El concepto de evolución, como origen de la
diversidad biológica, está en la actualidad muy bien difundido y aceptado en
los medios sociales y científicos. Sin embargo, tal aceptación se realiza a
pesar de la gran complejidad que su estudio acarrea, pues se trata de un
proceso biológico del que solo podemos tener conciencia a través de las
variaciones anatómicas que los fósiles nos vayan mostrando, es decir, que nos
obliga a depender del desarrollo de la Paleontología. Si a esta limitación le
añadimos la escasez de los fósiles, el azar de su descubrimiento, el precario
estado físico que muchas veces presentan y las grandes lagunas que caracterizan
al registro paleontológico, es fácil comprender la dificultad que entraña el
seguimiento de los cambios evolutivos realizados a lo largo de grandes periodos
de tiempo (millones de años). El desarrollo histórico de la teoría de la
evolución es olvidado por muchos autores que trabajan con ella de forma más o
menos directa, pero que sustentan sus afirmaciones en sus premisas, olvidando
lo precario o inexacto de algunas de sus características habitualmente
utilizadas.
Breve
desarrollo histórico de la teoría de la evolución
Charles Darwin (1809-1882) |
Las elocuentes ideas de Darwin estaban en
su origen limitadas por el precario desarrollo científico de su tiempo, pues
todas sus conclusiones debían de ser consecuencia de la información que en ese
momento tenía a su alcance. La escasez de conocimientos sobre genética, desarrollo
embrionario y biología en general, tenían que limitar forzosamente sus
deducciones sobre la forma de producción del cambio morfológico. Con estas
condiciones presentó a la selección natural como la principal
guía de los cambios anatómicos que se fueran produciendo, desarrollando su
axioma más característico o que más fama ha tenido: “La supervivencia del
mejor adaptado o menos malo”. No obstante, admite que existen otros
factores en la modificación de las especies (Darwin, 1988), los cuales pueden
dar lugar a cambios poco adaptativos. Estos conceptos antagónicos los
complementa mediante la idea de que los seres vivos se consideren como sistemas integrales, por
lo que una modificación adaptativa puede producir otra no adaptativa por sí
sola, pero compensada por la adaptabilidad global del ser vivo. Igualmente, un
órgano seleccionado para una función determinada, puede realizar otras
funciones para las que no fue seleccionado. Tal proceso, fundamental en la
evolución humana, es conocido con el nombre de exaptación.
Uno de los
principales problemas, que desde su mismo origen presentaba el darwinismo, fue
el escaso conocimiento que en el mundo científico de su época existía sobre la
producción del cambio anatómico y la trasmisión de los caracteres de los
individuos a sus descendientes. Hubo que esperar hasta principios del siglo XX
para poder comprender los mecanismos de alteración morfológica, gracias al
desarrollo de la Genética y a la aceptación de las leyes de Mendel como base
teórica de tal ciencia. Estas leyes fueron la consecuencia de un estudio sobre
el cruzamiento o hibridación de diversos vegetales (guisantes de variadas
características externas) y la correspondiente elaboración matemática de sus
resultados. Tuvieron que pasar 34 años para que la ciencia tuviera conocimiento
de sus descubrimientos y de la importancia que entrañaban. Su publicación paso inadvertida,
siendo necesario volver a descubrir sus conclusiones y comprobar lo acertado de
sus afirmaciones, hecho que se produjo cuando en 1900 tres botánicos volvieron
a darse cuenta de los hechos ya analizados y publicados por el monje austriaco,
desarrollando la teoría de la mutación, verdadero motor de la evolución por
parte de Hugo de Vries.
La unión
de la teoría de Darwin con los enunciados de Mendel, aunque ahora nos parece tremendamente
obvia, no fue un asunto fácil de realizar. El motivo no era otro que la
disparidad de criterio que existía entre los seguidores de la genética recién
descubierta y los partidarios del darwinismo tradicional. Superadas estas controversias
doctrinales, se obtuvo un consenso por parte de la mayoría del mundo académico,
con el consecuente auge de la teoría sintética o neodarwinismo en
la década de los cuarenta, manteniendo sus principios hegemónicamente hasta
nuestros días, a pesar de ciertas lagunas explicativas que han ido apareciendo
con el desarrollo científico de diversas disciplinas.
Teoría sintética
Sus
postulados son conocidos gracias a la importante divulgación realizada en la
actualidad, por lo que los resumiré brevemente:
- La especiación o génesis de las especies
es debida a los procesos que tienen lugar en las poblaciones de genes.
Fundamentalmente son las mutaciones (cambio heredable de las características de
uno o más genes), recombinaciones (mezcla de genes paternos y maternos en la
fecundación) y deriva genética (fluctuación al azar de la frecuencia de los
genes de una generación a otra), lo que acontece de una forma aleatoria.
-
Los pequeños cambios anatómicos deben representar una ventaja selectiva, que
permita una mejora en la adaptación al medio ambiente. Con ello, se facilita su
desarrollo y procreación, pudiendo transmitir a sus descendientes las
características anatómicas evolucionadas. La selección natural va guiando estos
pequeños cambios anatómicos, favoreciendo aquellos que mejor se adapten al
medio ambiente.
- Los
cambios se producen dentro de las poblaciones de genes que van a
configurar las especies. Al cambiar el medio ambiente se favorece
estadísticamente a los fenotipos (caracteres anatómicos visibles de un
organismo, que son la expresión de su programa genético) más idóneos para ese
nuevo medio, sin que se impida radicalmente que los menos favorecidos continúen
su procreación, aunque lo harán en menor cuantía. Así, tras varias
generaciones, serían los primeros los que predominasen en las formas de
manifestación genéticas de la especie, variando progresivamente sus formas
anatómicas.
- La transformación de unas especies en
otras tiene un carácter lento y gradual. Es la forma
de cambio anatómico más difundido y aceptado. No obstante, siempre han existido
opiniones que indican la posibilidad de cambios morfológicos más rápidos y de
mayor cuantía.
-
Incorpora el concepto biológico de especie que especifica su
contenido, como es la capacidad de reproducción o descendencia
fértil entre elementos observables de similar anatomía (Ayala,
1980). Las especies diferentes presentaran una incapacidad de hibridación
o de producir descendencia fértil.
