Hacia el cerebro sintético

 Investigadores de la Universidad del Sur de California están dando los primeros pasos hacia el desarrollo de cerebros sintéticos creando neuronas a partir de nanotubos de carbono que imitan algunas funciones cerebrales. 

“En este momento aún no sabemos si crear un cerebro artificial completo será posible” dice la ingeniera Alice Parker. “Puede llevarnos décadas crear algo que se parezca mínimamente al cerebro humano, pero obtener piezas como un sistema de visión artificial o una cóclea sintética que interactúen con un cerebro real podría estar disponible bastante pronto”, vaticina

A diferencia de los programas informáticos (software) que simulan la actividad cerebral, el cerebro sintético estaría formado por hardware que imitaría a las neuronas. Y por lo tanto, cada una de estas células artificiales debería poseer también la compleja plasticidad necesaria para aprender con la experiencia y adaptarse a los cambios en el entorno. 

El segundo reto tiene que ver con el espacio. Si para el año 2022 se construyera un cerebro sintético con la tecnología actual, se necesitarían billones de neuronas artificiales que ocuparían una habitación completa. “Obviamente la tecnología tendrá que reducir su tamaño si queremos usarla en un ser humano o para fabricar un cerebro robótico”, dice Parker. A estas dificultades hay que añadir que el cerebro nunca se apaga, lo que en el terreno de lo sintético supondría un problema de suministro de energía. 

Aunque antes de llegar a todo eso hay que resolver el problema de las conexiones y comunicaciones neuronales. Cada neurona del córtex cerebral está conectada a decenas de miles de compañeras. Se necesitan muchas matemáticas y complejas operaciones computaciones para conseguir que neuronas artificiales de carbono reciban y transmitan señales tal y como sucede en nuestro órgano pensante. 

Parker y sus compañeros han escogido los nanotubos de carbono para sus experimentos porque, gracias a su estructura tridimensional, permite establecer "conexiones en todas las direcciones y planos". Además de que una prótesis de este material orgánico tendría menos peligro de ser rechazada por el cuerpo humano. 

Al margen de los retos tecnológicos, desarrollar un cerebro sintético, o incluso sólo una parte, también plantea cuestiones bioéticas. Por ejemplo, si como apuntan las últimas investigaciones el papel de las emociones en el aprendizaje y el resto de las funciones cerebrales es tan importante, habrá que entender cómo funcionan a nivel molecular.

La importancia del nombre

Una vaca con un nombre de pila produce más leche que una sin apodo según acaban de demostrar dos investigadores de la Universidad Newcastle. La clave, explican Catherine Douglas y Peter Rowlinson en la revista Anthrozoos, está en tratar a estos rumiantes de manera individual. “Igual que las personas respondemos mejor al contacto físico, las vacas se sienten más felices y relajadas si se les presta atención una a una”, dice Douglas. Según la investigadora, dando más importancia al individuo, por ejemplo poniendo un nombre a cada vaca e interactuando con el animal mientras crece, no sólo mejoramos su bienestar sino que se consigue incrementar la producción. 

Para demostrarlo, Douglas y Rowlinson estudiaron más de 500 granjas británicas. En un 46% de los casos analizados los granjeros habían puesto un nombre a cada animal. Y los datos revelaron que esas vacas proporcionaban 258 litros más de leche que el resto. “Hemos encontrado un método sencillo y sin costes para mejorar la producción”, concluye Douglas.

¿Cómo miden los animales el paso del tiempo?¿Saben los animales qué son el pasado y el futuro?

Detrás de los amorosos ojos perrunos de Toby, su mente está zumbando, recordando el paseo de ayer: la hierba, una ladera del parque y hasta un conejo que corre a esconderse. Casi sonríe al recordarlo, y se pregunta si le dará tiempo a echarse una siestecita antes del garbeo de hoy. Para unos investigadores de la inteligencia animal, esta escena obedece a la realidad, y para otros es pura ficción. ¿Pueden los animales reconstruir eventos pasados e imaginarse a sí mismos en futuros escenarios, o es algo que solo nosotros podemos hacer? El neurocientífico Endel Tulving comenzó a estudiar en 1983 la memoria episódica humana; es decir, cómo la mente es capaz de recrear momentos concretos de su pasado e imaginarse en el futuro. Ya en 1997, Thomas Suddendorf y Michael Corballis, de la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda), acuñaron la expresión “viaje mental en el tiempo”, y afirmaron que esta podría ser una de esas características cognitivas que distinguen al Homo sapiens. Pero crece el número de expertos que creen que otras especies pueden recordar un suceso en un tiempo y lugar específicos, más allá del conocido comportamiento aprendido. Esa es la gran discusión: que un elefante recuerde a alguien que le hizo daño no significa que sepa colocar ese suceso en la línea de tiempo respecto a otros episodios de su vida. Lo difícil es probarlo, porque los humanos podemos verbalizar nuestra memoria y nuestros planes, pero los animales no. Quienes creen que los animales tienen memoria episódica se basan, por ejemplo, en que los delfines son capaces de repetir la última acrobacia que acaban de hacer, porque la distinguen en el tiempo (véase la última página de este reportaje). Y parece que las palomas y las ratas también.

¿Dónde habré puesto yo…?
El mayor éxito al respecto es de 1999. El primatólogo Emil Menzel, de la Universidad Stony Brook (Nueva York), demostró unas habilidades memorísticas aún más sorprendentes gracias al chimpancé Panzee, al que había enseñado a comunicarse señalando símbolos. Menzel escondió comida en la jaula mientras el chimpancé observaba. Hasta 16 horas después, el primate logró guiar a sus cuidadores mediante signos y gestos hasta esos escondites, aunque ellos no sabían qué se había escondido ni dónde. ¿Será porque los chimpancés son casi humanos? No. Los arrendajos de matorral occidentales, de la familia de los cuervos, y con un talento peculiar para esconder y recuperar comida, van más allá. En 1998, Nicola Clayton y Anthony Dickinson, de la Universidad de Cambridge, demostraron que pueden recordar no solo dónde han escondido un bocado, sino también qué han escondido y cuándo. Si, por ejemplo, un gusano de cera (Galleria melonella), caviar en el mundo de los arrendajos de matorral, está enterrado mucho tiempo, empieza a descomponerse. El ave parece que lo sabe, y ni siquiera se molesta en recuperar gusanos que hayan sobrepasado su “fecha de caducidad”. ¿Eso demuestra ese “viaje mental en el tiempo”? No: pueden registrar simplemente cuánto tiempo hacía que habían enterrado la comida. Lo mismo puede decirse de las habilidades de Panzee, según Suddendorf: “Yo puedo saber dónde están las llaves de mi coche sin tener necesariamente que recordar haberlas dejado ahí”.

Detrás de los amorosos ojos perrunos de Toby, su mente está zumbando, recordando el paseo de ayer: la hierba, una ladera del parque y hasta un conejo que corre a esconderse. Casi sonríe al recordarlo, y se pregunta si le dará tiempo a echarse una siestecita antes del garbeo de hoy. Para unos investigadores de la inteligencia animal, esta escena obedece a la realidad, y para otros es pura ficción. ¿Pueden los animales reconstruir eventos pasados e imaginarse a sí mismos en futuros escenarios, o es algo que solo nosotros podemos hacer? El neurocientífico Endel Tulving comenzó a estudiar en 1983 la memoria episódica humana; es decir, cómo la mente es capaz de recrear momentos concretos de su pasado e imaginarse en el futuro. Ya en 1997, Thomas Suddendorf y Michael Corballis, de la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda), acuñaron la expresión “viaje mental en el tiempo”, y afirmaron que esta podría ser una de esas características cognitivas que distinguen al Homo sapiens. Pero crece el número de expertos que creen que otras especies pueden recordar un suceso en un tiempo y lugar específicos, más allá del conocido comportamiento aprendido. Esa es la gran discusión: que un elefante recuerde a alguien que le hizo daño no significa que sepa colocar ese suceso en la línea de tiempo respecto a otros episodios de su vida. Lo difícil es probarlo, porque los humanos podemos verbalizar nuestra memoria y nuestros planes, pero los animales no. Quienes creen que los animales tienen memoria episódica se basan, por ejemplo, en que los delfines son capaces de repetir la última acrobacia que acaban de hacer, porque la distinguen en el tiempo (véase la última página de este reportaje). Y parece que las palomas y las ratas también.

