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ESTO ERA UNA VEZ UN CABALLERO, UNA BACTERIA Y UN ELEMENTO MÓVIL DEL GENOMA

Lamarck ha dejado una profunda huella en la historia del pensamiento científico europeo. En este texto se analizan desde la genética y la biología molecular formas no darwinianas de herencia y que han jugado un relevante papel en la evolución de la vida y, en concreto, en la evolución de los mamíferos.

Bernard Shaw fue todo un personaje. Nacido en Irlanda, escritor y dramaturgo en lengua inglesa, premiado con el Nobel de literatura (en 1925) y con un Óscar por la adaptación de una de sus obras a un guion cinematográfico (Pygmalion, escrita en 1912 y adaptada en 1938, lo cual le hace ser la única persona con un premio Nobel y un Ócar), defendió la eugenesia (tan vehementemente como un reaccionario) y la independencia irlandesa (llegándose a unir en 1934 al Estado Libre Irlandés), criticó a ambos bandos durante la Primera Guerra Mundial, situándose del lado del movimiento obrero en su defensa de la paz (previamente se había unido a la Sociedad Fabiana poco después de su fundación en 1880), e inventó un alfabeto para la lengua inglesa con la ambición de que éste sustituyera al alfabeto latino. Su obra literaria fue un instrumento más para expresar toda esta variedad de posicionamiento ideológicos. Desde nuestra óptica de humanos que han traspasado el segundo milenio, es una figura intelectual que resulta polémica se mire por donde se mire.

Era sagaz y capaz de presentar de forma irónica y aguda múltiples cuestiones científicas, sociales y políticas. Por ejemplo, en su obra de teatro “Vuelta a Matusalén (pantateuco metabiológico)”, escrita entre 1918 y 1920 (y puesta en escena en 1922), realiza una descripción perfecta de los experimentos que biólogo alemán August Weismann realizó en 1889:

“Juntó una colonia de ratones y les cortó la cola. Luego esperó a ver si sus hijos nacían sin cola. No nacieron así... Entonces les cortó la cola a los hijos y esperó a ver si los nietos nacían al menos con colas más cortas. Tampoco ocurrió así, como se lo podía haber vaticinado yo; y, con la paciencia y diligencia de que los científicos se jactan, les cortó también la cola a los ratones nietos y esperó, lleno de esperanzas, a que los bisnietos nacieran sin cola. Pero las colas que trajeron al mundo fueron las corrientes, como se lo podía haber profetizado a Weismann cualquier lerdo. Weismann infirió entonces que los hábitos adquiridos no se pueden trasmitir”.

En realidad el experimento fue mucho peor. Weismann cortó la cola a más de 1.500 ratones durante, al menos, veinte generaciones.

Sha, en su infinita ironía partía de la, para él obviedad, falsedad completa de la hipótesis lamarckista. Una hipótesis que estaría por completo desacreditada y, por tanto, merecía cierta mofa en la representación teatral. Con la evidencia disponible en aquellos finales del siglo XIX y principios del siglo XX era la postura más sensata. Weismann, por su parte, recogería el honor científico de ver su nombre asociado a la denominada “barrera de Weismann”: las modificaciones corporales a lo largo de la vida puede afectar a células, tejidos y órganos de un individuo (te pueden cortar la cola) pero no serían transmitidas a la línea germinal (tu descendencia seguirá teniendo cola). Así, la herencia de los caracteres adquiridos (uno de los dos pilares de la hipótesis lamarckista) sería imposible.

¿Es hoy en día sensato mantener la misma actitud hacia los planteamientos de Lamarck? Además de intentar iluminarnos erróneamente sobre cómo pudo originarse un cuello tan largo en las jiráfas, ¿qué decía Lamarck sobre el funcionamiento de la evolución? Viajemos un poco en el tiempo.

WOLBACHIA Y LOS ELEMENTOS MÓVILES DEL GENOMA

A finales del siglo XX, en el departamento de ciencias biológicas de la Universidad de Dundee (Escocia), descubrieron que una pequeña bacteria, Wolbachia,que habita sobre todo los tejidos del aparato reproductivo de entre el 25 y el 70% de las especies de artrópodos (muchas de estas especies no pueden reproducirse sin su presencia) era capaz de pasar de una especie a otra y, posteriormente, transmitirse como nuevo linaje. En el caso investigado, la bacteria pudo transmitirse desde la especie portadora, Drosophila simulans, a una especie de avispa parasitoide, Leptopilina boulardi y, una vez en esta avispa parasitoide, transmitirse a la descendencia por vía materna con una tasa cercana al 1%. Las avispas parasitoides tienen una peculiar forma de completar su ciclo vital: colocan sus huevos mediante un finísimo apéndice oviscapto (que actúa como si de una jeringa se tratase) en el interior de estadios larvarios (normalmente pupas) de otros artropodos. Al introducir el oviscapto en el cuerpo de otro insecto, Wolbachia es capaz de “contaminar” este apéndice y transmitirse a la avispa. El informe (1) publicado en Current Biology en 1999 lo resume así:

“Wolbachia puede transmitirse a una avispa parásita («Leptopilina boulardi») desde su huésped infectado («Drosophila simulans») y posteriormente experimentar una transmisión vertical decreciente en esta nueva especie huésped”.

