existen "por el bien del grupo", Algunas de las cuestiones que suscitan los sifonoforos y Dictyostelium se han explorado tambien en experimenws de laborawrio, con la bacteria Pseudomonas fluorescens. Cultivadas en un medio lfquido sin agitar, las celulas con­ sumen enseguida buena parte del oxfgeno del medio; solo queda habitable una fina pelfcula cercana de la superficie. A causa de una muta­ cion espontanea denominada wrinkly spreader, las ceIulas secretan un m ucopolisacarido de celulosa que forma un tapete que ayuda a co­ lonizar la superficie acuosa. La produccion del polimero resulta cara en terminos metabolicos;

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La bacteria Pseudomonas fluorescens ilustra el equilibrio entre la selecci6n individual y la de grupo en los experimentos de Paul B. Rainey y Katrina Rainey. de la Universidad de Aukland. En un media sin agitar, las celulas de Pseudomonas pueden sobrevivir s610 en la superficie. Celulas con el gen wrinkly spreader (verde) segregan un pol[mero que for­ ma un tapete flotante (izquierda). La producci6n del polimero tiene un coste metab6lico, 10 que limita la tasa de crecimiento de las celulas. Los mutantes que no segregan (amari­ llo) pueden vivir del coste ajeno, beneficiandose del esfuerzo de sus vecinos. Las celulas "aprovechadas" se reproducen mas rapidamente, pero cuando Ilegan a ser demasiado numerosas el tapete se desintegra y todas se hunden (derecha) en una "tragedia de los bienes comunales".

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par tanto, los "tramposos" que no produzcan tendran una mayor eficacia biologica relativa en el tapete, del que se beneficiaran sin con­ tribuir a su mantenimiento. Ahora bien, si la proporcion de tramposos crece demasiado, el tapete se desintegrara y el grupo entero se hundira en el media anoxico. Los experimentos de Paul B. Rainey y Katrina Rainey muestran que el rasgo wrinkly spreader se mantiene en la poblacion por seleccion de grupo, pese a su naturaleza desventajosa en el seno de cualquier grupo.

Impulso mei6tico Los tres ejemplos descritos ilustran que la seleccion entre grupos puede ser una fuerza evolutiva significativa y que puede aceptarse que las adaptaciones en el nivel de grupo hacen honor a su nombre y existen realmente "por el bien del grupo". Ahara vamos a aplicar la teo ria SMN a la seleccion de genes dentro de los individuos. La meiosis es una division reducwra que separa los pares de cromosomas en los ga­ mews. Suele ser equitativa: los dos genes de cada locus de cada cromosoma tienen igual probabilidad de hallarse representados en la siguiente generacion. La equidad de la meiosis suprime la seleccion natural entre genes dentro de un individuo y concentra la seleccion en el

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nive! del individuo, 0 en otro superior. Esta es la razon de que los individuos esten tan organizados funcionalmente, que merezcan que se les Harne "organismo". Sin embargo, algunos genes encuentran modos de romper las reglas de la meiosis, obteniendo una ventaja denrro del individuo, la aSI denominada "impulso meiorico". En la mosca de la fruta Drosophila, un complejo de genes, el segregation distorter (SD), se perpe­ tua a 51 mismo a pesar de que es perjudicial para la mosca que 10 porta. En los machos heterocigoticos para los genes SD, las celulas espermaticas que pottan los genes segregan sustancias toxicas para el esperma que carece de SD. Consecuentemente, casi todo el esperma superviviente es SD positivo; este complejo genico estara, pues, sobrerrepresentado en la descendencia de una mosca macho. Resulta vemajoso para los genes, no para la mosca: los machos que reciben los genes SD de ambos progenitores son esteriles. El ejemplo muestra que la logica de las mu­ fiecas rusas de la teoda SMN puede aplicarse a todos los niveles de la jerarquia biologica. El impulso meiotico es "por el bien del gen", y seda futil y erroneo decir que es "por el bien del individuo", pues no 10 es. Por otra parte, podemos con seguridad decir que una adapta­ cion del estilo del caparazon de una tOl·tuga es "por el bien del individuo" porque evoluciono en un proceso de seleccion entre individuos. Los mismos criterios que establecen la legi­ timidad de los razonamiemos basados eLe/ bien del grupo legitiman tambien los qu se basan en el bien del individuo.

III

Mucho antes de que la ciencia existiera como una practica cultural, se alababa ya el comportamiento de las abejas, ejemplo natural de individuos que actuaban por el bien del grupo. 52

~Selecci6n de grupo 0 genes egors as? Los ejemplos muestran de que modo la te~da SMN evalua el equilibrio emre niveles de se­ leccion segun las circunstancias de cada caso, en vez de afirmar categoricameme que siempre (Wynne-Edwards) 0 nunca (Williams) prevaIeee la seleccion de grupo. ~Por que no se ha Hegado a este juicioso termino medio mucho antes? La respuesta se encuentra, en parte, en un cambio sutil de perspectiva que se desvia de la logica usual de la teoria SMN. Pensemos en el caparazon de la tortuga, ejemplo canonico de adaptacion en el nivel de individuo. Los genes que contribuyen a esta adapracion no son mas eficaces que los genes alternativos, para una tottuga determinada; si 10 son, en cambio, en la poblacion total. Se rrata de una manera distima de declarar que evolucionan. As!, podemos afirmar que el caparazon de la torruga es el resultado de una evolucion pot seleccion en el nive! del gen, definido este tipo de se!eccion por la eficacia de los genes, cuando se considera todo

conjuntamente. Importa resaltar que no ha cambiado nada en el ejemplo biologico. La informacion que permite la comparacion de las mufiecas rusas sigue disponible, pero optamos por ignorar que los genes logran su exito por la seleccion entre individuos, no pot la seleccion dentro del individuo. Se puede usar la misma tactica para los individuos dentro de los grupos. Demro de cada tapete, la cepa wrinldy spreader no es mas apta que la cepa tramposa, aunque sf mas apta en la poblacion total, dondequiera que el tapete evolucione. De ese modo, todas las adaptaciones que evolucionan en el nivel X, segun las comparaciones de las mufiecas rusas, pueden describirse como adaptativas en el ni­ vel genico, independiememente de donde se ubiquen las diferencias en eficacia biologica dentro de la jerarquia de sistemas. La vision centrada en el gen ha desem­ pefiado siempre un papel en la genetica de poblaciones, bajo el nombre de "efectos me­ dios". Esa denominacion se refiere a que haya que promediar los efectos ejercidos por genes alternarivos a traves de todos los comextos para determinar el resultado de la evolucion en la poblacion en su conjumo. Williams expuso esta manera de proceder en Adaptation and NaturaL SeLection, donde adecuadameme 10 denomi­ na "metodo de contabilidad". Sin embargo, la mayoda conoce los efectos medios bajo el rorulo de "genes egoistas", evocador del libro CLL!~ Richard Dawkins publico en 1976. La vision de Ja evolucion centrada en el gen interpreta que todo resultado de la evolucion es adaptativo en el nive! genico. Sin embargo, incluso los teoricos del gen egoista necesitan una manera de distinguir entre un gen para e! impulso meiotico y un gen para el capa­ razon de una tortuga. Para discriminar entre tales casos, se ha incorporado e! concepto de "vehiculo de la seleccion". EI individuo es el vehiculo de la seleccion en el caso del capa­ razon de las tortugas, porque todos los genes de la tortuga estin, en cuanto a su eficacia biologica, en el "mismo barco". El concepto de vehiculo en el marco de la teoda del gen egoisra duplica la logica de las mufiecas rusas de la teoda SMN. Lo importante es que la logica de las mufie­ cas rusas no es arbitraria. Resulta crucial para dorar de sentido a la expresion "por el bien del individuo" y para que, por extension, 10 adquieran las adaptaciones en todos 10 niveles de la jerarquia biologica. Se han propuesto nu­ merosas teodas para explicar la evolucion del altruismo aparente y orras conductas de buena ciudadania sin invocar la seleccion de grupo. AI examinar estas teorias en detalle, se ve que suelen basarse en comparaciones que se desvfan INVESTIGACION Y CIENCIA. enero, 2009

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Colonias de insectos eusociales En ningun caso ha oscilado el pendulo del pensamiento cienrifico con mayor amplitud que en el esrudio de los insectos eusociales (hormigas, avispas, abejas y rermes). Mucho ames de que la ciencia existiera como una prac­ rica cultural, se alababa ya el comporramiento de las abejas, ejemplo natural de individuos que acruaban por el bien del grupo. William Morton Wheeler, reputado emom610go, fue, en 1911, eI primero en describir las colonias de insecws eusociales como "superorganismos". De haber habido un wlo fen6meno biolo­ gico que sobreviviese al rechazo de la selecci6n de grupo, tendria que haber side el de los insecws eusociales. Pero fue en estos donde se cemraron los intentos de reformular todos los acontecimientos evolutivos en n~rminos de consecuencias de los actos y motivos in­ dividuales. La clave de tal programa se escondia en la selccci6n de paremesco, presentada en los ari.os sesema por W. D. Hamilton. Segun la regia de Hamilton, una conducra alrruisra evolu­ cionara si br - c > 0, donde c es el coste del altruismo, b la ganancia del beneficiario y r el coeficieme de relaci6n genealogica, que toma valores de 0 (individuos no emparemados) a 1 (gemelos idenricos). Cuando se cumple la desigualdad, eI acw alrruista incrementara el nllmero absoluto de copias del gen alrruista. Por ejemplo, en algunos insectos sociales r puede llegar hasta 0,75, de modo que vale la pena pagar un coste de 1 si eI beneficio de un compari.ero de la colonia es 1,33_ INVESTIGACION Y ClENClA,

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Andando el !\tiempo, Hamilton se percaro de que aument~r eI numero de copias de un gen alrruista no era 10 mismo que aumemar la eficacia bio~6gica de los altruistas respecto a los no altruistas del mismo grupo. En los ari.os ~retTt{, Hamilton reformu16 su teo ria, junto con George Price, mediame la 16gica de las muri.ecas rusas de la reoria SMN. Para su sorpresa, descubri6 que el altruismo era selecti­ vameme desvemajoso dentro de los grupos aun cuando los grupos esruvieran compuestos por parientes: s610 podia aparecer evolutivameme en la poblaci6n total mediante Ja selecci6n emre grupos. Aunque su regia seguia prediciendo cuando se adquiria el altruismo en la poblaci6n total, en el curso de la evoluci6n, la teoria habia dejado de constiruir una opci6n alternativa a la selecci6n de grupo; ames bien, ahora era ne­ cesaria la selecci6n emre grupos. El coeficieme de paremesco, definido en un comienzo como la probabilidad de comparrir genes idemicos par descendencia, ahora se interpretaba, mas generalmente, como un indice de variaci6n genetica entre grupos. Cuando r = 0, los grupos se forman aleatoriameme. Cuando r = 1, los miembros de cada grupo son geneticameme identicos y la selecci6n natural se concemra, por emero, en el nivel del grupo. Estos desarrollos deberian haber conducido a un resurgir inmediato de la teo ria SMN en los setema, pero un clima intelecrual no se invierre facilmeme. Desde la perspectiva acrual parece inevitable la aceptaci6n de que la gran mayo ria de los rasgos que hacen fun­ cionar a las colonias de insectos sodales como unidades adaptativas derivan de la selecci6n entre colonias. Algunos rasgos evoludonan por selecci6n dentro de las colonias, pero tienden a perturbar la organizaci6n funcional en el nivel de la colonia.

5. EllMPUlSO MEIOTICO REVE­ LA El CONFlICTO DE INTERESES entre los organismos individua­ les y los genes que contienen. Unos genes de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster forman un complejo denomi­ nado SD (acronimo en ingles de "distorsionador de la segrega­ cion"), gracias al cual aumenta su frecuencia a pesar de que son perjudiciales para las moscas portadoras. En los machos he­ terocigotos para SD, la mitad de los espermatozoides lIevan los genes SD (marcado con" +" en el panel superior) y la otra mitad no los lIeva ("-"). los gametos "+" producen una sustancia citolitica "-", de modo que casi todo el esperma viable es "+". SD no afecta el desarrollo de los huevos en las hembras. Puesto que pocas celulas espermaticas "-" sobreviven, los genes SD se hallan sobrerrepresentados en la siguiente generacion. EI rasgo persiste a pesar de que los machos homocig6ticos para los genes SD ("++") suelen ser esteriles.

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En los sistemas autoorganizados. pequefios cambios en las normas de niveles inferiores suelen producir grandes cambios en el sistema conjunto.

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Los autores David Sloan Wilson y Edward O. Wilson son bi61ogos dedicados al estudio de la evoluti6n. David Sloan Wilson enseiia biologia y antropologia en la Universidad Binghamton de Nueva York. Se doctor6 por la Universidad estatal de Michigan. Edward O. Wilson es profesor y conserva­ dol' de entomologia del Museo de Zoolog[a Comparada de la Universidad de Harvard, donde tambien se doctor6. Ha sido galardonado con la Medalla National de la Ciencia de Estados Unidos, el premio Cra­ foord y dos premios Pulitzer. © American Scientist Magazine.

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Fabricas de insectos y fortalezas Uno de los autores (E. O. Wilson) ha definido las colonias de insectos sociales como "una fabrica dentro de una fortaleza". Fabrica y fonaleza sugieren un diseno funcional en el nivel de grupo. La arquitectura fisica de un nido de termes, el sistema de castas de una colonia de hormigas, la respuesta defensiva de un nido de avispas y el sistema de busqueda de alimento de una colonia de abejas son ac­ tividades comunales que pueden evaluarse por su eficacia colecriva, tal y como se evaluanlas adaptaciones de los organismos. POl' ejemplo: cuando se dana un nido de termes, las obreras corren para reparar la brecha, a semejanza de los tip os celulares que se aprestan a sanaI' la herida en la piel de un organismo. ~Como creo la evolucion la conducta de las termes? Una posibilidad es que la reparacion del nido refleje la selecci6n dentro de las colo­ nias: los termes individuales con un genotipo que los predispone a la reparacion sobrevivcn y se reproducen mejor que sus companeros de la colonia con otros genotipos. Mucho mas vero­ simil parece la seleccion emre colonias: aquellas colonias en las que es comun el genotipo repa­ rador de nidos tendran mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse que el resto. La seleccion por parentesco es intuitiva, pero muy engafiosa si se la entiende como una alternativa a la seleccion entre colonias. Tambien confunde respecto a la naturaleza de la variacion entre grupos. La, seleccion por parentesco supone que la se,~janza de con­ ducta es proporGiQ~similitud genetica; el unico modo de que un grupo posea una conducta uniforme es que sea uniforme ge­ neticamente. Sin embargo, las adaptaciones en el nivel de la colonia de los insectos eusociales suele depender de principios de aucoorganizacion; en cuya virtud, normas de conducta bastante simples, a escala individual, interaccionan para producir conductas adaptativas complejas a escala de colonia. En los sistemas autoorganiza­ dos, pequenos cambios en las normas de nive­ lcs inferiores suelen producir grandes cam bios en el sistema conjunto. Como consecuencia, una variacion geneticamente modesta emre colonias de insectos sociales puede producir una variacion conductual grande en eI nivel de la colonia y suministrar as! materia prima para la seleccion entre colonias. Se req uiere una correlacion emre la variacion genetica y la fenotfpica, pero no una gran cantidad de variacion genetica emre grupos (valores altos de r). Ineluso la variacion genetica aleatoria (r = 0) puede bastar. Se observan conductas sociales incipientes ineluso en algunos insectos solitarios que no

comparten la peculiar esuuetura de paremesco de los insectos eusociales. Abejas de algunas especies del genero Certatina y Lasioglossum viven de ordinario solas, pero cuando se fuerza a los individuos a vivir juncos, espond.neamen­ te se reparten sus tareas, sea la busqueda de alimemo, excavar tuneles 0 proteger el nido. Cada abeja esra. ya programada para realizar dichas tareas, y cambia de una a otra cuando es necesario. Si una abeja se encuemra con otra que ya esra. realizando una tarea, cambia a otra tarea. Otra preadaptacion para la vida social es la dominancia, que lleva a la divi­ sion del trabajo en papeles reproductivos y no reproductivos cuando se fuerza a las abejas solitarias a estar juntas. Estas adaptaciones de insectos solitarios que construyen yaprovisio­ nan nidos son como "resortes" listos para saltar a su conversion, con modificaciones menores, en adaptaciones a la vida en colonia.

La mente grupal La idea de que un grupo posea una mente colectiva, que se dirfa perteneciente al mundo de la novela fantastica, se sigue directamente de la teor!a SMN. La encontramos avalada con un detalle impresionante en las investigaciones sobre insectos sociales. Comparense un mono rhesus y una colonia de abejas en el momento de tomar una decision. Se ha adiestrado al mono para que observe una serie de puntos que se mueven hacia la izquierda 0 hacia la derecha en la pantalla y siga con la cabeza la direccion en que avanzan la mayorfa de los pumos. En su mente, algunas neuronas se excitan en respuesta a los puntos que se desplazan a la derecha y otras en respuesta a los que se mueven hacia la izquierda. La decision se toma cuando una de estas elases de neuronas se excita pOl' encima de un valor umbra!. La colonia de abejas ha evolucionado para evaluar sitios potenciales de anidacion durante la fase de enjambre de su cielo biologico. Los sitios de anidacion de mayor calidad atraen a mas exploradoras, y se toma una decision cuando se alcanza un numero umbral de ex­ ploradoras en uno de los sitios. El proceso de toma de decisiones es si­ milar en ambos casos: las abejas individuales desempenan el mismo papel que las neuronas del simio. Podrfan citarse muchos ejemplos mas de procesamiento distribuido de la informacion, de "mentes grupales", en los insectos sociales. Mayor interes ineluso reviste el que la mente grupal no se limite a los insectos eusociales. Como se ha indicado, la seleccion entre gru­ pos no req uiere variacion genetica extrema entre grupos. En eI caso del procesamiento de la informacion, los beneficios colectivos de INVESTIGACION'I C1ENCIA,

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wmar una sabia decision pueden ser grandes con un coste pequeno dentro de los grupos. Incluso en individuos que compiten puede resultar provechoso wmar una acertada deci­ sion colectiva sobre donde buscar el alimenw, proveyendose asi Wla tarta mayor por la que competir. Los esrudiosos de la evolucion ewin iden­ tificando provisionalmente mentes grupales en especies muydispares; asi, el bUfalo africano 0 el renacuajo del sapo americano. Los modelos teoricos relativos a la toma de decisiones por consenso suelen formularse en terminos del in­ teres propio, porque cada miembro del grupo sale ganando de la wma de buenas decisiones. Sin embargo, no hay diferencias en punto a eficacia biologica en una situacion donde todos ganan. El uso de la comparacion de las munecas rusas de la teorfa SMN hace evidente que la toma de decision colectiva evoluciona gracias a la seleccion entre grupos.

S~i6n de grupo en el laboratorio {:':e~~on

de grupo puede estudiarse en eI laborarariX Se crea una poblacion de grupos y j se seleccio?,a un rasgo del nivel de grupo, del mismo mqHo que se han venido seleccionando, a 10 largb de los siglos y de forma artificial, rasgos deseados en mejora vegetal 0 animal. Estos experimentos muesrran de manera casi invariable una respuesta a la seleccion de gru­ po. A menudo la magnitud de la respuesta es mayor de 10 previsto, por el modo en que los sistemas auroorganizados amplian la variacion fenotfpica. Williams Muir, de la Universidad Purdue, comparo dos tipos de seleccion para la produc­ cion de huevo$ en gallinas. Tenia unas gallinas en jaulas, varias en cada jaula. En el primer ex­ perimento, las gallinas mas productivas de cada jaula criaron la siguiente generacion (seleccion dentro de grupo). En el segundo experimenw, radas las gallinas de las jaulas mas producti­ vas criaron la siguiente generacion (seleccion entre grupos). En el primer experimenw, las gallinas mas productivas de cada jaula 10 eran principalmente por su agresividad lucia las otras gallinas. Despues de seis generaciones, se obtuvo una linea hiperagresiva de gallinas que se desplumaban unas a orras en incesames ataques, con frecuencia letales. La produccion de huevos cayo en picado en el transcurso del experimento, a pesar de que en cada genera­ cion se habian seleccionado las gallinas mas productivas. En el segundo experimento, la seleccion entre grupos produjo lineas dociles de gallinas: la productividad crecio un 160 % en seis generaciones. Los expetimentos de laboratorio valen tam­ bien para explorar la seleccion en el nivel de

las comunidades integradas por varias espe­ cies ("multiespedficas"). En los anos noven­ ta, Charles Goodnight, de la Universidad de Vermont, realizo una serie de ingeniosos ex­ perimentos con dos especies del escarabajo de la harina, TriboLium castaneum y T. confusurn. Coloco igual numero de escarabajos de las dos especies en unos frascos y los deja que interaetuaran y se reprodujesen durante va­ rias semanas. Los frascos se ordenaron segun la densidad de castaneurn. Los frascos con mayor densidad se usaron como "padres" de una nueva generacion. Aunque los frascos se seleccionaban segLlI1 la densidad de una de las especies (el fenotipo en el nivel de la comuni­ dad), ambas especies se transferfan a 10 largo de las generaciones como parte de una misma comunidad y cada Frasco empezaba con el mis­ mo numero de cada especie, En orras palabras, la unidad de seleccion en el experimento era Ia comunidad en su conjunw. Goodnight observo una respuesta a la se­ leccion en el nivel de la comunidad: el rasgo fenotfpico (densidad de castaneum) aumento a 10 largo del experimento, en identico grado que si se hubiera seleccionado un rasgo indivi­ dual. En una segunda ronda de experimentos, se formaron nuevas comunidades combinando la linea seleccionada de castaneum con la linea de confusum de la poblacion original. En estas comunidades reconstruidas no aparecieron los rasgos que habian evolucionado. Asi Good­ night demosrro que la seleccion en el nivel de la comunidad habia producido cam bios geneticos en ambas especies, que interaccio­ naban de modo que aumentaba la densidad de castaneum. Un experimento como este no tendrfa nada de extraordinario en el nivel inferior de la jerarqufa bioJ6gica. Si se selecciona DrosophiLa para la longitud del ala, por citar un rasgo, se esperara observar cambios en los genes de dos 0 mas cromosomas. En el experimento de Goodnight la comunidad desempefia el papel del individuo en Drosophila y las dos especies de escarabajo evocan la interaccion entre genes de cromosomas distinws.

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I 6. LA CONDUCTA COOPERATIVA DE LOS TERMES se explica mas facilmente mediante la selec­ cion en el nivel de la colonia que en el del individuo. La imagen muestra la construccion de un tunel que une un nido de termes en ellaboratorio a una fuente de alimento. los termes de la casta de los soldados, mas pequenos y oscuros, se situan como centinelas: miran hacia fuera a 10 largo de la nueva ruta. Mientras tanto, las obreras (mayo res, con el abdomen de color mas claro) alargan el tunel arqueado. No es probable que estas conductas aumenten la supervivencia de los termes respecto a las de sus compa­ neras de la colonia alejadas de los peligros de la zona de construccion. Sin embargo, las colonias con termes que cons­ truyen galerias cubiertas para protegerse mientras buscan el alimento poseen una clara ventaja respecto a las que no 10 hacen. Los termes son de la especie Nasutitermes corniger.

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William Swenson y uno de los autores (Da­ vid Sloan Wilson) han estudiado un nivel de seleccion todavia mayor en experimemos con cultivos de ecosistemas microbianos in vitro. Cada tubo de ensayo se inocula con millones de microorganismos procedemes de una misma Fuente de agua para que la variacian genetica inicial entre los tubos de ensayo fuera despre­ ciable. A pesar de ello, los tubos divergieron d.pidamente entre S1 en caractedsticas mensu­ rabIes, como el pH 0 la capacidad de degradar una sustancia toxica. Esas caractedsticas son propiedades del ambiente fisico inBuido por procesos biologicos. Se fue seleccionando un rasgo asociado con el ecosistema enrero, en vez de rasgos individuales 0 de una especie. Por otro lado, el procedimiento fue algo distinto

de la seleccion de un rasgo individual, como la longirud del ala de Drosophila. Los ecosistemas con mayor punruacion en el rasgo fenodpico se se!eccionaron para que fuesen "padres" de una nueva generacion de ecosistemas. Hubo respuesta a la se!eccion, 10 que demostraba que en e! nive! del ecosistema se dan variaciones fenodpicas heredables. Parece que una version no buscada de este experimento ruvo lugar durante una seleccion de cepas de levaduras y bacterias producto­ ras de kefir, una bebida parecida al yogurt. El rasgo fenodpico en el nivel del ecosistema era el sabor del kefir y sus beneficios para la salud, que hacian que se prcfiriera unos lotes a otros. En este caso no solo se seleccionaba una comunidad microbiana multiespedfica, sino

SELECCION COMUNITARIA

LA SELECCION EN EL NIVEL DE LA COMUNIDAD qued6 de manifies­ to en los experimentos de Charles Goodnight, de la Universidad de Vermont. Se criaron juntas dos especies del escarabajo de la harina, Tribolium castaneum (negro) y T. confusum (rajo). Se las someti6 a selecci6n para que la densidad de T. castaneum fuese mayor. En una tanda preliminar de experimentos (parte superior del diagrama), los escarabajos de los frascos con mayor densidad se utilizaron como progenitores de la siguiente generaci6n. Tras nueve iteraciones del procedimiento, la tendencia avivir en altas densidades se convirti6 en rasgo heredable: cuando los escarabajos de castaneum y confu­

sum que habian coevolucionado en las poblaciones seleccionadas se incubaron juntos (panel centra!), continuaron manteniendo una alta densidad. Sin embargo, cuando los escarabajos coevolucionados de confusum se encerraron con insectos no seleccionados de castaneum (panel izquierdo), no se observ6 ningun aumento de la densidad; tampoco se via ningun efecto cuando se juntaron castaneum coevo­ lucionado y confusum sin seleccionar (panel derecho). La inferencia es que la selecci6n produjo cam bios geneticos que 5610 se han expresado en la comunidad dual de especies, no en ninguna de elias por separado.