-
El cambio de las características anatómicas de una especie no es uniforme en el
transcurso de la evolución. Así, pueden producirse diversos cambios en
determinados componentes anatómicos, mientras que los demás permanecerían
estables o los realizarían en diferente cuantía. La realización de tal proceso,
denominado evolución en mosaico (De Beer, 1964).
-
La evolución es básicamente adaptativa, aunque se acepta que tal
capacidad sea consecuencia de la adaptabilidad global del conjunto de sus
caracteres morfológicos. Así, pueden perpetuarse aspectos anatómicos neutros e
incluso negativos, si son suplidos por la capacidad adaptativa del conjunto.
-
Es preciso el aislamiento geográfico de parte de las poblaciones, para que
inicien caminos evolutivos diferentes e impedir un flujo genético que
compensaría tales variaciones.
-
La conducta
se iría transformando de forma
paralela a los pequeños y paulatinos cambios anatómicos que tengan lugar dentro de las
poblaciones. Naturalmente, las nuevas formas conductuales deberían ofrecer
ciertas ventajas selectivas que favorecieran la permanencia en el medio donde
se produzcan. Sería la manifestación visible de la interacción entre el cambio
morfológico originado y el medio ambiente donde se produce.
De
la Tesis a la Antítesis. Las objeciones teóricas
Dentro
de una visión general de esta teoría no hay que olvidar que todas sus
manifestaciones y conclusiones son consecuencia del nivel científico del
momento en el cual se desarrollaron, es decir del resultado del nivel teórico
de los años cuarenta. Durante los años que han transcurrido desde su creación
se han producido notables avances en varias disciplinas académicas, cuyos
contenidos teóricos presentan diversas opiniones que pueden obligar a ampliar, variar
o por lo menos meditar sobre algunos de los conceptos teóricos de la síntesis
evolutiva.
I.- Las objeciones paleontológicas. El
modelo de los equilibrios puntuados.
Desde siempre han existido diversos
problemas de relación entre la Paleontología
y la teoría sintética, en gran parte debido
a las características de formación y conservación del registro fósil, viéndose
incrementados desde el último tercio del siglo XX. Fundamentalmente se deben a
la aparición de nuevas especies fósiles en los yacimientos de una forma más o
menos rápida (en computo geológico), y no a través de procesos lentos y
graduales. El estudio del registro paleontológico ha dado pocos ejemplos sobre
las formas de evolución paulatinas, a pesar del gran número de especies
registradas en la actualidad. Este registro parece indicar que, tras una
relativa rapidez en la formación de nuevas especies e importantes cambios morfológicos,
se aprecian largos períodos de estabilidad evolutiva, en los cuales tienen
lugar pequeñas modificaciones anatómicas. Tal apreciación dio lugar a la
elaboración del modelo de los equilibrios puntuados en 1972, por
parte de los paleontólogos Niles Eldredge y Stephen J. Gould.
Stephen J. Gould |
-
Aparición
rápida de nuevas especies en los archivos paleontológicos, dentro de la
concepción temporal de la Geología, aunque los mecanismos de producción no
estén muy definidos.
-
Después de los cambios evolutivos se presentan largos períodos de estabilidad y
equilibrio, donde pueden aparecer pequeños cambios morfológicos
intraespecíficos mejor explicados por la teoría sintética, por lo que no puede
excluirse la actuación conjunta de las diversas formas de cambio morfológico.
-
La selección natural actúa sobre las especies ya desarrolladas, pero lo realiza
sobre su capacidad global de adaptación, maduración y procreación.
-
En muchos casos, para que la especiación tenga lugar, parece necesario que se
produzca cierto aislamiento de una parte de la población, dando lugar a la
llamada especiación alopátrida, elaborada en 1982 por el zoólogo
Ernst Mayr. Este aislamiento, junto con los fenómenos de diferenciación
genética relativamente rápida, daría lugar a una especie nueva que no podrá
cruzarse con la población de la que deriva, la cual permanecerá dentro de la
estabilidad evolutiva.
-
La conducta
se modificará con posterioridad a los importantes cambios anatómicos que se
producen dentro de los procesos rápidos de especiación, aprovechando las nuevas
capacidades anatómicas adquiridas, y como respuesta adaptativa a las
necesidades que se presenten.
II. El desarrollo teórico de la Biología.
La Biología
presenta en la actualidad un gran desarrollo interno, teniendo un
amplísimo bagaje científico donde podemos destacar a la Genética y a la Embriología. El progresivo avance sobre los
mecanismos de transmisión de los caracteres de cada especie y el control de la
embriogénesis, está produciendo nuevos datos que pueden abrir nuevas vías de
análisis en el complejo mecanismo evolutivo.
- Heterocronías. Desde 1910 se conocen cambios genéticos o mutaciones
que son capaces de alterar la organización y situación de diversas estructuras
anatómicas. Las primeras en conocerse fueron las que mostraban el desarrollo de
un determinado elemento anatómico en un lugar topográfico equivocado, dentro de
la embriogénesis de la mosca del vinagre (Drosophila
melanogaster). Se comprobó cómo
se desarrollaba una mandíbula en el lugar topográfico donde debía de haber una
anténula. A este tipo de alteraciones se las denominó mutaciones homeóticas, y los genes que debían de regular tal
proceso se les llamó homeóticos u Hox. Estos genes tienen
una importancia capital en el desarrollo correcto de todo ser vivo, pues, al
ser los responsables de la identidad
posicional, indican a las
células del embrión en que región anatómica se encuentran y que estructura
anatómica deben desarrollar. Por tanto, no producen en sí mismos nada, sino que
indican a los genes estructurales el lugar, la tasa y/o el tiempo
de actuación que deben de tener. Los estudios realizados sobre estos
cambios morfológicos, tradicionalmente se han centrado en los experimentos con
poblaciones de la mencionada Drosophila
melanogaster, pues este insecto es ideal para analizar estos fenómenos
biológicos, debido a lo fácil y rápido que se producen en ellas las mutaciones,
y sus consecuentes cambios anatómicos en las sucesivas generaciones. Así, al
final de la década de 1940 el biólogo Edward Lewis emprendió el análisis
genético de tales mutaciones, descubriendo los primeros genes reguladores del diseño corporal en la mosca del
vinagre. Estos genes organizaban el desarrollo del tórax, indicando la
ubicación de sus diferentes partes anatómicas a lo largo del eje
anteroposterior o longitudinal del embrión. Se les llamó genéricamente genes Bithorax (Casares
y Sánchez-Herrero, 1995). En esta misma línea de investigación, en los
años setenta, el equipo de Thomas C. Kaufman, descubrió un segundo grupo de
genes homeóticos de la mosca
que regulaban el correcto desarrollo posicional de la parte anterior del cuerpo
del embrión. El complejo recibió el nombre de Antennapedia (De
Robertis et al. 1990; McGinnis y Kuriosa, 1994).
