domingo, septiembre 14, 2014

¿Existen las razas?

Erase una vez un país donde dominaba una ideología horrible llamada Alturismo. Según esta doctrina, las personas altas eran superiores a las personas más bajas y sólo las personas altas podían gobernar y ocupar profesiones y cargos importantes en la sociedad. Todas las personas de menos de 1,80 eran discriminadas y sólo podían trabajar en la hostelería y sirviendo a las demás. Había sospechas no confirmadas de que las personas muy bajas (menos de 1,50) habían sido incluso asesinadas. La idea la tuvo por primera vez un militar y se fue extendiendo en el ejército hasta que un día dieron un golpe de estado y se hicieron con el poder. Los no-alturistas se habían rebelado contra este horror pero habían sido derrotados y sus líderes deportados a campos de concentración. Sin embargo, con ayuda de países exteriores que no estaban de acuerdo con este régimen de Alturaheid, los anti-alturistas se fueron organizando de nuevo y un día consiguieron vencer y echar a los alturistas. Lo gracioso es lo que pasó después. Para que nadie pudiera utilizar la altura para discriminar a las personas se prohibió hablar de la altura y se decretó por ley que todas las personas eran igual de altas.

He comenzado con este cuento mi comentario del libro A Troublesome Inheritance, de Nicholas Wade, porque me parece que muchos críticos de este autor se comportan en el tema de la raza como los anti-alturistas en el tema de la altura. Han decretado que no hay diferencias genéticas entre poblaciones y, además, está prohibido hablar de ello. Opino, por contra, que estas diferencias pueden ser estudiadas por la ciencia. Y quiero señalar que las diferencias “genéticas”, como el propio Wade reconoce, se refieren a diferencias en la frecuencia de los alelos entre las poblaciones. Salvo casos muy concretos, no es que las razas tengan genes diferentes, sino que la frecuencia de los alelos es diferente. 

El libro de Wade me ha parecido regular tirando a malo. El propio Wade separa los capítulos en “más científicos” (los que tratan de la genética de las razas, por ejemplo) y más especulativos (del 6 al 10) en los que él mismo reconoce que se aleja de la ciencia. En la parte especulativa, su tesis es que las sociedades no son iguales por diferencias evolucionistas en la conducta social, es decir, que las diferencias entre poblaciones a nivel político, económico o científico no se deben solo a la cultura, sino que pueden tener un componente genético. Según Wade, determinadas conductas, como el grado de confianza en los demás o el conformismo, pueden tener base genética, y eso puede dar lugar a sociedades sensiblemente diferentes. No creo que lo pruebe, ni mucho menos, (el propio Wade reconoce que los datos que aporta apoyan pero no prueban su punto de vista) pero la tesis es válida desde el punto de vista científico y no puede descartarse a priori. Es un tema que se puede ( o se podrá en su idea si ahora nos faltan herramientas) estudiar científicamente. 

Hay muchos autores que han hablado de que el hombre ha sufrido un proceso de autodomesticación en los últimos 50.000 años (Richard WranghamBruce Hood...) y datos de que la testosterona bajó en la especie humana en el momento en que aparece la cultura. También hay un estudio reciente que encuentra que desde el Neolítico la evolución humana se ha acelerado 100 veces. Diferencias culturales que se mantienen mucho tiempo dan lugar a diferencias genéticas como demuestran la tolerancia a la lactosa o la adaptación a la altura de los nepalíes. Esos cambios pueden ocurrir también en la conducta y no se pueden descartar a priori. Sin embargo,  en los casos tratados por Wade, como el auge de Occidente y otros temas históricos, creo que la influencia cultural es enorme y dudo de que necesite apoyo de influencias genéticas. Las diferencias entre las dos Coreas son un buen ejemplo del poder de la cultura. Tampoco creo que, habiendo sido la ciencia árabe la más importante del siglo VIII al XIV dejara de golpe de serlo por cambios genéticos o que el auge de Europa a partir de esa fecha se debiera a variaciones en el genoma.

En  cuanto a los capítulos sobre genética de la raza creo que  son los expertos en Genética los que nos pueden decir si los AIMs (Ancestry informative markers) permiten o no determinar el origen (a nivel de continente o el que sea) de una persona estudiando su genoma o no. Es un tema también que puede ser aclarado en la arena científica.


Resumiendo, creo que no era para haber montado tanto revuelo. A mí no me ha parecido un libro racista porque no habla en ningún momento de superioridad de nadie sobre nadie, sólo de diferencias. ¿que esto puede ser utilizado por los racistas para sus propósitos? Pues sí, por supuesto, pero también se pueden utilizar aviones comerciales para destruir edificios, como en el 11-S. Pero no vamos dejar por ello de hacer aviones,  ni tampoco de hacer ciencia.

