“Los diez grandes inventos de la evolución” de Nick Lane

Este libro, de Nick Lane, expone con mucha claridad y detenimiento las genialidades que la evolución ha producido. Muchas de éstas siguen estando rodeadas de misterio, como el origen de la vida y el surgimiento de la conciencia, pero Lane nos explica con lujo de detalle sobre lo que la ciencia ha logrado averiguar hasta la fecha.

NickLane

Vivimos creyendo que el mundo ha sido siempre igual. Cuando nos explican cómo, la aparición del sexo o del movimiento, cambió radicalmente la vida en el planeta, empieza uno a ver las cosas con una óptica diferente. Este texto es lectura obligada para quien desee profundizar en el tema de evolución.

El autor investiga el origen de la vida y la evolución de las células complejas desde Londres, donde vive con su esposa, la Dra. Ana Hidalgo-Simon, y sus dos hijos, Eneko y Hugo. También se dedica a buscar fósiles, escalar, escribir y tocar el violín.


Introducción

Silueteada contra la absorbente negrura del espacio, la Tierra es una cautivadora bola verde azulada. Apenas dos docenas de personas han llegado a experimentar la emoción de ver nuestro planeta desde la Luna y más allá, si bien la frágil belleza de las imágenes que nos enviaron ha quedado grabada en las mentes de una generación. No hay nada comparable Las insignificantes riñas humanas sobre fronteras, credos o petróleo se desvanecen cuando sabemos que esta canica viva rodeada por un vacío infinito es nuestro hogar compartido, y aún más, un hogar que compartimos y debemos a las más maravillosas invenciones de la vida. La vida transformó nuestro planeta desde la maltrecha y ardiente roca que en otro tiempo giró alrededor de una joven estrella al faro vivo que es el mundo visto desde el espacio.

La vida volvió el planeta verde y azul a medida que minúsculas bacterias fotosintéticas limpiaban las masas de aire y agua, y las llenaban de oxígeno. Accionada por esta nueva y potente fuente de energía, la vida apareció en escena. Flores que se abren y nos hacen señas, complicados corales que ocultan rápidos peces de colores, enormes monstruos que acechan en las negras profundidades, árboles que intentan alcanzar el cielo, animales que zumban, avanzan pesadamente y ven. Y en mitad de todo eso, nos conmueven los misterios fabulosos de esta creación, a nosotros, agrupaciones cósmicas de moléculas que sentimos y pensamos y nos maravillamos y nos asombramos de cómo hemos llegado aquí.

Por primera vez en la historia de nuestro planeta, lo sabemos. No es un conocimiento seguro, no existen unas tablas de piedra de la verdad, sino los frutos ya maduros de la mayor búsqueda de la humanidad para conocer y comprender el mundo vivo que tenemos alrededor y dentro de nosotros. Naturalmente, conocemos esto en líneas generales desde Darwin, cuyo Origen de las especies se publicó hace 150 arios. Desde Darwin, nuestro conocimiento del pasado se ha desarrollado no sólo con fósiles que llenan vacíos sino también con tina comprensión de la estructura íntima del gen -comprensión que ahora sustenta cada puntada del suntuoso tapiz de la vida. Y sin embargo, hasta las últimas décadas no hemos pasado de la teoría y el conocimiento abstracto a una imagen vibrante y detallada de la vida, escrita en lenguas que sólo recientemente hemos empezado a traducir y que tienen las claves del mundo vivo que nos rodea así como del pasado más remoto.

El relato que se despliega es más espectacular, más persuasivo, más intrincado que cualquier mito de la creación. No obstante, como cualquier mito de la creación, es un relato de transformaciones, de cambios súbitos y asombrosos, estallidos de innovación que transfiguraron nuestro planeta superponiendo nuevas capas de complejidad a las revoluciones pasadas. La apacible belleza de nuestro planeta en el espacio no refleja la verdadera historia de este lugar, lleno de lucha, ingenio y cambio. Qué ironía que nuestras mezquinas peleas reflejen el pasado turbulento del planeta, y que sólo nosotros, saqueadores de la Tierra, podamos elevarnos para ver la hermosa unidad del conjunto.

