Patricio Valdés Marín
Carlos Darwin había descubierto que existe una íntima relación entre el organismo biológico individual con la variabilidad de su especie en el tiempo, apuntando que aquellas mutaciones genéticas operadas en un individuo y que le permiten una mayor aptitud en un ambiente, posibilitan una mayor adaptabilidad a su especie, ya que transmite estos nuevos caracteres a la especie mediante su progenie, mezclándose a los caracteres de la especie en el proceso de su prolongación. En un medio cambiante la continuada agregación de nuevos caracteres por selección natural, se adicionan caracteres más favorables para la prolongación de la especie, desaparecen recíprocamente otros menos favorables y se produce la evolución de la especie. El sujeto de la evolución biológica no es el organismo biológico individual, sino que es la especie.
El organismo biológico y la especie
En cuanto estructura una especie biológica condiciona su funcionalidad a su subsistencia, prolongándose en los individuos que la integran que pueden potencialmente aparearse entre sí y tener descendencia fértil. De hecho, una especie se define como el conjunto de organismos vivientes que pueden potencialmente aparearse entre sí y tener descendencia. Una especie depende de la mecánica determinada por la selección natural para que los individuos que la componen, que consiguen sobrevivir y reproducirse, transmitan a su descendencia las características biológicas, determinadas por el código genético, que le permitieron precisamente sobrevivir y reproducirse eficazmente.
Estas características consisten en una mejor aptitud fisiológica que posibilita a los individuos de la especie buscar estados más estables de equilibrios termodinámicos, en parte a través de la adquisición de estructuras cada vez más funcionales para la obtención ventajosa de energía, en parte buscando cerrar el propio sistema mediante el desarrollo de estructuras de defensa frente a un medio agresivo, en parte desarrollando estructuras para apropiarse de algún determinado nicho ecológico y defenderlo de especies competidoras o ser más eficientes que éstas. Sobre todo, estas características consisten en generar mecanismos eficientes de reproducción de individuos similares.
Así, en el curso de los milenios, mediante el éxito para sobrevivir y reproducirse de muchos individuos, las especies han ido incorporando por la selección natural las características genéticas que posibilitan la mejor aptitud de estos individuos. En este proceso que persigue una mejor adaptación a un ambiente las especies particulares van evolucionando, a veces rápidamente, para aprovechar las nuevas oportunidades que va presentando el cambiante medio.
Una especie se distingue a sí misma como una estructura específica simplemente porque los individuos que la componen pueden procrear individuos similares y fértiles. Una raza pasa a ser una especie particular cuando los individuos que la integran no pueden procrear individuos fértiles tras acoplarse a individuos de otras razas de la misma especie. En ese punto del tiempo y el espacio el filum se bifurca irreversiblemente.
La vida
Toda cosa puede definirse por lo que hace, por sus componentes y por su pertenencia a algo. En el caso de la vida hablamos de organismo biológico, pudiendo ser una bacteria, una planta o un mamífero y comprendiendo la vasta gama de cosas que va desde los seres unicelulares hasta organismos con complejos órganos y aparatos fisiológicos, y su objetivo es sobrevivir y reproducirse. Un organismo biológico, ya sea unicelular, pluricelular, animal o planta, surge con una funcionalidad extraordinaria que le permite nutrirse, crecer y reproducirse. Al tiempo de mantener su propia identidad, se caracteriza fundamentalmente porque se desarrolla y crece autoestructurándose y porque se reproduce replicando genéticamente su propia estructura biológica. Su crecimiento y desarrollo no es una simple agregación de partes unifuncionales, como podría serlo la simple cristalización de una sal soluble al irse solidificando, sino que es la estructuración de múltiples partes plurifuncionales que integran con interdependencia e interacción este maravilloso edificio que es vida.
Un segundo aspecto que caracteriza un animal, o una planta, y que, además, lo diferencia de una máquina, es la complejidad y la gran interrelación causal de sus funcionales subestructuras. Un organismo biológico integra toda la funcionalidad de las estructuras constituyentes desde la escala subatómica hasta escalas que superan el mismo organismo, como son la manada y la especie, en una sinergia múltiple. Cualquier falla funcional de cualquier subestructura afecta de alguna u otra manera el funcionamiento del todo. Si una hormona no consigue sintetizarse, si el ácido desoxirribonucleico no se replica exactamente en una célula, si la presión sanguínea no se mantiene dentro de cierto rango, si un músculo no logra mover el miembro que comanda, si escasea el alimento, si aumenta el número de los depredadores, o si cualquier función de las incontables existentes tiene alguna falla o sufre algún cambio, el organismo biológico queda en una relativa desventaja funcional para sobrevivir y reproducirse, peligrando no sólo su existencia, sino también la subsistencia de su especie. Por el contrario, una máquina no tiene dichos objetivos, y la funcionalidad requerida compromete subestructuras bastante más simples: ciertos esfuerzos estructurales, cierta ejecución de movimientos, ciertas fuentes de energía, cierto ejercicio de fuerzas, cierta resistencia al desgaste, ciertos controles.