@pitiklinov

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jueves, septiembre 11, 2014

Evolución del libre albedrío


La volición… es una emoción indicativa de cambios físicos, no una causa de tales cambios…El alma es al cuerpo como la campana del reloj a los mecanismos internos, y la conciencia responde al sonido de la campana cuando la golpean…Somos autómatas conscientes.
-T. H. Huxley, Methods and results (1910)

En su libro The Illusion of Conscious will, Daniel Wegner mantiene que nuestra idea de que causamos nuestras acciones con nuestra voluntad es una ilusión, un epifenómeno. A pesar de ello, todos tenemos la sensación, la fuerte experiencia subjetiva, de que elegimos y causamos nuestros actos. Entonces, la pregunta desde el punto de vista evolucionista es ¿por qué tenemos ese sentimiento, esa sensación? ¿qué función adaptativa cumple la experiencia del libre albedrío? La gente siente el libre albedrío y la ciencia necesita explicar la razón. La respuesta de Wegner es francamente original y por eso la comento aquí, es muy diferente a todo lo que se lee por ahí sobre determinismo y libre albedrío y puede atraer a las personas interesadas por este tema. Te animo a seguir sólo si te interesa el libre albedrío porque es un poco complejo y abstracto.

La idea básica es que el libre albedrío es una emoción de autoría. La experiencia de la voluntad consciente es una especie de brújula. La brújula no mueve el barco, como las experiencias conscientes no causan las acciones humanas, pero esta experiencia subjetiva alerta a la mente consciente cuando ocurren acciones que probablemente son resultado de nuestra propia agencia. Esto influencia nuestro sentido de lo que conseguimos y la aceptación de nuestra responsabilidad. Según Wegner, la voluntad consciente tiene muchas de las cualidades de las emociones y es una señal que reverbera a través del cuerpo y la mente para indicar que hemos causado una acción.

Tal vez, dice Wegner, tenemos voluntad consciente porque ayuda a apreciar y recordar lo que estamos haciendo. La experiencia de la voluntad marca nuestras acciones para nosotros. Nos ayuda a conocer la diferencia entre una luz que nosotros hemos encendido y una luz que se ha encendido sin nuestra influencia. Para marcar los sucesos como acciones personales nuestras, la voluntad consciente deber ser una experiencia muy similar a una emoción. Es un sentimiento de acción. Al contrario que un frío pensamiento o un cálculo racional de la mente, simplemente, la voluntad ocurre tanto en cuerpo como en mente. Esta cualidad de encorporamiento da a la voluntad un peso que no tienen los pensamientos en general. De la misma manera que la risa nos recuerda que nuestro cuerpo lo está pasando bien o el temblor nos alerta de que nuestros cuerpos tienen miedo, la experiencia de la voluntad nos recuerda que estamos haciendo algo. En lugar de simplemente decir: “este acto es mío”, la voluntad consciente marca ese acto más profundamente, asociando el acto con el yo por medio de un sentimiento, y así convierte al acto en propio de una manera personal y recordable. La voluntad es una emoción de autoría.

Wegner acepta que la voluntad no es una emoción como las otras, dice que la podríamos clasificar entre los sentimientos cognitivos descritos por Gerald Clore. Clore habla de que hay una serie de experiencias como el sentimiento de conocer, el sentimiento de familiaridad, o incluso el sentimiento de confusión, que sirven como indicadores de procesos o estados mentales y que nos informan del estado de nuestro sistema mental. La experiencia de la voluntad es algo más que una percepción de algo exterior a uno mismo, es una experiencia de nuestra propia mente y cuerpo en acción. Damasio ha descrito la función general de las emociones como “marcadores somáticos”, que nos recuerdan los intereses del cuerpo en lo que hacemos y experimentamos. La voluntad consciente es el marcador somático de la autoría personal, una emoción que autentifica al yo como dueño de las acciones. Las sentimos como nuestras porque nos hemos sentido a nosotros mismo haciéndolas. Todo esto nos ayuda a diferenciar entre las cosas que nosotros estamos haciendo y todo lo que está ocurriendo a nuestro alrededor (conviene recordar que diferenciar entre yo y no-yo es uno de los problemas clave de la biología y de los organismos vivos). En la melé de acciones que ocurren en la vida diaria y en las interacciones sociales del yo con los demás esta firma corporal es una herramienta muy útil. Resonamos con lo que hacemos mientras que simplemente notamos lo que ocurre o hacen otros. Así rastreamos nuestra contribución sin lápices ni hojas de cálculo. Todo ello nos permite desarrollar un sentido de quienes somos y de quienes no somos.

