El huevo de dinosaurio y otras historias científicas sobre la Evolución

Jorge Bolívar

• Editorial: Editorial Guadalmazán
• Año: 2015
• ISBN:
  9788494384677
• Categoría: Biowissenschaften
• Categoría: Entwicklung

¿Sabemos ya cómo surgió la vida sobre la Tierra? ¿O por qué todos los organismos compartimos idénticos genes? ¿Cómo llegó Charles Darwin a descubrir la evolución de las especies? ¿Cuál es el origen de la inteligencia? ¿De qué depende que nazca un niño o una niña? ¿Cómo funcionan nuestros impulsos sexuales? ¿Por qué envejecemos? ¿Cuáles son las claves de enfermedades como el Alzheimer o el cáncer? ¿Hemos dejado los seres humanos de evolucionar? A estas y otras preguntas esenciales la ciencia del siglo XXI está encontrando respuestas sorprendentes que este libro expone de manera amena, sencilla y rigurosa. Un texto para saber más de ti mismo y de la maravillosa vida que fecunda nuestro planeta.Hoy la vida cubre nuestro planeta con un manto verde y encontramos seres en cualquier entorno, desde los abismos submarinos a las arenas de los desiertos. Pero no siempre fue así. Para que ocurriera ese milagro fue necesario que una bolsita de moléculas se uniera, palpitara y lograra copiarse a sí misma en la Tierra primitiva. Hoy sabemos cómo ocurrió y cómo, desde esa humilde raíz, fue expandiéndose el inmenso árbol de la vida. Este libro se basa en los hallazgos más recientes de la biología molecular, la química y la ecología para narrar la sorprendente historia de los seres vivos. De la maravillosa simplicidad del ADN a los secretos de la genética, de la búsqueda de organismos extraterrestres al mundo de los fósiles, de la aparición de los ojos al desarrollo de un embrión en el seno materno, por estas páginas desfilan los procesos clave que marcan la evolución y dan lugar a la variedad actual de la vida. Nosotros mismos somos producto de la lucha por la supervivencia. Se trata de una aventura apasionante y única, que por fin hemos descifrado.«No hay un organismo más perfecto que otro: todo depende de la eficacia biológica. Muchos enormes y espléndidos animales se han extinguido sin que mediara la acción del Hombre, y sin embargo ahí están las humildes bacterias, prosperando cada vez mejor. Está por ver si el arma humana más rotunda, el pensamiento, nos hará asentarnos como especie, o terminaremos desapareciendo igual que los dinosaurios y otros millones de seres, que pasaron por este planeta como efímeras expresiones de la vida.»

LA CONQUISTA DE NUESTROS PROPIOS CUERPOS

El hecho de que muchas personas opinen que los seres vivos fueron creados por una inteligencia superior se debe, en gran medida, al grado de complejidad que presentan los organismos que vemos. Nos maravilla la exactitud funcional que permite volar a un pájaro; nos deja estupefactos el estudio de órganos como el ojo, con su delicada estructura; y la adaptación de los seres a su entorno es una sorpresa inacabable en la naturaleza. Percibimos a los animales y plantas como unas maquinarias biológicas cuidadosamente realizadas y acabadas para cumplir con efectividad sus funciones vitales, y en muchas ocasiones con el resultado (subjetivo, la naturaleza no sabe de eso) de una gran belleza. Y los seres humanos entendemos que algo bien hecho requiere un diseño por parte de una inteligencia. Hay que pensar cómo funcionará, qué elementos incluiremos, hacer un plano, construir las partes, montarlo. Es la forma en que nosotros producimos nuestras creaciones. Por tanto, asombrados ante la perfección y diversidad de la vida natural, parece lógico pensar que una especie de Gran Ingeniero con una mente exquisita y potente fue el responsable del diseño de los seres. Nuestro sentido común se rebela ante la idea de que una estructura tan increíble como por ejemplo un león haya surgido sin un plan previo, sin un fabricante que lo haga. Pero con el tiempo hemos sabido que eso es exactamente lo que ocurrió: los seres vivos, por muy complejos que sean, son producto de la combinación progresivamente más complicada de células entre sí, que han ido dando lugar a órganos cada vez más refinados, sin que exista ningún plan previo, ninguna intención, ninguna dirección definida, para producirlos. Tan sólo la capacidad combinatoria de la química celular, la competición por la supervivencia y el tiempo, mucho tiempo, son responsables de que hayan aparecido cada una de esas maquinarias tan efectivas que llamamos seres vivos. Y hemos descubierto el mecanismo empleado y el camino recorrido gracias a estudiar la forma en que se reproducen todos los organismos grandes o pluricelulares, nosotros incluidos. El secreto de la perfección (relativa, claro, no hay nada biológicamente perfecto del todo) de animales y plantas está en la organización de las células, de cada una de ellas, que lo componen.

