Heredabilidad

Tal vez desde que la Humanidad se dedicó a sacar provecho de otros seres naturales, procuró que éstos rindiesen más productos útiles para quienes los criasen.

Comenzó una labor de selección para incrementar su producción: más leche, más huevos, más carne, más granos, más frutos,.más de todo aquello que justificaba su utilidad para el hombre. Incluso, algunas de las especies sometidas a selección, las agrícolas, modificaron el comportamiento humano, que pasó a ser sedentario para así cuidar sus huertos.

Curiosamente, hablo de caracteres cuantitativos, aquellos que se expresan mediante parámetros estadísticos y no como una cualidad que se tiene o se carece de ella. Me explico, una raza de gallina tiene o no tiene la cresta de una forma, o el plumaje de un color. Son caracteres que se refieren a una cualidad y por eso se llaman cualitativos. Pero los caracteres que eran interesantes para ser seleccionados se refieren a otros que se definen como medias estadísticas en colectivos que se tratan en conjunto. Una media de altura de “tanto” más menos “cuanto”. Esas magnitudes se refieren a individuos con un historial genético determinado. Por ejemplo, son miembros de razas puras, todos ellos poseen el mismo genotipo, sin embargo, presentan variabilidad fenotípica. Al tener el mismo genotipo, entre ellos no hay variabilidad genética y los cambios que existan de unos a otros serán debidos al ambiente, Por eso, en este caso se habla de variabilidad ambiental.

Cuando los criadores se enfrentan a trabajos de selección y mejora en animales y plantas domésticos, han de procurarse razas alejadas geográficamente, suponiendo en ellas historias evolutivas diferentes, y aplicar posteriormente cruzamientos adecuados con el fin de lograr unas razas nuevas que tengan caracteres deseados procedentes de las diversas razas progenitoras. Este tipo de técnica recibió el nombre genérico de hibridación.

No obstante, en las descendencias aparecían unas fuertes variabilidades y se suponía, con razón, que en la variación que se observaba existían dos tipos, diferentes y superpuestas. Una de ellas, era la variabilidad genética, debida a los genes que procuraban magnitudes mayores en los individuos que iban naciendo. Pero, superpuesta a ésta, estaba la variabilidad ambiental, nunca hereditaria, y que venía a ser como una sombra que enturbiase los resultados obtenidos, al no poder asignar a una u otra causa la variación que se observaba.

Resumiendo, en una descendencia concreta, variable en caracteres cuantitativos, la variación podía ser debida a causas genéticas, pero también a causas ambientales.

CAPACIDAD DE ENROLLAR LA LENGUA

De un carácter cualitativo, por ej. grupo sanguíneo o capacidad de enrollar la lengua en humanos, decimos que es heredable siempre que se cumplen las condiciones genéticas. No están influidos por el ambiente y el componente genético es fundamental.

Pero en caracteres cuantitativos, por lo dicho, no podemos predecir cómo será una descendencia, pues desconocemos el modo en que influirá el ambiente en ella. Por eso se habla de “heredabilidad”, la capacidad de mostrar un carácter hereditario que está influido por el ambiente. Dentro de la variabilidad que presente una población, la heredabilidad nos manifiesta el porcentaje de ella que es debida a la herencia.

Hoy existen cálculos complicados, pero no difíciles de hacer, que partiendo de diversas mediciones poblacionales en cepas paternales y descendientes, son capaces de indicarnos la heredabilidad de algunos caracteres interesantes para ganaderos y horticultores.

Por ejemplo, en maíz, la altura de las plantas tiene una alta heredabilidad (70,1%), mientras que el diámetro de la mazorca la tiene baja (14,1%), Repito que en ambos casos, esas cantidades representan la incidencia genética en esas variables.

Caracteres como producción de huevos, leche, número de semilla y otras están definidos por su heredabilidad.

En algunos casos la demanda temporal influye intensamente en los criterios de selección. Por ejemplo, el día 30 de diciembre, en España ha de haber millones de uvas de determinada calidad en los hogares españoles. También por razones comprensibles, sobre el 25 de octubre, habrá millones de crisantemos en posesión de españoles.

En el caso de los crisantemos se sabe que el fotoperíodo influye fuertemente en la floración. Se crían en invernaderos sólo iluminados por luces con período controlado y basta con ir imitando el fotoperíodo adecuado para hacer que florezcan en el momento idóneo para el vendedor.

CRISANTEMOS CRIADOS CON DIFERENTES FOTOPERÍODOS

En la foto que acompaño, se presentan cuatro plantas del mismo genotipo, pues proceden por esqueje una misma planta inicial. Son, por tanto miembros del mismo clon. La planta de la izquierda se ha criado con luz natural. La segunda, ha crecido con un aumento de media hora de luz con luz artificial de 100W. La tercera ha tenido un incremento de una hora, y la cuarta, de hora y media. Vemos la influencia del ambiente sobre cuatro plantas que tienen el mismo genotipo. Las modificaciones de los fotoperíodos, hacen "creer" a las plantas que aún no les  ha llegado la época de florecer.

No todos los casos son así sencillos de conocer. El estudio de la heredabilidad de caracteres variables es uno de los retos de los genetistas dedicados al estudio de caracteres cuantitativos.

La norma de reacción

Hay quienes no quieren asumir sus responsabilidades y se justifican diciendo que tienen unos genes que les llevan, que les impulsa ,a actuar de determinada manera. Que es así, que no hay vuelta de hoja.

Quiero hablar de una planta. Una planta que tenemos en casa y, la verdad, no iba muy bien. La compramos hermosa, con ese aspecto que se define como que “da gusto verla”. Pero nada más llegar a casa, comenzó a estropearse. Se le cayeron hojas, estaba como arrugada e intentamos regarla más. Como no respondía al incremento de riego, decidimos escatimarle el agua, pero tampoco respondió a ese nuevo estado de su minúsculo suelo. Ya que, por lo visto, no era cuestión del agua, la cambiamos de sitio y la pusimos junto a una ventana. Fue entonces cuando la planta recuperó su inicial aspecto, hermoso. El que nos había gustado en ella.

¿Qué ocurrió? Pues realmente, poca cosa. En la tienda, la planta estaba en un ambiente apropiado para que su genotipo desarrollase un fenotipo agraciado. Al traerla a casa, le modificamos su ambiente y aunque la planta no murió, dio muestras de no estar en lugar adecuado. Al final, necesitaba más luz para desarrollarse con plenitud. Es decir, fuimos poniendo un individuo concreto en ambientes diferentes por ver en cuál de ellos generaba un fenotipo adecuado.