Selecci6n de grupo en Tribolium castaneum (9 generaciones)

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que la comunidad evoluciono hasra agregarse en grupos que se manrenian junros gracias a una marriz de polisadrido: se podian dispersar enrre lores como una sola unidad. Esros experimenros rraen a primer pIa­ no la sugesriva posibilidad de crear grupos "disefiados", comunidades y ecosisremas que realicen funciones Miles, como la degrada­ cion de roxinas, medianre la urilizacion de los procedimienros de seleccion anificial que se vienen practicando con individuos desde hace muchos siglos. Tambien alienran la busqueda de ejemplos de seleccion natural a escala de comunidades y de ecosisrema.

Evoluci6n humana Duranre el ulrimo medio siglo han esrado en boga las reodas de seleccion individual aplica­ das a la conducra humana. Anreriormenre se solia considerar a las sociedades humanas como un unico organismo. La verdad es que la rradi­ 'b~n funcionalisra de las ciencias sociales dene un ~an parecido con la version ingenua de la selecoion de grupo de la biologia. Obviamente, la aplifacion aCririca de los razonamienros que se funiiamenran en "el bien del grupo" no se jusr~a mas en los asunros humanos que en orJfts; la seleccion de grupo prevalecera solo si es mas fuene que la seleccion dentro del grupo. Dicho esro, sin embargo, sostenemos rambien que la seleccion de grupo ha sido una fuerza muy poderosa en la evolucion genetica y cuirural de la humanidad. Lineas convergenres de daros hacen pensar que una diferencia clave entre los ancestros humanos y orras especies de primares fue la supresion de las diferencias de eficacia bio­ logica denrro de los grupos; la seleccion se concenrr6 en el nivel de grupo. Las socie­ dades cazadoras-recolectoras son igualirarias. La carne se comparte escrupulosamenre; a los aspiranres a machos alpha se Jes pone en su sirio; las conducras en propio beneficio individual se censuran. Incapaces de medrar a expensas de orros, los miembros de los grupos cazadores-recolecrores salen adelanre gracias al rrabajo en equipo. La seleccion en favor del trabajo en equipo debio de empezar muy pronto en la evolu­ cion humana. Los bebes humanos sefialan esponraneamenre cosas a los orros, y no solo para obrener 10 que quieren, mienrras que los chimpances no 10 hacen a ninguna edad. EI pensamiento simbolico, ellenguaje y la trans­ mision social de informacion son acrividades fundamenralmente comunitarias que dependen de que haya compafieros fiables. La explora­ cion, el engafio y el vivir a cosra ajena se dan en los grupos humanos, pew mas norable es la medida en que se suprimen. Si esras conducras INVESTIGACION Y CIENCIA,

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ensombrecen ranto nuesrros pensamienros es precisamente par 10 predispuestos que esramos a suprimirlas, como en un sistema inmunitario bien adaprado. EI trabajo en equipo permitio a nuesrros precursores extenderse por roda Africa y mas alla, reemplazando de paso a las demas espe­ cies de hominidos. Aunque consrituimos una especie, nos hemos diversificado culturalmenre para ocupar cenrenares de nicho ecologicos, nurriendonos de cualquier cosa, desde las se­ millas hasta las ballenas. La invencion de la agricultura afiadio nuevas capas a la jerarquia biologica. Ahora vivimos en grupos de grupos de grupos. AJ considerar el panorama de la evolucion genetica y cultural humanas, ~podemos pensar que las adaptaciones son "por el bien del gru­ po"? En cuanro recurrimos a la logica de las mufiecas rusas de la teoda SMN, la respuesra es un si rotundo. La idea de que la seleccion denrro del grupo rriunfa irremediablemente sobre la seleccion enrre grupos es ran absurda apJicada a noson'os mismos como aplicada a los insectos eusociales.

En el termino medio Los debares sobre adapracion y se!eccion natu­ ral pueden Jlegar a resul rar conflicrivos y beJi­ cosos. El punro mas diffcil de alcanzar es el del medio. En los afios serenta, con su metafora de los rimpanos de san Marcos, Srephen Jay Gould y Richard Lewonrin iniciaron un debare sobre la imponancia de las adapraciones, en comparacion con meros subproducros de la evolucion, que se polarizo innecesariamenre. Una vez concluida la disputa, cuesra imaginar el albowro que se armo. Por supuesto que hay rimpanos y por supuesto que hay adapraciones. Que se rrare de 10 uno 0 de 10 orro, habra que dererminarlo en cada caso. La conrroversia sobre los niveles de se!eccion empezo antes y rodavia no se ha cerrado. Con su Adaptation and Natural Selection, Williams hizo un gran servicio y un flaco favor. EI gran servicio consisrio en defender energicamenre que la adaptacion en cualquier nive! precisa de una seleccion en ese mismo nive!. El flaco favor fue la adopcion de un punro de visra extremo: "las adapraciones en el nivel de grupo no exisren". Creemos que ha llegado el momento de proclamar la victoria del rermino medio. Los evolucionisras futuros se preguntaran a que vino tanto debate. Claro esra que la selec­ cion natural opera en multiples niveles de la jerarquia biologica. La logica de las mufiecas rusas de la reorla SMN debe emplearse para evaluar la imponancia de cada nivel caso por caso.

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Bibliogratra complementaria EXPERIMENTAL STUDIES OF COMMUNITY EVOLUTION. I: THE RESPONSE TO SELECTION AT THE COMMUNITY LEVEL. II: THE ECO­ LOGICAL BASIS OF THE RESPONSE TO COMMU~IITY SELECTION.

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KEFIR: A SYMBIOTIC YEASTS­

BACTERIA COMMUNITY WITH

ALLEGAD HEALTHY CAPABILITIES.

F, lopitz-Otsoa, A. Rementeria,

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BioScience, vol. 58, n.O 1, pags. 17-25; 2008.

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Cuatro falacias de la psicologia evolutiva popular Muchas afirmaciones de ciertos psic61ogos evolutivos sobre la mente humana se han introducido ya en la cultura popular. Tan grandilocuentes declaraciones, sostienen otros, carecen de pruebas s61idas • • DAVID J.' BULLER

CONCEPTOS BASICOS • Entre los ultimos legados de Charles Darwin se encuentra la idea de que la mente humana se constituyo como es gracias a algun proceso adaptativo. • Una rama importante de la psicologfa evolutiva, la que aquf Ilamamos psicologia evolutiva popular (PEP). muy controvertida, sostiene que el cerebro humano tiene muchos mecanismos especializados que aparecieron durante la evolu­ cion para resolver los problemas adaptativos de nuestros ances­ tros cazadores-recolectores. • EI autor y muchos otros especialistas sugieren que algunas premisas de la PEP son erroneas: que podamos conocer la psicologia de nuestros ante­ pasados de la Edad de Piedra, que podamos entender c6mo evolucionaron los rasgos pro pia­ mente humanos, que nuestras mentes no han evolucionado mucho desde la Edad de Piedra y que los cuestionarios psico­ 16gicos aportan pruebas de las adaptaciones.

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hades Darwin no card6 en aplicar su teo ria de la evolucion a la psicologia humana. Al libro sobre El origen de las especies (1859) Ie siguieron La ascendencia del hombre (1871) y La expresion de las emociones en los animales y en el hombre (1872). Desde en­ ronces, la cuesci6n no ha sido si la teoria de la evolucion puede 0 no arrojar luz sabre el esrudio de la psicologia, sino como 10 had.. Pese a rodo, hasca los afios setenta y con el advenimienro de la sociobiologia, no se realiz6 un esfuerzo concertado para descubrir de que manera la evoluci6n ha moldeado el compor­ tamiento humano. La idea central de la sociobiologia era sen­ cilla: el comportamienro ha evolucionado, a uaves de la selecci6n natural y sexual (en res­ puesta a la competencia porIa supervivencia y la reproducci6n, respectivamente), de igual modo que 10 han hecho las formas organi­ cas. La sociobiologia ampliaba el estudio de la adaptaci6n para que abarcase tam bien el comportamienro humano. Philip Kitchel', en su crftica a la sociobiolo­ gia desarroHada en Vaulting Ambition, obser­ vaba que, si bien una parte de esta disciplina respaldaba prudentes afirmaciones con una adecuada investigaci6n empirica, los resultados te6ricos de la tendencia dominante excedian sobremanera el alcance de las pruebas empiri­ cas. Kitchel' llamo a esa tendencia "sociobio­ logia popular" porque empleaba los principios evolucionistas "para proponer grandilocuentes afirmaciones sobre las instituciones sociales y la naturaleza humana" y estaba "pensada para atraer la atenci6n general".

Los tiempos han cambiado. Aunque codavia quedan algunos aucodenominados sociobiolo­ gos, la moda actual es la psicologfa evoluri­ va. Segun esta disciplina, la adaptaci6n ha de buscarse en los mecanismos psicologicos que conuolan los comporramiencos y no en los comportamientos mismos. Pero, cor~~)/en el viejo dicho de Jean-Baptiste AlphoJlse Karl', cuanco mas cambian las cosas, m,~s se que­ dan como estaban. Aunque algunps trabajos de psicologia evolutiva respaldan \afirmacio­ nes prudentes con una investigaci6~'~mpfrica adecuada, una de las ramas domina)l~s, la psicologia evolutiva popular (PEP), ofrece afir­ maciones grandilocuentes y ambiciosas sobre la naturaleza humana para consumo popular. Los representantes mas destacados de la PEP son los psicologos David M. Buss (pro­ fesor de la Universidad de Texas en Austin y auror de La evolucian del deseo y de La pa­ sion peligrosa) y Steven Pinker (profesor de la Universidad de Harvard, entre cuyos libros se cuentan Como funciona fa mente y La tabla rasa). Sus explicaciones populares se sustentan en el trabajo teo rico de la a veces denomi­ nada escuela de Santa Barbara de psicologia evolutiva, encabezada pOl' los antrop6logos Donald Symons y John Tooby y la psic6loga

DEFINICION En este articulo se entiende pOl' psicologia evolutiva popular (PEP) una rama de la psicologia te6rica que sustenta afirmaciones sobre la naturaleza humana en principios evolutivos y se orienta al consumo popular.

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Leda Cosmides, los tres de la Universidad de California en Santa Barbara. Segun la PEP, "el cerebro humano se com­ pone de un gran conjunto de dispositivos com­ putacionales, funcionalmen te especializados, que aparecieron evolutivamente para resolver los problemas de adaptacion con los que de modo regular se ropaban nuesuos antepasados cazadores-recolectores" (citado del sitio en la Red del Centro de Psicologia Evolutiva de la Universidad de California en Santa Barbara). Segun la PEP, as! como la evolucion por se­ leccion natural y sexual ha dotado a todos los seres humanos de adaptaciones morfologicas -el corazon 0 el h!gado-, tam bien los ha do­ tado de un conjunto de adaptaciones psicologi­ cas, u "organos mentales", enue las que figuran unos mecanismos psicologicos 0 "dispositivos computacionales, funcionalmente especiali­ zados" para ellenguaje, el reconocimiento fa­ cial, la percepcion espacial, el uso de herra­ mientas, la atraccion y retencion de pareja, el cuidado parental y una amplia variedad de relaciones sociales. En conjunto, estas adap­ taciones psicologicas constituyen una "natura­ leza humana universal". Segun este postulado, las diferencias individuales y culturales son resultado de la respuesta de nuestra comun na­ turaleza a las circunstancias locales variables; igual que en un ordenador, las salidas de un programa son funcion de sus entradas. Excep­ ciones notables a esta regia son las diferencias entre los sexos, que se generaron evolutiva­ mente porque en ocasiones no fueron iguales los problemas adaptativos a que hubieron de enfrentarse hombres y mujeres. Ademas, como la adaptacion compleja es un proceso muy lento, la naturaleza humana

LA PEP DICE que el analisis de los problemas adaptativos a que se enfrentaron nuestros ancestros de la Edad de Piedra, por ejemplo c6mo competir por parejas y recursos, aporta c1aves para conocer el diseiio de la mente.

PERO

esta diseiiada para el estilo de vida cazador-re­ colector que llevaban nuestros antepasados del Pleistoceno (el periodo entre hace 1.800.000 y 10.000 anos). En las expresivas palabras de Cosmides y Tooby, "nuestros craneos moder­ nos albergan una mente de la Edad de Piedra". La PEP propone que, para descubrir nuestra naturaleza humana universal, se analicen los problemas adaptativos que afrontaron nuestros ancestros, se planteen hipotesis acerca de los mecanismos psicologicos que se desarrollaron evolutivamente para solucionarlos y se con­ trasten despucs esas hipotesis por medio de pruebas psicologicas ordinarias, cuestionarios escritos, por ejemplo. La PEP afirma que por esa via se ha descubieno una serie de adapta­ ciones psicologicas, entre ellas las diferencias evolutivas entre los sexos en 10 que respecta a las preferencias a la hora de elegir pareja (los varones prefieren la nubilidad y las mujeres la nobleza) y a los celos (a los hombres les disgusta mas la infidelidad sexual de su pareja y a las mujeres la emocional). Creo que la PEP sigue un derrotero equi­ vocado. Sus ideas no adolecen tanro de un fallo determinado en los fundamentos cuanto de muchos errores menores. Aun as!, la CJ'itica reciente de la psicolog!a evolutiva permite des­ cubrir varios problemas generales de la PEP.

Primera falacia:

sin conocer los rasgos psico­ 16gicos de nuestros ancestros -informaci6n que no posee­ mos- no podemos saber c6mo la selecci6n retoc6 estos rasgos para crear la mente del hombre actual.

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EI anal isis de los problemas rdaptativos del Pleistoceno aporta clave~sobre el disefio de la mente. Tooby y Cosmides sostienen que, asi como podemos dar por cieno que nu ~ros antepa­ sados del Pleistoceno tenian que 'seleccionar parejas de alta calidad teproductiva" e "inducir a sus parejas potenciales a elegirlos a ellos" , tambicn podemos dar por cierto que aparecie­ ron adaptaciones psicologicas evolutivas para resolver esos problemas. Pero cuando se intenta identificar los problemas adaptativos que im­ pulsaron la evolucion psicologica humana, se tropieza con un dilema irresoluble. Por un lado, es cierto que nuestros an­ cestros, por ejemplo, tenian que "inducir a sus parejas potenciales a elegirlos a ellos"; sin embargo, esta idea resulta demasiado abstrac­ ta para que apone alguna indicacion clara acerca de la naturaleza de las adaptaciones de la psicologia humana. Todas las especies se enfrentan al problema de atraei a sus parejas. Los pajaros jardineros macho construyen ni­ dos, con decoraciones muy elaboradas, para exhibirse en ellos, el macho de los mecopteros, o moscas escorpion, ofrcce presas capturadas y el carricerln comun desgrana un variado repenorio de canciones. Para saber de que estrategias se valian nuesuos antepasados hace INVESTIGACION Y CIENCIA,

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falta una descripcion mucho mas detail ada de su problema adaptativo. Sin embargo, las descripciones mas detalJa­ das de 1.05' problemas de adaptacion a que se enfrentaf9n nuestros ancestros se topan con la Otra cat.a del dilema: no pasan de ser puras cabalas, p~es apenas nos han lIegado rastros de las condiciones en las que evolucionaron los pri~'os humanos. Los registros paleon­ tolo~s ,aponan algunas claves sobre ciertos aspectos de los inicios de la vida humana, pero dicen muy poco sobre las interacciones socia­ les, que debieron de tener capital imponancia en la evolucion psicologica del ser humano. Tampoco las poblaciones cazadoras-recolecto­ ras actuales aponan muchas pistas sobre la vida social de nuestros ancestros. Los estilos de vida de estos grupos varian bastante, incluso entre quienes viven en las regiones de Africa donde habitaron los primeros humanos. Ademas, como sostiene Richard Lewontin, de la Universidad de Harvard, los problemas adaptativos a que se enfrenta una especie no se pueden separar de las caracteristicas y estilos de vida de la especie en cuestion. La coneza del arbol contribuye a los problemas adaptativos a que se enfrentan los pajaros carpinteros, pero no asi las piedras que esran al pie del arbol. Por el contrario, para los tordos, que usan piedras para romper el caparazon de los caracoles, las piedras son parte de los proble­ mas adaptativos que encaran, mientras que la corteza del arbol no 10 es. De igual manera, los procesos motivadores y cognitivos de nuestros ancestros habrian respondido selectivamente a ciertas caracteristicas de los medios fisico y social, y esta receptividad selectiva habria determinado el tipo de facto res ambientales que condicionaron la evolucion humana. Para identificar los problemas adaptativos que con­ formaron la mente humana, necesitamos saber INVESTIGACION Y CIENClA,

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algo sabre la psicologia humana ancestral. Pero no sabemos nada. Por ultimo, aun cuando pudieramos iden­ tificar con precision los problemas adaptativos a que se enfrentaron nuesrros precursores a 10 largo de la historia evolutiva humana, no podriamos inferir gran cosa sobre la naturaleza de las adaptaciones psicalogicas. La seleccion aporta soluciones a los problemas adaptativos conservando modificaciones de rasgos preexis­ tences. La adaptacion posterior siempre se halla en funcion de cuanto se modificaron los rasgos previos. Para saber como se desarrollo la so­ lucion a un problema adaptativo se requiere saber algo sobre el rasgo previo que se utilizo y modifico para resolver el problema de marras. Sin el conocimiento de los rasgos psicologicos de nuestros ancestros -del que carecemos-, no podemos saber como los retoco la seleccion natural para crear la mence.

LA PEP DICE que sabemos 0 pod em os descubrir por que fa evoluci6n engendr6 rasgos genuinamen­ te humanos, como ellenguaje.

PERO para descubrir por que la evoluci6n engendr6 algun rasgo, tenemos que identificar las funciones adaptativas que este cumplia entre los primeros humanos y de ello apenas hay prueba.

Falacia 2: Sabemos, 0 podemos descubrir, por que evolucionaron los rasgos propiamente humanos Con frecuencia, la aplicacion del metodo com­ parado al estudio de un clado, 0 grupo de es­ pecies que descienden de un precursor camllO, permite reconstruir las presiones selectivas que impulsaron la evolucion de una determinada especie. AI descender de una forma comun todas las especies del clado, cabe admitir que las diferencias entre elias sean el resul tado de las variaciones de los requerimientos ambien­ tales que han sufrido. Cuando un rasgo lo comparten dos 0 mas especies de un clado, pero no otras, es posible, a veces, identificar las demandas ambientales comunes a esas es­ pecies y ausenres en las especies sin el rasgo. Podemos idenrificar las exigencias ambientales a que esta adaptado un rasgo estableciendo una correlacion entre las diferencias de rasgos y variaciones ambientales concretas. Pew el metodo comparado ofrece poca ayuda a las aspiraciones de la PEP de des­ cifrar la historia adaptativa de los rasgos psi­ cologicos -el lenguaje, formas superiores de cognicion- que supuestamente constituyen la naturaleza humana. Pinker, por ejemplo, sostiene con elocuencia que ellenguaje es una adaptacion para la comunicacion verbal de complejidad combinatoria infinita. Probable­ mente tenga razon en que el lenguaje es una adaptacion. Pew descubrir por que aparecio en la evolucion, a que exigencia constituye una adaptacion, requiere determinar las funciones adaptativas que cumplio el lenguaje entre los primeros hablances. Para que pudiesemos valernos del metodo comparado a la hora de contestar ese tipo de

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preguntas, necesitarlamos comparar algunos rasgos psicol6gicos con su forma hom610ga en las especies con las que comparrimos un ancestro comun. Aqui es donde se presenta el problema. Entre las especies existentes, nues­ tros parientes mas cercanos son el chimpance y el bonobo, con los que comparrimos un precursor comun que vivi6 hara unos seis mi­ llones de afios. Pero ni siquiera elias, nuesuos parientes mas cercanos, poseen esos rasgos psicol6gicos complejos, como ellenguaje, cuya evolucion aspira a explicar la PEP. Determinar que demandas ambientales compartimos con nuesrros parientes mas pr6ximos no nos sirve, pues, para descubrir a que se adaptaron nuesuos rasgos psicol6­ gicos. Mas bien necesitamos identificar las demandas ambiemales que nos diferenciaron evolutivamente, durante los ultimas seis mi­ llones de afios, de n uesuos parientes vivos mas cercanos. Si podda ilusuarnos sobre estos procesos evolutivos algun tipo de informaci6n sobre la ecologia y el estilo de vida de especies mas esuechameme emparentadas con nosotros, con las que comparriesemos algunas capacidades cognitivas superiores. Quiza podriamos dar con demandas ambientales que nos hubiesen afectado tamo a elias como a nosouos, pero desconocidas para el chimpance y el bonobo (y ouos primates). Las especies que reunen tales condiciones son los demas homininos: los ausualopitecinos y las ouas especies del genero Homo. Por desgracia, todos esos homininos se han extinguido; y los muerros no cueman sus his­ torias evolutivas [vease "Hominidos contem­ poraneos", de Ian Tattersall; INVESTIGACION Y CIENCIA, marzo de 2000]. Escasean, pues, las pruebas necesarias para desentrafiar la historia evolutiva de los rasgos propiameme humanos por medio del metodo comparado. (De ahi que haya varias teorias sobre la evolucion del lenguaje, pero ninguna sugerencia acerca de c6mo se podda discriminar entre ellas me­ diame pruebas empiricas.) Lo que Sl aporra a veces el metodo com­ parado es informaci6n sobre adaptaciones ge­ nuinamente humanas. Pero como ha apumado Jonathan Kaplan, de la Universidad estatal de Oreg6n, esa informacion no se refiere a los rasgos universales de los humanos, sino a rasgos que aparecen s610 en algunas pobla­ ciones humanas. Sabemos, por ejemplo, que el alelo que produce (en quien tiene dos copias del alelo) la anemia drepanodtica 0 falciforme es, cuando se tiene s610 una copia, una adaptacion que confiere resistencia a la malaria. La prueba se obtuvo al comparar poblaciones humanas

porradoras del alelo con poblaciones humanas en que se halla ausente e identificar las de­ mandas ambientales que guardaban correlaci6n con la presencia del alelo. Como el metodo comparado ha detectado este tipo de adapta­ ciones fisiol6gicas, es razonable suponer que tam bien podria encontrar algunas adaptaciones psicol6gicas. Pero eso no sirve de consuelo a la PEP, que proclama la universalidad de las adapraciones psicol6gicas humanas. El metodo comparado reviste una magra utilidad para los rasgos universales y caracterlsticamente humanos. Por tanto, es improbable que las explicaciones evolutivas de nuestra supuesta naturaleza humana universal pasen alguna vez de especulaciones.

Falacia 3: "EI craneD moderno aloja un cerebro de la Edad de Piedra" La afirmaci6n de la PEP de que la naturaleza humana se pergefi6 durame el Pleistoceno, cuando nuestros antepasados vivian como cazadores-recolectores, es err6nea en los dos cabos temporales de la era. Algunos mecanismos psicol6gicos humanos emergieron, cierro, durante el Pleistoceno. Pero otros son vestigios de un pasado evolutivo mas antiguo; los comparrimos con algunos de nuestros parientes primates. Jaak Panksepp, de la Universidad estatal de Bowli g Green, ha idemificado siete sistemas em cionales en los humanos cuyos odgenes e olutivos son anteriores al Pleistoceno. Los sistemas emo­ cionales que denomina Cuidadp, Panico y Juego se remontan a la historia ~"Y'olutiva de los primates tempranos, mientras que los sis­ temas de Miedo, Rabia, Curiosidad y Deseo vienen de mas aU'as, de antes, incluso, de que hubiera mamiferos.

LA PEP DICE que los humanos modernos alojamos una mente de la Edad de Piedra.

PERO parece igual de probable que la mente humana tuviera que adaptarse a 105 grandes cambios que supuso el adve­ nimiento de la agricultura y de la vida urbana. 5i 105 humanos han experimentado cambios fisiol6gicos desde la Edad de Piedra, [por que no podrian haber cambiado tambien en su psiquis?