Wegner , para explicarlo mejor, nos pide que nos imaginemos que estamos haciendo un puzzle  de estrellas masculinas del rock con miles de piezas de Dylan, Hendrix, Bowie, Prince, Beck y Springsteen, con la conveniente ayuda de que cada vez que tocamos una pieza correspondiente al Boss escuchamos Born To Run. Acabaríamos rápidamente la parte de Springsteen del puzzle mientras las otras partes todavía estarían sin terminar. La conciencia nos ayudaría a construir al yo agente en el puzzle de la vida. 

No sería muy satisfactorio, ni útil, ir por la vida causando cosas -ganando eventos deportivos, realizando descubrimientos científicos, ayudando a la gente, creando armonía social…- si no tuviéramos un reconocimiento personal de esos logros. Si todos esos actos se fueran a un pool con todos los actos alguna vez realizados por cualquiera, no podríamos conocer nuestras capacidades ni quiénes somos. No distinguiríamos al yo del resto de fuerzas causales que actúan en el mundo. 

La percepción de control se ha demostrado en muchos estudios que es esencial para la salud psicológica. La gente que cree que es la causa de los sucesos tiende a ser más activa en controlar esos sucesos. La sensación de control es un sentimiento global de competencia y confianza. También se sabe que esta tendencia a atribuir control al yo es una característica de personalidad y alguna gente tiene más que otra. Cuando se percibe poco control ocurre igual que con el pesimismo, que conduce a una subestimación de lo que uno puede hacer. Pero en los experimentos realizados se aprecia claramente que una cosa es la percepción de control y otra realmente tener el control, y las consecuencias de esta variación no son triviales. Evolucionistamente, compensaría errar en el sentido de percibir tener más control que menos. Pasa un poco como ocurre con las ilusiones positivas y su influencia en la salud mental, tema estudiado por Shelley Taylor. Es mejor que creas que tienes el control aunque no lo tengas. Ocurre lo mismo con el Sesgo optimista de la mente humana, los pesimistas no dejan copias de sus genes.

También, cuando no tengamos esa sensación de control, la falta de ese sentimiento nos alerta de las cosas que no podemos controlar, cosas que seguramente están más allá de nuestra propia mente, es decir, nos indica que estamos tratando con la realidad y no con nuestra imaginación. Percepciones que no lleven unidas el sentimiento de voluntad son indicaciones de realidad más que de elaboraciones de nuestra mente. En definitiva, igual que el optimismo, la voluntad consciente sería muy útil para nuestro bienestar psicológico.

Bueno, espero haber conseguido transmitir la idea, aunque es bastante complejo el asunto. No pretendo convenceros de que lo que dice Wegner es cierto, ni mucho menos. Yo, por ejemplo, no veo del todo claro el parecido con las emociones, que tienen una expresión facial característica (bueno, a veces se representa la voluntad con un gesto de determinación y el ceño fruncido) y un componente físico, cognitivo y fisiológico que no acabo de ver en la voluntad consciente. Pero sí creo que es una  perspectiva muy original que merece ser conocida.

@pitiklinov

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domingo, septiembre 07, 2014

Evolución y especies humanas

Aunque en apariencia parece que nuestro conocimiento sobre la evolución de las especies biológicas es alto, la realidad es que aún tenemos numerosas dudas sobre lo más básico. Los conceptos que tenemos sobre la realidad biológica que significa la evolución, la forma de realizarse y como poder estudiarla con un adecuado fundamento, dista mucho de ser plenamente satisfactorio. La complejidad de los procesos evolutivos es un tema ya tratado en este blog (¿Qué entendemos por evolución?) del que nos interesa recordar las dos formas generales de producción evolutiva. En general, y asumiendo que la existencia de una no excluye la presencia de la otra debido a la evolución en mosaico, se pueden ofrecer dos formas de cambio morfológico.

- La primera está representada por la teoría sintética, que se distingue por formas de evolución de forma lenta, estando siempre dirigida durante su desarrollo por la acción de la selección natural, es decir, con una consecuente mejora de la adaptabilidad al medio que hace que perdure y mantenga genéticamente.
- La segunda estaría basada en los conceptos que la Biología ha desarrollado en estos últimos años, y que engloba al modelo paleontológico de los equilibrios puntuados (Gould y Lewontin, 1984), donde se explica la producción evolutiva con otros parámetros, entre los que destaca la realización de algunos cambios anatómicos relativamente rápidos, y su posterior sometimiento a los controles de la selección natural. Constituye un modelo epigenético basado en los fundamentos de la Genética y Biología del Desarrollo.