Hombrecitos durmientes en sus camas de código

No creo que a nadie se le escape que en la reproducción animal (y vegetal, pero dejémoslo ahí por ahora) el sexo tiene mucho que ver. Parece una perogrullada, pero hasta hace unos siglos lo único que se tenía medianamente claro era que la eyaculación de un hombre sobre una mujer provocaba, al cabo de nueve meses, el nacimiento de un bebé que había estado creciendo ese tiempo en el vientre de la madre. Por tanto la materia depositada por el hombre, el esperma, se consideraba la clave de la reproducción. Y ahí quedaba todo. Cómo ocurría, qué pasos seguía el proceso, era algo desconocido. Se dudaba incluso de si ingerir esperma o derramarlo sobre la piel podía provocar un embarazo. Los médicos rurales de muchos países del mundo (no hace demasiado los europeos también) se han enfrentado a preguntas avergonzadas de recién casados acerca de cómo la joven esposa podía quedarse encinta. Durante el siglo XIX se hicieron experimentos, muy en serio entonces y que hoy provocan sonrisas, de sembrar literalmente esperma en tierra con fertilizantes para ver si salía un niño como sale una rama de pimientos. Después se descubrieron los óvulos y los científicos empezaron a pensar que su actuación también debía ser necesaria. Aún así la mentalidad machista imperante seguía dando predominancia al esperma, sobre todo cuando Nicolaas Hartsoeker miró semen a través de un microscopio en 1694 y observó pequeños organismos en el líquido, dotados de colas que le proporcionaban una gran movilidad. Ello provocó el nacimiento de una teoría, el preformacionismo, para explicar la reproducción humana. Según tal teoría esos organismos, los espermatozoides, contenían un hombre en miniatura perfectamente formado en su interior. Existe un popular dibujo que mostraba cómo se encontraba ese hombre futuro plegado en la cabeza de un espermatozoide. Aquí lo tienen. No se rían demasiado; hubo libros enteros y concienzudos dedicados a explicar esta teoría, e incluso se utilizaron herramientas de cálculo infinitesimal para ver hasta dónde se podía reducir un ser. Los hombrecitos dormidos en el interior del esperma, esperando despertar y desarrollarse al llegar a un vientre femenino, recibieron el sugestivo nombre de homúnculos.

Homúnculo dibujado por el médico holandés Nicolaas Hartsoeker en 1695.

El preformacionismo, de todas formas, presentaba un problema grave. Si dentro de cada espermatozoide hay un homúnculo, cada homúnculo debía tener su propio esperma con otros homúnculos preformados dentro que dieran lugar a su descendencia. Era una cadena interminable, como esas muñecas rusas que no dejan de salir una de dentro de otra. La cadena de homúnculos cada vez más pequeños había de tener un límite material donde los homúnculos no podían ser ya menores. Los primeros homúnculos, los más grandes de todos, eran los que portaba el esperma de Adán, el primer hombre. En el semen de Adán, defendían los preformacionistas con uñas y dientes, estaba presente ya toda la humanidad posterior, toda ella en forma de hombrecitos durmientes dentro de hombrecitos durmientes, en una línea progresiva de miniaturización. Por cierto que se pensaba también que Adán debía haber sido el único ser humano sin ombligo, ya que no nació de una mujer. Pienso yo que según eso Eva tampoco debía tener ombligo, pero no he leído nada sobre ella. En fin, con el paso del tiempo quedó claro que lo de los homúnculos se convertía en una reducción al absurdo y no era viable por ningún sitio. La investigación sobre el desarrollo de los embriones vino a arrojar algo de luz: los seres vivos se van organizando durante la gestación, desde esquemas simples hasta la complejidad alcanzada a la hora de nacer, en un proceso de acumulación de estructuras y creación de órganos. Y de los homúnculos olvidados se pasó a la teoría del diseño germinal, que defendía que cada organismo aporta a sus descendientes una serie de planos, como si de construir una máquina se tratara, gracias a los cuales el descendiente va sumando las partes que lo componen, tomadas de los nutrientes que le proporciona la madre en caso de los animales, y de la tierra en el caso de las plantas. Los planos debían andar escritos en los espermatozoides y en los óvulos, en un tipo de lenguaje biológico que se consideraba indescifrable excepto para los organismos capaces de leerlo.