¿Dónde habré puesto yo…?
El mayor éxito al respecto es de 1999. El primatólogo Emil Menzel, de la Universidad Stony Brook (Nueva York), demostró unas habilidades memorísticas aún más sorprendentes gracias al chimpancé Panzee, al que había enseñado a comunicarse señalando símbolos. Menzel escondió comida en la jaula mientras el chimpancé observaba. Hasta 16 horas después, el primate logró guiar a sus cuidadores mediante signos y gestos hasta esos escondites, aunque ellos no sabían qué se había escondido ni dónde. ¿Será porque los chimpancés son casi humanos? No. Los arrendajos de matorral occidentales, de la familia de los cuervos, y con un talento peculiar para esconder y recuperar comida, van más allá. En 1998, Nicola Clayton y Anthony Dickinson, de la Universidad de Cambridge, demostraron que pueden recordar no solo dónde han escondido un bocado, sino también qué han escondido y cuándo. Si, por ejemplo, un gusano de cera (Galleria melonella), caviar en el mundo de los arrendajos de matorral, está enterrado mucho tiempo, empieza a descomponerse. El ave parece que lo sabe, y ni siquiera se molesta en recuperar gusanos que hayan sobrepasado su “fecha de caducidad”. ¿Eso demuestra ese “viaje mental en el tiempo”? No: pueden registrar simplemente cuánto tiempo hacía que habían enterrado la comida. Lo mismo puede decirse de las habilidades de Panzee, según Suddendorf: “Yo puedo saber dónde están las llaves de mi coche sin tener necesariamente que recordar haberlas dejado ahí”.

Hambre de futuro

Los arrendajos planean qué van a comer, ya que eligen qué tipo de alimento esconden.

Hambre de futuro
Los problemas para probar que los animales pueden pensar en su futuro son similares. En 2006, Nicholas Mulcahy y Josep Call, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig (Alemania), enseñaron a bonobos y orangutanes a manejar una herramienta que les servía para ganarse un zumo en una “sala de recompensas”. Una vez adiestrados, les mostraban esa herramienta y seis que no eran útiles para obtener el premio, pero dejaban cerrada la sala de recompensas, por lo que los animales no se llevaban ninguna herramienta. Entonces, les abrían la sala de recompensas, pero, al carecer del instrumento adecuado, no podían llevarse el premio. Cerraban la sala y, una hora después, les dejaban de nuevo las herramientas a mano. Los simios aprendían que era mejor guardar el utensilio mientras pudieran, por si volvían a abrir la sala de recompensas. “Esto demuestra que los simios pueden seleccionar, transportar y guardar una herramienta para su uso en el futuro próximo”, dice Call. Pero para Suddendorf, siempre a la contra, lo que parece un plan podría ser en realidad condicionamiento clásico, llevado por una sed de zumo de frutas en el momento del experimento y por haber aprendido poco antes a usar la herramienta con un cierto propósito. Este argumento nace de la llamada “hipótesis Bischof-Köhler” (Norbert Bischof y Doris Bischof-Köhler, de la Universidad Ludwig Maximilian, en Múnich, Alemania). A finales de la década de 1970 sugirieron que, mientras los humanos son capaces de usar su experiencia para pensar en el futuro –planear una comida aunque no tengan hambre, por ejemplo–, los animales solo son capaces de actuar impulsados por su motivación en ese momento.

Por si vuelvo a tener hambre
Un posible contraejemplo procede del trabajo realizado en Costa de Marfil en la década de 1980 por los primatólogos Christophe y Hedwige Boesch. Observaron chimpancés que trasladaban una gran piedra cuando iban en busca de nueces, y después la utilizaban para cascarlas. Ellos vieron aquí un ejemplo de previsión animal, pero Bischof aprecia los mismos problemas: “Es una forma muy impresionante de anticipación del futuro, pero está guiada por su apetito de nueces en ese momento”, dice. Una vez saciados, los chimpancés tiran las piedras, aparentemente sin reparar en que quizá las podrían necesitar en el futuro. Si fueran capaces de prever que van a volver a tener hambre de nueces, las guardarían. Decididos a desmentir a Bischof-Köhler, Clayton y Dickinson (los del experimento con gusanos) idearon un complejo y concienzudo experimento (véase el cuadro a la izquierda) por el cual lograron que unos arrendajos de matorral escondieran para un futuro un tipo de comida del que ya estaban sobradamente saciados.
Para Clayton y sus colegas, lograron desafiar seriamente la hipótesis de que los animales se mueven por los impulsos inmediatos que les causa una situación (sea esta propiciada por el hambre o por otras causas). Sus aves parecían ser capaces no solo de anticipar, sino también de actuar y satisfacer una necesidad futura y muy poco inmediata. Hay otros ejemplos que desafían la hipótesis de Bischof-Köhler. William Roberts y Miriam Naqshbandi, ambos en la Universidad de Western Ontario en Londres (Canadá), dieron a unos monos ardilla la posibilidad de elegir entre uno y cuatro dátiles, una de sus frutas preferidas. Por puro instinto, es predecible que los animales casi siempre escogieran los cuatro.

Ve poniéndome un vaso de agua
A continuación, los investigadores se llevaban las botellas de agua justo antes de que eligieran, y las devolvían justo media hora después si los animales preferían un dátil, mientras que les negaban el agua durante tres horas si se habían decantado por los cuatro dátiles. Los animales pronto empezaron a mostrar una preferencia por un dátil, en vez de los cuatro del principio. Roberts considera que esto sugiere la capacidad de los animales de anticipar que estarán sedientos en el futuro, a pesar de no tener sed en el momento de hacer su elección.
Sin embargo, para Suddendorf tampoco este experimento –ni ningún otro– ha conseguido refutar la hipótesis de Bischof-Köhler. La explicación más probable del comportamiento de los monos ardilla, según él, es que aprendieron a asociar que tomar cuatro dátiles acarreaba la incomodidad de la sed. Esto, dice, no es lo mismo que prever.
Tampoco está precisamente emocionado con los hallazgos de los arrendajos. “Los humanos no tenemos prácticamente límites en lo que respecta a clases de cosas que podemos recordar y planear. Todavía no hay evidencias de que los arrendajos de matorral hagan algo más que esconder y recuperar la comida”. Y no es que sean muy buenos en eso, según él: “Hay que considerar que en el laboratorio no tiene sentido, de hecho, esconder la comida, habida cuenta de que son los humanos los que alimentan a las aves”, escribió junto con Corballis en un ensayo que rebatía el experimento de los arrendajos.

La ‘evidencia de la ausencia’
Clayton dice que esa crítica es “ridícula”, y defiende sus experimentos en un reciente artículo de Animal Behaviour. Señala que, incluso en cautividad, los arrendajos necesitan esconder la comida, no solo porque quizá no venga nadie a darles de comer mañana, sino también para evitar que la roben otras aves. “Dado que el futuro nunca está claro, un poco de seguridad siempre es bienvenida”, comenta Clayton. Además, siempre merece la pena enterrar exquisiteces como gusanos de cera. “Yo siempre escondo los bombones que tomo después de cenar, incluso aunque no me los quiera tomar en ese momento”, confiesa jocosamente. Clayton y Suddendorf están de acuerdo al menos en una cosa: que nadie ha sido capaz de demostrar hasta ahora que estos y otros animales creen imágenes mentales de su pasado o de su futuro. Pero, como apunta Clayton: “No puedes tomar la ausencia de evidencia como evidencia de la ausencia”.
Está por ver si alguien encontrará un camino para proporcionar esta clase de pruebas, o si las dos partes pueden ponerse de acuerdo en qué podría constituir el viaje mental en el tiempo para los animales. Pero en vista de que cada vez se profundiza más en la mente de los animales, podemos esperar que averigüemos mucho más sobre cómo entienden su mundo. Esto tendría consecuencias de gran alcance sobre el modo en que les tratamos y el concepto que tenemos de ellos. Después de todo, quizá ellos tienen sus propios planes.

