Evolución: aparece una nueva especie ante los ojos de los científicos

Las crónicas de un viaje y una idea estupenda…

Si fuera a darle un premio a quien tuvo la mejor idea
que haya existido, se la daría a Darwin, frente a Newton
y Einstein y cualquier otro. De un solo golpe, la idea de
la evolución por selección natural unifica el ámbito de
la vida, el significado y el propósito con el ámbito del
espacio y tiempo, causa y efecto, mecanismo y ley física.
—Daniel C. Dennett (filósofo)
Darwin’s Dangerous Idea:
Evolution and the Meanings of Life
(1995)

Charles Darwin

Charles Darwin. Retrato creado por George Richmond.

Este es un cuadro hecho después de que un clérigo británico llamado Charles Darwin regresara de un largo viaje en un barco llamado el H. M. S. Beagle (1831-1836).

Viaje del HMS Beagle

Ruta del viaje del H. M. S. Beagle. Imagen creada por Sémhur de Wikimedia Commons. CC-BY-SA 4.0.

Uno de los lugares donde este barco estacionó fue en el archipiélago de las islas Galápagos. Darwin publicó sus impresiones e investigaciones en torno a su recorrido en una de sus dos obras más conocidas, El viaje del Beagle (1839).

Los pinzones encontrados por Darwin en las Galápagos

Los pinzones encontrados por Darwin en las Galápagos–2da. edición de El viaje del Beagle (1845)

Durante su travesía, obtuvo muestras de diversos animales, entre ellos, varios pájaros parecidos que había visto en las islas Galápagos. Darwin no era exactamente el mejor catalogador del mundo y tampoco disciplinado a la hora de organizarse para ello. Además, su inexperiencia en el asunto le llevó a unos cuantos errores a la hora de darles nombres a las quince especies de pájaros que encontró en las Galápagos. Pensó que unos eran pinzones,  otros, mirlos y aun otros, pepíteros. Él presentó muestras de estas aves en 1837 a la Sociedad Zoológica de Londres. Tras consultar a unos especialistas en el tema, le señalaron que algunos no eran distintos tipos de pájaros, sino que todos eran distintas especies de pinzones.

Sorprendido, Darwin se preguntaba cómo era posible que no fueran distintos tipos de pájaros, sino más bien especie del mismo género de pinzones que tenían distintos picos perfectamente ajustados a su medio ambiente. El que habitaba en una de las islas tenía un pico que era lo suficientemente fuerte para romper las nueces. Otro de una isla adyacente tenía un pico distinto que permitía que recogiera las semillas para ingerirlas. En un tercer caso, el pico podía conseguirle comida dentro de la ranura de los árboles, etc.  ¿Cómo era esto posible?

Muchos naturalistas de la época ya aceptaban la evolución de los organismos como un hecho. Entre ellos se destacaba el mismo abuelo de Darwin, Erasmus Darwin, quien contemplaba la posibilidad de que los animales de sangre caliente descendieran de microorganismos. Otra perspectiva que era bien popular era la de Jean-Baptiste Lamarck, quien concebía la evolución teleológicamente, es decir, como una progresiva modificación de los organismos para que se ajustaran al medio ambiente y cuyos rasgos están diseñados para cumplir un propósito.

Darwin pensaba que Lamarck estaba fundamentalmente equivocado.  Muy a pesar del marco religioso de su época (en la élite, el deísmo era bastante popular) él quiso buscar una salida a este enigma. Lamarck admite un proceso evolutivo, pero no explica cómo se desarrollaron especies distintas de pinzones. Darwin postuló un mecanismo distinto. La evolución de los seres vivos no ocurre de manera “progresiva”, no hay progreso entre los pinzones, sino unos ajustes a las distintas realidades ambientales que les permiten sobrevivir. Y allí está la clave de todo.

La teoría desarrollada por Darwin, antes de la publicación de su primera obra El viaje del Beagle, se ilustra en esta página histórica.

Árbol de la vida

Anotaciones de Darwin. La ilustración de la aparición de nuevas especies de acuerdo con la teoría darwiniana de descendencia con modificación (1837)

A esta teoría se le conoce como descendencia con modificación e intenta dar cuenta de lo que Darwin vio en las Galápagos y otros lugares más. Por ejemplo, los pinzones viajan por el aire a distintas regiones del archipiélago, unos territorios geográficamente cercanos. De alguna manera, surgen variantes en la especie, cuyos rasgos pueden ser o no ventajosos para los individuos. Aquellos que desarrollen características que se ajusten al ambiente, tienden a sobrevivir; aquellas que no, tienden a perecer. De esa manera, de una población de pinzones pueden emerger dos especies distintas. Esto es lo que se conoce como selección natural. Hoy día llamamos especiación al surgimiento de dos o más especies a partir de una cepa. En otras palabras, es un diseño natural sin designio alguno. La evolución no es teleológica, sino teleonómica: hay una ilusión de cumplimiento de propósito, pero la modificación se debe a las mismas leyes naturales y físicas ciegas que diseñan de manera accidental los picos de los pinzones con tal de que cumplen sus respectivos fines sin el designio de alguna fuerza extraña a la naturaleza.

Por eso, la evolución no toma la forma lineal progresiva, sino que cada organismo es la rama de un frondoso arbusto de la vida. En ese sentido, el ser humano no es “la culminación” de toda la creación, sino una diminuta rama en un inmenso árbol evolutivo. A esta conclusión llegó también Alfred Russel Wallace cuando quería publicar un ensayo en 1858 proponiendo esta misma solución. Tras conocer que Darwin había llegado antes a esa misma teoría, le estimuló para que publicara un libro al respecto. De allí que Darwin publicara su segunda obra, un abstracto llamado El origen de las especies (1859). Fue Wallace el que acuñó el término “darwinismo” para designar esta propuesta.

