IES do Castro de Vigo

Unha crítica clásica contra Darwin é que, malia titular o seu libro A orixe das especies (1859), xusto non aclarou como se orixinaban as especies. A selección natural -o mecanismo evolutivo descuberto polo naturalista- baséase na acumulación gradual de pequenos cambios, mentres que as especies adoitan ser entidades discretas e ben definidas: vemos leóns e tigres, non unha escala Pantone de leotigres. A investigación recente, non obstante, aclarou moitos puntos do problema da especiación, ou xeración de novas especies, e confirmou que a especiación ten unha relación directa coa selección natural darwiniana. Tamén revelaron uns principios xerais que terían resultado sorprendentes para o pai da bioloxía moderna.
“A competencia polos recursos, as carreiras de armamentos entre predadores e presas e outros factores biolóxicos dan forma aos ecosistemas locais durante períodos curtos”, di o evolucionista Michael Benton, da Universidade de Bristol. “Pero son factores externos como o clima, a oceanografía e a tectónica continental os que explican as pautas da evolución a grande escala. Benton é o autor dun dos cinco artigos con que a revista Science celebra hoxe o 200º aniversario do nacemento de Charles Darwin (12 de febreiro de 1809-19 de abril de 1882).
A idea de que a competencia entre seres vivos é o principal motor da evolución arranca do propio Darwin e adoita ser a preferida polos biólogos. Coñécemola como a hipótese da raíña vermella, polo personaxe de Lewis Carroll que lle di a Alicia en A través do espello: “Neste país tes que correr todo o que poidas para permanecer no mesmo sitio”.

O paradigma da raíña vermella son as carreiras de armamentos entre predador e presa: os coellos corren cada vez máis para escapar dos raposos, o que forza os raposos a correr cada vez máis para seguir comendo o mesmo que antes; as coirazas das presas fanse cada vez máis duras e as pinzas dos seus predadores cada vez máis fortes, co que todos corren o máis que poden para que todo permaneza no mesmo sitio.
O problema é que a evolución a grande escala non permanece no mesmo sitio como Alicia. Os modelos do tipo raíña vermella, segundo Benton, non explican que os seres vivos se fixeran máis complexos na historia do planeta, nin que colonizaran novos espazos (como a terra firme), nin que certas liñaxes concretas xermolaran en explosións evolutivas de radiación de novas especies. “Todas estas cousas aconteceron moitas veces nos últimos 500 millóns de anos”, afirma o científico británico.
A razón hai que buscala na xeoloxía, e algúns exemplos son ben coñecidos. Dende que o supercontinente Panxea empezou a quebrarse hai 250 millóns de anos, o baile dos seus fragmentos pola codia terrestre tivo un efecto decisivo. A bioloxía alienígena de Australia -ornitorrincos, canguros, koalas, wombats, emús, cucaburras- e de Suramérica -llamas, anacondas, pirañas, vicuñas, tapires- débese a que ambos os dous territorios foron illas durante case 100 millóns de anos.
O sentido común non é o mellor guía para descubrir as relacións de parentesco entre as distintas especies. O damán, un animalillo africano ao que custa distinguir dun rato, agrúpase co elefante nunha grande rama evolutiva dos mamíferos, a dos afroterios. As persoas, os arroaces e as vacas apiñámonos xunto ás ratas propiamente ditas na segunda rama (os boreoterios), deixando a terceira (os desdentados) para o armadillo e o oso formigueiro.
A razón é que os mamíferos orixinais se dividiron fisicamente en tres grupos hai 100 millóns de anos, cando as actuais África, Eurasia e Suramérica se escindíron dun continente único.
Nos últimos anos, os xeólogos tamén atoparon fortes correlacións entre a diversidade do plancto -os organismos microscópicos que flotan no mar- e a temperatura da auga nesa época. O arrefriamento oceánico dos últimos 70 millóns de anos, por exemplo, asóciase a unha grande radiación de especies de foraminíferos, os principais microfósiles mariños. En xeral, as fases de quentamento polas que pasou o planeta caracterizáronse por unha menor riqueza de xéneros, e de familias enteiras, de seres vivos.
Se a competencia entre seres vivos é a raíña vermella, a evolución guiada polas condicións externas coñécese como a hipótese do bufón de corte. Os bufóns só pretendían compracer os poderosos, e xamais cambiaban os seus números a menos que se visen forzados por unha catástrofe (como unha guerra ou un cambio de réxime). Se a raíña vermella é a idea preferida polos biólogos, o bufón de corte é o favorito dos xeólogos, como parece lóxico. E é o motor do cambio que parece predominar ás escalas evolutivas, de 100.000 anos para arriba no tempo, e de especie para arriba na taxonomía, a ciencia que clasifica os seres vivos nunha xerarquía de especies, xéneros, familias, ordes, clases, fíos e reinos.
A cuestión da raíña vermella ten moita relevancia para o problema estrela da bioloxía evolutiva: a explosión cámbrica, a grande dificultade que atormentou a Darwin hai un século e medio. A Terra ten 4.500 millóns de anos, e os primeiros microbios apareceron pouco despois (hai evidencias fósiles de 3.500 millóns de anos). Malia iso, a explosión da vida animal só aconteceu ao empezar o período Cámbrico, hai 543 millóns de anos. A evolución tardou pouco en inventar os animais, aínda que tardou 3.000 millóns de anos en poñerse a iso. Esta é a versión moderna do dilema de Darwin.