Naturalmente, ambas formas de cambio, dentro del mosaico evolutivo característico de nuestro linaje, pueden darse a la vez, alternativamente y en áreas corporales diferentes. Incluso tales formas están incluidas en los dos modelos evolutivos, pero la importancia evolutiva cambia radicalmente en cada uno de ellos. En el primero es la selección natural la que dirige los cambios morfológicos, admitiendo de forma más ocasional que frecuente los procesos de exaptación. Mientras que el segundo da más valor a los procesos heterocrónicos, embriológicos y epigenéticos dentro de una amplia utilización exaptativa. Estas características dificultan mucho su estudio, obligando a mantener los dos procesos de cambio como posibles, pero dentro del concepto de evolución mosaico.

Las especies del género Homo

En este complejo contexto surge una pregunta: ¿Qué son y cómo se formaron la diversidad de especies que componen el género Homo?

Lo primero que hay que aclarar es el propio concepto de especie, pues aunque parece ser un hecho biológico claramente admitido por todos, lo cierto es que estamos usando una idea útil pero equívoca. El concepto de especie en biología parece estar bien establecido, en realidad en un tanto abstracto, controvertido y a veces poco fiable. Pero, es muy útil, pues no existe otra forma de establecer un análisis racionalizado de la variedad biológica del presente y del pasado. La aceptación de la idea de especie como un hecho real, corresponde a un proceso clasificatorio existente en la estructura académica vigente, siendo usado para una mejor exposición doctrinal de la realidad viviente y fósil. Así, lo expresa Emiliano Aguirre en su discurso del acto de recepción a la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (Aguirre, 2000: 35):

Un taxón no es el ser viviente que pretendemos conocer – y que representa realmente nuestro fósil-: los taxones son entidades abstractas, producto de una operación racional, término de un lenguaje técnico.

Pero estas entidades abstractas hay que definirlas para que, conociendo sus características, nos puedan ser útiles en el trabajo biológico y paleontológico. Su definición más aceptada corresponde a un concepto biológico que especifica su contenido como la capacidad de reproducción o descendencia fértil entre elementos observables de similar anatomía (Ayala, 1980: 96). Tal definición es muy práctica en el mundo actual, donde la comprobación de similitud anatómica y el cruce biológico con descendencia fértil es posible. En el registro fósil es imposible poder conocer esta característica biológica, por lo que deben de establecerse criterios puramente morfológicos, considerando miembros de especies diferentes aquellos organismos de distintas épocas (aunque existe la posibilidad de convivencia temporal más o menos limitada) que difieran anatómicamente entre sí, al menos tanto como se diferencian los organismos actuales clasificados como especies distintas (Simpson, 1945: 16).

Versión de Chris Stringer del árbol de la familia del Género Homo
Queda claro que los criterios de definitorios de una especie del paleolítico son exclusivamente morfológicos, es decir, se llega a un consenso o se define a una nueva especie por las particularidades morfológicas que muestran sus fósiles dentro de unos márgenes de variedad limitados. La parquedad de los fósiles encontrados hace que se presenten paradojas teóricas a la hora de definir una nueva especie. Si se encuentra una mandíbula que no corresponde morfológicamente a ninguna de las especies que se conocen en ese periodo y lugar, automáticamente surge la idea de nueva especie. Enseguida sus descubridores, tras mostrarla en las revistas especializadas de mayor impacto, le dan un nombre e intentan situar a esta nueva especie en el árbol evolutivo que mejor les parece sobre la evolución humana. Aunque parezca demasiado simple es lo único que se puede hacer, y de la continua crítica y nuevos descubrimientos es de donde se irían perfilando sus características biológicas o su definitiva desaparición del mundo científico.

Al ser imposible comprobar la hibridación biológica de los grupos humanos en el Paleolítico, todo quedaría en el análisis de la diferenciación anatómica, la cual estaría marcada en función del azar de los descubrimientos en el tiempo y el espacio, del número de muestras a estudiar, del estado de las mismas, del registro paleoantropológico anterior y del propio criterio de sus descubridores, lo que implica una subjetividad científica importante, sólo admisible ante la notoria falta de datos más fiables. Por tanto, no podemos precisar, con la seguridad deseada, que algunas de las especies de nuestro género no sean en realidad manifestaciones diferentes de una misma identidad biológica (entidad de base real desconocida), con todo lo que ello podría significar.
El debate paleontológico