Hoy día se sabe la teoría de Darwin estaba incompleta. A pesar de que él estuvo muy cerca de formular una visión genética de la evolución, no fue hasta que los científicos del siglo XX elaboraron una teoría nueva que se logró fusionar la idea de la descendencia con modificación con la teoría genética que comenzó a elaborarse con el monje Gregor Mendel. Al resultado de esto se le ha llamado “neodarwinismo” y es una de las reformas más significativas a la teoría de la descendencia con modificación sostenida hoy día. Para que la evolución sea posible, hace falta replicadores e interactores. El código genético (ácido desoxirribonucleico – ADN) reproduce los genes, es decir, aquellas unidades de patrones del ADN que permiten producir rasgos en un organismo. Esto, junto a la interacción ambiental de los individuos, es lo que posibilita la aparición de nuevas especies. Algunos evolucionistas también proponen a los grupos como posibles interactores, aunque este ha sido un punto de controversia discutido hoy.

Las especies de pinzones fueron posibles en gran medida porque su aislamiento mutuo permitió el desarrollo de sus rasgos particulares según su interacción con el medio ambiente. Su ambiente determina cuáles genes que originan estas características pasan a la próxima generación.

La aparición de una nueva especie de pinzón

Geospiza fortis

Un Geospiza fortis, uno de los pinzones clasificados por Darwin en su viaje a los Galápagos. Foto atribuida a putneymark en Flickr. CC-SA 2.0.

Los mecanismos de evolución propuestos por Darwin y reformados por la comunidad científica se han observado en la naturaleza, a veces ante los mismos ojos de la comunidad científica. Este fue uno de los casos recientes dados a conocer en nuestro día de Acción de Gracias en un artículo en Science. Aquí está la ficha:

Lamichaney, S., Han, F., Webster, M. T., Andersson, L., Grant, B. R., & Grant, P. R. (23 de noviembre de 2017). Rapid hybrid speciation in Darwin’s finches. Science, eaao4593. doi: 10.1126/science.aao4593.

Los autores de este artículo documentan el hecho de que dos especies distintas de pinzones lograron aparearse y producir una nueva especie a la que denominaron “Big Bird”. Una de las especies de las Galápagos se apareaba con una especie residente en la isla volcánica Daphne Mayor (al norte de Santa Cruz) y que había sido catalogada por Darwin, la Geospiza fortis. Tras un análisis genético de un “Big Bird” se descubrió que la hibridación se dio con otra especie catalogada por Darwin, la Geospiza conirostris, de la isla Española, una de las Galápagos. Nuestro conocimiento de ello fue gracias a que se había secuenciado el genoma de las quince especies de pinzones de Darwin.

La hibridación de dos especies raras veces genera una nueva especie. Cuando logran obtener crías, lo que suele pasar es que su prole no puede reproducirse. Ejemplo de ello lo vemos con las mulas. Sin embargo, esta hibridación exitosa ha permitido la producción de una especie ave que puede adaptarse a un ambiente al que ha podido sobrevivir. Su aislamiento poblacional se debe en parte a los hábitos distintos a las demás especies de aves de la isla y que, a su vez no pueden tener prole al aparearse con ellas.

Este fenómeno ocurrió dentro del lapso de 36 años en que la Geospiza fortis inmigró a esta región. lo que significa que la evolución de los pinzones puede ocurrir en dos generaciones, un periodo muy corto de tiempo.

Para más detalles, lean la mejor noticia en torno a este tema en ScienceDaily.

Referencias

Darwin, C. (1989). The voyage of the Beagle. Penguin.

Dennett, D. C. (1995). Darwin’s dangerous idea: evolution and the meanings of life. NY: Simon & Schuster. Recuperado de Amazon.com.

Lamichaney, S., Han, F., Webster, M. T., Andersson, L., Grant, B. R., & Grant, P. R. (23 de noviembre de 2017). Rapid hybrid speciation in Darwin’s finches. Science, eaao4593. doi: 10.1126/science.aao4593. Recuperado de: http://science.sciencemag.org/content/early/2017/11/20/science.aao4593.

Marsh, G. (25 de febrero de 2015). Darwin’s finches get their genes sequenced. Scientific American. Recuperado de: https://www.scientificamerican.com/espanol/noticias/darwin-s-finches-get-their-genomes-sequenced/.

Princeton University. (24 de noviembre de 2017). New species can develop in as little as two generations, Galapagos study finds. ScienceDaily. Recuperado de http://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171124084320.htm.

Wallace, A. R. (1889). Darwinism. Recuperado de: https://en.wikisource.org/wiki/Darwinism_(Wallace).

 

 

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La ciencia de la redistribución de riquezas: 1 – Fundamentos

William Muir y sus gallinas

Competencia y cooperación desde un punto de vista evolutivo

David S. Wilson - Evolution for Everyone

David Sloan Wilson y su libro – Evolution for Everyone. Él ha sido partidario y uno de los responsables en revivir la perspectiva de selección de grupos.

Imaginémonos que un barco se hunde y se salvan dos náufragos en una isla. Uno de ellos es un puro egoísta, el otro es un puro altruista y cooperador. ¿Qué pasaría si apareciera una situación competitiva entre el egoísta y el cooperador? Probablemente el egoísta haría un fricasé del altruista. Es sumamente baja la probabilidad de que este último sobreviva.

Ahora bien, supongamos que un barco se hunde y da la casualidad de que todos los altruistas nadan a una isla y los egoístas a otra (y no hay chance de que un altruista o un egoísta pueda ir de una isla a otra), ¿qué ocurriría? Al revés … parecería que la isla de los egoístas estaría sumida en caos social, mientras que la de los cooperadores sobreviviría.

