Jonathan B. Losos y Richard E. Lenski
Durante más de ciento cincuenta años, desde la publicación de El origen de las especies, los biólogos se han centrado en la comprensión de la crónica evolutiva de la diversificación y la extinción, y en los procesos evolutivos subyacentes que la han producido. Aunque los progresos en el campo de la biología evolutiva han sido constantes desde los tiempos de Darwin, los desarrollos de los últimos veinte años nos han llevado a una época dorada en el estudio de la evolución durante la cual los biólogos están a punto de dar respuesta a muchas de las preguntas fundamentales que se plantean en este campo.
Estos avances se han producido gracias a la confluencia de una serie de innovaciones tecnológicas y conceptuales. En el laboratorio, la secuenciación rápida y barata de grandes cantidades de ADN está produciendo una enorme profusión de datos sobre los genomas de muchas especies; el análisis comparativo de estos genomas hace que los científicos puedan establecer con exactitud los cambios genéticos que han tenido lugar en el curso de la evolución. Paralelamente, una serie de espectaculares descubrimientos fósiles han resuelto muchas de las dudas fundamentales que aún había en la documentación relativa al majestuoso espectáculo de la evolución y han revelado muchos de los detalles sobre cómo las ballenas evolucionaron a partir de unos animales terrestres, las serpientes a partir de unos lagartos con patas, y los humanos a partir de nuestros ancestros primates. Además, aportando unos datos que Darwin solo podía imaginar, los biólogos de campo pueden seguir el rastro de muchas poblaciones, documentar la selección natural a medida que se produce y observar los cambios evolutivos resultantes que se producen de una generación a la siguiente.
Jonathan B. Losos
Este volumen es una versión abreviada y actualizada de The Princeton Guide to Evolution, publicada en 2013. Los 107 capítulos de dicha guía proporcionan una cobertura en profundidad y al mismo tiempo accesible a la totalidad de la moderna biología evolutiva. En este volumen adoptamos un enfoque más concreto, centrado en la interrelación entre la evolución y la sociedad moderna.
La razón es simple: si bien esta es una verdadera edad de oro para la ciencia evolutiva, hoy es más importante que nunca entender bien el significado de la evolución; su impacto se hace sentir hoy en todos los aspectos de la sociedad. Muchos problemas actuales, como el surgimiento de nuevas enfermedades, el aumento de la resistencia que oponen muchos microorganismos a los esfuerzos que hacemos para controlarlos, y el efecto de los cambios en las condiciones medioambientales sobre las poblaciones naturales, están relacionados con la selección natural y con el hecho del cambio evolutivo. Muchas áreas diferentes de la vida moderna –la medicina, el sistema legal, la computación– emplean cada vez más los métodos desarrollados en el ámbito de la biología evolutiva. Paradójicamente, pese a que nuestro conocimiento de la evolución y la importancia social de la misma nunca ha sido tan grande, una proporción sustancial de la población en algunos países –y muy especialmente en Estados Unidos y en Turquía– cuestiona los descubrimientos científicos de los biólogos evolucionistas y se opone a que se enseñe la evolución en las escuelas.
Richard E. Lenski
Por este motivo hemos seleccionado para este volumen 22 capítulos de The Princeton Guide to Evolution que tienen una relevancia especial para los humanos y para la sociedad moderna. La mayoría de ellos han sido revisados, algunos de forma sustancial. Hemos incluido además un nuevo capítulo sobre la resiliencia evolutiva al cambio climático. El volumen resultante debería ser de utilidad para todos aquellos –científicos, estudiantes, urbanistas, médicos, por citar solo algunos– que estén interesados en el impacto del cambio evolutivo en el mundo que nos rodea.