Con posterioridad, se han ido descubriendo diversos genes que controlaban
el desarrollo ontogénico o embriológico de diversas partes corporales, pero lo
más curioso es que en todos ellos se vio una cadena de ADN con formas muy
similares entre diferentes especies de invertebrados, lo que permitía la posibilidad
de rastrear su presencia en otros seres vivos de mayor complejidad.
Efectivamente, en recientes experimentos realizados por el biólogo Frank H.
Ruddle, se han encontrado estas secuencias homeóticas en ratones. En 1986, el
biólogo molecular Edoardo Boncinelli obtuvo éxitos similares con genes humanos,
los cuales compartían un asombroso parecido con los complejos homeóticos de la mosca (De Robertis et al. 1990; McGinnis y Kuriosa, 1994). Estos genes homeóticos o reguladores producen
determinadas proteínas, que funcionan como controladores de la acción de otros
genes dentro del proceso de desarrollo embriológico de los seres vivos. Aunque
su conocimiento en la actualidad esté limitado a la regulación del esquema
corporal en las primeras fases del desarrollo ontogénico (Jacob, 1998), es lógico pensar que
los que conocemos, u otros aún no descubiertos, deben de tener funciones específicas en las siguientes fases
embriológicas, que afectaran a todos los órganos (Changeux, 1985; Flórez et
al. 1999). Habrá que
esperar su confirmación con el desarrollo científico de los próximos años, pues
el auge investigador en estas tareas de embriogénesis tiene un gran futuro. A
pesar de que aún son necesarios numerosos estudios sobre este campo, podemos
afirmar que el desarrollo embrionario
u ontogénico sería el resultado de la
acción, jerarquizada y organizada de los
genes reguladores, que indicarían a los
múltiples genes estructurales dónde, cuándo y cuánto pueden
comenzar a operar en el proceso
embriogénico.
El conocimiento de la acción de estos genes, les confiere un valor muy
importante como posible causa del cambio evolutivo. Su descubrimiento permite
comprender mejor el mecanismo de acción de los conceptos de heterocronías, como fuente de muchas de las variaciones morfológicas (García
Barreno, 2000), siendo utilizados teóricamente por el modelo evolutivo de los equilibrios
puntuados. Por tanto, puede decirse que, en gran medida, cuando vemos que
una especie ha evolucionado en otra, lo que observamos es que su
desarrollo ontogénico o embriológico ha cambiado (Sinha, 1996). Por tanto, hay
que considerar a la embriogénesis como un proceso dinámico por medio del cual se
produce la formación de los nuevos seres vivos, estando sometida a las leyes
biológicas que regulan su desarrollo. Estas leyes limitan los cambios
morfológicos a un estrecho margen de posibilidades de variación, pues toda
alteración en este período ontogénico de desarrollo podría afectar globalmente
a la fisiología del ser en formación. Si el cambio no consigue mantener un
mínimo de estabilidad fisiológica, se llega fácilmente a imposibilitar la
continuidad del desarrollo fetal, provocando el aborto.
- La Embriología
es una de sus disciplinas que desde un principio el neodarwinismo excluyó de
sus estudios a pesar de la importancia que tuvo en la génesis de las ideas
evolutivas. La propia teoría evolutiva expuesta por Darwin recibió una gran
influencia de los datos embriológicos que se tenían en la época, los cuales
parecían indicar que el desarrollo del embrión era comparable, hasta cierto
límite, a un despliegue rápido de las formas elementales de sus antepasados
evolutivos, produciendo un retrato dinámico de la historia filogenética de la
especie. Esta idea tuvo como expresión límite la ley de la biogenética o
recapitulación, creada en 1866 por el médico y naturalista Ernst Haeckel, que
puede resumirse en su famosa frase: “La
ontogenia recapitula la filogenia”. Sin embargo, existía una dificultad
teórica y práctica importante en la demostración de tal ley, por lo que, a
pesar de los poco ortodoxos intentos de su autor, no fue posible evitar que tal
corriente de estudio fuese desechada (Pennisi, 1997).
Para el
desarrollo de la teoría sintética sólo se tuvo en cuenta la variación que se
producía dentro de las poblaciones de genes de cada especie, olvidándose las
posibilidades que la embriología ofrecía como posible causa de ciertos cambios
anatómicos, a pesar que diversos autores insistían en la importancia que
representaba en los procesos evolutivos. En este sentido, tenemos la premisa
elaborada en 1922 por el biólogo Walter Garstang, el cual anticipa una visión
evolutiva que parece renacer en la actualidad: “La ontogénesis no recapitula la filogenia; la crea”. Siguiendo
estas ideas, el genetista Richard Goldschmidt indicaba que la aparición de
nuevas formas morfológicas podría ser el resultado de cambios genéticos que
afecten a la ontogenia inicial (embriogénesis), cambiando el desarrollo
posterior por otras vías diferentes. Estos cambios, sólo serían viables si se
tienen los suficientes mecanismos reguladores que pueden mantener la fisiología
fetal, dentro de los límites adecuados, hasta el nacimiento y después del mismo.
Una de las principales causas de esta
incomprensible separación teórica, radica en que desde principios del siglo XX
se intentó explicar el desarrollo embriológico de los seres vivos por métodos
experimentales, con el fin de extraer los mecanismos generales que aclarasen
las formas en que tienen lugar su producción. En estos estudios no se planteó
nunca la existencia de un control genético del propio proceso embriológico,
limitándose su explicación a intervenciones mecánicas o químicas, con lo que
ambas disciplinas, Genética y
Embriología, siguieron caminos diferentes. Sólo cuando se vio que ambos
procesos biológicos estaban íntimamente relacionados en sus mecanismos de
control, fue cuando se tomó en cuenta la
relación entre mutación y desarrollo embriológico con los fenómenos evolutivos, hecho que acercaba ciertas formas de
producción evolutiva con el modelo de los equilibrios puntuados
elaborado por Niles Eldredge y Stephen J. Gould. La unión de ambas disciplinas (Genética y Embriología) ha generado en la
actualidad un nuevo campo científico denominado como Biología del Desarrollo (Evo-Devo. Evolution-Development) (Sean, 2005), de la cual parte la
propia Genética del Desarrollo.