¿Qué ocurriría entonces si un egoísta nada desde su isla a la de los cooperadores? Entonces la cosa se complica.  Este es uno de los razonamientos de lo que se conoce como selección de grupos, perspectiva propuesta originalmente por Charles Darwin en su obra El origen del hombre (The Descent of Man) como una manera de explicar el posible origen del altruismo humano y su preocupación por la moral:

No ha de olvidarse que aunque un excelente nivel de moralidad apenas otorga ligera ventaja al individuo y a sus hijos sobre los demás individuos de la misma tribu, el aumento del número de hombres dotados de buenas condiciones y el progreso del nivel de moralidad concede ciertamente inmensa superioridad a una tribu sobre otra. Una tribu que cuenta muchos miembros que poseyendo en alto grado espíritu de patriotismo, lealtad, obediencia, valor y simpatía se hallen dispuestos siempre a ayudarse unos a otros y a sacrificarse por el bien general, triunfará sobre la mayoría de las otras tribus; y no otra cosa es selección natural (Darwin, 1871/1966, p. 186).

En otras palabras, “los egoístas le ganan a los cooperadores dentro del grupo, mientras que los cooperadores le ganan a los egoístas entre grupos; todo lo demás es un comentario”, repiten los científicos E. O. Wilson y David S. Wilson constantemente. Esta cooperación dentro de los grupos no ocurre bajo cualquier circunstancia, sino bajo condiciones bien específicas. Cualquier mezcla de los dos entra en asuntos complejos que revela una gran verdad, a su vez bien elemental: el triunfo de cualquier sociedad en relación con otra depende del grado de cooperación que haya dentro de ellas y las medidas de incentivos, restricciones o coerciones que muevan a los individuos a la cooperación.

Hoy día el tema de la “selección de grupos” o, mejor dicho, selección multinivel, es muy contencioso (hasta el punto de rayar en personalismos). Algunos como Douglas Futuyma lo ven como una modalidad de adaptación inclusiva, otros como David S. Wilson lo ven como compatible con ese y otros mecanismos de adaptación, otros como E. O. Wilson y Richard Dawkins los ven como incompatibles desde ambos lados del espectro. Eso será tema para otro día. En el ámbito evolucionista no hay una visión consistente en torno al asunto.

Nota aparte: Para aquellos interesados en saber los argumentos en contra de la selección de grupos, véase el excelente artículo de Steven Pinker al respecto (vean también los comentarios de académicos de reputación al respecto al pie del escrito). Para el argumento a favor, véase la serie de artículos de David S. Wilson, titulada “Truth and Reconciliation for Group Selection“. En el presente, mi posición es que al menos cuando se trata de descendencia con modificación, pueden existir interactores a diversos niveles de grupos, pero teniendo como base la adaptación inclusiva (“selección de parentesco”).

Como sea que los evolucionistas miren este tema, es posible tomar algunos modelos trabajados por sus partidarios para una discusión sensata de este tema. Para efectos de la discusión, asumamos la posición de los economistas Hodgson y Knudsen (2010), de que podemos tomar un punto medio entre la perspectiva génica de la selección natural y la de selección de grupos – Para que haya evolución de seres cooperadores hace falta dos factores:

  1. El replicador:  en este caso, el código genético, el ADN
  2. El interactor:  el individuo, el grupo de más bajo nivel, el grupo de más alto nivel, etc. (pp. 93-109).

Bajo este esquema cabe la adaptación inclusiva (lo que llaman en la jerga biológica como “selección de parentesco”), por la que, desde el punto de vista génético, se ven intentos de forjar grupos con base en herencia (parentesco) y de ahí en adelante pueden formarse grupos de más alto nivel. Una perspectiva parecida es la que sostiene Peter Singer para explicar la expansión del círculo de solidaridad desde la especie humana.

A partir de esta perspectiva informal, observamos en laboratorio el punto traído por Darwin. William M. Muir (2013) de la Universidad de Purdue –y partidario de la selección de grupos– trabajó en torno al egoísmo y la cooperación entre grupos de gallinas a la hora de producir huevos. Cada jaula tenía 9 gallinas. De cada grupo, seleccionó a aquellas que individualmente producían más huevos y las juntó en una nueva jaula. Y así fue por 3 generaciones. En otros casos, Muir decidió escoger aquellos grupos que más producían.

En otras palabras, por generaciones, Muir puso a competir a gallinas individuales, mientras que otras gallinas compitieron en calidad de grupos con otras conjuntos de gallinas. ¿Resultado? Las gallinas que competían individualmente entre ellas por la producción de huevos terminaron así:

Gallinas de William Muir

El estado de las gallinas que compitieron individualmente por la producción de huevos. (c) 2013, William M. Muir.

¿En qué estado se encontraban las gallinas que competían entre grupos?

Las gallinas de William Muir

El estado de las gallinas que compitieron como grupo por la producción de huevos. (c) 2013, William M. Muir.

¿Qué ocurrió? Según Muir, las que competían dentro del grupo, entraron en una dinámica adversativa tan grande que algunas asesinaban a las otras. Esa es la razón por las que quedaron vivas eran un total de tres maltrechas. Eso sí, a nivel individual cada una producía mucho más que las de las demás jaulas.

Por otro lado, en calidad de grupo, estas gallinas sicópatas llegaron a producir menos huevos que las gallinas que competían entre grupos.  En otras palabras las gallinas que cooperaban para competir con otros grupos aumentó su producción de huevos por 160% en solo unas cuantas generaciones. Ahora bien, dentro del grupo se veía el siguiente panorama:

  • Gallinas que no producían en absoluto. Estas son los que se llaman en la jerga en inglés como “free riders” (en español, los polizones o consumidores parásitos), es decir, personas que prosperan exclusivamente debido a la producción de otros.
  • Gallinas que producían poco.
  • Gallinas que producían mucho.

En otras palabras, no es la sociedad de los individuos más productores y de competidores los que más triunfan, sino más bien la sociedad imperfecta donde haya mayor nivel de solidaridad. Para efectos de la discusión definiré “solidaridad” como aquel complejo de reciprocidad social que redunda en la mayor ganancia para todos (o la mayoría).

