sábado, 22 de febrero de 2014

Tres dados en el puzle de la evolución biológica

Como componentes de su teoría de la evolución por selección natural, Charles Darwin desarrolló tres ideas geniales: la de la especiación ecológica, de la selección sexual y del origen africano de la especie humana. Estas  fueron rechazadas inicialmente, pero en la actualidad  son confirmadas  por múltiples observaciones y experimentos y se ha demostrado su  gran valor teórico y práctico.

Por Vicente Berovides Álvarez*
De gran valía  para la conservación de las especies ha resultado la teoría de la especiación ecológica de Charles Darwin. Los trabajos del naturalista inglés fueron tan abarcadores en cuanto al proceso del origen de las especies que le hicieron llegar  a la comprensión de  cómo, aún sin aislamiento físico, la heterogeneidad de las condiciones ambientales en una gran área podía conducir a la adaptación local y de ahí a la especiación (especiación ecológica),  concepto que no fue admitido como tal durante mucho tiempo.
La vigencia y vínculo de este postulado con la llamada conservación de las especies es raigal y reside en el propósito mismo de preservar poblaciones que, perteneciendo a una misma especie, evidencian disímiles historias evolutivas por tener suficientes diferencias resultantes de su adaptación local, en un momento en que la extinción se está produciendo a unas tasas muy superiores a las normales por causas predominantemente humanas. El entendimiento del fenómeno desde este enfoque contribuye al manejo de tan acuciante problema.
La comprensión de dicha evidencia requiere en la actualidad del conocimiento del escenario de los procesos evolutivos, que se compone de tres niveles básicos: genes, especies y ecosistemas. Son los genes, como causas últimas, los que determinarán la persistencia o no de una especie, pero como causas próximas están las interacciones ecológicas concretas de los individuos y las poblaciones en un ecosistema dado, que a través de la selección natural, permiten las adaptaciones a las condiciones ambientales locales presentes.
En este sentido, las nuevas perspectivas que aporta la genética, al pasar de los genotipos individuales (como principal objeto de análisis) a la genómica de las poblaciones y especies, precisan ser incorporadas al arsenal de trabajo de la genética de la conservación. Muchos de estos nuevos enfoques se refieren básicamente  a la naturaleza genética del carácter estudiado, lo que arroja luz cuando se interpreta la naturaleza adaptativa de los caracteres considerados en un programa de conservación.
Así han podido determinarse las bases genéticas de importantes caracteres adaptativos y la acción de la selección natural de los genes específicos para ellos en estudios como  los del tamaño del pico en los pinzones de Darwin, las alas de los murciélagos y la armadura pélvica del pez espinoso. En dichos trabajos  y, en otros realizados con los peces cíclidos de los lagos africanos, se confirma la teoría de la  especiación ecológica de Darwin. 
Las investigaciones más actuales sobre genética cuantitativa también aportan información valiosa para la conservación, en término de cuáles son las interacciones de diferentes componentes del valor adaptativo, señalando entre ellos a los efectos maternos, la interacción genotipo-ambiente y la variación entre diferentes regiones del genoma. 
La genómica ecológica, nueva rama de genómica, también aporta su granito de arena a la conservación. Estudios de este tipo en la mosca Drosophila, han demostrado la presencia en su genoma de un alto nivel de limitaciones a la selección natural y signos de frecuente selección adaptativa recurrente. Por contraste, el mismo estudio en la planta europea Arabidopsis, ofreció un panorama contrario al de Drosophila. Estos resultados sugieren que el tamaño y la estructura poblacional (precisamente los aspectos más afectados en las especies amenazadas), muy diferentes en ambas especies, contribuyen a estas diferencias.

Estudios experimentales han demostrado que los machos de las jirafas de cuello más largo y musculoso tienen un mayor número de descendientes. Igual ocurre con los leones de melena negra y con los pavorreales de las colas más grandes y vistosas. El dimorfismo sexual de estas especies se debe al proceso de selección sexual ya que sirven para la lucha entre machos y para atraer a las hembras. 
   La selección sexual