Un tercer aspecto que caracteriza un animal, o una planta, o un ser vivo microscópico es que conforma un sistema que para sobrevivir y reproducirse debe mantener múltiples y permanentes relaciones causales con la estructura de la cual es una unidad discreta, siendo imposible su supervivencia o reproducción si permanece aislado. La ecología estudia precisamente tal estructura de escala mayor, que denomina ‘ecosistema’, desde el punto de vista de las relaciones causales entre sus unidades discretas; esto es, se interesa por el funcionamiento interno, más que por su composición o morfología, de la que se preocupan la botánica y la zoología, y ha llegado a establecer la economía de la materia orgánica, que es la estructura fundamental del intercambio energético y estructural entre los organismos vivientes. Asimismo, ha llegado a determinar que los distintos ecosistemas se encuentran en la biosfera, estrecha zona comprendida entre unos seis mil metros de altitud y unos seis mil metros de profundidad en el mar, aunque concentrándose la mayor parte en unos pocos metros de espesor sobre y bajo la superficie terrestre no gélida ni seca, y en los pocos metros bajo el agua donde alcanza la radiación solar para energizar algas y plancton. No obstante, existen organismos biológicos que se nutren de la energía que emana del plasma terrestre que surge a través de la corteza en ciertos lugares termales y fallas geológicas.
Dentro de este tercer aspecto estructural del que un organismo biológico es parte debe mencionarse la especie biológica. Todo organismo biológico desciende y procrea descendencia de otros organismos biológicos que son genéticamente similares, compartiendo un fondo genético común. La reproducción es precisamente una de las funciones principales de todo organismo biológico y que lo refiere a una población con la que comparte su genoma.
En fin, un cuarto aspecto que caracteriza un animal, o una planta, es que el medio donde debe sobrevivir y reproducirse es bivalente. El ambiente no sólo es el providente potencial, sino también es el destructor potencial. Es fuente de la energía y los elementos químicos que el organismo requiere, brindándole además la seguridad del abrigo y el cobijo. Simultáneamente, el mismo ambiente contiene los depredadores del organismo en cuestión, y en él existen una diversidad de fuerzas potencialmente destructoras, como las inundaciones, el fuego, la sequía, los terremotos, las pestes, etc. También una parte de los elementos y la energía no están disponibles en abundancia, sino que el organismo debe buscarlos y apropiárselos. Para sobrevivir y reproducirse en este ambiente, el organismo debe desarrollar sistemas de información y de respuesta para acceder al alimento, defenderse de los elementos agresivos y cobijarse del asechante peligro.
La selección natural
En la actualidad, exceptuando algunos fundamentalistas religiosos bastante ignorantes y fanáticos que creen que la Biblia –siendo pretendidamente palabra divina, es inerrante– asegura que las especies biológicas fueron creadas por Dios desde el comienzo del universo, nos parece natural el conocimiento de que las especies evolucionan. Pero llegar a esta verdad indiscutible requirió algunos grandes descubrimientos de la biología: el gen portador de los rasgos hereditarios por Gregor Mendel (1822-1884), la evolución selectiva por Carlos Darwin (1809-1882), la identificación química del gen por Oswald Avery (1877-1955) y la estructura del gen por James Watson (1928-) y Francis Crack (1916-2004).
Antes que ocurrieran estos descubrimientos, Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) había supuesto que la evolución de las especies se produce porque la aptitud conseguida por mérito del individuo se constituye en característica genética transmisible a su progenie. Fundamentaba su teoría con la explicación que la causa para que el cuello de la jirafa fuera tan largo en la actualidad se debía a muchas generaciones de individuos que habían hecho el esfuerzo por estirar su cuello para alcanzar hojas cada vez más a mayor altura. Pero esto es lo mismo que sostener que la necesidad crea al órgano o que la función genera la estructura, revirtiendo la relación de causa-efecto.