Podemos preguntarnos si los genotipos actúan siempre de este modo, y la respuesta es afirmativa. No hay duda de que muchos genes actúan de modo independiente a las condiciones ambientales, pero muchos otros generan un aspecto exterior, que conocemos como fenotipo, muy influenciado por las condiciones ambientales. Mientras escribo esto, recuerdo que al pie de muchas plantas ornamentales se suelen poner objetos viejos de hierro, para que las flores sean rojas. En animales, la dieta influye en su peso y no digamos del modo en que inciden otras condiciones ambientales en todos los individuos, animales o vegetales.

Para dilucidar la influencia del ambiente en el aspecto de los individuos, a principios del siglo XX se realizó un experimento que ya es clásico. Se realizó en California y se tomaron esquejes de un solo arbusto, Potentilla. Puesto que procedían de una sola planta, todos los esquejes poseían el mismo genotipo, constituyendo lo que llamamos clon. Se plantaron esquejes a nivel del mar, a 1500mts de altitud y a 3000mts. Se realizaron varias pruebas para posteriores análisis de resultados.

Se encontró que las plantas que crecían al nivel del mar presentaban aspecto arbustivo con las ramas bien esparcidas. A 1500mts los portes eran más achaparrados y a 3000mts, las plantas eran como rosetas pegadas al suelo. Si se hacían cambios, que se hicieron, de esquejes entre las plantas crecidas en una u otra altitud, los aspectos que desarrollaban las plantas que crecían a partir de ellos eran del tipo que he comentado, siempre correspondientes a la altitud en que se desarrollasen.

Repito que todos los individuos poseían el mismo genotipo. Las diferencias observadas correspondían solamente a la interacción de ese genotipo con el ambiente en que crecía la planta. A nivel del mar, el aire era templado y suave, mientras que a 3000mts era muy frío y fuerte. El mismo genotipo se adaptó a esas diferencias, generando plantas viables, pero de aspecto diferente.

El genotipo no determina una sola respuesta ante los diferentes ambientes, más bien existe una norma de reacción de los genotipos ante ambientes diversos. Dentro de esos rangos ambientales, el ser vivo crece y se reproduce, pero no tiene por qué presentar el mismo aspecto. Lo importante, desde el punto de vista biológico, es que los individuos vivan y se reproduzcan en esos diferentes ambientes, generando hijos fértiles y evitando, de este modo, la extinción de la especie de la que forman parte.

Fuera de esos rangos ambientales, un genotipo puede ser incapaz de interactuar con ellos, y se produce la muerte del individuo.

Nadie debe sorprenderse si digo que desconocemos los rangos de viabilidad de la mayoría de genotipos. Es cosa de estudiarlos y conocerlos. Eso requiere tiempo, métodos específicos y financiación adecuada. Hay genes que influyen en rasgos conductuales nuestros, pero nunca actúan de modo inexorable. Siempre podemos modular su influencia, de modo que no seamos sus esclavos.

No es un saco de judías

A lo largo del siglo XX aparecieron varios modelos que pretendieron explicar la actuación del genotipo. Según avanzaron los conocimientos en genética, cada modelo mostró estar equivocado.


Wilhelm Johansenn fue un botánico danés que a principios del siglo XX estudió casos de herencia en judías. Seleccionaba semillas por su peso y plantaba las más y menos pesadas, buscando conseguir líneas puras productoras de semillas con determinados pesos.

Pero como la judía se desarrolla en el interior de una vaina rígida, las semillas no disponían de todo el espacio que podrían necesitar para desarrollarse. El espacio, exiguo en los extremos de las vainas, limitaba sus posibilidades de crecimiento, independientemente de su capacidad de tener mayor o menor tamaño. 

NO TODAS TENDRÁN EL MISMO PESO

El investigador se dio cuenta de que una cosa era la capacidad de mostrar un aspecto, o de poseerlo, y otra el realizar dicha capacidad. A raíz de sus trabajos definió varios conceptos genéticos que siguen siendo utilizados. Una cosa son los genes que posee un individuo, a cuyo conjunto denominó genotipo, y otra la manifestación exterior de estos mismos genes, que llamó fenotipo. El concepto de genotipo ha variado e los últimos años y será objeto de otra entrada.

El genotipo, salvo mutación, es invariable a lo largo de la vida de cada individuo. Sin embargo, el fenotipo puede variar mucho, pues en diversos aspectos depende del ambiente. Nosotros mismos, podemos variar de peso o de coloración de piel. El fenotipo está muy influenciado por el ambiente y existe un amplio debate, fecundo, sobre la interacción genotipo-ambiente.

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Estamos de acuerdo en que, funcionalmente, el genotipo representa una potencialidad amplia de respuestas a los distintos ambientes en que nos desarrollamos. Pero, ¿qué ejemplo podría ilustrar qué es, cómo funciona, un genotipo?

UN SACO, UN PESO, ¿UN GENOTIPO?

El primer ejemplo que se ofreció de un genotipo y un fenotipo es el que hoy conocemos como el del “saco de judías”. Fue un modelo propuesto por un investigador que recibió Premio Nobel por sus trabajos en genética, es decir no era un cualquiera en este campo y sus trabajos siguen siendo respetados. No así su modelo, pues desechamos ese ejemplo. Pero quiero indicar que en su momento, y con los conocimientos de que se disponía, resultó ser un modelo muy útil.

Según el modelo, el genotipo se parecería a un saco de judías, y el fenotipo, a su peso. De este modo, si el saco contenía mil judías, cada una de las cuales pesa diez gramos, el saco en su totalidad pesaría diez mil gramos.

El modelo fue eficaz en aquel momento y ayudó en muchos estudios, que se realizaron, pero pronto, debido a la acumulación de conocimientos sobre genética, el mismo modelo comenzó a mostrar sus errores. Por ejemplo, todas las judías pesaban durante todo el tiempo en que estaban en el saco, pero los genes no actúan todos en el mismo momento. Hay genes que regulan el desarrollo infantil y luego dejan de actuar. Lo mismo ocurre con los que regulan determinadas actividades, o respuestas a estímulos externos. Si no existen esos estímulos, los genes responsables no funcionarán. Se supo de la inducción de actividad en genes relacionados con variaciones ambientales. Se fueron acumulando datos y datos sobre la actuación de los genes en los organismos, de modo que el modelo del saco de judías comenzó a dejar de ser útil por no ser representativo.

