La adaptación como estructura

Entre los seres vivos, una adaptación es cualquier tipo de estructura hereditaria que hace que sus poseedores, en comparación con los que carecen de ella, tengan más hijos. Cuando hablo de estructura, no sólo me refiero a morfologías especiales, también a cadenas bioquímicas de síntesis o de degradación. Tras una coloración, que suele ser adaptativa, hay una reacción bioquímica.

PICOS ADECUADOS PERMITEN
COMER DETERMINADAS PRESAS

La condición de ser hereditaria está muy relacionado con el concepto de adaptación que vengo comentando en estos últimos artículos. Existen genes responsables de ella y, al conferir mayor éxito biológico a sus poseedores, esos genes pasarán a la generación siguiente con mayor frecuencia que los responsables de la ausencia del carácter. En este sentido, éxito biológico se entiende como capacidad (comparativa) de tener mayor número de hijos fértiles o, dicho de otro modo, capacidad de dejar más copias de los propios genes en las generaciones siguientes.

lAS PLANTAS CON ESPINAS SE DEFIENDEN
DE PREDADORES

Si hablamos de una población limitada por sus recursos a 1000 individuos, este tamaño fluctuará poco a lo largo de las generaciones. Si en la generación siguiente hay algunos más, será debido a que unos progenitores tuvieron más hijos y, por tanto, dejaron más copias de sus genes que los individuos que tuvieron menos hijos. Puede ocurrir que en la generación siguiente haya menos de mil, será porque algunos se han reproducido menos, pero ¿qué ha ocurrido ahora con aquellos que antes lo habían hecho con mayor éxito? Tal vez siga ocurriendo de ese modo en términos de descendencias individuales. Ese mayor número de hijos puede ser debido a algo, que además es hereditario. En caso de ser así, los genes responsables de la estructura que contribuye al incremento de hijos irán aumentando de frecuencia en la población. Esas estructuras, tal como lo estoy comentando, están favorecidas por la selección natural y por tanto, y de acuerdo con Darwin, son adaptaciones.

¿Podemos conocerlas? Algunas sí, pues es sencillo deducir su contribución al éxito reproductivo de sus portadores. Por ejemplo, las que incrementan su viabilidad, sus mecanismos de defensa en fases juveniles, las que los defienden mediante diversas estructuras y mecanismos. Y un sinfín más de ellas. En otros casos no es tan sencillo reconocerlas y, en la mayoría de los casos, nos resultan completamente desconocidas.

ESTA RAYA QUEDA CAMUFLADA
GRACIAS A SU COLORACIÓN

¿Qué “ve” la Selección Natural cuando actúa?? Es decir, ¿cuál es la unidad sobre la que actúa? Parece no haber duda de que es el individuo, aunque hay veces en que parece que sea la población la seleccionada, pero en este caso, mediante una actuación sobre los individuos que forman parte de ella. Hay situaciones en las que está claro que la Selección Natural actúa sobre genes concretos (En casos de letalidad, el individuo muere debido a la presencia de un solo gen).

En cada generación, la Selección Natural actúa favoreciendo a los reproductores que darán lugar a la generación siguiente, no tiene visión ni tendencia a largo plazo. No obstante, podemos ver tendencias evolutivas en el registro fósil. ¿Es esto un contrasentido? Para nada. Los ambientes cambian muy lentamente. En estos casos, la selección puede ir favoreciendo los mismos rasgos en cada generación, de modo que el carácter seleccionado podrá irse acentuando. Puede parecer que existió una tendencia evolutiva cuando, en realidad, lo que hubo fue una constante acción selectiva ciega en una misma dirección a lo largo del tiempo.

Resumiento, consideramos adaptaciones a aquellos caracteres hereditarios que confieren a sus poseedores la capacidad de tener más hijos fértiles en relación con los que tienen los individuos carentes de tales caracteres. En este sentido, la adaptación se define como un concepto comparativo y estadístico.

Unidades en biología

Antes de nada, quiero definir qué entiendo por unidad, de modo que cuando me refiera a ella se sepa de qué hablo. En biología, entiendo como unidad de una función a la porción más pequeña que, por sí sola, es capaz de realizarla. A veces resulta sencillo determinar qué entidad es la unidad, en otros casos, la determinación no está exenta de controversia.

En los seres vivos son muy importantes sus pautas metabólicas, cada una de ellas regidas por diferentes pasos o funciones. La unidad de función está admitido que es el gen, cuya primera actuación dentro de la célula en la que actúa consiste en determinar la presencia de una proteína de la que lo consideramos responsable. Siempre, tras una cadena proteica está la actuación de un gen, que está detrás de su síntesis y, por consiguiente, de su presencia en la célula. Si el gen no funciona, por mutación u otras causas, esa proteína estará ausente en la célula y esa ausencia puede causar trastornos metabólicos, que en muchos seres vivos pueden llegar a ser letales y en humanos conocemos como enfermedades.

UNIDAD ESTRUCTURAL

Si pensamos en la unidad estructural, hemos de pensar qué queremos decir. Considero que es la porción más pequeña capaz de realizar las funciones propias de los seres vivos (nacer, crecer, reproducirse y morir) con total autonomía, dependiendo del medio para obtener de él los nutrientes necesarios, pasa habitar en él y donde expulsar sus deposiciones. En este caso, la unidad es la célula.

UNIDAD ESTRUCTURAL

Todos sabemos que hay todo un mundo de seres unicelulares, en los que no está clara la distinción entre animal y vegetal, y que realizan todas las funciones propias de los seres vivos. Tal vez de modo rudimentario, comparando su modo de actuación con el nuestro, pero tan evolucionados como nosotros, pues ambos hemos sufrido las mismas actuaciones adversas por parte de la selección natural, y todos las hemos superado.