Por el contrario, Darwin, en 1854, revolucionó el pensamiento del mundo cuando publicó su libro El origen de las especies. No podía dejarse de concluir que el ser humano –creado a imagen y semejanza de Dios– provenía por evolución de antepasados simios. Él indicó que el mecanismo evolutivo es adaptativo, por el cual los individuos más aptos adquieren mayores posibilidades para sobrevivir y reproducirse, y es producto de la selección natural. Dichos individuos traspasan su aptitud al fondo genético de la especie, y tendrán mayor descendencia si su aptitud es mayor que la de otros para sobrevivir y reproducirse, aunque sea en una mínima proporción, pues en un medio extremadamente competitivo cualquier ventaja tiene consecuencias importantes en la descendencia y en la especie. La selección natural trata de la lucha por la vida, término acuñado por Herbert Spencer (1820-1903) en su erróneo intento de extender la evolución darvinista a la sociedad humana, más la tasa diferencial de reproducción.
Con el importante descubrimiento realizado por Watson y Crick, la estructura genética de transmisión hereditaria ha podido ser explicada plenamente. La teoría de Darwin, que no tenía una explicación causal física, como aún no la tiene la teoría de la gravitación universal de Newton, ha sido fundamentada por la teoría molecular del código genético. Watson y Crick precisaron que el ADN, que son las unidades discretas de los cromosomas, contiene las unidades discretas que Gregor Mendel (1822-1884), un siglo antes, había postulado en sus otrora muy despreciados e incomprendidos, pero ahora muy conocidos y reconocidos experimentos sobre la herencia, y publicados en 1866.
El mecanismo evolutivo
La evolución biológica es un mecanismo de estructuración de la materia viva en estructuras funcionales cada vez más complejas y de escalas cada vez mayores. Es un mecanismo acumulativo en cuanto no sólo traspasa los cambios que se producen en los organismos biológicos de una generación a las generaciones futuras, sino que todo organismo biológico es el resultado de las estructuraciones y mutaciones ocurridas en sus antepasados. Así, un organismo contiene las estructuras que se han ido acumulando a través del proceso. Pero también es un mecanismo sumamente conservador y direccional, lo que impide que la materia se pueda estructurar en cualquier forma imaginable.
En el mecanismo de la evolución biológica intervienen dos tipos de relaciones causales que se interrelacionan. Por una parte está la ocurrencia de pequeñas mutaciones genéticas en los individuos que prevalecen en la especie por ser neutras o genéticamente favorables. Por la otra, están los cambios ambientales que van favoreciendo los caracteres genéticos más adaptables a las nuevas condiciones y que a veces son de tan gran magnitud que una especie puede desaparecer o favorecer únicamente a los individuos que poseen un determinado carácter.
Si en la dotación genética que un organismo recibe de sus progenitores viene un gen mutado, la estructuración del organismo sería algo diferente de la usual de la especie. Una mutación podría tener cuatro efectos distintos: 1. Que la estructura generada sea simplemente inviable. 2. Que sea desfavorable para sobrevivir en el medio. 3. Que sea favorable. 4. Que sea neutra para el medio dado. Si es desfavorable, el gen mutante tiende a no incorporarse a la especie. Lo contrario ocurre si es favorable, tendiendo a propagarse en la especie. En caso de ser neutro, el gen, junto con otros más, puede tornarse favorable o desfavorables si el medio cambia, tendiendo a propagarse o desaparecer según sea el caso.
Lo anterior se explica porque la aptitud para sobrevivir y reproducirse de un individuo debido a su dotación genética, causante de su propia autoestructuración, es también funcional a la estructuración del fondo genético de su especie, condicionándola a tiempo futuro. En el futuro, las unidades discretas de una especie serán los genes de los individuos más aptos del presente, es decir, de aquellos que logran traspasarlos a un mayor número de descendientes gracias al mecanismo de selección natural.
La selección natural opera como un sistema de control de calidad. Los caracteres que resultan ser los más favorables frente a los embates del medio tienden a prevalecer, de modo que una especie se prolonga a través de los individuos más aptos.
Replicación, mutación y selección
En especial, el mecanismo de la evolución se explica por tres procesos biológicos fundamentales: la replicación, la mutación y la selección. A partir del mecanismo de la replicación del ADN, por el cual éste genera su doble exacto, la evolución trata de pequeñas e imprevisibles mutaciones en su rígida estructura. Una mutación se produce por la sustitución de un solo par de nucleótidos por otro, por la supresión o adición de uno o varios pares de nucleótidos, o por diversos tipos de cambios que alteran el texto genético tales como la inversión, la replicación, la transposición o la fusión de segmentos de secuencia más o menos larga.
La causa de una mutación es alguna fuerza externa que impide su exacta replicación en la formación del gameto, como la acción química de poderosos reactivos o las radiaciones energéticas que inciden sobre el material hereditario, intercambiando, suprimiendo o agregando moléculas en los genes. Estos cambios no están determinados, sino que se producen por el azar; por lo que el cambio evolutivo es absolutamente casual. Una mutación puede tener en el organismo un efecto extraordinariamente significativo y distintivo.