La teoría sintética de la evolución entiende a las especies no como entidades inmutables, sino como realidades dinámicas en continuo cambio en el tiempo y en el espacio, ofreciendo un paulatino y lento cambio morfológico. Esta forma de cambio evolutivo se produce junto a otras variaciones morfológicas realizadas con mayor rapidez en la formación de las especies, como explica el modelo de los equilibrios puntuados y las nuevas directrices sobre el cambio morfológico ya mencionadas. Sin embargo, existe una gran dificultad para poder concretar cuál de ellas actuaron en un determinado proceso evolutivo, o si el resultado evolutivo fue consecuencia de su acción simultánea o conjunta en diferentes áreas anatómicas de nuestro mosaico. Lo cierto es que, ya sea de una forma más rápida (dentro del tiempo geológico y evolutivo) o lenta, las especies se fueron trasformando y dieron lugar al registro paleontológico conocido.

Por otro lado, el desarrollo actual de la Paleogenética ha mostrado una realidad diferente a la que se tenía con anterioridad a su inicio. La información que podemos obtener de las nuevas técnicas sobre el ADN fósil, puede aclarar mucho la situación o complicarla aún más, pues es muy posible que rompa las simples ideas de evolución más o menos lineal y/o gradual de especie en especie (p. e. Homo habilis, Homo erectus, Homo sapiens como entidades biológicas independientes y continuas en el tiempo). Si bien el alcance temporal de esta ciencia es aún limitado, si ha demostrado que existen ciertos intercambios genéticos (hibridación y descendencia fértil) entre los Humanos Anatómicamente Modernos (HAM) y los Humanos Neandertales (HN), aunque no todas las poblaciones modernas tengan los genes de los neandertales; así como entre los Denisovanos y los neandertales. En estos casos la aplicación del concepto de especie queda en suspenso, pues las diferencias morfológicas entre los HAM y HN son lo suficiente como para definirlos como especies diferentes, pero genéticamente tienen descendencia fértil.

Con todo esto llegamos a la conclusión de que el concepto de especie que se utilizan en la actualidad en las entidades biológicas actuales puede no ser válido en su aplicación a los fósiles del Paleolítico. Es muy probable que el concepto de especie, tal y como lo usamos en la actualidad, haya que revisarlo cuando se trate de poblaciones humanas del Pleistoceno (paleolíticas), pues la variabilidad morfológica (p.e. Dmanisi) y los actuales datos de la Paleogenética impiden avanzar por el camino estricto del tradicional concepto de especie. En este sentido, muy recientemente el paleoneurobiólogo Emiliano Bruner ha realizado una crítica sobre el cado de Dmanisi en el blog del Museo de la Evolución Humana.

El concepto de especie es un ladrillo fundamental en la teoría evolutiva, pero si se intenta aplicar estrictamente a la variabilidad biológica puede dar mucha guerra y mucho que discutir.....
Quizás habría que preocuparse menos de los nombres de las especies (un tema importante pero que siempre se queda en el contexto de la especulación) e interesarse más por el significado biológico de todas las variaciones anatómicas, dedicando más tiempo al conjunto del registro fósil y evitando centrar demasiado la atención en individuos aislados. Quizás en general habría que replantearse algunos objetivos, abandonando aproximaciones evolutivas que ya empiezan a ser bastantes anacrónicas en un mundo donde el procesamiento de informaciones se hace cada día más complejo. En ciencia y en investigación, una buena pregunta vale mucho más de una insondable respuesta.

La necesaria interdisciplinariedad entre Paleontología y Arqueología

El avance de la ciencia siempre evoluciona a través de nueva síntesis teórica, lo que parece indicar la necesidad de un nuevo paradigma, que sea mas flexible a estos nuevos datos genéticos y paleontológicos. La complejidad que supone la evolución de los seres humanos, pues con ellos se añaden nuevos conceptos que no presentan las otras entidades biológicas, como es la cultura humana, capaz de modular en parte la acción de la selección natural. Esto se ve claramente en la expansión de los humanos, proceso que ninguna otra especie de primates ha podido realizar.