La mejor sociedad: la imperfecta

Según la seudofilósofa Ayn Rand, la mejor sociedad es aquella en la que prevalece el autointerés, donde el egoísmo es la virtud a ser adoptada por todo individuo.  Algunos anarquistas como Piotr Kropotkin o un economista como Karl Marx veían la mejor sociedad en la que se distribuyen las riquezas de manera estrictamente justa: provisión de riqueza justamente proporcional a lo que se produce. Las soluciones de ambos extremos del espectro filosófico-económico nunca han podido llevar estrictamente a la praxis –al menos sin convertir sus sociedades en cerradas y sin un nivel de coerción estatal que desemboquen en notables violaciones a los derechos humanos. Esto se dio en países con ideologías diversas tales como la Rusia estalinista, la China maoista, el Chile de Pinochet o el Haití de los Douvalier. Por otro lado, las mejores economías suelen ser aquellas que mezclan principios del capitalismo, el socialismo, el cooperativismo y otros arreglos (e.g. destacándose entre ellos los países nórdicos).

Todo esto se debe a que el ser humano es un hijo de la evolución por vía de descendencia con modificación.  Para muchos científicos, esta aserción no pasa de ser una perogrullada, pero tiene importantísimas consecuencias en nuestra vida cotidiana y que demasiado frecuentemente se pasan por alto. Hemos heredado el hecho de que parece que descendemos de mamíferos poligínicos, es decir, que descendemos de animales en que los machos luchan entre ellos por acceso a las hembras. No solo llegan a ese beneficio sino que también luchan por el liderato de las manadas. Finalmente, no podemos olvidar de las riñas por consumir recursos escasos. Tales tipos de competencia llevan frecuentemente a que prevalezcan consideraciones egoístas por encima de las altruistas.

Sin embargo, como los experimentos de Frans de Waal y otros han mostrado repetidas veces, también hay un factor de la naturaleza humana que le importa factores relacionados con la justicia, especialmente en calidad de altruismo recíproco como forma de solidaridad.

Si creamos un sistema económico que suponga a los seres humanos como egoístas perfectos, entonces estará abocado al fracaso. De acuerdo al economista Robert H. Frank (2011), esto ocurre por dos razones:

  • Contrario a lo que algunos suponen, el sentido de justicia puede ser un criterio posicional importante en la mente de mucha gente. Esto se puede ver claramente en el caso del juego del ultimátum.
  • Tampoco tiene en consideración externalidades que se dan a la hora de distribuir riqueza estrictamente de acuerdo al nivel de producción (Preface; capítulo 8).

Debido a ambos factores de nuestra naturaleza humana, la mejor medida es la redistribución de riquezas como el mejor mecanismo solidario dentro de un sistema capitalista o de libre mercado en que la competencia entre empresas (es decir, entre grupos de trabajos) es la norma. Como veremos en el próximo artículo de esta serie, dicha redistribución ocurre dentro de las empresas. Sin embargo, a nivel estatal también ocurre dado que la competencia entre empresas puede externalizar de maneras detrimentales a la sociedad. Vía los impuestos y la reglamentación estatal, se utilizan distintos mecanismos de redistribución para reducir lo mejor posibles dichas externalidades y fomentar la solidaridad entre distintos sectores económicos y sociales.

Francisco Catalá Oliveras

Francisco Catalá Oliveras. (Tomado por mí en el Comité del Partido Independentista Puertorriqueño en el 2011 y disponible para el dominio público).

El resultado es que a diferentes niveles tenemos algún grado de economía mixta y muy compleja. Ir a los extremos de hacer una economía perfectamente competitiva o perfectamente justa, sería a la postre disfuncional.  Esta es una de las consecuencias necesarias de los puntos más importantes de una brillante obra del economista Francisco Catalá Oliveras titulada Elogio de la imperfección. Allí, el distinguido académico nos recuerda el cuento de Jorge Luis Borges, “Funes el memorioso” donde nos relata cómo Funes no podía pensar debido a que tenía una memoria perfecta: al no poder olvidar, no podía conceptuar (olvidar diferencias), por lo que no podía pensar. La imperfección del olvido es requisito fundamental para pensar. De ahí, Catalá Oliveras (2007) acuña la expresión “Síndrome de Funes” que consiste en dos cosas:

  • Creer que la perfección es posible
  • Creer que de ser posible, sería funcional (pp. 10-14).

Usualmente, los extremos del espectro político o económico suelen padecer del Síndrome de Funes. Catalá nos aclara que debemos buscar mejorar situaciones imperfectas en la medida de lo posible (p. 12), pero esto no debe confundirse con la búsqueda de la perfección. Por eso, he postulado lo que llamo “el Principio Catalá Oliveras“:  para que un sistema funcione, debe ser imperfecto.

Ahora bien, no toda imperfección funciona y no debe inferirse por ello que no se remedien ciertas imperfecciones que crean males sociales.  Por ejemplo, el tener polizones sociales es un problema, siempre los tendremos en un sistema de libre mercado. Sin embargo, el buscar reducir este problema lo mejor posible no debe equivaler a, por ejemplo, eliminar por completo cualquier asistencia del estado.  Un exceso de bienestar del estado o un programa mal ejecutado puede ser un problema, especialmente si fomenta el ocio, la marginación y la criminalidad.

Por otro lado, aun para gobiernos conservadores de cualquier parte del mundo, ha sido extremadamente difícil desmantelar todo el aparato estado benefactor, no solo porque parte de su base política persiste gracias a ello, sino porque así se podrían evitar males sociales mayores: miseria de aquellos que no consiguen empleo, mayor mercado informal, niños sin hogar, mayor prostitución, esclavitud sexual, restricciones a servicios de salud para los necesitados, mayor criminalidad, falta de circulación de capital en los mercados, entre otros. Gran parte de la reducción de la pobreza en diversos países ha sido gracias al aparato de asistencia social gubernamental. El incremento de la pobreza debido a la reducción gubernamental se pueden observar prístinamente en lugares donde se han llevado a cabo políticas de austeridad sin medidas sensatas para salvaguardar a la población y muy especialmente los más pobres. Tales políticas también han impedido una pronta recuperación de dichas regiones, tal como lo han reconocido economistas del Fondo Monetario Internacional en el 2011 y en el 2013.

