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Cuando hablamos del proceso evolutivo siempre decimos que es ateleológico, es decir, que no persigue ninguna finalidad u objetivo predefinido. Las reglas que lo regulan parecen obedecer, en último término, al azar. De ese modo si pudiésemos dar marcha atrás en el tiempo hasta los orígenes de la vida hace unos 2.700 millones de años y hacer de nuevo funcionar el motor evolutivo parece que los seres vivos que hoy conocemos no habrían aparecido, existiendo quizá una diversidad de especies muy diferentes. Y aquí surge la cuestión más polémica: ¿hubiera existido el hombre tal y como lo conocemos? La respuesta, a priori, parece ser negativa y da un fuerte golpe al llamado principio antrópico (pensar que el Universo fue creado para que, al final, el hombre apareciera en él).

No obstante, nada es tan sencillo y algunos estudios recientes parecen apoyar, de nuevo, dicho principio. Y es que lo que hay que tener muy en cuenta es que, a pesar de que la generación de rasgos fenotípicos parece seguir un patrón aleatorio, la selección natural juzga que fenotipos son los que sobreviven y la selección natural no es otra cosa que la presión ambiental, es decir, las características del entorno en el que una especie se desarrolla. Y dado un entorno determinado hay muy pocos fenotipos que sean, objetivamente, los más eficaces, limitando este hecho mucho la creatividad de la evolución. Solo un cierto tipo de seres vivos sobrevivirán y no una indefinida cantidad de ellos. Ejemplos los tenemos por doquier en lo que los biólogos llaman evolución convergente: estructuras biológicas que han evolucionado por caminos diferentes para llegar a una misma solución o función biológica. Hay fórmulas que se repiten constantemente: ojos (aunque últimamente se ha dudado de su divergencia), patas, aletas, esqueletos, sistemas nerviosos, simetría bilateral (algo que me parece alucinante: ¿por qué habrá sido tan rentable ser simétrico?) o, yendo a los orígenes, la célula eucariota como componente esencial de los dos grandes reinos: animal y vegetal. La evolución se parece más a un proceso ingenieril de búsqueda de soluciones con los medios disponibles que a una obra de arte en el que el pintor dibuja a capricho.

El paleo-biólogo inglés Simon Conway Morris escribió una obra titulada Life’s Solution: inevitable Humans in a Lonely Universe en la que defendía vehementemente la existencia de múltiples caminos convergentes en la historia de la vida. Su argumento principal es la similitud que se da entre especies que viven en entornos separados y muy diferentes.  Si pensamos en la fauna y flora de continentes separados por océanos como Europa, América u Oceanía, deberíamos encontrar especies muy distintas pero, por el contrario, encontramos una y otra vez los mismos diseños. Comway hace hincapié en las similitudes de los sistemas sensoriales o de la inteligencia de primates y cetáceos. Karl Niklas, profesor de botánica de la Universidad de Cornell, realizó una serie de simulaciones computerizadas de la evolución de las plantas en las que ensayaba los diferentes diseños vegetales en virtud de varios parámetros de optimización: obtención de luz, distribución de semillas y estructura robusta. Sus resultados fueron claros: los diseños de las plantas que observamos en cualquier parque son diseños óptimos. La naturaleza no puede diseñar vegetales de formas muy diferentes, no caben demasiados diseños más que tengan opciones de sobrevivir.

Thomas Ray, de la Universidad de Oklahoma, fue pionero en los trabajos de simulación de entornos evolutivos (vida artificial), creando en 1990 el programa Tierra. En él, un número indefinido de pequeños programas tenían las propiedades de mutar (cambiar una pequeña parte de su programa) y autorreplicarse, y competían para sobrevivir en un entorno virtual. Era todavía una simulación extremadamente simple de la evolución pero, para sorpresa de Ray, enseguida comenzaron a pasar cosas fabulosas:

Al principio, se desarrollaron programas  que se replicaban con mayor rapidez por un motivo muy simple: su menor tamaño. Alguno de los programas mutados habían perdido una pequeña parte de sus instrucciones, de forma que ocupaban menos espacio de memoria y requerían un tiempo inferior para completar su ciclo. A continuación, ocurrió algo más interesante: aparecieron programas aún más cortos, que se replicaban muy eficientemente, pero que eran incapaces de hacerlo por sí mismos. Su ciclo vital requería emplear las instrucciones de otros programas o, dicho de otra forma, eran parásitos de los segundos. Surgieron entonces parásitos de los parásitos (o hiperparásitos) igual que ocurre en los ecosistemas reales. Más tarde, la simulación generó estrategias nuevas en las que algunos programas intercambiaban partes con otros.  Ésta es la base de la reproducción sexual, que fundamentalmente consiste en mezclar información procedente de dos organismos distintos. En el caso de la Tierra, la invención del sexo resultaba conveniente para escapar al efecto de los parásitos. Un parásito reconoce a su huésped identificando una parte específica de éste, así que una forma de escapar de los parásitos es cambiar con la suficiente rapidez. Finalmente, aparecieron grupos de programas que cooperaban entre sí, de tal forma que aunque aisladamente no eran muy eficientes, el grupo cooperador no tenía rival. En esta caso lo que emerge es una pequeña red de programas de interacción en la que cada programa facilita la replicación de al menos otro, a la vez que es ayudado por otros.

Ricard Solé, Vidas Sintéticas

Tenemos en una simulación infinitamente menos compleja que la realidad natural elementos como el parasitismo, la reproducción sexual o la simbiosis. De nuevo pruebas a favor de la necesaria aparición de ciertos diseños dado el entorno terrestre. Y es que quizá habría que entender la evolución como esos juegos en los que hay un laberinto en el que hay que intentar meter una bola de metal en un agujero. Supongamos que la bola no sigue la ley de la gravedad ni ninguna influencia del jugador sino que su movimiento es completamente aleatorio. Aún así, las paredes del laberinto limitarán mucho su recorrido y, al final, habrá altas probabilidades de que entre en el agujero.

¿Esto quiere decir que la aparición del hombre era algo necesario, algo que, tarde o temprano, tenía que suceder? Un dato en contra lo tenemos en que nuestra inteligencia (en el grado propio del hombre) no es un diseño que se haya repetido muchas veces en la historia natural, por lo que podría tratarse de algo así como un breve accidente o una solución no demasiado óptima, viendo además que nuestros parientes evolutivos más cercanos se extinguieron. Supongo que tendremos que esperar unos cientos de miles de años para ver si el diseño sapiens era bueno y, a la postre, inevitable.

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Este virus [la mixomatosis] fue introducido como elemento de control para reducir las poblaciones de conejos en Australia, que a su vez fueron llevados al continente en los siglos XIX y XX. El virus tuvo efectos devastadores, y redujo una población estimada de 600 millones de animales a menos de cien millones en sólo dos años. En Inglaterra, la caída en picado de la población de conejos tuvo una consecuencia inesperada: la extinción en 1979 de una especie de mariposa conocida como la gran mariposa azul (Maculinea arion).

Interesante: el ser humano quiere controlar la población de conejos para proteger la producción agrícola y, al hacerlo, extingue una especie de mariposa. ¿Qué pasó exactamente?

Los conejos se alimentaban fundamentalmente de un tipo de planta herbácea que bajo la presión de los primeros se encontraba en desventaja al competir con otra especie de hierba, de poco interés para los conejos y libre por tanto de su presión. De esta forma, las praderas de hierba baja dominaban un paisaje verde en el que debemos situar al siguiente elemento de la cadena. Éste es una especie de hormiga roja que construía sus nidos entre las hierbas bajas que permitían el paso de la luz del sol y así zonas de temperatura adecuada en las que las hormigas podían vivir. Esta especie de hormiga se relacionaba con las larvas de la mariposa de forma mutualista: las hormigas cuidaban de las larvas de mariposa mientras que las orugas proporcionan a las hormigas sustancias de forma de alimento líquido, a la vez que consumen huevos de hormiga. Esta relación es tolerada debido al intercambio mutualista y al hecho de que la larva adopta el olor de las hormigas rojas e imita sus sonidos. La última parte de la metamorfosis tenía lugar en el interior del nido de las hormigas, del que las mariposas adultas salían para reproducirse. Al introducir el virus, la pérdida de presión sobre el primer tipo de vegetación le permitió competir eficientemente con la vegetación dominante, de mayor talla, y finalmente reemplazarla. El paisaje se transformó de forma profunda en muchas zonas de Inglaterra y un observador atento hubiera visto que las hormigas, en aquellas condiciones, dejaban de construir sus nidos, esencialmente debido a la ausencia de condiciones de temperatura adecuadas. Nadie se ocupaba de las orugas y la mariposa terminó desapareciendo.

