Posts etiquetados ‘Gregor Mendel’

Durante mucho tiempo habíamos pensado que todo el desarrollo de nuestro organismo (ontogénesis) estaba determinado por un programa «a priori» inscrito en nuestro código genético. Yo heredaba mis 23 pares de cromosomas y allí había unas instrucciones muy claras. El ADN mandaba y todo el crecimiento estaba marcado de antemano sin que nada exterior pudiera cambiar la dirección del proceso. De este modo, si tuviésemos un diablillo de Laplace que conociera todos mis genes, podría predecir todo mi desarrollo hasta el momento de mi muerte. Los aspectos ambientales no tenían importancia más que como agentes mutágenos. Alguno de mis genes podría mutar y su expresión fenotípica era toda la influencia del entorno que yo podría esperar en mi ontogénesis.

Sin embargo, pronto descubrimos lo que Waddington llamó epigenética: existen factores no genéticos en el desarrollo ontogénico, desde mecanismos que regulan la propia expresión génica (de los que hablaremos ahora) hasta factores hereditarios no genéticos (¡tócate las narices Mendel que vuelve Lamarck! Esto es tan importante que se merece otro post aparte de próxima aparición). Y es que una cosa parecía muy extraña: si entre los genes encargados de la codificación de proteínas del chimpancé y del humano sólo hay un 1,06% de diferencia… ¿cómo es posible que nuestros fenotipos sean tan diferentes? Porque la diferencia reside en los patrones de expresión génica implicados en el desarrollo.

Un ejemplo de influencia del entorno en la expresión génica es el ranúnculo de agua (Ranunculus peltatus). Esta curiosa planta acuática tiene todos los genes de sus hojas exactamente iguales, pero las hojas que están por encima del agua son anchas, planas y lobuladas mientras que las que crecen por debajo son delgadas y finamente divididas. El contacto con el agua (un agente externo) cambia el fenotipo. Otro es del conejo Himalaya, que nace blanco cuando hay temperaturas muy altas y negro a temperaturas bajas. Aquí, la temperatura cambia la expresión génica. Y es que el fenotipo es el resultado de la interacción de los genes y el medio ambiente.

El conejo Himalaya nace negro si hace frío y blanco si hace calor

Pero es que la cosa se ha complicado mucho desde Mendel. Existe la dominancia incompleta (cuando el gen dominante no llega a vencer al recesivo y ambos se expresan), hay genes que modifican el efecto de otros genes (epistasis), genes que afectan a muchas características (pleiotropía), rasgos que son fruto de la interacción acumulada de muchos genes (herencia poligénica), genes que se expresan en diverso grado (expresividad variable) o, haciendo el cálculo en poblaciones, genes que aparecen mucho menos de lo que deberían (penetrancia incompleta). Y además, el fenotipo puede verse afectado por alteraciones no ya en los genes sino en los cromosomas (no sólo afectando a fragmentos o a un cromosoma como en el Síndrome de Down o en el de Turner, sino a dotaciones completas).

La biología evolutiva del desarrollo (perspectiva Evo-Devo) se ha postulado como la nueva síntesis multidisciplinar que aúna la selección natural propia del neodarwinismo con la genética del desarrollo (que introduciría los elementos epigenéticos).  Pero, centrar la atención en el desarrollo del individuo… ¿no pondrá en peligro el viejo darwinismo? Según Michael Ruse no, todo lo contrario: lo completa. Ruse subraya que en los próximos años este nuevo enfoque traerá grandes descubrimientos. Textualmente:

«Yo soy un darvinista de línea dura. Pero los puros darvinistas conocen que las nuevas ideas son desafíos y oportunidades, no barreras o impedimentos»

Samuel Wilberforce declaro que el darwinismo era incompatible con la doctrina cristianaLa publicación del Origen de las especies en 1859 puso patas arriba la Inglaterra victoriana. El choque entre el nuevo evolucionismo (realmente para nada nuevo) y las posiciones académicamente aceptadas (la teología natural de William Paley o el creacionismo del carismático Georges Cuvier, avaladas por el fijismo del gran naturalista sueco Carl Linneo) se hizo oír, y, rápidamente, a Darwin le llovieron ataques por todos lados.  El opositor más fuerte en este primer momento fue el obispo anglicano de Oxford, Samuel Wilberforce, quien no tardó en declarar que el darwinismo era incompatible con la fe cristiana (exactamente como yo lo veo). Darwin, enfermo y retirado a su casa en Downe (dejó las apariciones públicas a su bulldog Huxley), no hizo caso a la mayoría de las críticas (sobre todo de las que le llegaban desde ámbitos estrictamente religiosos) afirmando que él mismo era capaz de hacérselas a su teoría mucho mejor. Sin embargo, hubo tres objeciones que le preocuparon especialmente:

1. La función de los tipos intermedios: Aunque fuera factible  que la selección natural fuera la causa de las adaptaciones  consumadas, no alcanzaba a explicar las fases iniciales de su desarrollo. La utilidad biológica del ojo es evidente pero, en sus comienzos, ¿cómo surgió un órgano de tales características? Esta objeción vino por parte del zoólogo George Jackson Mivart (1827-1900) y Darwin la tuvo muy en cuenta. Parece que sólo podemos explicar la complejidad resultante en un ojo si la evolución ha seguido un camino, una causa final hacia él. Ya que el ojo ha tenido que pasar por etapas sin ninguna utilidad, ha tenido que desarrollarse en función de su utilidad futura.

Darwin respondía: un órgano puede ser tan útil en las primeras fases de su desarrollo como en las últimas, aunque no necesariamente de la misma manera. Por ejemplo, es probable que las plumas primitivas  sirvieran como aislantes del calor y más adelante fueran desarrollando su ventaja aerodinámica. Para Darwin, suponer que las plumas surgieron para concretar la remota posibilidad de vuelo era una tontería mística.

2. La ausencia de tipos intermedios: el registro fósil era muy escaso para los tipos intermedios entre una especie y otra. Darwin confiaba en que la paleontología acabaría por descubrir fósiles de estos tipos intermedios con los que justificar la gradualidad de la evolución. Sin embargo, esto no ocurrió así y la presencia de estos fósiles es hoy en día anecdótica.

No obstante, esto sólo constituye una objeción a que, quizá, la evolución no es tan gradual como Darwin sugería. En la actualidad existen datos contundentes que explican que las especies permanecieron estables durante grandes periodos y, «de pronto», fueron sustituidas por otras. Por ello este tema sigue siendo polémico a día de hoy.

3. La falta de tiempo: En el siglo XVII, el Obispo James Ussher sirviéndose de un estudio bíblico, había datado la creación de la Tierra en el 4.004 a.C. Sin embargo, conforme avanzaba la geología se evidenciaba  que la Tierra era muchísimo más antigua. La evolución de las especies, tal como la planteaba Darwin, necesitaba mucho tiempo y las extensas épocas de la geología parecían ir dándole la razón. Sin embargo, en 1866 el  prestigioso físico William Thomson (Lord Kelvin, 1824-1907) dató la edad de la Tierra entre los cien y los cuatrocientos millones de años (manifestando su preferencia por la cifra más baja). La hipótesis de Lord Kelvin consistía en pensar que la tierra había sido un cuerpo incandescente que progresivamente había ido enfriándose. Mediante cálculos matemáticos estimó la tasa de calor que la Tierra desprendía y el calor remanente, sirviéndole estos datos para realizar su estimación temporal. Cien millones de años era un espacio de tiempo insuficiente para que la evolución diera lugar a la actual diversidad de especies, por lo que está objeción preocupaba amargamente a Darwin. Sin embargo, hoy sabemos que la estimación de Kelvin era errónea debido a que no tenía en cuenta la radiactividad (descubierta más tarde) que es una fuente de calor adicional para el planeta. La edad de la Tierra ronda los 4.500 millones de años, tiempo suficiente para la evolución darwiniana.

4. Los mecanismos de herencia: en 1867, el ingeniero escocés Fleeming Jenkin (1833-1885) sostuvo que una variación favorable en un individuo se diluiría en muy pocas generaciones en los sucesivos cruces del individuo aventajado con los individuos «normales» de su especie. Jenkin pensaba que los factores hereditarios se podían dividir hasta el infinito, lo cual implicaba que cada nueva variación se distribuía en cantidades cada vez más pequeñas.

Paradójicamente, esta objeción se podría haber refutado enseguida si la comunidad científica hubiese tomado en cuenta las publicaciones de un monje llamado Gregor Mendel escritas un año antes de las afirmaciones de Jenkin. Para Mendel, los factores genéticos se comportan como si fueran partículas indivisibles que no se pierden con el repetido cruzamiento. Desgraciadamente, esto no se hizo lo suficientemente público hasta 1900, cuando Mendel llevaba dieciséis años muerto y Darwin dieciocho.