Pero si yo no sé ni quién soy

Los monos ardilla prefieren comer un dátil porque prevén que tomar más les dará sed

Cuando un chimpancé se mira al espejo cree estar viendo a otro.

Los psicólogos comparativos que investigan la capacidad animal para recordar prefieren hablar de “memoria parecida a la episódica”. Esta solo requiere que el animal pueda recordar lo que hizo, dónde y cuándo. La “verdadera” memoria episódica requeriría una conciencia de sí mismo, cosa que solamente los seres humanos poseemos.

¿No recuerdan nada de nada después de nadar?

Sí lo hacen. Los delfines de hocico de botella son capaces de recordar lo que hicieron en un pasado inmediato. Lo demostró una simple prueba: después de ser entrenados para realizar docenas de trucos diferentes en respuesta a señales manuales específicas, se pidió a los delfines, por medio de otra señal con la mano, que repitiesen el truco que habían realizado por última vez (sin más detalles). Y lograron una tasa de aciertos de casi el 100%.

El menú de mañana

Los arrendajos planean qué van a comer, ya que eligen qué tipo de alimento esconden

Un equipo de la Universidad de Cambridge demostró que algunas aves no solo aguzan el ingenio movidas por el hambre, sino que planean su menú incluso cuando están saciadas. En una primera etapa, pusieron dos comederos para unos arrendajos: uno que a veces contenía piñones y otro en el que nunca había nada. Después abrieron un tercer comedero siempre lleno de piñones; y las aves trasladaron parte de la comida al que siempre estaba vacío, por si un día no había en ninguno de los otros dos. Pero hubo quien dijo que quizá las aves estaban hambrientas y que esa sagacidad se la había propiciado el hambre. Así que los investigadores realizaron el experimento que ves en la foto y que a continuación te explicamos:

Se plantean dos escenarios:
Alimentaron a un arrendajo con pienso hasta que no podía comer más. Cuando podía esconder pienso o piñones, elegía estos últimos en mayor cantidad, porque acababa de hartarse de pienso.
El escenario B.
Se le volvió a suministrar pienso. Cuando el arrendajo eligió de sus propios escondites, se decantó por los piñones, de los que tenía muchos guardados.
El escenario A.
Esta vez recibió piñones para comer. Cuando él pudo elegir entre sus escondites, buscó pienso, pero había poco, porque planificó “aconsejado” por la saciedad.

Siguientes veces que se le plantea el escenario B
De nuevo, se le saturó de pienso. Recordó la escasez de la vez anterior, y ahora guardaba la misma cantidad de pienso que de piñones. Después se le ofrecieron solo piñones. En el momento de elegir de qué “despensa” comer, se alimentó del pienso que, aparentemente, planeó comer al almacenarlo.

10 preguntas que Darwin no sabría contestar, nuestro tercer informe especial

¿Por qué los animales tienen colores?

Para qué utilizan los pavos sus coloridas colas? ¿A qué vienen esos bailes exóticos que realizan los machos de las aves del paraíso, si con ello atraen a los depredadores? Para Darwin existía un equilibrio entre la selección natural (comer y evitar ser comido) y la selección sexual (reproducirse lo más a menudo posible). Gracias al despliegue cromático, el macho debía seducir a las hembras, pero el inglés no podía probar que las aves vieran aquellos colores. Actualmente, cámaras especiales adaptadas y estudios anatómicos de los ojos de diferentes animales demuestran que sí pueden distinguir los colores. Y ven algunos en la gama ultravioleta que nosotros no podemos.

¿Por qué hubo extinciones

Los científicos de la época de Darwin podían señalar los niveles en las rocas donde, por ejemplo, fósiles del Paleozoico, como trilobites, se extinguieron y fueron sustituidos por nuevas formas del Mesozoico. Sabían por ello que las extinciones eran eventos de la naturaleza. Pero desconocían por qué ciertas plantas y animales desaparecían y otros no. Sin embargo, desde alrededor de 1950, los geólogos comenzaron a darse cuenta de que la historia de la Tierra y la historia de la vida no siempre han sido armoniosas y progresivas. De hecho, se pueden señalar cinco o seis extinciones en masa. En ellas, el 50% o más de las especies del planeta desaparecieron. Sin embargo, el poder creativo de la evolución permitió recuperar la vida en las etapas siguientes y reconstruir nuevos ecosistemas.

¿Cuántos años tiene la Tierra?

Cuando el evolucionista inglés barajaba cifras sobre la antigüedad de la Tierra, su calculo iba desde decenas a cientos de millones de años. Al estudiar las rocas no dudaba que habían necesitado muchísimo tiempo para acumularse. De hecho, la tiza que se encuentra cerca de su casa en Kent tiene varios kilómetros de espesor, y sostenía que dicho espesor confirmaba que fueron necesarios 100 millones de años o más para formarse. Pero gran parte de los estudiosos e investigadores de entonces pensaban que eso era una tontería, y que la Tierra solo podía tener diez millones de años. O menos. Claro, que en aquel momento se desconocía que hace 7 millones de años surgió uno de los primeros homínidos en Chad (África): el Sahelanthropus tchadensis. Cuando se dio con él, este hallazgo hizo que la comunidad científica revisara varios de sus postulados. El descubrimiento de la radiactividad en la década de 1890, y su aplicación en la datación de rocas por medio de la comparación de la descomposición de ciertos minerales radiactivos, como el uranio y el argón 40, ha demostrado que nuestro planeta tiene más de 4.500 millones de años de antigüedad. Por lo tanto, el instinto de Darwin estaba en lo correcto.

¿Qué es la herencia?

En el siglo XIX se sabía que de padres pelirrojos nacían hijos pelirrojos, y que los perros dálmatas producían cachorros de la misma raza. Pero se desconocía por qué sucedía esto. La clave llegó al descubrirse que el código genético reside en el núcleo de cada célula: los cromosomas. En 1953 se desveló la estructura del ADN. La biología molecular nació de este descubrimiento, y hoy representa la mitad de todas las investigaciones científicas en el mundo, debido a su influencia en biología, medicina y agricultura. Y su raíz es la teoría de la evolución darwiniana.

¿Cuál es el origen de la vida?

Darwin fue el primero en señalar que todos los organismos vivos, desde las bacterias hasta los seres humanos y desde el musgo hasta los robles, han evolucionado desde un único ancestro común. Pero no sabía cómo probarlo. Desde 1940, muchos fósiles han sido identificados y datados. Los más antiguos tienen 3.500 millones de años, y confirman que toda la vida está relacionada en un gran árbol, en cuya base se encuentra un organismo muy simple.

¿Cómo evolucionaron los ojos?

Para Darwin, nuestros órganos provenían de estructuras simples y llegaron a tener funciones muy complejas. Sus críticos argumentaron que, por ejemplo, un ojo con menos capacidades no es útil. Pero él creía que era preferible un ojo de­fectuoso a ninguno, y se ba­saba en que muchos invertebrados marinos ven en blanco y negro, pero es suficiente para ellos. Otros solo captan la luz, como los gusanos. Únicamente los vertebrados y los cefalópodos tienen un ojo que cambia de tamaño para enfocar. Estudios genéticos han confirmado el argumento de Darwin: el ojo de los vertebrados y el de los invertebrados más simples comparten los mismos genes de desarrollo.

¿Cuantas especies hay en la Tierra?

Darwin no tenía dudas: sabía que la vida en la Tierra es muy diversa. Lo que aún desconocía era el número aproximado de especies que pueblan nuestro planeta. De he­cho, esta observación puso a prueba la fe religiosa que se le había inculcado de pequeño. Afortunadamente, esta no superó a la capacidad de librepensador que heredó de su padre (médico) y de su abuelo, Erasmus Darwin (filósofo que creó La Sociedad Lunar, un grupo de discusión de naturalistas e industrialistas). Así, la explicación religiosa no le bastaba a Darwin. Y cuando hizo el viaje alrededor del mundo a bordo del Beagle en la década de 1830 descubrió que todas las islas del Océano Pacífico estaban pobladas con diferentes especies de aves, propias de cada isla. Este hecho le llevó a cuestionarse: ¿por qué Dios necesitaría crear tantos miles de especies de aves, muchas de ellas solo presentes en una isla, cuando unos pocos cientos de especies serían suficientes? Darwin calculaba que exis­tían cientos de miles de especies. Hoy, cuando aún se siguen descubriendo nuevas, sabemos que hay millones. Pero cuántas to­davía se discute. Algunos dicen 10 millones, y otros 100 millones.

