Subjetividad y conservación de la biosfera

Los naturalistas tendemos a pensar que, en materia de conservación de la diversidad biológica, lo mejor es tomar decisiones siguiendo sólo criterios objetivos. Sin embargo, parece que la mayoría de las personas prefiere guiarse por criterios subjetivos, basados en su propia relación personal con la biosfera. Quizá deberíamos buscar un equilibrio entre ambas visiones del mundo.

Nuestra especie ha seguido una evolución muy particular. Aunque nuestro desarrollo como personas a lo largo de la vida (ontogenia) se caracteriza por ser lento, nuestra historia evolutiva (filogenia) ha sido tremendamente veloz. Pensad, por ejemplo, que hace apenas 10 millones de años compartimos un ancestro común con los actuales chimpancés y bonobos. Y hay pruebas de que, en tiempos del Homo ergaster, hace casi dos millones de años, nuestros ancestros africanos ya era capaces de gestionar el fuego con fines cinegéticos. Antes pensábamos que el dominio del fuego era cosa de neandertales europeos, de hace medio millón de años, pero ahora sabemos que el uso del fuego se remonta mucho más atrás en el tiempo. 

El origen del Homo sapiens arcaico, no tiene más de  200.00 años. El primer intento de nuestra especie de salir de África se produjo hace unos 100.000 años y unas decenas de miles de años después, hace entre 70 y 75.000 años, sufrimos un declive numérico catastrófico, con su correspondiente cuello de botella genético, que nos redujo  a unos pocos miles de mujeres fértiles (la Eva mitocondrial de los genéticos). Pero, sorprendentemente, conseguimos resurgir de nuestras cenizas y hace unos 40.000 años invadimos Eurasia y Oceanía. En este proceso fue donde se gestó el ser humano moderno, donde nacimos realmente "nosotros". Fue poco después cuando apareció el arte parietal en las cuevas del sur de Europa. Surgen por primera vez actividades no prácticas, no dirigidas directamente a nuestra supervivencia. Nosotros somos descendientes directos de aquellos primeros humanos modernos que entraron en Iberia hace 40.000 años y que fueron adquiriendo posteriormente las modas y costumbres neolíticas transmitidas desde el oriente europeo y también sus genes. 

Aquellos supervivientes africanos del invierno nuclear causado probablemente por la explosión del supervolcán Toba, en la actual Sumatra, no fueron unos individuos cualesquiera. Tampoco fueron los más fuertes ni los más inteligentes. Los seleccionados fueron personas con una mente especialmente “alucinada”, como le gusta recordarnos a Juan Luis Arsuaga, co-director de las excavaciones de Atapuerca.

Cacería de ciervos representada en la Cova dels Cavalls, uno de los abrigos del barranco de La Valltorta (Tirig, Castellón). Las pinturas tienen unos 7.000 años de antigüedad. Como resultado de la mente simbólica, que hace tan complejo al ser humano, el arte rupestre levantino no copiaba del natural sino que se alimentaba de nuestros sueños y alucinaciones (foto: Rafael Martínez Valle).

Raciocinio objetivo y subjetivo

Nuestros antepasados más directos eran seres dotados de una imaginación inusitada, capaces de reinventar el mundo a su antojo, lo que les dio esperanzas para sobrevivir tras aquella enorme catástrofe natural. Crearon mitos, símbolos y seres mágicos, que les llevaron a imaginar que somos dioses o hijos de dioses, creados a imagen y semejanza de seres todopoderosos (pensad en la gran afición de los niños ante los objetos humanos poderosos como grúas y camiones y su admiración por los superhéroes). También esa extraña característica humana que llamamos arte (en todas sus manifestaciones) es hija y consecuencia de todo ello (de la selección de la mente simbólica) y nació estrechamente ligada a los primeros ritos mágicos, a los primeros chamanes o chamanas. Es posible que, a partir de ese momento, que podemos situar en torno a las pinturas de Altamira, Lascaux y Chaveut, el pensamiento mágico pasara de ser un mero subproducto de nuestra encefalización a convertirse (por co-opción o reutilización) en un producto netamente adaptativo. Así, la trascendencia, el símbolo y la magia se convirtieron en un factor capaz de incrementar nuestra eficacia biológica (son una exaptación en definitiva).

Petroglifo de la Edad del Bronce en Laxe da Carballos (Parque Arqueológico de Campo Lameiro, Pontevedra). Se observa perfectamente un gran ciervo astado con flechas clavadas y una cuerda al cuello. Foto del autor. De nuevo, la escena es una recreación propia de la compleja mente simbólica humana. Foto del autor.  

Un guerrero paleolítico dotado de esas herramientas psicológicas no era invencible, pero sí al menos difícil de batir (tenía esperanza, fe en el futuro, capacidad de autosuperación, como un ciclista cuando trepa a dos ruedas una montaña bien empinada). Estaba guiado y fortalecido por un impulso fuera de lo puramente objetivo. Un impulso racional, pero subjetivo, distinto a las emociones que heredamos de los primares, que incorporó a su percepción de la realidad. De alguna manera, ese impulso era tan real como el hacha y la flecha. Cuando el ser humano desde entonces imagina ángeles, en cierto modo estos se convierten en realidad (1). Así somos y hemos sido, desde la invención de la rueda hasta la teoría de la relatividad. Conviene no olvidarlo.

