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

Renovación genética

Cuando hablo de poblaciones con pequeño tamaño, siempre advierto del riesgo de consanguinidad en ellas. No es lo mismo cuando una población de 20 individuos (es un decir) está formada por 10 machos y 10 hembras, que cuando cuenta con 1 macho y 19 hembras. En este segundo caso, los primeros descendientes serían todos hermanos, lo cual podría llevar a un desastre en pocas generaciones debido a consanguinidad.

¿Es mala la consanguinidad? Yo suelo contestar que depende de la estrategia biológica de la especie. No hay reglas generales para indicarnos su bondad o maldad intrínseca.

ENEMIGO DECLARADO 

Pero antes, mejor defino qué entiendo por consanguinidad en genética. Decimos que se produce consanguinidad en una pareja procreadora cuando ambos miembros son parientes por poseer un antepasado común. Hay diferentes grados de consanguinidad, dependiendo del grado de parentesco que une a ambos progenitores o, lo que es lo mismo, de la lejanía, en el árbol genealógico, del antepasado común. En la práctica, puede ocurrir que un individuo determinado herede de ese antepasado un gen malo, que le llega tanto por vía paterna, como por vía materna.

VISTO Y NO VISTO

La consanguinidad no tiene porqué ser mala de por sí. Realmente, en la escala de seres vivos, vegetales y animales, hay muchas especies que son obligadamente consanguíneas, pues se reproducen por autofecundación. Lo malo de esta situación ocurre cuando está asociada a la presencia en las familias de alelos malos, de esos que generan situaciones perniciosas. Es entonces cuando se llegan a cotas peligrosas de supervivencia para las poblaciones, y tal situación es más fácil que ocurra en poblaciones pequeñas.

AJENO A SU DESTINO

Muchas especies han visto reducida su presencia en sus áreas de distribución. Hoy en día, en muchos parques zoológicos existen programas de renovación de fondos genéticos de determinadas especies. Por ejemplo, vuelvo a la población de 20 urogallos en los Ancares, aquella de la que he hablado hace unas pocas entradas. Deducimos que esta población se ha formado por 40 gametos (20 óvulos y 20 espermatozoides). Si la tasa de mutación de cualquier gen es de un mutante nuevo por cada millón de gametos, está claro que poca variabilidad génica podrá aparecer en dicha población a lo largo de muchas generaciones. La variabilidad alélica es fundamental para que, basándose en ella, se generen otros tipos de variabilidad (génica, genotípica, individual) pero si no aparecen nuevos alelos, todo esto queda en nada.

En los parques zoológicos a los que me refría, hacen lo siguiente. Supongamos un parque situedo en los Cárpatos, montes donde también hay urogallos. Es muy posible que entre la población de Galicia y la de los Cárpatos existan diferencias genéticas. Es lo más normal, pues son poblaciones geográficamentes distanciadas y entre ellas podemos suponer que no existen lazos de migraciones en ninguno de los dos sentidos posibles. De modo artificial se pueden simular movimientos de individuos, mediante el intercambio de un determinado número de machos que, pasado un tiempo, son devueltos a sus poblaciones de origen. Cuando vuelven, ya han fecundado a hembras de las poblaciones receptoras, produciéndose de este modo una renovación de los fondos genéticos de ambas poblaciones.

LAURISILVA QUEMADA EN LA GOMERA

Los efectos genéticos de este tipo de programas son espectaculares y se notan de inmediato, en la generación siguiente a aquella en la que se realizó el programa de intercambio. En muchas centrales biológicas se está haciendo acopio de bancos de semillas, de semen y similares, no sólo para luchar contra las extinciones, también para renovar fondos genéticos de especies depauperadas por diversos motivos.

Y yo me pregunto… ¿y en España se hace algo de esto? Pues no lo sé, pero indudablemente estos programas requieren, en primer lugar, concienciación de la gente, que se comprenda su necesidad y su beneficio. Hoy hay una gran demanda de turismo de rutas naturales, queriendo ver fauna y flora en estado natural. Pero, mientras el mejor lobo sea el lobo muerto, como en algunos lugares de aquí, mientras no ocurra nada por matar un animal protegido, como conocemos todos, ¿quién va a propiciar programas de protección de fauna o flora? Hace pocos años, muy pocos, en la isla de La Gomera, un incendio intencionado quemó sus buenas hectáreas de laurisilva. Las visitas a la laurisilva representan una buena fuente de ingresos para las Islas.