Los seres pluricelulares representan otro grado más complejo de organización, pues están estructurados por muchas células, con reparto de trabajo entre ellas, adquisición de morfologías específicas e, incluso, agrupamientos en órganos especiales. Todo esto se da en los seres formados por muchas células, con órganos que realizan funciones concretas que benefician a la totalidad del individuo. Sólo las hojas realizan la función clorofílica, que beneficia al árbol en su totalidad. Sólo el corazón bombea sangre, actuación de la que se aprovecha el resto del organismo.

UNIDAD REPRODUCTORA

¿Y cuál es la unidad en este caso? Depende y vamos a verlo. Estos individuos tienen una vida propia, y para desarrollarla no precisan ayuda de ninguna clase. Nacer y crecer son actuaciones propias del individuo que solo le benefician a él. La reproducción es otra cosa, pues es una función propia de la especie, pero que la realiza el individuo. Si la especie se mantiene en un lugar, es porque los individuos que habitan en él se reproducen y tienen hijos fértiles. 
En el caso de nacimiento y crecimiento, la unidad biológica está representada por el individuo. Pero cuando hablamos de la reproducción, el concepto de unidad es diferente. Si nos fijamos en animales con separación de sexos, la unidad es la pareja, como ocurre en vertebrados, la mayoría de insectos y muchos más. En plantas hermafroditas, la unidad es el individuo, a no ser que existan autoesterilidades.

Para un biólogo, el mundo de la reproducción de los seres vivos, hablo de vegetales y animales, es un mundo apasionante pleno de diversidad y peculiaridades. Casi cada grupo posee su estrategia peculiar, con hermafroditismos o separaciones de sexos, sincronismos o no, morfologías complementarias consecuencia de coevoluciones, etc. Todo un mundo que, a fin de cuentas, explica que un manzano aislado produzca fruto y un cerezo en esas condiciones, sea incapaz de producirlo, necesitando la presencia cercana de otro. Casos todos curiosos, diversos y que nos hablan de las diferentes estrategias de las especies para conseguir realizar con éxito una función vital para ellas, como es reproducirse y evitar su extinción.

UNIDAD REPRODUCTORA

Con independencia a la modalidad que sea, lo que ocurre es la unión de dos núcleos procedentes de dos células. Una de ellas es móvil y portadora de una dotación cromosómica, a la que llamamos genoma. La otra célula, sedentaria, en su núcleo posee otro genoma y en su citoplasma lleva todos los orgánulos celulares necesarios para que, una vez fecundada, tenga vida autónoma. En una gran diversidad de casos, al final la unidad puede ser o bien la pareja, o el individuo, dependiendo de si los gametos han sido formados por dos individuos diferentes o por uno solo.

UNIDAD EVOLUTIVA

Existe otra actividad biológica, que es la evolución. Su unidad es la población. Ésta, la población, es la depositaria de un amplio conjunto de genes y alelos presentes en los individuos que la componen. La actuación de la selección natural se centra en la reproducción, que es el punto de origen de una nueva generación. Es en esa fase cuando la selección puede ir modificando la presencia relativa de los diferentes alelos, que es lo que, a largo plazo, conocemos como evolución. A grandes rasgos, su actuación consiste en favorecer a unos individuos para que tengan más descendencia que otros. En esta actuación, los genes determinantes de los caracteres favorecidos también salen beneficiados. Por eso, y porque esto ocurre entre individuos diferentes, la unidad de evolución es la población, en el sentido de que es la entidad biológica más pequeña que evoluciona.

El azar en poblaciones pequeñas

Me meto en terreno vidrioso al hablar del tamaño de las poblaciones. Tal vez sean pocos quienes hayan reflexionado sobre este tema. Es posible, incluso, que haya quienes piensen que dichos tamaños pueden ser ilimitados. ¿Es así?

En anteriores ocasiones he dicho que los tamaños de las poblaciones se suelen mantener constantes a lo largo del tiempo en que podemos estudiarlas. Cuidado, aquí he incluido varias incertidumbres. Digo “se suelen mantener”, y es cierto. Esos tamaños fluctúan alrededor de un valor medio, estadístico, que se obtiene después de sucesivas mediciones. Pero a nadie sorprende que aparezcan valores desviados por una u otra causa. Hablamos de medias, no de magnitudes absolutas. También he dicho “en que podemos estudiarlas”, y es que hace muy poco tiempo que se vienen tomando datos relativos a estas poblaciones. De lo que ocurrió antes, no tenemos muchas ideas, si acaso indirectas.

Tamaño de población. Concepto nuevo, tal vez, para muchos. Una realidad biológica con factores condicionados por causas diversas. Ningún terreno es capaz de soportar una población de tamaño ilimitado. Por ejemplo, los animales precisan comer y en ese supuesto territorio han de encontrar los aportes nutritivos que precisan. Esto mismo es válido para organismos acuáticos. Los vegetales también están sometidos al mismo tipo de relación con otros vegetales, mediante una especie de alergias llamadas alelopatías, y que impiden el crecimiento de otros vegetales similares a los ya presentes en el territorio. Es decir, en cierto modo, limitan el tamaño de la población de la que forman parte.

Por otra parte, si los recursos limitan las expansiones ciegas de las poblaciones, hay que tener en cuenta que esas mismas colectividades forman parte de los recursos alimenticios de otras especies presentes en el mismo lugar. Es decir, una población necesita comer, y la disponibilidad de alimentos puede limitar su tamaño, pero esa misma población puede entrar dentro de la dieta de otra especie, que también la limita como predador suyo.

Con estas presiones por ambos lados, resulta que, a la larga, los tamaños de población son valores en equilibrio inestable, siempre alrededor de unos parámetros más o menos constantes. Ahí tenemos a la población con un tamaño que fluctúa alrededor de una media. Biológicamente, es lógico, la población de una generación dada es hija de la población de la generación anterior y, a su vez, generará la población siguiente. Es lo de siempre. Si está formada por un número determinado de individuos (N), se habrá generado a partir del mismo número de gametos masculinos (N) que femeninos (N). Si el tamaño se mantiene estable, la tasa de renovación de individuos es igual a uno. Es decir, si el sitio está saturado, sólo llegará al estado adulto un número similar al de los que mueran. Al morir dejan disponible un lugar que pronto es ocupado. No hay sitio para más y la selección es así de intensa.

