El milagro de Burgess Shale y la macroevolución

Publicado: 6 mayo 2016 en Evolución
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Burgess Shale

Si datamos el origen de la vida en unos 3.800 millones de años (el estromatolito fósil más antiguo conocido mientras escribo esto tiene una antigüedad de 3.496 millones de años) y datamos la aparición de la célula eucariota hace 1.800 millones, los organismos procariotas estuvieron más de la mitad de la historia biológica en completa soledad.

Esto parece un excelente argumento contra cualquier idea de progreso evolutivo. Si creemos que la vida evoluciona haca una mayor complejidad, diversidad, adaptabilidad o, apostando fuerte, a la aparición de la inteligencia y, a la postre, del ser humano, deberíamos poder explicar por qué en más de la mitad de la historia de la vida parece que no pasó demasiado (si bien yo no creo que pasara tan poco: las bacterias ya me parecen seres bastante complejos).

Pero es más, el asunto es que, aún después de la aparición de organismos tan complejos y sofisticados como fueron los dinosaurios o lo son los mamíferos, las bacterias siguen con nosotros formando una parte importante de la biota. Jay Gould bromea afirmando que en la actualidad estamos todavía en la era de las bacterias. Un segundo argumento contra el progreso: si nos dirigimos hacia organismos más y más complejos, ¿por qué no se extinguen los más simples sino que siguen entre nosotros? ¿Por qué simplicidad y complejidad conviven y no siempre lo más complejo es lo más apto? ¿Por qué se han extinguido especies tan sofisticadas como el Neanderthal y sigue con nosotros algo tan simple como el Streptococcus pneumoniae?

Hace 540 millones de años ocurre el mayor milagro en la historia de la vida: la explosión cámbrica. En un tiempo muy corto (en términos geológicos) tenemos una increíble multiplicidad de seres vivos (muchos de ellos sin precursores de ningún tipo. Parecen surgidos de la nada). En el célebre yacimiento de Burguess Shale (Parque Natural de Yoho, Cánada) encontramos una variedad de diseños anatómicos tal que iguala, e incluso excede, la moderna gama de metazoos de todo el mundo. La mayoría de los phylum de los animales del presente  estaban ya allí (junto con otros que ya no se encuentran en la actualidad). Nuevo argumento contra el progreso: ¿cómo es que hace 540 millones de años había más biodiversidad que ahora? Y otras preguntas inquietantes serían: ¿por qué surgieron todos los planes corporales súbitamente en esta época? ¿Por qué no han surgido nuevos desde esa fecha?

Respuestas posibles: desde la ecología se postula que los principales phylum quedaron establecidos debido a que se en ese momento se colonizaron los principales nichos ecológicos. Explicado para dummies: si vives en un planeta que, imaginemos, solo tiene montañas y mares, en un momento determinado los habitantes de tu mundo colonizaran ambos entornos, y entonces tendrás dos tipos fundamentales de organismos: los adaptados a las montañas y los adaptados a los mares. Pues ese momento determinado para el ecosistema terrestre pudo ser la explosión cámbrica.

Y desde la genética del desarrollo: los primeros animales pluricelulares (inmediatamente anteriores al Cámbrico) tendrían gran flexibilidad para el cambio genético y el desarrollo embrionario, por lo que dieron lugar a una enorme biodiversidad que se fue restringiendo a medida que los diferentes tipos de organismos fueron adquiriendo patrones de desarrollo estables y prósperos. El Cámbrico habría sido algo así como el gran momento de experimentación, el gran laboratorio de la historia de la vida cuyo resultado fue una serie de diseños bien adaptados que ya no se modificaron esencialmente en la historia evolutiva posterior. Por ejemplo, aquí surgen los esqueletos, una magnifica adaptación que ha seguido funcionando muy bien en los siguientes quinientos millones de años.

La fauna de Burguess Shale es muy sorprendente. Encontramos seres con cinco ojos y una especie de tentáculo terminado en una boca o pinza como es Opabinia (este bichejo siempre me recuerda al, algo posterior, monstruo de Tully):

 Opabinia_eberly_college_illustrationO Hallucigenia, sobre la que se discute todavía acerca de dónde tendrá la cabeza y dónde la cola:

hallucigenia4

El mismo Darwin veía en esta rápida radiación de biodiversidad una objeción contra su teoría. Si mantenía que las especies evolucionan a través de pequeñas variaciones graduales, un salto tan abrupto como la explosión cámbrica no encajaba. Lógicamente, los creacionistas veían en Burgess Shale una nueva tanda de especies creada por la omnipotencia divina. Darwin confiaba en que esto era causa de las deficiencias del registro fósil de su época que se subsanaría con nuevos descubrimientos paleontológicos. Sin embargo, eso no ha sucedido. Nuestro registro fósil actual es mucho mejor que el del siglo XIX pero la explosión cámbrica sigue siendo una clara explosión.

Pero no, amigos creacionistas, en el fondo no hay ningún problema ni ninguna objeción sólida al darwinismo, ni mucho menos a la misma teoría de la evolución. La “explosión” no se dio de la noche a la mañana, sino en un periodo de varios millones de años. Ciertos estudios hablan  de que hubo un cambio evolutivo muy acelerado (cambios genéticos más de cinco veces más rápidos de lo normal) que ocasionó que lo que habitualmente necesitaría unos 150 millones de años para evolucionar, lo hizo en unos treinta. Pero, note el lector que treinta millones de años es tiempo más que suficiente para dar a luz a toda la biodiversidad de Burgess Shale de modo perfectamente gradual. Que la evolución, habitualmente, siga un camino gradual no quiere decir que no pueda tener periodos de aceleración y desaceleración.