No sé qué decir, pero la verdad es que soy pesimista en cuanto a vislumbrar algún tipo de arreglo a esto. Tal vez todo empezase, a largo plazo, por unos buenos planes de estudio. Pero, repito, soy pesimista. Por eso digo "tal vez", sin afirmaciones rotundas.

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.

Repique de campanas

Con estas tardes que preludian primaveras, es un placer echarse al monte a reconocer mis escenarios de siempre. El monte, la naturaleza, siempre generoso, está como a la espera, ofreciendo todo cuanto puede ofrecer a unos ojos que miran con cariño y respeto. Cuanto encuentro me hace reflexionar. En este caso fue lo que escuché, unos toques de de campana.

TRIACASTELA

Desde algún sitio una campana dejó oír sus tañidos y la imaginación se me echó al vuelo. Me gustan los campanarios rurales, también las espadañas, pero los campanarios, con su aspecto de torre coronada por el habitáculo de las campanas con cúpula interior de resonancia, siempre me han gustado de modo especial.

Suelen tener tres campanas, una de toques graves, otra de agudos y una tercera de sonidos intermedios. Si hay más, mejor que mejor. Las campanas tañen, así se llama su modo de emitir sonido. También, en plan popular, se dice que tocan. Según el ritmo con que lo hacen y las campanas implicadas, el tañido puede ser un repique, que consiste en sones rápidos y agudos y medios. Suelen ser toques alegres, propios de festividades. Otra cosa es cuando las campanas doblan, que es el sonido mortuorio, propio de anuncio de muertes, toques de funerales y entierros. Hubo un toque, a rebato, con el que se convocaba a todos los vecinos por algún desastre imprevisto, como incursión enemiga o, en tiempos más recientes, accidente, incendio, o similar.

FERREIRA DE PALLARES

Este tipo de toques estuvieron presentes en el habla, en creación literaria, en refranes: “ese vago clamor que rasga el viento/ es la voz funeral de una campana…”, “un repique de campanas/ son sus pasos para mi…”, “no se puede repicar/ y estar en la procesión…”, "oír campanas y no saber dónde..."

Hoy se acaba el oficio de campanero. En algunos pueblos se convocan concursos de tañedores, lo cual viene a ser indicio que es una profesión en declive y no todos lo hacen bien. Por otra parte, hay instaladores de campanas que suministran conexión a programas electrónicos, con diversos tipos de toques, desde difuntas a difuntos, pasando por bodas, bautizos y procesiones. Precios, según lo pedido.

SOUTOMERILLE
MOLDURAS  EROSIONADAS

Me gustan los campanarios rurales, con su historia callada de siglos en los que han sido testigos mudos de múltiples hechos de la historia cotidiana. En pueblos del Camino de Santiago hay campanas abrigadas por sus leyendas de haber orientado, como faros sonoros, a los peregrinos en noches de nieves o nieblas. Campanarios tan dados a su vocación de orientar, que incluso cuando estuvieron sin campanas, llegaron a hacer sonar unas apropiadas para que no se perdiese ni un caminante que anduviese por sus cercanías. Lo dice la leyenda y no soy quién para contradecirla. Más bien me gusta que perdure esta leyenda.

Hablo de una espadaña, la de Soutomerille, en el Camino Primitivo, en una capilla del siglo XVII, que se viene abajo y que aún conserva su fachada renacentista y su ventana prerománica en el ábside. Tiene espadaña de una sola campana (más bien campanita), que se hace tañer mediante una cadena desde la puerta. Es impresionante el desgaste de las molduras de la fachada debido a los años en los que esta campana realizó sus oficios anunciando menesteres. La fachada es granítica.

CAMPANA CON SUS SEÑAS
DE IDENTIDAD

Las campanas tienen un elaborado proceso de fabricación y entran en él diversas variables, como el tamaño, el tipo de sonido que se le pide, la aleación que se empleará. Luego, en su perímetro se gravan el nombre, fecha de fabricación, fabricante, y más datos identificativos de cada pieza.