CADA INSTRUMENTO INTERPRETA SU MELODÍA
CUANDO LE CORRESPONDE. EL DIRECTOR COORDINA

Más tarde, integrando todo cuanto se sabía acerca del funcionamiento de los genes, el fenotipo, que es el resultado de la interacción del genotipo con el ambiente en el que se desarrolla, se comparó con un concierto de música clásica. En él, el conjunto de instrumentos sería el equivalente al genotipo, y la melodía vendría a ser el fenotipo. El director de orquesta coordina la actuación de todos los instrumentos, que no interpretan la misma melodía y que actúan en momentos concretos. Unos instrumentos suenan al principio de la obra, otros lo hacen de modo constante, otros más tarde y dejan de hacerlo cuando corresponde. El concierto resulta un éxito si todos actúan con sus melodías correspondientes y en sus tiempos determinados. Es el director quien coordina esas actuaciones.

Según este modelo, hay un elemento nuevo, el coordinador de actuaciones, representado por el director de orquesta y, además, si bien todos los genes actúan, no lo hacen de modo constante ni desde el inicio de la vida del ser, como actuaban las judías que contribuían con su peso desde el comienzo de la existencia del saco. Ahora, cada gen hace lo que le corresponde y cuando le corresponde.

El modelo fue asumido y aplaudido, pero pronto aparecieron sus críticos, con fundamento. Cuando hay un concierto, se sabe qué obra se va a interpretar. Parece que la orquesta, (el genotipo), sabe de antemano lo que tiene que interpretar. Y lo interpretará ocurra lo que ocurra. Este modelo induce a creer en la existencia de un determinismo genético, idea desechada hace mucho tiempo.

¿A qué se equipara hoy el genotipo? Aunque parezca un tópico, se equipara a un programa informático. En el programa existen muchas actuaciones que se utilizan, los genes que actúan en todos los individuos de la misma especie. Pero hay comandos en ese mismo programa que sólo utilizan determinados usuarios y en determinadas circunstancias. Todos nosotros poseemos genes que no han actuado todavía y que, es muy posible, que no lleguen nunca a hacerlo.

Un encuentro inesperado

En todos los seres vivos, cada gen interviene en la realización de una función concreta. Muchos seres vivos tenemos dos dotaciones de genes, procedentes de cada uno de los dos progenitores. Por tanto, tenemos dos copias de cada gen. Por eso se dice que somos diploides, que quiere decir “dos juegos”.

De todos modos, las funciones se pueden realizar de modos diferentes. En nosotros mismos, conocemos múltiples tonalidades de color de ojos, de pelo, o diferentes grupos sanguíneos. En vegetales hay variabilidad en el color de las flores, en los bordes de las hojas o en el aspecto general de la planta, por citar tres casos. Los responsables de realizar las mismas funciones, pero de modos alternativos, reciben el nombre de “alelos”, que en griego significa “otro” y son variaciones de un mismo gen. Son alelos del mismo gen los que, por ejemplo, determinan nuestros diferentes grupos sanguíneos, los diversos colores de plantas cultivadas o los diferentes pelajes de algunos mamíferos.

Cuando un individuo tiene iguales los dos alelos de un gen, decimos de él que es “homocigoto”, si son diferentes, decimos que es “heterocigoto”. En griego, “homo” significa igual, “hetero”, diferente y “cigoto”, huevo. Los tiene iguales por haber heredado la misma copia de cada progenitor. Si son diferentes, es por haber recibido copias distintas. 

Estos genes que se han recibido, se transmiten tal cual salvo mutación, (fenómeno infrecuente) a los descendientes mediante los gametos. Los homocigotos forman sus gametos iguales en relación al gen para el que lo son. Los heterocigotos forman dos tipos de gametos, con igual frecuencia y cada uno de ellos con uno de los dos alelos diferentes que posee.

Con esta introducción, que me está resultando larga, quiero sentar las bases de lo que voy a decir. Si representamos a un gen mediante una letra, por ejemplo, T y a su alelo con la misma letra, pero con grafía diferente, t, tendremos dos tipos de homocigotos, TT y tt y un solo tipo de heterocigoto, Tt.

Los primeros estudios rigurosos sobre herencia los realizó y publicó Mendel hace más de un siglo y medio (1866), aunque no fue comprendido más que a partir de 1900. Curiosamente, todo tipo de posible cruzamiento que se realiza con heterocigotos, genera una descendencia con abundancia de homocigotos, hasta un 50% del total de la progenie. Lógicamente, cuando se cruzan homocigotos similares, todos los descendientes son también homocigotos. Esto llevó a pensar a los científicos de entonces que en la Naturaleza, donde los cruzamientos se realizan al azar, debería haber una gran cantidad de homocigotos y pocos heterocigotos. Éstos, los heterocigotos, vendrían a ser como situaciones genéticas inestables, en cuya descendencia aparecían abundantes homocigotos, siendo por tanto difícil de mantener presentes en una población a lo largo de las generaciones. Este planteamiento generó un fecundo cuerpo de conocimientos, que hoy conocemos bajo el nombre de “genética clásica”.

EL GRAN LOGRO DE LA GENETICA CLÁSICA

Lógicamente, puesto que los homocigotos eran los más frecuentes en las poblaciones naturales, tendrían que ser los más adaptados a sus ambientes. Había una excepción inexplicable: el caso de los maíces híbridos. Se les atribuía “superdominancia” sin saber lo que eso significaba, o bien “heterosis”, algo relacionado con la mejor situación de los heterocigotos, concepto que en parte se mantiene en la actualidad.

Cuando nuestras predicciones teóricas están en discordancia con lo que encontramos en la Naturaleza, debemos revisar nuestras predicciones con el convencimiento de que la Naturaleza no se equivoca. Y más convencidos aún si realizamos constataciones en diversas situaciones con similares resultados.

He dicho en otras ocasiones que nuestros conocimientos están en constante revisión. Esa revisión sirve para mantenerlos o rechazarlos si acaso no superan las pruebas que se puedan hacer aplicando nuevas técnicas que se vayan descubriendo.