Con vegetales ocurre otro tanto. Al pasear por el monte podemos ver muchos pinos o carballos minúsculos. Sólo llegarán a adultos aquellos que puedan ocupar el sitio libre dejado por un antecesor que haya muerto. A no ser que la población se expanda por los bordes, las formas juveniles centrales de la población tienen pocas expectativas de alcanzar el estado adulto.

En todo caso, los tamaños pequeños de población nos hablan de números bajos de individuos formados por pocos gametos. A la larga, los gametos eficaces, los que originan individuos que serán reproductores, si son pocos en número, pueden no ser representativos de la constitución génica de la población que los ha formado. Es simplemente cuestión de azar sin que sea necesario explicarlo por procesos de selección natural. A esta situación en la que la constitución genética de una población va variando por cuestiones aleatorias debidas a bajos tamaños de población, le llamamos deriva genética.

Esta puede ser la explicación de la diferencia genética que podemos encontrar entre individuos pertenecientes a poblaciones pequeñas aisladas entre ellas por causas de diversa índole, como pueden ser geográficas, ecológicas, tróficas, etc.

Las fotos de vegetales son de Sergio Roma

Ver perfil de Sergio Roma

Reflexión sobre extinciones

El éxito de una población, lo he dicho muchas veces, consiste en crecer y reproducirse generando descendientes fértiles. De este modo, esa población permanece en su hábitat a lo largo de las generaciones. Podemos asegurar que ha superado todas las adversidades de la selección natural que se le han presentado, y sigue generando hijos fértiles. En este sentido, considero que esta población tiene éxito biológico.

Otra cosa, bien distinta, ocurre cuando una población es incapaz de generar hijos fértiles. Por múltiples motivos se ha visto llevada a esta situación en la que la reproducción no es factible y, por tanto, cuando muera el último componente vivo de la población actual, diremos que se ha extinguido. A esta falta de capacidad de responder con estrategias biológicas propias es a lo que considero un fracaso biológico.

¿Por qué hay extinciones? Son múltiples las causas que conducen a ellas, pero yo las reuniría en dos grandes grupos: Causas extrínsecas y causas intrínsecas. Es decir, causas propiciadas por la situación ambiental de la población que se extingue, y causas que tienen su origen dentro de la misma población, en su constitución genética.

Si pensamos en las causas extrínsecas, podemos imaginar todas las agresiones capaces de diezmar o aniquilar una población. Muchos de ellas son ecológicas, ambientales. Pero también, con un concepto más amplio de ambiente, es posible pensar que muchos ataques proceden de otros seres vivos. Predadores, desaparición de especies que sirven de alimentos y factores similares. En estos casos, los fenómenos más duros son los que aparecen de manera instantánea sin permitir que las especies se adecuen a ellos. No es lo mismo un incremento de temperatura ambiental de 3º en uno o en 10 años, debiendo tenerse en cuenta, también, la duración del ciclo biológico de la especie de la que hablamos.

Me apena decir que el hombre es un gran generador de extinciones en todos los aspectos, desde destructor de hábitats a cazador de especies por fines lucrativos o de diversión.

Las causas intrínsecas son más delicadas. Parece como si una población se viese abocada a la extinción en un momento concreto. En otras entradas he comentado que decimos de una población que está preadaptada cuando posee suficiente variabilidad génica como para originar genotipos que afronten cualquier posible cambio ambiental que se pueda presentar.

Esa variabilidad requiere poblaciones de amplios tamaños. No podemos esperar que poblaciones raquíticas en número estén preadaptadas ante cambios inciertos que puedan ocurrir. Uno de los principales factores intrínsecos que determinan extinciones son los tamaños exiguos de población, precisamente por la pérdida de variabilidad génica que acarrea. Por si fuera poco, con los pequeños tamaños de población, aumenta la consanguinidad entre sus miembros, pudiendo tener funestas consecuencias.

Una extinción se puede producir por la acumulación de muy diversas causas. Así, comenzar por una actuación de causas extrínsecas, que diezmen el tamaño de una población y, cuando éste ya sea exiguo, las causas decisivas serán intrínsecas.

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Temo que en España no somos ejemplo de país conservador de especies, y no precisamente por la declaración reciente de la Diputación de Salamanca, que ha determinado que su provincia sea Provincia libre de lobos. Aquí matamos cuando queremos, de modo legal o furtivo, como le ocurrió al macho protegido que se encontró herido, se curó, se soltó con alegría y a los pocos días, un cazador le pegó dos tiros tan contento de su hazaña.

No tenemos cultura de convivencia con fauna salvaje. En Polonia han repoblado sus paisajes con cientos de miles de bisontes, comprados, que ya están aclimatados, ya se reproducen y ya constituyen una fuente mas de ingreso por turismo ecológico. Todo esto me produce un profundo dolor, pues no veo el modo de que en nuestro país se arreglen esos desbarajustes. Diferentes ministros de Medio Ambiente se han mostrado partidarios de limitar las poblaciones de lobos, no de buscar soluciones adecuadas. Para muchos, la única solución es matar. Luego, saltan las alarmas por exceso de hervíboros, como ocurre ahora con poblaciones de jabalíes. 
Y siempre vienen lamentos posteriores por desastres medio ambientales de todo tipo.  

Sobre el tamaño eficaz de una población.

Esta entrada la publiqué en este blog hace un tiempo. La traigo de nuevo, pues creo que conocer su contenido puede hacer más comprensible la entrada siguiente sobre extinciones.