En consecuencia, el código genético no es inviolable. Las mutaciones que rompen su rigidez se producen en forma aleatoria. El que éstas persistan y se integren en la especie sigue el principio de la oportunidad. Estas relativamente poco frecuentes mutaciones en la estructura genética de transmisión hereditaria produce muy ocasionalmente individuos más funcionales, o más aptos, como diría Darwin, para sobrevivir y reproducirse en un medio competitivo. Si la mutación resulta ser favorable al individuo para su supervivencia y reproducción, se transmitirá a la descendencia y terminará necesariamente por propagarse a la especie, produciendo un incremento del número de individuos que la poseen, al ser más aptos y estar mejor adaptados al medio. En el curso de generaciones, las mutaciones favorables se van acumulando y la especie se va transformando.
Toda mutación es un acontecimiento raro (alrededor de 1 mutación por cada millón a cien millones de generaciones celulares). No obstante, en la escala de una población la mutación no es la excepción, sino la regla. La presión de selección se ejerce en el seno de la población, no en los individuos. En el ser humano algunas mutaciones que provocan enfermedades genéticas fácilmente señalables aparecen de diez mil a cien mil. Si el medio se modifica, que es lo que ocurre necesariamente en el tiempo, también se modifica la aptitud, de modo que otras características específicas resultarían ser más funcionales para sobrevivir y reproducirse en este nuevo medio.
Causalidad recíproca
La selección natural se explica por una doble causalidad circular recíproca: la que ejerce una subestructura sobre la funcionalidad del todo y la que ejerce el todo para la permanencia, la protección y la propagación de aquella subestructura. A pesar de que el ADN interviene únicamente en la formación de proteínas, afecta también la funcionalidad del organismo biológico, pues su funcionalidad depende de la funcionalidad de dichas proteínas, al igual que de la funcionalidad de todas sus subestructuras en sus correspondientes escalas. Así, pues, esto no sólo significa que una mutación en el ADN, que es una unidad discreta de una subestructura de escala muy inferior en un organismo biológico, afecta de una u otra manera su funcionalidad total, sino que también significa que una mutación favorable, resultado de la mutación de un ínfimo gen, puede generar profundos cambios en el genoma de la especie.
Esto puede ser ilustrado con un ejemplo hipotético (hipotético en el sentido de que es probable que los pasos precisos de un cambio evolutivo nunca lleguen a aparecer en los registros fósiles). La facultad de marcha bípeda en el caminar y el correr, que caracteriza a los homínidos, fue posiblemente el resultado de la mutación de un gen que interviene en la formación de la estructura ósea del pié, produciendo un talón y una planta de pie en forma de bóveda, y que resultó en una mejor aptitud para desplazarse en terreno plano que el balancearse y el pisar con los bordes de las palmas de las extremidades inferiores, característicos de los antropoides.
La mejor aptitud de los homínidos en la supervivencia fue consecuencia de numerosas ventajas que proporciona el bipedismo. Para comenzar, la marcha bípeda es más eficiente en el consumo de energía. En seguida, en un ambiente que se ha deforestado, se consiguen mayores velocidades. Adicionalmente, en un ambiente que se ha hecho más cálido el organismo, ahora erguido, presenta menor superficie a la radiación solar y se aparta del aire más caliente que existe a ras del suelo. También libera los brazos que ahora sirven para acarrear alimentos y armas. En fin, los ojos, ahora a mayor altura, permiten otear sobre la maleza posibles presas y depredadores.
Pues bien, la postura erguida que resultó de esta nueva disposición de las extremidades inferiores hizo posible, entre otros numerosos efectos, que la cabeza reposara verticalmente sobre el tronco, lo que, a su vez, tuvo por efecto la disminución de las ligaduras musculosas requeridas para mantener la cabeza en postura horizontal. Esta disminución liberó la caja craneana del aprisionamiento muscular, posibilitándola para crecer junto con su contenido.
Esta doble causalidad circular recíproca se puede también ejemplificar en el probable hecho que dio origen al homo erectus, hace 2 millones de años, mediante una mutación genética del gen causante de la formación de los músculos que permiten a la mandíbula presionar fuertemente contra su alimento. Una menor masa muscular, ejerciendo menor presión, debió coincidir con la apropiación de un nuevo nicho de alimentos más blandos y nutritivos. Como efecto secundario, el cráneo sufrió una segunda liberación de ataduras musculares y volvió a crecer junto con su contenido.