Hoy las campanas se roban y supongo que se venden. Digamos que se pierden sus pistas. Tampoco se sabe mucho de ellas como instrumentos litúrgicos o musicales. Son pocos los que saben que llevan gravadas sus señas de identidad. En el año 1991 hubo en Lugo un concierto de campanas, que nos echó a todos a la calle para escucharlo. Yo no escuché nada pero, como era junio, al menos no pasé frío.. 

Durante siglos, las campanas sirvieron para avisar al entorno. Hubo campanas que se oínan desde 20km de distancia y eran precisos cinco hombres para tañerlas. Hoy se avisa con móvil, tv, radio, etc., y las campanas, cuando las hay, sólo son piezas patrimoniales. Convendría concienciarse de su valor y significado.

En general, se desconoce tanto este mundo y su cultura, que hace días una locutora pizpireta, comentando por tele un funeral, decía que “las campanas repican a muerto” y quedaba tan ufana.

Cosas que pasan.

La foto de la campana es de Sergio Roma

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.

Sólo sé...

Me pregunta un amigo que qué habría ocurrido si los dinosaurios aun anduviesen por aquí. Que cómo sería, en ese caso, el actual mundo de seres vivos y qué papel jugaríamos los humanos dentro de tal escenario, en caso de existir como tales

Nunca me ha gustado aventurar acerca de las consecuencias actuales de posibles hechos ocurridos en el pasado. Lo que se viene en llamar futurible. Y nunca me ha gustado porque tengo una mentalidad muy basada en los hechos comprobados para, sobre ellos, ir desarrollando mis ideas. En todo caso, imaginar hechos posibles comparándolos con otros actuales contrastados de modo experimental. Nunca se me ha dado por fantasear y utilizar las fantasías como posibles herramientas de trabajo.

EL ESTUDIO DE FÓSILES ENSEÑA MUCHO

Me defino como un escéptico que cree que lo que sabemos es muy poco en comparación con lo que ignoramos. Por eso, siempre estamos revisando lo que damos por sabido. Con el cuerpo de conocimientos que poseemos, intentamos explicar el entorno sin dogmatismos de ningún tipo. Y cuando esa suma de conocimientos aumenta (por descubrimientos de nuevos datos, por aparición de una nueva técnica de estudios o por lo que sea), revisamos lo anterior por ver si se mantiene como cierto a la nueva luz del proceso investigador. Eso explica que siempre estudiemos la estructura del cromosoma, por ejemplo, o la de los flajelos, o los procesos de la división celular. Cuando hacemos eso, algunos conocimientos previos tenidos como ciertos, se desmoronan, mientras otros se afianzan. Cuidado, digo “afianzan”, no que alcancen la categoría de dogmas. Simplemente, son conocimientos que siguen superando nuevos métodos de revisión. Conforme las hipótesis superan más y más pruebas, se van consolidando como posiblemente ciertas. Cuidado de nuevo, digo "posiblemente".

LAS ELECTROFORESIS EN GEL APORTARON MUCHOS
CONOCIMIENTOS A LA BIOLOGÍA DE POBLACIONES

Dinosaurios, me preguntas, amigo, sobre dinosaurios. Hermosos temas productivos para un mundo infantil que se adentra en el consumo feroz. Películas (no he visto ni una), enciclopedias por fascículos, colecciones de figuras, niños que saben sus nombres científicos, parques temáticos metas de excursiones, museos. No me opongo a ese deseo de saber sobre esos seres enigmáticos que, es posible, fueron los mayores animales que ha habido en la tierra. Pero detrás de todo eso hay un comercio tremendo y una búsqueda indisimulada de mercado.

También es cierto que un gran amigo mío, biólogo, cuando era niño se conmovió tanto en una película sobre dinosaurios, que estudió Biología por acercarse a ellos desde la ciencia. Hoy está a punto de leer su Tesis Doctoral sobre ellos.

LA SECUENCIACIÓN DE ADN PERMITE ESTUDIOS GENETICOS
A NIVEL MOLECULAR

¿Que qué hubiera ocurrido si no se hubiesen extinguido? Pues yo qué sé. Cuando ocurrió tal extinción masiva, quedaron muchos hábitats disponibles que rápidamente ocuparon los incipientes mamíferos. Digamos que fue como un proceso de substitución por parte de grupos zoológicos.