¿El hombre modifica la evolución?

En aquellos tiempos solo se pensaba que los avances harían la vida más confortable. Pero hoy se comienza a reconocer que muchos procesos industriales perjudican a la Tierra. Gracias a los ordenadores y a una mejor comprensión del clima en el pasado geológico, los científicos son capaces de predecir el futuro y probar que la Tierra es vulnerable. Darwin no se habría sorprendido: él era consciente de que los seres humanos podemos interferir en el equilibrio natural: el resultado de millones de años de evolución.

¿Hay condiciones imposibles para la vida?

Al primer evolucionista también le impresionaron las extraordinariamente difíciles condiciones en las que viven algunas especies. Durante su viaje le llamaron la atención los pingüinos, que sobreviven a orillas de mares helados, así como crustáceos que tienen su hábitat bajo el hielo. Pero Darwin se habría sorprendido más si hubiera conocido la vida de algunos microbios que se han descubierto recientemente y se denominan “extremófilos”. Algunos de ellos viven en fuentes termales donde el agua está hirviendo, otros pasan sus días bajo cientos de metros de hielo antártico, y otros incluso llegan a hacer del ácido sulfúrico concentrado en cuevas oscuras su hogar. El estudio de extremófilos nos da fuertes indicios sobre el origen de la vida en condiciones de ausencia de oxígeno, y acerca de la posibilidad de vida en otros planetas.

¿Por qué los dinosaurios eran tan grandes ?

Según algunos contemporáneos de Darwin, los dinosaurios tenían ese tamaño porque eran más avanzados fisiológicamente y tenían sangre caliente. Los geólogos, por su parte, lo atribuían al clima del Mesozoico: cálido y con abundante alimento. Hoy, gracias a estudios óseos, sabemos que nunca fueron fisiológicamente más avanzados. Su crecimiento se debía a que, si bien na­cían de huevos, como los reptiles, durante su etapa juvenil (5-15 años) crecían a un ritmo más rápido, similar al de los actuales mamíferos.

Adán y Lucy

El segundo de nuestros informes sobre Darwin

Juntos en el paraíso. El Adán que pintó Rubens y la recreación de Lucy, una Australophitecus afarensis del Museo

Es curioso que un hombre que en algún momento de su vida pensó en ser clérigo terminase siendo una de las grandes “bestias negras” de aquellos que creen que las especies que pueblan la Tierra son obra de un Dios todopoderoso; todas las especies, incluyendo la nuestra. Charles Darwin fue ese hombre. Y él mismo explicó, en su luego célebre autobiografía (que compuso en 1876, simplemente para que sus nietos le conociesen mejor) lo que había pensado sobre asuntos religiosos en su juventud. Refiriéndose a los años 1827-1828, escribió allí: “Tras haber pasado dos cursos en Edimburgo, mi padre se percató, o se enteró por mis hermanas, de que no me agradaba la idea de ser médico, así que me propuso hacerme clérigo… Pedí al­gún tiempo para considerarlo, pues, por lo poco que había oído o pensado sobre la materia, sentía escrúpulos acerca de la declaración de mi fe en todos los dogmas de la Iglesia anglicana, aunque, por otra parte, me agradaba la idea de ser cura rural. Por consiguiente, leí con gran atención Pearson on the Creed (Pearson acerca del Credo) y otros libros de teología y, como entonces no dudé lo más mínimo de cada una de las palabras de la Biblia, me convencí inmediatamente de que debía aceptar nuestro credo sin reservas”.

Cayó la Torre de Babel
Gradualmente, sin embargo, llegó a la conclusión de que “no había que dar más crédito al Antiguo Testamento, desde su historia manifiestamente falsa del mun­do, con la torre de Babel, el arco iris como señal, etc., hasta su atribución a Dios de los sentimientos de un tirano vengativo, que a los libros sagrados de los hindúes o a las creencias de cualquier bárbaro”. Pero no renunció expresamente a ser clérigo: “Dicha intención murió de muerte natural cuando, al dejar Cambridge, me uní al Beagle en calidad de naturalista.” Ahora bien, esto no quiere decir que renunciase completamente a las ideas religiosas con las que había crecido, y que tan queridas eran para su esposa, Emma Wedgwood (1808-1896), con quien se casó en 1839. Su reconversión más radical constituyó un proceso largo y sin duda doloroso, ligado al desarrollo de sus ideas científicas, que culminaron en la formulación de la Teoría de la Evolución de las especies mediante selección natural; esto es, en su gran libro de 1859: Sobre el origen de las especies por medio de selección natural, o la conservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida. A la par que juntaba las piezas que compondrían luego su teoría, y de manera más definitiva una vez que la completó, fue modificando sus ideas religiosas. Un pasaje extraído de su autobiografía –que, por cierto, su hijo Francis eliminó al pu­blicarla (todos fueron restituidos en 1958, cuando una nieta suya, Nora Barlow, publicó una nueva edición)– muestran la radicalidad de las ideas a las que llegó.

Dios salió de la selva

El hijo de Darwin censuró algunos pasajes de la biografía del naturalista, por considerarlos demasiado radicales

Flying spaghetti monster se llama esta deidad creada para mofarse de la Teoría del Diseño Inteligente.

Recordando épocas en las que al contemplar, por ejemplo, la grandeza de la selva brasileña, llegaba al “firme convencimiento de la existencia de Dios y de la inmortalidad del alma”, Darwin, ya próxima su muerte, manifestaba: “No concibo que esas convicciones y sentimientos íntimos tengan valor alguno como evidencia de lo que realmente existe. El estado mental que las escenas grandiosas despertaban en mí años atrás, y que estaba íntimamente relacionado con la creencia en Dios, no difería en su esencia de lo que a menudo denominamos sentido de lo sublime; y por difícil que sea explicar el origen de este sentido, mal puede ofrecerse como un argumento a favor de la existencia de Dios; pues no es más que poderosos, aunque indefinidos, sentimientos muy similares a los evocados por la música”. Sin embargo, en El origen de las especies fue precavido, ya que no se atrevió a incluir explícitamente a la especie humana en sus argumentaciones, con la intención de no perturbar los sentimientos de sus lectores. Esto es algo que llevó a cabo con la publicación de otro libro: El origen del hombre, y la selección con relación al sexo, publicado en 1871. En él podemos leer: “La principal conclusión a que llegamos en esta obra, es decir, que el hombre desciende de alguna forma inferiormente organizada, será, según me temo, muy desagradable para muchos. Pero difícilmente habrá la menor duda en reconocer que descendemos de esos bárbaros”.

La confrontación de 1860 en Oxford
De todas maneras, cuáles eran las implicaciones de la teoría darwiniana era algo que estuvo claro desde el principio para casi todos, por lo que no hubo que esperar hasta la aparición de El origen del hombre para que surgieran vehementes críticas. Un ejemplo destacado, y temprano, es el debate público que tuvo lugar el 30 de junio de 1860, durante una de las sesiones de la multitudinaria reunión anual de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia. En aquella ocasión se enfrentaron el obispo de Oxford, Samuel Wilberforce, y el biólogo Thomas Henry Huxley, que ha pasado a la historia de la ciencia, junto a sus distinguidas contribuciones a las ciencias naturales, como el campeón en la defensa de la Teoría de la Evolución. El reverendo W. H. Freemantle, que asistió a aquella confrontación, nos dejó una descripción de la discusión, de la que destacó unos párrafos: “El obispo estaba manifestando con retórica exageración que no existía prácticamente ninguna evidencia en favor de Darwin... Y entonces, comenzó a burlarse con estas palabras: ‘Querría preguntar al profesor Huxley, que está sentado a mi lado..., acerca de su creen­cia en que desciende de un mono. ¿Procede esta ascendencia del lado de su abuelo o del de su abuela?’ Y entonces, adoptando un tono más grave, afirmó, en una solemne perorata, que las ideas de Darwin eran contrarias a lo revelado por Dios en las Escrituras”. A esta cuestión, Thomas Henry Huxley respondió con unas palabras memorables: “No sentiría ninguna vergüenza en caso de haber surgido de semejante origen; pero sí que me avergonzaría proceder de alguien que prostituye los dones de la cultura y la elocuencia al servicio de los prejuicios y de la falsedad”. El tiempo, se dice, cura todas las heridas. Y así, y a la vista del éxito explicativo que la teoría de Darwin ha ido obteniendo, cada vez con más intensidad, se podría pensar que las objeciones que, procedentes de las convicciones religiosas, se opusieron inicialmente a ella terminaron por desaparecer, o, como mínimo, por adoptar posturas discretas.