Reunidos, unos amigos charlábamos de temas relacionados con el medio ambiente de Galicia. Uno de ellos, bien intencionado, comentó que, en los Ancares, el urogallo “ya” no está en peligro de extinción, pues hay unos veinte ejemplares por la sierra. Biológicamente, me parece una población pequeña, pero para tener más datos pregunto que cómo se distribuyen esos veinte por sexos. Mi amigo, algo picado, comenta que “salió el biólogo…” La conversación cambió de tono, siempre cordial. 

Comento que una cosa es el tamaño censal de una población. Es decir, el número de individuos que encontramos después de realizar un censo y que simbolizamos como N. Tiene importancia biológica, pues ese tamaño viene determinado por criterios de territorialidad, disponibilidad de recursos, número de predadores y demás factores que pueden limitarlo. El número de individuos que puede haber en un territorio no es ilimitado.

Pero esos veinte urogallos que hay en los Ancares (es un decir), deberían de constituir una población biológica. ¿Es así? Primero conviene comentar lo que en biología entendemos por “población”, un concepto muy operativo.

Para los biólogos, una población es un conjunto de individuos de la misma especie que comparten espacio, tiempo y algunas más características biológicas que determinan una alta cohesión reproductiva y ecológica. Indudablemente, los miembros de una población se reproducen entre sí y tienen hijos fértiles. El requerimiento conceptual y funcional de que se produzcan hijos fértiles implica que esa población es capaz de autoperpetuarse sin necesitar ayudas externas de ningún tipo para hacerlo.

Entramos en terrenos evolutivos al decir que una población debe (biológicamente hablando) originar la siguiente. Esto garantiza, dentro de lo que cabe, la perpetuidad de esa población en ese hábitat. A los individuos les resulta indiferente reproducirse, pero es un proceso fundamental para la especie a la que pertenecen. En urogallos (como en todas las aves, y mamíferos y muchas otras especies animales y vegetales), la reproducción es sexual, es decir, implica a machos y hembras. Por eso yo preguntaba que, dentro de la población censal de 20 urogallos, cómo se repartía este censo entre machos y hembras. Es aquí donde aparece el concepto de “tamaño eficaz de población” (Ne), que viene a decir a cuántos individuos reproductores equivalen los 20 de los que nos hablaba mi amigo.

Existen fórmulas para calcular este tamaño eficaz. Todas ellas tienen en cuenta el número de machos y de hembras, además de factores influidos por el modo de reproducción. Y en todas, el número de machos y el de hembras aparecen como un producto, de modo si una de las cantidades es igual a cero, el total también lo es. Si todos son machos, (hembras = cero) o todas hembras (machos = cero), el tamaño eficaz es cero. Cuando el tamaño es cero, la población está abocada a la extinción, para comprenderlo no hace falta aplicar fórmula ninguna. En esas fórmulas es fácil ver que, dentro de un tamaño censal dado, el valor máximo se produce cuando el número de machos es igual al de hembras.

Una fórmula muy utilizada es la siguiente, aunque tiene sus limitaciones:

                   (nº de machos) x (nº de hembras) 

Ne = 4 x  ---------------------------------------------

                 número de machos + número de hembras

Donde Ne representa el tamaño eficaz,-

nº de machos es el número de machos y

nº hembras, el número de hembras.

¿Porqué el calificativo de eficaz? Porque se define desde el punto de vista de permanencia de la población en un territorio dado. Esos individuos, los reproductores, serán los que transmitan sus genes a la generación siguiente y quienes contribuirán, a que ésta permanezca en su hábitat. Por eso les llamamos eficaces.

Adaptado, no el más fuerte.

Reiteradamente me encuentro con el sonsonete aquel de “la supervivencia del más fuerte” atribuido a Ch.Darwin, utilizado para resumir su teoría acerca del origen de las especies. Me duele tanta ignorancia con buena fe. No creo que quienes dicen tal cosa sean conscientes de estar propagando una falsedad teñida de propaganda, tal vez, ideológica. Es posible que buenamente crean que esta frase resume el pensar de Darwin.

GRACIAS A SUS ÓRGANOS URTICANTES,
LAS MEDUSAS SE PROTEGEN DE PREDADORES.

Darwin nunca dijo tal cosa, ni habló del más fuerte en ningún momento. Por otra parte, eso del más fuerte se toma hoy en el sentido del matón más contundente, lo cual viene muy bien a los matones en el país de los crédulos, pues de este modo ven justificada su conducta. Como llevo años estudiando biología evolutiva, y creo conocer algo El origen de las especies, voy a intentar explicar aquí lo que Darwin quiso decir al hablar de los más adaptados, que son aquellos que según él, sobreviven y alcanzan el estado reproductor.

En el capítulo IV de su libro, el autor no habla de “La Selección Natural y de la supervivencia de los más aptos”. ¿Qué entiende por aptos? Vayamos por partes.

TAMBIEN LAS ORTIGAS TIENEN CÓMO
DEFENDERSE DE HERVÍBOROS

Para Darwin, el éxito biológico de una especie consiste en permanecer a lo largo de generaciones, no extinguirse. En este sentido la extinción es un fracaso biológico. Para permanecer viva, una especie ha de recurrir a diversas estrategias, que son componentes de su adaptación. Quiero hacer notar que para que una especie permanezca viva, ha de cumplir un requisito biológico insustituible: reproducirse.

Pero la especie no se reproduce, son los individuos pertenecientes a ella quienes lo hacen de modo particular, contribuyendo de este modo a la perpetuación de la especie de la que forman parte. Darwin constató que, tanto en animales como en vegetales, las especies son muy prolíficas. No obstante, las poblaciones adultas de cualquier especie, suelen estar formadas por un número similar de individuos a lo largo de las generaciones. Es lógico deducir que desde la fase inicial de la vida de cada individuo, hasta alcanzar su estado reproductor, se produce una gran mortandad. ¿Quiénes sobreviven a lo largo de estas fases? Darwin es taxativo en la respuesta a esta pregunta: los más adaptados. En cada generación, estos supervivientes serán los biologicamente encargados de originar la generación siguiente. Y ocurrirá de este modo, hasta que fallos de diversa condición determinen la extinción de la especie.