Como diría Aristóteles (1985), toda virtud es el justo medio entre dos extremos (pp. 160-175). Para alcanzar dicha moderación, tenemos que abandonar el vicio de pensar en términos de extremos: sea un neoliberalismo puro o un socialismo puro. La mejor aproximación suele ser un acercamiento casuístico: es decir, ver cada situación por caso y presentar las mejores soluciones que se conciban dentro de un programa solidario de país. Ese es el mejor criterio para ponderar en cuanto a decisiones a tomarse colectivamente.

Referencias

Aristóteles. (1985). Ética nicomáquea / Ética audemia. Madrid: Editorial Gredos.

Catalá, F. (2007). Elogio de la imperfección. PR: Ediciones Callejón.

Darwin, C. (1966) El origen del hombre y la selección en relación al sexo, I. Madrid: Ediciones Ibéricas. Originalmente publicado en 1871.

Eldakar, O. T. & Wilson, D. S. (junio de 2011). Eight criticisms not to make about group selection. HHS Public Access, 65, 6, 1523–1526. doi: 10.1111/j.1558-5646.2011.01290.x. Recuperado en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3110649/.

Frank, Robert H. (2011). The Darwin economy: Liberty, competition, and the common good. [Edición de Kindle].  Princeton: Princeton University Press.

Frazis, H. & Loewenstein, M. A. (2006). “Wage Compression and the Division of Returns to Productivity Growth: Evidence from EOPP.” BLS Working Papers 398. Recuperado en: https://www.bls.gov/osmr/abstract/ec/ec060100.htm.

Hodgson, G. M. & Knudsen, T. (2010). Darwin’s conjecture: The search for general principles of social & economic evolution. Chicago: The University of Chicago Press.

Kenworthy, Lane. (septiembre de 1998). Luxembourg Income Studyworking paper no. 188.
Do social-welfare policies reduce poverty? A cross-national assessment. Recuperado en: http://www.lisdatacenter.org/wps/liswps/188.pdf.

Kenworthy, Lane. (enero/febrero de 2014). America’s social democratic future.
The arc of policy is long but bends toward justice. Foreign Affairs.  https://www.foreignaffairs.com/articles/united-states/2013-12-06/americas-social-democratic-future.

Moller, S., Huber, E., Stephens, J. D., Bradley, D., & Nielsen, F. (febrero de 2003). American Sociological Review, 68, 1, 22-51. Recuperado en: http://www.jstor.org/stable/3088901.

Muir, W. M. (2013). Genetics and the behaviour of chickens: Welfare and productivity. In Genetics and the Behaviour of Domestic Animals, 2da. ed. Academic Press. doi: 10.1016/B978-0-12-394586-0.00009-3. Recuperado en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123945860000093.

Okasha, S. (2006). Evolution and levels of selection. Oxford: Oxford University Press.

Pinker, S. (18 de junio de 2012). The false allure of group selection. Edge [Portal cibernético]. Recuperado en: https://www.edge.org/conversation/steven_pinker-the-false-allure-of-group-selection.

Singer, P. (2011). The expanding circle: Ethics, evolution, and moral progress. [Ed. Kindle]. Princeton: Princeton University Press.

Sober, E. (2011). Did Darwin write the Origin backwards? Philosophical essays on Darwin’s theory. [Ed. Kindle]. NY: Prometheus Books.

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Wilson, E. O. (2013). The social conquest of the Earth. NY: Liveright.

El experimento Miller-Urey y nuevas claves para el origen de la vida

La abiogénesis y la teoría de la generación espontánea

Francesco Redi

Francesco Redi

La teoría de la abiogénesis, que dice que la vida puede proceder de lo que no está vivo, es una muy antigua. Sin embargo, por milenios solamente se favoreció una variante de esta:  la teoría de la generación espontánea. Desde la época de Aristóteles se pensaba que la vida podía brotar espontáneamente de lo que cosas inertes. Durante el Renacimiento, obtuvo un nuevo auge ante evidencia que parecía indicar que esta teoría era correcta. Por ejemplo, si se colocaba carne podrida a la interperie, en un momento dado saldrían larvas de moscas de su interior.

Un científico italiano llamado Francesco Redi puso esa aserción en duda porque pensaba que probablemente la carne podrida atraía a las moscas para dejar huevecillos. Posteriormente, las larvas saldrían de los huevos creando la impresión de que de la carne podrida se originaban las moscas. Así que diseñó un experimento para poner su hipótesis a prueba. Colocó pedazos de carne podrida en una serie de frascos abiertos y otros en frascos cerrados. Efectivamente, los de los cerrados no llegaron a tener larvas de moscas.

El experimento de generación espontéanea

El experimento de generación espontánea. Imagen de Daniele Pugliesi. CC-BY-SA 3.0 Unported.

Aun con ello, Redi todavía mantenía abierta la posibilidad de que los microorganismos se originaran espontáneamente de materia inerte.

Esta convicción mantenida por siglos, fue finalmente refutada por el gran biólogo del siglo XIX, Louis Pasteur. Este reconocido autor del proceso de la pasteurización de la leche creó un tipo de frasco peculiar llamado “frasco del cuello de cisne”.

Frasco de cuello de cisne

Frasco de cuello de cisne – por Yassine Mrabet y disponible bajo la GNU FDL 1.2+.

La idea es que tras hervir la sustancia que se encontraba en el interior, esta no podría entrar en contacto con microorganismos que estarían atascados en el cuello del frasco. Se pudo demostrar que efectivamente que la sopa inerte no producía microorganismos, por lo que dejó refutada de una vez la teoría de la generación espontánea aun a niveles microscópicos. Así que Pasteur propuso la siguiente ley para la biología: los organismos vivos solo pueden proceder de otros organismos vivos.