La persistencia del creacionismo
Sin embargo, no ha sido así. Y no solo en cuanto se refiere a las ideas de personas, sino también, en algunos lugares, en el ámbito legislativo. Lugares como en los Estados Unidos. El 21 de marzo de 1925, la asamblea legislativa de Tennessee aprobó la denominada ley que establecía que sería “ilegal para cualquier profesor en cualquiera de las universidades, escuelas normales o cualquier otra escuela pública del Estado... enseñar cualquier teoría que niegue el relato de la creación divina del hombre tal como se enseña en la Biblia, y enseñar, en cambio, que el hombre desciende de un orden animal inferior”. Las consecuencias de la nueva ley no se hicieron esperar: dos meses después de promulgada, un profesor de Instituto en Dayton, John Scopes, fue detenido y acusado de enseñar la teoría darwiniana y llevado a juicio. El juicio, conocido como el “Juicio del Mono”, comenzó el 10 de julio de 1925 y terminó ocupando las primeras páginas de todos los periódicos estadounidenses. Su dimensión político-religiosa se hacía aún más evidente si tenemos en cuenta que representaba a la acusación el político William J. Bryan, quien había dirigido el Departamento de Asuntos Exteriores con el presidente Woodrow Wilson y que fue nombrado tres veces candidato a la presidencia por el Partido Demócrata. Como defensor de Scopes actuó el abogado Clarence Darrow, quien sacó a Bryan al banquillo y le preguntó si creía que el Sol se había detenido en favor de Josué para prolongar el día de la batalla, como se lee en la Biblia. “Acepto la Biblia de manera absoluta”, respondió el político convertido en fiscal. Y entonces, Darrow continuó: “¿Cree usted que en aquellos tiempos el Sol giraba alrededor de la Tierra?” “Sí, lo creo”, respondió Bryan. Por su parte, Darrow resumió sus argumentos de la siguiente manera: “Hoy son los profesores de las escuelas públicas; mañana, los de las privadas. Al día siguiente, los predicadores… Las revistas, los libros, los periódicos. Al cabo de poco tiempo, señoría, el hombre se volverá contra el hombre y un credo contra otro credo, hasta que retrocedamos con banderas desplegadas y a tambor batiente hacia los tiempos gloriosos del siglo XVI, cuando los fanáticos encendían sarmientos para quemar a las personas que osaban llevar a la mente humana algo de inteligencia, ilustración y cultura”. En la sentencia, el profesor Scopes fue declarado culpable y multado con 100 dólares. Sin embargo, el veredicto fue finalmente revocado por un tecnicismo, y las Autoridades de Tennessee no presentaron ningún recurso. Victoriosos en Tennessee, los fundamentalistas contrarios a la idea de evolución presionaron en 1926 y 1927 para que se introdujeran en otros estados leyes antievolución, y lo lograron en Mississippi y Arkansas. No fue hasta 1967 cuando la ley de Tennessee fue revocada, y al año siguiente el Tribunal Supremo de Estados Unidos declaró inconstitucional la ley de Arkansas. Sin embargo, esto no significó el final de los esfuerzos de los creacionistas, que pusieron en marcha una nueva estrategia: reclamar leyes de “Trato Equilibrado”; es decir, que se enseñase en las escuelas el creacionismo de la misma manera que el evolucionismo, como dos teorías comparables. Un momento importante en esta nueva estrategia tuvo lugar más de medio siglo después del juicio de Tennessee, cuando cristianos fundamentalistas de Arkansas presionaron a sus legisladores para que aprobaran la denominada “Ley 590”, en la que se solicitaba el mismo tiempo para las teorías evolucionistas y para el creacionismo bíblico. La ley en cuestión condujo a la celebración de un juicio en Little Rock, entre el 7 y el 16 de diciembre de 1981, en el que se pretendía recusar la nueva ley. El 5 de enero de 1982, el juez falló a favor del demandante, la American Civil Liberties Union. La ciencia de la creación, se estipulaba en la sentencia, no podía considerarse una explicación o teoría científica alternativa. La Ley 590, concluía el juez, era un intento de imponer la religión en una escuela sostenida por el Estado, lo que constituía una violación de la Primera Enmienda de la Constitución Federal. Diecisiete años después de esta sentencia, en 1999, el Consejo Escolar de Kansas tomó la postura más radical: aprobó eliminar la evolución, así como la teoría del Big Bang, de los programas científicos del Estado. No se prohibía su enseñanza, pero sí que el tema se incluyese en los exámenes que se realizaran en todo el Estado. Asimismo, en octubre y noviembre de 2004, la Junta de Directores de Escuela del Área de Dover (Pensilvania) aprobó una serie de normas que pretendían colocar al mismo nivel la idea de que alguien –un Dios– debió de diseñar la vida (y en particular la humana) al mismo nivel que el evolucionismo científico. En lugar de “creacionismo”, ahora se hablaba de “diseño inteligente”.

Los huecos en blanco

Una vez más, intervino el sistema judicial estadounidense. El 20 de diciembre de 2005, la Corte del Distrito Medio de Pensilvania anuló los acuerdos de la Junta de Directores del Área de Dover. Merece la pena citar algo de la sentencia: “Sin duda, la Teoría de la Evolución de Darwin es imperfecta. Sin embargo, el hecho de que una teoría científica no pueda suministrar una explicación de todas las cuestiones no debería utilizarse como un pretexto para promover en las clases de ciencias una hipótesis alternativa, basada en la religión, que no se puede comprobar, o para minusvalorar proposiciones científicas bien establecidas”.
De hecho, el propio Darwin se había ocupado previamente de argumentar en contra del diseño inteligente. Lo hizo en otro de sus libros, cuyo título era La variación de los animales y plantas bajo la domesticación (1868). Y lo repitió en su autobiografía: “El antiguo argumento en torno a la predestinación de la naturaleza según propone Paley, que antaño me parecía tan concluyente, falla ahora que se ha descubierto la ley de la selección natural. No podemos sostener que, por ejemplo, la hermosa charnela de una concha bivalva tenga que haber sido creada por un ser inteligente, al igual que la bisagra de una puerta ha de hacerla el hombre. En la variabilidad de los seres orgánicos y en la acción de la selección natural no parece haber más predestinación que en la dirección en la que sopla el viento. Todo en la naturaleza es el resultado de leyes fijas. Pero he examinado esta cuestión al final de mi libro sobre la Variación de los animales y plantas bajo domesticación y, que yo sepa, el argumento que doy en él no ha sido jamás contestado”.

El juicio que empezó con una oración

Al famoso juicio llegaron periodistas hasta de Hong Kong, y hubo 1.000 asistentes. 300 se quedaron de pie.

El calor era tan insoportable en la sala que se permitió a los hombres estar en camisa. Era un 10 de julio de 1925 y la atención del mundo estaba en Dayton, un pueblecito de Tennessee donde se juzgaba a un joven profesor de biología. Una ley prohibía la enseñanza de la evolución en las escuelas, y el profesor John Thomas Scopes se negaba a dar la versión oficial: que el hombre fue crea­do por Dios, como dice la Biblia. La Asociación de Libertades Civiles Norteamericanas pagó al abogado defensor, Clarence Darrow, quien por entonces tenía 70 años y era el letrado más famoso del país. El fiscal fue un fundamentalista religioso, William Jennings, tres veces candidato a la Presidencia de los EEUU. Los periodistas lo bautizaron como “El juicio del Mono”, y comenzó con el juez pidiendo una oración. En 8 minutos de deliberación, el jurado encontró al profesor culpable, lo multó con 100 dólares y quedó libre. Darrow apeló, pues quería que un tribunal superior considerara inconstitucional la ley antievolución. Dos años más tarde, la Corte del Estado redujo la multa a un dólar y decidió: “No es conveniente prolongar este caso tan extraño”. La ley jamás volvió a aplicarse.