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Cambia mucho la manera de entender la psicologfa humana cuando se tiene presente esa profundidad en el tiempo de nuestra his­ toria evolutiva. Pensemos en el apareamiento humano. Buss sostiene que las estrategias de apareamiento humanas se moldearon durante el Pleistoceno para resolver los problemas adap­ tativos que decidieron el rumbo singular de la evolucion humana. De ahf que suponga que comportamientos propios de los seres humanos, como el deseo de emparejarse tanto a corto como a largo plazo (permitiendose en ocasiones breves infidelidades durante un emparejamien­ to estable), forman parte de un conjunto inte­ grade de adaptaciones psicologicas que calculan inconscientememe los beneficios reproductivos de cada estrategia. Cuando los beneficios re­ productivos potenciales de una relacion a carto plazo son mayores que su coste potencial, esas adaptaciones conducen a la infidelidad. El cuadro cambia cuando se tiene en cuenta que cienos aspectos de nuestra psicologfa son remanent~s de la historia evolutiva prehumana. Puesto qu'y el chimpance y el bonobo, nues­ . \ . tros panenfes mas cercanos, son espeCies muy promiscuas, nuestro linaje probablemente se emba~co ~ la etapa humana de su viaje evolu­ tivo por ando un mecanismo erotico diseiiado para romover las relaciones promiscuas. Las cara;;terfsticas psicologicas que fueron luego surgiendo durante la historia evolutiva hu­ mana se construyeron sobre esos cimientos. Y sabemos que algunos sistemas emocionales evolucionaron despues para promover la vin­ culacion afectiva de pareja, generalizada entre las culturas human as y ausente en los primates que nos son mas cercanos. Sin embargo, no tenemos razones para pensar que los mecanis­ mos del deseo sexual y la vinculacion afectiva de pareja evolucionaron a la vez, como panes de una estrategia integral de apareamiento. Es mas, probablemente evolucionaron como sistemas separados, en puntos distintos de la historia evoluriva de nuestro linaje, en res­ puesta a diferentes demandas adaptativas y para servir a propositos dispares. Si esta interpretacion alternativa de la psi­ cologia del apareamiento humano es correcta, no contarfamos con "una sola mente" que dererminase nuestras relaciones sexuales. Ten­ drfamos impulsos psicologicos que compiten entre sf. Antiguos mecanismos evolutivos ero­ ticos nos empujarfan hacia la promiscuidad y sistemas emocionales mas recientes nos empu­ jarfan hacia unas relaciones de pareja estables. No nos guiaria una psicologfa del Pleistoceno integrada, que calcula inconscientemente que impulso seguir y cuando; nos desgarradan me­ canismos emocionales opuestOs que habrfan evolucionado por separado. ~

INVESTIGACION Y CIENCIA, enero, 2009

La idea de que "nuestro craneo moderno aloja una mente de la Edad de Piedra" tambien es erronea en 10 que toca al cabo contempo­ raneo de nuestro hilo evolutivo. La nocion de que estamos atascados en una psicologfa adaptada al Pleistoceno subestima sobremanera la velocidad a la que la seleccion natural y sexual puede impulsar el cambio evolutivo. La investigacion reciente ha demostrado que la seleccion puede alterar radicalmenre rasgos de una poblacion en solo 18 generaciones (en los humanos, unos 450 afios). Tan rapida evolucion ocurre, por supuesto, solo cuando se dan cambios significativos en las presiones selectivas que operan sobre una poblacion. Pero las transformaciones ambienta­ les acaecidas desde el Pleistoceno han alterado, sin duda, las presiones selectivas sobre la psi­ cologia humana. Las Revoluciones Agricola e Industrial precipitaron cambios fundamentales en las estfucruras sociales de las poblaciones humanas, 10 que a su vez modifico las dificul­ tades a que se enfrentan los humanos cuando adquieren recursos, se aparean, forman alianzas o se distribuyen en categorfas dentro de una jerarquia. Otras actividades humanas -que van de la construccion de refugios a la conservacion de alimentos, de la anticoncepcion a la edu­ cacion reglada- tam bien han alterado siste­ maticamente las presiones selectivas. Dados los numerosos ejemplos incontrovenibles de adaptaciones fisiologicas a demandas ambien­ tales de nuevo cuno una vez pasado ya el Pleistoceno (piensese en la resistencia a la ma­ laria), no hay por que dudar de una evolucion psicologica similar. Ademas, las caracterfsticas psicologicas hu­ manas son el producto de un desarrollo durante el cuallos genes inreraccionaron con el medio. Aun cuando hubiese apenas habido evolucion genetica desde el Pleistoceno, 10 que es dudoso, no por ello habrfan dejado los ambientes hu­ manos de haber cambiado muchisimo, como indican los ejemplos mencionados. Cualquier gen que se seleccionase en el Pleistoceno in­ teractuara con estos nuevos ambientes para producir rasgos psicologicos que pueden diferir significativamente de aquellos de nuestros an­ cestros del Pleistoceno. Por tanto, no existen razones de peso para creer que todas nuestras caracteristicas psicologicas evolucionadas siguen adaptadas al estilo de vida de los cazadores­ recolectores del Pleistoceno.

Falacia 4: Los datos psicol6gicos aportan pruebas c1aras de la PEP La PEP sostiene que sus especulaciones sobre nuestro pasado pleistoceno han llevado al des-

ALGUNAS PUBLICACIONES DE LA PSICOLOGIA EVOLUTIVA POPULAR The Adapted Mind: Evolutionary Psychology and the Generation of Culture. Dirigido por Jerome H. Barkow, Leda Cosmides y John Tooby, Oxford University Press, 1992. The Language Instinct. Steven Pinker. Harper Perennial, 1994. The Murderer Next Door: Why the Mind is Designed to Kill. David M. Buss. Allyn y Bacon, 2007. Evolutionary Psychology: The New Science of the Mind. David M, Buss. Allyn y Bacon, 2007.

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EI autor David J. Buller, que ensena filosofia en la Universidad del Norte de Illinois, ha sido premiado por esta con su mayor distinci6n, una "catedra presidencial de investigaci6n". Es autor de Adapting Minds:

Evolutionary Psychology and the Persistent Quest for Hu­ man Nature (MIT Press; 2005) y coordinador de Function, Selection and Design (SUNY Press, ciclos de filosofia y biologia; 1999).

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cubrimiento de muchas de las adaptaciones psicol6gicas que controlan nuestro comporra­ miento. EI planreamiento, pues, ha funciona­ do; debe de andar bien encaminado. Ni que decir tiene que la solidez de seme­ jante argumentacion depended. de la fuerza de las pruebas que avalan los descubrimienros que la PEP asegura haber logrado. Esas pruebas suelen consistir en datos de tests psicologicos por escrito (cuestionarios donde hay que elegir entre respuestas prefijadas), aunque a veces se presentan tambien conjuntos limitados de datos relativos al comporramiento. Sin embargo, como he mostrado in extenso en mi Adapting Minds, la mayoria de las veces las pruebas no son concluyentes, y eso en el mejor de los casos. Como dijo con cierra soma Robert Richardson, de la Universidad de Cincinnati, las hipotesis evolutivas preferidas de la PEP son "especulaciones disfrazadas con resultados". La impresion de que las pruebas son convincenres no la crean tanto los datos en S1, sino el que se pasen por alto y no se conrrasten adecuadamente orras explicaciones viables. Veamos un sencillo ejemplo. Buss sostiene que los celos evolucionaron a modo de alarma emocional que avisa de las potenciales infidelidades de una pareja. Provocarian un comporramiento orientado a minimizar perdidas en los esfuerzos invertidos para la reproducci6n. Entre nuestros antepasa­ dos, continua el argumento, las infidelidades suponian costes reproductivos diferentes para cada sexo. Para los hombres, una infidelidad sexual significaba que podian estar invirriendo los recursos parentales en la descendencia de otro macho. Para las mujeres, era la relacion emocional del varon con orra mujer 10 que podria lIevar a la perdida de los recursos pro­ porcionados por el varon. Y, en efecto, Buss afinna haber descubierro la diferencia sexual requerida en el "disefio" evolutivo de la mente celosa: la mente masculina es mas sensible a los indicios de infidelidad sexual, mientras que la mente femenina es mas sensible a los signos de una infidelidad afectiva. Los principales datos cirados en apoyo de esra teoria son las respuesras a unos cuestionarios de respuesta prefijada. En uno de los puntOS del cuestionario, por ejemplo, se pregunta a los su­ jeros que encuenrran mas rurbador, "imaginarse a su pareja creando unos lazos emocionales pro­ fundos" con un rival 0 "imaginarse a su pareja disfrurando de un acto sexual apasionado" con un rival. Los resultados muestran sistematica­ mente que hay mas hombres que mujeres que encuenrran mas rurbadora la infidelidad sexual de su pareja que la emocional. Pero esros daros son pruebas sin solidez ("tomadas con pinzas") de adaptaciones psi­

LA PEP DICE que los datos psicol6gicos aportan pruebas c1aras de 10 que asevera; asi, par ejemplo. acerca de diferencias entre hombres y mujeres en el ori­ gen de los celos.

PERO en su mayoria, los datos se basan en cuestionarios can respuestas prefijadas (vease el recuadro "Cuestionario de la PEP"). Estas pruebas no son concluyentes. No aportan indi­ tias claras que lIeven a pensar que los celos evolucionaran de forma distinta en hombres y mujeres. Antes bien, los celos podrian basarse en ambos sexos en un mismo mecanisma, que responde de forma distinta cuanda el emparejamiento se enfrenta a diferentes tipas de amenazas.

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col6gicas diferenciadas por sexos. Ambos sexos podrian tener la misma capacidad evolutiva para distinguir las infidelidades amenazadoras de las que no 10 son y para sentir celos hasta un grade proporcional a la amenaza percibida para una relacion en la que se ha invertido esfuerzo. Esa capacidad que ambos sexos compartirian habria generado los resul tados diferenciados del cuestionario de Buss porque, con el tiem­ po, habriamos adquirido la creencia de que existen djrerencias ligadas al sexo en el tipo de comporramiento que representa una amenaza para la relaci6n. Asf, segun varios estudios, esta muy extendida la opinion, en ambos sexos, de que los hombres son mas proclives que las mujeres a mantener relaciones sexuales sin implicarse arectivamente. En coherencia con ese juicio, a los hombres les pareced. mas ame­ nazadora la infidelidad sexual de una mujer que a una mujer la infidelidad sexual de un hombre, porque la infidelidad sexual femenina es mas proclive a venir acompafiada de una implicacion afectiva. Esta hipotesis alternativa tam bien explica a la perreccion otros datos que no encajan facilmente en la teoria de que las caracteds­ ticas evolutivas de la mente son distintas en razon del sexo. En primer lugar, los varones homosexuales son incluso menos proclives que las mujeres heterosexuales a enconrrar la infidelidad sexual mas turbadora ue la emocional. Los varones homose ales son tam bien menos proclives que 10 varones y mujeres heterosexuales a creer que la infideli­ dad sexual representa una amen*za contra la relaci6n principal. Si ambos sexo's comparten la misma capacidad para sentir celos, y el grade

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de los celos sexuales viene dado por el grado

o Cuestionario de la PEP

de la amenaza percibida para una relaci6n, Para evaluar las diferencias entre ambos sexos en cuanto a los celos, David M. Buss Ysus co­ es normal que la tendencia de los varones laboradores disefiaron un cuestionario (abajo) al que respondieron estadounidenses ("Sex homosexuales a no encontrar la infidelidad Differences in Jealousy: Evolution, Physiology, and Psychology", en Psychology Science, vol. se~ual amenazadora ies haga apartarse de la 3, num. 4; julio 1992). Su cuestionario, 0 una variante, se utiliz6 posteriormente en estudios norma masculi na. similares en otras sociedades. Los resultados se muestran en las tablas inferiores; la primera En segundo lugar, el grado en que los va­ columna de cada tabla enumera los datos obtenidos por Buss ysus colaboradores en el rones encuen tran turbadora la posibilidad de estudio original. la infidelidadsexual de una par~a ~menina _~~~~~__~~~-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ varia significativamente entre culturas. A este ~ Cuestionario ., . ycomprometida que haya tenido respecto, solo una cuarta parte de los varones . \ cion romantlca sen a . . d Instrucciones: Por favor, plense en una re a. Imagine que descubre que la persona Implica a alemanes afirman que la infidelidad sexual es en el pasado, que tiene ahora 0 que Ie gustar~a t,e~e~'fIigiria 0 turbaria mas? (elija solo una respuesta mas turbadora que la emocional. Curiosamen­ en esa relacion se interesa por una tercera. ( ue te, el propio Buss y sus colegas declaran que la y rodeela con un circulo): cultura alemana tiene "actitudes mas relajadas acerca de la sexualidad, incluso acerca del sexo OllEMA1 zos emocionales profundos con esa persona. 1 extramarital, que la cultura norteamericana', I' . exual apasionada con esa otra persona. (A) Imaginarse a su pareja creando unos a . d' f t ndo de una re aClon s Por tanto, los varones alemanes deberian ser (B) Imaginarse a su pareja IS ru a menos proclives que los estadounidenses a OilEMA 2 . . d osiciones sexuales diferentes con esa otra persona. creer que la infidelidad sexual de una pareja tntentan 0 P (A) Imaginarse a su pareja . ' d e de esa otra persona. femenina amenaza una relacion y, por tan­ (B) Imaginarse a su pareja enamoran os to, ser menos proclives a que los penurbe la infidelidad sexual que los estadounidenses. Una vez mas, esta diferencia cultural es preI RESULTADOS DEL SqN.DE.Od d I(B) como mas turbadora en el dilema 1 cisamem9 la que debemos esperar si el grado . h legido la infidel! a sexua J . PorcentaJe que a e Ch' Holanda Alemania Corea apon Promedio Sl de los celos sexuales se halla en funcion del EE.UU EEUU. EE.UU EE.UU. EE.UU. EEUU. 2,~a Sl 28 59 38 22 grade que la infidelidad sexual se percibe Varon 60 76 61 55 53 73 31 16 18 13

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comoAmenaza a una relacion. Mujer I d'l a 2

'e que ha elegido la infidelidad sexual (A) como mas turbadora en e. I em

/No esta claro por que la PEP se resiste a t Porcen aJ . Ja on PromedlO

la idea de que los sexos comparten el mismo EE.UU. EE.UU. EE.UU. EE.UU. HOla~da Ale~~n1a c~;a ~2 38

mecanismo emocional de los celos y las di­ 44 43 44 47 2 8 22 1S 13

Varon 11 12 12 12 12 ferencias de actitud derivan de las diferencias Mujer en las creencias que procesa ese mecanismo. Segllll la PEp, muchas diferencias culturales son producto de una naturaleza comun que proceso adaptativo que conformo la mente. responde a condiciones locales variables. Aun Ahora bien, segun hemos visto, escasean las asi, las diferencias culturales son a menudo mas pruebas que puedan confirmar las teorias sobre profundas que esas diferencias sexuales que la las adaptaciones que ha experimentado nuestro PEP ha convertido en teoria sensacionalista. Si linaje durante los ultimos dos millones de la variacion cultural emerge de una naturaleza anos. Y no parece probable que tales pruebas complementaria compartida que responde a estimulos distimos, se materialicen algun dia; las que pudo ha­ THE SEVEN SINS OF EVOLU­ emergen tam bien las diferencias sexuales en 10 ber se han perdido, quiza para siempre. No TIONARY PSYCHOLOGY. Jaak concerniente a actitudes y comportamiento. resulta facil, cierto, aceptar que hay muchas Panksepp yJules B. Panksepp cosas sobre la evolucion de la menre humana en Evolution and Cognition, vol. Coda que nunca conoceremos y sobre las que solo 6, n. D 2, pags. 108-131; 2000. II Uno de los legados perdurables de Darwin es podremos especlllar. HISTORICAL EVIDENCE AND ,I Por supuesto, algllnas cabalas son peores la idea de que la meme humana se adquirio en HUMAN ADAPTATIONS. Jonathan el curso de la evolucion a traves de un proceso que orras. Las de la PEP andan profundamente Michael Kaplan en Philosophy adaptativo. Al fin y al cabo, resulta mas cos­ erradas. No parece que seccionar nuestra his­ of Science, vol. 69, n. D 53, pags. toso hacer funcionar el cerebro humano que toria en el Pleistoceno en distintos problemas 5294-5304; 2002. un motor de combustion imerna, ya que el adaptativos, suponer que la mente se divide EVOLUTIONARY PSYCHOLOGY cerebro consume el 18 por ciemo de la energia en soluciones independientes a esos proble­ AS MALADAPTED PSYCHOLOGY. del cuerpo aunque constituye escasameme el mas y apoyar semejantes supuestos con datos Robert C. Richardson. MIT de cuestionarios escritos nos vaya a ensenar 2 por ciento de su peso. No tendriamos se­ Press, 2007. mejante organo si no hubiera desempenado mucho acerca de nuestro pasado evolutivo. EI EVOLUTIONARY PSYCHOLOGY. funciones adaptativas importantes en nuestro campo de la psicologia evolutiva tendra que Stephen M. Downes en The pasado evolutivo. hacerlo mejor. Pero incluso aunque 10 hiciera

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Bibliografia

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Lo dificil para la psicologia evoluriva es pasar de este hecho general a los detalles especificos, sustentados empiricamente, del INVESTIGACION I CIENCIA,

enero, 2009

10 mejor posible, puede que jamas nos desve­ Ie por que evolucionaron nuestras complejas caracterisricas psicologicas.

Stanford Encyclopedia of Phi­ losophy. Edici6n de primavera; 2008.

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o La evolucion en la vida cotidiana La evoluci6n, de la que cada vez sabemos mas, esta inspirando aplicaciones practicas de interes para la sanidad publica, el cumplimiento de las leyes, la conservaci6n de la naturaleza y la optimizaci6n de disenos

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• DAVID P. MINDEll

CONCEPTOS BASICOS • La teoria de la evoluci6n Ie pro­ porciona a la humanidad mucho mas que una mera narraci6n cientffica sobre los orfgenes y desarrollo de la vida. TambiEm fructifica en avances tecnicos de valor incalculable. • Pensemos en la noci6n de reloj molecular, basada en la acumu­ laci6n de mutaciones en el ADN a 10 largo de millones de aiios; resulta fundamental para los anal isis de ADN utilizados en las investigaciones policiales.

• EI analisis mediante el ADN de la evoluci6n de los pat6genos proporciona lltiles informa­ ciones para combatir brotes infecciosos y la difusi6n de enferrnedades. La evoluci6n acelerada en laboratorios ha permitido obtener vacunas mas perfectas, asi como otras protefnas terapeuticas. • La ciencia del c6mputo ha adaptado mecanismos de mutaci6n y selecci6n propios de la evoluci6n para la resoluci6n

de problemas.

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o habria podido barrunrar Darwin los avances tecnicos que sus estudios sobre las abejas y las aves iban a suscitar. Los pro­ gresos en el conocimienro de la historia de la evolucion y de sus mecanismos han desembo­ cado en poderosas aplicaciones para un amplio abanico de especialidades. Ahora, par ejemplo, los agenres de la ley recurren a menudo a anaJisis evolutivos en sus investigaciones, como ha popularizado la serie CSI. EI conocimienro de la evolucion de diferenres genes determina la clase de in­ formacion forense que se puede extraer de las pruebas de ADN. En el caso de sanidad publica, el anaJisis filogenetico, 0 estudio de las secuencias de ADN para inferir su grade de parentesco evo­ lutivo, de patogenos como la gripe aviaria 0 el virus del Nilo Occidental tal vez lleve a la preparaci6n de vacunas y el establecimiento de directrices sanitarias que minimicen su trans­ mision al hombre. Un proceso de laboratorio, la "evolucion dirigida", que acelera la evolucion de las protefnas, puede servir para mejorar vacunas y orras protefnas utiles. En las ciencias de la computacion se han adaptado conceptos y mecanismos propios de la evoluci6n para crear un

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sistema general, la programacion genetica, con el fin de resolver complejos problemas de di­ seno y de optimizacion. Y una metodologfa reciente, la metagen6mica, ha cambiado pro­ fllndamente la manera en que se catalogan los microorganismos de una region; nuestra concepcion de la diversidad microbiana no habfa cambiado tanto desde la invencion del microscopio. Hace unos 400 allOS, Francis Bacon, estadis­ ta y filosofo ingles, dijo que el conocimiento es poder. Todas estas tecnicas utilfsimas, fruto de que se sepa cada vez mas de los procesos evolutivos, Ie dan la razon.

Mas alia de la dud a razonable Los analisis evolllcionistas y las investigaciones criminales comparten un objetivo comun: la revelacion de acontecimientos historicos. Su frucdfera combinacion solo hubo de esperar a que madurasen las tecnicas de secllenciacion

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de ADN para aportar grandes conjuntos de reoda de la evolucion fuera presentada como datos, metodos cuantitativos robus(Qs y una un insidioso azote durante el juicio de John integracion informada de la ciencia y la ley. Scopes, profesor de secundaria de Tennessee. AI igual que tantas orras aplicaciones de la En 1998, en la vista de un caso criminal, el estado de Louisiana contra Richard j. Schmidt, evolucion, la nocion de reloj molecular desem­ pena aquf un papel crucial. Se fundamenta en el juez semo precedente al dictaminar que los que las alteraciones de las secuencias de ADN analisis filogeneticos cumplian los requisitos se producen a ritmos aproximadamente prede­ de una prueba judicial, pues eran susceptibles cibles (vease el recuadro "Relojes moleculares"). de verificacion empfrica, las investigaciones Sin embargo, los relojes correspondientes a pertinentes se habfan publicado rras revision diferentes regiones de ADN pueden marchar por pares y los aceptaba la comunidad cienrf­ con ritmos bien diferentes. Hace unos vein­ fica (estos son algunos de los criterios comun­ ticinco anos, los geneticos descubrieron en el mente conocidos como "normas de Daubert ADN humano regiones que evolucionan muy de la validez cien rffica", asf Ilamadas por el deprisa. No se tardo en convertirlas en marca­ nombre del querellaure en un caso anterior do res geneticos -elementos de identificacion que tambien sento precedente). unfvoca de los individuos, como las huellas Tuve la fortuna de que se me invitase a in­ dactilares, pero mucho mas detalladas- que tervenir en la vista de Lousiana contra Schmidt ayudan a esclarecer crimenes 0 comprobar en condici6n de cienrffico y testigo experto a peticion de Michael L. Metzker, del Colegio paternidades. Los investigadoies forenses evaluan mar­ Baylor de Medicina, y de David Hillis, de cadores geneticos espedficos, que vinculen a la Universidad de Texas en Austin. Los rres individuos sospechosos con indicios obtenidos colaboramos en los analisis moleculares. en la escena del delito, valiendose de un cabe­ Los hechos, que nadie negaba, eran los si­ llo, de celulas epidermicas labiales adheridas a guientes: un gastroenter6logo penetro en el un bote de cerveza, de la saliva pegada a sobres domicilio de una ex amante, que habra sido o a colillas, del semen, la sangre, la orina 0 enfermera en su consulta, y Ie puso una in­ las heces. EI usa mas inmediato consiste en yeccion. EI medico deda que se trataba de demosrrar la inocencia de un sospechoso cuyos vitamina B; ella, que fue de VIH, el virus marcadores no casan con las pistas obtenidas del sida. La mujer habra empezado a en la escena del crimen. Segun el Proyecto sentirse enferma, varios meses despues Inocencia, que promueve y persigue el uso de de haber recibido la inyeccion; un marcadores geneticos para invalidar sentencias analisis de sangre demostro que se erroneas de los tribunales, la discordancia de mar~adores geneticos ha exonerado desde 1989 ••••••• t!Zi:t • • ':tPf!6JrtiIJJ• • a mas de 220 personas, muchas de elias con­ denadas pOl' deli(Qs de violacion e incluso .. algunas que se enconrraban en el conedor de la muerte. ~ EI lugar que la ciencia de la evo­ ~ lucion ocupa en el sistema judicial ,. estadounidense ha cambiado radi­ ~. calmente desde 1925, cuando la ~.

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Relojes moleculares

Arboles evolutivos

Uno de 105 conceptos de la teoria evolutiva mas utiles en las aplicaciones practicaslo representa el reloj molecular, en el que un tramo de ADN acumula mutaciones a un ritmo 10 suficientemente regular como para que mida cuanto tiempo hace que dos especies empezaron a divergir de un antepasado comun.

Unos 50 millones de ailos despues

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TTGATCG LMutaci6n

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Ancestro comun

Es posible aplicar la tecnica de los relojes

moleculares a un grupo de especies

emparentadas con el fin de inferir su filogenia

o arbol evolutivo. En este ejemplo, los ADN de

las especies Ay Bdiscrepan en cuatro lugares,

mientras que cada uno de ellos difiere en ocho

lugares del ADN de C. Asi pues, ellinaje de la

especie Cse escindio del antepasado comun a

las especies Ay Bhace, aproximadamente, el

doble de tiempo que los linajes individuales de

A y B. A, Bye podrian tambien representar

cepas de un virus que mutasen en el intervale

de unos pocos arios.

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Unos 25 millones de ailos despues

CAATTTATC Mutaci6n Especie B

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Hace 50 millones de arios

Hace 25 millones de ailos

Hoy

Un tictac de mutaciones

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En el ejemplo, dos especies tuvieron un antepasado comun hace 50 millones de ailos; la secuencia de ADN correspondiente a un gen particular compartido par ambas adquiere un cambio cada 25 millones de arios. Hoy, pues, ese tramo de ADN de ambas especies diverge en cuatro lugares. 5i se conoce la tasa de mutacion (deduciendola de genes y de pruebas f6siles de especies emparentadas de cerca) padremas inferir el intervala de 50 millones de arias a partir de las cuatro diferencias en el ADN observadas en el presente.

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Entrenar a un robot para que deambule a la maxima velocidad posible requiere una laboriosa puesta a punto de su marcha para cada nueva superficie que deba recorrer. Pero investigadores de la Universidad Carnegie-Mellon se han valido para esta tarea de un algoritmo evolutivo. La han aplicado a Aibos, un perro meca­ nico de Sony. Se ensayaron en el robot distintas formas de marcha; sus velocidades se registraron en un ordenador, que selecciono las mejores formas de deambulacion y genera despues una "descen­ den cia" de marchas mutantes, AI cabo de 100 generaciones de este proceso evolutivo, los robots cua­ drupedos podian desplazarse un 20 por ciento mas rapidamente de 10 conseguido por los esfuerzos de afinarlos "a mano".