Ante esta complejidad evolutiva y la posibilidad (comprobada en algunos casos) de varias especies coetáneas, algunos autores ven la evolución humana como un arbusto ramificado, con gran dificultad para conocer cuál es el pariente más cercano y quién es el antepasado de quién (Angela et al. 1989: 187). En este arbusto, cada humano representado por sus restos fósiles son sólo unas ramitas laterales que se han significado, no sólo por sus cualidades, sino por la extinción de todos los demás. El concepto tradicional de especie se diluye y es posible que grupos humanos con una determinada anatomía (más o menos aislados geográficamente) en sus continuas emigraciones (por empeoramiento climático, desastres naturales, etc.) pudieron cruzarse biológicamente con otros humanos con los que mantenían diferencias morfológicas importantes, siendo sus descendientes fértiles o no. Esta situación nos plantea una serie de problemas que no siempre se tienen en cuenta:

- Inseguridad a la hora de definir y diferenciar grupos humanos como especies, sobre todo cuando son coetáneas, como es el caso de Dmanisi.
- La hibridación solo confiere como certeza la descendencia de la mezcla de dos grupos, es decir, la capacidad biológica de fecundación. Pero no condiciona que sus capacidades cognitivas sean iguales. Este problema se agudiza entre las poblaciones más recientes de nuestro linaje y que además convivieron cierto tiempo, me refiero a los HN y a los HAM.
- Dificultad para analizar las características psicobiológicas de cada grupo humano, pues dependiendo de la forma de evolución así se tendrán unas propiedades u otras. La evolución no produjo automáticamente la aparición de poblaciones humanas con los logros conductuales que la arqueología nos muestra, por lo que seguir justificándolos como logros directos de mutaciones o procesos evolutivos específicos, así como intentar ver logros culturales y simbólicos a través de la propia evolución morfológica, no creo que deba ser el camino que la Arqueología deba seguir en la actualidad. Opino que debe crear sus propios cauces y directrices sobre la evolución humana en los aspectos conductuales, pero con cierta independencia de los criterios morfológicos propios de la Paleontología. En este sentido, parece que la Arqueología cognitiva si puede tener mucho que decir.

Parece lógico que no tengamos todas las respuestas a nuestras preguntas, y que intentemos, con los precarios datos que tenemos, esclarecer lo mejor posible la complejidad de nuestro pasado. Pero, desde luego hay que ser ecuánimes, y si se sabe o se piensa una cosa, no parece lógico que luego hagamos investigaciones diciendo todo lo contrario. Todos los estudios paleontológicos y arqueológicos tienen en común que el fundamento de sus estudios es el resultado de los procesos evolutivos. Si bien no conocemos cómo se han producido muchos de los cambios que han dado lugar a las poblaciones en estudio, si estamos en posición de conocer qué mecanismos generales intervinieron en su mayoría. Así, las características resultantes (p. e. conducta humana) tendrían que estar en consonancia con las formas de cambio generales. Es decir, si la diferencia genética entre todos los primates es tan pequeña (p. e. aproximadamente el 98% de nuestro genoma es idéntico al genoma del chimpancé. Solo el 2% es el responsable de las diferencias anatómicas y cognitivas), no se puede continuar explicando cada una de las diferencias morfológicas y conductuales como el resultado de una evolución (mutación de los genes responsables) como un hecho independiente y regulado por los mecanismos de la selección natural o mejoría de la adaptación.

La única explicación (con rango de generalidad) que puede coordinarse con estos hechos es la utilización de los procesos ya conocidos de heterocronías, embriología y control de la expresión génica como mecanismos prioritarios en la evolución, aunque no exclusivos, lo que habría que analizar en cada caso en particular (difícil con los medios actuales). La selección natural actuaría sobre seres vivos en conjunto, eliminando los que no puedan sobrevivir, lo que en el caso de los seres humanos hay que tener en cuenta la progresiva protección que la cultura proporciona en la lucha por la supervivencia individual y colectiva.
Este sería un ejemplo de una conclusión de carácter interdisciplinario, pues no todo es adaptación, sino un conjunto de procesos que actuando de forma coordinada dan lugar a los seres vivos que, en aras de la racionalización de su estudio, agrupamos en especies con conceptos humanos que no siempre tienen su razón de ser en la naturaleza.

* Angela, A. y Angela, P. (1989): La straordinaria storia dell'uomo. Mondadori, Milano.
* Ayala, F. J. (1980): Origen y evolución del hombre.Alianza. Madrid.
* Simpson, G. G. (1945): The principles of classifications and a classification of mammals. Bulletin of the American Museun of Natural Histoty, 85: pp.i-xvi, 1-350.

jueves, agosto 28, 2014

El Misterio de la Multicelularidad y el Cáncer

Nicole King
Durante miles de millones de años, las criaturas multicelulares tuvieron el planeta para ellas solas. Pero unos 3.000 millones después de que aparecieran empezaron a agruparse y organizarse en estructuras tridimensionales. Empezaron a hacer una división del trabajo: unos tejidos se encargaban de moverse en el medio, otros de hacer la digestión…Tuvieron que desarrollar nuevos medios de que las células se comunicaran entre sí, de compartir recursos y se necesitaba un programa maestro de desarrollo que dijera a cada célula lo que debía hacer y que coordinara todo. Las demandas técnicas de la vida multicelular son increíbles, pero eso no ha sido obstáculo para que la multicelularidad haya evolucionado de forma independiente hasta 20 veces en algas, plantas y hongos.