Problemas familiares

El mayor número de estudios realizados, y de “eslabones” fósiles encontrados relacionados con la evolución de las especies, tiene que ver con el hombre. Aunque esto no quiere decir que se conozca por completo. De hecho, el esquema que ofrecemos aquí está discutido en casi todas las especies de antepasados. El debate más reciente surgió cuando encontraron en Kenia fósiles de Homo habilis y de Homo erectus que, según sus descubridores, coexistieron y compartieron hábitat. Añaden que H. erectus no desciende de H. habilis, sino que ambos descienden por separado de un ancestro común. Esta última disputa antropológica muestra que los detalles de nuestro remoto pasado aún son un enigma.

¡Evolucionante!

En el mes de Febrero de este año se cumplen 200 años del natalicio de Charles Darwin, para conmemorarlo lanzamos una serie de artículos relacionado sobre este tema.

Un conmovedor silencio siguió a la exposición de la teoría sobre el origen de las especies de los británicos Charles Darwin y Alfred Russell Wallace en la Linnean Society de Londres.

La teoría de la evolución biológica se ocupa de tres materias diferentes. La primera es el hecho de la evolución; es decir, que las especies vivas cambian a lo largo del tiempo y están emparentadas entre sí debido a que descienden de antepasados comunes. La segunda materia es la historia de la evolución, o sea, las relaciones particulares de parentesco entre unos organismos y otros; por ejemplo, entre el chimpancé, el hombre y el orangután. La tercera materia se refiere a las causas de la evolución de los organismos. La primera cuestión es la básica, pues si los organismos no evolucionan, la teoría de la evolución no tendría nada que estudiar. Charles Darwin, el fundador de la teoría moderna de la evolución, acumuló evidencias de que los seres vivos son descendientes modificados de antepasados comunes. Y estas evidencias a favor de la evolución han aumentado desde entonces. El origen evolutivo de los organismos es hoy una certeza científica comparable a las de la redondez de la Tierra, la rotación de los planetas alrededor del Sol y la composición molecular de la materia. Este grado de certeza, que va más allá de toda duda razonable, es lo que señalan los biólogos cuando afirman que la evolución es un “hecho”. Lo afirmaba el papa Juan Pablo II en un discurso a la Academia Pontificia de Ciencias el 22 de octubre de 1996: “El nuevo conocimiento científico nos ha llevado a darnos cuenta de que la teoría de la evolución ya no es una mera hipótesis. De hecho, es notable que esta teoría haya sido progresivamente aceptada por los investigadores, como consecuencia de una serie de descubrimientos en diversos campos del conocimiento. La convergencia, ni buscada ni fabricada, de los resultados de trabajos llevados a cabo de forma independiente es en sí misma un argumento importante a favor de esta teoría.” Charles Darwin (1809-1882) fue hijo y nieto de médicos. El 27 de diciembre de 1831, unos meses después de su graduación en la Universidad de Cambridge, Darwin zarpó, como naturalista, a bordo del HMS Beagle en un viaje alrededor del mundo que duró hasta octubre de 1836. Con frecuencia desembarcaba largos períodos para recoger especímenes de plantas y animales.

La clave de galápagos
El descubrimiento de huesos fósiles pertenecientes a grandes mamíferos extinguidos en Argentina y la observación de numerosas especies de pájaros pinzones en las Islas Galápagos estimularon su interés en cómo se originan las especies. Estas islas, en el Ecuador, a 900 kilómetros de la costa oeste de Sudamérica, habían sido llamadas Galápagos por los descubridores españoles debido a la abundancia de tortugas gigantes, distintas en diversas islas y diferentes de las conocidas en cualquier otro lugar del mundo. Las tortugas se movían perezosamente, alimentándose de la vegetación y buscando las escasas charcas de agua fresca existentes. Habrían sido vulnerables a los depredadores, pero estos brillaban por su ausencia en las islas. En las Galápagos, Darwin encontró grandes lagartos, que a diferencia de otros ejemplares de su especie se alimentaban de algas y sinsontes, bastante diferentes de los hallados en el continente sudamericano. Los pinzones variaban de una isla a otra en diversas características, notables sus picos distintivos, adaptados para hábitos alimentarios dispares: cascar nueces, sondear en busca de insectos, atrapar gusanos… En 1859, Darwin publicó On the Origin of Species (El origen de las especies), un tratado que expone la teoría de la evolución y, aún más importante, el papel de la selección natural en determinar su curso y explicar el diseño de los organismos. Publicó otros libros en los años siguientes, entre ellos La descendencia humana (1871), que extiende la teoría de la selección natural a la evolución humana. Darwin y otros biólogos del siglo XIX hallaron pruebas convincentes de la evolución biológica en el estudio comparativo de los organismos vivos, en su distribución geográfica y en los restos fósiles de organismos extinguidos. Desde la época de Darwin, la evidencia de estas fuentes se ha vuelto más fuerte y más completa. Disciplinas que han surgido recientemente –la genética, la bioquímica, la ecología, la etología, la neurobiología y, especialmente, la biología molecular– han proporcionado potentes pruebas adicionales. Entre ellas, señalaré más adelante los numerosos descubrimientos de fósiles intermedios entre los humanos modernos y nuestros antepasados simios. Los paleontólogos han recuperado y estudiado los restos fósiles de muchos miles de organismos que vivieron en el pasado. Muestran que muchas clases de organismos extintos poseían formas muy diferentes de las de cualquiera de los ahora vivos. Las sucesiones de organismos manifiestan con el tiempo su transición de una forma a otra. Dos ejemplos importantes son el Archaeopteryx, intermedio entre reptiles y aves, y el Tiktaalik, intermedio entre peces y tetrápodos.

Medio ave, medio reptil

Un conmovedor silencio siguió a la exposición de la teoría sobre el origen de las especies de los británicos Charles Darwin y Alfred Russell Wallace en la Linnean Society de Londres.

El Archaeopteryx vivió durante el período Jurásico Tardío, hace unos sesenta millones de años, y exhibía una mezcla de rasgos de ave y reptil. Era del tamaño de un cuervo, y comparte muchas características anatómicas con algunos de los dinosaurios bípedos pequeños. El Archaeopteryx tenía plumas, claramente visibles en los fósiles, una calavera parecida a la de las aves y cráneo expandido, grandes cuencas oculares y un pronunciado pico, pero su esqueleto poseía forma de reptil. Los paleontólogos han sabido durante más de un siglo que los tetrápodos (anfibios, reptiles, aves y mamíferos) evolucionaron a partir de un grupo particular de peces, llamados crosopterigios. Y en 2006 fue descubierto Tiktaalik, intermedio casi exacto entre los peces y los tetrápodos (véase el recuadro). Los contemporáneos de Darwin preguntaban: si los seres humanos han evolucionado a partir de antepasados no humanos, ¿dónde está el “eslabón perdido”, la criatura intermedia entre los seres humanos y los simios? Este reto era razonable, pues en tiempos de Darwin no se conocía ningún fósil que pudiera haber sido uno de nuestros antepasados, nuestros parientes más próximos después de que el linaje humano se separó del de los simios. El eslabón perdido ya ha sido encontrado. No uno, sino centenares de restos fósiles de cientos de individuos homínidos se han descubierto desde la época de Darwin, y se siguen descubriendo a un ritmo acelerado. Los fósiles que pertenecen al linaje humano tras su separación de los linajes simios se llaman homínidos. Los fósiles de homínidos más antiguos que se conocen tienen entre 6 y 7 millones de años de antigüedad, proceden de África y son conocidos como Sahelanthropus y Orrorin. Estos antepasados eran predominantemente bípedos, pero tenían cerebros muy pequeños. Otros antepasados nuestros son Ardipithecus, que vivió hace unos 4,4 millones de años, y Australopithecus, un homínido que apareció hace entre 3 y 4 millones de años. El Australopithecus tenía una postura erguida humana, pero una capacidad craneal de menos de 500 gramos, comparable a la del gorila y el chimpancé, un tercio de la de los humanos modernos. Junto con un cráneo mayor, se han encontrado otras características humanas en el Homo habilis –que vivió hace entre 1,5 y 2 millones de años en África y tenía un cráneo de algo más de 600 gramos– y en el Homo erectus, que evolucionó en África hace algo más de 1,8 millones de años y poseía un cráneo que pesaba entre 900 gramos y algo más de un kilo. Poco después de su aparición en África, el Homo erectus se extendió por Europa y Asia, hasta llegar incluso al archipiélago indonesio y a China septentrional. Se han hallado restos fósiles de Homo erectus en África, Java, China, Oriente Medio y Europa. En España se han encontrado fósiles de hace algo más de un millón de años relacionados con Homo erectus. Además de muchos restos de Homo antecessor –que vivía hace varios cientos de miles de años– descubiertos en Atapuerca, en la provincia de Burgos. La transición de Homo erectus a Homo sapiens podría haber empezado hace unos 400.000 años. La especie Homo neanderthalensis apareció en Europa hace más de 200.000 años y persistió hasta hace 30.000. Durante mucho tiempo se ha creído que los neandertales eran antepasados de humanos anatómicamente modernos, pero ahora sabemos con seguridad que fueron una especie diferente de la nuestra. La biología molecular es una disciplina reciente, que surgió cien años después de Darwin, tras el descubrimiento en 1953 de la estructura de doble hélice del ADN, el material químico de la herencia. La biología molecular aporta las pruebas más sólidas de la evolución biológica y hace posible reconstruir la historia evolutiva con tanto detalle y precisión como cualquiera pueda desear.