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Ancestro comitn

o Especie maderna 1 CACTTGATCG o Especie moderna 2

Especie C

CAATTTATTT

hallaba infecrada con VIH. Acudi6 a la oficina del fiscal del disuito para presentar una denun­ cia. La policia judicial obtuvo rapidamente una orden de regisrro de la consulra del medico, donde se incauraron de sus libros de notas y de un vial con sangre, que guardaba en un refrigerador. El medico afirm6 que conservaba la muestra de sangre, que Ie habfa exuafdo a un paciente seroposirivo, para invesrigar. El paso siguiente consisti6 en efectuar anal isis filogenericos de los linajes del VIH tornados de la enfermera y de la presunra Fuente. Metzker, Hillis y yo seleccionamos dos genes de VIH para secuenciarlos, uno de ellos, de evoluci6n relarivamente rapida, el que codificaba pane de la envolrura vfrica (env), el otro, mucho mas lento, el de una enzima fundamental, la transcriptasa inversa (TI). To­ mamos asimismo muestras de sangre de otros 30 individuos seroposirivos, que habdan de servir como punto de referencia. Nuesuos analisis del gen env pusieron de manifiesro que las secuencias de VIH corres­ pondientes a la vfetima y a la muestra que con­ servaba el medico formaban dos clados herma­ nos con respecro a la muestra epidemiol6gica (vease fa figura 1). Es decir, Ia probabilidad de que dos personas tomadas al azar en la po­ blaci6n de seropositivos se hallasen infectadas por virus ran similares es exrraordinariamente pequefia. Este resultado concordaba con que el medico hubiese utilizado la muestra de sangre exuaida de uno de sus pacientes para infecrar a la enfermera. No obstante, cabfa la posibilidad

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de que ese pacienre se hubiera infectado con VIH de la enfermera. La filogenia inferida de las secuencias de la TI, cuya evoluci6n es mis lenta, hadan ver que los virus tornados de la vferima eran mas j6venes, surgidos del seno del clado originado en la fuenre presunta. Esre resultado indicaba claramente que la presunta fuenre habia infecrado a Ia enfermera. EI jurado declar6 al medico culpable de "-'8,1 tenrativa de asesinato y fue sentenciado a 50 '8 afios de circe!. No es posible, desde luego, ~ ~ saber cuinta imponancia atribuyeron los ju­ ~ rados a las pruebas evolutivas y cuanta a ouos % ~ aspectos, como los cuadernos de notas del ~ ~ medico 0 su conducta. Pero sf sabemos que ~ los analisis filogenicos se seguirin urilizando ~~ en los tribunales esradounidenses gracias a que m"l:' ~~ el Tribunal Supremo de los EE.UU. confir­ t5 .g ~-2 m6 el precedente de Louisiana contra Schmidt ~~

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am Ie nlen sticas rnicrobianas

A 10 largo de roda la hisroria de Homo sapiens, han coevolucionado con el toda clase de virus, bacterias, hongos y ani males parasirarios. Esa interacci6n ha guiado la evoluci6n de nuestro sistema inmunitario, maravillosamente adap­ table. Las poblaciones humanas proporcionan cada vez un mayor campo para que medren los pat6genos microbianos; y aun cuando seamos capaces de manrener araya, e incluso extinguir, unos cuantos de ellos, orros evolucionaran, nos invadirin y se propagarin. Esta carrera de armamentos va para largo. INVESTIGACION

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Conocer la historia evolutiva de los pa­ togenos presupone la determinaci6n de su genealogia, a menudo basada en analisis 1110­ genericos de ADN, e! metodo mas perfecto disponible para la identificacion de pat6ge­ nos desconocidos y de sus genes. Descifrar la genealogia de un patogeno permite e!aborar valiosas hip6tesis de trabajo sobre sus medios de reproducci6n y transmisi6n, asi como sobre su habitat preferido, pues es mas probable que parientes cercanos compartan rasgos vi tales heredables que los parientes lejanos. Podemos, a su vez, valernos de esta informacion crucial para formular recomendaciones encaminadas a minimizar las ocasiones de transmision de! pat6geno y, de paso, reforzar nuestra inmu­ nizaci6n. Un buen conocimiento de los mecanis­ mos evolutivosexige la identificaci6n de las causas de las mutaciones y de! pape! que les corresponda, pOl' una parte a la se!eccion natural, poria oua a los acontecimientos casuales, en e! origen y persistencia de mo­ dificaciones heredables. Podemos rastrear los cambios heredables a traves de los genotipos y de los fenoripos Oa morfologia 0 las propie­ dades fisicas); ram bien, a rraves de la histotia vital: virulencia, transmision, especificidad de los hospedadores y tasa de reproduccion. Merced a que cada vez se sepa mas del in­ tercambio, 0 "transferencia horizontal", entre bacterias lejanamente emparentadas de genes que propician la resistencia a farmacos, se ha planteado la busqueda de nuevas variedades de antibioticos que priven a tales elementos genericos m6viles de la capacidad de replicarse y transferirse. La mordfera historia de las epidemias gri­ pales y la progresiva e!ucidacion de como evolucionan los virus de la gripe sirven para ilustrar la aplicacion practica de algunos de los puntos anteriores. Analisis filogeneticos de extensas muestras de virus gripales, tomadas en diversas especies hospedadoras, nos han demosrrado que las aves silvestres constituyen

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una de las Fuentes primarias de esos virus, y que los cerdos domesticos constiruyen a menudo, aunque no siempre, intermediarios entre las aves y los humanos. Asi pues, las auroridades sanitarias ins ran ahora a los ha­ bitantes de ciertas regiones a que mantengan sus aves y cerdos en insralaciones separadas y cerradas que impidan e! contacto con las aves silvestres. Se aconseja asimismo que se vigile una variedad especialmente patogenica, la cepa H5N1 de la gripe de tipo A, amen de otras cepas identificadas filogeneticamente no solo en las aves de corral, sino tambien en un pequeno numero de especies silves­ tres, entre elIas algunas especies acuaticas y riberenas. Las filogenias demuestran que los genomas de la gripe A constan de ocho segmentos carac­ terfsticos que pueden mezclarse con cepas de diferentes especies hospedadoras. Esta forma de recombinacion, combinada con las muta­ ciones en las secuencias de ADN, genera la variedad casi caleidosc6pica que faculta a los virus reconfigurados para e!udir la inmunidad previamente adquirida y obliga al incesante desarrollo y fabricaci6n de nuevas vacunas. La conjuncion de los muestreos geograficos con la historia filogenetica de segmentos espedficos y de mutaciones concretas cuya patogenia se conozca contribuye a pronosticar la difusi6n de la enfermedad y a identificar candidatos titHes para e! desarrollo de vacunas. En 1997, los ciendficos lograron, a duras penas, mantener a raya un brote catastrofico de H5N1 en Hong Kong, tras convencer a las autoridades de la necesidad de sacrificar todas las aves domesticas, el foco virico local. Aun­ que la aparicion de futuras pandemias no es cuesti6n hipoterica, pues no hay duda de que se van a producir, los conocimientos existentes sobre Fuentes evolutivas, sobre la hibridaci6n

1. LA CIEIIJCIA FORENSE puede estarle agradecida a la biologfa pOl' los conocimientos sobre la evoluci6n de secuencias de ADN; tales segmentos Ie han proporcionado un poderoso instrumento de obtenci6n de marcadores geneticos, capaces de seiialar 0 descartar vinculos entre los sospechosos de un delito y las pistas obtenidas en el escenario del crimen. En un caso judicial de 1998, que sento precedente. el anal isis filogene­ tieo de muestras de VIH apoyo rotunda mente la postura del ministerio fiscal, que acusaba a un medico de haberle inyectado

el virus a otra persona.

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entre genomas y sobre la capacidad de los virus grip ales de trasladarse entre los hospedadores nos ayudad.n a minimizar riesgos. ,:.

2. LAS CEPAS VIRICAS de la gri­ pe humana parten a menudo de las aves silvestres, sirviendo los cerdos domesticos de interme­ diarios entre aves y humanos. EI conocimiento de esta historia evolutiva, revelada mediante analisis de ADN de diversas es­ pecies hospedadoras, contribu­ y6 a que los cientificos lograsen convencer a las autoridades de Hong Kong de la necesidad de sacrificar todas las aves domes­ ticas para impedir una posible epidemia de la cepa HSN1, tambien conocida como gripe aviaria, letal para el hombre.

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Orra de las formas en las que la evoluci6n influye en nuestra salud corresponde a las que podriamos llamar "propiedades de diseno no inteligente" de nuesrros organism os, herencia de nuestro pasado evolurivo. En la mujer se da una mayor incidencia relativa de proble­ mas de parra que en otros primates, debido a que las dimensiones de la pelvis no han aumemado parejameme al aumenro de tamano que evolutivamente ha adquirido el craneo infanti!' No obstante, algunas peculiaridades que no parecen "inteligentemente disenadas" pueden en realidad poseer utilidad. Entre orros ejemplos tenemos la fiebre, las diarreas y el vomiw, que contribuyen a purgar las infec­ ciones microbianas. La medicina darwinista, 0 medicina evo­ lucionista, consiste en aplicar un enfoque evolucionista para conocer los peligros que amenazan a nuesrra salud y protegerla de ellos. Un paso fundamental en esa nueva empresa consiste en integrar la ciencia basica de la evoluci6n en los programas de estudios de medicina y sanidad pLlblica. La asociacion de genotipos humanos a de­ terminadas enfermedades ha hecho aflorar la posibilidad de una "medicina personalizada", en la que los medicos prescribirian los medica­ mentos y las dosis id6neas para cada individuo basandose en rasgos geneticos idiosincrasicos. Tenemos un ejemplo de esta mewdologia, rodavia en panales, en el caso del farmaco Her­ ceptin (trasruzumab), que logra la reduccion de los canceres de mama que se encuentren en una fase inicial en aproximadamente un 25 por ciento de los casos, si bien, en ocasiones, provoca problemas cardiacos. La informacion

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correspondiente al genotipo de la enferma podria identificar la posibilidad de respuesta positiva a Herceptin y valdria para sopesar si la reducida probabilidad de problemas cardiacos constituye un riesgo aceptable [vease "Farmacos contra eI cancer de mama", por Francisco J. Esteva y Gabriel Horwbagy; INVESTIGACION y CIENCIA, agosw de 2008] Sin embargo, muchas personas se resisten a que se les haga un perfil genetico, temerosas de sufrir despidos laborales 0 rechazos de seguros privados. El Congreso de EE.UU., querien­ do disipar esws temotes, aprobo en mayo de 2008 la ley GINA (de no discriminacion por informacion genetica) que declara ilegal tal discriminacion. Otra de las preocupaciones consiste en que la raza pudiera urilizarse como indicador de una predisposici6n genetica a determinadas pawlogias. Pero ese tipo de con­ sideraciones yerra en su entendimiento de la naturaleza de la diversidad genetica humana, por la cual incluso personas emparentadas pueden diferir en su respuesta a un farmaco. Si se desea leer una historia precautoria al respecro, vease "iFarmacos raciales?", por Jo­ nathan Kahn, en INVESTIGACION y CIENCIA, ocrubre de 2007.

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La evolucion, actuando durante miles de mi­ 1I0nes de anos, ha demostrado ser un ingeniero sumamente versatil, aunque a veces un tanto desconcertante. En biologia molecular se es­ tan copiando disenos tornados del tablero de proyectos de la evolucion; los propios biologos esra.n sirviendose de la evolucion dirigida para potenciar funciones utiles de las proteinas. Para ello se provoca deliberadameme la mutacion de genes, se producen las proteinas codificadas en ellos, se mide su rendimienw funcional y se seleccionan despues conjunws integrados por las mas eficaces para subsiguientes rondas de mutacion y ensayo. No es excepcional que la repetici6n del ciclo, varios millones de veces, de resultados impresionantes.

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La comprension de la historia y de los me­ canismos evolurivos permite mejorar de varias formas la evolucion dirigida. En primer lugar, el descubrimiento de las relaciones filogeneticas de genes constituye un paso importante para determinar sus funciones y, en consecuencia, para seleccionar genes que sirvan de dianas de la evolucion dirigida. El parentesco de genes constituye el mejor indicador disponible para estimar la funcion de un gen antes de realizar experimentos. Si, por ejemplo, hemos deter­ minado experimentalmente las funciones que Ie corresponden a un gen en ratones, resulta razonable suponer que el gen de los humanos mas estrechamente emparentados con aquel va a realizar funciones similares. En segundo lugar, el conocimiento de curso evolutivo de genes concretos -el conocimien­ to de los mecanismos de mutacion y de como opera sobre eUos la seleccion natural- indica la eleccion de las muraciones que conviene im­ poner en una evolucion dirigida. Una proteina consiste en una secuencia de aminoacidos; su secuencia es 10 que, en definitiva, determina su funcion. En la evolucion dirigida se pue­ de optar por alterar aminoacidos individuales ubicados en puntos aleatorios de la secuencia o por alterar solamente los ubicados en ciertas regiones, incluso en posiciones especificas de la secuencia que se sepa que son funcional­ mente imporrantes. Los genes codificadores de protefnas esran estructurados en segmenros, que es posible barajar para crear disposiciones que posean nuevas capacidades. Cabe tambien mezclar los segmentos estructurales de genes emparentados procedentes de una familia de genes (filogeneticamente identificados) 0 de especies hermanas, con el proposito de cons­ truir protefnas quimericas. La recombinacion y barajadura de segmentos de genes ha pro­ ducido en la naturaleza una rapida evolucion de las proteinas. Este proceder, remedado en el laboratorio, ha demostrado su potencia. Los investigadores han acelerado todavia mas el cambio evolutivo al barajar genomas com­ pletos entre poblaciones de microorganismos seleccionados. Entre los exitos de la evolucion dirigida se cuentan una vacuna contra el virus del papilo­ rna humano y vacunas mas eficaces contra la hepatitis C. Por barajadura de segmentos de 20 interferones humanos (los interferones son familias de proteinas del sistema inmunitario humano) se han obtenido proteinas quimericas cuya eficacia en frenar la replicacion virica es 250.000 veces mayor. Una proteina supresora de tumores, la p53 humana, mejorada de esta forma, ha inhibido mejor el crecimiento tumoINVESTIGACION

CIENCIA,

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ral en experimentos de laboratorio, y se esta trabajando para transferir ese "~1~ ~l~~l~~i~¢:~~~i}~l ..~~ ~. ' A.._ ,•• ~ ~,. ••• ~:~~ t,:-~ •• '.:-,,~. ',. "c.'I.\.~." ~~t.~ ~ exito a individuos cuyas protefnas p53 .j;! .j;! .j;! .j;! .j;! .~ .~ •.., .., ~ sean deficientes. Qtra de las formas en las que cientfficos e ingenieros emulan la evolucion en sus la­ boratorios es mediante los programas infor­ maticos llamados algoritmos evolutivos 0 algoritmos geneticos. Se ha hecho gran uso de esta herramienta para buscar soluciones optimas a problemas complejos, entre eUos la planificacion del wifico aereo, la prediccion meteorologica, el balance de las carteras de valores 0 la optimizacion de combinaciones de medicinas, asi como para disefiar puentes, circuitos electronicos 0 sistemas de control de robots [vease "Invencion por evolucion", por John R. Koza, Martin A. Keane y Matthew J. Streeter; INVEsTIGAcrON Y CrENcIA, abril de 2003]. La estructura general de un algoritmo evo­ lutivo consta de cinco pasos: •

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1. Generacion de una poblaci6n de hiporericas soluciones. 2. Evaluacion de la adecuacion, 0 aptitud, de cada solucion hipotetica. 3. Si alguna de las soluciones hipotericas cum­ pie en su totalidad los requisitos exigidos, detencion del proceso. 4. De no ser asf: seleccion de grupos de indi­ viduos relativamente aptos, que formaran la generacion paterna. 5. Someter a los padres a cambios mutacio­ nales y a recombinacion "sexual" de sus caracteristicas, can eI fin de engendrar una nueva generacion de hipoteticas soluciones. Seguidamente, retorno al paso 2.

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David P. Mindell es decano de ciencias y titular de la cate­ dra Harry W. y Diana V. Hind de la Academia de Ciencias de California, sede del Museo Kimball de Historia Natural de San Francisco. Antes de ocupar ese puesto en julio de 2008, enseiiaba ecologia y biologia evolutiva en la Universidad de Michigan en Ann Arbor y es­ tuvo a cargo de la division de aves del Museo de Zoologia de la Universidad. Su campo de investigaci6n actual se cen· tra en la sistematica molecular aviaria y en la biologia de la conservacion de las aves de presa.

Servicios esenciales Conforme sigue aumentando la poblacion humana, provocando cambios ambientales aCelerados, son cada vez mayo res los temores

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EI autor

La programacion genetica descubre en oca­ siones soluciones muy dispares de los disefios humanos dpicos. Fue el casa de una com­ putacion evolutiva concebida para dar, a las constelaciones de sate/ites de comunicaciones, orbitas que minimizasen las perdidas de sefial en los receptores terrestres: identifico configu­ raciones orbitales inusitadamente asimetricas, con separaciones variables entre las trayecto­ rias de los satelites integrantes. Estas conste­ laciones obtenidas por evolucion presentaron mayores rendimientos que las disposiciones simetricas que habitualmente consideran los proyectistas.

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propio Charles Darwin selial6 ya la relaci6n entre la genealogia humana y la transfor­

maci6n de las lenguas: "Si tuvieramos un conocimiento perfecto dellinaje de la huma­ nidad, la ordenaci6n geneal6gica de las razas del hombre permitiria la mejor c1asificaci6n de las distintas lenguas que se hablan hoy en todo el mundo; y si en ella se incluyesen todos los dialectos intermedios y lentamente cambiantes, tal ordenaci6n seria la unica posible." Las lenguas no evolucionan en un sentido biol6gico estricto. Pero si varian con el tiempo de forma analoga a la evoluci6n biol6gica. En tales cambios, la innovaci6n humana y los prestamos mutuos desempelian una importante funci6n. EI estudio de la evoluci6n de las lenguas comenz6 hace mas de 50 alios con la compilaci6n de las palabras cognatas -palabras que comparten origenes comunes- de pares de lenguas. Mas recientemente, lingOistas y cientificos evolucionistas han aplicado el metodo estadistico de la maxima verosimilitud y el anal isis bayesiano (que los bi610gos utilizan en analisis filogeneticos de la evoluci6n) al estudio de la evoluci6n de las lenguas. Aplican dichas tecnicas a conjuntos de datos integrados por palabras cognatas y estructuras lingOisticas: la gramatica y los fonemas de los idiomas. Analisis basados en modelos evolutivos centrados en los rasgos de mas lenta variaci6n de la estructura dellenguaje sugieren que ciertas relaciones hist6ricas pueden remontarse a hace mas de 20.000 alios. LAS LENGUAS INDOEUROPEAS quedan organi· zadas en arboles evolutivos (a fa derecha) al aplicar metod os filogene­ tieos, propios de la biologia, a con· juntos de palabras cog natas y otra 5 peeuliaridades eompartidas. Esta por determinar eual de los muehos arboles posibles representa de forma 6ptima la historia de las

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relativos a la conservaClOn de la diversidad biol6gica y a la sostenibilidad de las pobla­ ciones hummus con el tiempo. Dependemos de ecosistemas saludables, integrados por or­ ganismos y sus habitats, que nos proporcio­ nen agua utilizable, tierra cultivable y aire limpio. Los servicios que estos ecosistemas nos prestan son esenciales para el bienestar del hombre. Sin embargo, 10 que sabemos sobre la regulacion y sobre las consecuencias de los cambios en los ecosistemas es bien poco. (Que papel desempefian en los eco­ sistemas especies y comunidades concretas? (Que grade de sensibilidad presentan esos sistemas naturales ante la perdida de especies y de habitats? (En que medida influyen los cam bios de los ecosistemas en el clima local, en la polinizacion y dispersion de semillas por las plantas, en la descomposicion de los

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residuos y en la aparicion y difusion de en­ fermedades? Preguntas que plantean diflciles problemas, resolubles con la ayuda de metodos y principios evolucionistas. Para la gestion de recursos es esencial efec­ tuar un inventario. Sin embargo, son muchas las formas de vida que todavia no han sido descubiertas y descritas; entre elias, legiones de virus, bacterias y protistas. El esfuerzo por determinar los vinculos genealogicos en­ tre rodos los seres vivos incluye un amplio muestreo genetico de la diversidad biologica, tanto la que hay en el seno de cada especie como la existente entre especies. Los ec610gos, provistos de la informacion procedente de los anal isis filogeneticos de estas muestras, pueden evaluar la diferenciacion relativa de grupos de organismos y delinear las unidades evolutivas (especies concretas 0 grupos de especies) cuya conservacion se yea en en­ tredicho. En muchos analisis filogeneticos se han revelado especies hasta enronces sin identi­ fical'. El ADN de poblaciones de elefantes african os confirmo que en Africa habia dos especies de elefantes, en lugar de una, como se erda. Loxodonta africana se encuentra prin­ cipalmen te en habitats boscosos, mientras que 1. cyc!otis, nombre acufiado no hace mu­ cho, vive en la sabana. Los analisis de ADN han descubierto rambien nuevas especies de rorrugas asiaricas de caparaz6n blando, de ballenas y de buitres del Viejo Mundo, por numeral' algunas. El desarrollo de marcadores geneticos ca­ racteristicos de especies de verrebrados hace mas viable las leyes de proteccion de especies, al permitir la identificaci6n de animales en peligro, 0 de partes de ellos, vendidos ilegal­ mente 0 contrabandeados. Esra metodologia ha contribuido a la persecuci6n de la caza furriva de ballenas, del uso de producros derivados del tigre para medicinas 0 de la recoleccion de caviar de especies protegidas de esturiones.

Metagen6mica El ADN de un organismo encierra su genoma. Si se recopila el ADN de la comunidad mi­ crobiana de especies diversas que moran en un determinado lugar, se tendri un metagenoma. Los bi61ogos saben c6mo aislar fragmemos de ADN de una tal comunidad, determinar las secuencias de bases de esos fragmenros y recomponerlos en secuencias cominuas. Todo ello sin necesidad de la muy laboriosa y dificil tarea de cultivar los microorganismos en el laboratorio, tarea ardua y laboriosa. El analisis meragen6mico de los microor­ ganismos residenres en el rracro intestinal hu- INVESTIGACION YCIENCIA, enero, 200g

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mana ha revelado un numero de genes mas de 100 veces mayor que el de los integran­ res de nuesrro propio genoma (que conriene unos 25.000 genes codificadores de prordnas), asI como mas de 300 formas microbianas desconocidas y a las que hasta el momenta resulta imposible cultivar. Los microorganis­ mos conocidos y sus genes cumplen funciones importantes en el desarrollo de nuesrros siste­ mas inmunitarios, en la produccion de acidos grasos (que proporcionan la energIa para un crecimiento sano de las cel ulas in tesrinales) y en la destoxificacion de susrancias ingeri­ das que podrIan inducir Ia proliferacion de ceJulas cancerosas 0 la alteracion de nuestra capacidad de metabolizar medicinas. Los ana­ lisis meragenomicos llevan a pensar que los cambios en la ocurrencia, abundancia e inre­ raccion de estos microorganismos, conocidos o no, desempeiia un papd en enfermedades humanas, como el mal de Crohn, 0 en dis­ funciones, como la obesidad. Los analisis metagenomicos del aparato reproductor de Ia mujer han revelado que la vaginosis bacteriana -enfermedad asociada con los partos prematuros-, la enfermedad inflamatoria pelvica y la adquisicion de pato­ genos de rransmision sexual, como el VIH, va acompanada de grandes cambios en las c1ases de especies que componen las comunidades de bacterias vaginales. Han sido muchos los grupos bacterianos recienremenre descubier­ tos, 10 mismo en ecosistemas vaginales sanos que enfermos. Para lograr tratamientos mas eficaces de la vaginosis bacteriana se requiere un mejor conocimiento de la forma en que se producen tales modificaciones de los eco­ sistemas vaginales y de su repercusion en el funcionamienro del ecosistema y la progresion de la enfermedad. Ocupemonos ahora de los ecosistemas ex­ temos y de la "sostenibilidad". Analisis mera­ genomicos de muestras de agua tomadas en el oceano Pacffico y en el mar de los Sargazos -en el Atlantico-, han indicado que una in­ mensa cantidad de diversidad biologica marina, enla que se cuentan muchos virus, esta todavia por descubrir y estudiar. Es relativamente poco 10 que se sabe de las capacidades metabolicas y las funciones ecologicas de esos linajes mi­ crobianos tan dispares. Es necesario que las conozcamos -son muchos los proyeetos que estan en marcha- porque de las comunida­ des microbianas depende, en gran medida, el sosten de la vida en la Tierra. Ellas son las que realizan la mayor parte de la fotosfntesis y producen y ponen al alcance de otros seres vivos -hombre incluido-Ios elementos qui­ micos que les son necesarios, como el carbo no, el nirrogeno, el oxigeno y el azufre. INVESTIGACION Y CIENCIA, enero, 2009

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£1 d, ",£1i,i, m"'g,n6m"" d, ,voludoni'" con d pmp6,"0 d, cooom la composicion de comunidades en circuns­ rancias varias constiruye el primer paso para saber que hacen los miembros de la comu­ nidad, la forma en que interactuan y como se modifican y permanecen a 10 largo del riempo. iPoseen las comunidades con gran diversidad microbiana mas resisrencia a los cambios ambienrales que las de diversidad escasa? iExisten grupos parriculares de especies que revisran inreres particular en el manre­ nimiento de un ecosistema? iA que se debe la formacion y la rotacion en la composicion de las comunidades microbianas? Los concep­ tos y merodos necesarios para este proximo nivel de conocimienro perrenecen en buena medida al dominio de Ja ecologIa evolutiva, que se ocupa del estudio de las interacciones en donde residen. TodavIa no se han visto aplicaciones sur­ gidas de la metagenomica microbiana y de la ecologfa evolutiva, pero no faltan las posibili­ dades. Los microorganismos son productores y consumidores de dioxido de carbono, de metano y de orros gases con efecto inverna­ dero; quiza lIeguen a desempenar un papel importanre en el empeiio por poner coto al calentamiento global. Sistemas basados en la metagenomica podrfan supervisar la salud ambiental y vigilar la aparicion de patoge­ nos, tanto si dicha presencia procede de la naturaleza como si es obra de rerroristas. La metagenomica podda tam bien diagnosticar numerosas enfermedades de los humanos y del ganado, a las que se podrfa tratar median­ te terapias probioticas (es decir, mediante la introduccion de microorganismos beneficos). Cabda sacar provecho de microorganismos recien descubiertos para desarrollar nuevos antibioticos, identificar enzimas capaces de extraer glucosa de la celulosa (a la que des­ pues se fermentada para convertirla en etano], utilizable como combustible) y en la biorre­ mediacion de la contaminacion del sudo 0 del agua. El conocimiento cientIfico emana, sin ape­ nas reserva, de la observacion e interrogacion de la naturaleza a un cierto nive!. Pero la na­ turaleza, cuando ensena, no imparre lecciones teoricas ni entrega gufas: apela a nuestra cu­ riosidad innata; 10 que nos amedrente 0 nos resulte de una exrraiia belleza nos movera a aprender. La evolucion constituye el principio unificador para el conocimiento de toda vida; la aplicacion de las lecciones que ensena sobre la historia y los mecanismos de cambio con­ rribuyen al bienestar de los seres humanos. Lo que fuera antano curiosidad es ahora un poderoso instrumento.