Para bien o para mal, estamos lejos de ser esos seres capaces de total objetividad que creemos o nos gustaría ser. Esos que toman decisiones basadas únicamente en la evidencia. Ese sería un ser humano imaginario, casi tan inventado como los ángeles. Es cierto que cada día adoptamos decisiones con nuestro cerebro pensante, aunque imbuido de emociones. Pero además de las ecuaciones de Einstein, ese cerebro pensante nuestro puede generar monstruos a partir de los goyescos sueños de la razón o relojes fundentes en los cuadros de Dalí. Ambas vías racionales, la objetiva y la subjetiva, son intentos de explicar la realidad. Ambas rayan a igual altura y son dignas de respeto, como propiedades que nos definen como seres humanos, con nuestras glorias y nuestras contradicciones, ya digo para bien o para mal, nos guste o no nos guste.

Ballenas atrapadas por el hielo

El 27 de octubre de 1988 el diario El País se hizo eco de la liberación de un par de ballenas grises en Alaska gracias a la colaboración de dos rompehielos soviéticos, un equipo norteamericano y varios grupos de esquimales. En la operación de rescate se invirtió aproximadamente un millón de dólares, mucho dinero para lo que suele dedicarse a la conservación efectiva de cetáceos o de cualquier otra cosa. No obstante, el bloqueo accidental de ballenas debe ser habitual en el Ártico y no tiene mayor consecuencia objetiva para el destino de las especies afectadas. Son, por así decirlo, anécdotas desafortunadas. Gastar tanto dinero en liberar a dos ballenas, atrapadas por causas naturales, puede calificarse de insensatez. Sin embargo, desde el momento en que la escena sucede ante los ojos de un ser humano, cobra una nueva dimensión. Sobre todo si luego se difunde a todo el mundo a través de la televisión.

Es entonces cuando se despiertan profundas emociones relacionadas con la ayuda ante las adversidades y pensamientos subjetivos como el apoyo, la solidaridad y la empatía. Lo que no es estrictamente un problema de conservación de la biosfera acaba por convertirse en un asunto importante. Las dimensiones emotiva y racional-subjetiva  del ser humano lo acaparan y lo acrecientan. Además el asunto de las ballenas tuvo lugar en plena Guerra Fría, antes de la caída del muro de Berlín en noviembre de 1989. En semejante tesitura, las ballenas pudieron servir de excusa, conscientemente o no, para demostrar buenas intenciones entre Oriente y Occidente.

Descastes de gaviotas

Veamos otro ejemplo, aunque en sentido contrario: los descastes de gaviotas patiamarillas también se explican desde esta perspectiva dual. No hay en realidad razones biológicas que los justifiquen, por mucho que se empeñen sus promotores en darles un tinte científico. En realidad, las gaviotas se matan porque las personas las perciben como un problema. Las razones son varias pues, aparte de ser abundantes y depredadoras, resultan molestas, ensucian los yates de los ricos y pueden comerse el bocadillo de los niños en el recreo. Incluso, en determinadas circunstancias, llegan a ser agresivas. Ninguno de estos inconvenientes genera graves impactos, sino más bien algunas protestas y cierta alarma social. Poco o nada tienen que ver aquí la biología o la ecología.

En situaciones como esta suelen haber una disparidad de criterio entre los biólogos teóricos y los que se encargan de gestionar las especies sobre el terreno. Los primeros hacen bien su trabajo y están en lo correcto cuando recomiendan que no se hagan descastes, tanto por ser innecesarios como por su escasa eficacia en la mayoría de los casos. Pero los segundos no dejan de tener cierta razón cuando se sienten entre la espada y la pared, hoy más bien un muro de Facebook. ¿Qué hacer? ¿Quién procede correctamente? ¿El que abandera la vía objetiva o el que enarbola la postura subjetiva, más humana si se quiere?

Doble perspectiva

Yo no voy a dar la respuesta. No la tengo. Sólo estoy convencido de que ambos universos deben hablar y entenderse. Sabiendo, eso sí, de dónde viene cada uno y poniendo de su parte para entender al otro. Quizá de ahí emanen soluciones justas e intermedias, que contenten la visión subjetiva, centrada en el ser humano, pero sin producir grandes daños en los ecosistemas, que con frecuencia no precisan de intervención alguna.

Pero, desde luego, no podemos seguir como estamos, sujetos a posturas estrictas y sin solapamiento en las mesas de negociación. Todo esto vale tanto para las ballenas atrapadas en el hielo, como para las plagas de topillos en Castilla, para los descastes de aves molestas o para el futuro del lobo ibérico. Cada uno encontrará, sin más ayuda, aplicación a lo que digo en su problema favorito o más cercano. No minusvaloremos ninguna de las maneras de manifestarse del complejo cerebro pensante del ser humano. Somos tanto un manojo de pensamientos alucinados como una cabeza cartesiana. Las dos cosas han sido vitales para llegar hasta aquí. Las dos visiones del mundo aportan belleza de uno u otro tipo y son complementarias. Puede ser una situación de partida que quizá consideremos indeseable, pero es la que hay, producto de una larga y contingente historia evolutiva. Con tales mimbres tendremos que tejer los cestos que deseamos, como dice el refrán. Son los únicos mimbres que tenemos y hemos de usarlos de la mejor manera posible. 