Conocemos el árbol de la vida
Es posible afirmar hoy que ya no existen lagunas de conocimiento en la historia evolutiva de los organismos vivos. Las principales ramas del árbol de la vida han sido reconstruidas por entero y en muchos detalles. Cada mes se publican más detalles sobre más y más ramas del árbol universal de la vida en montones de artículos científicos. La prácticamente ilimitada información evolutiva codificada en la secuencia de ADN de los organismos vivos permite a los evolucionistas reconstruir todas las relaciones evolutivas que conducen a los organismos actuales, con tanto detalle como se desee. Si se invierten los recursos necesarios (tiempo y gastos de laboratorio), uno puede tener la respuesta a cualquier pregunta, con tanta precisión como se quiera.
El ADN y las proteínas han sido llamados “macromoléculas informacionales” porque son largas moléculas lineales constituidas por secuencias de unidades –nucleótidos en el caso de los ácidos nucleicos, aminoácidos en el caso de las proteínas– que incluyen la información evolutiva. Al comparar la secuencia de los componentes en macromoléculas de dos especies se determina el número de letras (nucleótidos o aminoácidos) que son diferentes. Debido a que la evolución normalmente ocurre cambiando una unidad cada vez, el número de diferencias refleja el grado de parentesco entre las dos especies. Por ejemplo, en los humanos y los chimpancés, la molécula de proteína llamada citocromo c, que desempeña una función vital en la respiración dentro de las células, se compone de los mismos 104 aminoácidos dispuestos exactamente en el mismo orden. Sin embargo, difiere del citocromo c de los monos rhesus por un aminoácido, del de los caballos por 11 aminoácidos adicionales, y del citocromo c del atún por 21 aminoácidos adicionales.

Levaduras, pinos y humanos

Reconstrucción de un Australopithecus afarensis, uno de los muchos “eslabones encontrados”; antepasado común de hombres y simios.

La autoridad de esta clase de examen es abrumadora: cada uno de los miles de genes y miles de proteínas contenidos en un organismo proporciona un examen independiente de la historia evolutiva de ese organismo. Los estudios evolutivos moleculares poseen tres notables ventajas sobre la paleontología, la anatomía comparada y otras disciplinas clásicas. Una es que la información es fácilmente cuantificable. El número de unidades que son diferentes se establece con facilidad cuando se compara en diferentes organismos la secuencia de unidades para una macromolécula dada. La segunda ventaja es la universalidad. Es posible hacer comparaciones entre muy diversas clases de organismos. La anatomía comparada puede decir muy poco cuando, por ejemplo, se comparan organismos tan distintos como las levaduras, los pinos y los seres humanos, pero numerosas secuencias de ADN y proteínas se pueden comparar en los tres. La tercera ventaja es la multiplicidad. Cada organismo posee miles de genes y proteínas, que en conjunto reflejan la misma historia evolutiva. Si la investigación de un gen o proteína particular no resuelve de forma satisfactoria la relación evolutiva de un conjunto de especies, se pueden investigar genes y proteínas adicionales hasta que el asunto haya sido resuelto.

El desarrollo de la inteligencia
A Darwin se le reconoce, con razón, como el primero en haber acumulado pruebas convincentes de la evolución de los organismos. Pero la contribución más importante de Darwin a la ciencia es su descubrimiento de la selección natural, el proceso fundamental que da cuenta no solo de la evolución de las especies, sino también de sus adaptaciones: por qué existen ojos diseñados para ver, alas para volar y agallas para respirar en el agua. La selección natural trata de las ventajas hereditarias que aumentan la probabilidad de que sus portadores sobrevivan y se reproduzcan mejor que otros organismos. Tales ventajas, por eso, aumentan su frecuencia de generación en generación a costa de alternativas menos ventajosas. Así, las alas de las aves y las agallas de los peces han llegado a ser tan eficientes como lo son ahora. Y así aumentó gradualmente durante los últimos dos millones de años el tamaño del cerebro en nuestros antepasados. Aquellos ancestros más inteligentes que otros tenían más ventajas y dejaban más descendientes. Darwin dedicó gran parte de El origen de las especies a explicar la selección natural. Hoy día esta teoría es muy compleja, con una base matemática avanzada e innumerables observaciones y experimentos de genética, ecología y otras numerosas disciplinas, incluyendo la cibernética, la química y la física. Pero debemos al genio de Darwin el descubrimiento del proceso fundamental que da cuenta de la diversidad de los organismos y de sus adaptaciones, por qué tenemos manos diseñadas para coger, pulmones para respirar y riñones para modular la composición de la sangre.

Entre pez y anfibio

Este pez tenía aspecto de cocodrilo y una calavera de unos 20 centímetros de longitud. Las aletas pectorales son miembros superiores incipientes, con robustos esqueletos internos, semejantes a los de las ranas, pero bor­dea­dos de bastoncillos córneos en vez de dedos (como los peces). Otros rasgos pisciformes son las pequeñas aletas pélvicas, y arcos branquiales muy desarrollados, que sugieren que el Tiktaalik permanecía la mayor parte del tiempo dentro del agua.

¿Quién lo duda?

La revista Science publicó esta encuesta, en la que se pedía opinión ante una certeza: “Los seres humanos, tal y como los conocemos, evolucionaron a partir de especies primitivas de animales”.

Vida de una mosquita muerta

Con rayos X miles de veces más luminosos que los usados en hospitales, los científicos espían insectos atrapados en ámbar hace millones de años

Lo extraordinario no es que haya sucedido hace 100 mi­llones de años. O que lo veamos. Lo in­creí­ble es que podamos tocarlo, que la yema de un dedo retroceda eones para rozar la primera flor del planeta, los primeros insectos. Todo comenzó en la región francesa de Charentes. En aquellos tiempos, la zona estaba poblada por bosques de coníferas que sudaban una resina que cautivaba los instintos y el cuerpo de insectos y flores. Cuando los árboles morían y se descomponían, el tiempo los petrificaba, y la resina se convertía en ámbar, un sarcófago de lujo para distintas especies. Y un cofre sellado para los paleontólogos que buscan el pasado, pues este tipo de ámbar es sumamente opaco, y sus tesoros no pueden desvelarse con microscopio. Esto representaba un gran problema para los paleontólogos como Didier Nerau­deau, profesor del departamento de Geociencias de la Universidad de Rennes, Francia. “Primero estudiamos solo el ámbar transparente, y en 4 años descubrimos unas 650 inclusiones. Pero esto lo hallamos solo en el 20% del ámbar que tenemos; el resto, el 80%, se ocultaba tras ámbar opaco. Aunque la diversidad era muy importante, no la podíamos considerar representativa.”