Buena parte de esta convulsión planetaria fue catalizada por dos puñados de innovaciones evolutivas, inventos que cambiaron el mundo y a la larga posibilitaron la vida. Debo aclarar lo que quiero decir cuando hablo de invento, pues no quiero dar a entender que hubo un inventor deliberado. El Oxford English Dictionary define invento como «el artefacto o producción original de un nuevo método o medio para hacer algo antes desconocido; creación, introducción». La evolución no hace previsiones ni planes para el futuro. Ni inventor ni diseño inteligente. No obstante, la selección natural somete todos los rasgos a las pruebas más exigentes, y los mejores diseños ganan. Se trata de un laboratorio natural que empequeñece el teatro humano inspeccionando billones de minúsculas diferencias simultáneamente, en todas y cada una de las generaciones. Por todas partes nos rodea el diseño, producto de procesos ciegos pero ingeniosos. Los evolucionistas a menudo hablan informalmente de invenciones, y no hay una palabra mejor para transmitir la pasmosa creatividad de la naturaleza. Comprender cómo pasó todo esto es el objetivo compartido de los científicos, al margen de sus creencias religiosas, y también de todos aquellos a quienes preocupe saber cómo hemos llegado hasta aquí.

Este libro habla de las invenciones más importantes de la evolución, de cómo cada una transformó el mundo vivo, y de cómo nosotros, los seres humanos, hemos aprendido a interpretar este pasado con un ingenio que rivaliza con el de la propia naturaleza. Es una celebración de la maravillosa inventiva de la vida, y también del ser humano. Es, de hecho, la larga historia de cómo hemos llegado aquí —de los hitos en el épico viaje desde el origen de la vida hasta nuestra vida y nuestra muerte. Estamos ante un libro con un gran campo de acción. Nos desplazaremos a lo largo y ancho de la vida, desde sus mismos orígenes en las chimeneas de las profundidades marinas hasta la conciencia humana, desde las diminutas bacterias hasta los dinosaurios gigantes. Abarcaremos las ciencias, desde la geología y la química hasta las neuroimágenes, desde la física cuántica a la ciencia planetaria. Y nos ocuparemos de los logros humanos, desde los científicos más célebres de la historia hasta investigadores todavía poco conocidos, si bien destinados a ser un día quizá igual de famosos.

Mi lista de invenciones es subjetiva, desde luego, y podría haber sido distinta. Pero he aplicado cuatro criterios que, a mi juicio, limitan notablemente las opciones a unos cuantos sucesos fundamentales en la historia de la vida.

El primer criterio es que la invención tenía que revolucionar el mundo vivo, y por tanto el planeta en su totalidad. Ya he mencionado la fotosíntesis, que convirtió la Tierra en el sobrecargado planeta, rico en oxígeno (sin el cual los animales no podrían existir), que conocemos. Otros cambios son menos evidentes, aunque generalizados casi por igual. Dos inventos con consecuencias de máxima difusión son el movimiento, que permitió a los animales desplazarse en busca de comida, y la visión, que transformó el carácter y la conducta de todos los organismos vivos. Es muy probable que la rápida evolución de los ojos, hace unos 540 millones de años, haya contribuido en no poca medida a la repentina aparición de animales propiamente dichos en los registros fósiles, algo que conocemos como la explosión cámbrica. En las introducciones de los capítulos analizo las estremecedoras consecuencias de cada invención para la Tierra.

Mi segundo criterio es que la invención tenía que ser de suma importancia en la actualidad. Los mejores ejemplos son el sexo y la muerte. El sexo ha sido descrito como el colmo de la absurdidad existencial, lo cual supone pasar por alto el valor de las retorcidas posturas mentales dignas del Kama Sutra, desde la angustia al éxtasis, y centrarse sólo en los peculiares mecanismos del sexo entre las células. La razón por la que tantas criaturas, incluso plantas, dan rienda suelta al sexo cuando podrían simple y tranquilamente donar copias de sí mismas es un enigma al que ahora estamos cerca de dar respuesta. De todos modos, si el sexo es el colmo de lo absurdo existencial, la muerte debe ser el colmo de la absurdidad no existencial. ¿Por qué nos hacemos viejos y morimos, sufriendo mientras tanto las enfermedades más angustiosas y atroces? Esta preocupación tan moderna no está impuesta por la termodinámica, las leyes del caos creciente y la corrupción, pues no todos los seres vivos envejecen, e incluso los que sí lo hacen pueden pulsar un interruptor y parar. Veremos que la evolución ha prolongado la vida en un orden de magnitud, una y otra vez. La píldora antienvejecimiento no debería ser un mito.

El tercer criterio es que cada invención tenía que ser un resultado directo de la evolución por selección natural en vez de, por ejemplo, derivar de una selección cultural. Soy bioquímico y no tengo nada original que decir sobre el lenguaje o la sociedad. De todas maneras, el sustrato de todo lo que hemos conseguido, de todo lo que es humano, es la conciencia. Es difícil imaginar alguna forma de lenguaje compartido o de sociedad que no esté apuntalada por valores, percepciones o sensaciones comunes, sentimientos mudos como el amor, la felicidad, la tristeza, el miedo, el deseo, la esperanza y la fe. Si la mente humana evolucionó, debemos explicar cómo los nervios que se activan en el cerebro dan lugar a la sensación de espíritu inmaterial, a la intensidad subjetiva de los sentimientos. Para mí se trata de un problema biológico, aunque todavía controvertido, corno intento explicar en el capítulo 9. Así pues, la conciencia está «dentro» como una de las grandes invenciones; el lenguaje y la sociedad están «fuera», en tanto que son productos de la evolución cultural.