Bibliografía

(1) Slobodkin, L.B. (2001). The good, the bad and the reified. Evolutionary Ecology Research, 3: 1-13.

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Dientes de gallina, cola de persona

No hace falta convencer a nadie a estas alturas (al menos en la vieja Europa) de que la evolución es un hecho. Sin embargo, este mes me gustaría ocuparme de los atavismos y los órganos vestigiales, porque prueban de manera especialmente clara que las formas de vida actuales han surgido por modificación de otras anteriores. Y nos hablan, además, de la importancia de los mecanismos embrionarios en la evolución.

Hace ya treinta años, el gran paleontólogo norteamericano Stephen Jay Gould (1941-2002) tituló uno de sus libros Dientes de gallina y dedos de caballo. Traducido al castellano, pierde la sonoridad original inglesa de Hen’s teeth and horse’s toes, pero aun así resulta sugerente y es, como el resto de su obra, una gran fuente de inspiración (1). Veamos. Las aves actuales (Neornithes) se dividen en dos grandes clados. Por un lado están las Paleognatas (que engloba a las grandes aves no voladoras como kiwis, avestruces, emús, ñandús, casuarios, tinamúes y las ya extintas moas de Nueva Zelanda y aves elefante de Madagascar) y por otro las Neognatas. Dentro de las Neognatas el clado de los Galloánsares se separó a mediados del Cretácico (2-4). El clado restante, conocido como Neoaves, se diversificó mucho y muy rápidamente poco después del límite entre el Cretácico y el Terciario. Con esto quiero decir que el grupo que engloba a gallináceas, patos y gansos no pertenece a las aves más modernas, por extraño que parezca, sino que su linaje se remonta al momento en que los dinosaurios dentados se convirtieron en terópodos emplumados. No es de extrañar, por tanto, que a veces los embriones de gallina ¡tengan dientes!

Solemos explicar la aparición de rarezas recurriendo a las “mutaciones”, como en el caso de aquellos monstruos que el naturalista francés Etienne Geoffroy Saint-Hilaire buscaba entre los animales domésticos con la esperanza de aprender algo de ellos. En muchos casos la mutación genética (entendida como la aparición de una novedad o alteración en la secuencia del genoma) sí ha resultado ser la causa de monstruosidades, como  el gato con dos cabezas o  la vaca con patas en el lomo. Pero no siempre. La aparición de dientes en las mandíbulas de un embrión de gallina no se debe a una mutación clásica sino que se produce por la activación de un gen ancestral aún presente en su genoma, aunque regulado a la baja para que no se exprese. Así que esos dientes tendrían poco de monstruoso y mucho de información histórica valiosa. A menudo la innovación genética procede, no ya de cambiar la ordenada estructura interna de un gen, sino de alterar las regiones donde se controla la expresión de uno o varios genes. Podríamos imaginar estas regiones como una especie de interruptores generales ubicados al margen de los genes, desde los cuales se decide cuáles se expresan y cuáles permanecen en silencio durante el desarrollo embrionario, cuáles se activan y cuáles quedan inactivados. Como luces que se apagan y se encienden a placer.

Las gallinas pertenecen a una estirpe de aves muy antigua y no es extraño que sus embriones desarrollen dientes reptilianos de vez en cuando, un rasgo ancestral. Foto del autor. 

La mutación clásica, al contrario de lo que habitualmente se enseña, no es la única fuente de innovación disponible para la selección natural. Como bien decía Gould, lo que sucede en el desarrollo embrionario (ontogenia) puede tener importantes consecuencias en la diversificación de los taxones (filogenia), a escala de especie o incluso superior. Activando y desactivando genes que regulan el desarrollo embrionario podemos producir innovaciones corporales (somáticas), como ya comentamos en esta misma sección hace un par de años (5). Es la llamada evo-devo (evolutionary developmental biology o biología evolutiva del desarrollo). A nadie debería sorprender que una especie situada en la base de la filogenia de las aves modernas, como la gallina, pueda desarrollar embriones con dientes de vez en cuando. Sus antepasados los tuvieron y esa información no se ha perdido, sino que simplemente ha permanecido oculta desde hace mucho tiempo. Los genes para fabricar dientes en las gallinas están todavía ahí, sólo que desactivados.

Dientes de gallina y dedos… ¡de avestruz!