Este volumen no habría sido posible sin el empeño de sus autores, cuyas contribuciones han sido esenciales en la confección de una obra de tan amplio alcance, y de los editores de The Princeton Guide to Evolution, que contribuyeron a reunir el volumen original: David Baum, Douglas Futuyma, Hopi Hoekstra, Allen Moore, Catherine Peichel, Dolph Schluter y Michael Whitlock. Además, el equipo editorial de Princeton University Press fue indispensable en la preparación de este volumen; todo el proyecto fue hábilmente supervisado por la experta editora Alison Kalett, y la gestión del día a día se llevó a cabo de un modo absolutamente eficiente y sin problemas ante la atenta mirada de la editora adjunta Betsy Blumenthal y de la encargada de la producción editorial, Karen Carter.
Capítulo 1
Esquema
1. Fundamentos biológicos
2. La evolución en la salud y en la enfermedad
3. Reestructurando el mundo
4. La evolución y la esfera pública
5. Naturaleza y crianza
Muchas personas consideran que la evolución es un tema fascinante, pero que carece de relevancia para nuestras vidas en el mundo moderno. Al fin y al cabo, la mayor parte de la gente entra en contacto con la idea de la evolución en los museos de historia natural, cuando ve los restos fósiles de organismos que vivieron hace mucho tiempo. Posteriormente suele encontrarse con la evolución en cursos que explican los principios básicos de la teoría y que presentan pruebas del árbol de la vida y del código genético compartido por todos los seres vivos de la tierra. Las personas que aman la naturaleza discutirán probablemente sobre la evolución en programas sobre organismos exóticos en lugares remotos, en los que la naturaleza se muestra a menudo en su forma más cruel y despiadada. Es fácil por ello que pasen por alto el hecho de que la evolución es importante para entender quiénes somos, cómo vivimos y a qué retos hemos de hacer frente.
Figura 1.1. Esta tira cómica de Doonesbury © 2005, de Garry B. Trudeau, nos recuerda que la evolución es muy relevante en nuestras vidas. (Impreso con permiso de Universal Uclick. Todos los derechos reservados.)
La tira cómica de la serie Doonesbury de Garry Trudeau nos recuerda que la evolución es muy relevante para nuestras vidas y para nuestra sociedad. De hecho, toca varios de los temas de que nos ocupamos en este libro. La conversación entre el médico y el paciente nos recuerda que, pese a los esfuerzos que hacemos por tener a la naturaleza bajo control, seguimos siendo el objetivo de organismos que han evolucionado, y que siguen evolucionando, para explotar nuestros cuerpos en beneficio de su propia propagación. Al mismo tiempo, la tira pone de relieve que los humanos hemos adquirido otro modo de respuesta –el uso de la tecnología– que nos permite combatir las enfermedades de un modo mucho más rápido (y con menos sufrimientos) que si tuviéramos que confiar exclusivamente en una respuesta evolutiva genéticamente determinada. De un modo más sutil, la tecno logía, las instituciones y el lenguaje (incluido el humor) propios de la sociedad actual son un reflejo de la evolución cultural que ha surgido de –y que actualmente a menudo desborda– su equivalente natural en virtud de la velocidad y la flexibilidad de los sistemas culturales. Finalmente, Trudeau nos incita a considerar el conflicto entre ciencia y religión que impregna muchas de las discusiones sobre la evolución en la esfera pública, pese al hecho de que las pruebas a favor de la evolución son cada vez más abrumadoras.
1. FUNDAMENTOS BIOLÓGICOS
Para centrar el tema, empezaremos este volumen con una pregunta: ¿qué es la evolución? Desde los cambios más sutiles en la composición genética de una población hasta la totalidad del árbol de la vida, la evolución es el proceso por el cual la vida cambia de una generación a la siguiente y de una época geológica a otra. El estudio de la evolución abarca tanto el patrón histórico de la evolución –quién da origen a quién, y cuándo, en el árbol de la vida– como los mecanismos ecológicos y genéticos subyacentes en los procesos evolutivos.
Cuando Charles Darwin publicó El origen del hombre en 1871 utilizó el método comparativo para tratar de entender la evolución de nuestra especie. Es decir, estudió las semejanzas y las diferencias en la apariencia y en el comportamiento de los humanos y de nuestros parientes vivos para comprender cómo habíamos llegado a ser. En su época se habían descubierto algunos huesos de neandertal, pero no había un registro fósil de los homínidos, la familia taxonómica que incluye a los humanos y a los grandes simios. Pasarían varias décadas antes de que se descubriesen fósiles mucho más antiguos que empezaron a poner de manifiesto algunos de los denominados “eslabones perdidos”, y faltaba más de un siglo para que se hiciesen realidad algunas de las intuiciones posibilitadas por el estudio del ADN.