Eso es lo que, en 1966, hicieron dos investigadores. R. Levontin y J.L. Hubby publicaron unos resultados inesperados, pues rompía todo cuanto se creía según la Genética clásica. Aplicando métodos de electroforesis en seres procedentes de poblaciones naturales, encontraron más heterocigotos de los que cabría esperar según los razonamientos teóricos. Las pruebas se repitieron estudiando otras especies, y los resultados fueron coincidentes. Más heterocigotos de lo esperado. 

Esto presentó ante los investigadores un doble aspecto. Unos, los poco emprendedores, se dejaron vencer por la evidencia sin mayores alicientes, y abandonaron sus estudios. Para la mayoría, no obstante, estos resultados indicaban la falsedad de la teoría anterior, que llevaba a la idea de la alta presencia de homocigotos en las poblaciones naturales. Este hecho se transformó en un reto para la comunidad científica y era precisa la búsqueda de respuestas adecuadas. Se planteaban dos preguntas importantes: 1º, por qué habían más heterocigotos de lo esperado y 2º, cómo se mantenían en altas frecuencias si en sus descendencias aparecían elevadas proporciones de homocigotos.

Fue una época apasionante aquella de buscar esas respuestas, y otras que fueron surgiendo. También aparecieron nuevos conceptos de selección natural, y se observaron diversos tipos suyos: selección estacional, selección dependiente de frecuencias, selección disruptiva, etc. etc. 

Seguimos en eso, pero he querido relatar, mediante este ejemplo, vivido por mí y recordado con cariño por corresponder a una época fecunda de mi trabajo, cómo la ciencia avanza desechando conceptos obsoletos y buscando respuestas a las constantes preguntas tipo ¿cómo? ¿por qué? Y similares. 

En muchas ocasiones los mismos errores suelen ser muy fecundos en información científica. Su última contribución a la ciencia es mostrar su falsedad. Y, recuerdo, las preguntas han de estar bien formuladas y en sus momentos adecuados.

El legado de Charles Darwin

Reaparecen con tintes populistas unas doctrinas carentes de base científica, pero con abundante carga de odio e ignorancia. Su diana preferida, Charles Darwin y su libro "El origen de las especies", que nadie ha leído. Vuelvo a traer al blog el artículo que publiqué en 2009, del que ni quito ni pongo nada.

SOCIALMENTE PREOCUPADO

En el año de 2009 celebramos el doscientos aniversario del nacimiento de Charles Darwin y el 150 de la publicación del “Origen de las especies”. Este doble aniversario provocó que por todas partes apareciesen actos y actos de conmemoración y glosa de la efeméride.

A día de hoy podríamos preguntarnos cuál es la importancia de la obra de Darwin, su contribución al mundo del conocimiento y, una vez intuida la respuesta, deberíamos reflexionar antes de ponernos a hablar. Pues son muchos los que lo critican, lo menosprecian e, incluso, lo maldicen sin conocer en absoluto todo cuanto dijo. Es costumbre nuestra ser así, tan sabios que podemos descalificar trabajos ajenos sin siquiera conocerlos. 

UNA CONFERENCIA, UN CONFERENCIANTE

Antes, quiero recordar aquí nuestra constante alternativa intelectual: el corazón o la mente, la fe o la razón, los mitos o la ciencia. En estos dilemas siempre ganaron la mente, la razón y la ciencia, pero nunca de inmediato. Mas bien fue después de largas y dolorosas batallas. Quienes impulsaron el conocimiento con novedades que podrían modificar el orden establecido, fueron sistemáticamente apartados del mundo oficial mediante fórmulas más o menos ruines, pasando de este modo a formar parte de una lista de nombres malditos, conocida por todos: Galileo, Copérnico, Kepler, Giordano Bruno, Servet y una amplia nómina en la que también, y por derecho propio, está Darwin. ¿Que quién hizo esa lista? Los defensores de los mitos, los que se creyeron depositarios y defensores del conocimiento, del saber y de su docencia, sin que nadie les hubiese concedido tal potestad. Pero se la concedieron a sí mismos.

VERSIÓN GALLEGA DEL
ORIGEN DE LAS ESPECIES

En realidad, ¿qué hizo Darwin? En primer lugar, se dio cuenta de que la variabilidad de los seres vivos puede ser hereditaria, y esto abrió conceptualmente las puertas a la biología moderna. También se percató de que los individuos interactúan con su medio y, por tanto, pueden estar más o menos adaptados a él. Puesto que los seres vivos no están aislados de su ambiente, sus procesos dependen de dos variables: los factores conocidos actualmente bajo el nombre de intrínsecos (propios del individuo y de sus posibilidades) y los externos, los ambientales, los extrínsecos. De acuerdo con esa relación, surge el concepto de adaptación para explicar la adecuación de los individuos a cuantas posibilidades les ofrece el entorno en que viven. Darwin habla de los más y de los menos adaptados. La adaptación es un valor variable y, por tanto, no a todos los individuos les irá igual en su lucha por la existencia. En esa lucha resultarán beneficiados los más adaptados a sus respectivos ambientes, que no tienen que ser necesariamente los más fuertes, como ahora dicen que dijo. Cuando esa situación de ventaja es debida a caracteres hereditarios, dice Darwin, puesto que esos individuos beneficiados en la lucha por la vida tendrán más hijos, los caracteres que confieren mayor adaptación podrán aparecer con mayor frecuencia en la siguiente generación, originando, por consiguiente, una descendencia modificada. De este modo, los seres se van transformando y diversificando a lo largo del tiempo en un proceso que, hoy en día, sigue actuando.

Estas ideas las expuso en el libro del que en el 2009 celebramos el 150 aniversario de su primera edición. Es uno de los pocos casos que marca claramente un antes y un después en la historia del conocimiento, no solo en el terreno biológico. Por vez primera se habla en él de seres vivos en conjunto y por eso, siempre que puede, Darwin emplea ejemplos de animales y vegetales, para indicar que los procesos que describe vienen a ser los mismos en los dos reinos entonces conocidos. 

Al final del libro, y de modo tímido después de hablar de herencia con modificación, sugiere el posible origen común de todos los seres vivos. Lo dice como de pasada, pero allí queda dicho. Hoy en día, gracias a pruebas moleculares, nadie discute esa posibilidad. Es curioso, pero a mi no me deja de asombrar toda la clarividencia biológica de Darwin en un momento en el que se empezaban a poner las bases científicas y conceptuales de la biología moderna. A lo largo de la obra no deja de sorprender lo acertado de sus comentarios sobre temas tan actuales como colonización, extinción, competitividad y otros. En este plan, muchos criterios y conceptos biológicos cotidianos se los debemos a Darwin.