Hoy se supone que las actuales aves son descendientes evolutivos de los dinosaurios. A este tipo de extinción se le conoce como “extinción filética”, que ocurre cuando un grupo como tal desaparece, dando lugar a otro muy diferente al originario, pero al que transmite toda su historia evolutiva previa.

Otra cosa es la extinción, sin adjetivo. Ocurre cuando un grupo desaparece sin dejar descendencia entre los seres vivos. Muchas veces, a este tipo de extinción se le considera un fracaso evolutivo, que no es el caso de la extinción filética.

ESQUEMA DE LA ESTRUCTURA DE UN
CROMOSOMA

Extraterrestres

Las ideas son recurrentes, algunas de ellas nunca dejan de andar por medio, como un ruido de fondo. Raro es el momento en que, con ocasión de hablar de seres vivos en algún encuentro cultural, no me pregunta alguien acerca de la posibilidad de existencia de tales seres en otros lugares del universo. La pregunta no es de índole científica, pues se ajusta más a los sentimientos que a las razones científicas. Hoy por hoy, no podemos buscarle respuesta desde la ciencia, pues no disponemos de medios para hacerlo.

Hablo de ciencia basada en métodos experimentales, claro. Otra cosa es hablar de que se han mandado sondas al espacio y no se han obtenido respuestas. O sí, pero son alto secreto. También, de vez en cuando nos hablan de ovnis por los cielos, incluso incluyendo fotos. No sé qué decir, pero soy escéptico ante eso. Siempre que veo la figura de un supuesto ser vivo habitante en algún lugar del espacio, fuera de nuestro planeta, lo encuentro con una morfología similar a la nuestra: cuerpo dividido en cabeza, tronco y extremidades, siendo la cabeza el lugar en que aparecen los órganos externos de los sentidos. En verdad, lo considero un producto de ciencia ficción para película candidata a taquillera, incluso a Oscar.

Tal vez, para muchos sea difícil imaginar el larguísimo camino evolutivo que conduce a una situación morfológica y estructural como la nuestra actual, partiendo de prototipos primitivos que también fueron los iniciales para otros grupos animales, como pueden ser babosas o arañas, por citar algunos que se me ocurren. 

La historia de los seres vivos, en su conjunto, ha sido un camino tan enrevesado, con múltiples mutaciones aleatorias, ocurridas en una secuencia concreta, seleccionadas en su mayor parte por ambientes cambiantes, ocurridos en un orden también concreto, que sinceramente considero irrepetible. Es posible que secuencias diferentes de mutaciones o ambientes, hubiesen conducido a resultados también diferentes. Creo que tales secuencias, por complejas, son irrepetibles.

Por eso no creo que, en caso de haber seres vivos en otros planetas, sean similares a nosotros. Cuando digo “a nosotros” quiero decir eso, similares a los humanos. A los creadores de historias de ficción no les preocupa cómo serían las ratas, por ejemplo, de esos otros mundos. Solo se preocupan de humanos, pues a nosotros, también humanos, es a quienes van dirigidas sus historias.

Nunca he rechazado la idea de que existan otros seres vivos en otros lugares del universo. Pero, vamos a ver, ¿a qué llamamos “ser vivo”? Porque conviene aclarar eso para no meternos en situaciones equívocas. Un ser vivo posee unas características concretas que lo diferencian de un ser inanimado, por ejemplo, una roca. ¿Qué características son esas? Un ser vivo está sujeto a unos procesos que comentaré con detalle en próximas entradas: nace, crece, se reproduce y muere. Pero qué tiene, ¿qué hace un ser vivo para poseer esa peculiaridad, que puede compartir con otros seres, también vivos?

Ha de tener información propia acerca de su estructura y funcionalidad. Y esa información debe de estar cifrada de algún modo en moléculas que se transmiten a lo largo de las generaciones, después de una minuciosa replicación. En los seres vivos de este planeta, la molécula de la que hablo es el ADN, (en algunos virus es ARN), y aunque su modo de replicación es muy estricto, existe la posibilidad de que ocurran pequeños errores hereditarios, que conocemos con el nombre de mutaciones. 

Los seres vivos han de ser capaces de reproducirse, es decir originar seres iguales a ellos. Lo han de hacer sin necesidad de ayudas externas, como algo propio que realizan de por sí. Esta función garantiza la permanencia del grupo. En caso de no poderse realizar, se produce una extinción.