Hoy tenemos muchos homínidos fósiles, y el ADN de muchos organismos vivos o fósiles nos permite conocer cada vez mejor qué nos hace humanos, de dónde venimos e incluso quién se apareó con quién.
Uno de los atributos más importantes de los seres humanos es que vivimos en grupos sociales que requieren un nivel sustancial de cooperación en actividades como cazar, criar una familia u organizar una división del trabajo como la que vemos en las sociedades modernas. Pero la cooperación no es algo exclusivo de los humanos, ni tampoco de nuestros parientes más cercanos. Los insectos sociales, por ejemplo, muestran una cooperación y una división del trabajo notables. En las colonias de hormigas y en las colmenas de abejas, la mayor parte de los individuos renuncian a reproducirse para contribuir a la reproducción de su reina, que normalmente es la hermana de las obreras no reproductivas. En otros casos, individuos que no están relacionados cooperan entre sí, como en el mutualismo que implica a especies diferentes, como los hongos y algas que forman los líquenes. Comprender las fuerzas evolutivas que promueven estas diferentes formas de cooperación proyecta luz sobre nuestra propia conducta como humanos, así como sobre aquellas cosas que compartimos con otros organismos cuya conducta ha sido configurada por estas mismas fuerzas.
Nuestro enfoque para comprender la evolución de la conducta humana es preguntarnos si nuestras acciones son, en algún sentido, óptimas. ¿Consumen los humanos el alimento de una forma que optimiza su estatus nutri – cional? ¿Nacen los niños a intervalos que maximizan el éxito re productivo? El reconocimiento de que existen mecanismos compensatorios –por ejemplo, entre el número de niños y la probabilidad de que sobrevivan hasta la edad adulta– abre al menos la posibilidad de definir estrategias óptimas en términos matemáticos. De todos modos, las condiciones en las que existe nuestra especie han cambiado mucho debido a las migra ciones de nuestros ancestros por todo el planeta, así como a las innovaciones tecnológicas que afectan a la disponibilidad de alimento, a la esperanza de vida, etcétera. En consecuencia, pueden producirse fuertes desequilibrios entre aquellos comportamientos que fueron evolutivamente ventajosos en el pasado –y que continúan influyendo en cómo respondemos hoy– y aquellos que serían más beneficiosos actualmente. Comprendiendo cómo la evolución ha contribuido a configurar nuestra psicología, los individuos y las sociedades podrían tomar decisiones más acertadas acerca de cómo responder a los retos a los que tenemos que hacer frente hoy.
2. LA EVOLUCIÓN EN LA SALUD Y EN LA ENFERMEDAD
Las enfermedades se estudian habitualmente centrando el foco en sus causas próximas. Por ejemplo, ¿qué órgano es el que tiene problemas y cómo podemos repararlo? ¿Es un agente infeccioso la causa del problema? Y si lo es, ¿cómo podemos eliminarlo? Pero también podemos preguntarnos por las fuerzas evolutivas que determinan la enfermedad, aunque esto es algo que raramente se hace y en consecuencia se dejan muchas piedras sin mover. Por ejemplo, ¿por qué un grupo concreto es más susceptible que otro a una determinada enfermedad? ¿Por qué algunas enfermedades son más frecuentes hoy que en el pasado, pese a lo mucho que han mejorado las condiciones de salubridad y el acceso a los alimentos? ¿Por qué sucumbimos a la senectud y perdemos nuestra capacidad reproductiva cuando envejecemos (véase el capítulo 8)? Y por qué, en particular, pierden las hembras humanas la capacidad de reproducirse pese a que siguen estando sanas y vigorosas?