Entre 1859 y 1871 Darwin pensó que su teoría de la selección natural, a través de la supervivencia diferencial, no podía explicar caracteres extravagantes en los machos de ciertas especies como las astas de los ciervos y la cola del pavo real,  ya que él pensaba que dichos caracteres disminuían, no aumentaban, la posibilidad de supervivencia.
Por consiguiente, razonó que más importante que sobrevivir era reproducirse y que cualquier carácter heredable que ayude al éxito en la competencia por la obtención de pareja tendería a expandirse por la especie, incluso si ello comprometiera la supervivencia de su portador. A este proceso él le llamo selección sexual, idea que desarrolló en 1871 en su obra de, La Descendencia del Hombre y la Selección en Relación al Sexo.
Una definición actual  de la selección sexual establece que ella es un componente de la selección natural individual, que se crea por las presiones que machos y hembras ejercen entre ellos mismos, al competir por las parejas y elegir entre parejas potenciales.
De manera que,  la selección natural es la supervivencia y reproducción diferencial de los individuos más adecuados a las condiciones ambientales existentes, independiente de su sexo, mientras que  la selección sexual es la reproducción diferencial de individuos, en dependencia de sus atractivos y eficiencias sexuales. Esta última es cualitativamente diferente de la selección natural y puede explicar ciertos cambios evolutivos radicales que la otra no es capaz de revelar.
Acerca de la selección sexual Darwin estableció que de todas las causas que han producido diferencias en la apariencia externa de los sexos en ciertas especies animales, esta es una de las que ha jugado un papel importante, debido a que acelera los procesos evolutivos. Dicho tipo de selección se enfoca en las novedades visuales, acústicas y conductuales del sexo que corteja (generalmente los machos) hacia el sexo que elige (generalmente las hembras).
Las modificaciones que resultan de la selección sexual son, con frecuencia, tan pronunciadas, que muchas veces han sido clasificados los dos sexos como especies distintas. Estas diferencias deben tener, sin dudas, la mayor importancia.
La teoría de la selección sexual constituyó una idea radical en la época de Darwin, pues se trataba de un concepto que carecía de precedente científico.  Por otra parte,  convenció al naturalista de que la evolución radicaba más en un proceso de reproducción diferencial de individuos que de supervivencia-diferencia.  Así Darwin  reconoció que los agentes causales del proceso de selección sexual fueron, literalmente hablando, los cerebros y cuerpos de los rivales sexuales y de las parejas potenciales y que no solo los machos, sino también las hembras, influyen en la evolución de las especies.
Esta última idea colocó a las mujeres en un papel clave en la evolución humana, perspectiva que puso en una posición incómoda a muchos biólogos de la época. Que los machos compitieran por las hembras (incluyendo a los humanos), no era una novedad, pero la posibilidad de que las hembras eligieran a sus parejas, de forma inconsciente o consciente, era un hecho totalmente inconcebible. Por eso, la publicación de Darwin sobre la selección sexual en 1871 tuvo  una fría recepción  y fue virtualmente olvidada.
 En esta obra, el naturalista también relacionó la selección sexual en humanos  con el incremento en tamaño y complejidad del cerebro (por selección mutua de ambos sexos), el dimorfismo sexual (considerando a los varones más velludos, valerosos, belicosos, enérgicos y fuertes) y los mecanismos de selección sexual de tales caracteres.
Además vinculó la selección sexual con el dimorfismo sexual entre los grupos de descendencia (mal llamadas razas), en especial el color de la piel;  las diferencias en cuanto a facultades intelectuales, lenguaje, voz y habilidad para la música, entre sexos y grupos de descendencia.
Otros elementos que Darwin tomó en cuenta como influyentes en la selección sexual fueron el criterio de belleza femenina y masculina (en especial las valoraciones de los varones hacia las mujeres).
Como causas que limitan el accionar de este tipo de selección señaló la promiscuidad, el infanticidio, los matrimonios precoces y la segregación de la mujer y asimismo definió sus modos de actuar: la competencia entre individuos del mismo sexo y la elección de un sexo por el otro.
El carácter único de la selección sexual en la especie humana también fue subrayado por Darwin: los varones eligen hembras y las hembras eligen varones como pareja, considerando diferentes caracteres sexuales altamente elaborados (esto también ocurre en algunas especies de aves).
Posteriormente, la teoría sintética moderna de la evolución del año 1930 fue capaz de reconocer la competencia  entre machos como una subclase de selección natural y los ornamentos extravagantes de estos como objetos de intimidación  a otros machos y de reconocimiento de especies, aunque el rol electivo de  las hembras fue ignorado.
La aceptación de la selección sexual como un hecho científico tuvo su emergencia  alrededor de 1972. Esta se basó  en  estudios experimentales, en modelos matemáticos y en su demostrada influencia en insectos, aves  y primates. La mayoría de los criterios vertidos por Darwin sobre estos aspectos han sido bien confirmados en la actualidad y son apoyados por las observaciones referidas al  espacio dedicado en la corteza primaria sensorial y motora del cerebro humano a las manos, labios, lengua y genitales, lo cual refleja la importancia selectiva del cortejo, juegos precopulatorios y copulación en nuestra especie, así como a las diferencias entre los grupos de descendencia (africanos, europeos, etc.) en relación con el color de la piel y la pilosidad corporal, donde la selección sexual actuó y aún actúa junto con la selección natural, siempre  en interacción  con el complejo ambiente socio cultural propio de los humanos.
En resumen, la elección recíproca en ambos sexos humanos para caracteres físicos  y mentales a través del cortejo de los varones y la elección de las mujeres, hicieron que se fijaran  en nuestro genomagenes preferencias y deseos específicos y formas de pensar creativas, ingeniosas e inteligentes que afectaron de forma diferencial los cerebros de varones y mujeres. Así nos condujeron a la amabilidad y  la honestidad  en el amor.
Si bien estas diferencias son pequeñas en comparación con las semejanzas de los cerebros de ambos sexos y producidas por causas últimas (evolutivas), ellas se reflejan en mayor o menor medida en nuestras conductas, incluidas las sexuales. Muchos sociólogos no dan importancia a estas diferencias, pero ellas están ahí y lo que debemos hacer es aprender a reconocerlas e integrarlas como causas de conflictos individuales y sociales.
Actualmente, la teoría de la selección sexual es un área de intensa investigación en la biología evolutiva, etología, antropología e incluso en psicología, rama esta  de la cual  ha surgido la llamada psicología evolutiva.
Increíblemente, a más de 140 años de la publicación de esta idea darwiniana, Descendencia del Hombre y la selección en relación al sexo aún aguarda por una cuidadosa y repetida lectura, que todavía puede generar nuevas ideas sobre este fascinante y cercano problema de nuestra especie: ¿cómo se compite  por qué  se elige a una pareja? Darwin dio el cómo de estos hechos y el avance científico actual ha dado el porqué.