La Biología
del desarrollo puede explicarnos cómo, pequeñas variaciones genéticas
en los genes reguladores de un organismo determinado, pueden producir
cambios anatómicos importantes. El cambio tiene lugar no sólo en el órgano
regulado por estos genes, sino también en las estructuras corporales que, en su
desarrollo, tienen como base de inicio o configuración la anatomía
anteriormente alterada. Así, un cambio morfológico producido por una mutación
de un gen regulador, en un determinado momento de la ontogenia fetal, va a
repercutir en las siguientes fases de la embriogénesis, sin que sean preciso
nuevas alteraciones genéticas. Por tanto, es preciso distinguir dos tipos de
cambios anatómicos en función de su origen. Primario, producido por la acción directa de la mutación
genética, ya sea en los genes reguladores como en los estructurales. Secundario, como consecuencia indirecta de los
cambios genéticos producidos con anterioridad, en función de la continuación
del proceso embriológico. Pondremos un claro ejemplo relacionado con el mundo
paleontológico y arqueológico. Existe una determinante relación entre el
desarrollo ontogénico del cerebro y las diferentes partes del cráneo (base,
neurocráneo y cara), de tal forma que la alteración del encéfalo debe de
repercutir en la forma estructural de los huesos de la cabeza (Changeux, 1985;
Lieberman, et al. 2000). La función de esta compleja estructura ósea es
la de proteger al cerebro, por lo que debe ajustarse lo más exactamente posible
a su forma anatómica, hecho que nos permite estudiar la impronta que el cerebro
realiza en la cara interna de los huesos craneales (endomoldes). Sin embargo,
el desarrollo óseo del cráneo no debe de interferir en el normal crecimiento
cerebral, por lo que su definitiva forma anatómica estaría en gran parte condicionada
por la configuración morfológica final del sistema nervioso central. Así,
pequeñas y específicas mutaciones genéticas pueden producir cambios
morfológicos importantes.
Respecto
de la conducta, estos hechos tendrían una crucial importancia, pues se
relacionan directamente con el concepto evolutivo de exaptación.
Como tal se entiende las capacidades con el carácter de emergentes
que aparecen después de realizado los cambios anatómicos que los hacen
posibles, pero que no se crearon evolutivamente para realizar tal propiedad
(Gould y Vrba, 1982).
- ¿ADN basura? Recientemente se ha
publicado en varias revistas científicas 30 artículos científicos sobre
los resultados del proyecto ENCODE (Enciclopedia de los Elementos del ADN, 2012).
Lo más destacado de todos ellos es que, en contra de lo admitido hasta hoy, el
ADN calificado como basura es esencial para el funcionamiento de los
genes humanos. Este ADN es un gran medio de control sobre la actividad de
los genes funcionales hasta ahora reconocidos. Nuestro genoma sólo funciona
gracias a las propiedades de control del ADN calificado como basura. Se
ha comprobado que una gran parte del genoma está implicada en controlar cuándo
y dónde se producen las proteínas, más allá de simplemente fabricarlas.
De hecho, según las conclusiones de ENCODE, alrededor del 80% del genoma humano
contienen elementos relacionados con algún tipo de función bioquímica, hasta un
total de 120 funciones diferentes. Como
es lógico, pronto han aparecido trabajos que tratan de invalidar el papel de
mecanismo regulador del ADN basura (Graur et
al. 2013), el tiempo dirá quien tiene razón.
- Teoría neutralista (Kimura, 1968). El
desarrollo de la biología molecular aportó nuevos datos sobre la dinámica
genética, respecto de la producción de mutaciones como fuente originaria de los
procesos evolutivos. En 1968 el genetista Motoo Kimura fue el primero en
exponer que existe una gran variación genética, producto del azar, que presenta
una capacidad selectiva indiferente o casi neutra, al carecer de repercusiones
en el fenotipo o de mediar caracteres o aspectos morfológicos indiferentes a la
actuación de la selección natural.
Así, existe mucho ADN redundante con
un carácter adaptativo neutro o poco significativo, por lo que estas mutaciones
producidas al azar y extendidas por la deriva genética, no estarían dirigidas
por la selección natural. Además tales mutaciones del nivel molecular, selectivamente
neutras y en poblaciones aisladas, pueden implicar su aislamiento genético
respecto al resto de la especie. Sí con estas condiciones, se producen cambios
ambientales importantes, podría ocurrir que el carácter neutro de los cambios
genéticos dejara de serlo, al ofrecer fenotipos con mayor capacidad adaptativa,
lo que a escala geológica podrían aparecer como saltos evolutivos (Kimura,
1983).
Es una crítica al carácter
omnipotente de la selección natural dentro de la teoría sintética, indicando que
el azar también tiene un papel importante que jugar, no sólo en las posibles
variaciones genéticas, sino también en el medio geográfico donde se produzcan. El neutralismo dividió a los
científicos al opinar de diferente manera respecto de cuál de las dos causas
fundamentales anteriormente expuestas sería la más importante. Los neutralistas
daban una mayor importancia a la teoría expuesta por Kimura, mientras que los
neodarwinistas preferían dar a la selección natural mayor relevancia dentro del
concierto evolutivo (Alonso, 1999).
III.
La epigenética.
Este término hace referencia, en un amplio sentido, al estudio de todos aquellos factores no genéticos que intervienen en la determinación de la ontogenia o desarrollo de un organismo, desde el óvulo fertilizado hasta su senescencia, pasando por la forma adulta; y que igualmente interviene en la regulación heredable de la expresión genética sin cambio en la secuencia de nucleótidos. Se puede decir que la epigenética es el conjunto de procesos químicos que modifican la actividad del ADN, pero sin cambiar su secuencia.Los mecanismos epigenéticos pueden tener tanto un papel directo como indirecto en la evolución adaptativa y en la especiación. Papel de las Histonas, temperatura, nutrición, factores sociales, etc.