LOS ANIMALES CARNÍVOROS POSEEN
DENTICIÓN APROPIADA PARA TRITURAR HUESOS

Desde el punto de vista biológico, el éxito de una población es dar origen a la siguiente, pero con condiciones, pues los descendientes también han de cumplir con esta función. Es decir, los descendientes han de ser fértiles. Esa fertilidad de sus miembros a lo largo de las generaciones, es una condición fundamental para el mantenimiento de las poblaciones y, por tanto, de las especies.

No todos los individuos adultos tienen la misma fertilidad. Algunos debido a causas exteriores, otros por circunstancias hereditarias, son más fértiles que otros. Las causas hereditarias son importantes, pues si sus portadores se reproducen en mayor número, también los caracteres que contribuyen a incrementar esa fertilidad irán aumentando en frecuencia entre los miembros de la población. A la larga, después de muchas generaciones, esos caracteres hereditarios que contribuyen a una mayor fertilidad por parte de sus poseedores, irán incrementando su frecuencia en las poblaciones, hasta llegar a una generación en la que sean caracteres presentes en todos los miembros. Diremos de ellos que son caracteres fijados.

HAY PLANTAS CON ESTRUCTURAS MUY
EFICACES PARA DISPERSAR SUS SEMILLAS

A estos caracteres les llamamos adaptaciones. Son hereditarios y hacen que sus poseedores, en comparación con los individuos que carecen de ellos, tengan más hijos fértiles. Es decir, contribuyan de modo más eficaz en la misión de generar la siguiente generación. Con el tiempo, los poseedores de adaptaciones son los que sobreviven, en contraposición a quienes carecen de ellas, que van quedando eliminados. 

En un próximo artículo seguiré hablando de adaptación.

Teorías evolutivas

Parto de la idea de que nadie (bueno, tal vez cinco personas o pocas más) han leído el libro de Darwin “El origen de las especies por medio de la selección natural”. Incluso, un alto personaje de mi Facultad demostró no haber leído ni su introducción, una vez que tuvo que hablar en público sobre tal libro. Pero todos opinan o dogmatizan sobre él. Una costumbre muy nuestra, y más si apoyamos nuestros dogmas con la coletilla de “me vas a decir a mí”.

EDICIÓN GALLEGA DEL ORIGEN
DE LAS ESPECIES

La idea de la evolución de las especies venía de lejos en el tiempo. Ya en el s.XVIII, Buffon habló de la aparición de especies como algo difuso, un mecanismo nada concreto. Para Leibniz, la evolución carecía de sentido, mientras que para Goethe era algo que convenía conocer. Digamos que la evolución, como hecho biológico, estaba a la espera de interpretación conceptual. No se discutía acerca de su existencia como proceso, sino sobre el proceso en sí.

Es en el s. XIX cuando aparecen dos teorías que intentan explicarlo. Una, primera en el tiempo, es la propuesta por el naturalista francés J.B.Lamarck. La otra es la de Ch. Darwin.

¿Qué propugnaban, a grandes rasgos una y otra?

 LAMARCK

Según Lamarck, cuando los individuos desarrollan sus actividades vitales, adquieren caracteres nuevos y tales caracteres se heredan, originándose nuevos tipos morfológicos por esas especializaciones. Los órganos nuevos también podrían aparecer por necesidad: por ejemplo, las alas responderían a una necesidad de volar. La teoría, muy respetable y primera en la historia de la biología, fue desechada pronto, aunque en algunas ramas de la biología aún sigue en vigor. Si le confería tanto poder a la necesidad, no se explicaban las extinciones, y la paleontología era una ciencia que reclamaba respuestas y explicaciones concretas.

DARWIN

Darwin propuso a la selección natural como una de las fuerzas generadoras de especies, (no la única, como dice dos veces en la introducción de su libro). La selección natural la define en función de la adaptación. Hace notar cómo hay una gran fertilidad en los seres vivos, animales y vegetales, pero que muy pocos alcanzan el estado adulto. Para alcanzarlo, han tenido que superar muchas adversidades. Digamos que esos adultos han sido “seleccionados” por la naturaleza. Unos lo habrán sido por azar, otros con poseer caracteres hereditarios que les permitan superar mejor los embites ambientales. Cuando los supervivientes favorecidos lo son a causa de caracteres hereditarios, decimos que ha actuado la selección. A esta selección, Darwin le llamó “natural” para diferenciarla de la “artificial", que ejercían granjeros y hortelanos en sus trabajos de mejoras. A los seleccionados, Darwin atribuyó el estar mejor adaptados.

¿Por qué tuvieron tanto impacto en la sociedad ambas teorías evolutivas? Convendría preguntárselo a los sociólogos, pero voy a comentar algo, sólo algo, sobre esto.

MICHURIN

Al mundo soviético no le gustó nada la genética descubierta por Mendel, pues le disgustaba que hubiesen alelos “dominantes” y “recesivos”. Michurin fue un genetista de la época de Stalin que ideó un tipo de genética según la cual todos los genes eran iguales en su comportamiento. En este plan, la herencia de los caracteres adquiridos propugnada por Lamarck, permitía a los ideólogos decir que “de nosotros depende cómo sean nuestros hijos”. Por ejemplo, si los queremos trabajadores, trabajemos.

Por otra parte, al mundo capitalista le gustó la idea de los más adaptados, que pronto transformó en “los mas fuertes” Según esta interpretación, todos los procesos del mundo capitalista están explicados por la teoría de Darwin acerca de la “supervivencia de los más fuertes”, interpretado como "supervivencia de los matones".