La moraleja parece evidente: la red de relaciones que se establece en cualquier ecosistema es tremendamente compleja de modo que cualquier cambio, habitualmente, generará en cascada muchos otros sin que tengamos forma de predecir sus consecuencias. A primera vista, la respuesta que un ecologista podría darnos ante estas situaciones es que lo mejor es no tocar nada, dejar que la naturaleza siga su curso ya que, si no podemos prever las consecuencias de nuestra actuación mejor es no hacer nada. Pero aquí hay otro error. Los ecosistemas son sistemas dinámicos en continuo desequilibro, de modo que no hacer nada también es hacer algo o, de otro modo, es no evitar calamidades.

Supongamos que el virus utilizado para exterminar conejos no hubiera sido introducido artificialmente por el hombre, sino que su existencia se hubiera producido por una mutación en un virus ya existente en ese ecosistema. El hombre no habría hecho nada y habría sido la naturaleza la que, por sí misma, habría extinguido a la mariposa. La cuestión se hace peliaguda… ¿qué hacer entonces? La respuesta, como siempre, es: más ciencia.

Se han llevado acabo multitud de estudios sobre ecosistemas utilizando teoría de redes complejas o de grafos intentando comprender la estructura de estas complicadas redes de relaciones. Una de las conclusiones a las que se ha llegado es que las redes ecológicas tienen la propiedad de ser libres de escala. Esta propiedad nos indica que existen nodos (en este caso especies) similares a los “hubs” de Internet, es decir,  que tienen muchísimas conexiones con el resto de nodos, mientras que existen otros apenas interconectados. Si se extingue una especie poco conectada con las demás, la repercusión en el ecosistema global será muy pequeña. Sin embargo, si se extingue un “hub”, el efecto en cascada modificará por completo la red global. La conclusión se saca fácilmente: tengamos mucho cuidado con tocar las poblaciones de especies “hub”.

¿Estamos manteniendo este imperativo en nuestra relación con la naturaleza? La respuesta es negativa.

Una ilustración excelente de este hecho nos la dan los estudios acerca del efecto de la caza de elefantes africanos sobre la estructura de la sabana. Dado que los elefantes ejercen una presión enorme sobre árboles y arbustos, hacen que éstos no prosperen como podrían y por el contrario crean condiciones especiales de cambio constante (árboles desarraigados que dejan espacio nuevo para arbustos y hierbas) en las que pueden prosperar diversos tipos de vegetación en las que a su vez medran herbívoros de menos tamaño. Cuando los elefantes desaparecen, el flujo del cambio se interrumpe y es reemplazado por un sistema en el que el bosque de acacias surge como estructura dominante. La sabana abierta da paso así a una nueva forma de organización, el bosque seco, en el que muchos de sus protagonistas no serán viables o experimentarán cambios poblacionales de gran calado.

Ricard Solé, Redes complejas

De nuevo estamos ante la misma paradoja de siempre: la investigación científica nos da los conocimientos adecuados para hacer las cosas bien y hacemos todo lo contrario. Los grandes mamíferos, objetivos predilectos de la caza indiscriminada, son especies “hub” que debiéramos luchar por preservar.

P.D.: Se consiguió evitar la extinción de la Maculinea Arion reintroduciéndola en 1983 y modificando su hábitat mediante el pastoreo. Fue un proceso complicado y costoso que hubiera sido innecesario si actuáramos con más sentido común.