Dos especies de aves amenazadas: la cotorra y el almiquí, ambas con poblaciones que poseen adaptaciones locales.
El origen africano de la especie humana
Sin ningún conocimiento previo sobre anatomía comparada o genética Darwin pudo intuir que dada la gran semejanza externa que poseen los grandes monos africanos (gorila y chimpancé) con los humanos, África debió de ser cuna de nuestra especie, dando así respuesta a la pregunta ¿Dónde se originó Homo sapiens?, aunque durante la primera mitad del siglo XX, y contrario a lo planteado por el científico, se ubicó su emergencia en el Próximo Oriente.
En la actualidad, dos interpretaciones de la evolución de los humanos primitivos y modernos intentan explicar dicha cuestión, basadas en los modelos multirregional (la especie humana emergió en varias regiones del viejo mundo) y el del origen exclusivo africano. Ambos se basan en mediciones de las distancias genéticas entre las poblaciones humanas,  pero los estudios moleculares (en especial con el ADN) e inmunológicos, demuestran que hay una mayor distancia genética entre las poblaciones del Homo sapiens nativas de África y todas las demás poblaciones humanas, lo que apoya el origen exclusivamente africano.
Los  primeros homínidos africanos  del género Homo, fueron  H. habilis y H. rudolfensis, que posteriormente fueron sustituidos por H. ergaster. Este último se diseminó por muchas regiones de Eurasia hace cerca de un millón de años y dio origen en África, al antecesor inmediato de nuestra especie. 
El modelo de surgimiento africano mantiene que los humanos modernos, los  H. sapiens, se originaron en África, más al sur del Sahara hace entre 200 mil y 100 mil años. Más tarde, estas poblaciones  también salieron del África  hacia otros continentes, a lo largo de determinadas rutas. En  cada región donde se instalaron, remplazaron a las poblaciones arcaicas descendientes de los H. ergaster que los precedieron.
En apoyo a este modelo, los fósiles más antiguos de H. sapiens que se conocen provienen del África y estaban enterrados en antiguos sedimentos arenosos del poblado de Herto, un área ubicada 230 kilómetros al nordeste de Addis Abeba, capital de Etiopía. La similitud de los cráneos de los “homínidos de Herto” en forma y tamaño con los humanos modernos (Homo sapiens) es tan grande que los científicos lo atribuyen a la misma especie. Además, el arpón de hueso afilado y otras exquisitas herramientas encontradas en Zaire sugieren que las poblaciones de África eran igual de diestras para fabricar herramientas que las poblaciones de Homo conocidas previamente en Europa.
En esencia, el legado de Darwin se relaciona fundamentalmente con la manera de ver la naturaleza como un ente dinámico, en  eterno cambio, pero también con la posibilidad de interpretar todos los fenómenos biológicos por mecanismos evolutivos que pueden ser analizados por los científicos.
Sus postulados también, y sobre todo, están vinculados con el conocimiento de nuestro origen como una especie más del reino animal, aunque muy peculiar, surgida por un maravilloso proceso de transformación de cierta especie de mono superior, que culminó con los seres psico-socio-culturales y racionales que hoy somos, para bien o para mal de nuestro planeta Tierra.
Para las ciencias biológicas, los mecanismos propuestos por Darwin y otros nuevos que aún se están descubriendo, son suficientes para explicar nuestro origen animal y las adaptaciones y diversidad del mundo viviente.
* Vicente Berovides Álvarez es doctor en ciencias biológicas, Profesor de Mérito y Titular de la Facultad de Biología, de la Universidad de La Habana. Es especialista en genética, ecología y evolución. Ha publicado 10 libros sobre evolución humana, diversidad biológica, ecología y conservación, de los que se han derivado más de 200 artículos científicos en revistas nacionales e internacionales.