Tengo un libro, algo antiguo, de evolución, que dice que los muertos en accidente son debido a la mala adaptación por parte de los accidentados y que en ellos está actuando la selección. Un comentario deleznable, la verdad.

Jóvenes rompiendo la consanguinidad

Existe consanguinidad en una pareja cuando ambos miembros comparten algún progenitor. En principio, no es mala. Pero si en esa familia existen alelos causantes de malformaciones, los dos miembros de la pareja pueden haber recibido ese alelo del progenitor común, existiendo un alto riesgo de que tengan algún hijo con la tara determinada por dicho alelo.

Se rompe la consanguinidad cuando, habiéndola, se forman parejas entre personas no emparentadas. Entre los humanos, existen instintos que llevan a la ruptura de la consanguinidad, y voy a comentarlos. Pero, antes, quiero indicar que dichos instintos se han manifestado siempre y en todas las culturas de las que tenemos datos.

En tribus humanas africanas, existen mecanismos sociales con este fin. Los muchachos procedentes de otras tribus que se integran en alguna debido a que se van a emparejar con alguna chica perteneciente a ella, ven rebajados sus deberes laborales en la comunidad que lo recibe, a lo largo de todo un ciclo anual. Las tribus que siguen esta costumbre, desconocen el beneficio genético que representa la inmigración del muchacho. Pero el beneficio a largo plazo, siempre de índole biológica, es más importante que el que se pueda producir a corto plazo, sumando el esfuerzo de un hombre más a los trabajos tribales de la comunidad.

Hay datos procedentes del siglo XIX y principios del XX, que nos hablan de poblaciones humanas con graves defectos hereditarios, debidos a consanguinidad generada en poblaciones pequeñas residentes en lugares de difícil acceso. En esos lugares, con inviernos largos y duros, las parejas consanguíneas se formaron del modo más natural. Por ejemplo, en montañas de Galicia, León o Cantabria o en las Hurdes. Pero también ocurrió algo similar en Noruega, en pueblos situados en vertientes de fiordos de difícil acceso y en algunos lugares de Norteamérica. Todas esas taras genéticas desaparecieron mediante causas curiosas. Por ejemplo, en Norteamérica desaparecieron cuando se popularizó el uso de la bicicleta y la gente joven iba de un pueblo para otro a conocer a otros jóvenes, costumbre que arraigó entre ellos, pues les gustaba conocer personas de otros lugares. Con estos paseos se generaron noviazgos que terminaron en bodas, rompiendo la costumbre de los matrimonios consanguíneos.

En Noruega se construyeron embalses hidroeléctricos inundando diversas aldeas. Los habitantes de esos núcleos fueron reunidos en grupos de población más grandes. En ellos, los matrimonios se realizaron entre jóvenes de diferente procedencia, que no tenían vínculo de parentesco, eliminando la consanguinidad en una sola generación. En nuestro país pudieron ocurrir casos similares.

Los jóvenes, ellos y ellas, cuando se trasladan a otras localidades, suelen tener mayor atractivo para establecer parejas con personas pertenecientes a las poblaciones receptoras. También en núcleos de estudios, por ejemplo, donde suelen coincidir jóvenes de diversa procedencia, es normal que se establezcan relaciones entre personas de orígenes geográficos dispares. Son pautas reiteradas que contribuyen a la pérdida de consanguinidad en poblaciones.

Todos tenemos en nuestras mentes las imágenes de enormes discotecas situadas en zonas rurales, alejadas de las poblaciones, pero situadas entre varias, más o menos equidistantes. Los jóvenes procedentes de esas localidades constituyen su principal clientela. Entre ellos, el conocer a “gente nueva” es un gran aliciente para acudir a dichos establecimientos. Está claro que al hablar de gente nueva, se refieren a chicos o chicas de otras localidades que, por tanto, representan la posibilidad del rompimiento de la consanguinidad que pudiese existir en sus respectivos lugares de origen.

Pensemos en un autocar con una excursión de estudiantes. Si aparca en medio de una plaza, antes que bajen quienes llegan, ya hay personas del sexo opuesto paseando por las cercanías del autocar, como quien no quiere la cosa.En estos días pasados, con motivo del cambio de año, en muchos lugares se celebraron fiestas en las que, de modo mas o menos subliminal, andaba el aliciente de conocer "gente nueva".

Es curioso. Hasta donde yo sé, y aunque no existen muchos datos, parece (digo “parece”, ¿eh?) que en una población cualquiera, los machos inmigrantes tienen mayor éxito sexual que los machos residentes. Esos machos inmigrantes traen genes ajenos a la población receptora y, por tanto, aportan novedades biológicas. Cuantas más hembras fecunden, más presentes estarán sus genes en la siguiente generación. 

Pero no pensemos que esto que comento, tanto en humanos como en otros animales, son actuaciones premeditadas. Son comportamientos que se realizan de modo inconsciente, yo diría que instintivo, sin saber su significado biológico, y que tienen un saludable efecto en las poblaciones. Me gusta observar algunos comportamientos humanos, que consideramos muy elaborados, pero que tienen un fuerte componente biológico. Comentaré mas.

Darwin frente a Platón

La ley más general de la Biología nos viene a indicar que “toda ley cuenta con sus excepciones”. No es una ley escrita y surge como consecuencia de conocer los seres vivos y sus procesos. Realmente me gusta mucho, pues ese mundo es tan complejo, que salvo los hechos relativos a los procesos básicos moleculares, aquellos que implican a ácidos nucleicos y síntesis de proteínas, todos los demás ya son reflejo de la tremenda diversificación que poseen esos mismos seres. Dentro de esa diversidad, aunque los procesos sean similares, (nacer, crecer, morir, reproducirse, etc.), cada grupo tiene un modo peculiar de llevarlo a cabo. Y siempre, siempre, con excepciones.