Retrato de Charles Darwin

Retrato de Charles Darwin

Sin embargo, eso no significa que la noción de abiogénesis desapareció. Al contrario, Charles Darwin y Alfred Russell Wallace) descubrieron cómo evolucionaban los seres vivos mediante selección natural, en un proceso al que se describe no por el término “evolución” sino más apropiadamente por el de “descendencia con modificación“. Esta propuesta apareció en un abstracto extenso llamado El origen de las especies (1859) por Darwin y en un ensayo de Wallace titulado “Sobre la tendencia de variedades de apartarse indefinidamente de su tipo original”. Ambos pudieron explicar parcialmente el hecho de que las especies se originaran de grupos previos que eventualmente sufrieron unas modificaciones que le llevaban a su supervivencia. Dado a factores ambientales, variantes fenotípicas, migración, entre otros, de un grupo salen dos o más especies. Muchos de los cambios fenotípicos que tienen los organismos pueden producir unas nuevas funciones dadas bajo unas circunstancias específicas: un proceso que hoy se conoce con el término “exaptación”. Es decir, todas nuestras características físicas fueron desarrollándose paso a paso de órganos que combinados asumen funciones nuevas, dentro de un proceso que tomó miles de millones de años.

Dado este fenómeno, se puede explicar perfectamente bien cómo unos seres vivos proceden de otros, algo consistente con la ley propuesta por Pasteur. Sin embargo, Darwin especulaba si era posible la existencia de alguna serie de combinaciones químicas que paso a paso hicieron que emergieran los primeros organismos, de manera muy similar al de descendencia con modificación (Miller & Lazcano, 2002, p. 78).

Aleksandr Oparin, J. B. S. Haldane, Stanley Miller y Harold C. Urey

En la Unión Soviética, durante los años 20, un científico llamado Aleksandr Oparin formuló la famosa teoría de la “sopa primordial”. Por cierto, él no fue el único en hacerlo, porque J. B. S. Haldane también la formuló de manera más refinada y aparte de Oparin y basándose en la observación de Darwin. De acuerdo con su visión, no hay tal cosa como una “división” tajante entre los procesos químicos y los seres vivos. Ambos investigadores postulaban que en el pasado hubo un a combinación de sustancias químicas que hicieron posible la gradual (no espontánea) aparición de la vida por primera vez en el planeta Tierra. Esta combinación de químicos primordiales incluían el agua, diversas formas de energía (la radiactiva, la eléctrica, entre otras) y cuya dinámica posibilitaba que se formaran moléculas cada vez más complejas, hasta que hubiera un sistema químico que, paso por paso, originaría el primer ser vivo simple. A esto se le conoció como la hipótesis Oparin-Haldane.

Durante los años 50, fueron Stanley Miller y Harold C. Urey (su profesor) los primeros que llevaron a cabo un experimento para poner a prueba esta hipótesis.

Experimento Miller-Urey

Experimento Miller-Urey. (c) 2017, Pedro M. Rosario Barbosa. Derivado del dibujo de Carny de Wikimedia Commons. CC-BY-SA 2.5.

Crearon un aparato que simulaba, dentro de sus obvios límites, la dinámica que se presumiblemente se daba en la Tierra para forjar las moléculas dadoras de vida. En un frasco se simulaba el agua (H2O) del océano primordial, cuyo vapor circularía y se combinaría con hidrógeno (H2), amoníaco (NH3) y metano (CH4). Se aplicaba energía mediante electricidad y calor para simular la radiación y la electricidad que muy probablemente tuvieron lugar durante ese proceso. Lo que buscaban Stanley y Urey era poner a prueba la primera etapa de la hipótesis Oparin-Heldane, a saber, que de estas moléculas simples del océano primordial surgirían moléculas más complejas.

Stanley Miller (1999)

Stanley Miller (1999)

Al pasar una semana solamente, ya se habían producido moléculas más complejas, muchas de ellas aminoácidos, que son los componentes de las proteínas, los bloques de construcción de la vida como la conocemos. Los resultados sorprendieron a los bioquímicos, dado el hecho de que se solía pensar que los aminoácidos solo podían formarse en los seres vivos. Ahora se podía constatar que tal proceso es perfectamente posible por procesos que involucran sustancias que actúan por la mera interacción energética y molecular.

No obstante este gran paso para la historia de la ciencia, los componentes químicos no parecían ser lo suficiente para generar la vida en un periodo de tiempo.  Aun así, mayores estudios de nuestro sistema solar han provisto algunas pistas que señalan con optimismo otros elementos que pudieron haber contribuido a la formación de moléculas orgánicas más complejas, tal vez a una rapidez mucho mayor que las previstas por la hipótesis Oparin-Haldane.

Por ejemplo, la manera en que los planetas orbitan alrededor del sol y que giran sobre su propio eje parecen indicar que las primeras etapas de la formación de nuestro Sistema Solar eran bastante violentas. Una Tierra primitiva debió haber recibido constantes bombardeos de meteoros y cometas por todos lados, además de erupciones volcánicas de su interior que pudieron hacer que emergieran moléculas orgánicas, entre varios otros acontecimientos. Un ejemplo de la violencia que sufrio nuestro planeta son las indicaciones de que la luna se pudo haber formado debido a la colisión de la Tierra con otro planeta del tamaño de Marte (Canup, 2012).