Pero, además, cada grupo de seres vivos posee una historia evolutiva concreta que les hace singulares en su propia historia. Las actividades biológicas son complejas y muchas veces vienen orientadas por un indeterminismo total. Las mutaciones, base de la variabilidad, son indeterminadas, lo mismo que los cambios ambientales, en los que se basa gran parte de la selección natural.

Toda esa serie de sucesos mutacionales y ambientales, ocurridos a lo largo del tiempo, hace que en, en este aspecto, esta rama de la Biología  (la Biología Evolutiva), pueda ser considerada como una ciencia histórica, con los mismos métodos investigadores que la Historiay los mismos mecanismos de comprobación de hipótesis.

Pero no nos sustraemos a lo que nos indica nuestro subconsciente. Nos creemos el centro del mundo y pensamos en que un “ser vivo de otro mundo” es similar a un humano, nunca a un musgo, por ejemplo. Y si los extraterrestres hablan, lo hacen en nuestra lengua madre, con nuestra gramática y nuestro vocabulario, nunca se nos ocurre que puedan hacerlo de otro modo, a pesar de que conocemos la existencia de muchas formas, todas válidas para sus usuarios.

A veces he pensado que al hablar de extraterrestres, fijamos en tiempos actuales las pautas de invasiones históricas, y pensamos que si nos llegan a invadir, lo harán con los criterios que se utilizaron en invasiones pasadas que hemos estudiado. Por eso, según ese imaginario, serán crueles, querrán arrebatarnos nuestras riquezas, se llevarán a la gente joven esclavizada. En suma, aprovecharán todo lo bueno que tengamos y nos dejarán sumidos en la miseria. Tal vez estamos dando un reflejo de lo que consideramos que fueron las anteriores invasiones. Las que, en suma, han dejado el mundo tal como es en la actualidad, del que somos beneficiarios.

Espero que los seres vivos extraterrestres, en los que creo, se comporten de otro modo al nuestro. Estoy convencido de que son diferentes a nosotros, pero que cumplen los requisitos de poseer un tipo de "actividad vital" propio, el suyo. 

Las demás suposiciones que tengo sobre este tema, pasan al campo de mis sueños.

¿Por qué evolución?

Podríamos preguntarnos para qué hay evolución, pero sería una pregunta falaz. Supondría una finalidad en el proceso evolutivo, finalidad que no existe. (Sería como preguntarnos para qué llueve). Podríamos, eso sí, preguntarnos la causa de que los organismos evolucionen. Yo contestaría que esa causa tendría componentes intrínsecos y extrínsecos.

PREDADOR - PRESA
SELECCION INTERESPECÍFICA

Los componentes extrínsecos serían los ambientales, los que conforman la selección natural. Pero no sólo serían los factores climáticos, también la disponibilidad de recursos, la presencia de predadores y, atención a esto, los otros individuos de la misma especie. Pues hay selección interespecífica, debida a la acción de individuos de diferentes especies, y selección intraespecífica, debida a individuos de la misma especie, que es la más dura. Ejemplo de interespecífica serían las relaciones predador-presa. Ejemplo de selección intraespecífica sería las competiciones entre machos jóvenes para aparearse con hembras o conseguir el liderazgo de una manada. Todos estos factores, actuando de un modo más o menos conjunto, son componentes de la selección natural.

LUCHA ANTES DEL APAREAMIENTO
SELECCIÓN INTRAESPECIFICA

Pero también debemos considerar los factores intrínsecos de la selección natural. Todos los extrínsecos seleccionan a los individuos mejor adaptados. Para que haya selección natural, es preciso que exista algo que se pueda seleccionar, y éste es el componente intrínseco de dicha selección, la variabilidad. ¿Qué quiere decir esto? Que es preciso que en las poblaciones exista lo que llamamos variabilidad, que no todos sus componentes sean exactamente iguales, que haya individuos que sean capaces de realizar funciones vitales con mayor eficacia que otros de su misma población. Si estas diferencias son debidas a caracteres hereditarios, decimos que actúa la selección.