Mutación y cambio
Sin duda, cualquier nueva disposición estructural general tiene numerosos efectos sobre el fondo genético de la especie con relación a las nuevas aptitudes que llegan a aparecer. Ante un cambio del medio estructuras favorables se tornan desfavorables al otorgar menor aptitud a los individuos, y estructuras neutras se vuelven ahora favorables. Aquellos genes que causan estructuras desfavorables tienden a desaparecer del genoma de la especie, y aquellas que originan estructuras favorables llegan a asentarse firmemente en dicho genoma. Así, en un plazo relativamente breve en el pausado ritmo de la evolución biológica una leve mutación genética puede generar no solo individuos muy distintos de sus antepasados, sino que producir también una transformación importante en el fondo genético de la especie; y si la especie cuenta con pocos individuos, este gran cambio puede tardar tan pocas generaciones en realizarse, por lo que es difícil que queden huellas fósiles de estos eslabones de la cadena evolutiva, que se pierden definitivamente en el tiempo, sin dejar rastro alguno.
Esta explicación puede resolver un problema que se plantea en el hecho de que un cambio evolutivo observado sea en general importante en circunstancias de que una mutación produce directamente sólo un cambio muy pequeño. La respuesta no radica obviamente en atribuir al azar, que está tras cada mutación, los numerosos cambios pequeños que dan cuenta del gran cambio que se observa, pues el azar no puede estar tras la coordinación requerida por los numerosos cambios que intervienen. La respuesta tampoco radica en suponer que cada cambio pequeño implicado directamente en el gran cambio se deba a una mutación producida contemporáneamente.
La respuesta radica simplemente en la hipótesis de que todos los pequeños cambios de origen genético se deben indudablemente a mutaciones y que estas variaciones del ADN se encuentran latentes en el fondo genético, sin manifestarse explícitamente en los individuos supervivientes de la especie. Pero cuando se produce alguna mutación decisiva, como la formación del talón y la bóveda plantar para caminar erguidamente del ejemplo expuesto más arriba, algunas características genéticas ya existentes en el genoma y que eran neutras, e incluso desfavorables, adquieren preeminencia para la aptitud general del nuevo individuo y entran a participar activamente en el fondo genético de la especie, mientras ésta va evolucionando significativamente. La razón es que una mutación favorable modifica parcialmente la funcionalidad del organismo, abriéndose además la posibilidad para la generación de estructuras complementarias. La evolución biológica es, en el fondo, la creación nueva o la modificación de una subestructura u órgano en el organismo biológico como resultado de la mutación en su genoma del gen que comanda la formación de dicha subestructura, y que origina una subestructura más funcional para la interacción del organismo con su ambiente.
Cambio y salto de escala
Si el mecanismo de la evolución biológica mediante pequeñas mutaciones que resultan favorables explica la relativamente rápida adaptación de una especie a un cambio determinado del medio a causa de la aparición de una serie de nuevas aptitudes que aparecen como consecuencia, también explica el gran cambio que resulta en un salto de escala, como el que permitió a ciertos celurosaurios transformarse en aves en el jurásico. Considerando que la evolución es aleatoria y relativamente lenta, y que las características que subsisten son aquellas que resultan ser favorables para un medio concreto, para que un reptil completamente pedestre se haya tornado en un ave voladora, en algún momento de la historia necesitó este reptil adquirir previamente una cantidad de características nuevas: plumas, músculos especializados, un cerebelo capaz de coordinar maniobras complicadas, esqueleto liviano y resistente, esternón con quilla, extremidades superiores largas, etc.
El problema es que para dar el salto de pedestre a volátil se deben explicar la existencia de estructuras que son útiles y necesarias tanto para el vuelo como para caminar, antes de que se hubiera intentado siquiera volar. Así, pues, es posible explicar que las plumas surgieron en primer lugar no para volar, sino que para aislar el cuerpo, pequeño y endotérmico de un celurosario, que necesitaba mantener una temperatura más alta para acelerar su metabolismo, aumentando su agilidad, como habría sido el caso del archeopteryx. También sería posible explicar el surgimiento de las otras características estructurales necesarias para el vuelo, sin que fuera el vuelo la causa para su aparición, como hubiera pensado Lamarck, conocido por su famosa, pero errónea, idea de que “la función crea el órgano”. Una estructura ósea y liviana y el bipedismo sirvieron tanto al velociraptor como al archeopteryx para correr velozmente.
Pero también la ventaja del vuelo pudo haber sido causa del volar. Así, para aumentar la velocidad, algún antecesor del velociraptor (se supone que por problemas de contemporaneidad el archeopterix no pudo ser su antecesor directo) se ayudaba probablemente de aleteos mientras corría, saltando trechos cada vez mayores, ayudado por la pendiente y pequeñas alturas del terreno, hasta que el vuelo, que resultó en una ventaja adaptativa, se le hizo natural. Una vez en posesión de la protoave, las estructuras funcionales para una variedad de objetivos pasarían a ser subestructuras de la estructura cuya función es volar, sin que por ello perdieran sus funciones originales. Por último, los grandes cambios se completan con perfeccionamientos secundarios que resultan en una mejor adaptación al nuevo medio. Similar raciocinio puede emplearse para explicar otros tantos saltos evolutivos sorprendentes, como pasar de organismo unicelular a organismo pluricelular.