He ahí parte de su legado. Entonces, ¿por qué entró a formar parte de la nómina de los malditos? Es sencillo de comprender: rompía un reducto de los mitos explicativos del mundo. Darwin decía que todos los seres vivos tenemos el mismo origen, ¿Dónde quedaba, entonces, la idea del hombre como supuesto Rey de la Creación? ¿E, incluso, dónde la labor creadora de Dios? Esto era algo imperdonable para aquellos que mantenían para sí, la capacidad de juzgar las obras del pensamiento ajeno. La maldición que cayó sobre Darwin perdura todavía, pues no son pocos aquellos que prefieren el mito a los hechos científicamente probados, tal vez porque esos mitos dan una seguridad que no da la ciencia. Es posible que aún no se hayan enterado de que entre las finalidades de la ciencia no está la de conferir seguridad. 

Modificado de una publicación, de la que soy autor, publicada en Xornal de Noticias, de Vigo, en febrero de 2009

Una historia de la Biología

Reflexiono acerca del intento de comprender el mundo de los seres vivos. Están lejos los tiempos de sus primeras interpretaciones, pero la mayoría de las preguntas formuladas por los maestros siguen sin respuesta.

Podemos resumir la historia de la ciencia como un intento de búsqueda de respuestas a una serie de preguntas de siempre. El ser humano, en su lógico intento de explicar su entorno, ha ido construyendo un edificio conceptual de preguntas y respuestas con las que, en cada momento, ha calmado su afán interpretativo. Naturalmente, para buscar esas respuestas se utilizaron los conceptos de que se disponía, por eso siempre hemos estado en procesos de revalidación de las interpretaciones previas, cuando nuevas técnicas de estudio han permitido revisarlas.

VIENE ARES

Preguntas del tipo ¿Cómo…? ¿Cuándo…? ¿Por qué…? o ¿Para qué…? han sido los alicientes del progreso científico cuando se han formulado de manera correcta por quienes estaban capacitados para hacerlo y encontrarles respuestas adecuadas.

También siempre han existido referencias intangibles y no científicas, que han sido suficientes para que la mayoría de las personas concediesen credibilidad total a todo cuanto se le dijese en su nombre. Y eso ocurrió, ocurre y ocurrirá. Claro que los referentes han ido cambiando.

HERRAMIENTAS DE EXPERIMENTACIÓN

En la Greciaclásica, sus referentes eran los mitos con los que construyeron todo un sistema explicativo de las cosas naturales. El viento aparecía siempre que el dios Eolo soplaba, la tormenta surgía cuando Zeus se enfadaba con los mortales y, en tales ocasiones, lanzaba sobre la tierra su ira en forma de rayos. A veces, pasada la tempestad, enviaba a su mensajero, Ares, a pactar con los hombres y el enviado bajaba a la tierra utilizando para ello un arco que se ponía a modo de pasarela entre el cielo y la tierra, el arco Iris. No cito más casos, que tampoco es cuestión ahora.

Naturalmente, hoy existen explicaciones científicas para todos esos fenómenos. Sabemos los componentes atmosféricos que, cuando están juntos, determinan que se desencadenen tormentas, lo mismo que sabemos las circunstancias en las que se forma el arco iris, por citar algunos. Pero puede ser que para quienes no disponen de muchos conocimientos, las explicaciones míticas resulten más atractivas que las científicas, tal vez demasiado frías. O puede ser que el mito atraiga más que la verdad comprobada.

EL COLOR AMBAR PROTEGE A COMPUESTOS
SENSIBLES A LA LUZ

Después de la época clásica y de sus correspondientes mitos, apareció el tiempo en que la verdad revelada, contenida en la Biblia, constituyó todo referente de interpretación de la Naturaleza. Ocurrió desde la Roma de Constantino en adelante. En aquellos tiempos, decir de algún concepto que tenía su base en los libros sagrados, era consagrarlo como incuestionable. A lo largo de la Edad Media y, más intensamente, en el Renacimiento, se llegó al conocimiento de hechos científicos que estaban en desacuerdo con postulados bíblicos. Fue cuando tomó cuerpo la teología natural entre los científicos e investigadores del momento. Según ella, Dios se manifestaba a través de cuanto dijera de sí mismo, en la Biblia, y a través de su obra, la Naturaleza. Entre ambas manifestaciones no podía existir contradicción alguna y, si acaso aparecía, el error estaba en nuestra forma de interpretarlas.

MENDEL DESCUBRE LOS PROCESOS HEREDITARIOS

Pasada la Edad Media, nace un sistema científico basado en la experimentación y constatación de resultados. Comienza su andadura la ciencia moderna. De todas formas, muchas veces me pregunto si nuestras explicaciones actuales, si las interpretaciones que cotidianamente manejamos en nuestros enjuiciamientos, son correctas en todos los sentidos. Naturalmente, la respuesta que me doy a mí mismo es negativa por muchas razones. Por una parte, hemos de suponer que es mucho más lo desconocido que lo que conocemos. En este sentido, nuestras interpretaciones, al no disponer de todos los datos precisos para hacerlas correctamente, serán necesariamente incompletas, y quiero indicar que, a veces, incompletas suele ser sinónimo de erróneas. Hay procesos en los que está clara nuestra total o parcial ignorancia de algunos detalles de los mismos. Lo malo es cuando creemos disponer de todos los datos para alcanzar una interpretación correcta y estamos equivocados. Por eso no está mal una postura de escepticismo con relación al cuerpo de conocimientos que utilizamos como herramientas para seguir incrementándolo. Más bien es una postura recomendable, y tal vez la única.

TOMOS DE LA HISTORIA NATURAL,
DE BUFFON

En el Renacimiento se pensaba que los seres vivos estaban formados por combinaciones diversas de los cuatro elementos, agua, aire, tierra y fuego. Unos de mayor importancia y rango que otros, pues fuego era mejor que aire y tierra mejor que agua. Había dudas serias, por ejemplo, dónde se encontraba el fuego que calentaba la sangre de mamíferos y aves. Por otra parte, los elementos estaban presentes en diferentes proporciones en cada grupo de seres, pues estaba claro que los felinos eran mezcla de fuego y aire, de ahí su capacidad de saltar con tanta efectividad (efecto de su componente de aire) y de herir como hieren (su fuego).