La teoría del plano germinal ha sido la que más se ha estudiado y sólo se ha abandonado en fechas relativamente recientes. Es la preferida de los creacionistas, de los que creen que el mundo y todos los seres fueron creados por un Gran Ingeniero identificado con los dioses de las distintas religiones. Según ellos, esos dioses han implantado en los seres vivos la capacidad de transmitirse el diseño que este ser supremo ideó en los inicios de los tiempos. El código de transmisión debería encontrarse al menos en las células implicadas en la reproducción, espermatozoides y óvulos, en forma de unos planos detallados. Durante el embarazo el embrión se dedicaba a montarse a sí mismo siguiendo esos planos predeterminados e invariables. Cuando un animal nacía por ejemplo con una deformidad se pensaba que la causa estribaba en la alimentación de la madre, que no había sido capaz de proporcionarle los nutrientes necesarios. Y todo el mundo se puso como loco a buscar en espermatozoides y óvulos esos planos, pensando que quizá podríamos algún día descifrar su lenguaje biológico y aprender a leerlos. Incluso había quien, muy seriamente, empezó a pensar que de poder leerse tales planos lograríamos construir un ser vivo siguiendo paso a paso sus instrucciones.

Pero el plano germinal también tenía algunos problemillas teóricos. Por un lado, que las personas no nacemos hechas como adultos, sino que antes hemos pasado por las etapas de embrión y feto, y después por la bebé, niño y adolescente. ¿Qué plano hace eso? Pero además, y sobre todo, está el hecho de que los hijos se parecen a sus padres y abuelos, pero no son exactamente iguales. Un plano detallado da lugar siempre al mismo producto, como en las fábricas de coches, y eso no ocurre en la naturaleza. No hay dos seres vivos idénticos, ni siquiera entre las bacterias, así que ya ni hablar entre las plantas y los animales. Se ha descubierto la razón. Existen dos niveles en la reproducción de cada ser. Uno es el genotipo, el conjunto de sus genes tal como están conservados en las células. El otro es el fenotipo, o forma concreta en que se manifiestan esos genes tras el nacimiento. Genotipo y fenotipo constituyen dos realidades distintas que no pueden ser explicadas mediante la simple transcripción de un plano inequívoco. De nuevo volvía a primera línea de la ciencia la eterna cuestión del azar y la necesidad. ¿Qué parte de un individuo es inevitable que sea de una manera determinada, y qué parte depende del azar? Razonamientos de esta índole llevaron a proponer la teoría que a veces se ha llamado de la receta de cocina. El código genético no es un plano inamovible, sino un conjunto de instrucciones que las células siguen en su desarrollo. Podríamos comparar esta idea con la situación con dos cocineros, cada uno de ellos elaborando la misma receta. En ella, equivalente al código genético, están escritos los ingredientes, las cantidades, los tiempos de cocción, todo, pero seguro que al final el plato de los dos cocineros no resulta ni sabe exactamente igual. Hoy día los biólogos están seguros de que éste es el mecanismo correcto con que actúa la naturaleza. Los padres pasan a los hijos un conjunto de instrucciones que la naturaleza sigue, pero con un índice altísimo de probabilidades combinatorias imposibles de determinar de antemano. No hablamos de un azar dislocado: el fenotipo está condicionado por la temperatura, la situación e intensidad durante la expresión molecular, la proporción de nutrientes, una nube enorme de circunstancias indefinibles que hacen que un mismo gen pueda construir por ejemplo una nariz algo más larga o unos dedos un poco más cortos. De ahí vienen las diferencias entre los padres e hijos y entre todos los seres individuales entre sí. Y esta teoría se ve apoyada por evidencias como que dos hermanos gemelos, nacidos de una sola célula y que por tanto provienen de un único código genético, nunca son exactamente iguales por mucho que se parezcan. Si el código genético fuera un plano en el sentido de montarse desde abajo, el papel, hasta arriba, el producto, los hermanos gemelos deberían de ser clones, copias idénticas. Y no hay clones en el mundo, ni siquiera entre los seres construidos mediante ingeniería genética. La oveja Dolly, nacida de un grupo único de genes provenientes de la glándula mamaria de otra oveja, no era un clon de su madre, aunque la llamáramos así. La oveja donante es desconocida porque el experimento tuvo algunos aspectos un tanto chapuceros, pero se da por hecho que Dolly presentaba pequeñas diferencias tanto anatómicas como de comportamiento en relación al animal original. Esas diferencias se han podido constatar en todos los seres creados posteriormente mediante ingeniería genética. Gracias a este mecanismo, por el que la naturaleza recurre al azar, el mundo no está lleno de aburridas repeticiones de seres vivos que se comportan como robots. Gracias a él podemos hablar de individuos.