Mi criterio final es que la invención tenía que ser, de algún modo, icónica. La supuesta perfección del ojo es quizá el reto arquetípico, que se remonta a Darwin e incluso antes. Desde entonces, el ojo ha sido abordado muchas veces, de muchas maneras, pero la explosión de las ideas genéticas en la última década ofrece una resolución nueva, una ascendencia inesperada. La doble hélice en espiral del ADN es el mayor icono de nuestra era de la información. El origen de las células complejas («eucariotas») es otro tema icónico, bien que mejor conocido por los científicos que por los legos en la materia. Este hito ha sido uno de los asuntos más acaloradamente impugnados entre los evolucionistas durante las últimas cuatro décadas, y es de crucial importancia para la cuestión de hasta qué punto puede estar extendida la vida compleja en el universo Cada capítulo se ocupa a su modo de asuntos icónicos como éstos. Al principio, discutí mi lista con un amigo, que propuso «los intestinos» como algo emblemático de los animales, en lugar del movimiento. La idea se tambalea en su estatus de icono: en mi opinión, la capacidad del músculo es icónica -pensemos sólo en el esplendor del vuelo-; la tripa, sin movimiento propulsado, no es más que un urocordado, un manojo oscilante de intestinos atados a una roca. Nada icónico.

Más allá de estos criterios más formales, cada invención tenía que estimular mi propia imaginación. Son las invenciones que yo, como ser humano fervientemente curioso, quería comprender. Ya había escrito antes sobre algunas, que quería abordar de nuevo en un escenario más amplio; otras, como el ADN, ejercen una suerte de atracción fatal en todas las mentes inquisitivas. El desciframiento de pistas enterradas en lo más profundo de su estructura es una de las más grandes historias de detectives del último medio siglo, y aun así de algún modo poco se sabe incluso en el seno de la comunidad científica. Me conformo con haber logrado transmitir parte de mi propia emoción en la búsqueda. La sangre caliente es otro ejemplo, un ámbito de febril controversia, pues aquí aún hay poco consenso sobre si los dinosaurios eran activos asesinos de sangre caliente o una especie de perezosos lagartos gigantes, si las aves de sangre caliente evolucionaron directamente a partir de estos primos directos de T. rex o no tenían nada que ver con los dinosaurios. ¡Qué mejor ocasión para revisar yo mismo las pruebas!

Así que tenemos una lista. Comenzamos con el origen de la vida misma y terminamos con nuestras propias muertes y perspectivas de inmortalidad, estudiando pináculos como el ADN, la fotosíntesis, las células complejas, el sexo, el movimiento, la visión, la sangre caliente y la conciencia.

Pero antes de empezar, diré algunas palabras sobre el leit-motiv de esta introducción: los nuevos «lenguajes» que permiten comprender las honduras de la historia evolutiva. Hasta hace poco ha habido dos amplias vías hacia el tiempo pretérito: los fósiles y los genes. Unos y otros tienen una enorme capacidad para infundir vida al pasado, pero también sus defectos. Los supuestos ,,vacíos» en el registro fósil son archiconocidos, y durante los últimos 150 años, desde que Darwin se preocupó por ellos, muchos han sido laboriosamente llenados. El problema es que los fósiles, debido a las mismas condiciones que favorecen su conservación, son forzosamente un espejo deformante del pasado. Es notable el hecho de que hayamos podido aprender tanto de ellos. Del mismo modo, comparar los detalles de las secuencias de genes nos permite construir árboles genealógicos, que muestran con precisión cómo estamos relacionados con otros organismos. Por desgracia, a la larga los genes divergen hasta que ya no tienen nada en común: superado cierto punto, el pasado, interpretado mediante los genes, se vuelve indescifrable. De todos modos, hay métodos eficaces’ que van más allá de los genes y los fósiles remontándose hasta lo más remoto, y este libro es en parte un elogio a su agudeza.