Los cuatro elementos por separado no originaban vida, pero juntos, sí. La muerte correspondía a la separación del aire (el último suspiro), seguida del apagarse del fuego (los cadáveres se enfriaban). Luego vendría la pérdida del agua y finalmente quedaría el polvo, la tierra. Como el paso de lo vivo a lo inerte era así de simple, realmente era muy imprecisa la separación entre uno y otro estado y la generación espontánea estaba generalmente admitida entre los hombres de ciencia como un sencillo paso entre vivo e inerte. No había una separación neta entre una y otra forma de la materia, creyéndose que, por ejemplo, la podredumbre engendraba vida. Por si fuera poco, en la Bibliaaparecían casos de generación espontánea.

PASTEUR NOS DIJO QUE NO HAY
GENERACIÓN ESPONTÁNEA

Fue en el siglo XVI cuando, comenzando por Redi y Spallanzani, se pusieron las bases de nuestro concepto de vida sobre los seres vivos. Estos científicos demostraron que, al menos en los casos que ellos estudiaron, no había generación espontánea y la podredumbre no generaba gusanos. No sería hasta el siglo XIX cuando Pasteur demostraría que tampoco había generación espontánea en bacterias. De este modo, los seres vivos aparecían como poseedores de una actividad, la vida, que no se producía en condiciones actuales y que sólo se podía recibir de otros seres vivos. Esto se resumió en varios aforismos, como omnis vivo ex vivo (todo ser vivo procede de otro ser vivo) o La vida no se crea, solamente se transmite. Estas sentencias resumían, con no poca carga didáctica, años de trabajos y enfrentamientos científicos y querían representar las bases conceptuales de una nueva ciencia que se iba construyendo al estudiar los seres vivos de manera rigurosa.

Fue preciso llegar a un mundo de madurez de ideas para que algunas cuestiones pudiesen ser planteadas con cierta precisión. Después del siglo XVIII, y los trabajos de los grandes estudiosos de la naturaleza, como es el caso de Bufón y su Historia Natural, donde ya apunta la posibilidad del origen de las especies a través de procesos evolutivos, el siglo XIX se caracterizó por el rigor en los planteamientos y la emergencia de una serie de conocimientos que son aplicables a todos los seres vivos. Comienza la existencia de la biología como hoy la conocemos. Las preguntas de siempre, las que han acompañado al hombre desde Aristóteles y han servido de estímulo a la mayoría de los estudios de fondo, comienzan a ser respondidas, se asientan los fundamentos de lo que empieza a ser una biología moderna, cada vez más y más alejada de los antiguos mitos explicativos.

DARWIN ACUÑÓ EL CONCEPTO DE
SELECCIÓN NATURAL

Del Siglo XIX es la teoría celular, la comprensión de los procesos hereditarios y los de división celular, el conocimiento de los principios inmediatos, la síntesis de la urea y, por tanto, el comienzo de la desaparición del vitalismo como supuesta doctrina, el destierro de las ideas acerca de la generación espontánea, la idea de la evolución causada por selección natural y, en suma, la misma palabra biología es del siglo XIX.

También es en este siglo cuando los científicos dejan de hablar de Dios en sus escritos, de modo que ya no es posible deducir, a través de ellos, el credo de sus autores. Para muchos, Dios había sido el referente conceptual para explicar lo inexplicable. De nuevo, la escuela de filósofos atenienses ocupaba un lugar en el mundo del conocimiento, para intentar explicar los procesos mediante causas naturales y, cuando no se dispusiese de explicación natural, la pregunta quedaba ahora planteada en espera de su respuesta adecuada, pero ya sin volver a mitos ni a referencias no científicas como hipótesis explicativas.

No seremos como dioses

El Génesis nos relata que quien instigaba a Eva para comer el fruto prohibido, le prometió “Seréis como dioses” como principal argumento para desobedecer el mandato divino. Pero, ¿qué se entendía por ser como dioses? Tal vez poseer la sabiduría total, el ser inmune al dolor y, fundamental, disfrutar de inmortalidad. Está claro que, sigo con el Génesis, Adán y Eva no lograron lo prometido.

ÍCARO CAE AL MAR, CASTIGADO

Estos deseos han sido una constante de la humanidad. Siglos más tarde, en la religión griega existía una sola falta contra los dioses llamada Hybris, consistente e quererlos emular, ser como ellos. Entre otros imitadores de dioses, recuerdo ahora a Ícaro , que quiso volar y se pegó con cera unas alas en su espalda. Al subir, el sol derritió la cera e Ícaro cayó al suelo. A los dioses no les gusta que queramos invadir su territorio y nos castigan cuando queremos hacerlo. En un cuadro, atribuido a Brueghel, se representa esta caída entre gentes dedicadas a sus tareas cotidianas porque, piensa el pintor, a nadie le importan los castigos que otros puedan recibir de los dioses. Incluso la caída de Ícaro aparece esquinada en el cuadro, entre otras figuras dedicadas a sus tareas cotidianas.

NOS ESPERA

No obstante, ese deseo de emular a los dioses sigue muy presente en nuestro inconsciente. Cuando un muchachote dice estar “como dios”, tal vez crea pronunciar una brutalidad muy moderna, cuando realmente está enlazando con una tradición cultural tan antigua como el hombre, al menos en el sentido bíblico.

Ser como dioses… Aquí está,  puesta al día, la hybris griega como estímulo conceptual. Querer saber cada vez más, generar vida, erradicar el dolor de nuestras vidas, ser inmortales, entre otros deseos. ¿Son realizables? Una pregunta múltiple de difícil respuesta. Mejor, vayamos por partes.

SE HABLA DE CROMOSOMAS ARTIFICIALES

Creo que la génesis artificial de vida es algo que se persigue en múltiples laboratorios, aunque está lejos de ser alcanzada. Una meta de momento inalcanzable pero que, no obstante, está siendo muy fecunda en descubrimientos, en proyectos de investigación y en ríos de tinta en prensa más o menos sensacionalista revestida de aires serios. Antes de conseguir vida de modo artificial, tenemos la asignatura pendiente de definirla de modo adecuado.