A los lectores más exigentes que encuentren contradictorio que los dientes de gallina se parezcan a los de las aves fósiles, como Archaeopteryx, y éstos a su vez a los de cocodrilo, pero curiosamente no a los de los reptiles terópodos de los que proceden las aves, que son planos y aserrados, les recordaría que el mérito de la invención de los dientes hay que atribuírselo en realidad a los peces. Los dientes son una innovación derivada del ectodermo (como la piel, el pelo, las uñas, los cuernos y las pezuñas), así que tanto los cocodrilos como los dinosaurios y luego las primeras aves sólo tuvieron que reutilizar aquellas instrucciones ya escritas en los genes de los primeros peces que se aventuraron fuera del mar hace unos 350 millones de años. El hecho más importante no es por tanto si se activa o no un gen de reptil terópodo cuando aparece un embrión de gallina con dientes, sino que las instrucciones para producir una estructura propia de los peces se haya conservado en los reptiles y en las aves durante centenares de millones de años. El escaso parecido entre los dientes de las gallinas y los de los reptiles terópodos no es pues ninguna pega a la teoría evolutiva, sino una evidencia de la evolución de los tetrápodos a partir de los vertebrados marinos que abandonaron el mar.

Otro interesante atavismo es el de los embriones de aves que tienen cinco dedos en sus estadios iniciales de desarrollo, caso de los avestruces, aunque luego sólo desarrollen tres. Una prueba evidente de que las aves proceden de ancestros pentadáctilos y de que las instrucciones para fabricar aves con tres dedos fusionados se han construido sobre la información genética de sus antepasados.

Como también nos recordaba Gould, los caballos nacen a veces con varios dedos. Eso, lejos de ser una aberración o un accidente genético, es un recordatorio de la evolución de los caballos actuales, con un solo dedo cubierto por una pezuña de queratina, desde los caballos arcaicos que tenían varios dedos. Y por arcaicos sólo quiero decir antiguos, pero no primitivos, porque en evolución no tiene sentido ese concepto de progreso que tan claro vemos los humanos en nuestras creaciones de cachivaches. Por selección natural sólo surgen formas adaptadas a las necesidades ambientales del aquí y del ahora, que son cambiantes en el tiempo (sin una tendencia permanente, normalmente).   

Órganos vestigiales

Todavía más cercano a nosotros sería el caso de los seres humanos que nacen con una pequeña cola o con vello abundante en lugares del cuerpo donde no solemos tenerlo los monos desnudos. La cola no es una mutación azarosa, sino un salto en el tiempo que nos lleva directamente a nuestro pasado como primates arborícolas en las selvas del África tropical. Aún siguen escritas en nuestro genoma las instrucciones para tenerla. Simplemente permanecen silenciadas.

Nuestros ancestros africanos nunca tuvieron una cola tan sofisticada como la de los primates suramericanos, de naturaleza prensil, pero seguramente les servía como apéndice de equilibrio en las alturas. Muchos la conservaron en su paso a primates terrestres cuando las selvas de África oriental se transformaron en sabanas hace unos 8 millones de años, tras la apertura del valle del Rift. Pero los homínidos probablemente la perdimos como una consecuencia derivada de la marcha bípeda.. No debería sorprendernos (y mucho menos avergonzarnos) que la naturaleza nos recuerde de vez en cuando quiénes fuimos y de dónde venimos. De hecho, aunque menos aparente, el hueso sacro que todos compartimos, formado por la fusión de cinco vértebras, no deja de ser un vestigio de la cola que antaño tuvimos. Los romanos le dieron ese nombre al curioso hueso porque se entregaba a los dioses en los sacrificios. Como no deja de ser una parte enormemente interesante de nuestra anatomía, lo de considerarlo sagrado es probablemente una de las maneras que ha tenido el intelecto humano de llamar la atención sobre su singularidad y contenido histórico.

Los caballos se apoyan sobre la falange de su tercer y único dedo, pero en ocasiones nace alguno con varios dedos. Esto, lejos de ser una aberración, es un vestigio que nos informa sobre la pérdida de dedos durante la evolución del caballo. Las instrucciones genéticas para fabricar un caballo con varios dedos aún no se han perdido del todo.  Sólo están desactivadas. Foto del autor. 

Los atavismos y el progreso en evolución

Me imagino que el fulgurante desarrollo actual de la epigenética también tendrá mucho que decir sobre los atavismos en el futuro, si hay factores ambientales implicados en el proceso. En una imaginaria población donde la frecuencia de atavismos fuese relativamente alta podría darse selección a favor de esos rasgos morfológicos, con el resultado de una “involución” o evolución hacia atrás. Esto no es norma habitual en la naturaleza, sencillamente porque es muy raro que los rasgos ancestrales se manifiesten a menudo o/y coincidan con un contexto fenotípico o ambiental adecuado para ser exitosos. Pero el hecho de que la naturaleza no de habitualmente marcha atrás tiene poco que ver con una teórica línea de progreso con la que solemos identificar a la evolución.