En busca del eslabón perdido
Por esa razón, Neraudeau contactó con el doctor Paul Tafforeau, paleontólogo francés de la European Synchrotron Radiation Facility (ESRF). Esta máquina, construida para experimentos físicos, emite una luz cuyos rayos X son mucho más poderosos que los usados en medicina. El sistema funciona así: cada vez que un rayo X atraviesa un material, la velocidad del haz cambia, un efecto conocido como fase de cambio; esta fase es única para cada material, y esto es lo que permite diferenciar detalles con tanta precisión, sin que importe su tamaño.
Con esta técnica se producen miles de “lonchas” de un objeto en constante rotación (para verlo desde todos los ángulos), que se unen en un ordenador, donde se crea un modelo en 3D. Sin embargo, la calidad es de una profundidad todavía mayor. Tanto que no solo permite ver el exoesqueleto, sino también los órganos internos.
Pero la magia no acaba aquí. El modelo se introduce en una impresora en 3D que genera una réplica en plástico del tamaño deseado. Gracias a esto “hemos descubierto organismos que tienen referencias ecológicas actuales muy precisas”, asegura Ta­ffo­reau. Uno de ellos es una pluma de hace 100 millones de años que podría haber pertenecido a un ave o a un dinosaurio. Y ya que la relación entre ambos aún se investiga, aquí podría estar la clave de otro eslabón perdido en la evolución.

Atrapados en el ámbar

Esto era un Ciempiés

El abuelo del ciempiés. Este miriápodo (familia Polyxenidae) fue fotografiado en un trozo de ámbar de 100 millones de años de antigüedad.

Mantis rezando

Así fue “congelada” esta mantis religiosa en una gota de ámbar. El estudio de estos insectos permite conocer las características ambientales de la época en que vivieron: hace unos 100 millones de años.

La araña

Miles de imágenes del escáner utilizado en el European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) han permitido descubrir este ejemplar de araña, de 6 mm.

El cerebro previsor

Aunque sólo ocupa el 2% de la masa corporal, el cerebro humano demanda un 15% de toda la sangre que circula por nuestro cuerpo. Durante varias décadas las imágenes de resonancia magnética funcional se han empleado como técnica no invasiva para rastrear los aumentos del flujo sanguíneo en distintas zonas del cerebro, y descubrir así qué neuronas están activas durante el desarrollo de ciertas tareas. Ahora un nuevo estudio sugiere que esta tecnología también puede mostrar actividad en las zonas necesarias para lo que el cerebro cree que hará a continuación.

Aniruddha Das y Yevgeniy Sirotin, de la Universidad de Columbia en Nueva York, han utilizado este método “adivinatorio” para analizar el cerebro de los monos rhesus, según publica hoy la revista Nature. En concreto, los autores observaron cómo se incrementaba el flujo en la corteza visual del mono, incluso en situaciones de absoluta oscuridad, cuando los animales esperaban que comenzase una tarea visual. Esto indica que los incrementos en el flujo sanguíneo pueden ocurrir con antelación en las áreas del cerebro que podría ser necesario usar en el futuro próximo, porque se prevé un consumo inminente de energía. Aunque a veces, inevitablemente, el cerebro también se equivoca.

Demasiadas ancas de rana

Cada año alrededor de 1.000 millones de ranas acaban formando parte de nuestro menú. Según un estudio publicado en el último número de la revista Conservation Biology, el consumo excesivo de las sabrosas ancas de rana está poniendo en un serio aprieto a estos anfibios. Los autores de la investigación, de la Universidad de Adelaida, en Australia, llegaron a esa conclusión tras analizar los datos de comercio de Naciones Unidas. Francia y Estados Unidos son los dos mayores importadores de estos anfibios, que también se consumen en grandes cantidades en varias naciones asiáticas. El mayor exportador de ranas es Indonesia, con 5.000 toneladas al año. Los datos no son una buena noticia para los anfibios, ya que un tercio de su población mundial se encuentra en peligro de extinción, fundamentalmente debido a la pérdida de su hábitat natural. "Las ancas de rana están en los menús de las cafeterías de las escuelas de Europa, en supermercados de Asia y en los restaurantes de lujo de todo el mundo", asegura Corey Bradshaw, coautora del estudio. "Los anfibios son ya el grupo animal más amenazado y el apetito humano no está ayudando a su conservación", añade.

La iguana rosa

Cuando Darwin visitó la isla Isabela en el archipiélago de las Galápagos, en 1835, no llegó hasta el volcán Lobo. Por eso no pudo ver ningún ejemplar de la singular especie de iguanas terrestres de color rosado que acaba de descubrir un equipo de investigadores italianos y ecuatorianos. El animal pertenece al género Conolophus y su rasgo más llamativo es el color, que en su momento se atribuyó a una despigmentación. Sin embargo, sus genes han revelado que se trata de un lagarto único, según explican los científicos en el último número de la revista PNAS.

La nueva especie es de color rosado con manchas negras, y puede alcanzar una longitud de hasta 1,80 metros entre el cuerpo y la cola. A diferencia de los demás lagartos terrestres, su cresta no termina en puntas.

El análisis del ADN sitúa la fecha de la diferenciación entre la nueva iguana rosada y el resto de sus compañeras galapagueñas en hace aproximadamente 5,7 millones de años. Lo sorprendente es que en esa época no existía ninguna de las islas occidentales del archipiélago, incluida Isabela, donde vive actualmente. Aunque todavía no se ha determinado el tamaño de la población actual, se estima que es pequeña, ya que hasta el momento sólo se han capturado 36 iguanas rosadas para su investigación.

Con 13 islas principales y 17 islotes en el océano Pacífico, el archipiélago de las islas Galápagos que tanto maravilló a Charles Darwin fue el primer lugar declarado Patrimonio Natural de la Humanidad por la Unesco hace tres décadas.

Las mejores fotografías de naturaleza

El Museo de Historia Natural de Londres acaba de dar a conocer los ganadores del Wildlife Photographer of the Year, el concurso anual de fotografía de naturaleza más prestigioso del mundo. Estas son las imágenes galardonadas. Leopardo en una tormenta de nieve en Asia. Primer premio Wildlife Photographer of the Year. Macaco de cresta negra de la isla indonesia de Sulawesi. Los macacos de cresta negra viven en el bosque, pero a veces se acercan a la costa en busca de comida. Éste estaba tan interesado por el fotógrafo Stefano Unterthiner, que casi "posó" para el retrato. “Era en parte juego, en parte confrontación, en parte ganas de llamar la atención, en parte curiosidad”, explica Unterthiner, que bautizó a su simpático modelo como “Buscalios”.La imagen ha obtenido el primer premio en la categoría "Retratos animales". Cisnes en la nieve. Yongkang Zhu tuvo que soportar tormentas y fuertes vientos invernales durante varios días para obtener esta foto en el lago chino de Rongcheng Swan, un santuario de cisnes. Batalla de águilas. El polaco Antoni Kasprzak captó en esta instantánea una lucha entre rapaces. La imagen ha obtenido el primer premio en la categoría "Comportamiento animal: Aves". La gran ballena. Brian Skerry fotografío el encuentro con una ballena de 14 metros de largo y 70 toneladas de peso en las Islas Auckland, en Nueva Zelanda. El animal sentía curiosidad por el extraño ser al que se había encontrado en el fondo de mar, y se acerco a una distancia sorprendente. Es la imagen ganadora de la categoría “Mundo Submarino” Silueta de oso. Miguel Lasa retrató a este oso polar “después de esperar la luz perfecta”. El resultado ha merecido el primer premio de la categoría “Visiones creativas de la naturaleza”

Vitalidad volcánica

Los elementos primordiales para la vida podrían haber surgido en erupciones volcánicas producidas en la Tierra primitiva, según sugiere un estudio estadounidense que se publica hoy en la revista Science. Según James Cleaves, los relámpagos se asocian a las nubes volcánicas y podrían haber sido una abundante fuente de energía para convertir componentes simples (gases como el metano o el amoniaco) en moléculas orgánicas.

La imagen muestra una erupción del volcán italiano Estrómboli vista de cerca.