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domingo, 16 de septiembre de 2007

¿Por qué morimos?

En una entrada previa daf-2 fue acusado de gen asesino por interrumpir los mecanismos de mantenimiento celular y conducirnos a todos los animales a una muerte prematura. Este juicio ha sido apresurado e injusto. Es cierto que este gen acelera la muerte, pero, paradójicamente, su función es permitirnos vivir y reproducirnos. Esta argumentación puede, a priori, parecer un sin sentido, pero no se puede entender el papel de este gen asesino sin comprender antes por qué morimos.


A la cuestión anterior se suele responder con ligereza, morimos por el hambre, la enfermedad, la violencia, etc. Y, tal vez, para evitar estas respuestas apresuradas deberíamos replantear la pregunta, lo que buscamos es la causa última, ¿por qué la selección natural no produce animales inmortales? ¿Por qué los procesos de selección capaces de hacer evolucionar cámaras como los ojos o bombas como el corazón no han acabado con la vejez y la enfermedad?



Imaginemos que una mutación en un gen X genera una nueva copia capaz de conferir un año extra de vida a su portador. Este individuo tendría un año más de vida para reproducirse y repartir esta afortunada mutación. Con el tiempo el cambio quedaría fijado en la población, puesto que todos los individuos serían portadores de tan ventajosa mutación. ¿Por qué este proceso no se a repetido una y otra vez hasta conseguir animales cada vez más longevos? La respuesta es simple, no se ha creado un gen capaz de conferir tamaña vitalidad porque este gen no puede existir en un animal real. En la naturaleza las vacas no son esféricas, digan lo que dian los matemáticos, y los animales están sujetos a diversas restricciones.


Un animal es una máquina capaz de conseguir una cantidad de alimentos limitada. Estos recursos puede invertirlos en diversas partidas: mantenimiento y reparación de averías, reproducción y búsqueda de nuevo alimento. Para ser inmortal habría que aumentar la energía destinada a la reparación del desgaste causado por el tiempo. Ya conocemos un gen, daf-16, encargado de activar el mantenimiento de las proteínas celulares, de luchar contra los microbios y de reparar de los daños causados por la oxidación. Al activar estos mecanismos la célula se mantiene joven, pero también se consume energía, lo cual redunda en que la partida destinada a la reproducción se vea mermada.


Puede que no fuese un problema grave tener alguna dificultad durante la reproducción, si a cambio obtuviésemos una vida más longeva aumentando por tanto las oportunidades de reproducirnos. Podrían pues aparecer mutaciones que desviasen más energía a la reparación de las averías, dificultándose, como consecuencia, la reproducción durante ciertos periodos de carestía. Esto, podría suceder y, de hecho, sucede, pero existe un límite que no se puede rebasar impuesto por una eventualidad que no hemos tenido todavía en cuenta.


Calcémonos las botas de demiurgo y creemos un mutante prácticamente indestructible e inmortal, con unos sistemas de reparación hiperdesarrollados. A su lado situaremos a un competidor más enfermizo pero capaz de invertir más energía en la reproducción. En una época de vacas flacas, mientras el enfermizo se reproduce y va envejeciendo el mutante se mantiene joven y estéril a la espera de tiempos mejores. Llegados estos tiempos ambos individuos se reproducirán y el enfermizo acabaría por morir mientras el mutante continuará sano. Pero empeoremos las perspectivas de nuestro sano mutante situándolo al borde de un precipicio, una guerra o una hambruna. En cualquiera de estos casos fallecerá tal y como lo haría cualquier otro hijo de vecino. Mientras el enfermizo se reprodujo, distribuyendo sus genes, antes de sufrir las consecuencias de la guerra o la caída, el mutante sano no se habrá reproducido y por lo tanto sus genes se perderan.



La selección natural a creado seres enfermizos, pero capaces de reproducirse rápidamente. Esta es la causa última de la enfermedad y la muerte, no se puede dedicar demasiada energía a mantenerse sano para siempre, relegando la reproducción a un segundo plano, porque durante la juventud podríamos sufrir un accidente que nos impidiese tener descendencia.



Todas estas disquisiciones no son más que palabrería sin un modelo matemático que las justifique y unas observaciones experimentales que las apoyen, pero no dejan de ser bastante razonables. Esta no es una cuestión zanjada y lo expuesto no es más que una teoría razonable y es necesario andarse con pies de plomo en estos temas, porque la mayoría de las teorías, por muy razonables que sean son falsas. Recomiendo al lector interesado que se encamine al artículo de la wikipedia en el que se explican esta teoría y otras alternativas.