Las cosas del pasado no vuelven a menudo porque los avatares de la historia llevaron a dejarlas aparcadas en un cajón. Pero no porque sean peores o estén simplemente superadas. Las aves aparcaron los dientes por ser estructuras pesadas para el vuelo, pero quizá podrían regresar para quedarse en especies no voladoras, como los avestruces, o de gran talla, como los gansos (que por cierto ya tienen el pico modificado en forma de sierra). La evolución es cambio sin más, diversificación en el seno de los ecosistemas, pero no progreso. Para que hubiera progreso haría falta tener primero una idea prefijada de cuál sería la meta deseable a alcanzar. Eso nunca sucede en evolución, ya que el camino se hace al andar, en ambientes cambiantes, como bien decía Machado. Nada está escrito, decidido o predicho de antemano en evolución, al contrario de lo que sucede en las mentes de los ingenieros humanos, que sí saben hacia donde quieren dirigir sus esfuerzos desde el principio. En evolución sólo hay "caminos en la mar". 

Agradecimientos

A José Manuel Igual, por sus muy acertados comentarios a un primer borrador de este trabajo. 

Bibliografía

(1) Gould, S.J. (1984). Dientes de gallina y dedos de caballo. Hermann Blume. Madrid.

(2) Ericson, P.G.P. y otros autores (2006). Diversification of Neoaves: integration of molecular sequence data and fossils. Biology Letters, 22: 543-547.

(3) McCormack, J.E. (2013). A phylogeny of birds based on over 1.500 loci collected by target enrichment and high-throughput sequencing. PLOS ONE, 8: e54848.

(4) Jarvis, E.D. y otros autores (2014). Whole-genome analyses resolve early branches in the tree of life of modern birds. Science, 346: 1.320-1.331.

(5) Martínez-Abraín, A. (2011). Avanzar desacelerando. Quercus, 300: 6-7.

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Como un huevo y una castaña

La unidad de la vida es un hecho evolutivo, hasta tal punto que las sustancias fotorreceptoras de nuestros ojos parecen remontarse a las cianobacterias, como vimos en el detective del pasado mes de abril. Sin embargo, plantas y animales se separaron tan temprano en la historia de la vida que ni la ecología ni la evolución de ambos reinos son totalmente equiparables.

Aspiramos a tener leyes biológicas universales. Un deseo que no podrá hacerse realidad hasta que la exobiología, o biología de la vida extraterrestre, sea un hecho. No es un propósito imposible, pero sí difícil de conseguir. Casi tanto como tratar de conocer nuestra propia ecología en ambientes donde coincidieran varias especies de humanos. En realidad esa extensión heteroespecífica de nuestra naturaleza, a la que se debe que llevemos a cuestas el ADN de al menos cuatro especies de homínidos, quedará para siempre en el cajón de los deseos.

Parece más asequible, sin embargo, tratar de disponer de una biología que unifique toda la vida de nuestro planeta, sin duda una de las actividades más serias a las que puede dedicarse el intelecto humano. Procariotas, protistas, hongos, plantas y animales compartimos las mismas bases bioquímicas. Contamos con moléculas autorreplicantes y rutas metabólicas conservadas desde muy antiguo. Pero también somos muy diferentes.

Sésiles y móviles

Una de las principales diferencias es que las plantas son sésiles –es decir, están ancladas al sustrato– y eso determina toda su ecología. Algunos animales marinos, como corales y esponjas, tienen en eso un parecido notable con los vegetales. De hecho, las primeras formas vivas tenían simetría radial probablemente a causa de su naturaleza sésil. Si no te puedes mover del sitio, es mejor poder responder a los estímulos que te lleguen en un ángulo de 360º. Los animales bilaterales evolucionamos en realidad a partir de las larvas de las formas sésiles, que sí son móviles. Nuestra simetría bilateral proviene de ahí.

Que las plantas sean sésiles implica que no pueden salir corriendo ante una situación de peligro, como la que representa un herbívoro, y por eso han desarrollado todo tipo de sustancias químicas de protección. Por eso recurrimos a las plantas (y los animales sésiles marinos) en busca de posibles curas para nuestras enfermedades y no tanto a los animales terrestres móviles. En realidad, en mayor o menor medida, todas las plantas son tóxicas. Quieren que se consuma su néctar y su polen, porque con ello consiguen reproducirse sexualmente. También quieren que se consuman sus frutos, porque logran así dispersar sus semillas. Pero de ninguna manera quieren perder sus partes verdes fotosintéticamente activas, las placas fotovoltaicas de donde emana la energía química para fabricar precisamente su néctar, su polen y sus semillas. Así pues, es normal que los niños tengan una tendencia innata a evitar el consumo de verduras. Sus hígados, nuestros órganos por excelencia para eliminar sustancias tóxicas, están poco desarrollados y pequeñas dosis de hojas (pongamos inofensivas lechugas o espinacas) podrían resultarles dañinas. A eso se añade que encima no dejamos a los pobres niños comer tierra, cuando muchas veces lo intentan de forma instintiva. Ese hábito de comer barro tiene mucho sentido entre herbívoros y frugívoros, porque la arcilla también contribuye a eliminar tóxicos. La cocción tradicional en recipientes de barro debía ayudar en este proceso de eliminación de sustancias indeseadas en los vegetales cocinados (1). La cocción en cualquier recipiente es nuestra estrategia para vencer los tóxicos de las plantas; una ventaja a la que llegamos sólo después de dominar el fuego.