Cuando hablamos de leyes en ciencia, las utilizamos como conceptos predictivos, y esto choca frontalmente con quienes piensan que muchos procesos biológicos son hechos únicos, sin ningún otro al que referirse en términos históricos.

Otro tanto puede decirse de la singularidad de los seres vivos, sea cual sea el grupo al que pertenece (salvo casos de reproducción asexual), a diferencia de lo que se pudo deducir al aplicar las ideas de Platón al mundo de los seres vivos, como se hizo durante siglos.

PARA PLATON, LA VARIACIÓN
NO ES HEREDITARIA

El pensamiento de Platón era el de un geómetra: un triángulo, cualquiera que fuese el valor de sus ángulos, siempre tendría la forma de triángulo y, así, sería diferente de un cuadrado o cualquier otro polígono. Para Platón, el mundo cambiante de los objetos no era, para decirlo de este modo, más que el reflejo de un mundo de pocas formas invariables, que él denominó eidos y el mundo tomista medieval definió como esencias. Volviendo a la idea del triángulo, el polígono de tres lados y tres ángulos sería su esencia. Los diferentes tipos de triángulos, no la modifican.

Las esencias constituyen lo que es real e importante en el mundo. Pero son ideas y, como tal, pueden existir independientemente de cualquier objeto. Características suyas son su discontinuidad e invariabilidad. Según este concepto, la variabilidad en los objetos que comparten esencia, se debe a la imperfección de cada uno de ellos para copiar en sí mismo la esencia que lo inspira. Esta forma de ver el mundo estuvo en la base del realismo de los tomistas, pero también en el pensamiento de lo que más tarde se llamaría idealismo o positivismo de filósofos mas recientes, incluso del siglo XX. Fue tanta la influencia de las ideas platónicas en la filosofía posterior, que no faltó quien dijese que “se puede decir con toda seguridad que la tradición filosófica europea se reduce a una serie de notas a pie de página puestas a las obras de Platón”. Muchos lo consideran una alabanza, cuando realmente es un lamento de que la filosofía europea no haya sido capaz de librarse de la influencia de Platón a lo largo de todos estos siglos. En términos biológicos, el sometimiento a esta idea de Platón representó un verdadero desastre científico.

OBTENIDO POR SELECCIÓN
DE CARACTERES VARIABLES

Según Platón, los seres vivos transmitirían a sus descendientes la capacidad de copiar la esencia de su clase, no existiendo, por tanto, mayor variabilidad entre ellos que las imperfecciones provocadas por los errores producidos al copiarla. Puesto que la esencia era invariable, esos errores de copia se producirían en todas las generaciones de modo que la variabilidad en una generación sería igual a la que aparecería en cualquier otra a lo largo de ellas.

No deja de sorprenderme que Platón negase, o no tuviese en cuenta la herencia de la variabilidad. Pero para eso tendría que haber atribuido esta variación a causas biológicas y no a errores de copia de una esencia invariable. Y digo que me sorprende porque, necesariamente, Platón tuvo que conocer diferentes razas de perros, obtenidos por selección y en los que es bien manifiesto que la variabilidad de algunos caracteres morfológicos es hereditaria. También conocería diferentes tipos de aceites y de manzanas y podría haber constatado que las diferencias en sus clases no eran debidas a errores al copiar las respectivas esencias, sino a causas hereditarias.

Pero esto fue ocurriendo a lo largo de muchos siglos posteriores a Platón, hasta que en pleno siglo XIX, Darwin hizo ver la base genética de la variabilidad y, por tanto, la posibilidad de seleccionar sus caracteres responsables. Hasta entonces se habían seleccionado especies, pero sin criterio científico. Existía una separación conceptual total entre científicos y criadores de seres vivos, fuesen ganaderos o agricultores. Hoy creo que tal separación no existe. Digo “creo” porque no rechazo la idea de que esté tan ofuscado por mis criterios actuales, que sea incapaz de constatar lo evidente. Es posible, no lo rechazo, pero conozco a científicos que trabajan en granjas y en cultivos.

OBTENIDAS POR SELECCIÓN
DE CARACTERES VARIABLES

¿Cómo se dio cuente Darwin de esto? Cuando estudió en la Universidad, visitó la granja de algunos amigos, también estudiantes. Allí se familiarizó con diferentes razas de ganado y, tras preguntar y analizar las respuestas, constató la realidad de la herencia de caracteres debido a variabilidad. Algo contrario a lo que creían los científicos del momento, tal vez por no haber realizado trabajo experimental de campo.

Cuando publicó El Origen de la Especies, debía combatir esta idea y lo hizo en el primer capítulo de la obra. Me gusta ver cómo lo hace. Desde dentro, y voy a explicarme. En aquella época, los hombres de una cierta posición social y cultural, a quienes iba dirigido el libro, solían vivir en los que hoy llamamos viviendas unifamiliares, con huerta y jardín, al cuidado de un jardinero. Pero todos ellos pasaban largos ratos con sus palomas, Era una afición peculiar, que hacía que estuviesen horas en los palomares, programando cruzamientos y seleccionando progenitores para obtener descendencias concretas. Esos mismos hechos, a los que los londinenses estaban tan acostumbrados y a cuyos resultados se referían al hablar de sus palomas, sirvió a Darwin para que los lectores comprendiesen algo con lo que trabajaban de modo normal desde hacía tiempo, la herencia de caracteres debidos a variación. Dicho de otro modo, esos caracteres no eran debidos a errores de copia de una esencia ideal, más bien había que admitir que se transmitían hereditariamente y, además, eran susceptibles de ser seleccionados.

El contenido de ese primer capítulo convenció a muchos lectores, intelectualmente honrados, del error conceptual de Platón. Siguieron leyendo el libro con interés. Otros no se quisieron dar por enterados, aún careciendo de argumentos sólidos, pero de esos aún hoy abundan en nuestros foros.