Las pequeñas mutaciones que explican el mecanismo de la evolución son efectivamente favorables para la supervivencia y la reproducción de los individuos de una especie en la medida de la disponibilidad y de las exigencias de algún nicho ecológico particular disponible. Pero si éste no está vacante y no existiendo alternativa, se produce una lucha por ganarlo con la especie que lo está ocupando. En el largo plazo un mismo nicho no puede ser propiedad de dos especies competidoras. Esta lucha la termina ganando la especie que mejor logre adaptarse a dicho nicho.
El origen de la vida
Las modernas especies son el resultado de la evolución de la vida a partir el primer organismo viviente que pudo replicarse a sí mismo y traspasar sus características a su progenie. Este acontecimiento único surgió probablemente en un lugar de la Tierra hace algunos miles de millones de años y fue también probablemente irrepetible a causa de la de la difícil concurrencia de algunos factores decisivos para producir vida, a pesar de la funcionalidad intrínseca de la materia para llegar a estructurar la vida.
Desde hacía algunos miles de millones de años se habían estado formando, a partir de metano, agua y amoniaco, los constituyentes químicos necesarios para la vida, pues dichos compuestos son los precursores de los nucleótidos y los aminoácidos. Posiblemente, estos compuestos se sintetizaron en presencia de catalizadores no biológicos, empleando fuentes energéticas, como las chispas eléctricas de tormentas y el calor volcánico. En caldos concentrados diversas macromoléculas pudieron formarse por polimerización de sus precursores aminoácidos y nucleótidos. En laboratorio se han obtenido polipéptidos y polinucleótidos parecidos por su estructura general a macromoléculas modernas. La formación de la primera macromolécula capaz de promover su propia replicación se debió obtener después de múltiples ensayos y errores.
Jacques-Lucien Monod (1910-1976) anota que esta etapa de la formación de la vida no deja de ser enigmática, pues el código genético no puede ser traducido más que por productos de su propia traducción. El misterio del origen de la vida es, por lo tanto, que, sin enzimas, el ARN no podría haberse copiado a sí mismo y evolucionado; pero sin ARN altamente evolucionado no se tienen enzimas. Se reedita, pues, la vieja interrogante biológica de si fue primero el huevo o la gallina. También disminuye la probabilidad de que el fenómeno que dio origen a la vida pueda repetirse tanto en nuestro planeta como en cualquier otro. En nuestro planeta la posibilidad que se genere una vida distinta a la existente resulta además más difícil, habiendo tan inmensa cantidad de potenciales depredadores que se alimentan incluso de los precursores que posibilitarían esta nueva vida. En cambio, en otro planeta, verificándose las condiciones mínimas, especialmente la existencia de agua líquida, hay suficiente tiempo para que se origine la vida. Probablemente, el problema principal es que se den dichas condiciones mínimas, entre las que se cuenta una cierta estabilidad ambiental en un tiempo prolongado.
Como es sabido, el ARN (al igual que el ADN) depende de enzimas para replicarse. Estas complejas moléculas envuelven su filamento y, utilizando este original como plantilla, unen moléculas que funcionan como unidades de construcción básicas, llamadas nucleótidos, en uno complementario, el cual es una especie de negativo fotográfico del original. Luego las enzimas repiten el proceso en el filamento complementario para construir una copia exacta del original. Las enzimas, que están hechas de proteínas, se encuentran ensambladas a su vez de acuerdo a las instrucciones moleculares insertadas en el ARN. En otras palabras, el ARN dirige el ensamblaje de proteínas que forman las enzimas que le permiten replicarse.
Partiendo de la teoría según la cual un filamento de ARN que se autorreplica fue el precursor de la vida, algunos biólogos, como Tom Cech (1947-) y posteriormente Jack W. Szostak (1952-), han querido resolver el enigma de cómo hizo la naturaleza para producir el primer polinucleótido-polipéptido, con capacidad para replicarse y para sintetizar enzimas a la vez, esto es, para cortarse a sí misma y separar sus partes y también para entretejer nucleótidos haciendo una copia perfecta de sí misma. La búsqueda se ha centrado en encontrar un filamento de ARN suficientemente largo que pueda actuar como enzima, pero lo bastante corto para que pueda replicarse a sí mismo con cierta facilidad. Esto representaría el principio de la vida. La complejidad posterior hubo de deberse a la conexión de este filamento corto con otro filamento, y así sucesivamente hasta obtener un filamento más largo y complejo, y también al mecanismo de la evolución.