Los animales, por el contrario, podemos salir corriendo ante un peligro y no necesitamos estar dotados de un arsenal químico, como las plantas. Los que sí han desarrollado su propio arsenal de defensas químicas tienen escasa capacidad de desplazamiento y lo advierten a las claras con colores llamativos, para que quede claro el riesgo de ingerirlos. Es el caso, por ejemplo, de las coloridas babosas marinas (nudibranquios), lentas pero seguras.

Una castaña y un huevo de gallina. Símbolos de las enormes diferencias que median entre los mecanismos reproductores de animales y plantas, a pesar de tener un origen evolutivo común (Foto del autor)

Conservar plantas

De manera que conservar animales y plantas son empresas muy distintas, aunque a menudo nos empeñemos en aplicar las mismas reglas y estrategias a ambos mundos. Para empezar, es muy difícil asegurar que una planta se ha extinguido. La razón es que, aunque no la veamos durante años, sus semillas pueden estar presentes (aunque dormidas) en el suelo. De manera que, si llegan a darse determinadas condiciones ambientales, la planta vuelve a germinar para sorpresa de propios y extraños. Eso es impensable en el mundo de la conservación animal.

Los espacios protegidos probablemente tienen más sentido para seres sésiles que para seres móviles, a no ser que sean de enorme extensión o que se diseñen a modo de red en la que queden cerca unos de otros. En realidad, son islas inmersas en una matriz modificada y, en gran medida, inhóspita. Serían el equivalente de islas (no oceánicas, es decir, no volcánicas) que se originan sobre la plataforma continental con los ascensos del nivel del mar. Zonas que antes estaban unidas al continente y que luego quedaron separadas entre sí. Su destino, según predice la teoría ecológica, es la pérdida progresiva de especies desde el momento del aislamiento (2). Imagino que este problema es menos exagerado en el caso de las plantas, que en poblaciones isleñas desarrollan adaptaciones ante la escasez de individuos de la misma especie y también de polinizadores. Por ejemplo, pueden autofecundarse o modificar su ciclo reproductor para hacer más probable la polinización (3). Todo esto es impensable en el mundo animal. Sólo la dispersión en un paisaje fragmentado puede mantener a las especies en el tiempo, pero a cambio de un alto coste; o si no, que se lo digan a los casi 20 linces atropellados en el año 2014 en España.

Evolución en plantas y animales

Es tentador separar a plantas y animales como organismos que en el pasado domesticaron, respectivamente, cloroplastos y mitocondrias de vida libre. Pero sería falso. Las plantas no sólo tienen cloroplastos, sino también mitocondrias. Podríamos decir que las plantas son más complejas que los animales a escala celular. Gracias a los cloroplastos, fabrican su propio alimento a partir de la nada, como ya dije en otra ocasión (4), y luego queman lo sintetizado en las mitocondrias para recuperar la energía química contenida en los enlaces de esas moléculas, cuando la luz no está presente. De hecho la productividad efectiva de una planta es la resultante de restar a la fotosíntesis la respiración. Nosotros, los animales (seres heterótrofos), no seríamos nada sin las plantas; nuestra evolución habría sido inviable y, desde luego, ellas nos precedieron. Lo más parecido a una quimera planta-animal son algunos protistas (un tipo de paramecio o ameba) portador de cloroplastos. Pero los protistas (antiguos proto-zoos) no llegan a ser verdaderos animales (eu-meta-zoos), como no lo son tampoco las esponjas (para-zoos).

El argumento de mayor peso que separa a animales y plantas es el que Carlos M. Herrera aborda en la introducción de su libro sobre la alta variación dentro de un mismo individuo vegetal y como ello determina su interacción con los animales (5). Hace referencia a las diferentes estrategias de desarrollo en animales y plantas, diferencias debidas a que sus caminos evolutivos han sido independientes. En los animales, los linajes celulares reproductivos y somáticos divergen temprano en la embriogénesis, mientras que en las plantas las estructuras vegetativas y las reproductoras comparten un linaje celular común. Es decir, las células de las plantas retienen todo el potencial de diferenciación hasta muy tarde a lo largo de su desarrollo. Esto hace que sean seres modulares, construidos por repetición de un mismo módulo: el metámero. Las plantas son como un juego de construcción para niños, que fabrica el todo mediante adición de una secuencia de piezas idénticas, bajo la influencia de las características del medio.

Dos reinos, dos teorías

En definitiva, tanto la naturaleza sésil de las plantas como sus peculiaridades somáticas y el hecho de poder reproducirse asexualmente, hacen de ellas unos seres en los que la evolución procede por caminos muy distintos a los del reino animal. Así, en las plantas, las mutaciones somáticas (es decir del cuerpo) pueden ser transmitidas a las células reproductoras (gametos); la poliploidía (organismos con más de dos series completas de cromosomas) es habitual entre ellas y da lugar a nuevas especies vegetales de forma rápida; y la epigenética, que frecuentemente dota a las inmóviles plantas de plasticidad fenotípica (como fabricar hojas punzantes en su parte baja, al alcance de los herbívoros) es un mecanismo evolutivo más frecuente en el reino vegetal, aunque también se da en el reino animal (6).