En cuanto a la erradicación del dolor sí está bastante lograda, creo yo, si bien es una opinión puramente personal.

EN GALICIA, UN CEMENTERIO JUNTO A LA ALDEA

Otra cosa es la inmortalidad, pues constituye una quimera que, cada vez está mas claro, nunca será conseguida, si bien se incrementa la expectativa de vida de los seres humanos. En este caso hablo de “expectativa de vida” como duración de la historia personal de cada uno. A veces parece como que se nos quiera confundir. Por ejemplo, se persigue la curación de una enfermedad que causa un elevado índice de mortalidad, haciéndonos creer que, una vez erradicada tal enfermedad, ya nadie morirá. Eso ocurrió con la tuberculosis, por citar un caso. Ya (casi) nadie muere de esa enfermedad, pero ahora se muere por otras causas. Otro tanto ocurre con tramos peligrosos de carreteras: nadie morirá en tal curva cuando se arregle, pero no por eso se volverá inmortal.

MIENTRAS, LOS DIOSES DUERMEN

No está bien visto recordar que somos mortales, pero es así. Incluso en nuestra Galicia, hace años las aldeas convivían con los cementerios, que estaban en medio de los núcleos de población, a veces incluso compartiendo espacio con los lugares de fiestas. En esos mismos lugares, hoy los cementerios se han llevado lejos, pensando tal vez que no recordando la muerte seremos más felices.

A veces cuesta admitir estas limitaciones, que ciertamente tenemos. Hasta que no las admitamos, en cierto modo seremos seres inmaduros. Y creo que en esto hemos dado un paso atrás, no queriendo recordar que una espada de Damocles se cierne sobre cada uno de nosotros.

SE SIENTE "COMO DIOS"

Mientras, que los biólogos sigan descubriendo cosas, que serán logros de la Humanidad. Pero de momento seguiremos sin ser como dioses, por más que el chavalote se lo crea cuando toma un cubata tumbado al sol. Mi amiga +Marisa Castiñeira me dice que, en el fondo, seguimos haciéndonos las mismas preguntas que se hacía Sócrates hace muchos siglos. Cierto, preguntas cuyas respuestas no satisfagan a todos, pero han sido como una fecunda banda sonora de nuestro pensamiento científico.

Mientras, al lado de nuestras preocupaciones, deseos, y temores, el íntimo y ancestral deseo de ser como dioses. Tal vez nuestra válvula de escape conceptual.

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Flores tempranas

Reflexiono sobre algunos temas relacionados con el inicio de la primavera y falsas creencias populares. Ya la mitología intentó explicar estos ciclos hablándonos de Démeter y su hija Perséfone. La explicación de los cambios estacionales siempre han sido un reto.

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Los camelios ya están en flor en mi calle santiaguesa. Camelias rojas y blancas le dan alegría a mi calle. Aún son pocas las flores que luce cada árbol, pero ya están ahí, preludiando la explosión de flores que habrá más o menos pasado mes y medio.

LUJO EN LAS CALLES DE GALICIA

También, viniendo de Lugo a Santiago hay muchas mimosas arracimadas en el monte con sus flores amarillas llenando el paisaje de color (El ser una especie invasora no le resta belleza a este árbol con hermoso aspecto cuando está florido).

INVASORA PERO BONITA Y 
CON FLORES  OLOROSAS

Si miramos atentamente los árboles frutales, manzanos, perales y ciruelos entre otros, nos encontramos con similar sorpresa, ya lucen sus flores.

En bordes de caminos, sabiendo verlas, encontramos prímulas también abriendo sus capullos.

¿Se han adelantado en su floración estas plantas, con el frío que hace? Puede que sí, no discuto que sean indicios de primavera. Pero antes quiero hacer una indicación, que a nadie le han dicho en sus estudios y que, por tanto, a nadie le tenemos que pedir que sepa y que utilice dicho conocimiento para enjuiciar nada.

DESAPERCIBIDAS POR HUMILDES

Al contrario de lo que ocurre a animales, los vegetales no necesitan tanto del calor. En animales es preciso incubar para que los embriones se desarrollen en el interior de los huevos. En vegetales es la luz el factor que determina el pase de una fase a otra dentro de su desarrollo biológico. No sé de qué modo, pero los vegetales son capaces de captar las fases diarias de luz y obscuridad, lo que llamamos fotoperíodo y, según sus duraciones relativas, entran en la vida vegetativa del invierno o bien despiertan tras el letargo y comienza el tiempo de la floración en esta época en que estamos. 

ABIERTAS AL POLEN QUE TRAIGA EL AIRE

No todas las plantas entran ahora en la floración, tampoco es eso, pero la temporada ha comenzado. 

Todo es hermosamente complicado. Ahora abren las flores que, a fin del verano, nos darán frutos cuyo desarrollo, maduración incluida, es largo. En otoño serán una oferta maravillosa y atractiva, pero antes han de pasar por muchas fases, como polinización, formación del fruto (ovario fecundado y maduro), de la semilla (óvulo fecundado y maduro) y la maduración de la pulpa carnosa del fruto, que se realizará en los dias calurosos de agosto. Todo requiere su tiempo.

He dicho polinización, pero ahora no hay insectos. No los hay. Ellos nacen de huevos y para eclosionar necesitan un calor del que aún no se dispone. Por eso la selección natural favoreció las flores amplias, abiertas, con los órganos reproductores desprotegidos. De este modo, es el aire el encargado de transportar el polen, de recogerlo de unas flores y llevarlo a otras, realizándose de este modo la preceptiva polinización.

Y ahora yo me pregunto, ¿tal vez es un poco temprana la floración este año? Y creo que sí, que las flores, incluso las más tempraneras, se han adelantado a su propio calendario. La causa, a mi entender, es esta sequía que estamos padeciendo. Más bien, esta falta de lluvias causada por esta falta de nubes. Ese es la causa, a mi entender. La falta de nubes pues, al estar, forman como una cortina más o menos densa sobre nosotros, que hace que nos llegue más o menos luz, según los casos. Como en este año no existe tal cortina, nos llega toda la luz producida por el sol y con su fotoperíodo no alterado por la presencia de los filtros que podrían representar la presencia de nubes sobre nosotros. En tal caso, estarían actuando como si los días fuesen más largos, con mayor cantidad de luz. Es decir, los correspondientes a épocas más adelantadas en el calendario, pero en temporada normal de lluvias.