- Biología molecular. Algunos biólogos
moleculares rechazan la idea de que el azar no tenga límites en la producción
de mutaciones genéticas. Estos autores indican que la aparición de variantes de
ADN tiene mucho más de determinación molecular que de puro azar, en función de
las propiedades
físico/químicas del medio en donde se producen. Estas propiedades
limitan el campo de producción a las que sean viables dentro de la propia
estructura biológica, pues todo patrón bioquímico está íntimamente relacionado
con la propia morfogénesis celular y, si no contribuye a la misma, sería
inutilizado (Lima-De-Faria, 1986).
Parece existir un control molecular
independiente de la acción clásica de la selección natural o la deriva
genética, que puede dirigir o controlar de alguna manera la producción de los
cambios genéticos dentro de una especie (Eldredge, 1997). En este sentido, el
papel que juegan las histonas, proteínas que sirven de
soporte al ADN nuclear, parece tener una mayor trascendencia, al participar en
la regulación de los genes en su función de creación del nuevo ser por medio de
la embriogénesis (Grunstein, 1996; Mezquita Pla, 1996). A
medida que aumenta nuestro conocimiento sobre la dinámica molecular en los
genes y cromosomas, parece más viable la presentación de una alternativa
molecular frente al neodarwinismo, el cual se muestra cada vez más como una
simplificación de los procesos evolutivos (Alonso, 1999).
- Biogeografía.
La teoría sintética usa conceptos
geográficos en la explicación de la formación de las especies, al establecer
que el aislamiento de una parte de la población (en su dispersión a otras
áreas), favorecía su evolución al adaptarse a los nuevos ambientes,
desplazando, a su vez, a zonas marginales las especies peor adaptadas. Esta
segregación de variantes geográficas, formando poblaciones marginales o alopátricas
(Mayr, 1982), sería uno de los mecanismos mejor estudiados en el neodarwinismo
como mecanismo evolutivo.
En la década de los 50, el
ornitólogo Croizat propuso un nuevo método de análisis de las distribuciones
biogeográficas, que llamó biogeografía vicariante (Croizat, 1958).
En la actual distribución de las especies se refleja en realidad la historia
del área que ocupa. Así, la existencia de varias especies en una zona no sería
el producto del desplazamiento de unas determinadas poblaciones por otras mejor
adaptadas llegadas desde su centro de origen, sino que sería consecuencia de la
partición de la especie original en diversas especies derivadas. Esto se
debería a la fragmentación del área previamente ocupada, como consecuencia de
los cambios geológicos o geográficos acaecidos en ese lugar. Se rechaza por
tanto, el concepto de centro de origen como único instrumento de análisis
biogeográfico. Si contrastamos los diferentes patrones de distribución con cada
línea evolutiva, podemos comprender la historia biogeográfica de cada región.
Estas ideas nos indican cómo la
distribución de las especies no depende exclusivamente de su mayor capacidad de
adaptación local, desplazando a las áreas marginales a las peor dotadas, sino
también de los procesos geológicos o geográficos que han afectado a las áreas
sobre las que se asientan, influyendo en la forma de actuación de la selección
natural, pues al crearse entornos geográficos diferentes, se favorecen unos
cambios anatómicos determinados, mientras que en otros lugares los hechos ocurren
de otra manera. La existencia de la teoría de la tectónica de placas y deriva
continental explicando la formación actual de los continentes, confirma la
producción de tales hechos. No obstante, admite también la
distribución por dispersión según las formas de la teoría sintética. Los dos
son mecanismos de especiación alopátrica, siendo las formas dominantes en la
naturaleza.
- Biología de la conducta.
La conducta de las especies es otro
factor que puede alterar la forma de actuación de la selección natural. Fue
ignorada por el darwinismo desde el principio, quizás como consecuencia de su
enfrentamiento con el lamarckismo (Alonso González, 1992), sobre todo desde
1890 con el neodarwinismo de Weismann, en el que se aísla todo concepto de
carácter adquirido por los seres vivos (entre los que se encuentra por
extensión las formas conductuales aprendidas).
La adaptación al medio ambiente de
las especies sociales, no se deberá sólo a sus peculiaridades anatómicas, sino
también a criterios conductuales que la sociedad en la que se desarrollen sea
capaz de crear.
- Conducta social en animales. El
desarrollo de un cerebro con mayor capacidad operativa es importante para el
buen funcionamiento social de los grupos de animales. En estas sociedades, el
aprendizaje de formas de subsistencia se realiza con la simple convivencia
entre todos los elementos sociales, pues los adultos conocen la forma de
adquisición de los alimentos, los tipos de alimentación disponibles y los
lugares donde encontrarlos. El conocimiento de estos datos debe ser adquirido
por parte de los nuevos elementos del grupo, como norma conductual básica de
supervivencia.
- Conducta social en el género Homo. El papel de la socialización
humana, de la cultura en todos sus manifestaciones, el desarrollo emocional
propio de las sociedades humanas y los enormes avances técnicos en todas las
ramas científicas conocidas, hace que las pautas de acción de la selección
natural en las poblaciones de homínidos se alteren sustancialmente, adquiriendo
formas diferentes, hasta cierto punto, de selección de los cambios evolutivos.
La conducta humana ha ido variando desde su mismo origen evolutivo y ha
influido en la manifestación de los cambios evolutivos. Tal es el caso del
llamado efecto Baldwin, donde la mayor habilidad (cambios genéticos) para aprender
lo desarrollado por sus antecesores sería seleccionado, mejorando continuamente
las respuestas a los procesos selectivos de la naturaleza, aumentando su
supervivencia.
IV. Jerarquización evolutiva.
Como se vio anteriormente, la teoría
sintética no tiene presente la trascendencia de la embriología, ni considera en
toda su complejidad la actuación genética, tanto en el ámbito molecular como en
el desarrollo. Tampoco existe tratamiento alguno o están débilmente
representadas, las entidades ecológicas (de gran importancia para el concepto
global de la evolución), como son las poblaciones, comunidades y biotas
regionales. Cada vez son más los autores, como
S. J. Gould y E. Vrba, que creen en la existencia de otros posibles mecanismos
y enfoques que complementen la actuación de la selección natural. Puesto que
existen diversos niveles donde pueden producirse fenómenos con repercusión
evolutiva, es posible establecer una jerarquía de los mismos sobre los que
actúa la evolución: el bioquímico, el genético, el embriológico, el
fisiológico, el individual, el social, el de la especie y el de los linajes.