Como dice Herrera, puede que necesitemos dos teorías evolutivas: una para las plantas y otra para los animales. La evolución se ha estudiado mucho más en los animales que en las plantas y las conclusiones obtenidas en un grupo no son necesariamente válidas para el otro. Eso nos aleja del ideal científico de obtener principios universales. Pero si Einstein y la teoría cuántica matizaron a Newton en lo tocante a las leyes físicas que son aplicables a lo muy grande (planetas) y a lo muy pequeño (partículas subatómicas), no es de extrañar que en biología nos veamos forzados a reconocer que las plantas y los animales, aun teniendo un origen común, son tan distintos como un huevo y una castaña. Ambos escogidos, medio en broma, como ejemplos de unidad reproductora de animales y plantas. 

Bibliografía

(1) Barlow, C. (2000). The ghosts of evolution. Basic Books. New York.

(2) Newmark, W.D. (1987). A land-bridge island perspective on mammalian extinctions in western North American parks. Nature, 325: 430-432.

(3) Pérez-Bañón, C. y otros autores (2007). Pollination in small islands by occasional visitors: the case of Daucus carota subsp. communatus (Apiacea) in the Columbretes Archipelago, Spain. Plant Ecology, 192: 133-151.

(4) Martínez-Abraín, A. (2014). Cómo crear materia viva a partir de la “nada”. Quercus, 339: 6-8.

(5) Herrera, C.M. (2009). Multiplicity in unity. The University of Chicago Press. Chicago.

(6) Skinner, M.K. y otros autores (2014). Epigenetics and the evolution of Darwin’s finches. Genome Biology and Evolution. Disponible en: Doi:10.1093/gbe/evu158.

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Cuando las moléculas hablan

En África los viajeros quieren ver a los llamados “cinco grandes”: leopardo, león, elefante, búfalo y rinoceronte. Hoy, emulando a la megafauna africana, repasaremos el papel de cinco moléculas clave para la vida: colágeno, lignina, quitina, rodopsina y queratina. Los “humanes”, como nos llama en genérico el filósofo Jesús Mosterín, deberíamos familiarizarnos tanto con estas moléculas como con la comida que ingerimos. Las cinco son vitales, no sólo para nuestra existencia, sino para entender nuestro lugar en la biosfera y en la historia de la vida.

Debería interesarnos muchísimo todo lo relacionado con el origen de las primeras formas de vida multicelular, más que nada porque son nuestros primeros ancestros. El planeta fue al principio un mundo desprovisto de vida sobre mares y tierras. Tuvieron que transcurrir 1.500 millones de años para que surgieran las primeras formas de vida unicelular: los procariotas o bacterias. La célula eucariota surge casi 1.000 millones de años después gracias a la incorporación (endosimbionte) de bacterias de vida libre que pasan a ser mitocondrias o cloroplastos. Así, merced al asociacionismo bacteriano, surgen nuestras células complejas, dotadas de un núcleo donde proteger el preciado material genético. Pero esta tendencia gregaria irá aún más allá al asociarse también entre sí distintas células eucariotas, dando lugar a los seres multicelulares marinos cuya explosión tuvo lugar en el Cámbrico, hace 500-600 millones de años. Suele explicarse dicha explosión de vida por un aumento en la concentración de oxígeno en la atmósfera terrestre, que siguió a la fase de “bola de nieve” por la que poco antes había pasado nuestro planeta.

El caso es que la abundancia de oxígeno permitió que hubiera animales más grandes e incluso inventó la depredación en los mares al permitir que las redes tróficas se hicieran más largas y complejas. La razón estriba en que el colágeno, el pegamento natural que permite la existencia de seres multicelulares, necesita mucho oxígeno para su síntesis. La desafortunada tilde sobre la “a” impide que asociemos el colágeno con una cola, que es básicamente de lo que se trata. Esta proteína, que tiene forma de fibras elásticas, mantiene la unidad de nuestros cuerpos y está presente tanto en la piel como en los huesos, pasando por tendones y ligamentos, encías, córnea, paredes de los vasos sanguíneos, cartílagos, médula ósea e hígado, entre otros muchos tejidos y órganos.

El cuerpo de las plantas es otro cantar

El papel estructural del colágeno entre los animales viene representado por la lignina en el reino vegetal. La lignina es un complejo aromático (no un azúcar), un polímero presente en las paredes celulares de las plantas. Gracias a ello les confiere la rigidez que en su momento permitió que algunos vegetales marinos colonizaran la tierra firme. Aparte de este aspecto físico, la lignina tiene también un componente biológico, pues las paredes celulares así protegidas son difíciles de atacar por los microorganismos. Todo esto hace que la madera, fundamentalmente compuesta de lignina y celulosa (otro polímero), sea muy difícil de descomponer. De hecho, parece que todo el carbón que se acumuló en el Carbonífero, y que ahora extraemos en las minas, se debe a la imposibilidad de descomponer la madera de aquellas primeras plantas terrestres de gran porte, como coníferas, cicadáceas y helechos gigantes. Tuvieron que pasar 50 millones de años hasta que la naturaleza fue capaz de inventar algún microorganismo capaz de descomponer ese polímero biológico, es decir, de dotarles de las enzimas necesarias. Incluso hoy en día sigue siendo difícil descomponer la madera muerta y esa es la razón de que podamos tener muebles, como ya nos recordaba hace décadas Ramón Margalef en una de sus agudas observaciones. Más aún: la lignina de las plantas vivas sigue siendo resistente a las bacterias del intestino, al contrario que la celulosa, que es hidrolizable por bacterias y hongos.