Lo que no queda nada claro es el porqué de esta aceleración: ¿qué causó una evolución tan rápida? Se han propuesto muchas hipótesis plausibles (y no excluyentes): grandes cambios climáticos como pudieran ser glaciaciones, el aumento de oxígeno atmosférico o la capacidad de estos organismos de generar colágeno (componente esencial de la piel y los huesos de todos los animales) y la biomineralización generalizada de los invertebrados que dio lugar a grandes posibilidades en el diseño de nuevas criaturas. Mi favorita es, sencillamente, la competencia ecológica dada tras la aparición de un montón de adaptaciones cruciales en la historia evolutiva como la visión, la natación activa o la depredación. La presión selectiva tuvo que ser muy alta, lo que ocasionó rápida evolución.

Repetimos la conclusión del otro día: no hay ninguna dirección ni progreso de ningún tipo en la evolución: es un proceso ciego y ateleológico.

Ah, se me olvidaba, por si quieres seguir leyendo, dos artículos míos en Xataka:

La historia de una de las ideas más peligrosas jamás pensada: la teoría de la evolución

Éticas de silicio: las leyes de la robótica en la era de los robots asesinos

comentarios
  1. wachovsky dice:

    O de porque Dios se toma miles de millones de años en producir una explosión y luego otros 542 millones en que el holoceno nos afirme como especie singular. El otro día miraba una bandada de tordos volando, como coordinan movimientos de manera atlética y síncrona hasta que desbandan y separan, me hicieron pensar en una colonia bacteriana que allí sigue entre eucariotas por alguna necesidad mimética entre todos los biorganismos, lo que no puedo imaginar es a los tordos pluricelularizando para formar un organismo todo línea germinal como se sospecha fueron los primeros, inmortales cnidarios eucariotas; Margulis dio buenas respuestas en el primer pasaje a la complejidad, pero del pasaje de protoctistas unicelulares eukarya a los multicelulares no sabemos nada, es el gran misterio a resolver y es el que despejará todas las diferencias entre evolucionismo y teísmo a lo Collins. Vuelvo a proponer las matemáticas de Alang Turing como la respuesta para definir de donde vienen los patrones biológicos que nos guían, las llaves mismas de la Vida. Es una tarea que agotará a los biólogos, pues genios como Turing son irrepetibles y ya no estará para resolvernos el asunto.

  2. Félix dice:

    Ando estos días reflexionando sobre la evolución y tu artículo es de los que contribuye a reflexionar. En mi caso, como en tuyo me pregunto el porqué de un solo linaje genético de la vida en la tierra. Claro que podemos claramente pensar que por selección sólo ha triunfado nuestro linaje, pero si la vida es un hecho universal se deberían iniciar nuevos linajes en diferentes momentos la historia geológica, pero no parece que hayan dichos inicios.

    Que piensas de que sólo haya un único linaje genético? He buscado información de diferentes linajes y no encuentro nada!

    Felicidades por el blog!

    Félix

  3. wachovsky dice:

    Hallucigenia haría de antiguo ancestro de todos los deuterostomos así como los protostomos nosotros, y ese tubo digestivo común a toda la interespecializacion postrera ya nos da cosa (fulera, desagradable), tanto como que vengamos de esos bilateria protoplatelmintos.

  4. wachovsky dice:

    y para colmo que horripila que seamos descendentes de deuterostomia dentro de chordata-vertebrata en la embriología de mesodérmica? formación de la boca con la que expresamos emociones y nuestros más desarrollados pensamientos constructo de lenguajes naturales, luego de un primero y más importante colorrectal ano. Por ello mismo siempre la idea fue insoportable en cuánto a que somos bacterias y platelmintos (así dicho en la manipulación de no herir susceptibilidades de homínido superior). Tenía razón quien interpreta a Darwin en el film Creation respecto del futuro que nos esperaba como especie cuando todo fuera mera supervivencia y las creencias de antaño desaparecieran (y agrego ja).

  5. wachovsky dice:

    Para terminar y ya no molesto: si dios hubiese creado un cordado desde un tubo gastrodigestivo (cual si solo fueramos hechos para comer) y le hubiese colocado adendos varios como un poderoso cerebro computador y glándulas y vísceras de todo tipo y sofisticación, ya estaríamos muy recontentos por la Obra sin nada cuestionar ni preguntar. Esa debe ser nuestra mayor falla, falencia o falta como organismos cerebralmente dotados, nuestro pecado junto a la manzana de Eridu.

  6. wachovsky dice:

    A Félix: se supone que un linaje ancestral en pluricelulares se perdió antes de Cámbrico y que recomenzó luego el experimento en el biolaboratorio hace unos 542 millones de años, se supone pero no se sabe
    https://es.m.wikipedia.org/wiki/Biota_del_periodo_Ediac%C3%A1rico

  7. A. H. F. dice:

    Fue el Cámbrico, el nombre de explosión se lo hemos dado nosotros. No me resulta espectacular. Veo mucha modularidad en esos diseños. ¿Es científico lo que he dicho? seguro que no. No sé cuántos añitos tienes, pero la explosión de la automoción (de un citroen tiburón a un renault 5) ahora todos los coches son indistinguibles.

  8. macbethius dice:

    Quisiera solicitarle recomendación al anfitrión Santiago Sánchez-Migallón de los tres (3) mejores libros que conoce sobre embriología para todos los eukarya animalia, y que no sea ninguno de los mismos de la época del gran Santiago Ramón y Cajal. Muchas gracias por toda listita.

  9. […] a Ganímedes, Titán, Encélado, Plutón y Caronte, para monitorear como lo vivo mutaevoluciona durante millones y millones de años radiando en explosión neocámbrica, del ARN monocatenario (unicadena) al ADN bicatenario (doble hélice) transcribiendo y replicando […]

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