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Bibliografla complementaria THE FUTURE OF LIFE. Edward O.

Wilson. Alfred Knopf, 2002. A CITlZEN'S GUIDE TO ECOLOGY.

Lawrence B. Siobodkin. Oxford, 2003. IS EVOLUTIONARY BIOLOGY STRATEGIC SCIENCE? Thomas R.

Meagher en Evolution, vol. 61, pags. 239-244; 2007. EVOLUTION IN HEALTH AND DISEA­ SE. Compilaci6n de Stephen

C. Stearns y Jacob C. Koella. Oxford University Press, 200B.

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Estratagemas del creacionismo Los creacionistas estadounidenses pretenden que sus ideas religiosas sean impartidas en las escuelas publicas. Para esquivar los reveses legales, disfrazan de maneras diversas sus verdaderos objetivos • • GLENN BRANCH Y EUGENIE C. SCOTT

CONCEPTOS BASICOS • Los creacionistas siguen intri­ gando contra la enseiianza de la evoluci6n en las escuelas pu­ blicas, adaptando sus tacticas a los obstaculos que encuentran. • En estrategias anteriores han presentado el creacionismo como alternativa creiblea la evoluci6n, disfrazandola con el nombre de "diseiio inteligente". • Otras tacticas se basan en tergiversar la evoluci6n como tema de polemica cientifica. Los partidarios del creacionismo fingen defender la libertad academica.

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s normal que un profesor de consejos a sus alum nos. Lo que no es tan ha­ bitual es que suceda cuando dejaron arras la escuela. En fecha reciente, Arthur Lan­ dy, profesor de biologia molecular y celular y de bioquimica en la Universidad Brown, se vio obligado a recordar a un ex alumno suyo del curso prepararorio de medicina que "Ia evolucion resulta necesaria para comprender la biologia moderna, incluidas la medicina y Ia biotecnologia". POl' supuesto, Landy no era el primero en expresar tal conviccion: rreinta y seis afios antes, lheodosius Dobzhansky, uno de los fundadores de la modern a teoda de la evolu­ ci6n, afirmaba en the American Biology Teacher que "nada tiene sentido en biologia salvo a la luz de la evoluci6n". Ya enronees Dobzhansky animaba a los profesores a que ensefiaran la evoluci6n haciendo easo omiso de la oposicion fundada en opiniones religiosas. Landy hablaba entonces eon Bobby Jindal, hoy gobernador de Louisiana. Sobre la mesa, este tenia, preparada para la firma, una reciente medida antievolueionista: la Ley sobre Ense­ fianza de la Ciencia en Louisiana. Puesro que Jindal habfa sido un buen al umno en genetiea, Landy esperaba que no olvidara la importancia de la evolucion en biologia y medicina. Tam­ bien eI Instituro Norteamerieano de Ciencias Biologicas se oponia a la ley; advertia que Louisiana se eonvertiria en refereme naeional

de un estado que antepone la politica a la ciencia y a la educacion. La Asociacion Norreamericana para eI Progreso de la Ciencia sefialo a Jindal que corda eI riesgo de provocar un ataque contra la integridad ciendfica. Con anterioridad, la Asociacion Nacional de Profesores de Bio­ logia habia instado la revocaci6n de esa Icy; alegaba que "Louisiana no debe permitir que su hisrorial ciendfico se arruine fomentando la urilizacion de materiales adicionales con eI unico proposito de confundir a los estudiantes sobre Ia naturaleza de la ciencii'. Pero las protestas cayeron en saco roto. EI 26 de junio de 2008, la oficina del gobernador anunciaba que Jindal habia firmado la Ley sobre Ensefianza de la Ciencia en Louisiana, ya incorporada a la legislaci6n. iPor que todo este albororo? En apariencia, la ley es inofensiva: ordena al consejo de educacion del estado a "autorizar y ayudar a profesores, auroridades y orros adminisrradores escolares para la creacion y promoci6n de un enrorno en las escuelas publicas primarias y secundarias destinado a impulsar eI pensamienro cdtico, eI analisis logico y los debates abiertos y objetivos sobre las teodas ciendficas que se estudien". Ello incluye "el apoyo y la guia a los profesores en cuanto a los merodos para facilitar a los alumnos Ja comprension, el analisis, la critica y la revision objetiva de las teorias cientificas que estan estudiando". iQue es 10 que no INVESTIGACION {CIENCIA,

enero, 2009

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2, LA CLAUSULA DE ESTABLECI­ MIENTO de la primera enmienda ala Constituci6n de EE,UU, se entiende hoy como exigencia de separaci6n entre las iglesias y el estado. En su virtud, la Corte Suprema ha tachado de incons­ titucionales las leyes dirigidas a la ensenanza del creacionismo en las escuelas publicas. Por eso los creacionistas tratan hoy de disfrazar esa finalidad.

gusta? El pensamiel1to cdtico, el analisis logico y el debate abierto y objetivo, ~no son pre­ cisamente los fines que persigue la ensenanza de la ciencia? Como siempre ha sucedido en la ensenanza de la evolucion en Estados Unidos, el mal se esconde en la letra pequena. La ley se dirige de forma explicita a la evolucion, 10 que no debe sorprendernos. En sus fundamentos se esconde el creacionismo, el rechazo de una explicacion cientffiea del origen de la vida en favor de un relato sobrenatural en el que interviene un creador personal. La sentencia de Dobzhansky se invierte: nada tiene senti­ do en la Ley de Louisiana salvo a la luz del creacionismo.

racticas han variado en respuesta a los reveses legales. En los anos veinte del siglo pasado, intentaron prohibir de raiz que se ensenara la evolucion mediante leyes como la Buder de Tennessee, poria eual fue proeesado en 1925 el profesot John T. Scopes. Hasta 1968 estas leyes no fueron declaradas anticonstitueionales poria Corte Suprema (caso Epperson contra Arkansas). AJ no podel' mantenet la evolucion fuera de las aulas de las escue1as publicas, los crea­ cionistas comenzaron a presentat su doctrina como una alternativa cientificamente ereible. La denominaron ciencia de la creacion 0 creacionismo cientfflco. En los primeros anos ochenta regia ya, al menos en 27 estados, una legislacion que redamaba un tiempo de ense­ nanza igual para la ciencia de la cteacion. Uno de ellos, Louisiana, aprobo en 1981 una ley para el Tratamiento Equilibrado de la Ciencia de la Creacion y la Ciencia de la Evolucion en la Instruccion Publica. En ella se imponia la ensenanza de la ciencia de la creacion a los profesores que ensenaran evolucion. La Ley de Tratamiento Equilibrado en Louisiana se basaba en una declaracion pro­ gramatica difundida a craves del pais por los creacionistas que hadan campana en la calle. Inspirado en una interpretacion literal del Ge­ nesis, el programa deflnia una ciencia de la creacion segun la cual el mundo habia surgido ex nihilo (de la nada), hubo una inundacion universal (diluvio) y la Tierra es joven; asimis­ mo, se rechaza que los simios y los humanos

Evoluci6n del creacionismo Los creacionistas lIevan largo tiempo bata­ Hando concra la ensenanza de la evolucion en las escuelas publicas estadounidenses. Sus

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moverficha He aquf una sucesi6n de eventos que jalonan la batalla que se libra en EE.UU. entre creacionistas y evolucionistas. Se exponen los cambios en las estratagemas creacionistas en respuesta a los avances de la evoluci6n en las c1ases y a los dictados de tribunales que han prohibido el proselitismo reli­ gioso en las escuelas publicas.

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Ultimos anos 1910 y primeros 1920: AI aumentar la asistencia a los centros de ensenanza secundaria, se instruye sobre la evoluci6n a un numero mayor de estudiantes.

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1925:

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1958:

Se funda el Estudio Curricular de La Ley Butler en Tennessee las Ciencias Biol6gicas. Lo financia un gobierno federal interesado prohibe la ensenanza por la ciencia en la estela del sobre la Sputnik. Sus textos hacen hincapie evoluci6n humana. EI profesor en la evoluci6n, en gran medida John T. Scopes (arriba) es procesado ausente de los Iibros despues del juicio de Scopes; las publicaciones y condenado con arreglo a la ley, comerciales siguen la tendencia. aunque su con dena se revoca mas tarde por cuestiones tecnicas.

1989:

2001:

Se publica Sabre pandas y personas, primer libra que utiliza de forma sistematica el terminG "diseno inteligente", idea que se presenta como una alternativa a la evoluci6n,

La aprobaci6n de la Ley para que Ningun Nino Se Quede Atras ("No Child Left Behind") sienta la importancia de los curriculos escolares, convertidos en un nuevo campo de batalla entre el creacionismo y la teoria de la evoluci6n.

INVESTIGACION , CIENCIA, enero, 2009

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tengamos antepasados comunes. En Arkansas, el programa se establecio antes, en 1981, pero pronto fue recurrido por inconstitucional ante los tribunales. Con la Ley de Louisiana todavfa en gesta­ cion, sus partidarios se anticiparon a un obs­ raculo similar. Expurgaron la definicion de ciencia de la creacion que daba esa ley hasta dejarla en "las pruebas cientificas de la creacion y las deducciones obtenidas de dichas pruebas ciendficas". Sin embargo, esta estudiada im­ precision no consiguio tomar constitucional la ley; en 1987, la Corte Suprema declaro (caso Edwards contra Aguillard) que la Ley de Tratamiento Equilibrado infringia la Clausula de Establecimiento de la Primera Enmienda a la Constirucion, puesto que "respaldaba de manera intolerable la religion al exponer la creencia religiosa de que un ser sobrenatural cree la humanidad". El creacionismo sabe adaptarse con pronti­ tud. Solo dos anos mas tarde, se arropo bajo una nueva etiqueta (el "diseno inreligente") en el libro Sobre pandas y personas, publicado por la Fundacion para el Pensamiento y la Etica, una fabrica de ideas del ambito cristiano. Continuando la estrategia de reduccion del contenido religioso marcada en la Ley sobre Tratamiento Equilibrado de Louisiana, el dise­ no inteligente declara no apoyarse en texto sa­ grade alguno ni ape1ar a 10 sobrenatural. Segun sus defensores, eJ disenador podria ser Dios, seres extraterrestres 0 biologos celulares que naveguen en el tiempo desde un lejano futuro. Sabedores de que la ensenanza del creacionis­ mo en escuelas publicas es inconstitucional, rechazan airadamente que el diseno inteligente

2005:

se considere una forma de creacionismo. Sin embargo, un examen cuidadoso revela que no es sino una refundicion del creacionismo, que guarda silencio sobre reivindicaciones dis­ dndvas de la ciencia de la creacion (como la juventud de la Tierra y la veracidad hist6rica del diluvio de Noe) , pero que incurre en los mismos errores cientificos y se enreda en las mismas tesis religiosas. El referido examen tuvo lugar anre un tri­ bunal federal en 2005, en el juicio del caso Kitzmiller contra la escuela del distrito del drea de Dover. Se discuda una norma de un distrito escolar de Pennsylvania, que obligaba a leer en voz alta en el aula que "ta evolucion es una teoria... no una realidad", que "la teo ria dene lagunas de las que no hay pruebas evidentes" y que el diseno inteligente, tal como se presenta en Sobre pandas y personas, constituye una alternativa cientifica crefble a la evoluci6n. Once padres de familia se querellaron ante eI tribunal federal del distrito, alegando que la norma era inconstitucional. Tras un juicio que dur6 los 40 dfas bfblicos, el juez dictamin6 que la norma violaba la Clausula de Estable­ cimiento. Consider6 que eI diseno inteligente no correspondia a una teoria cientifica y que no podia desvincularse de sus anrecedentes creacionistas y, por tanto, religiosos. El testimonio que presento en el referido juicio un testigo expeno result6 devastador para las pretensiones ciendficas del diseiio inreligenre. El diseno inteligente se formul6 con eI prop6sito de iluminar el creacionismo. La fil6sofa Barbara Forrest, coautora del libro EI caballo troyano del creacionismo: fa cuna del diseno inteligente, revelo que

Los autores y son director adjunto y directora ejecutiva del Cen­ tro Nacional para la Enseiianza de la Ciencia en Oakland, California, organismo que de­ fiende la enseiianza de la evo­ lucion en las escuelas publicas estadounidenses. Branch tiene formaci6n filos6fica; se dedica al estudio de las seudocien­ cias. Scott, antrop61oga fisica y ex profesora universitaria, es una autoridad internacional sobre el movimiento antievo­ lucionista.

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1981:

1987:

Louisiana aprueba la Ley para el Tratamiento Equilibrado de la Ciencia de la Creaci6n y la Ciencia de la Evoluci6n en la Instrucci6n Publica. Ademas, en los aiios ochenta, en mas de 25 estados se promulgan leyes que reclaman igualdad de tiempo para la "ciencia de la creaci6n".

La Corte Suprema sentencia en el caso Edwards

contra AgUillard que la Ley para el Tratamiento Equilibrado de Louisiana infringe la C1ausula de Establecimiento de la Primera Enmienda.

Junia de 2008:

La decisi6n del caso Kitzmiller

EI gobernador Bobby Jindal

contra el distrito escolar del condado de Dover establece

(derecha) firma la Ley sabre

la inconstitucionalidad de la enseiianza del diseiio inteligente en las escuelas publicas. Ala derecha, la demandante Tammy Kitzmiller durante una pausa del juicio.

Ensenanza de la Educaci6n en Louisiana. Presentada como apoyo al pensamiento critico en el aula, la ley amenaza can dar paso a la enseiianza del creacionismo y a criticas a la evoluci6n desprovistas de base cientifica.

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Evolutionists think the former is correct,

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3. LA FRASE ABSURDA "cdesign proponentsists" aparecio en el manuscrito de Of Pandas and People ("Sabre pandas y personas") cuando se sustituyo "creationists" por "design pro­ ponents". Esta y otras pruebas revelaron que los editores habian reemplazado de forma sistematica "creacionismo" por "diseno inteligente", despues de que en 1987 la Corte Supre­ ma declarara inconstitucional la ensenanza del creacionismo en las escuelas publicas. EI descubrimiento de ese gazapo ayud6 a convencer a un tribunal de distrito en 2005 de que pro­ hibiera la enseiianza del diseno inteligente.

las referencias al "creacionismo" en las ilustra­ ciones de Sobre pandas y personas se habfan sustituido por referencias al "diseiio", poco despues de pronunciarse en 1987 la senten­ cia del caso Edwards, que derogaba la Ley sobre Tratamiento Equilibrado de Louisiana (descubrio una errata que revelaba la sustitu­ cion incompleta de "creationists" por "design proponents", dando lugar a "cdesign propo­ nentsisrs") . Con todo, 10 mas importanre fue establecer que el diseiio inteligente cOnStitula un fracaso cientffico: el bioqufmico Michael Behe testifico en el juicio que no se habfa publicado en la literatura de investigacion cienrffica ningun articulo que describiera en detalle el modo en que se produjo el diseiio inteligenre de cualquier sistema biologico, pese a ser experto invocado por defensa de !a norma del distriro escolar.

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Incapaces de demostrar la credibilidad cientf­ fica de sus opiniones, los creacionistas se van retirando de forma gradual a su estrategia cla­ sica de rep! iegue para socavar la ensefianza de Ia evolucion: exponer las polemicas ciendficas que atanen a la evolucion, pero callarse todo 10 relativo a su propuesta alternativa. Esta postma anade solo un ligero matiz retorico. Desde los tiempos de Scopes, los creacionistas han atacado la evolucion con tres argumenros. Nos referimos a los tres pilares del creacionismo: la evolucion no se apoya en hechos cientificos 0 entra en conBicto con e]Jos; la enseiianza de la evolucion amenaza a la religion, la moralidad y la sociedad; la honradez exige ensenar a la vez eI creacionismo y la evolucion. La estraregia de repliegue se adhiere al creacionismo partiendo de una pretendida crisis -no demostrada por la ciencia- de la teOl·fa de la evoJucion. A los creacionistas les gusta afirmar que la evolucion corresponde a una teoria en crisis porque suponen que solo hay dos alternativas: el creacionismo (ya sea la ciencia de la creacion o el diseiio inteligente) y la evolucion. Toda prueba contra la evolucion se conviene, por tanto, en prueba a favor del creacionismo; Ja negacion de la evolucion constituye la de­

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mostracion del creacionismo. EI juez del caso McLean contra Arkansas de 1981, en el que se declaro inconstitucionalla Ley de Tratamiento EquiJibrado de Arkansas, describfa esta postura como un "dualismo artificioso". Sin embargo, mediante la crftica de la evolucion y la omision del creacionismo, los defensores de la esrrategia de repliegue esperan ani mar a los esmdiantes a que profesen 0 mantengan cierta adhesion al creacionismo sin pasar por los embrollos de la Clausula de Establecimiento. EI rosrro reciente del creacionismo guarda estrecha semejanza con su rostro anterior, aunque con el ligero disfraz de un bigote postizo. EI Instituto para la Investigacion de la Creacion, promotor del creacionismo, decidio centrar su discurso en las supuestas pruebas contra la evolucion. A rafz del fallo del caso Edwards, recomendo que "debe animarse de forma energica a los consejos escolares y a los profesores a que en sus clases, al menos, den relieve a las pruebas y argumentos cientfficos en contra de la evoluci6n ... aun cuando no deseen reconocerlos como pruebas y argumentos a favor de la creaci6n". El Instituto del Descubrimiento, sede ins­ titucional del discfto inteligente, sospecho que las cosas iban a ponerse dificiles aun antes de la resolucion del caso Kitzmiller, que sentaba la inconstitucionalidad de la enseftanza del diseiio inteligente en las escuelas publicas. Aunque un memorandum interno muy debatido ("EI Documento Cuiia") hubiera contado entre sus objetivos la introduccion en eJ plan de esrudios ciendficos de 10 estados del diseiio inteligente, el referido instituto se retiro a par­ tir de entonces a una estrategia basada en Ia erosion de la ensefianza de la evolucion. Para reforzar su estrategia de repliegue se valia de una oleada de etiquetas y esloganes: "enseiiar las controversias", "anaJisis cdtico" y "Iibertad academica", entre orros. "Libertad academica" fue la consigna elegi­ da en la primera mitad de 2008. De hecho, la Ley de Enseiianza de la Ciencia de Louisiana habfa nacido como Ley de Libertad Academica de Louisiana; otras disposiciones similares se promulgaron en Alabama, Florida, Michigan, Missouri y Carolina del Sur, aunque ninguna entro en vigor. La libertad academica fue uno de los temas centrales en la primera pelicula creacionista que llego a las pantallas (Expel­ led: No Intelligence Allowed, "Expulsado: no se admite la inteligencia"). La peHcula describfa la conspiracion de la comunidad cientffica contra los defensores del creacionismo; aun­ que reBejaba un compromiso ostensible con la libertad academica, universitaria sobre todo, sirvio como instrumento de presion para le­ gislar la libertad de enseiianza en las escuelas INVESTlGACION

CIENCIA,

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publicas de Missouri y Florida. (El nlm resulto un fracaso de crltica y taquilla.) El eslogan creacionista invoca la libertad academica por razones obvias: todo el mun­ do aprueba la libertad. Muchos sienten que la libertad academica es deseable, aunque no siempre comprendan bien su signincado. La principal organizacion defensora de este concepto, de importancia primordial para la enselunza, es la Asociacion Norteamericana de Profesores Universitarios, que en fecha re­ ciente ha reanrmado su oposicion a las leyes antievolucionisras como Ja de Louisiana en los siguientes terminos: "Tales esfuerzos van en contra del aplastante consenso cientifico sobre la evolucion y no se compaginan con una comprension correcta del signincado de la libertad academica". Aunque no existiera en las escuelas publicas derecho a la Hbertad academica, constiruiria una sana norma educativa conceder cierto gra­ do de flexibilidad a los profesores para que ensefiaran sus asignaruras como les pareciera. Pero siempre hay un limite. Dejar a los edu­ cadores que infundan dudas sin validez cien­ tinea sobre la evolucion sobrepasa 10 tolerable. Y resulta evidente que la Ley sobre Ensefianza de la Ciencia en Louisiana fue concebida u orientada para ese fin.

EI gusano en la manzana AI examinar dicha ley se aprecia con claridad su nnalidad real, opuesta a su ostensible apo­ yo a la libertad academica. En primer Jugar,
enero,

2009

4. LOS TRES PILARES del crea­ cionismo sustentan multitud de campafias antievolucionistas. Pese a reivindicar la categoria cientffica del creacionismo, sus partidarios no consiguie­ ron aprobacion judicial para lIevar la religion a las escuelas publicas. Se vieron obligados a cambiar de estrategia. Ahora se concentran en atacar ala teoria de la evoluci6n: argumentan que tiene faUos, que resulta pe­ ligrosa para la religion, la moral y la sociedad, y que se ensefia de forma dogmcHica.

a los profesores a estimular las cdcicas de la evolucion? Ninguna. Pacsye Peebles, veterano profesor de ciencias en Baton Rouge, comenta­ ba: "Ensefie biologla durance 22 arlOs y nunca necesite leyes que me dijeran como debia ex­ plicar nada. Esta ley no resuelve ninguno de los problemas que encontramos en el aula y dinculca nuestra concentracion en la verdadera ciencia". La Asociacion Nacional escadouni­ dense de Profesores de Biologia, que reune a mas de 9000 docentes en el pafs, se opuso con firmeza a la ley. En la vecina Florida, los pacrocinadores de leyes similares alegaron que habla profesores a quienes se les prohibio "ensefiar las 'lagunas' de la evolucion" 0 que fueron sancionados pOl' ello. Pew nunca apare­ cieron tales profesores; ni el departamento de educacion del estado ni los periodicos locales fueron capaces de confirmar los precendidos incidences de persecucion. En cercer termino,
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Leyes antievolucionistas en 2008

Ademas de Louisiana, varios estados consideraron leyes antievolucionistas el ano pasado.

C1aramente, los esfuerzos para promover esa c1ase de legislaci6n no ceden en su empeno.

ESTADO REGULADOR

OBJETIVO

SITUACION

Alabama (HB 923)

Apoyar la libertad academica

Abandonada en mayo de 2008

Florida (H B1483)

Fomentar el anal isis critico

Abandonada en mayo de 2008

Florida (SB 2692)

Apoyar la libertad academica

Abandonada en mayo de 2008

Michigan (SB 1361)

Apoyar la libertad aeademiea

En eomisi6n, cuando se envi6 este numero ala imprenta

Michigan (HB 6027)

Apoyar la libertad academiea

En comisi6n, cuando se envi6 este numero a la imprenta

Missouri (HB 2554)

Promover la ensenanza de puntos fuertes y debiles de la evol uci6n

Abandonada en mayo de 2008

Carolina del Sur (SB 1386)

Promover la ensenanza de puntos fuertes y debiles de la evoluei6n

Abandonada en junio de 2008

5. EN LA SEXTA EDICION de EI origen de las especies, Charles Darwin se lamenta del poder de la "tergiversaci6n sistematica". EI hall6 consuelo en las ante rio­ res victorias de la ciencia sobre la falsedad. Sin embargo, la ciencia no basta para combatir campanas dirigidas a la mani­ pulaci6n de los estudiantes; hay que recurrir al activismo. '"d.,i,n.