Setas incipientes de matacandelas (Macrolepiota procera) Al igual que el exoesqueleto de los insectos, los hongos tienen sus paredes celulares reforzadas con quitina.

Un factor común entre artrópodos y hongos

Igual que la lignina genera el caparazón protector de las plantas, los animales más abundantes de este planeta (los insectos) cuentan en sus fases adultas con armaduras (exoesqueletos) hechas de quitina. En el mismo caso se encuentran las paredes celulares de los hongos, reforzadas también con quitina, el segundo polímero más abundante de la biosfera después de la celulosa. En este caso se trata de un polisacárido, un azúcar complejo. La quitina es más fácil de degradar que la lignina, ya que es asequible a hongos, bacterias e incluso a los ácidos inorgánicos del sistema digestivo de los animales que los ingieren.

La quitina es primordial, no ya para los insectos, sino para otros artrópodos como los crustáceos y los arácnidos y está incluso presente en algunos moluscos cefalópodos como el calamar. Sin embargo, no forma parte de las conchas de los moluscos gasterópodos, ya sean terrestres o marinos. De dureza parecida a la quitina, aunque superior, es la queratina, una proteína fibrosa que forma las capas más externas de la epidermis así como plumas, pelo, uñas, pezuñas o las fundas de los cuernos.

Ver para creer: de las bacterias a los ojos de princesa

El último de los cinco grandes de nuestro cuaderno de campo molecular es la rodopsina, aunque hemos tocado de paso el sexto coloso que es la celulosa. La rodopsina es una proteína presente en los bastones de la retina que, como sabemos, contiene dos tipos de células fotosensibles: conos y bastones. A diferencia de la mayor parte de los mamíferos, que son dicromáticos, los conos nos permiten a los primates ver los colores gracias a que contamos con tres tipos de ellos, sensibles al azul, al verde y al rojo. Los bastones, sin embargo, son sensibles a la intensidad de la luz y nos permiten ver en condiciones de baja luminosidad.

El caso es que la rodopsina de los bastones es una molécula de lo más curioso. Consta de dos componentes: una opsina (proteica) y un derivado de la vitamina A (no proteico). Este segundo componente toma normalmente una forma empaquetada, pero al ser iluminada se estira. Este simple hecho, puramente físico, es lo que permite transmitir un impulso nervioso al cerebro que acaba traduciendo la información que acarrea la luz en una imagen “con cara y ojos” en nuestro procesador central. La rodopsina nos enseña una lección evolutiva fabulosa ya que, al parecer, ¡se encuentra presente en las membranas de las cianobacterias! Es decir, el origen de los ojos de los animales puede trazarse de vuelta hasta las simples bacterias marinas. ¿Cómo llegó la rodopsina de las bacterias a los ojos de los animales? Probablemente, en algún momento de la historia de la vida, un protista (es decir una “ameba” eucariota, puente entre las bacterias y los seres multicelulares) ingirió cianobacterias, de modo que pasaron a formar parte del “protozoo”. Del mismo modo en que las mitocondrias de vida libre pasaron a formar parte de las células de los animales (1). Durante años se ha puesto como ejemplo de analogía el caso del ojo, aduciendo que había sido éste un invento recurrente en la historia de la vida. En realidad parece que el parecido entre los ojos de los distintos grupos animales es una homología debida a parentesco filogenético. Los ojos surgieron una vez nada más y luego se han ido modificando con el paso del tiempo. 

Los ojos más sencillos, como los de los camarones que viven en las chimeneas hidrotermales de los fondos abisales marinos, consisten en una simple película plana de rodopsina fotosensible. Con el tiempo, esas películas planas acabarían plegándose en forma de sacos rellenos de agua y adquiriendo en la parte frontal cristales, primero inorgánicos (como los de los trilobites, que eran de carbonato cálcico) y luego orgánicos, a modo de lentes, como nuestro cristalino. Es decir, surgió la estructura básica del ojo a modo de cámara que tanto diera de pensar a Darwin acerca de cómo un proceso gradual podía desembocar en una aparente “complejidad irreductible”. El ojo-cámara es complejo, sí, pero también puede reducirse al extremo de que una simple película fotosensible extendida vale mucho más que no tener ningún tipo de ojo, desde luego.

A veces las moléculas orgánicas nos revelan secretos del pasado imposibles de alcanzar por vías macroscópicas. Nos hablan de la unidad de la vida y del orden temporal que subyace al aparente caos vital que vemos en el engañoso plano del presente.

Bibliografía

(1) Lane, N. (2009). Los diez grandes inventos de la evolución. Ariel. Barcelona.

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