Una cosa es clara, el perfecto engranaje de los elementos que entran en juego en esta, digamos, escena, de entrada del buen tiempo. Me dicen que cerca de Lugo ya “se ven” cigüeñas, y tampoco me extraña. Ya lo dice el refrán, “por san Blas, la cigüeña verás”. Si, el ritmo sigue y estamos metidos en él. Ahora será una gloria ir describiendo cómo la Naturaleza despierta, si acaso estuvo dormida alguna vez.

Como biólogo que soy y me siento, es éste uno de los momentos del año en que me gusta echarme al monte a ver que todo sigue como siempre. No hay sorpresas, en grandes líneas: las flores que salen en los frutales y demás árboles polinizados por el viento. Yemas que se “mueven” en ramas, capullos que se abultan para reventar en sus correspondientes flores. Todo así, como siempre. A veces pienso en los encajes maravillosos de la selección natural favoreciendo únicamente a aquellas especies que por sus respectivas necesidades, encajaban sus ciclos en los de otras. Como un gigantesco puzzle, sin programarlo, solamente actuando el azar, hemos llegado a esta situación que vemos hoy. Todos dependemos de todos, por eso hablo de puzzle.

Hace pocos días una persona, alguien con mas buena intención que luces, decía en uno de estos medios de comunicación que tenemos, que si las bacterias son tan malas, lo mejor sería eliminarlas. El hecho de que haya bacterias patógenas, que las hay, no quiere decir que “las bacterias” sean malas. Gracias a ellas entra el nitrógeno atmosférico en el mundo de los seres vivos. Baste con decir eso.

A veces, muchas, me duele el desconocimiento que existe sobre biología en personas bienintencionadas. Ni los árboles florecen antes de tiempo, no hay que destruir las bacterias, ni los animales tienen costumbres asesinas.

Siento profundamente la falta de unos buenos planes de estudio para nuestros estudiantes. Primero, definir lo que creemos que deben saber y, utilizando el plan de estudio como herramienta para lograrlo, ponerlo en práctica por parte de técnicos cualificados.

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Comento algunos conceptos erróneos que se tienen al enjuiciar la vida en la naturaleza. En la actualidad, se dispone de muchos conocimientos que indican la falsedad de dichos juicios, pero siguen vigentes.

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Entre nosotros, los humanos, existe una costumbre que viene de antiguo y que consiste en enjuiciar las prácticas animales como dictadas por virtudes o vicios, sin tener en cuenta que tanto virtud como vicio son componentes conceptuales de nuestras conductas y de cada una de sus múltiples culturas. Se nos ha enseñado a admirar a los animales como ejemplos incuestionables dignos de ser imitados o repudiados. Tenemos como ejemplo a las hormigas por laboriosas, odiamos a las serpientes por engañosas, menospreciamos a los zorros por astutos o a los mulos por tercos. Hay insultos que hacen referencia a supuestas conductas animales, como zorrería o burrada. Inspirados en este espíritu, decimos que es un burro alguien que no se caracteriza por agudeza y llamamos cerdo a quien no es muy limpio. Bajo este mismo concepto, los animales carnívoros son asesinos y, por tanto, no está mal recriminar sus conductas o, incluso, condenarlos a morir, y matarlos. 

NO ESTÁN MADURAS

Esto viene de lejos. Ya en la literatura griega existió un género, la fábula, en el que los animales hablaban con humanos y en general eran los animales quienes nos enseñaban cómo comportarnos en la vida cotidiana o ante adversidades. Siempre existía finalidad didáctica y moralizante en estas composiciones, y muchas de ellas retrataron actitudes que aún hoy son muy reconocibles. Sigue siendo muy actual el comportamiento del zorro que desprecia las uvas, inalcanzables para él, con la disculpa de que “no están maduras”. El desencuentro entre las cigarras y las hormigas sigue también de actualidad, por citar dos casos. Las cosas pueden no ser tan simples. A veces, con un gran desconocimiento de la realidad, se toman como humanos algunos comportamientos que no lo son.

SEMPITERNO DESENCUENTRO

Entre los animales que viven libres en la naturaleza, existen diversos instintos encaminados a preservar sus propias vidas, a la vez que a reproducirse, que es preservar la especie de la que cada uno forma parte. Los animales carnívoros, pera preservar sus propias vidas han de cazar, matando a sus presas sin alterar por eso la armonía de la naturaleza, ni mereciendo el calificativo de asesinos.

Me gustaría que esto que comento fuese del dominio público y utilizado como argumento normal en nuestras conversaciones. Pero no es así. Comento esto porque en estos días he visto una hermosa serie de tv sobre parques naturales de América del Norte. Junto a maravillosas vistas, aparecen tomas también espectaculares, sobre animales, sus costumbres y sus formas de vida. No he escuchado la versión original, pero sí la doblada a nuestro idioma, y no he podido hacer más que lamentar los desatinos que se vierten en ellos.

ACTÚA LA SELECCIÓN NATURAL

Según quien habla, los animales carnívoros sor crueles, sus costumbres asesinas, sanguinarias y un sinfín de lindezas por el estilo. Lamento mucho esta forma de enjuiciar unos comportamientos naturales, pues muchos espectadores se creen todo cuanto les dice la tele y también lo lamento por los niños, porque están aprendiendo a enjuiciar el entorno. En esas series, parece como que se quiera mantener unos criterios anticuados. Y si nos ponen a una tierna madre herbívora cuidando de sus pequeños cachorros, es para hacernos más repulsivo aún el crimen del lobo destrozando esa entrañable familia.

Son animales viviendo en la naturaleza, con sus normas y sus leyes, pero se nos quiere hacer ver que las crueldades humanas tienen su raíz, su base, en la misma naturaleza, pues nuestros instintos criminales son compartidos por más animales. Se nos ha dicho que “el pez grande se come al chico” como una justificación natural del comportamiento del fuerte, lo mismo que esa manera simple e ignorante de explicar la teoría de la selección natural como “la supervivencia del más fuerte”.

EL PEZ GRANDE SE COME AL CHICO

En ambos casos, creo que se nos presenta al pez grande y al más fuerte como al prototipo de ser despiadado que triunfa gracias a serlo. Lo malo es que se ponen como ejemplo y justificación, cuando no son ni una cosa ni otra y las frases, como enunciados, son falsas.

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