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cualquier intencion de promover el creacio­ nismo. Pero, al no haber forma de cuestionar cientificamente la evolucion -sino solo el desprestigiado artificio creacionista-, los pa­ drinos de tales leyes son incapaces de concretar las materias que deberfan impartirse. En Florida, un representante del lnstituro del Descubrimiento vacilo cuando Ie pregun­ taron si el disefio inreligente constituia "in­ formacion ciemifica" en el semido de la ley. "En mi opinion, creo que sf", respondio, para anadir despues: "La intencion de la ley no es zanjar esta cuestion... sino proteger la 'ense­ nanza de informaciones cientificas"'. Durante el debate en el Senado, el patrocinador de la ley se mostro bastame remiso a encarar la cuestion de si deberia aurorizarse la ensefianza del creacionismo 0 mas bien limitarse a leer su enunciado. Por todo ello, y pese a la ambiguedad del lenguaje, la intencion ulterior y el efecro pro­ bable de esas leyes son evidentes: rorpedear en las escuelas publicas la ensenanza de la evolu­ cion) resultado que seria una bendicion para los creacionistas. Por desgracia ) entre sus filas hay profesores. Una encuesta nacional, dirigida por la Universidad de Pennsylvania, revela que uno de cada ocho profesores de biologia en instirutos de EE.UU. presenta el creacionislUO como una flvalida alternativa ciendfica a las explicaciones de Darwin sobre el origen de las especies una proporcion semeJ'ante del pro­ fesorado insiste en que numerosos ciendficos "de relieve') consideran el creacionismo una ' va'l'd I I' , aI ternatlva 1 a a a eva UClon. lt

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No rodos los que ensefian creacionismo son tan exrremistas como John Freshwater. Este profcsor de escuela secundaria en Mount Vernon, Ohio, ruvo problemas legales por de­ fender la religion en el aula (no solo ensefiaba creacionismo sino que, al parecer, milizaba un apararo elecrrico de alta tension para marcar con una cruz a sus alumnos). Pero hasta los menos celosos probablemente yerian en leyes como las de Louisiana un permiso para sesgar Ia educacion. Resulta verosimil que tales leyes se utilicen a escala nacional para intimidar a los profesores no creacionistas: un 30 por ciemo ya dan cuema de presiones para ensefiar el creacionismo 0 depreciar la evolucion. Leyes de ese tipo alentad.n mas rodavfa en los disrriros escolares don de los creacionis­ tas tengan gran inBuencia en la adopcion de polfticas antievolucionistas. Un miembro del Consejo Escolar del con dado de Livingston, defensor del decrero de Louisiana, afirmo que debfan presentarse ambas teodas, creacionis­ mo y evolucion, y que la ley era necesaria porque los profesores no se atrevfan a hablar de la creacion. iQue posibilidad hay enron­ ces de poner en prictica 10 que establece esa ley, es decir, "no favorecer doctrina religiosa alguna"? Segun John Derbyshire, columnista conservador, la Ley animara a los consejos escolares locales de Louisiana a comportarse de un modo inconstitucional. Ese es su ver­ dadero proposiro.

Futuro de una tergiversaci6n

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Un caso celebrado en Georgia (Selman contra el distrito escolar del condado de Cobb) ilustra cuales son las perspectivas legales de la actual estrategia creacionista. En 2002, eI consejo escolar de ese condado se plego a las demandas de los creacionistas locales y decidio exigir etiquetas de advertencia en los texros de bio­ logLa. Utilizando una frase de los creacionis­ tas, anterior al juicio de Scopes en 1925, las etiquetas describian la evolucion como "una teo ria, no una realidad"; sobre eI creacionismo, en cambio, guardaban silencio. Cinco padres de familia se querellaron ante el tribunal federal del disuito, aduciendo que la exigencia de las etiquetas era inconsritu­ cional. EI juez les dio la razon. Presentaron abundantes daros que relacionaban las eti­ quetas de aviso con la actividad creacionista en eI condado de Cobb y que vinculaban la estrategia de repliegue con el creacionismo. Sin embargo, se apel6 la sentencia por in­ validez de las pruebas presentadas. Pero el tribunal de apelaciones 10 devolvio al tribunal del distrito, que, por fin, fallo en terminos favorables a los padres. Queda par vel' si la estrategia de repliegue sobrevivira al exam en INVESTIGACION

CIENCIA.

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o lQue podemos

hacer?

Si en su entorno se suscitan polemicas sobre la ensenanza de la evoluci6n, puede reaccionar de las siguientes maneras: ,/ Para resolver la controversia recomendamos la formaci6n de coaliciones. Reunase con educadores, cientfficos, miembros del c1ero y otros ciudadanos de mentalidad semejante para convencer a las autoridades pol iticas de que no cedan a las propuestas creacionistas. ,/ Recuerde que no se trata solo de mantener el creacionismo fuera de las aulas de ciencias, sino tam bien de asegurar que la evolucion se ensena de manera correcta (sin adjetivaciones del tipo "mera teorfa" 0 inexactas "pruebas contra la evolucion"). ,/ Dispongase a rechazar afirmaciones como que la evolucion es una teorfa en crisis, que constituye una amenaza para la religion, la moralidad y la sociedad, y que 10 equitativo es presentar "ambas caras" de la cuestion. ,/ Consiga que los defensores de la evolucion escriban cartas a editores y educadores, asistan e intervengan en reuniones del consejo escolar 0 la asamblea legislativa, y trabaje para cambiar el sentido del voto en las elecciones. Adaptado de "Defensa de la ensenanza de la evo­ lucion: estrategias y tacticas para los activistas" de Glenn Branch, en Not in Our Classrooms: Why Intelli­ gent Design is Wrong for Our Schools. Preparado por Eugenie C. Scott y Glenn Branch. Beacon, 2006.

INVESTIGACION

ClENClA,

enero, 2009

Bibliografla complementaria ANALYZING CRITICAL ANALYSIS: THE FALLBACK ANTIEVOLUTION 1ST STRATEGY. Nicholas J. Matzke

y Paul R. Gross en Not in Our Classrooms: Why Intelligent De­ sign is Wrong for Our Schools. Preparado par Eugenie C. Scott y Glenn Branch. Beacon, 2006. EVOLUTION: THE TRIUMPH OF AN IDEA. Carl Zimmer. Harper

Perennial, 2006. CREATIONISM'S TROJAN HORSE: THE WEDGE OF INTELLIGENT DE­ SIGN. Edicion revisada. Barbara

Forrest y Paul R. Gross. Oxford University Press, 2007. THE DEVIL IN DOVER: AN INSIDER'S STORY OF DOGMA V. DARWIN IN SMALL-TOWN AMERICA. Lauri

Lebo. New Press, 2008. EVOLUTION VS. CREATIONISM: AN INTRODUCTION. Segunda

edicion. Eugenie C. Scott. Greenwood, 2009.

de constitucionalidad en cualquier otro lugar, pero probablemente sera combarida, en Loui­ siana 0 donde sea. Mientras tanto, resulta innegable el perni­ cioso efecto de la Ley sobre Ensenanza de la Ciencia en Louisiana: da un tacito estfmulo a profesores y distritos escolares 10caJes para ofre­ eel' una educacion deficiente sobre la evolucion, bien mediante la ensenanza del creacionismo como alternativa ciendficamente creible, bien arrojando sobre la evolucion la sombra de su­ puestas controversias. A wdos los efecws y proposiws, inmensas areas de la ciencia evolu­ cionista esran cientfficamente establecidas; los libros de texto y los currfculos de las escuelas publicas presentan con rigor este material basi­ co, exento de complejidad y no sujeto a pole­ micas. Contar a los estudiantes que la evolucion es una teorfa en crisis es mentirles. Ademas, se trata de una mentira peligrosa, porque Dobzhansky tenia razon al afirmar que nada dene sentido en biologia excepw a la luz de la evolucion: de no ser por la evolucion, no podriamos explicar pOl' que la biosfera es asf y no de otra man era. Los estudiantes a quienes no se les de oportunidad de adquirir una comprension adecuada de la evolucion no aJcanzaran un nivel basico de culrura ciendfica, cu]tura que resultara indispensable para traba­ jadores, consumidores y politicos en un futuro dominado pOl' cuestiones de orden medico, biotecnologico y ambiental. Al cumplirse 150 anos de E1 origen de las es­ pecies, parece jusw terminal' con una referencia a la obra fundamental de Charles Darwin. En su primera edicion, en 1859, Darwin se cuido de reconocer los lfmites de su proyecto: "Estoy convencido de que la seleccion natural ha sido el principal, aunque no exclusivo, medio de modificacion". No obstante, fue malinterpre­ tado cuando se Ie acuso de pretender que la seleccion natural era enreramente responsable de la evolucion. Ello Ie hizo expresar su de­ sencanto en un comenrario a la sexta edicion: "Grande es el poder de una tergiversacion sistematica, pero la hiswria de la ciencia de­ muestra que ese poder no perdura". La entrada en vigor de la Ley sobre Ense­ nanza de la Ciencia en Louisiana y la perspec­ tiva de futuras leyes similares no hacen sino confirmar el aserto de Darwin sobre el poder de la tergiversacion. Pero las leyes anrievolucio­ nistas terminan aprobandose por razones mas politicas que cientfficas; pOl' tanto, no puede confiarse en el progreso de la ciencia para garantizar el fracaso de estas. Seran los propios ciudadanos preocupados por la integridad de la ensenanza de las ciencias quienes deberan movilizarse para conseguir la desaparicion de esas leyes.

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EL HOMO SAPIENS

DEL FUTURO

La evoluci6n humana continua. Nuestro organismo y cerebro no son iguales a los de nuestros antepasados, ni a los que tendran nuestros descendientes • PETER WARD

CONCEPTOS BASICOS • Suele creerse que nuestra especie apenas ha evolucionado desde la prehistoria. Sin embar­ go, la genetica de poblaciones sugiere que el ritmo de la evo­ luci6n humana se aceler6 con la aparici6n de la agricultura y la urbanizaci6n. • 51 nos hallamos todavfa en evoluci6n, Lque aspecto tendril nuestra especie dentro de un milenio si logra sobrevivir a las transformaciones ambientales y sociales que nos aguardan? Las hip6tesis abarcan desde la esperanza hasta la frustraci6n.

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obre 1a apariencia furura de los humanos, suelen avanzarse dos hipotesis. Una reCLlrre a la vieja fantasfa ciendfica de un cerebro enorme con una frenre muy despejada y un inrelecto superior. La otta considera que nuestra evolucion [[sica ha cesado, pOl'que el desarrollo tecnico ha puesto fin a 1a logica brutal de la seleccion narural; la evolucion serfa hoy puramente cultural. La hipotesis del "supercerebro" carece de base ciemifica. El registro fosil muestra que el aumenro de nuestro craneo y, por tanto, del volumen cerebral se detuvo hace muchisimo tiempo. De ahi se infirio que habia cesado la evolucion [[sica del ser humano. Sin embar­ go, el analisis de genomas antiguos y actuales demuescra que la historia no es tan sencilla. Homo sapiens no solo ha pasado por grandes reorganizaciones geneticas desde la aparicion de la especie, sino que el ritmo de su evo­ lucion puede incluso haberse acelerado. Lo mismo que otros organismos, los cam bios mas espectaculares en la forma de nuestro cuerpo acaecieron en los comienzos de la especie; sin embargo, seguimos experimemando cambios geneticos que afectan a nuestra fisiologfa y quiza tambien a la conducta. Hasta tiempos muy reciemes, en las diversas regiones del pla­ nera se acenruaban las diferencias entre razas humanas, en vez de atenuarse. Las condiciones de la vida moderna podrian estar induciendo modificaciones geneticas que repercutirian en rasgos del comporramiento. Si no es un cerebra gigame, (que nos de­ para entonces el futuro? (Nos haremos mas grandes 0 mas chicos, mas listos 0 mas ton­

tos? (Como nos van a afectar 1a apanClOn de nuevas enfermedades 0 el aumenro de la temperatura global? (Surgira algun dfa una nueva especie humana? (0 tal vez la futura evolucion de la humanidad no descanse en los genes sino en nuestro dominio de la tec­ nica, conforme prolonguemos con silicio y acera nuestro cerebra y cuerpo? Quid. nuestta funcion evolutiva se reduzca a la construccion de una inteligencia cibernetica que dominaria el mundo.

Pas ado remoto y pasado reciente El estudio de la evolucion humana solla set dominic de los paleonrologos, que analizan restos fosil.es de eras atcaicas. La familia hu­ mana (Hominidae) data por 10 menos de hace siete millones de anos, tiempo en que vida un pratohumano de breve talla: Sahelanthrop,L' tchadensis. Desde emonces, en nuestra familia han nacido varias especies nuevas, algunas to­ davfa cuestionadas: nueve conocidas mas ouas seguramenre oCLrltas en el escaso registto fosil de los hominidos. Dado que los esqueletos mas anriguos que se han hallado raras veces yacial'. en lechos sedimenrarios, la estimacion anrerior cambia ana tras ana conforme se publican nue­ vos descubrimientos y se reinrerpretan los all­ teriores [vease "Hominidos contemporaneos", por Ian Tattersall; INVESTIGACION y CIENCIA. marzo de 2000, y "EI mas antiguo de los hominidos", por Kate Wong; INVESTIGACI01' Y CJENCIA, marzo de 2003). Aparecia por evolucion una especie nueva cuando un pequeno grupo de hominidos que­ daba POt alguna causa separado del grueso de INVESTIGAClON Y ClENClA,

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MAS ALLA DE HOMO SAPIENS En tiempos pasados, nuestro linaje produjo especies nuevas. LQue sucedera en el futuro? La especiaci6n requiere algun mecanisme de aislamiento. EI mas comun es el geogrMico: una poblaci6n pequeiia queda separada del acervo genico principal. Por el tamano y la capacidad de interconexi6n de la poblacion mundial, esta posibilidad es remota en las condiciones actuales. Con todo, la especiaci6n pod ria ocurrir en ciertas circunstancias: Establecimiento de colonias humanas en mundos distantes. Perdida 0 abandono voluntario de las tecnicas que permiten un intercambio global de nuestros genes. Fraccionamiento en grupos aislados tras una cat<3strofe como el choque de un gran asteroide can la Tierra. Intervencianes de ingenieria genetica.

EI autor viene dedicando­ se desde hace mas de treinta anos a la paleontologia, la biologia y la astrobiologia. De 2001 a 2006 dirigio el centro dellnstituto de Astrobiologia de la NASA con sede en la Universidad de Washington. Es experto en extinciones en masa e impactos de origen extraterrestre.

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la poblacion durante muchas generaciones, en condiciones ambientales ineditas que favore­ dan la selecdon de determinadas adaptado­ nes. Aislados de su linaje, el grupo seguia su propia ruta genetica, hasta que sus miembros dejaban de poder cruzarse y tener descenden­ cia con los de la poblacion origin aria. EI registro fosil revela que los miembros mas antiguos de nuestra especie habitaron hace 195.000 anos en 10 que hoy es Etiopia; desde alli se extendieron por todo el globo. Unos 10.000 afios atras, los humanos modernos habfan colonizado todos los continentes, salvo la Antarrida. La adaptacion a condiciones loca­ les tan dispares, entre otras fuerzas evolutivas, dio lugar a 10 que hoy lIamamos ---con derta imprecision- razas. Los grupos que vivian en diferentes lugares mantuvieron entre sf un gra­ do de relacion suficiente para que su evolucion no desembocara en especies distintas. Con el planeta poblado, dirfase que se ha acabado el tiempo para la evolucion. No hay tal. Un estudio publicado en 2008 por Henry C. Harpending, de la Universidad de Utah, John Hawks, de la Universidad de Wisconsi n-Madison, y otros, analizaba los datos del mapa internacional de haplotipos (HapMap) del genoma humano [vease "Hue­ lias de un pasado lejano", por Gary Stix; IN­ VESTIGACION Y CIENCIA, septiembre de 2008J. Se concentraron en los marcadores geneticos de 270 individuos procedences de cuatro gru­ pos: chinos han, japoneses, yorubas yeuropeos nordicos. Hallaron que al menos un siete por dento de los genes humanos habfan evolucio­ nado en epoca muy cercana, hace solo 5000 afios. En buena medida, los cam bios consis­ tfan en adaptaciones a determinados en tor­ nos, naturales y humanizados. Por boton de muestra, pocos individuos adultos de China y Africa pueden digerir la leche cruda; en cambio, casi todos en Suecia y Dinamarca 10 hacen, seguramente, por haberse adaptado a la ganaderfa lechera. Otro estudio del grupo que dirige Pardis C. Sabeti, de la Universidad de Harvard, escudri­ fio enormes bloques de datos de variaciones geneticas en busca de indicios de seleccion natural a traves del genoma humano. Mas de 300 regiones del genoma mostraron cambios recientes, que mejoraban la capacidad de su­ pervivencia y reproduccion del individuo. AI­ teraciones que conferfan resistencia a la fiebre de Lassa (uno de los grandes azotes de Africa), resistencia parcial a endemias como la malaria en algunas poblaciones africanas, cam bios de pigmentacion de la piel y desarrollo de folicu­ los capilares entre los asiaticos, y evolucion hacia una piel mas fina y ojos azules en el norte de Europa.

EI equipo de Harpending y Hawks estimo que en los 10.000 liltimos anos la evolucion humana habia sido hasta 100 veces mas ra­ pida que en cualquier otra epoca desde que los primeros hominidos se escindieron de los precursores de los actuales chimpances. Esa aceleracion de la evolucion se atribuyo a la diversidad de entornos habitados por los hu­ manos y a las nuevas condiciones de vida aso­ ciadas a la agricultura y la urbanizacion. No nos referimos al cultivo y la ganaderfa, ni a la transformacion del paisaje deb ida a la conver­ sion de tierras virgenes en campos explotados, sino a una combinacion, a menudo letal, de sanidad deficiente, nuevos habitos alimentarios y aparicion de enfermedades (contagiadas de otros congeneres 0 de animales domesticos). Pese a las reservas formuladas sobre tales esti­ maciones, resulta innegable que los humanos somos unos "maestros" de la evolucion.

Selecci6n extranatural A 10 largo del siglo pasado volvio a cambiar el marco vital de nuestra espede. EI aisla­ miento geogd.fico de los grupos cede ante la facilidad del transporte y van cayendo las barreras sodales que separaban las etnias. Ja­ mas el genoma humano presento una mezc12 tan variada de poblaciones locales que antes habfan permanecido aisladas. La movilidau actual podria condudr a la homogeneizacioI:. de la espede. AI propio tiempo, la seleccio:l natural de Homo sapiens se ve contrariada po= nuestro potencial tecnico y terapeurico, L::. gran parte del mundo, la mortalidad infan~ ha experimentado un descenso notable. Eo:,"" viven y engendran hijos individuos con a..=e::­ ciones geneticas que antes resultaban faGi.:::;: Los depredadores naturales ya no deter~ la supervivencia. Steve Jones, del Colegio Universirario ::.= Londres, sostiene que la evolucion hllffia.::;;o, '." terminado. En el debate celebrado en 2()(C = la Sociedad Regia de Edimburgo bajo el i~= "~Ha terminado la evolucion?", Jones aUl1I12=:" "Las cosas han cesado de mejorar, 0 empeo=_ para nuestra especie. Si quereis saber COILO la Utopia, mirad a vuestro alrededor". ~o~=­ sugerfa que, al menos en el mundo d=__­ lIado, casi todas las' personas llegan a 12. =.:::­ reproductiva y las posibilidades de te:lE:' ::.::::: son iguales para pobres y ricos. La res.is-c== a enfermedades congenitas (al VIB, po: ~=­ plo) otorgarfa todavia una vencaja en = : : ~ la supervivencia, pew el factor decish'o sol:=:.:= ~ vida 0 la muerte corresponde hoy a la c-:"::= mas que la herencia genetica. En resur::.::....._ evolucion puede hoy considerarse uJr.'::':::::'~­ (por la transmision cultural de la inforr;-, =---='':c, mas que genetica [vease "EI poder de !os -.;­

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INVESTIGACION YCIENClA. ene=:2

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mes", pOl' Susan Blackmore; INVEsTIGAcrON CIENCIA, diciembre de 2000]. Otra hipotesis afirma que la evolucion ge­ netica prosigue wdavfa hoy, pero a la inversa. Cienas caracterfsticas de la vida moderna pue­ den provocar cambios evolutivos que dificul­ ten nuestra supervivencia, si no la cuestionan. Multitud de estudianres universitarios viven en su propia piellas consecuencias de ese tipo de evolucion "inadaptativa": dejan la reproduc­ cion para mas adelanre, mienrras muchos de sus companeros de instituto que no han ido a la universidad empiezan enseguida a tener hijos. Si los padres menos inreligentes son los que tienen mas descendencia, enronces la in­ teligencia constituye una desventaja darwinista en eI mundo actual; la inteligencia promedio podrfa evolucionar a la baja. La historia de esos razonamientos es larga y controvertida. Aduce uno de los numerosos contraargumentos que la inteligencia humana comprende diversas facultades codificadas pOI' un numero extenso de genes; es, pOI' tanto, heredable en un grado bajo. La seleccion na­ tural opera solo sobre rasgos heredables. Se mantiene vivo eI debate sobre la heredabilidad de la inteligencia [vease "Genetica de la inte­ ligencia", pOI' Carl Zimmer; INVESTIGACION Y CIENCIA, diciembre de 2008]. Las investiga­ ciones no han detectado ninguna disminucion de la inteligencia promedio. Algunos ciendficos piensan que podrfan acumularse en la especie humana otros ca­ racteres mas heredables, pero perjudiciales. Cienos traswrnos de la conducta (e1 sfndrome de Tourette y eI de hiperactividad pOI' deficit de atencion 0 TDAH) podrfan ser codifica­ dos pOI' un numero reducido de genes y ser, pOI' tanto, heredables en alto grado. Si tales alteraciones aumentaran la probabilidad de tener hijos, destacarfan mas en cada nueva ge­ neracion. Segun David Comings, del Instituto de Investigacion Beckman, esas condiciones se dan ahora con mayor frecuencia que antes, 10 que podrfa deberse ala evolucion: las mujeres que sufren tales sfndromes no suelen ir a la universidad, 10 que aumenta la probabilidad de que tengan mas hijos que las demas. Otros expenos presentan graves objeciones a la teo ria de Comings; no existen pruebas que demues­ tren un aumento de la incidencia del Tourette y del TDAH. Ademas, las investigaciones sobre esos trastornos entranan una gran dificultad pOl' eI estigma social que afecta a quienes los sufren. Aunque los ejemplos anteriores no superan un examen cientffico, la Unea basica de razo­ namiento resulta en cierta medida plausible. Tendemos a pensar que la evolucion implica una modificacion estructural, sin reparar en y

INVESTIGACION \ ClENClA. enero, 2009

que afecta tambien a la conducta. Muchos individuos llevan genes que les hacen pro­ pensos al alcoholismo, la drogadiccion u otros trastornos. La mayorfa de e110s no sucumbe, porque los genes no imponen un destino (su efecto depende del entorno). Pero orros sf. Sufren enwnces trastornos que pueden incidir en la supervivencia y en eI numero de hijos que tengan. Esas alteraciones de la fenilidad bastan para que opere el influjo de la seleccion natural. Gran pane de la evolucion furura de la humanidad podda comportar nuevas con­ ductas que se extiendan como respuesta a las cambiantes condiciones sociales y ambienrales. POI' supuesto, la especie humana se diferencia de las demas en que no tiene que aceptar pasivamenre la logica darwinista.