Color y selección natural

COLOR SIMILAR

En una entrada anterior, he dicho que unas flores de diversos colores creciendo juntas, nos indicaban que estábamos ante un cultivo artificial. En estado silvestre, las flores de cada especie tienen un color concreto. Las mimosas son amarillas; la amapolas, rojas; las digitales, púrpuras y así hasta una larga lista. Incluso hay flores que dan nombre a un color. Violeta, malva o rosa tanto es nombre de flor como de su color.

Tal vez a muchos les choque esto, pues se está muy acostumbrado a los múltiples colores de diversas flores, como pueden ser rosas, claveles, hortensias o camelias. Pero esa variedad de color corresponde a flores cultivadas, lejos de los ambientes silvestres en los que han de vivir de modo natural, inmersas en los ambientes definidos por la selección natural en cada ecosistema concreto.

MALVA. FLOR Y COLOR

¿Qué a qué viene relacionar el color de una flor con la selección natural? Pues yo diría que estamos ante un órgano muy importante para una gran parte de los vegetales. En la flor se realiza la formación de gametos, la fecundación de los óvulos, su posterior maduración y transformación en semillas. Todo el potencial biológico que representa la formación de las siguientes generaciones se encuentra en la flor de cada planta.

La fecundación de los órganos femeninos la realiza el polen en un proceso que llamamos polinización y que, en general, la realiza o bien los insectos o bien el viento. Según el agente polinizador de que se trate, la flor tendrá una estructura y un color concreto.

Podemos preguntarnos porqué en la naturaleza las flores poseen uniformidad de color, mientras que en domesticidad pueden presentar múltiples colores. Ya Darwin se había fijado en esto y, referido a palomas, es el tema que desarrolla en el primer capítulo de su libro El Origen de las Especies. Cuando lo escribió no se conocían las leyes de la herencia, ni nada concerniente a este tema.

Darwin vio que en cautividad aparecía una amplia variabilidad en la coloración de las palomas y pensó que era la misma cautividad la que generaba esa variación. Hoy sabemos que esa variación está encubierta en las poblaciones naturales. ¿Qué quiere decir encubierta? Codificada por genes recesivos, que no se manifiestan salvo en determinadas circunstancias. Pero así, encubiertos los recesivos, se mantienen presentes en las poblaciones naturales, aunque los aspectos de los individuos sea una coloración diferente y uniforme.

 

ROJAS, PERO EN JARDINERÍA
PRESENTAN VARIEDAD DE COLORES

Vuelvo a la pregunta anterior, la causa de esa uniformidad de color. Los vegetales disponen de morfologías y colores apropiados para ser vistos por sus polinizadores, los insectos. Cualquier modificación en ese color de flor, hace que los insectos no la vean, siendo posible que no sea polinizada y, por tanto, no produzca semilla. El resultado es que los genes causantes de esa modificación no se transmiten a la descendencia, salvo en aquellas flores en las que el gen de color estaba encubierto.

Pocas veces aparecen variaciones de color en las poblaciones naturales y, en caso de aparecer, la selección natural actúa de modo drástico contra las flores que las presentan. Una cosa es la planta y otra, flor que forma. Las plantas pueden variar mucho en su porte, dependiendo de las condiciones en que se desarrolla. Nunca varía ni en morfología ni en coloración de la flor. Pensemos que los insectos no ven tal como vemos nosotros. Son más sensibles que nosotros a los rayos ultravioleta y ven colores de modo diferente a como los vemos nosotros. Todo eso lo tienen fijado desde el nacimiento en su comportamiento, que por una parte les beneficia pero que, por otra, también favorece de modo específico a las flores (y a las plantas) con las que se relaciona en su biología.

ROCALLA ARTIFICIAL

En las plantas cultivada de modo artificial, ya no hace falta que los insectos polinicen las flores. Es el hombre quien, por criterios económicos en la mayoría de las veces, se encarga de reproducir las variedades que le resultan más ventajosas a él. Incluso, buscando singularidades, se huyen de los colores que puedan recordar a las mismas plantas con su coloración silvestre. Es cuando aparecen gamas inesperadas de color en cualquier tipo de planta y cuanto más raro el color, más demandada y cara la flor. No olvidemos el mítico tulipán negro, nunca encontrado. (¿Sabéis que hubo un ganadero romántico que quiso criar toros con ojos azules?).

Las plantas, sacadas de la dinámica de la selección natural, y con múltiples posibilidades reproductoras, han posibilitado un gran desarrollo de técnicas alternativas que iré comentando. Pero creciendo casi siempre en invernadero, y protegidas de la acción de la selección natural. Por eso, la foto de muchos pensamientos con colores diferentes, sólo puede corresponder a plantas cultivadas, alejadas de la selección natural. Representan una bonita variación de colores (para quien le guste), pero una pérdida para la población a la que pertenecerían en caso de formar parte de una población natural: ocuparon espacio, consumieron recursos, pero no formarán semillas.

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PRODUCTO DE CULTIVO ARTIFICIAL

Alguien me puede preguntar por la elegancia de las rosas blancas, o la de las camelias, también blancas. Bueno, tengo que decir, que hablamos de flores aberrantes. En los seres naturales, hasta donde yo conozco, no existe el color blanco. Es decir, no sé de la existencia de ningún pigmento blanco. ¿Entonces? Los pétalos, las plumas, las canas… ¿no son blancos? No, no lo son. No hay en ellos ningún pigmento responsable de ese color. Todo se debe a un proceso físico, que es la difracción de la luz cuando atraviesa membranas transparentes situadas muy próximas entre sí.

En las canas, la luz se difracta al atravesar tubos vacíos con paredes transparentes de células muertas. Los pétalos blancos son debidos a la luz que se difracta al atravesar vacuolas o cromoplastos vacíos.

Quedan bonitas. Y elegantes.