Para entender el origen de la multicelularidad Nicole King, una bióloga de la Universidad de California, Berkeley, se ha dedicado a estudiar los coanoflagelados que se supone que son los parientes más cercanos de los animales en el árbol de la vida. Son pequeños eucariotes unicelulares que en ocasiones forman colonias multicelulares. Y lo más sorprendente que Nicole King ha descubierto es que las bacterias juegan un papel en la aparición de la multicelularidad, y en el origen y evolución de los animales.

King no había conseguido que los coanoflagelados formaran rosetas multicelulares en el laboratorio. En su medio natural, una especie de coanoflagelado, Salpingoeca rosetta comienza a dividirse pero, a diferencia de lo que ocurre en una división celular normal, las células se dividen pero no se separan y quedan conectados por unos pequeños filamentos. Los embriones animales se desarrollan de la misma manera haciendo divisiones a partir del zigoto y estas colonias de Salpingoeca recordaban a pequeños embriones.
Figura 1

Pero King no conseguía reproducir el fenómeno en el laboratorio hasta que uno de sus estudiantes añadió un antibiótico a la mezcla. Inmediatamente aparecieron las rosetas. La explicación es que al matar un tipo de bacteria con el antibiótico, favorecieron que otra que competía con ella floreciera y se comprobó que el detonante de la formación de colonias era un compuesto producido por una especie desconocida de bacteria, Algoriphagus, que es lo que come la Salpingoeca rosetta. S. rosetta interpreta este compuesto como que las condiciones son favorables para formar colonias. King supone que esto mismo ocurrió hace unos 600 millones de años cuando los ancestros de todos los animales comenzaron su viaje a la multicelularidad. Los progenitores de los animales probablemente pasaban también de la unicelularidad a la multicelularidad y luego ya la multicelularidad quedó fijada.

¿Por qué tardó tanto en aparecer la multicelularidad? Probablemente porque eran necesarios unos niveles elevados de oxígeno (Fig 1) que permitieran que animales más grandes tuvieran ventajas para conseguir presas mientras que presas más grandes podían evitar ser cazadas, iniciándose así una carrera de armas. Pero lo que ha sido un cambio conceptual es entender que los primeros animales aparecieron en un mundo dominado por las bacterias y rodeados de bacterias por todos lados. Se ha comprendido que la interacción bacteria-huésped es fundamental en el origen, evolución y funcionamiento de los animales y que no se pueden entender los animales sin ellas. King junto con un grupo de científicos han publicado un manifiesto condensando la importancia de las relaciones entre bacterias y animales. Para algunos, los animales son ecosistemas huésped-microbios.

Cuando se han estudiado los genes de los coanoflagelados se han encontrado docenas de proteinas que tienen también los animales multicelulares en los que sirven para unir a las células y guiar su desarrollo y diferenciación. ¿Qué hacen estas proteínas en organismos unicelulares? Se piensa que estas proteinas surgieron en unicelulares para monitorizar el ambiente y reconocer a otras células, como a las presas bacterianas que se comían.  Al adoptar el estilo de vida multicelular, estas proteinas se reconvirtieron para atender a las células hermanas, en vez de a las células del entorno.

Todas estas investigaciones son muy interesantes porque entre otras cosas podrían ayudarnos a entender el cáncer. Como comentábamos en la entrada anterior, el cáncer es tan antiguo como los organismos multicelulares, habiéndose encontrado tumores en la Hydra, un pequeño animal multicelular que vive en estanques, pantanos y lagos. Entendido evolucionistamente, el cáncer no es propiamente una enfermedad, sino la vuelta a la unicelularidad, es algo consustancial a la vida. Decía Jacques Monod que “el sueño de toda célula es ser dos células”. Eso es el cáncer, el fracaso del programa maestro que les dice a algunas células que no deben dividirse porque la división queda reservada para las células de la línea germinal. Pero el potencial de dividirse sigue estando dentro de cada célula y algunas desobedientes lo ponen en marcha. Para controlar a estas células que añoran la unicelularidad existe el Sistema Inmune y el mecanismo de apoptosis o de muerte celular. Las células policía del Sistema Inmune dan la orden a las células díscolas para que se suiciden, pero en el cáncer estos mecanismos de control de la unicelularidad acaban fallando. Y se ha visto que los tumores de Hydra son invasivos desde el principio. 