Y si centramos nuestra atención en las enfermedades infecciosas, ¿por qué algunos patógenos y parásitos nos hacen enfermar gravemente, e incluso nos matan, mientras que otros microbios estrechamente emparentados con ellos son totalmente inocuos? Durante mucho tiempo, la opinión generalizada ha sido que la evolución favorecía a aquellos parásitos y patógenos que no perjudicaban a sus huéspedes. Si los parásitos matasen a sus huéspedes (se decía), eso les llevaría a ellos mismos a la extinción. Desde este punto de vista, un parásito muy virulento era visto como una aberración pasajera, posiblemente indicativa de un patógeno que había saltado recientemente a un nuevo huésped y que, con el tiempo, se habría vuelto menos virulento si antes no se había consumido. Pero este punto de vista ha sido cuestionado por unos análisis más rigurosos. Incluso las infecciones letales no llevan habitualmente a sus huéspedes a la extinción, y la virulencia óptima, desde el punto de vista del parásito, depende del equilibrio que se establece entre el crecimiento en el interior del huésped y la transmisión entre un huésped y otro.
Los antibióticos que la investigación científica y la industria farmacéutica han desarrollado para tratar las infecciones bacterianas fueron saludados como un triunfo de la tecnología sobre la naturaleza. Hace solo unas décadas, las infecciones más peligrosas se consideraron en gran medida derrotadas en los países desarrollados. Las escuelas de salud pública desviaron su atención desde las enfermedades infecciosas a otras amenazas, y la gente estaba convencida de que pronto podría disponer de una cura para el resfriado común (junto con otras innovaciones como las mochilas propul – soras). Este punto de vista tan ingenuamente optimista se vio desmenti do durante la década de 1980 por la epidemia del sida y por el descu brimiento de que era un virus el que lo causaba. Y continúa siendo desmentido por los informes sobre la aparición y la reaparición de enfermedades que amenazan incluso a los ciudadanos de las naciones más acaudaladas, desde el virus que provoca el síndrome respiratorio agudo grave (SARS, por sus siglas en inglés) o el que provoca la gripe aviar (el virus H5N1), hasta las cepas multiresistentes de las bacterias más peligrosas, como el Mycobacterium tuberculosis y el Staphylococcus aureus. La reemergencia de estos patógenos bacterianos refleja la evolución de variedades resistentes a algunos o todos los antibióticos que se utilizaban previamente para combatirlos (véase el capítulo 10). Cada año se utilizan miles de toneladas de antibióticos, lo que causa una intensa selección entre las bacterias que pueden sobrevivir y crecer en su presencia. En consecuencia, las empresas farmacéuticas tienen que dedicar enormes sumas de dinero a desarrollar nuevos compuestos antibacterianos que nos permitan –eso confiamos– no perder la carrera que mantenemos con esos microbios que evolucionan tan rápidamente. Mientras, surgen enfermedades que son nuevas para la humanidad y que normalmente provienen de patógenos que hasta entonces infectaban a otros animales.
La caja de herramientas de la evolución molecular y de los métodos filogenéticos se utiliza mucho actualmente para determinar el origen de las infecciones zoonóticas y para seguir el rastro de la transmisión de un patógeno por una población de huéspedes sobre la base de las mutaciones que se producen a medida que el patógeno evoluciona durante un brote. Y por si esto no fuera suficiente, los terroristas han empezado a utilizar patógenos para cometer atentados. Los investigadores tienen que identificar el origen exacto de los microbios desplegados en un ataque utilizando enfoques evolutivos similares a los utilizados para seguir el rastro de los brotes naturales. El caso “Amerithrax”, en el que se utilizaron esporas del Bacillus anthracis (la bacteria que causa el carbunco o anthrax) esparcidas involuntariamente por el Servicio Postal norteamericano, demostró la capacidad de los nuevos métodos de secuenciación genómica para descubrir pequeñas diferencias genéticas entre muestras que pueden identificar fuentes relevantes.
Fuente: Prefacio y apartados 1 y 2 del primer capítulo del libro de Jonathan B. Loscos y Richard E. Lenski (eds.) Cómo la evolución configura nuestras vidas