Todos estos niveles estarían relacionados entre sí, de manera que un cambio en
uno de ellos repercutiría en los niveles tanto inferiores como superiores, con
lo que se abren nuevas vías de comprensión y estudio de los cambios evolutivos
(Alonso, 1999).
En esta línea de investigación, N.
Eldredge propone un estudio integrado de todas las jerarquías que se dan en los
procesos biológicos. Intenta realizar un estudio global y profundo de la
realidad evolutiva, relaciona los elementos que forman una jerarquía
genealógica (genes, cromosomas, organismos, demes, especies y taxones
monofiléticos), con los elementos que conforman la jerarquía ecológica
(moléculas, células, organismos, poblaciones, comunidades y biotas regionales).
La mutua interacción de sus elementos, dará lugar a la producción de los
fenómenos evolutivos, indicando como la simple alteración de uno solo de sus
elementos, puede ser causa suficiente de notables cambios evolutivos, al
repercutir en todos los niveles de jerarquización (Eldredge, 1997).
¿Podría realizarse una nueva síntesis evolutiva?
Los conceptos expuestos nos ofrecen
una idea de lo complejo que resulta el proceso evolutivo, según vayamos
añadiendo los conocimientos que nos ofrecen las diferentes ciencias que, de una
forma directa o indirecta, estudian estos procesos. De igual modo, nos damos
cuenta de la precariedad que se está produciendo con la sencilla explicación
que la teoría sintética ofrece, la cual va adquiriendo un carácter elemental y
de progresiva falta de contenido explicativo. Sobre todo cuando se quiere
explicar, de forma hegemónica, toda la evolución con los únicos
criterios de la teoría sintética elaborada en los años 40 del siglo pasado.
Todo
lo que en biología puede producirse, con seguridad se ha producido, lo que no
sabemos es con qué intensidad, prioridad y circunstancias se produjeron los cambios
mencionados. Puede que las formas de la teoría sintéticas sean mayoritarias en
su manifestación evolutiva, pero eso no evita el tener en cuenta las
posibilidades de acción de todas las otras manifestaciones de variación
evolutiva.
Pretender
ofrecer un modelo evolutivo único, dominante y, lo que es peor, exclusivo (sea
cual sea el modelo escogido), parece un error que solo lleva a la confusión y a
la controversia. Creo que hay que admitir la gran variedad de procesos que
intervienen en la evolución, unos más importantes y trascendentes que otros,
pero todos posibles. Además, siempre hablamos de evolución en general, cuando
la realidad es que, dado la variedad de mecanismos de producción del cambio
evolutivo, cada uno de ellos sería un proceso único, cuyas causas hay que
intentar descubrir, lo que sin duda no es nada fácil. La constante controversia
sobre los mecanismos evolutivos y el limitado conocimiento genético de los
entes biológicos del pasado, impiden en la actualidad realizar un seguimiento
adecuado.
Puede
que el camino a seguir tenga una doble vertiente. Primero, admitir la variabilidad de mecanismos del cambio morfológico,
desarrollando un modelo general sobre los mecanismos que intervienen en el
cambio evolutivo (modelo multifactorial). Segundo,
buscar otros métodos de carácter indirecto que nos ayuden a encontrar que
mecanismos han sido utilizados en la producción
de cada determinado cambio evolutivo en todos sus aspectos. Sería la aplicación
interdisciplinaria al estudio de los cambios evolutivos y sus consecuencias
morfológicas y conductuales, pues los resultados se producen como consecuencia
de los mecanismos que posibilitaros tales cambios.
I. Modelo
multifactorial
A pesar
del tiempo transcurrido desde que Darwin publicara su teoría evolutiva, el
núcleo principal de sus ideas sigue teniendo vigencia, posiblemente debido a
las acertadas deducciones lógicas que supo sacar de los datos que la naturaleza
le ofrecía, y a su interpretación con los conceptos teóricos de la época. No
obstante, el análisis de los avances científicos originados en estos últimos 60
años ofrece diversos aspectos teóricos que nos hacen pensar en la evolución
como un proceso biológico multifactorial, cuyo estudio es
cada vez más complejo y difícil. Los
mecanismos de producción de la variación morfológica serían la consecuencia de
la acción conjunta de diversos factores (unos conocidos, otros intuidos y,
posiblemente, muchos aún desconocidos), siendo sobre esta base como debe de ser
comprendida y explicada.
No podemos seguir ignorando los efectos de los diferentes tipos de
genes dentro de la embriología, de la
posible intervención controladora de mecanismos epigenéticos, y de la conducta
sociocultural de las poblaciones en loas que se producen los cambios
morfológicos, como agente modulador de la selección natural y parte
fundamental de los procesos evolutivos. En aras de una mejor compresión del proceso evolutivo parece necesario
elaborar un modelo evolutivo genérico, con los criterios
básicos sobre los que se fundamenta.
-
La evolución es un fenómeno multifactorial de gran complejidad, y sobre
esta base es como debe de ser comprendida y explicada. Para poder determinar
cuales fueron los procesos biológicos que dieron lugar a la aparición evolutiva
de una especie en particular, hay que tener en cuenta que cada cambio
es un hecho evolutivo único, originado por fenómenos confluentes cuya
identificación es importante intentar conocer.
-
Su desarrollo se produce al azar, sin dirección alguna ni fin
predeterminado. Esto confiere al ser humano el mismo rango biológico que a los
demás seres vivos.
-
Los cambios evolutivos no tienen que afectar a la totalidad del organismo a la
vez, pudiendo variar la anatomía de ciertas partes orgánicas en función de la
variación genética que se produzca, pues los genes reguladores controlan el desarrollo de diversas partes del
organismo con independencia del resto. Este hecho se corresponde con la
denominada evolución
en mosaico.
-
La base de todo cambio evolutivo se centra, en gran parte, en las mutaciones,
recombinaciones y deriva genética que tienen lugar en las
diferentes poblaciones. Las mutaciones pueden producirse tanto en los genes
estructurales como en los reguladores del proceso ontogénico.