Todo esto, creo, ya lo vengo diciendo en entradas anteriores, pero podríamos preguntarnos dos cosas, por qué y para qué se produce la evolución. Insisto de nuevo en la falacia de la segunda pregunta. En cuanto a la primera, es fácil contestar. La evolución es un proceso natural que ocurre cuando se dan ciertos factores. Una población evoluciona cuando sus condiciones ambientales presentan algún tipo de adversidad hacia sus componentes, que reaccionan de modo diferencial ante ella. Esas condiciones pueden ser de muy diversa índole y actúa sobre caracteres variables de los individuos. Caracteres que necesariamente han de ser hereditarios si ha de haber evolución. 

VARIABILIDAD EN HUMANOS

Con relación a un rasgo hereditario, una población puede ser homogénea o bien presentar algún tipo de variabilidad. La selección sólo actúa cuando hay variabilidad. Es en ese caso cuando es posible que haya respuestas diferentes ante acciones ambientales adversas. Si no hay variabilidad, habrá homogeneidad, es lógico. Pero la población será vulnerable ante cualquier cambio, dándose el caso de poderse producir una extinción si el cambio no es asumible por los componentes de la población. Cuando hay variabilidad para ese mismo carácter, la población está más protegida ante posibles cambios. Supongamos, es un decir, una población cuyos componentes sólo pueden vivir a 18ºC. debido a un carácter hereditario. Supongamos otra población que, gracias a variabilidad en ese mismo carácter hereditario, puede vivir en un rango de temperatura comprendido entre 16,5ºC. y 20ºC. Está claro qué población tiene mayores posibilidades de sobrevivir ante cambios ambientales. Las modificaciones hereditarias que ocurran en esa población que se acomoda a los cambios ambientales, pueden ir conformando un cambio evolutivo en ella.

VARIABILIDAD HEREDITARIA EN MAIZ

En evolución no hay nada previsto, todo es a ciegas. De haber algo previsto, no habrían ocurrido extinciones de grupos que gozaron de amplia diversificación y distribución geográfica. Se puede pensar en dinosaurios por ser un grupo conocido debido al cine, pero hay muchos más tanto en el reino animal como en el vegetal. Una extinción debido a la falta de la variabilidad genética necesaria para poderse acomodar ante algún cambio ambiental, puede ser considerada como un fracaso evolutivo.

Realmente, ¿es posible considerar la extinción como un fracaso? Hablaré de extinciones, pero tal como la entendemos, sí la considero un fracaso. El hecho de que las poblaciones que conforman una especie sean incapaces de sobrevivir a un cambio ambiental, que no dispongan de estrategia genética para enfrentarlo, lo considero un fracaso.

VARIABILIDAD HEREDITARIA
EN CARACOLES DE TIERRA

Entonces, los no extinguidos, ¿somos grupos con éxito evolutivo? Qué duda cabe. Formamos parte de grupos que, desde que se originó la vida, hace más de 3.500 millones de años, han superado todos los obstáculos planteados por la selección natural y seguimos viviendo. Hemos cambiado de morfología, de hábitat, de costumbres, de muchas cosas, pero pertenecemos a grupos que siguen vivos y, por tanto, que reiteradamente han tenido éxito ante la selección natural.

No faltará quien piense que nosotros estamos más evolucionados que una lombriz y los dos, más que un musgo. Es un error.¿Por qué? Veamos unas cosas. Tenemos la misma edad como grupos biológicos, (llamados taxones). Compartimos edad desde el momento de la formación del ADN y su metabolismo, así como la aparición y consolidación de una síntesis adecuada de proteínas. Los mecanismos de captación de energía significó un inicio de diversificación. Desde entonces, seguimos diversificándonos en todos los sentidos: colonización de nuevos hábitats, aparición de nuevos taxones, etc. Todos con la misma historia evolutiva inicial y diferentes especializaciones posteriores.

TAN EVOLUCIONADOS COMO NOSOTROS CON SU
PECULIAR HISTORIA EVOLUTIVA

Los tres seres vivos que he mencionado, (hombre, lombriz y musgo), realizamos las mismas funciones específicas: nacemos, crecemos, nos reproducimos y morimos. En cada uno de los grupos, estos procesos se llevan a cabo de acuerdo con las estructuras biológicas de cada uno. Pero en seres superiores, mamíferos por ejemplo, existen diversos órganos encargados de regular funciones concretas. Los animales superiores, mamíferos y aves, poseemos una estructura corporal más diversificada, pero no por eso estamos más evolucionados que otros animales, a los que algunos llaman inferiores. (Un derroche de humildad por nuestra parte, claro).