Una
crítica clásica contra Darwin es que, pese a haber titulado su
libroEl
origen de las especies (1859),
justo no aclaró cómo se originaban las especies. La selección
natural -el mecanismo evolutivo descubierto por el naturalista- se
basa en la acumulación gradual de pequeños cambios, mientras que
las especies suelen ser entidades discretas y bien definidas: vemos
leones y tigres, no una escala Pantone de leotigres. La
investigación reciente, sin embargo, ha aclarado muchos puntos del
problema de la especiación, o generación de nuevas especies, y ha
confirmado que la especiación tiene una relación directa con la
selección natural darwiniana. También han revelado unos principios
generales que hubieran resultado sorprendentes para el padre de la
biología moderna.
"La
competencia por los recursos, lascarreras
de armamentos entre
predadores y presas y otros factores biológicos dan forma a los
ecosistemas locales durante periodos cortos", dice el
evolucionista Michael Benton, de la Universidad de Bristol. "Pero
son factores externos como el clima, la oceanografía y la tectónica
continental los que explican las pautas de la evolución a gran
escala". Benton es el autor de uno de los cinco artículos con
que la revista Sciencecelebra
hoy el 200º aniversario del nacimiento de Charles Darwin (12 de
febrero de 1809-19 de abril de 1882).
La
idea de que la competencia entre seres vivos es el principal motor de
la evolución arranca del propio Darwin y suele ser la preferida por
los biólogos. Se la conoce como la hipótesis
de la reina roja, por
el personaje de Lewis Carroll que le dice a Alicia en A
través del espejo: "En
este país tienes que correr todo lo que puedas para permanecer en el
mismo sitio".
El
paradigma de la reina roja son las
carreras de armamentos entre
predador y presa: los conejos corren cada vez más para escapar de
los zorros, lo que fuerza a los zorros a correr cada vez más para
seguir comiendo lo mismo que antes; las corazas de las presas se
hacen cada vez más duras y las pinzas de sus predadores cada vez más
fuertes, con lo que todos corren lo más que pueden para que todo
permanezca en el mismo sitio.
El
problema es que la evolución a gran escala no permanece en el mismo
sitio como Alicia. Los modelos del tipo reina roja, según Benton, no
explican que los seres vivos se hayan hecho más complejos en la
historia del planeta, ni que hayan colonizado nuevos espacios (como
la tierra firme), ni que ciertos linajes concretos hayan brotado
enexplosiones evolutivas
de radiación de nuevas especies. "Todas estas cosas han
ocurrido muchas veces en los últimos 500 millones de años",
afirma el científico británico.
La
razón hay que buscarla en la geología, y algunos ejemplos son bien
conocidos. Desde que el supercontinente Pangea empezó a quebrarse
hace 250 millones de años, el baile de sus fragmentos por la corteza
terrestre ha tenido un efecto decisivo. La biología alienígena de
Australia -ornitorrincos, canguros, koalas, wombats, emús,
cucaburras- y de Suramérica -llamas, anacondas, pirañas, vicuñas,
tapires- se debe a que ambos territorios han sido islas durante casi
100 millones de años.
El
sentido común no es la mejor guía para averiguar las relaciones de
parentesco entre las distintas especies. El damán, un animalillo
africano al que cuesta distinguir de una rata, se agrupa con el
elefante en una gran rama evolutiva de los mamíferos, la de los
afroterios. Las personas, los delfines y las vacas nos apiñamos
junto a las ratas propiamente dichas en la segunda rama (los
boreoterios), dejando la tercera (los desdentados) para el armadillo
y el oso hormiguero.
La
razón es que los mamíferos originales se dividieron físicamente en
tres grupos hace 100 millones de años, cuando las actuales África,
Eurasia y Suramérica se escindieron de un continente único.
En
los últimos años, los geólogos también han encontrado fuertes
correlaciones entre la diversidad del plancton -los organismos
microscópicos que flotan en el mar- y la temperatura del agua en esa
época. El enfriamiento oceánico de los últimos 70 millones de
años, por ejemplo, se asocia a una gran radiación de especies de
foraminíferos, los principales microfósiles marinos. En general,
las fases de calentamiento por las que ha pasado el planeta se han
caracterizado por una menor riqueza de géneros, y de familias
enteras, de seres vivos.
Si
la competencia entre seres vivos es la reina roja, la evolución
guiada por las condiciones externas se conoce como la hipótesis del
"bufón de corte". Los bufones sólo pretendían complacer
a los poderosos, y jamás cambiaban sus números a menos que se
vieran forzados por una catástrofe (como una guerra o un cambio de
régimen). Si la reina roja es la idea preferida por los biólogos,
el bufón de corte es la favorita de los geólogos, como parece
lógico. Y es el motor del cambio que parece predominar a las escalas
evolutivas, de 100.000 años para arriba en el tiempo, y de especie
para arriba en la taxonomía, la ciencia que clasifica a los seres
vivos en una jerarquía de especies, géneros, familias, órdenes,
clases, filos y reinos.
La
cuestión de la reina roja tiene mucha relevancia para el problema
estrella de la biología evolutiva: la explosión cámbrica, la gran
dificultad que atormentó a Darwin hace un siglo y medio. La Tierra
tiene 4.500 millones de años, y los primeros microbios aparecieron
poco después (hay evidencias fósiles de 3.500 millones de años).