-
Las mutaciones de los genes
reguladores se denominan heterocronías, produciendo
alteraciones morfológicas al cambiar la acción de los genes estructurales
en sus funciones constructivas durante la embriogénesis. Muchos cambios
morfológicos presentan ritmos de producción rápidos dentro
de los parámetros de las cronologías evolutivas, sin descartar otras formas de
variación más lentas. El cambio anatómico no implica necesariamente un cambio
conductual, pues la conducta variaría con la adaptación de esos cambios
anatómicos al medio ambiente. Con dicha adaptación pueden desarrollarse nuevas
capacidades anatómicas (exaptaciones) o psicológicas (capacidades
cognitivas emergentes).
-
Posible actuación, como controlador de la expresión genética, del ADN ampliamente
redundante en los núcleos de las células (ADN basura).
-
La embriogénesis,
en sí misma, presenta un valor evolutivo que es necesario evaluar, pues se
producen cambios morfológicos en cascada durante el curso de su
desarrollo. No como consecuencia de un cambio genético, sino como adaptación a
otros cambios primarios producidos por las mutaciones determinadas.
- Teoría neutralista de Kimura. Existe
una gran variación genética, producto del azar, que presenta una capacidad
selectiva indiferente o casi neutra, al carecer de repercusiones en el fenotipo
o de mediar caracteres o aspectos morfológicos indiferentes a la actuación de
la selección natural. Si se producen cambios ambientales importantes, podría
ocurrir que el carácter neutro de los cambios genéticos dejara de serlo, al
ofrecer fenotipos con mayor capacidad adaptativa, lo que a escala geológica
podrían aparecer como saltos evolutivos.
-
La Epigenética
como posible control externo de la manifestación genética. Factores físico-químicos
del medio embriológico (histonas, encimas, hormonas, etc.). La separación y distribución
geográfica de las poblaciones consecuencia del azar y de los cambios geológicos-geográficos
(alopatria, vicariante, etc.).
-
La conducta
social y cultural (p.e. efecto Baldwin), en especial la creada por los
seres humanos, es capaz de alterar la acción de la selección natural, al
ofrecer a las poblaciones creadoras de la misma, factores de adaptación más
potentes y resolutivos.
-
La jerarquización
evolutiva. Se debe establecer una jerarquía sobre los
mecanismos en los que se basa la evolución: bioquímico, genético, embriológico,
fisiológico, individual, social, de la especie y los linajes. Todos estos
niveles estarían relacionados entre sí, de manera que un cambio en uno de ellos
repercutiría en los niveles tanto inferiores como superiores.
II. Aplicación de métodos interdisciplinarios al estudio evolutivo.
II. Aplicación de métodos interdisciplinarios al estudio evolutivo.
Cuando hablamos
de evolución en general nos referimos al proceso global que ha producido la
gran variedad biológica que ha existido y aún persiste. Sin embargo, si su
concepto no está debidamente estructurado, su aplicación particular a procesos
evolutivos determinados es aún un hecho sin resolver. Aplicar conceptos tan
generales y variados a hechos concretos es una tarea con falta de método que poder
aplicar. Una
posible solución sería el encontrar métodos de carácter indirecto que nos
ayuden a encontrar los mecanismos han sido utilizados en la producción de cada
determinado cambio evolutivo en todos sus aspectos. Sería la aplicación interdisciplinaria
al estudio de los cambios evolutivos y sus consecuencias morfológicas y
conductuales, pues siempre los resultados evolutivos que se producen son la consecuencia
de los mecanismos que posibilitaron tales cambios.
La
evolución en mosaico, y las variedades de procesos que intervienen en los
cambios evolutivos dificultan mucho toda intervención sobre su aclaración. Esto
nos limita a analizar hechos evolutivos muy determinados, pero con el limitado
fin de disminuir la incertidumbre se sus mecanismos de producción. El razonamiento
teórico es sencillo, al menos en apariencia pues su realización tiene todos los
inconvenientes de la interdisciplina ya vistos en otro trabajo (Interdisciplina.Necesidad metodológica o simple intención teórica). Si conocemos las
características generales del órgano evolucionado y su real funcionamiento antes
y después de su cambio evolutivo, podemos realizar inferencias sobre cuáles
pudieron ser los mecanismos que actuaron en la producción de tal proceso
evolutivo. Dado lo
extensivo del presente trabajo, y la complejidad de un nuevo estudio sobre las
causas particulares de un proceso evolutivo determinado (p, e. el cerebro enlos homínidos), creo que sería mejor realizarlo en un próximo trabajo.
Conclusiones
Como
es lógico, no se puede pretender en unas pocas páginas resumir todo lo escrito,
conocido y discutido sobre la evolución, tema que lleva más de un siglo evolucionando. Lo que he tratado es de
ver en general es su complejo desarrollo histórico, los problemas que plantean
su comprensión y una posible vía de entendimiento por parte de todos. Soy
consciente de que no he reflejado todo lo relacionado con el tema, pero lo
dicho si tienen algo que decir en este asunto, su mayor o menor importancia es
algo que debe estudiarse en el futuro y, a ser posible, con el mayor consenso
posible.
Tras
todo lo visto parece lo más probable que la selección natural deje de tener un
carácter exclusivo en la explicación de cualquier fenómeno evolutivo, dentro de
su concepción clásica de guiar y mantener sólo los cambios anatómicos más
perfectos o adaptables al medio ambiente. Como ya vimos, existe una serie de
fenómenos que van a alterar dicho control, favoreciendo cambios que teóricamente no siempre serán los más
adecuados, aunque sus efectos negativos pueden paliarse por medio de la mayor
adaptabilidad de los demás.
Al existir diferentes estamentos en el proceso evolutivo que pueden producir alteraciones evolutivas, es posible que se produzcan más de una a la vez, sumándose sus efectos al cambio morfológico final. Nuestra labor consistiría en determinar, dentro de lo posible, cual es el origen o los orígenes de tales cambios anatómicos que van a configurar la aparición de nuevas especies biológicas. Debemos prescindir de la idea de que sólo existe una forma explicativa que pueda aclarar todos los procesos evolutivos, siendo posible la actuación aislada o conjunta de diversas formas de producción del cambio morfológico.