“Creo que a explosión cámbrica é un excelente exemplo de evolución polo modelo do bufón de corte”, confirma Benton ao PAÍS. “É un caso en que o cambio dramático do ámbito físico ten un profundo efecto na evolución. Isto non ten nada que ver con suxerir que a selección natural é errónea, ou que Darwin se equivocou. Trátase simplemente de que os cambios dramáticos e inesperados, como o que aconteceu entón, poden atordar|oprimir aos procesos normais da selección natural e poñer a cero o reloxo evolutivo, como adoitaba dicir Steve Gould”. Stephen Jay Gould foi un destacado (e polémico) evolucionista norteamericano ata a súa morte en 2002.
O período anterior ao Cámbrico (de 1.000 a 543 millóns de anos atrás) chámase Neoproterozoico, de alcume “precámbrico”, e inclúe as máis brutais glaciacións coñecidas polos xeólogos, como a Sturtian e a Marinoan. Algúns científicos cren que foi unha era de bóla de neve planetaria (snowball earth), na que os casquetes polares cubrían mesmo o ecuador terrestre.
Antes desa era do xeo, os niveis de osíxeno na atmosfera eran moi baixos, inferiores ao 1% da concentración actual, como foran nos 3.000 millóns de anos anteriores. A última das grandes glaciacións precámbricas, a Marinoan, rematou hai 635 millóns de anos, e os últimos datos indican que os primeiros animais, as esponxas, xa evolucionaran para entón. E os datos indican que o fondo mariño non estivo ben osixenado ata os tempos da explosión cámbrica. Se a bioloxía tardou 3.000 millóns de anos en inventar aos animais, a razón parece ser que a xeoloxía non llo/llelo permitiu antes.
A mosca Drosophila resultou unha modelo moi útil para estudar os fundamentos xenéticos da especiación. Por exemplo, a especie americana Drosophila pseudoobscura separouse hai 200.000 anos en dúas subespecies chamadas USA e Bogotá. Como os cabalos e os burros, as moscas USA e Bogotá poden cruzarse, pero os seus fillos son estériles. En casos de especies máis diverxentes, os fillos adoitan ser non xa estériles, senón directamente inviables. O punto é que a xenética da mosca permite achar os xenes exactos que son responsables da esterilidade ou da inviabilidade.
Os resultados apuntan a moi poucos xenes, e varios están relacionados co transporte nuclear, o intercambio de materiais entre o núcleo e o resto da célula. Dous dos xenes da especiación son Nup96 e Nup160, compoñentes do poro nuclear que comunica ao núcleo co seu ámbito, e outro é RanGAP, que regula o mesmo proceso. Non hai ningunha razón a priori para que a especiación estea relacionada cun mecanismo tan concreto como o transporte nuclear, e estes resultados son inesperados nese sentido.
Pero estes xenes tamén teñen relación cun fenómeno que leva décadas sendo un sospeitoso central para os xenetistas interesados na especiación. Chámase impulso meiótico (meiotic drive), ou máis en xeral “conflito intragenómico”. Ao igual que a selección natural clásica, se trata dun proceso de competencia, pero non entre individuos dentro dunha especie, nin entre especies dentro dun ecosistema, senón entre xenes dentro dun xenoma, é dicir, entre as partes dun mesmo individuo.
Isto é posible porque cada individuo produce miles ou millóns de gametos (óvulos ou espermatozoides, segundo o seu sexo), cada un cunha combinación distinta de xenes. E hai xenes que nesgan ao seu favor a produción de gametos, de modo que se aseguran a súa presenza en máis da metade dos espermatozoides ou os óvulos, que é o que lles correspondería por azar. Estes xenes son auténticas bombas evolutivas, porque poden impoñerse nunha poboación en poucas xeracións aínda cando non fagan nada beneficioso para o individuo que os alberga. Os demais xenes vense forzados a adaptarse para convivir no mesmo xenoma ca eles, e isto conduce as poboacións por camiños separados aínda cando os seus ámbitos sexan similares. Isto é a evolución por “conflito intragenómico”.

No exemplo mencionado antes das dúas subespecies de Drosophila pseudoobscura, USA e Bogotá, o grupo de Allen Orr, da Universidade de Rochester, acaba de demostrar que un só xene (chamado overdrive) é responsable á vez da esterilidade dos híbridos entre as dúas subespecies, e de causar a súa propia representación nos gametos por enriba do 50% que lle correspondería por azar. “Os Nosos resultados”, afirma Orr, “indican que o conflito intragenómico, unha forma de adaptación ao ambiente genómico interno, é unha forza importante” na especiación”.
Outro descubrimento recente é a importancia crucial das duplicacións de xenes na evolución. As duplicacións ou perdas de xenes son a principal fonte de variación xenética na nosa especie: calquera persoa se distingue de calquera outra nunha media de 70 rexións duplicadas ou amputadas nun dos seus cromosomas.
Dous séculos despois, a ciencia enche ocos que a Darwin lle encantase explicar.

Despois de ler o texto anterior,

1. Ponlle un título.

2. Fai un resume (non máis de 5 liñas).

3. Comenta os asuntos que te chaman a atención.  Se é preciso, busca en Wikipedia ou Galipedia o que precises.