Es probable que en algún momento dado, hace unos 3.500 millones de años, cuando ya debieron coexistir tanto polipéptidos como polinucleótidos, un polipéptido penetró en el ámbito de un polipéptido, a modo de un virus que ingresa a una célula, y se fusionaron ambos funcionalmente. Ello dio como resultado la primera unidad de vida en la historia de la Tierra. Así , pues, dos estructuras enteramente distintas, pero de una misma escala, se convirtieron de este modo en unidades discretas de una estructura de una escala superior con la doble funcionalidad de metabolizar la energía del medio en su propia autoestructuración y de reproducirse de modo idéntico.
Estos primitivos organismos biológicos que se reproducían de modo idéntico pasaron a constituir, junto con el ambiente particular, las unidades discretas de la estructura llamada ecosistemas. Sin embargo, la capacidad para transmitir genéticamente su propia estructura a otro individuo es natural pero no temporalmente anterior al mecanismo evolutivo de la selección natural. En la exacta replicación siempre existió una pequeña falla: ocasionalmente se daban mutaciones. Algunas de estas mutaciones resultaron tener ventajas adaptativas que permitieron a los organismos mutantes conquistar su ambiente con mayor facilidad y desplazar a los no mutantes. Incluso algunas mutaciones resultaron ser beneficiosas en otros ambientes o cuando el ambiente propio cambiaba.
Así, pues, después de este difícil parto del principio de la vida algún largo tiempo se requirió para estructurar gradualmente las partes funcionales que constituyeron la célula primigenia, de la cual todos los seres vivientes del planeta Tierra somos su progenie. Se estima que hace entre mil millones a cuatro mil millones de años atrás surgió esta célula en su estado de perfección. Aunque primitiva, ya contuvo el mismo código genético y la misma mecánica de traducción y replicación que las células modernas. Su éxito se debió a su capacidad para reproducirse y llegar a adaptarse a un medio en perpetuo, aunque generalmente lento, cambio.
Sociobiología
En este punto de nuestro análisis conviene dedicar algunas líneas a la teoría de Edward O. Wilson (1929), explicada en su libro Sociobiología: la nueva síntesis, 1975, al relacionar la sociobiología con la zoología, y que busca carta de ciudadanía en la ciencia. Esta teoría se fundamenta en la suposición de que los genes son las unidades biológicas, últimas y subsistentes, siendo los creadores de los dispositivos llamados cuerpos que ellos fabrican para ser perpetuados. Aunque al construirlos los primeros cedieron control a los segundos y pasaron a depender de éstos, los cuerpos fueron fabricados de tal modo que su comportamiento está determinado completamente por los intereses de los genes. Dicho comportamiento se define como la búsqueda para elevar su aptitud al máximo, entendiéndose por aptitud el éxito que el cuerpo tiene para reproducirse y transmitir los genes que porta, replicándolos para que se perpetúen en futuros cuerpos. Así, cualquier determinación de su comportamiento está en función de transmitir sus genes a su descendencia.
La falacia de la teoría radica en una serie de supuestos errados. Me haré cargo de cinco de ellos. El primer supuesto se refiere a que los mencionados cuerpos u organismos son funcionales a los genes y no al revés. Lo que hemos analizado hasta ahora puede rebatir el referido supuesto. La tendencia de la materia es su estructuración en escalas cada vez más complejas en las cuales las funciones son más versátiles y autónomas, y jamás se estructuran para favorecer a alguna subestructura en especial, excepto en el caso que posea intencionalidad y finalidades propias, como el ser humano. Por el contrario, las subestructuras le son dependientes. Si un organismo biológico muere, toda la colosal estructuración se viene al suelo, como un gigantesco castillo de naipes, hasta las escalas de los átomos y de las moléculas simples.
El segundo supuesto errado de la teoría sociobiológica se relaciona con que con la afirmación de que los genes subsisten en cuerpos corruptos se está dando a entender que los cuerpos fenecen mientras los genes se perpetúan, y se está suponiendo que el criterio de la supremacía de una estructura es la duración de su subsistencia. Por el contrario, diré simplemente que los genes de algún cuerpo no son los mismos que los del cuerpo de su antepasado, sino que son meramente réplicas de aquéllos.