Al existir diferentes estamentos en el proceso evolutivo que pueden producir alteraciones evolutivas, es posible que se produzcan más de una a la vez, sumándose sus efectos al cambio morfológico final. Nuestra labor consistiría en determinar, dentro de lo posible, cual es el origen o los orígenes de tales cambios anatómicos que van a configurar la aparición de nuevas especies biológicas. Debemos prescindir de la idea de que sólo existe una forma explicativa que pueda aclarar todos los procesos evolutivos, siendo posible la actuación aislada o conjunta de diversas formas de producción del cambio morfológico.
Bibliografía
usada en el texto
* Alonso,
C. J. (1999): Tras la evolución. Panorama
Histórico de las Teorías Evolucionistas. Ediciones Universidad de Navarra,
S.A. Pamplona.
* Alonso González, A.
(1992): La teoría de la evolución y el
estudio del hombre. Universidad de
Granada. Granada.
* Ayala, F. J. (1980): Origen y
evolución del hombre. Alianza. Madrid.
* Ayala, F. J. (1994): La naturaleza inacabada. Ensayos en torno a la evolución.
Salvat. Barcelona.
* Casares F. y Sánchez-Herrero, E.
(1995): El complejo bithorax de la Drosophila melanogaster. Investigación y Ciencia.
Marzo 1995. Prensa Científica S.A. Barcelona.
* Croizat, L. (1958):
Panbiogeography. Vols 1, 2a, 2b. Caracas.
* Changeux, J. P. (1985): El hombre neuronal. Espasa Calpe. Madrid.
* Darwin, CH. (1988): El
origen de las especies. Espasa-Calpe. Madrid.
* De Beer, G. R. (1964): Archaeopteryx and evolution. The Advancement of Science, 42:1-11.
* De
Robertis, E. M.; Oliver, G. y Wright, Ch. (1996): Genes con homeobox y el plan
corporal de los vertebrados. Investigación
y Ciencia. Temas, nº3: Construcción de un ser vivo. Barcelona.
* Eldredge,
N. (1997): Síntesis inacabada. Fondo
de Cultura Económica. Madrid.
* Eldredge, N. y Gould, S. J. (1972): Punctuated equilibria; an
alternative to phyletic gradualism. En T.J.M. Schopf (ed): Models of
Paleobiology, San Francisco; Freeman, Cooper, 82-115.
* ENCODE Project Consortium, (2012):
“An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome,” Nature,
Vol.
489:57-74.
* Flórez, J. et al.
(1999): Genes, cultura y mente: una
reflexión multidisciplinar sobre la naturaleza humana en la década del cerebro.
Servicio de publicaciones de la Universidad de Cantabria. Santander.
* García Barreno, P. (2000): Discurso de contestación al
pronunciado por EMILIANO AGUIRRE. Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Madrid.
* Garstang, W.
(1922): The theory of recapitulation: a critical re-statement of the Biogenetic
Law. J. Linn. Soc. Zool. 35:81-101.
* Graur, D.; Zheng, Y.; Price, N.; Azevedo,
R.B.R.; Rebecca, A.; Zufall and Eran Elhaik (2013): “On the immortality of
television sets: “function” in the human genome according to the evolution-free
gospel of ENCODE”. Genome Biology and
Evolution. Advance Access published February 20, 2013 doi:10.1093/gbe/evt028.
* Gould, S. J. y Vrba, E. S. (1982): Exaptation: a
missing term in the science of form. Paleobiology 8.
* Grunstein, M. (1996): Las histonas,
proteínas reguladoras de genes. Investigación
y Ciencia. Temas nº3: Construcción de un ser vivo. Barcelona.
* Jacob, F. (1998): El ratón, la mosca y el hombre.
Crítica. Barcelona.
* Kimura, D. (1968): Evolutionary
rate at the molecular level. Nature,
217:624-626.
* Kimura, D. (1983): Sex
differences in cerebral organization for speech and functions. Canadian Journal of Psychology, 37,
19-35.
* Lieberman, P. et al. (2000): Basicraneal influence on
overall cranial shape. Journal of Human
Evolution 38: 291-315.
* Lima-De-Faria, A. (1986): Molecular Evolution and Organitation of the Chomosome. Amsterdam.
* Mayr, E. (1982): Processes of Speciation. Mechanisms of speciation. Allan Liss, New York. 1-9.
* McGinnis, W. y Kuziora, M. (1994): Arquitectos
moleculares del diseño corporal. Investigación
y Ciencia. Abril. 1994. Prensa Científica. Barcelona.
* Mezquita Pla,
J. (1996): El gen de la histona H1. Investigación
y Ciencia. Temas nº3: Construcción de un ser vivo. Barcelona.
* Pennisi, E. (1997): Haeckel's Embryos: Fraud
Rediscovered. Science, 277: 1435.
* Sean, B. C. (2005): Endless
Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo and the Making of the Animal
Kingdom, W. W. Norton and Company.
* Sinha, CH. G. (1996): The role of ontogenesis in human evolution and development. Handbook of Human Symbolic Evolution. (Andrew, L. y Charles R. P. eds.) Clarendon Press. Oxford. 483-500.
* Sinha, CH. G. (1996): The role of ontogenesis in human evolution and development. Handbook of Human Symbolic Evolution. (Andrew, L. y Charles R. P. eds.) Clarendon Press. Oxford. 483-500.
2 comentarios:
Buen resumen del estado de la disciplina. Como apuntas, no es completo, pero suficiente para descalcificar certezas. Yo no pondría a Darwin al inicio de esta "andadura científica", sino a Lamarck. Y hubiese añadido unas líneas sobre el estudio de la vida como fenómeno termodinámico, teoría del caos y física de sistemas complejos, no lineales. Pero como digo, me parece un buen resumen para hacerse una idea de lo que ha llovido desde que Dobzhansky publicara "Genética y el origen de las especies".
Estoy de acuerdo contigo, pero había que limitar la exposición pues era demasiado larga. Además, como bien dices, el texto permite hacerse una idea de lo complejo del proceso de la evolución, y de lo poco que sabemos de la evolución (como tan bien ha expuesto Pitiklinov en su entrada de La Ignorancia y la Ciencia), a pesar de su descubrimiento y desarrollo actual.
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