Tal vez nunca acabemos con el cáncer porque forma parte de la vida pero entender todos estos mecanismos de la multicelularidad podrán tal vez ayudarnos a controlarlo. Quizás -y ya que hablábamos del papel de las bacterias-  utilizando bacterias para combatirlo.


@pitiklinov

miércoles, agosto 27, 2014

El origen de los genes causantes de enfermedades

Figura 1
Varios miles de genes han sido relacionados con enfermedades heredables. En el OMIM ( Online Mendelian Inheritance in Man) se recogen actualmente más de 4000 regiones cromosómicas donde se han identificado mutaciones causantes de enfermedad (hablamos de enfermedades “mendelianas” o monogénicas, en enfermedades poligénicas de momento hay pocos genes identificados y la mayoría con un efecto pequeño). La mayoría de estos genes no son esenciales, el 60-75%, en el sentido de que se han noqueado en ratones y su inactivación no tiene consecuencias letales en el embrión. Debido a ello, uno podría pensar que estos genes causantes de enfermedades son recientes en el genoma humano. Pues nada de eso. Un estudio de Domazet-Loso y Diethard Tautz ha estudiado filogenéticamente un buen número de estos genes y los resultados son sorprendentes: los genes que causan enfermedades son verdaderamente ancestrales.

Domazet-Loso y Tautz han realizado un análisis poliestratigráfico en 19 filoestratos (Fig 2) de 1760 genes con evidencia clara de asociación a enfermedad y no esenciales pero han estudiado también 149 genes implicados en enfermedades poligénicas. Primero, vamos a ver la distribución del origen del conjunto de los genes humanos (Fig 1):
  • aproximadamente el 60% de los genes humanos se pueden rastrear hasta el origen de la vida y la emergencia de las células eucariotas ( 37% bacterianos, es decir, tienen homólogos en bacterias y arqueas y el 28% eucarióticos, es decir de origen en organismos unicelulares eucariotas). Estos genes representan funciones celulares básicas como procesos metabólicos y regulación de la transcripción.
  • Un 16% es de origen animal, un 13% de origen vertebrado y un  6% de origen primate. Hay un pico de emergencia de genes cuando surgen los organismos multicelulares, justo antes de la explosión cámbrica. Hay otro pequeño pico cuando aparecen los peces óseos y los tetrápodos que se asocian a genes del sistema inmunitario. Y luego hay un pequeño pico en la emergencia de los primates. Sólo un 13% aproximadamente de los genes humanos aparecen en la línea de los mamíferos
Figura 2

Sin embargo, la evolución de los genes causantes de enfermedades no sigue un patrón superponible al de los genes humanos en general. Hay muy pocos genes de enfermedad con origen en los mamíferos. La mayoría aparecen durante la evolución temprana de los metazoos y ya estaban presentes en los ancestros eucariotas. Y luego hay un segundo pico de genes causantes de enfermedad cuando aparece la multicelularidad (precisamente acaba de publicarse un estudio donde se encuentra que el cáncer es tan antiguo como la vida multicelular). Apenas existen genes de evolución reciente que causen enfermedades.

Estos resultados son verdaderamente chocantes y no hay por ahora una teoría que explique la emergencia de las enfermedades genéticas. Lo normal sería pensar que mutaciones que causan enfermedades afectan a la fitness y al éxito reproductivo y serían eliminadas con el tiempo. Tampoco habríamos esperado que los procesos biológicos que emergieron al principio de la evolución sean tan vulnerables a enfermedades; pero, por otro lado, son procesos biológicos básicos y tal vez no pueda hacerse esta limpieza. Esto implicaría que las enfermedades genéticas son un componente inevitable de la vida. Una posibilidad a investigar es si estos genes causan enfermedades también en animales filogenéticamente más antiguos que nosotros ( en otros mamíferos, por ejemplo) porque tal vez podría ser que sólo generen enfermedades en nuestra especie.

Las implicaciones biomédicas de estos hallazgos son interesantes. Dado que el 90% de los genes causantes de enfermedades son anteriores a la radiación de los animales bilaterales, parece justificado utilizar animales muy alejados evolucionistamente de los humanos para estudiar las enfermedades, tales como nematodos o insectos.  Hay menos de un 2% de genes causantes de enfermedad que no estén en los peces cebra, aunque es posible que esos genes no cumplan en nosotros la misma función que en ellos, así que podríamos utilizar animales más alejados de nosotros que los ubicuos ratones. También, para entender los procesos biológicos en los que estos genes evolucionaron sería aconsejable utilizar animales que representan ese nivel evolutivo ancestral.

@pitiklinov

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