Permítanme que les ponga un ejemplo, uno de mis preferidos, que nunca ha tenido la oportunidad de ser discutido en este libro. Concierne a una enzima (una proteína que catalina una reacción química) tan esencial para la vida que está presente en todos los organismos vivos, desde las bacterias al hombre. Esta enzima se ha comparado en dos especies distintas de bacterias, una que vive en chimeneas hidrotérmicas supercalientes, la otra en el congelado mar Antártico. Las secuencias genéticas que codifican estas enzimas son diferentes: han divergido hasta el punto de que ahora son totalmente distintas. Sabemos que efectivamente divergieron de un antepasado común, pues en bacterias que viven en condiciones más moderadas observamos un espectro de especies intermedias. Pero de las secuencias genéticas solas poco más podemos decir. Divergieron, seguramente porque sus condiciones de vida son muy diferentes, pero esto es conocimiento teórico abstracto, plano, bidimensional.

Observemos ahora la estructura molecular de estas dos enzimas, atravesada por un intenso haz de rayos X y desentrañada mediante los maravillosos avances de la cristalografía. Las dos estructuras son superponibles, tan parecidas que cada pliegue y grieta, cada nicho o prominencia de una es fielmente replicado en la otra, en las tres dimensiones. Un ojo no instruido sería incapaz de distinguirlas. En otras palabras, pese al gran número de componentes básicos que son reemplazados con el tiempo, la estructura y la forma global de la molécula —y, por tanto, su función— se han preservado a lo largo de la evolución, como si se tratara de una catedral de piedra que hubiera sido reconstruida desde dentro con ladrillos, sin perder su magnífica arquitectura. Luego hubo otra revelación. ¿Qué componentes básicos se cambian y por qué? En las bacterias de la chimenea supercaliente, la enzima está todo lo rígida posible. Los componentes se unen con fuerza entre sí, mediante vínculos internos que funcionan como el cemento, conservando la estructura pese al embate de energía de las hirvientes chimeneas. Es una catedral construida para soportar terremotos perpetuos. En el hielo, la imagen se invierte. Ahora los componentes son flexibles, permiten movimiento a pesar del frío. Es como si la catedral se hubiera reconstruido con cojinetes de bola y no con ladrillos. Comparemos su actividad a 6 °C, y la helada enzima es veintinueve veces más rápida; pero si probamos a 100 °C, se desmorona.

La imagen que surge es vistosa y tridimensional. Ahora los cambios en la secuencia genética tienen significado: mantienen la estructura de la enzima y su función pese a la necesidad de actuar en condiciones totalmente distintas. Ahora somos capaces de ver qué pasó realmente a lo largo de la evolución y por qué. Ya no es tan sólo presentimiento, sino verdadero conocimiento.

Del mismo modo, podemos obtener ideas vívidas de lo que pasó realmente si contamos con otras ingeniosas herramientas hoy disponibles. La genomia comparativa, por ejemplo, nos permite cotejar no sólo genes sino genomas completos, miles de genes a la vez, en centenares de especies distintas. También esto sólo ha sido posible en los últimos arios, a medida que han proliferado secuencias genómicas enteras. Luego, la proteómica nos permite capturar el espectro de proteínas que actúan en una célula en un momento dado, y comprender cómo este espectro es controlado por un pequeño número de genes reguladores que se han conservado durante los eones de la evolución. La biología computacional nos permite identificar formas y estructuras concretas, motivos, que persisten en las proteínas pese a los cambios en los genes. Gracias a análisis isotópicos de rocas o fósiles podemos reconstruir cambios en el pasado producidos en la atmósfera y el clima. Las técnicas de neuroimágenes nos capacitan para ver la función de las neuronas en el cerebro mientras pensamos, o reconstruir la estructura tridimensional de fósiles microscópicos incrustados en rocas sin molestarlos. Y así sucesivamente.

Ninguna de estas técnicas es nueva. Lo que es nuevo es su sofisticación, velocidad y disponibilidad. Como el Proyecto del Genoma Humano, que aceleró hasta un crescendo adelantándose al plazo establecido, se están acumulando datos a un ritmo vertiginoso. Gran parte de esta información no está escrita en las lenguas clásicas de la genética de poblaciones y la paleontología sino en el lenguqje de las moléculas, el nivel en el que se produce realmente el cambio en la naturaleza. Con estas técnicas nuevas, está surgiendo una nueva variedad de evolucionista, capaz de comprender el funcionamiento de la evolución en tiempo real. La imagen resultante es pasmosa en su profusión de detalles y su alcance, que va desde la escala subatómica a la planetaria. Y por eso he dicho que, por primera vez en la historia, sabemos. Buena parte de nuestro creciente conjunto de conocimientos es provisional, por supuesto, pero también vibrante y significativo. Da gusto estar vivo en esta época, cuando sabemos tanto pero aún tenemos la ilusión de saber mucho más.

Deja un comentario