Jennifer Blank

Jennifer Blank (Foto cortesía de la NASA)

Ahora bien, intuitivamente veríamos todo el proceso violento como puramente destructivo. Uno podría decir que a tal nivel, parecería que de la sopa orgánica producida por el experimento Miller-Urey no se habrían producido moléculas más complejas. Sabemos mediante varios descubrimientos a partir de los estudios de meteoros, cometas y polvo cósmico, que nuestro Sistema Solar está repleto de azúcares, lípidos y muchos tipos de materia orgánica, algunas que pudieron haber aparecido en la Tierra gracias a dichas colisiones. Pues, la científica, Jennifer G. Blank, diseñó un experimento que puso esa hipótesis a prueba. Tomó exactamente un producto orgánico que mezclaba a cinco de los aminoácidos más comunes que pueden encontrarse en cualquier ser viviente y lo mantuvo bajo continua colisión con una especie de rifle cuyas “balas” contenían unos químicos orgánicos que podemos encontrar en cometas. Dicho químico chocaba violentamente con los aminoácidos. ¿El resultado? Aminoácidos, moléculas orgánicas sencillas y unas mucho más complejas, los péptidos (algunos de los cuales juegan un rol importante para la vida en la Tierra). Pueden conocer más sobre los experimentos con este folleto.

Obviamente, experimentos como los que hemos mencionado son un una ínfima parte de todos aquellos dirigidos al tema de la abiogénesis. La búsqueda por esa “sopa primordial” y las condiciones que posibilitaron el origen de la vida continúan. Todavía no hemos llegado al final de nuestro relato.

El mundo ARN

ARN

Molécula de ARN

Más allá de lo que hemos expuesto, los científicos en general especulan sobre cuál tipo de mundo pudo haber originado la vida. Sin embargo, la siguiente pregunta es cómo comenzó la vida. Según una hipótesis altamente favorecida, se piensa que lo que la pudo haber iniciado fue la formación del primer replicante. Sin algo que se replique, es imposible que se comenzara el proceso evolutivo. El mejor candidato a ello es lo que se conoce como el ácido ribonucleico (ARN). Su molécula se halla en nuestras células y es la principal responsable de enviar la información determinada por el ácido desoxirribonucleico (ADN) para la síntesis de proteínas en los ribosomas. A esta molécula emisaria se le conoce como ARN-mensajero o ARNm. También persiste el ARN en otros lugares, no solo en organismos vivos, sino también en virus, cuya inserción en nuestras células puede causar estragos.

¿Pudo la sopa primordial producir este primer replicante?

Descubrimiento reciente

Hace unas semanas atrás, la Proceedings for the National Academy of Sciences (PNAS) dio a conocer con antelación a la publicación del estudio, un artículo en el que se reporta que algunos científicos checkos examinaron los resultados químicos del experimento Miller-Urey y, para su sorpresa incluye también las moléculas nucleobases del ARN: uracil, citocina, adenina y guanina (Ferus et al, 2017). Este descubrimiento es uno de los más grandes pasos en cuanto a la comprensión del origen de la vida en la Tierra.

Todo parece indicar que no es tan difícil que emergiera la vida terrestre como mucha gente se imagina.

Bibliografía

Berche, P. (2012). Louis Pasteur, from crystals of life to vaccination. Clinical Microbiology and Infection, 18, s5, 1–6. doi: 10.1111/j.1469-0691.2012.03945.x.

Canup, R. M. (17 de octubre de 2012). Forming a moon with an Earth-like composition via a giant impact. Science, 1226073. doi: 10.1126/science.1226073.

Darwin, C. (2001). On the origin of species. Pennsylvania: The Pennsylvania State University.

Ferus, M., et al. (10 de abril de 2017). Formation of nucleobases in a Miller–Urey reducing atmosphere. Proceedings in the National Academy of Science (PNAS). Recuperado de  http://www.pnas.org/content/early/2017/04/04/1700010114. doi:  10.1073/pnas.1700010114/-/DCSupplemental.

Miller, S. (15 de mayo de 1953). A production of amino acids under possible primitive Earth conditions. Science, 117, 3046, 528-529. doi: 10.1126/science.117.3046.528. PMID: 13056598.

Miller, S. & Lazcano A. (2002). Formation of the Building Blocks of Life. En Schopf J. (Ed.), Life’s origin: The beginnings of biological evolution (pp. 78-112). California: University of California Press.

Ligon, B. L. (2002). Biography: Louis Pasteur: A controversial figure in a debate on scientific ethics. Seminars in Pediatric Infectious Diseases, 13, 2, 134–141. doi:  10.1053/spid.2002.125138.

Liu, B. T.,  Lomova, I. N., Blank, J. G., & Antouna, T. H. (2007). Simulation of comet impact and survivability of organic compounds. AIP Conference Proceedings 955, 1391. doi: 10.1063/1.2832985.

Oparin, A. I. (1953). The origin of life. Mineola, NY: Dover.

Redi, F. (1909). Experiments on the generation of insects. IL: Open Court.

 

Descendencia con modificación (o ¡matemos a los simios caminantes!)

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En el curso de Principios de Ética que imparto, discuto en un momento dado la teoría de la evolución neodarwiniana con el propósito de que mis estudiantes comprendan las razones del comportamiento humano en varias esferas sociales a partir de la herencia institiva y neuronal de nuestros ancestros. Aunque la discusión es relativamente breve (no puedo dedicarle todo el curso a Darwin), quiero que se familiaricen con sus conceptos fundamentales. A pesar de ello, me enfrento constantemente a un obstáculo para que ellos entiendan los puntos básicos de la teoría.

Denme una peseta por cada ocasión que se ha utilizado esta imagen para ilustrar la evolución humana ¡y sería millonario!

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Para sorpresa de muchos, lo que voy a señalar es que esta imagen está totalmente equivocada y que está muy lejos de representar la propuesta de Charles Darwin y los evolucionistas contemporáneos. Mis pobres estudiantes tienen que tomar una prueba corta al respecto y marco la contestación mala si osan escoger esta imagen como la mejor representación de la evolución del ser humano. A fin de cuentas, es evidencia de que no leyeron el material asignado. Lo sé. ¡Soy terrible!
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Lo que realmente sostenía Darwin

Contrario a lo que mucha gente esperaría, Darwin no fue el primero en idear la noción de “evolución”. Al contrario, para principios del siglo XIX, ya varios naturalistas y clérigos del Imperio Británico habían llegado a la conclusión de que la Tierra era mucho más antigua que los 8,000 años postulados por la información bíblica. Todo parecía indicar más allá de toda duda una edad terrestre mayor a la de cien mil años, tal vez millones de años. Dado este problema, los naturalistas pudieron ver con claridad que la Tierra “evolucionaba”. Los estratos geológicos mostraban claras señales de cambios geomorfológicos a través de un lento, pero larguísimo periodo de tiempo.