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Evoluci6n dirigida iPor que no dirigir nuesrra evolucion como hemos hecho con la de tanros animales y ve­ getales? iPor que esperar a que la seleccion natural desarrolle su tarea cuando noson'os podemos hacerlo mas deprisa y de un modo que nos beneficie? En el area de la conducta humana, los biologos rastrean los componen­ tes geneticos no solo de los trastornos sino tambien de la sexualidad y la competitividad, muchos de los cuales podrian ser heredables, al men os en pane. Andando el tiempo, qui­ za sea moneda comun tamizar la dotacion genetica del paciente y ofrecerle farmacos personalizados. La etapa siguiente consistira en cambiar los genes de las personas. Pueden cambiarse los genes solo en el organo afectado (terapia genica somatica) 0 alterar el genoma entero

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(terapia genica germinal). Los investigador' batallan todavla con la terapia genica somari para curar enfermedades. Pero si logran algli--: dla extenderla a las celulas germinales (0'-':'­ los y espermatozoides), no solo se ayudad.
Futuro cibernetico Aun mas diHcil de preyer que nUeSli'O l!...~ __ la ingenierfa generica es el que hagamos c.: maquinas 0 el que elias ejerzan sobre :-:OSO=. iAcaso la evolucion final de nuesr[2. ~=.:::.... tended a una simbiosis con las maqu.i=s, ­ slntesis humano-maquina? Muchos es....--:i=-­ de fantasia cientlfica han predicho ~2. . .;-~­ INVESTIGACION

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CIENCIA. erie:;:, =.::~

clon de nuesrros organismos con robots 0 la descarga de nuesuos cerebros en ordenadores. A decir verdad, nuestra dependencia de las maquinas es ya una realidad: igual que las fa­ bricamos para satisfacer necesidades humanas, hemos escructurado nuestras vidas y compor­ tamiemos para atender las suyas. Puesro que las maquinas son cada vez mas complejas y estan mas inrerconectadas, forzosameme habra que acomodarse a ellas. Opinion que expuso con roda crudeza George Dyson en su libro de 1998 Darwin among the Machines (Dar­ win enrre las maquinas): "Todo 10 que estan haciendo los humanos para facilitar el manejo de las redes de ordenadores, facilita al propio tiempo, aunque por razones distintas, que los humanos sean manejados por las redes infor­ maticas ... La evolucion darwinista, en una de esas paradojas que tanto abundan en la vida, puede ser victima de su propio exiro, al no poder seguir el ritmo de los procesos no darwinistas que ha generado". Nuestros logros tecnicos amenazan inun­ dar los viejos caminos de la evolucion. Con­ sideremos dos visiones del futuro que apa­ recen en un ensayo de Nick Bostrom, de la Universidad de Oxford, de 2004. El enfo­ que optimista propone: "A grandes rasgos, apreciamos una tendencia dominante hacia niveles superiores de complejidad, conoci­ mienro, consciencia y organizacion dirigida y coordinada; tendencia que, sin aquilatar demasiado, podemos denominar 'progreso'. Segun esa vision panglossiana, el registro de los exiros anreriores ofrece argumemos solidos para creer que la evolucion (ya sea biologica, memetica 0 tecnica) seguira encauzada en las direcciones deseables". Senalemos, no obstame, que esa referen­ cia al "progreso" seguramenee estremeceria a Steven Jay Gould. Sostenia Gould que los f6siles, incluidos los de nuesrros antepasados, nos ensenan que el proceso de la evolucion no es cominuo, sino que experimema pulsos de actividad y periodos de estasis ("equilibrio pumuado"). No es "progresivo" ni direccional. Los organismos tan promo crecen como se achican. Pero la evoluci6n se ha demostrado al menos en una direcci6n: la del aumenro de la complejidad. Quiza sea ese el destino de la evolucion humana: una complejidad mayor a traves de cierta combinacion de anatomia, fisiologia y conducta. Si continuamos la adap­ tacion (y emprendemos una habil ingenieria planetaria), no hay razones de indole gene­ tica 0 evolucionisea para que nuestra espe­ cie no permanezca hasta ver apagarse el Sol. A diferencia del envejecimienro, la extincion no parece estar programada en los genes de ninguna especie. INVESTIGACION Y CIENCIA,

enero, 2009

Boserom propone otra vision, mas oscura, que nos re.sulta demasiado familiar: la ruina que nos causaria la carga de nuestros cerebros en ordenadores. La inreligencia artificial avan­ zada encapsularia los diversos componemes de Ja cognicion humana y los ensamblaria en algo que ya no seria humano, y que nos ror­ naria obsoleros. Bostrom ptedice el siguienre curso de acomecimientos: "Algunos individuos cargan y elaboran numerosas copias de si mis­ mos. Mientras tanro, se produce un progreso gradual en neurociencia e inteligencia artificial; al final se hace posible aislar modulos cog­ nitivos individuales y conectarlos a modulos procedentes de otras mentes descargadas ... Los modulos que se acomoden a un patron COmllI1 seran mas capaces de comunicarse y cooperar con oeros modulos y, pOl' tanto, mas productivos economicameme, crean do una presion a favor de la estandarizacion ... Tal vez no haya lugar para arquitecturas mentales del tipo humano". Como si la obsolescencia tecnica no fuera suficientememe perturbadora, Bostrom termi­ na senalando algo rodavia mas temible: si la aptitud evolutiva tuviera que medirse porIa eficacia de las maquinas, mucho de 10 que con­ sideramos quintaesencia de 10 humano seria desterrado de nuestro linaje. En sus palabras, "hay extravagancias y diversiones que preten­ den dar a la vida humana gran parte de su sentido (humor, amor, juego, arte, sexo, baile, contacto social, filosofia, literatura, descubri­ mientos ciendficos, comida, bebida, amistad, familia, deporte) y a las que nos dedicamos preferentememe con predisposiciones que en nuestro pasado evolutivo fueron adaptativas; (que base tenemos para confiar en que esas actividades u otras similares sean adaptativas tambien en el manana? Quiza 10 que en el futuro extreme su idoneidad sea solo el trabajo fatigoso y monotono, sin lucimiento, orien­ tado a mejotar el octavo decimal de alguna medida de la produccion economica". En resumen, suponiendo que no vayamos a la extincion, el futuro de la humanidad podria discurrir por uno de varios caminos:

Estasis. Nos quedamos mas 0 menos igual que ahora, con pequenos cambios debidos sobre rodo a la fusion de razas. Especiaci6n. Evoluciona una nueva especie humana en este u otro planeta. Simbiosis con maquinas. La integracion de las maquinas y los cerebros humanos produ­ ce una inteligencia colectiva que puede 0 no mantener las cualidades que hoy reconocemos como humanas.

Quo vadis Homo juturus?

Bibliografia complementaria FUTU RE EVOLUTION. Peter Ward. W. H, Freeman, 2001. THE FUTURE OF HUMAN EVOLU­ TION. Nick Bostrom en Death

and Anti-Death: Two Hundred Years after Kant, Fifty Years after Turing, preparado pOl' Charles Tandy. Ria University Press, 2004. A MAP OF RECENT POSITIVE SELEC­ TION IN THE HUMAN GENOME.

Benjamin F. Voight, Sridhar Kudaravalli, Xiaoquan Wen y Jonathan K. Pritchard en PLoS Biology. vol. 4, n,O 3, pags. 0446-0458; 7 de marzo, 2006. GENOME-WIDE DETECTION AND CHARACTERIZATION OF POSITIVE SELECTION IN HUMAN POPULA­ TIONS. Pardis C. Sabeti et al. en

Nature, vol. 449, pags. 913-918; 18 de octubre, 2007. NATURAL SELECTION HAS DRIVEN POPULATION DIFFERENTIATION IN MODERN HUMANS. L. B. Barreiro,

G. Laval, H. Quach, E. Patin y L. Quintana-Murci en Nature Genetics, vol. 40, n.O 3, pags. 340-345; marzo, 2008. THE 10.000 YEAR EXPLOSION: HOW CIVILIZATION ACCELERATED HUMAN EVOLUTION. Gregory

Cochran y Henry Harpending. Basic Books, 2009.

JUEGOS DE ORDENADOR

Evoluci6n virtual Un juego de ordenador revela las diferencias entre la construcci6n de criaturas simuladas y la selecci6n natural

Ed Regis uando Will Wright estaba desarro­ llando Spore, su muy alabado jue­ go de ordenador, se enrrevisto con va­ rios ciendncos y biologos, Necesitaba saber el modo en que la naruraleza ha­ bia efecruado 10 que el trataba de reme­ dar en su juego: entre otras cosas, el de­ sarrollo de los primeros estadios de la vida y de su evolucion. (Ciertos anun­ cios del juego rezan: "En Spore.com co­ mienza la Evolucion".) Entre los exper­ tos consultados pOl' Wright se cuentan Michael Levine, genetico de Ja Universi­ dad de California en Berkeley, Neil Shu­ bin, paleontologo de la Universidad de Chicago, y Hansell Stedman, cirujano de la facultad de medicina de ]a Univer­ sidad de Pennsylvania. Pese a toda la investigacion previa que se llevo a cabo para el desarrollo de este juego, la traduccion que Spore nos ofrece de los procesos inrernos de la evolucion pOl' seleccion natural muestra luces y sombras. A favor del juego diremos que en este existe, como en el mundo real, competicion entre individuos: la conocida "lucha poria existen­ cia" de Darwin. Los mas aptos sobre­ viven y los menos aptos se extin­ guen, replicando asi el principio evolurivo fundamental, la supervi­ vencia de los mas aptos. En el juego y en la vida real, las entidades simples se desarrollan y convierten en otras mas complejas, una pauta caracteristica y fre­ cuente, aunque no inevitable, en la evo­ lucion darwinista. Finalmenre, en Spore y en la naturaleza, los seres vivos tienden a presentar simetria bilateral, aunque ha­ lIemos excepciones en ambos entornos (amebas en la vida real y algunos de los organismos unicelulares en Spore). Spore abarca cinco estadios de de­ sarrollo: celula, cdatura, tribu, civiliza­ cion yespacio. Pew existen varias diferen­ cias importanres enrre el funcionamiento real de la evolucion y la version, excelen­ temente animada, que oftece Spore de los acontecimientos. Para empezar, en los

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estadios "cel ula" y "cdatura" del juego, los organismos ganan "puntos de ADN" cuando alcanzan cierras metas. La evolu­ cion hasta estadios superiores depende de la adquisicion de puntos de ADN (algo asi como los puntos que acumulan los viajeros de las companias aereas para dirigirse despues a cierto destino). En eI mundo real, en cambio, los organismos

evolucionan pOl' mutaciones genetIcas aleatorias, pOl' reproduccion sexual y pOl' otros mecanismos, pero no por la mera acumuJacion de ADN. En segundo lugar, en muchos mo­ mentos decisivos del juego, se ofrece solo una reducida gama de opciones y es obli­ gada elegir entre ellas desde un menu predefinido que las enumera. En el esta­

dio celular, pOl' ejemplo, debe elegirse entre el desarrollo de un carnivoro 0 un herbivoro. En el mundo real, el abanico de posibilidades en cualquier punto de ramificacion del arbol evolutivo es enor­ memente mayor, mucho mas rico y mas indefinido. La evolucion avanza con parsimonia, a pequenos pasos. Aunque los teoricos debaten sobre el valor preciso de las tasas de cambio evolutivo, Spore avanza, en comparacion, a la velocidad de la luz; en muchas ocasiones con saltos enormes, pues se injertan organos 0 miem­ bros completos del cuerpo (manos, pies, mandibulas, oj os, extremida­ des) en un organismo y se integran sin rropiezos en su funcionamiento. Esos milagros son ejecutados por un "editor de criaturas", una aplicacion que permite al usuario elegir en una paleta de elemen­ tos corporales prefabricados y previamen­ te ensamblados, que pueden incorpo­ rarse a un organismo mediante unas pocas y agiles pulsaciones del raton. Los diversos elementos disponibles en esos repertorios de piezas no han llegado alii pOl' evolucion, desde lue­ go, sino que han sido diseflados y al­ macenados en estas "cajas de repuestos" por los creadores del juego. La evolucion corresponde a un pro­ ceso de ramif1cacion con mLdtiples 11­ neas de descendencia, que operan de forma simulranea y paralela. Si actua solo un jugador, Spore es, en esencia, lineal :' unidimensional; el jugador conrrola solo las actividades de una celula 0 criarura. (En el estadio "tribal", el jugador comroLa la conducta de varios individuos de la tn­ bu, pero estos se encuemran enron biologicamente fijados y ya no exper.­ menran cambios que afecten a m form;;. 0 dimensiones.) Si se juega "en linea", e1 i~­ gador interacrua con otros jugadofi . puede" descargar las creaciones de 6':-­ desde una "esporopedia", inregrada ~)(r una variopinta coleccion de seres \':'1)5. ~­ objetos inanimados (edificios, whic:.~-­ INVESTIGACION YCIENC1A, enero. :

musica, etcetera). Gracias a esa caracteris­ tica, Spore alcanza cierto paralelismo con 10 que hallamos en la naturaleza. Ella nos hace ver la maxima diferencia entre Spore y la evolucion par seleccion natural: mientras que la evolucion opera sin un "seleccionador" consciente, Spore si 10 tiene. Es el jugador quien efectua la seleccion y se decanta a favor a en contra de ciertas casas en cada encrucijada de caminos: partes del cuerpo, rasgos, com­ porramientos, colores, texturas, pelajes, formas. En reaJidad, Spore no procede en absoluto par selecci6n natural, sino por seleccion artificial. De hecho, al situar eI jugador en la posicion de creador omni­ potente, el juego constituye en mayor medida una simulacion del "diseno inte­ ligente" que de la seleccion natural dar­ winista. Spore puede muy bien llegar a ser el juego de ordenador definitivo que senale INVESTIGACION . ClENClA.

enero, 2009

el maximo nivel en la animaClOn infor­ matica. Es igualmente posible que el lec­ tor 10 encuentre fascinante a aburrido, re­ finado a bobo, a que Ie recuerde mas a Disney que a Darwin. No obstante, es un entretenimiento es­ pecialmente atractivo para algunas perso­ nas. Frank Drake, especialista en am'ono­ mia planetaria, creador de la formula de Drake para estimar el numero de civiliza­ ciones extraterrestres que pudiera albergar nuestra galaxia, opina que es un buen jue­ go para los chicos. Servira para llevarles la idea de que las criaturas de la Tierra (0 de cualquier otro lugar) no siempre han sido las mismas, que las especies llegan y se van, y que, en general, la complejidad de los seres vivos ha ida aumentando con el tiempo. Ello, a su vez, deberia servir de estimulo a muchos de ellos para esrudiar ciencias, 10 cual, a final de cuentas, seria 10 mas provechoso del juego.

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JUEGOS MATEMATICOS

Nueva visita al problema de los tres dioses Una nueva resoluci6n del problema 16gico mas dificil de la historia nos permite plantear un desafio todavia mayor

Gabriel Uzquiano

J

uan M. R. Parrondo dedicaba estas mismas pagmas, en junio de 2008, a exponer y resolver "el problema [ogico mas difieil de la hisroria", que habia planteado George Boolos en 1996. Aqui vamos a utilizar una recnica general que se pue­ de apliear a muehos de los aeertijos de eseuderos mentirosos y caballeros sinceros, tan popularizados por los exeelenres libros de Raymond Smullyan. Concluiremos con dos variaciones to­ davia mas diffciles del problema de los tres dioses. Una de elias nos permitira reflexionar mas adelante acerea de si es posible optimizar Ia resolucion del problema original. Reeordemos el enunciado del problema: Hay tres dioses A, B Y C. Uno siempre dice la verdad uno siempre miente y otro responde de manera completamente aleatoria. Nuestra tarea consiste en determinar las identida­ des de A, Bye por medio de no mds de tres preguntas cuya respuesta deba ser "sf" 0 "no'; cada una de las cuales habra de dirigirse a un solo dios. Aunque cada uno de los dioses en­ tiende el castellano, van a responder en su propia lengua con una de las palabras 'cia' 0 Ja; que significan "sf" 0 ''no''. Desa­ fortunadamente, no sabemos que palabra significa "sf" y que palabra significa "no':

Y reeordemos que: • Se puede haeer mas de una pregunta a eada dios. • Podemos hacer que la segunda 0 tercera pregunta dependan de cuales hayan sido las respuesras a [as preguntas antedores. • Que uno de los dioses responda "ja" o' "da" depende de un proceso completamente aleatorio. Por ejemplo, dellanzamiento de una moneda al aire; si la moneda cae cara, enronces la res­ puesra es "da" y si cae cruz, "ja".

Tal vez convenga distinguir dificultades diferentes a la hora de resolver el problema. Una de elIas tiene que ver con Ia aleato­ riedad de las respuestas de uno de los dioses. Qtra concierne al problema de como extraer informacion de un dios del que solo sabemos que 0 bien siempre dice la verdad, 0 -bien-si.~mpre miente. Esra dificultad es comun a muchos de los acertijos'po­ pularizados por Smullyan. Finalmente, nos enfrenramos al pro­ blema adicional de como extraer informacion de dioses cuyas respuestas son "ja" 0 "da" cuando no sabemos que pa[abra signi­ fica "si" y que palabra significa "no". Empecemos con eI segundo problema. Supongamos que sa­ bemos que nos dirigimos 0 bien al dios de la verdad, 0 bien al dios de la mentira, y que ambos han accedido a responder en castellano. Supongamos, por urilizar eI ejemp[o de Boo[os, que nos es preciso averiguar si Dushanbe se encuenrra en Kirguisran pero disponemos tan solo de una pregunta cuya respuesta debe­ ria ser "si" 0 "no". Pareee claro que haeer la siguienre pregunta nos aboearia al fraeaso:

go

iSe encuentra Dushanbe en Kirguiscan? Supongamos que la respuesta es "sf". Si supieramos que nues­ tro interlocutor dice siempre la verdad, entonces podriamos de­ ducir que Dushanbe esra en Kirguisran. Por otro lado, si supie­ ramos que nuestro interlocutor siempre miente, podriamos deducir que Dushanbe no se encuentra en Kirguistan. Pero como no sabemos quien es quien no parece que podamos dedu­ cir nada de su respuesta. Sin embargo, merece la pena derenerse a pensar como res­ ponderian ambos dioses a preguntas acerca de como responde­ rian a ciertas preguntas de las que ya conocemos la respuesra. Consideremos la siguiente pregunta: ~Responderias "si" a la pregunta de si Paris se encuenrra en Francia? Como eI dios que dice siempre la verdad responderia que si a la primera pregunta, parece que deberia responderque si a la Ul­ tima pregunra. Curiosamente, eI dios que siempre miente tam­ bien deberia responder que si a la pregunta. AI fin y al cabo, este dios siempre miente y sabemos que responderia que!l0 a la pre­ gunta de si Paris se encuentra en Francia:

LSe encuentra Paris en Francia?

LResponderias "si" a la pregunta de si Paris se encuentra en Francia?

Dios de la verdad

5i

5i

Dios de la mentira

No

5i

I

En general, si e es un enunciado verdadero, entonces tanto un dios como el otro deberian responder "si" a la pregunta de si responderian "sf" a la pregunta de si e eierro. . Se sigue de 10 anterior que si ambos dioses se dignaran respon­ der en castellano, entonees podriamos dedueir Ia respuesta a la pregunta de si Dushanbe esd. en Kirguistan a partir de su res­ puesta a la siguienre pregunta: ~Responderias "si" a la pregunta de si Dushanbe se eneuentra en Kirguisran? Si nuestro interlocutor responde "si", entonees, sea quien sea, Dushanbe se encuentra en Kirguisran. Si responde "no", enron­ ces no. Esta tecnica es compleramente general y puede urilizarse para resolver muchos de los acertijos de escuderos mentirosos y caballeros sinceros. Siguienre problema. Aunque ruvieramos la fortuna de diri­ girnos a uno de los dioses que no responde de manera aleatoria, sabemos que van a responder "ja" 0 "da" a nuestra pregunra y seguiremos sin saber que palabra signihca "sf" y que palabra sig­ nifica "no". Basta ahora con norar una ciena simetria enrre "si" . y "no". Pensemos, en particular, en como responderian los dio­ ses a la siguiente pregunta si se dignaran hacerlo en castellano:

es

INVESTIGACION YC1ENC1A,

enero, 200g

iResponderia5 "no" a la pregunta de si Paris se encuenrra en Francia? Como el dios que dice siempre la verdad responderia que sf a la primera pregunta, parece que deberia responder que no a nuesua pregunta. Curiosamenre, el dios que siempre miente tambien deberia responder que no ala misma pregunta. AI fin y al cabo, este siempre miente y sabemos que responderia que sf a la pregunta de si Paris se encuenrra en Francia.

i.Se encuentra Paris en Francia?

i.Responderias "no" a la pregunta de si Paris se encuentra en Francia?

Dios de la verdad

Sf

No

Dios de la mentira

No

No

Si B es a1eatorio, entonces respondera "da" 0 "ja" de manera a1eatoria. Si no, entonces respondera "da" si A es a1eatorio y "ja" si no 10 es. POI' tanto, si B responde "da", 0 bien A es a1eatorio, 0 bien B 10 es; C, pOl' tanto, no 10 es. Y si B responde "ja", 0 bien C es a1eatorio, 0 bien B 10 es; A, pOl' tanto, no 10 es. En cual­ quiera de los casos, la respuesta de B nos permite idenrificar a un dios que no es aleatorio que es a quien debemos dirigir nues­ ua segunda pregunta. (2) Dirigida a un dios que sabemos no es a1earorio:

iRespondedas "da" a la pregunta de si siempre dices la ver­ dad? ' Si responde "da" entonces sabemos que se uata del dios que siempre dice la verdad. Si responde "ja", enronces se uata del dios que siempre miente. (3) Dirigida aI mismo dios aI que hemos dirigido (2):

En general, si e es un enunciado verdadero, entonces tanto un dios como el otro deberian responder "no" a la pregunta de .si responderian "no" a la pregunta de si e es cierto. Por tanto, orra manera de obtener informacion sobre la situacion de Dus­ hanbe seria por medio de la pregunta: iResponderia5 "no" a la pregunta de si Dushanbe se encuen­ tra en Kirguisd.n? Si nuestro interlocutor responde "no", entonces Dushanbe se encuentra en Kirguisd.n. Si responde "sf", entonces no. Esta es la clave para averiguar si Dushanbe se encuentra en Kirguisd.n aun cuando nuestro interlocutor insista en utilizar "da" 0 "ja". Basta con preguntar: iRespondedas "da" a la pregunta de si Dushanbe se encuen­ tra en Asia? Aunque no sepamos que significa la palabra 'da', sabemos ahora que ambos responderan "da" unicamente en caso de que Dushanbe se encuentre en Kirguistan. Si no, entonces ambos dioses respondera.n "ja". Queda una dificultad. Digamos que un dios es aleatorio si sus respuestas son a1eatorias. Sabemos como extraer informacion del dios que dice siempre la verdad y del dios que siempre mien­ te, pero no, desaforrunadamente, del dios que es a1eatorio. POI' tanto, debemos usar nuestra primera pregunta para identificar un dios que no sea aleatorio a fin de exrraer mas informacion del mismo.

Solucion (1) Dirigida a B:

iRespondedas "da" ala pregunta de si A es a1earorio?

LOuiere saber mas? EI problema 16gico mas dificil de la historia fue planteado por George Boolos en "The Hardest Logic Puzzle Ever" en Harvard Review of Philosophy 6: 62-5, 1996 [y ahora, en http://www.hcs.harvard.edu/hrp/ issues/1996/Boolos.pdf]. Los dos ultimos problemas aparecen mencionados, pero no resueltos, en Tim Roberts, Some Thoughts on the Hardest Logic Puzzle Ever, Journal of Philosophical Logic, 2001. Juan M. R. Parrondo discute la cuesti6n de si es posible optimizar la soluci6n de Boolos en los numeros de junio yjulio de 2008. Entre los titulos de Raymond Smullyan que han sido traducidos al castellano se encuentran La Dama y el Tigre, {,Como se llama este libra?, EI Enigma de Sherezade 0 Alicia en el pais de las adivinanzas.

INVEST/GACION Y CIENC1A,

enero,

200g

iRespondedas "da" ala pregunta de si B es a1eatorio? Si la respuesta es "da", enronces B es a1eatorio. Si no, eI dios restante es aleatorio y sabremos quien dice la verdad y quien miente. Pareceria que una resolucion que consista de tres preguntas es optima. Como hay ttes dioses, A, B Y C, existen aI menos seis combinaciones diferentes: VMA, VAM, AYM, AMY, MVA, MAV Pero una pregunta cuya respuesta sea "sC' 0 "no" solo po­ drfa eliminar la mitad de las posibilidades que permanecen en juego en cada ocasion. Por tanto, con dos pregunta5 no podria­ mos resolver problema5 con mas de cuatro posibilidades iniciales. iO tal vez sf? Quiza sea util pensar en variaciones mas difiei­ les si eabe del problema de los tres dioses. Una de elias nos per­ mitira reflexionar mas adelante acerea de la euestion de si es po­ sible optimizar la resolucion del problema original. La primera variante es esta: Hay tres dioses, A, Bye Dos de ellos no son aleatorios, pero no sabemos si ambos dicen siempre la verdad, 0 siempre mienten, 0 si uno dice siempre fa verdad y el otro siempre miente. El tercer dios responde de manera completamente aleatoria. dPodriamos determi­ nar el comportamiento de cada dios en s610 tres preguntas cuya res­ puesta sea "si" 0 "no"? Como siempre, aunque los dioses entienden el castellano, van a responder en su propia lengua con una de las pa­ labras 'da' 0 Ja; que significan 'sf' 0 'no~ Desafortunadamente, no sabemos que palabra significa 'sf'y que palabra significa 'no: La segunda variante pareee mas dificil todavfa: Hay tres dioses, A, Bye Uno dice siempre fa verdad 0 siempre miente, pero no sabemos que. Los dos dioses restantes responden de manera completamente aleatoria. dPodriamos determinar el com­ portamiento de cada dios en s610 tres preguntas cuya respuesta sea "sf" 0 ''no''? Como siempre, aunque los dioses entienden el castella­ no, van a responder en su propia lengua con una de las palabras 'da' o Ja; que significan 'sf' 0 'no: Desafortunadamente, no sabemos que palabra significa 'sf'y que palabra significa 'no: La mayor difieultad en este ultimo problema esrribaria en identifiear al dios no aleatorio, ya que sabemos que cualquier pregunta a un dios aleatorio apenas va a permitirnos recabar in­ formacion alguna. La teeniea que utilizamos en la resolucion del problema de Boolos pareeeria ser de ayuda ala hora de resolver la primera variacion del problema de los ues dioses, pero no euando nos enfrenramos ados dioses aleatorios. Tal vez sea el momento de preparar una buena cafetera... POI' eierro, Dushanbe se encuentra en Tayikistan, no en Kirguistan.