Hay otro punto importante en este asunto de la identidad de los seres. Se trata de la combinación genética entre padres y madres para producir variedad o parecidos. Mi abuela se preocupaba mucho de ello. Quería que sus hijos primero y sus nietos después nacieran con los ojos dominantes en su familia, de un bonito color verde, en vez de los castaños o negros más normalitos de las respectivas parejas. Y siempre me preguntaba cómo lograrlo, como si hubiera una fórmula mágica para hacer predominante un rasgo u otro. Por desgracia la decepcioné, porque eso no existe. Durante mucho tiempo los científicos creyeron que los genes se mezclaban unos con otros como quien junta en un bote pintura roja y azul. El descendiente era una mezcla indistinguible de los rasgos de los padres. Hoy sabemos que tampoco es así. Durante el crecimiento del embrión los genes no se combinan entre sí, sino que se alternan. El gen que codifica el color de ojos nunca será una mezcla del que proviene del padre y del cedido por la madre, sino exclusivamente vendrá de un progenitor o del otro. Más que mezclase como pinturas en un bote, lo que hacen los genes es barajarse como las cartas de dos mazos. El padre pone una baraja; es su código genético. La madre pone el suyo, como otra baraja. Y durante el embarazo la naturaleza reúne los dos mazos pero sólo escoge una carta para cada proceso. Sus hijos poseen ahora genes tanto de usted como su pareja; pero no tienen ni uno solo que sea una combinación de los dos. Lo que se mezcla es el código genético, pero no los genes individuales. Y los genes individuales son los que marcan el desarrollo de cada rasgo.

Mitosis vs Meiosis: Si en el primer tipo de división celular se obtienen células «idénticas» a sus progenitoras; en el segundo se obtienen células con la mitad de la carga cromosómica (los gametos, óvulos y espermatozoides), listos para crear células con características distintas a las progenitoras.

La naturaleza, no obstante, no hace la selección de un gen u otro de manera totalmente caprichosa. Hemos visto que la física y química son azarosas a niveles muy básicos, pero también sabemos que el azar suele estar regulado por probabilidades, más concretas y marcadas cuanto mayor es el sistema estudiado. Un cuerpo vivo es un sistema muy grande, así que los biólogos fueron delimitando el mecanismo de interacción genética y descubrieron que existen unos genes que suelen imponerse a otros cuando se encuentran ambos. Al que se expresa normalmente, como si fuera más fuerte, se le llama dominante, y al otro, al que suele anularse durante la gestación, se le llama recesivo. Los genes recesivos no se pierden: quedan latentes, y a lo mejor en una generación posterior se convierten ellos en dominantes. Por eso un niño de ojos negros con una madre de ojos azules puede tener a su vez un hijo de ojos azules. Diremos entonces esa frase tan famosa de que ha sacado los ojos de su abuela. Hasta el momento los científicos han identificado 1.550 caracteres físicos controlados por genes individuales, de los cuales 750 son dominantes y 800 recesivos. Hay algunos casos relativamente comprobados. Hablando en términos muy generales, los ojos de color marrón se comportan como dominantes sobre los ojos grises, verdes, pardos o azules. El rasgo de pelo oscuro suele ser siempre dominante frente al cabello rubio y rojo. El pelo rizado domina sobre el lacio. Una cabeza llena de cabello es también más común y dominante, mientras que la calvicie parece, por suerte, un rasgo recesivo. Si un adulto se queda calvo la explicación no es sólo porque su padre lo sea, sino porque en la familia de la madre hay o ha habido también hombres calvos. Una nariz aguileña y labios anchos son indicios de genes dominantes, mientras que una nariz recta y labios finos representan genes recesivos. Los caracteres dominantes tienen también mucho que ver con la etnia. En la raza negra el gen dominante de la piel es el que lleva el color oscuro; en la raza europea, el gen dominante es el que proporciona piel blanca y cabello rubio: pero en la descendencia de una pareja interracial la piel negra tendrá más probabilidades de expresarse. La raza oriental suele dejar a sus hijos, aunque un miembro de la pareja no sea oriental, el rasgo de los ojos alargados y la estatura, que están determinados por genes dominantes sobre los provenientes de otras razas. Por eso los niños y niñas nacidas de parejas de distintas etnias suelen ser tan g...