¿Qué hay entonces del origen de la vida? Otro problema al que se enfrentaban los naturalistas no era meramente señales de cambio geomorfológicos, sino también de diversas especies extintas que correspondían a las capas geológicas en cuestión. Claramente, los organismos evolucionaron, pero –y aquí está el detalle– nadie conocía el mecanismo de cambio gradual a través del tiempo. Además, el estudio taxonómico de dichos animales extintos llevaron poco a poco a la conclusión de que los seres vivos del presente provenían de los que existieron en el pasado. Este tema era obviamente un tabú en el ámbito cristiano y victoriano del Imperio Británico. No obstante ello, los naturalistas no se desalentaron al buscar las causas de dicho cambio.

Uno de los investigadores más destacados y brillantes del siglo XIX fue Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) quien desarrolló una teoría de herencia de características adquiridas a la que hoy conocemos como “lamarckismo”.  Esta proponía que ciertas características se heredaban en la medida que fueran más útiles para la vida de un organismo en un ambiente dado y que la próxima generación podía heredar. La visión lamarckiana se parece al ícono de la evolución humana (la “marcha” del mono al humano).

Árbol de especiación

Árbol de especiación por selección natural, con las palabras “I think” escritas por Darwin en su libreta (1837).

Charles Darwin no estaba convencido por esta propuesta, en gran medida porque dejaba muchos cabos sueltos. Primero, no se explicaba cómo en el proceso evolutivo se “escogían” aquellas características que fueran “útiles” para un organismo y aquellas que no. Segundo –y más al grano–, no se explicaba en lo absoluto la presencia de características inútiles en los organismos en general (insectos que tienen alas de más, el apéndice humano, entre otros). Finalmente, tampoco explicaba en absoluto la abundancia de especies relacionadas entre sí. Ya para 1837, Darwin había puesto por escrito lo que se conocería en términos técnicos como “la hipótesis de la filogénesis”. De acuerdo con su propuesta, los organismos evolucionan vía selección natural y mediante especiación: este último concepto significa el evento por el cual de una especie de organismos vivos –por razones geográficas, ambientales o de diversa índole–, a través de los años se bifurca en otras especies. Así que la propuesta de evolución no es como la de una serie “lineal” de primates que “culmina” en el ser humano. La imagen más exacta es la de un arbusto en la que el ser humano no ocupa un lugar “supremo” del proceso evolutivo, sino una ramita de ese frondosísimo arbusto. Por esta misma razón, no es preciso llamar a la teoría darwiniana “teoría de la evolución”, sino más bien “teoría de descendencia con modificación“, que es un tipo de teoría de evolución.

Charles Darwin y Alfred Russell Wallace

A la izquierda, Charles Darwin; a la derecha, Alfred Russell Wallace. Ambos son considerados los padres de la teoría de descendencia con modificación.

A pesar, de su formulación, nunca llegó a publicar su propuesta hasta que en 1858 ocurrió un incidente. Otro naturalista llamado Alfred Russell Wallace envió a Darwin un artículo con el propósito de publicación titulado “On the Tendency of Varieties to
Depart Indefinitely From the Original Type” (“Sobre la tendencia de variedades [de organismos] a divergir indefinidamente de su tipo original”), en donde proponía exactamente la teoría de descendencia con modificación. Darwin se comunicó con Wallace para dejarle saber que había llegado a la misma propuesta anteriormente y por separado. Debido a ello, Wallace invitó a Darwin a dar a conocer su perspectiva científica, lo que llevó a la publicación de un abstracto que hoy conocemos como El origen de las especies mediante la selección natural (1859).

Árbol filogenético

Árbol filogenético como aparece en El origen de las especies (1859).

Desde esta perspectiva, es erróneo lo que usualmente se dice en la calle: “Darwin propuso que el hombre desciende del chimpancé”, “Los evolucionistas creen que los hombres descienden del mono”. De hecho no. Ningún ser humano proviene del chimpancé. Lo que estipulamos los que favorecemos la teoría de descendencia por modificación es que el chimpancé y el ser humano tienen un ancestro común. Los monos actuales y los seres humanos también compartimos un ancestro común –mucho más lejano que el que compartimos con los chimpancés–.
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¿De dónde provino la famosa imagen de la evolución del hombre?

El usual ícono de la transformación del mono o simio menor al ser humano proviene de una mala comprensión de esta imagen publicada por un texto titulado The Evolution of Man publicado por Ernst Haeckel (1879).

Comparación taxonómica

Comparación taxonómica que aparece en el libro de Ernst Haeckel, The Evolution of Man (1879).

Esta ilustración de Haeckel no muestra la evolución del hombre a partir del gibbon, el orangután, el chimpancé o el gorila, sino que él la utiliza para comparar las estructuras esqueléticas entre el ser humano y el resto de los simios mayores. Esto lo utilizaba como un dato para justificar la convicción de que todos los simios mayores compartimos un ancestro en común.

Desgraciadamente, a nivel popular, esto no se comprendió bien y se tomó esta imagen como la ilustración de la evolución del ser humano a través de los años. No ayudó mucho el cabezote de la página que hace alusión al título del libro y no a la evolución del hombre per se.

Así que matemos a los simios caminantes … Lo que realmente hace la imagen es confundir al público en cuanto a la propuesta de Darwin y no permite un diálogo fructífero con aquellos que no comprenden la teoría de descendencia con modificación.

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