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IDEAS APLICADAS Control adaptativo de crucero

EI progreso se acelera Mark Fischetti esde hace decenios existe eI concrol de crucero, vale de­ cir, eI sistema que mandene constante la velocidad de un vehfeulo. Pero su acrualizacion podria disparar una suce­ sian de avances que desembocaran en el coche autonomo. En los concroles de crucero comunes, el conductor fija la velocidad que desea. Enconces, eI concrolador del motor abre el gas para acelerar el coche y 10 ciena para aminorar la ve­ loci dad aprovechando la resistencia del motor. Unos pocos sistemas mejorados aplican suavemence los frenos si la resis­ tencia del motor no basta; por ejemplo, cuando el vehfeulo desciende por una bajada a rumba abierta. Pero ni uno ni otro sistema saben si eI coche se esra. acer­ cando a otro mas lenco que vaya delance, 10 que obligaria al conductor a pisar el Freno. EI concrol de crucero adaptable, que se ofrece ya en algunos modelos, emplea radar 0 lidar (de light detection and ranging, "deteccion y localizacion por luz") para rastrear la presencia de vehfeulos precedentes. EI conduc­ tor fija una velocidad de marcha y un "incervalo de dempo", de uno a tres segundos, entre su vehiculo y el precedence. Si el automovil se aproxima en demasia al que Ie precede, el sistema aminora la marcha (y, si es necesario, aplica los fre­ nos) para disminuir la velocidad; luego, de forma incerrumpi­ da, ajusta la velocidad para mancener un incervalo de dempo constance encre los dos vehfeulos. Cuando el vehiculo prece­ dence cambia de carril 0 sale de la carretera, el sistema devuel­ ve el auto a la velocidad prefijada. Si la velocidad del vehfeulo delancero disminuye por debajo de un umbral (25 kilometros por hora, por ejemplo), el sistema se desacdva y advierte acus­ ticamence al conductor para que tome los mandos. Varios fabricances empiezan a ofrecer el concrol de cruce­ ro adaptable de "arranque-parada" de nueva generacion. EI sis­

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1. RADAR DE LARGO ALCANCE. EI radar de largo alcance 0 "lidar" (detecci6n y localizaci6n por laser) se refleja en el vehiculo que va del ante. EI sistema percibe sl se acorta el intervalo de tiempo entre los vehiculos; emite una seiialsi ese intervalo disminuye con una rapidez peligrosa. Un radar de corto alcance se detiene y pone en marcha el coche automaticamente.

tema puede detener eI coche y volver a acelerarlo, una pres­ tacion muy util en el transito urbano. En algunos sistemas, si eI vehfeulo se para, para ponerlo otra vez en marcha el con­ ductor debe pisar fugazmence el acelerador 0 pulsar un bo­ ton. Tal maniobra requiere la instalacion de un radar de cor­ to a1cance, que detecte los vehfeulos y los peatones, delance y a ambos costados del parachoques froncal. Puede que 10 siguience sean los coches plenamence auto­ nomos. "EI control de crucero adaptable facilita el desarro­ llo de muldples tecnicas de autonomizacion", explica Michael Thoeny, director de electronica de seguridad de Delphi Elec­ tronics & Safety, de Kokomo (Indiana). La instalacion de un sensor de corto a1cance en las esquinas traseras de un coche, para eliminar los angulos muertos, y de una video camara apuntada hacia delante en el parabrisas, ademas de un pro­ grama de procesado visual, permidria que el coche se man­ ruviera en un carri!, cambiara de carril sin peligro y evitara en gran medida las colisiones. En ultima instancia, las mis­ mas tecnicas podrian conseguir que un grupo de vehiculos viajara en fila por un carril de autopista guardando las dis­ tancias, aunque para ver tal cosa puede que falten todavia unos diez arros. 2Renunciaran los conductores a tales dosis de concrol? En la opinion de Andrew Whydell, gerence de planificacion de productos de e1ectronica de seguridad de TRW Automotive, en el condado de West Midlands, nos hallamos en una fase de aprendizaje de doble sencido. Los conductores se encuen­ tran cada vez mas a gusto con la electronica de suplantacion y los fabricances esran aprendiendo el modo en que los con­ ductores reaccionan frence a esos sistemas y los usan. Los ra­ dares abren posibilidades para nuevas automadzaciones.

L~§Sl~ -~..,..

".....

""'-

............

'"' Radar de largo alcance .."........ Campo visual: 10·20 grados

....... Alcance efectivo: 1-200 metros Frecuencia: 77 gigahertz . Radar de corto alcance Campo visual: 60+ grados Alcance efectivo: 1·60 metros Frecuencia: 24 gigahertz

2. CONTROL DE CRUCERO. EI control de crucero (azul) monitoriza la velocidad de las ruedas; el controlador del motor da mas 0 menos gas para mantener la velocidad prefijada por el conductor. En el control adaptativo de crucero operan ademas un radar 0 lidar y otros dispositivos (raja) para realizar un seguimiento de los vehiculos que marchan delante; cierra el gas 0 aplica los frenos para reducir la velocidad del vehfculo.

=ul

Camara de apoyo

Indicador de giro de las ruedas Alarrna acustlca Cuadro de controles ­ Accionador del freno - - - - Accionador del gas -,--------:-----0,-----,-----,::---;-'

Radar 0 laser

----i"r=,....

Indicador de velocidad de las ruedas Controlador del motor

3. OPCIONES FUTURAS. Las opciones futuras (verde) que se aiiadan a las tecnicas de control de crucero podrian incluir sensores laterales y traseros para captar los vehiculos situ ados en los angulos muertos. Una camara apuntada hacia adelante permitiria al coche mantenerse en su carril y desplegaria en el parabrisas una imagen de visi6n nocturna para ayudar al conductor a localizar objetos velados por la oscuridad.

Control de crucero adaptativo

lSABIA USTED QUE ... ? ~ RADAR 0 L1DAR: Los controles de crucero con radar, que

suelen ser opcionales, cuestan entre 900 y 1700 euros. Por ello

, 80 kmh)

algunos fabricantes han venido empleando el sistema "Iidar" EI coche reduce velocidad al acercarse a otro mas lento

(detecci6n y localizaci6n por laser), que rebaja el coste a la mitad, por 10 menos. Pero el haz laser no se refleja bien en los coches sucios; niebla, lIuvia y nieve 10 dispersan. Como con­ secuencia, algunas empresas se estan pasando dellidar al radar y, al propio tiempo, conffan en que el volumen de pro­ ducci6n y unos procesadores de seiiales digitales mas rapidos abaraten los costos.

EI coche se atiene a un intervalo de tiempo fijo

>

BARRIDO AVANTE: Los actuales radares de control de crucero

lIevan una antena fija 0 una antena de exploraci6n mecanica, cuyo giro favorece las mediciones angulares. A los fabricantes les agradaria sustituir ambas variedades por el radar de explo­ raci6n electr6nica, que hace usa de una bateria de antenas fijas y algoritmos 16gicos para el barrido de haz, proporcionan­ do un campo visual mas ancho. Este equipo realizaria tambien detecciones de largo y corto alcance, eliminando la necesidad de dos sistemas independientes. Hayen el mercado algunas EI coche se acelera al alejarse el obstaculo

INVESTIGACION

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unidades primerizas, perc son muy caras.

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LIBROS

comienzos de 1852, con la salud resen­ tida, decidio volver a Inglaterra. En la TIl<' .,t:> ~ELECTION travesia perdio, por culpa de un incendio, & 1l,;VOND R.ICH.N ESS of preciosas muestras tropicales. A finales The [ssential

de ese mismo ano se asento en Londres, donde escribio Palm Trees of the Amazon and Their Uses, publicada en octubre de JAY

1853, Y A Narrative of Travels on the GOULD

Amazon and Rio Negro, publicada en IM.J~I':-' n.VI N R('~r diciembre de 1853. El segundo viaje, ahora hacia el Archi­ pielago Malayo (Malasia e Indonesia), 10 emprende en 1854. Paso unos ocho arios NATURAL SELECTION THE RICHNESS OF LIFE. THE en esa region, realiz6 decenas de campa­ AND BEYOND. THE ESSENTIAL STEPHEN JAY rias y visiro todas las islas importantes del INTELLECTUAL LEGACY OF GOULD. archipielago al menos una vez. Borneo ALFRED RUSSEL WALLACE. Edici6n preparada por fue la primera isla del archipielago que Dirigido por Charles H. Steven Rose. W.W. Norton; exploro; se asento al principio en Sarawak Smith y George Beccaloni. Nueva York, 2008. Oxford University Press; (la actual "Kuching"), donde obtuvo sus Oxford, 2008. principales cazas de insectos, de los que envio mas de 25.000 especimenes a Lon­ dres. La cosecha de mamiferos de Sarawak fue, en cambio, modesta; recordaba haber recogido 35 especies de mamiferos, entre ellas dos especies de orangutan, quince De ayer y de hoy de otros cuadnlmanos y varios Roden­ tia e Insectfvoros. En febrero de 1855, ar gloria que Darwin merecio Alfred antes de alcanzar la madurez. Terminados escribi6 en Sarawak 10 que habfa de ser Russel Wallace, codescubridor de la sus estudios primarios en 1837, abando­ uno de los escriros mas imponantes sobre teo ria de la evolucion por seleccion natu­ no las aulas y entro de aprendiz con un evolucion, anterior al descubrimiento de ral. Le reconocieron identica gloria quie­ ropografo, junto con su hermano ma­ la selecci6n natural: "Sobre la ley que nes instaron a Darwin a no dejarse robar yor William. En ese oficio trabajo seis ha regulado la introduccion de nuevas la primogenitura (Natural Selection and anos y medio, hasta que, en 1844, fue especies", que aparecio en el numero de Beyond. The Intellectual Legacy of Alfred contratado para dar clases en la escuela septiembre de 1855 de The Annals and Russet Wallace). "iPor que grandes cabe­ Magazine of Natural History. Declara el parraquial de Leicester. Cae en sus ma­ nos el libra de Roben Chambers Vesti­ zas fracasaron, mientras Darwin y yo di­ postulado en cuesri6n que toda especie mos con la solucion del problema? En ges of the Natural History of Creation, que emerge 10 hace coincidiendo en tiem­ primer lugar (y sobre todo, creo yo) por­ publicado anonimamente en 1844, y A po y espacio con otra especie preexisten­ que en nuestra juventud, ambos fuimos lIoyage Up the River Amazon, de William te y estrechamente emparentada con ella. enrusiastas cazadores de escarabajos", es­ Henry Edwards. Y, sobre todo, conoce La "ley de Sarawak" produjo honda im­ cribio en 1908. Discreparon en no pocos a Henry Walter Bates. Pese a ser este mas presion en Charles Lyell. Cuando Darwin asuntos. Wallace no acepto nunca la ana­ joven, y ambos autodidactas, su influen­ Ie explic6 su teo ria de la seleccion natu­ logfa entre seleccion natural y seleccion cia habria de resultar determinante en los ral en 1856, Ie urgio a que la publicara, artificial; se mostro siempre reticente a la planes de Wallace. Hacia comienzos de si no queria que alguien se Ie adelanta­ extension del modelo de mecanismo de 1848 Ie sugiere a Bates emprender una ra. Darwin acept6 el consejo y en mayo evolucion ala seleccion sexual. expedicion de campo a Brasil, costeada de 1856 comenz6 a escribir un resumen de Teorico poderoso y eminence natura­ con los espedmenes recogidos de insectos, sus ideas con destino ala imprenta. Pero lista de campo, adem as de amenD relator aves y otros animales y vendidos en co­ abandono el proyecto. No por mucho de viajes, apono a la consolidacion de la lecciones privadas 0 publicas de Europa. tiempo. En noviembre de 1859 saldria doctrina una vision novedosa de la distri­ A Wallace Ie movia, por encima de todo, Et origen de las especies. bucion de la vida animal, el cromatismo dar con pruebas de la evolucion e intentar En enew de 1858 Wallace arriba a la isla de Ternate. Las excursiones refinaron y la especiacion geografica. Enrendfa el descubrir el mecanismo subyacente. mundo como un todo. En su ultimo Cuando se embarcan en Liverpool, sus ideas transformistas, culminando en libro, The World of Life, de 1911, ilus­ rumbo a Para (Belem), en abril de 1848, el famoso "ensayo de Ternate", donde traba el curso de la evolucion como un Wallace tiene veinticinco anos y Bates propuso su teoria sobre la evolucion por veincitres. En un comienzo trabajaron seleccion natural. Se 10 envi6 en for­ despliegue de un plan divino. Habia nacido en Kensington Cottage juntos, pero no tardaron en separar­ ma de cana a Darwin, que la recibio a el 8 de enero de 1823, en el seno de una se para cubrir zonas complementarias. mediados de junio de 1858. Segun la familia de clase media. Fue el octavo de Wallace se centro en el Amazonas medio. version admitida, Lyell y Joseph Hooker, nueve hijos, tres de los cuales murieron Cartografio la cuenca de Rio Negro. A amigos de Darwin, decidieron presentar NA-nIH.-IL

urI.

STEPHEN

Evolucionistas

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INVESTIGACION

CIENCIA.

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el escrito de Wallace junto con textos ineditos de Darwin sobre el particular en la inmediata sesion de la Sociedad Linneana del primero de julio de 1858. Ambos documentos se publicaron el 20 de agosto del mismo ano en una pieza conjunta titulada "Sobre la tendencia de las especies a formar variedades; y sobre la perpetLIacion de las variedades y de las especies por el metodo natural de seleccion". La aportacion de Darwin pre­ cedia al texto de Wallace, resaltando asi la primacia de aquel. Wallace recordaria mas tarde que el articulo aparecio sin su conocimiento y sin que pudiera corregir las galeradas, contradiciendo asi las pa­ labras introductorias de Lyell y Hooker que anrmaban que ambos auto res habian dejado los textos en sus manos. De su labor de campo en el archipie­ lago dan cuenta los propios numeros: cazo unos 110.000 insectos, 7500 mo­ luscos, 8050 aves y 410 especimenes de mamiferos y reptiles. Un millar largo de especies resultaron nuevas para la ciencia. Casado en 1866, busco el sustento en la sucesion de trabajos que iria publi­ cando: The Malay Archipielago (1869), On Miracles and Modern Spiritualism (1875), The Geographical Distribution of Animals (1876), Island Life (1880), Land Nationalisation (1882), Bad Times (1885), Darwinism (1889), Natural Se­ lection and Tropical Nature; Essays on Des­ criptive and Theoretical Biology (1891), The Wonderful Century (1898), Man's Place in the Universe (1903), My Life (1905), Is Mars Habitable? (1907), The World ofLife (1910), Social Environment and Moral Progress (1913), The Revolt of Democracy (1913). Para descifrar el mecanismo de la evolucion, Wallace se mostraba tenaz en reunir un amplio repertorio de espe­ cies de un mismo grupo, pertenecientes, ademas, a lugares muy dispares. Su ex­ periencia naturalisra en tres continentes Ie convencio de la variacion entre espe­ cies y de la variabilidad intraespecinca. Se afanaba por identincar el prototipo genuino de una especie y 10 que no iba mas aHa de variedad. Su concep­ cion evolutiva del mundo organico se evidencia con nitidez en un escrito de 1856, "Por una disposicion natural de las aves", donde propone la ordenacion de grupos de Paseriniformes (Scansores y Fissiorostres) basada en la afinidad en puntos esenciales de estructura y econo­ mia. En vcz de admitir divisiones £ljas INVESTIGACION Y CIENCIA,

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entre grupos, Wallace tomo como ar­ ticulo de fe zoologica" que el Sistema Natural se encuentra armoniosamente intercone~-.Eado .mediante relaciones gra­ duales de ~odincacion, de las cuales solo podemos observar los fragmentos ahora existentes. Se mostraba inclinado hacia una interpretacion evolutiva del Sistema Natural. En 1858 descubre, como una alucinacion en medio de un episodio de nebre malarica, el mecanisme de la trans­ mutacion, esquematizado en el ensayo "Sobre la tendencia de las variedades a alejarse indennidamente del tipo origi­ nal". Subraya la lucha por la existencia y la seJeccion individual, asi como la sustitucion de las especies progenitoras por las modincadas. La teoria evolutiva de Wallace expuesta en 1858 describe la seleccion sobre variedades 0 razas. Por contra, en la teoria de Darwin, la selec­ cion opera sobre individuos. La evolucion celebra este ano de 2009 otra efemeride, el trigesimo aniversario de un articulo cuya aparicion signinco un cambio de giro en la teoria neodarwinista hasta entonces dominante. Nos referi­ mos al ensayo publicado por Stephen Jay Gould y Richard Lewontin con el titulo "The Spandrels of San Marco and the Panglossian Paradigm: A Critique of Adaptationist Program" (The Richness of Life. The Essential Stephen Jay Gould). Gould, nacido en 1941, murio de meso­ telioma en 2002, una forma rara de can­ cer asociado a la exposicion al amianto. Ningun paleontologo, ningun teo rico de la evolucion ha mostrado tanta libertad de mente y encacia creadora como esc neoyorquino que no dudaba en recurrir a la historia y al arte para explicar con­ ceptos ciendncos. Escribio una veintena larga de libros, en su mayo ria gavillas de los 300 ensayos aparecidos en la revista Natural History. A su opus magnum, The Structure of Evolutionary Theory, Ie con­ sagro veinte anos de su vida. Habia estudiado la carrera de geologia en el Colegio Universitario Antioch de Ohio y recibio el doctorado en paleonto­ logia por la Universidad de Columbia en Nueva York en 1967. Desde 1982 hasta su muerte ocupo la catedra Alexander Agassiz de zoologia de la Universidad de Harvard, que compagino con la di­ reccion de la seccion de paleontologia de invertebrados del Museo de Zoologia Comparada. No recuso nunca la polemica. En 1975 E. O. Wilson dio a Ja imprenta su Socio­

biology, cuya resis central aplicada a los humanos sostenia que las desigualdades en salud, estatLIto y poder entre generos, clases sociales y razas, constituian pro­ piedades que se habian ido adquiriendo en el curso de la evolucion, resultado de procesos de seleccion darwinisra y por tanto muy alejadas de las posibilidades de modificacion 0 remedio. Ante semejante proclama, el grupo de Cambridge auto­ denominado "Ciencia para el pueblo", del que formaba parte Gould, publico en 1977 una rotunda respuesta colectiva con el titLIlo Biology as a Social Weapon. Aun­ que la fase activista de Gould fue bastante breve, sus criticas contra el pensamiento racisra y determinisra conformaron buena parte de sus escritos posteriores, desde The Mismeasure ofMan (1981) hasta los debates durante los anos noventa con el wologo Richard Dawkins y el nlosofo Daniel Dennett, tras la reconversion de la sociobiologfa en psicologia evolutiva. Gould se enfrento a Richard Dawkins, abogado de una seleccion natural cen­ trada de forma exclusiva en los genes y donde la evolucion se convierte en mero cambio de frecuencias genicas en la poblacion; los fenotipos desaparecen. Gould sostenfa, por el contrario, que la seleccion operaba en varios niveles, sobre genes y genomas, fenotipos, poblaciones y especies. Se dedico muy pronto a los trabajos de campo. Su tesis verso sobre la evolu­ cion de los gasteropodos de las Bermudas. Fue en el caracol Poecilozonites donde detecto el fenomeno de la estasis mor­ fologica interrumpida por periodos de intenso cambio evolutivo. Descubierta esa misma pauta en Phacops, trilobites fosil de Devonico, la llamo con su alum­ no Niles Eldredge proceso evolutivo de "equilibrios pumuados". Frente a muchos de sus amigos y partidarios que sostenfan que la especiacion podria darse por transi­ ciones abruptas, Darwin proclamaba que la naturaleza no daba sal tos y se aferraba al cambio gradual. Las conchas de los caracoles dibujan una helice y su super­ ncie externa posee bandas caracteristicas. ~Que es 10 que determina sus colores y su forma? ~Son efectos accidentales? ~Son adaptativos; es decir, cumplen alguna fun­ cion que incrementa el exito reproductor del caracol que 10 porta y por tamo se hallan sujetos a presion selectiva? Los adaptacionistas a£lrman que las diferencias fenotipicas reflejan venta­ jas funcionales para el organismo. Sus

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oponentes, siguiendo la tesis de Motoo Kimura, consideran diferencias neutras, creadas por el azar, sin suponer mejo­ ra ni recorte de eficacia biologica. El enfrenramiento entre ambas posturas quedo recogido en el articulo escrito en 1979 con Richard Lewontin "The Spandrels of San Marco", mencionado. El texto se muestra sumamente criti­ co contra el pilar adaptacionista de la teo ria sintetica de la evolucion. Apo­ yandose en una merafora arquitecto­ nica, los aurores ponian de manifiesto que un cara.cter podia seguirse de orras propiedades sin necesidad de haber sido seleccionado por Sl mismo. El titulo alu­ de a la basilica de san Marcos de Venecia,

cuyos domos reposan sobre cuarro arcos, una arquitectura que impone la forma­ cion de cuatro pendienres 0 superficies de forma triangular, rellenas con mosaicos artisticos por el decorador, pero sin haber enrrado en los pianos del arquitecto. La exigencia arquitect6nica concierne a los arcos que pottan las cargas. De mane­ ra pareja, muchos rasgos observables de los seres vivos son de relleno. A mayor abundamiento, Gould y Lewontin in­ troducen el adjetivo "panglossiano", en referencia al doctor Pangloss, personaje creado por Voltaire en Candide (para ri­ diculizar a Leibniz), quien no dejaba de repetir "Todo esta hecho por 10 mejor en el mejor de los mundos posibles".

THE CHILLING STARS. A COSMIC VIEW OF CLIMATE CHANGE,

por Henrik Svensmark y Nigel Calder.

Icon Books Ltd.; Cambridge, 2007.

Cambio climatico Una expLicacion cosmica

.Se

imaginan que la emision de CO 2 , y otros gases de efecto invernade­ ro no fuera el causante directo del calen­ tamienro global y que la campana de AI Gore sobre la responsabilidad de la ac­ tual civilizacion humana fuera una ac­ cion desmedida? Bueno, pues este libro ofrece argumentos cientificos alternati­ vos para explicar el aumento de la tem­ peratura media del planeta Tierra. La base del razonamiento reside en la accion de los rayos c6smicos, formados en las explosiones de supernovas gal;ic­ ticas, que penetran nuestra atmosfera y desempenan una funcion decisiva en la formacion de las nubes bajas en la Tierra, que son las que enfrian la superficie del planeta. La idea es que a mas rayos cosmicos mayor es la formacion de nubes, con 10 cual aumenta el albedo del planeta: aumenta la reflexion de la luz solar por las nubes y, por 10 tanto, llega menos ca­ lor solar a la superficie. En consecuencia, disminuye la temperatura en superficie. En este momento, aduce el autor, la for­ macion de nubes bajas es menor que a

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principios del siglo XX debido ala llegada de menos rayos cosmicos y, por tanto, la temperatura de la superficie de la Tierra es mayor. En todo ello, el Sol desempena una funcion principal ya que, por un lado, el viento solar regula la cantidad de rayos cosmicos que penerra en el escudo magnetico terrestre y, por orro, calienta la superficie terresrre. La descripcion de los trabajos cientl­ ficos de varios investigadores, observa­ ciones efectuadas, datos utilizados, mo­ delos te6ricos, experimentos realizados para comprobarlos y correlaciones entre diversos parametros resulta muy intere­ sante a 10 largo del libro. Sin recurrir a formulaciones matematicas, expone los argumentos y fa historia de su gestaci6n. No sin cierta precariedad, pese a todo, ya que el trabajo cientifico sobre el que se asientan los argumentos principales no sigue la actual "moda" entre cien­ tificos, y ahora politicos y sociedad en general, sobre la explicacion del cambio climatico. Por ello, la investigacion "con­ tracorriente" ha sido mas diffcil que en caso contrario.

La evolucion, deda Gould graficamen­ te, no es a la carta, sino que esra estruc­ turalmente condicionada; no todos los rasgos fenotfpicos son adaptativos, sino que pueden tratarse de exaptaciones 0 incluso accidentes contingences. En !he Structure ofEvolutionary !heory, publicada escasos meses antes de su muerte, repasa la historia de las ideas sobre la evolucion y contrapone a la docrrina darwinisra oficial los puntos necesitados de modificaci6n: la evoluci6n es jerarquica y opera no solo sobre los genes, sino tam bien sobre las especies; la seleccion natural no es el unico motor de la evoluci6n; las grandes perturbaciones repercuten en el destino de los grupos. Luis Alonso

En su haber, aparte de ofrecer una explicacion plausible al calentamiento global terrestre, la aportacion de interpre­ taciones interesances sobre calentamien­ tos y glaciaciones hist6ricas habidas en el planeta en los pasados mil millones de anos, es decir, a escala cosmica, cuando ni siquiera el hombre existia sobre el planeta. En esta historia, se ofrecen ar­ gumentos cientfficos que describen estos hechos relacionados con el deambular del Sol y su sistema planetario, y en conse­ cuencia de la Tierra, por la galaxia en sus mas de 20 vueltas alrededor de su centro. En tal anaJisis cientifico sobre datos y argumentos, la relacion entre diferenres disciplinas (asrronomia, climarologia, geologia, biologia, qUlmica, fisica e his­ to ria) permite tejer una visi6n general mas completa del cambio de temperatura terrestre a 10 largo del tiempo. En esa perspectiva, el debate sobre si es la explicaci6n cosmica 0 el factor hu­ mano el responsable del calentamiento global pasa a un segundo termino. Cier­ tamente ambos fenomenos conrribuyen a el y, en el caso actual, habria que ver cual de los dos es el mas importante; cuantificar estos argumentos es 10 mas di­ ficil y se impone continuar con todas las investigaciones que permitan comprender el fenomeno 10 antes posible. El libro cuenra con un prologo de Eugene Parker, el fisico solar que pro­ puso la existencia del vienro solar; el escepticismo con que se recibi6 su tesis solo se supero con el lanzamiento, anos mas tarde, de los primeros satelites es­ paciales. Teodoro Roca INVESTIGACION

CIENCIA,

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EN EL PROXIMO

La segunda ley, par J. Miguel Rub! Desafiando a la segunda ley de la termodinamica, la naturaleza muestra numerosos ejemplos de orden surgiendo del caos. Una nueva teorfa resuelve esta aparente paradoja.

(Se puede curar el sida? par Mario Stevenson Para eliminar del organismo el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) deberfa inducirsele a salir de sus reservorios y evitar que volviera a ocuparlos.

Identificacion de galaxias remotas, par Alberto Fernandez Soto Una galaxia lejanisima no es mas que un vago

punta de luz en las imagenes de una seccion de cielo.

LComo calcular a que distancia se encuentra realmente?

Cenizas volcanicas del Silurico, par Derek E. G. Briggs, Derek J. Siveter, David 1 Siveter y Mark D. Sutton Un conjunto de fosiles en excepcional estado de conservacion, aunque de diffcil extraccion, revela la biodiversidad de una comunidad marina de hace 425 millones de anos.