El tercer supuesto sociobiológico es afirmar que la causa del hecho biológico son los genes. Por mi parte afirmaré que el hecho biológico no lo definen únicamente los genes. Esto es como sindicar a las vergas de la arboladura de un navío, o cualquiera otra parte de éste, por su navegación, olvidando otras causas, como las velas, el viento, la dinámica y flotabilidad del casco y el mismo navío como tal. De este modo, la especie biológica tiene tan buenos títulos, o mejores, como los genes para oficiar de causa de los hechos biológicos, pues en su amplia estructura de intercambio genético mediante la acción sexual de una cantidad más o menos grande de individuos, que conduce a la procreación de la generación siguiente, se combinan las características selectivas, transmitidas genéticamente, que pueden asegurar su prolongación.
En realidad, el hecho biológico es de enorme complejidad y puede ser en cierto modo explicado a través de la noción de estructura y fuerza. En ésta podemos observar cada unidad de cada estructura y subestructura funcionando dentro de sus respectivas escalas para lograr una estructura de escala superior que las englobe y les otorgue la necesaria subsistencia, como es el caso de un organismo vivo respecto a sus unidades, siendo sus genes las unidades discretas de una subestructura cuya función es controlar la fabricación de proteínas, unidades discretas de sus células; pero en ningún modo controlar, siquiera indirectamente, el comportamiento y funcionalidad del organismo viviente.
La cuarta suposición equivocada de la teoría de Wilson está referida a la afirmación de que la función del mencionado cuerpo sería un ropaje pasajero y corrupto para los subsistentes genes. Señalaré, por el contrario, que son los genes las subestructuras funcionales de tales cuerpos, participando además en un organismo con una doble función. En primer lugar, los genes actúan como unidades discretas del código genético que sirve de plano de construcción de cada organismo y hasta de programadores para su destrucción final con la muerte. En segundo lugar, en la reproducción ellos intervienen indirecta y no intencionadamente para transmitir al organismo que es procreado las características acumuladas por las generaciones pasadas que permiten tanto la supervivencia y la reproducción como la autoestructuración. En consecuencia, cada organismo transmite por la procreación y a través del conjunto de genes las funciones fundamentales que caracterizan la especie, si acaso no le hace correcciones y aportes adicionales mediante mutaciones genéticas que el organismo ha demostrado con su propia existencia que son favorables.
Por último, podemos rebatir la premisa sociobiológica diciendo que los genes no pertenecen al individuo, sino que al genoma de la especie. La especie ha buscado a través del mecanismo de la reproducción sexual las formas de cómo alguien de un sexo se aparea con alguien del sexo opuesto con el objeto de mantener los genes más favorables y eliminar los menos favorables para mejorar la aptitud de los individuos que la componen. En consecuencia, el sujeto de la acción no son los genes, sino que la especie, la que no pretende mantenerse invariable.
Así, pues, el fondo genético de la especie registra únicamente los éxitos de la evolución, siendo en realidad un compendio de lo que un organismo biológico debe poseer para tener mejores probabilidades de éxito respecto a su propia supervivencia y reproducción, pero no tiene injerencia alguna sobre la acción particular de su portador, quien actúa varias escalas funcionales superiores según las oportunidades que se le van presentando. A diferencia de la estructuración de un organismo biológico que es controlada por su genoma, su propia supervivencia y reproducción no es un asunto controlado directamente por los genes, sino que es el resultado de las características funcionales de su estructura, de su acción de supervivencia y reproducción y de las oportunidades que da el medio.
El fondo genético de una especie biológica es análogo a la cultura de un pueblo. Esta no emplea a las personas para perpetuarse, sino que las personas la utilizan para tener mejor probabilidades de éxito en su existencia. Por lo tanto, el objeto de los genes no es perpetuarse mediante los organismos biológicos, sino que es permitirles su estructuración y facilitarles su supervivencia y su reproducción en un medio cambiante, pues éstos son transmitidos a otros organismos precisamente por los organismos que han logrado estructurarse, sobrevivir y reproducirse.
Si me he detenido para intentar explicar la sociobiología, ha sido para contribuir a que no se repitan los trágicos efectos sobre las estructuras social y cultural de la acción política propulsada por este tipo de teorías biológicas aberrantes, como en su tiempo lo fueron la frenología y el racismo. Éstas, mostrando una fachada científica, no sólo han buscado imponer el poder de grupos sociales fuertes sobre minorías, sino que han llegado hasta eliminarlas en horrorosos asesinatos colectivos. Si la sociobiología tuviera certeza fuera del campo de la selección artificial de los animales domésticos, la ética podría llegar a proponer quienes podrían existir y quienes podrían reproducirse para transmitir sus genes.
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NOTAS:
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Todas las referencias se encuentran en Wikipedia.
Este ensayo corresponde al Capítulo 2. “El origen y la evolución de las especies,” del Libro VI, La esencia de la vida (ref. http://www.esenvida.blogspot.com/),
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