Ahora ya podemos hacernos una idea del papel de daf-2, el gen asesino. Su misión es evitar que el individuo destine demasiados recursos a mantenerse sano cuando no hay energía suficiente. Sin este gen durante un periodo de carestía podríamos quedar estériles e incuso morir de hambre. Sin daf-2 los tejidos se repararían continuamente y nos mantendríamos jóvenes, pero moriríamos al consumir todas nuestras reservas energéticas.


No sé lo que pensará usted, pero a mí se me entristece un poco darme cuenta de que cuando falta energía los genes deciden cortar la reparación de mi cuerpo antes que abandonar la posibilidad de reproducirse. Esto tiene toda la lógica cuando se interpreta desde la visión del gen egoísta, pero dado que yo también soy egoísta este abandono del soma, de nuestro cuerpo, frente al mantenimiento de las células reproductoras me ofende. Eso sí, dándole la vuelta al razonamiento, me alegra que la reproducción de mis antepasados no se detuviese a pesar de que tuviesen que pagar con sus vidas.

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jueves, 12 de julio de 2007

La agricultura, evolución y civilización

Acostumbramos pensar en los frutos brindados por la agricultura como naturales, tenemos la vaga idea de que siempre han estado ahí para alimentarnos. Pero la realidad es no es tan sencilla, los tomates, las lechugas y prácticamente todas las demás especies utilizadas en la agricultura y la ganadería no son naturales. Son el fruto de una revolución biotecnológica ocurrida hace 10000 años que posibilitó la civilización tal y como la conocemos hoy en día. Estas tecnologías que consiguieron, entre otras cosas, multiplicar por 100 el número de granos de una panocha de maíz o eliminar las semillas de los plántanos, generaron fuentes de comida suficientes como para fundar ciudades y crear imperios.


Puede que tengamos la idea inocente de que los animales y las plantas que utilizamos han estado ahí siempre, que son inmutables, que los tomates siempre han sido grandes como puños o que los granos del maíz nunca se han desprendido de las mazorcas sin ayuda humana, pero no es así. Las características que nos interesan como agricultores suelen ser perjudiciales en la naturaleza. Está muy bien que los plátanos no tengan semillas, siempre que no seas un platanero que quiere reproducirse. El proceso de domesticación ha consistido en seleccionar generación tras generación los individuos con características deseables. Así se han conseguido nuevas especies adaptadas a nuestros deseos y necesidades y alejadas del ambiente natural y no modificado por el hombre del que partieron hace mucho tiempo. Otro ejemplo paradigmático del proceso lo podemos obsevar en los perros actuales obtenidos tras 15000 años de selección a partir de los lobos. Esta evolución de nuevas especies se basa en la selección artificial y es muy similar a la selección natural que mueve la evolución de las especies.


Los primeros signos arqueológicos de agricultura datan de hace 23000 años, pero lo que se cultivaba no eran las variedades ya domesticadas sino las propias plantas silvestres. Se tardó mucho tiempo en que se diese una domesticación real, con cambios evidentes en los frutos. El primer ejemplo conocido data de hace 10500 años. En esta época hubo una explosión agrícola en todo el planeta y numerosas especies fueron domesticadas en diversos lugares como por ejemplo trigo en el Próximo Oriente, maíz en centro América, calabacín en Sudamérica y arroz en China. Y en esta época no sólo crecieron las plantas, nuevas ciudades surguieron como los hongos.


Pero, ¿qué ocurrió en ese momento? ¿Fue casualidad que en todo el mundo hubiese una revolución agrícola? Al parecer el detonante fue el cambio climático que acabó con la última época glaciar. La mejora de las condiciones climáticas permitió el cultivo de unos suelos que ya no estaban helados y sería la mayor producción de alimentos propicidada por esta revolución la que permitiría el comienzo de la historia y la civilización humana.


Las especies no son inmutables pero se requiere un tiempo largo para que cambién y por eso nos parece que siempre hayan estado ahí. Fue una biotecnología antigua, la selección artificial, la que propició la agricultura y la que ha cambiado la faz de la Tierra poblándola con plantas y animales que sin los seres humanos no existirían. Debemos la civilización a esta revolución tecnológica y al clima que la hizo posible. Varios artículos en los que se discuten nuevas investigaciones sobre estos asuntos se pueden encontrar en un número de Junio de la revista Science.

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