Pese a ello, la explosión de la vida animal sólo ocurrió al
empezar el periodo Cámbrico, hace 543 millones de años. La
evolución tardó poco en inventar a los animales, aunque tardó
3.000 millones de años en ponerse a ello. Ésta es la versión
moderna del dilema de Darwin.
"Creo
que la explosión cámbrica es un excelente ejemplo de evolución por
el modelo del bufón de corte", confirma Benton a EL PAÍS. "Es
un caso en que el cambio dramático del entorno físico tiene un
profundo efecto en la evolución. Esto no tiene nada que ver con
sugerir que la selección natural es errónea, o que Darwin se
equivocó. Se trata simplemente de que los cambios dramáticos e
inesperados, como el que ocurrió entonces, pueden abrumar a los
procesos normales de la selección natural y poner a cero el reloj
evolutivo, como solía decir Steve Gould". Stephen Jay Gould fue
un destacado (y polémico) evolucionista norteamericano hasta su
muerte en 2002.
El
periodo anterior al Cámbrico (de 1.000 a 543 millones de años
atrás) se llama Neoproterozoico, de mote "precámbrico", e
incluye las más brutales glaciaciones conocidas por los geólogos,
como la Sturtian y la Marinoan. Algunos científicos creen que fue
una era de bola
de nieve planetaria (snowball
earth), en
la que los casquetes polares cubrían incluso el ecuador terrestre.
Antes
de esa era del hielo, los niveles de oxígeno en la atmósfera eran
muy bajos, inferiores al 1% de la concentración actual, como habían
sido en los 3.000 millones de años anteriores. La última de las
grandes glaciaciones precámbricas, la Marinoan, terminó hace 635
millones de años, y los últimos datos indican que los primeros
animales, las esponjas, ya habían evolucionado para entonces. Y los
datos indican que el fondo marino no estuvo bien oxigenado hasta los
tiempos de la explosión cámbrica. Si la biología tardó 3.000
millones de años en inventar a los animales, la razón parece ser
que la geología no se lo permitió antes.
La
mosca Drosophila ha
resultado un modelo muy útil para estudiar los fundamentos genéticos
de la especiación. Por ejemplo, la especie americana Drosophila
pseudoobscura se
separó hace 200.000 años en dos subespecies llamadas USA y Bogotá.
Como los caballos y los burros, las moscas USA y Bogotá pueden
cruzarse, pero sus hijos son estériles. En casos de especies más
divergentes, los hijos suelen ser no ya estériles, sino directamente
inviables. El punto es que la genética de la mosca permite hallar
los genes exactos que son responsables de la esterilidad o de la
inviabilidad.
Los
resultados apuntan a muy pocos genes, y varios están relacionados
con el transporte nuclear, el intercambio de materiales entre el
núcleo y el resto de la célula. Dos de los genes de la especiación
son Nup96 yNup160, componentes
del poro nuclear que comunica al núcleo con su entorno, y otro
es RanGAP, que
regula el mismo proceso. No hay ninguna razón a
priori para
que la especiación esté relacionada con un mecanismo tan concreto
como el transporte nuclear, y estos resultados son inesperados en ese
sentido.
Pero
estos genes también tienen relación con un fenómeno que lleva
décadas siendo un sospechoso central para los genetistas interesados
en la especiación. Se llama impulso meiótico (meiotic
drive), o
más en general "conflicto intragenómico". Al igual que la
selección natural clásica, se trata de un proceso de competencia,
pero no entre individuos dentro de una especie, ni entre especies
dentro de un ecosistema, sino entre genes dentro de un genoma, es
decir, entre las partes de un mismo individuo.
Esto
es posible porque cada individuo produce miles o millones de gametos
(óvulos o espermatozoides, según su sexo), cada uno con una
combinación distinta de genes. Y hay genes que sesgan a su favor la
producción de gametos, de modo que se aseguran su presencia en más
de la mitad de los espermatozoides o los óvulos, que es lo que les
correspondería por azar. Estos genes son auténticas bombas
evolutivas, porque pueden imponerse en una población en pocas
generaciones aun cuando no hagan nada beneficioso para el individuo
que los alberga. Los demás genes se ven forzados a adaptarse para
convivir en el mismo genoma que ellos, y esto conduce a las
poblaciones por caminos separados aun cuando sus entornos sean
similares. Esto es la evolución por "conflicto intragenómico".
En
el ejemplo mencionado antes de las dos subespecies de Drosophila
pseudoobscura, USA
y Bogotá, el grupo de Allen Orr, de la Universidad de Rochester,
acaba de demostrar que un solo gen (llamado overdrive)es
responsable a la vez de la esterilidad de los híbridos entre las dos
subespecies, y de causar su propia representación en los gametos por
encima del 50% que le correspondería por azar. "Nuestros
resultados", afirma Orr, "indican que el conflicto
intragenómico, una forma de adaptación al ambiente genómico
interno, es una fuerza importante en la especiación".
Otro
descubrimiento reciente es la importancia crucial de las
duplicaciones de genes en la evolución. Las duplicaciones o pérdidas
de genes son la principal fuente de variación genética en nuestra
especie: cualquier persona se distingue de cualquier otra en un
promedio de 70 regiones duplicadas o amputadas en uno de sus
cromosomas.
Dos
siglos después, la ciencia rellena huecos que a Darwin le hubiera
encantado explicar.