Quizá no puedan heredarse modificaciones artificiales del cuerpo, pero sí relaciones ecológicas adquiridas ex novo con otros organismos. Weismann dio un respingo en su tumba. Quizá, entonces, la pregunta que proceda es si podemos considerar este tipo de mecanismos no mendelianos de herencia como importantes mecanismos que influyan en la evolución.

Y quizá podamos empezar a responder a esta pregunta observando los resultados obtenidos por Jean Peccoud, y el equipo que investiga con él la evolución de la ecología de las simbiosis de la Universidad de Poitiers (Francia), al analizar el genoma de 195 especies de insectos pertenecientes a 123 géneros diferentes y de 13 órdenes diferentes (2). Resulta que en los últimos 10 millones de años en estas especies se habrían producido al menos 2248 transferencia horizontal de elementos transponibles. Vayamos por partes.

El ADN completo de cualquier especie consta de diferentes elementos. A nivel divulgativo, gen, genoma y ADN se presentan como equivalentes. ¡Error! Ni siquiera tenemos una definición clara de lo que es un gen. En los estudios intermedios y superiores rara vez se explica con el debido detalle que un gen no es una secuencia de bases nitrogenadas que codifica la secuencia de aminoácidos de una determinada proteína. No, no es eso. Un gen puede lugar a múltiples proteínas diferentes. Además, existen múltiples proteínas reguladoras de la expresión génica que son sintetizadas gracias a secuencias de ADN presentes en otras regiones del genoma. Pero es que, además, hay regulación génica a través de mecanismos no proteicos basados en ARN de diferentes tipologías. No vamos a entrar en profundidad aquí (prometo futuras entradas sobre este asunto), pero sí debemos conocer que estos ARN, y ciertas secuencias de ARN que permiten que de un gen puedan sintetizarse múltiples proteínas, forman una gran familia de componentes de nuestro material genético denominados elementos móviles del genoma (MGEs por sus siglas en inglés). Algunos autores del siglo XX los denominaban elementos genéticos egoístas. Dentro de este conjunto elementos móviles están los elementos transponibles.

Generalmente estos elementos móviles del genoma saltan de una zona a otra del genoma de una misma célula, produciendo cambios en la expresión génica. Algunas veces, estos elementos pueden llegar a encapsularse (dentro o fuera de la célula o, incluso, mediante trozos de la membrana plasmática) y tener “vida” más allá de su célula originaria, transmitiéndose a otras células vecinas y produciendo efectos biológicos. Si, lo has adivinado. Este comportamiento te suena de algo. Los virus hacen exactamente lo mismo. Esto se debe a que, probablemente, muchos de los elementos transponibles tienen su origen evolutivo en virus. Virus que “aprendieron” a convivir con su hospedador. ¿O los virus tienen su origen en elementos móviles del genoma? Siendo más probable la primera hipótesis (y teniendo en cuenta que no pocos investigadores proponen que el origen de la vida bien podría haberse basado en el RNA y que, por ende, “en el principio todo eran elementos móviles”), la segunda hipótesis no deja de ser sugerente.

Sea como fuere, “la magia” viene ahora. Lo que el estudio de Peccoud et al. (2017) nos indica es que estos elementos móviles del genoma, de alguna manera, han conseguido viajar entre especies. Si, lo acabas de leer: entre especies. Y a una tasa mínima de una transferencia horizontal de elemento móvil cada 5000 años. ¡Una auténtica barbaridad! Estamos hablando de tasas temporales que permitirían cambios evolutivos relativamente rápidos. Los autores le ponen “peso” a estos cambios evolutivos: aproximadamente un 2% del total del ADN de estos insectos tendría su origen en esta transferencia horizontal de elementos móviles.

Una de las hipótesis que explicaría esta violación generalizada y absoluta de la barrera de Weismann nada más y nada menos que en el filo eucariota más biodiverso del planeta (más de 1300000 especies descritas de artrópodos) es, precisamente, el papel de Wolbachia como “vector” de estos elementos.

Y La cosa se pone todavía más interesante en el tipo de vida más abundante, frecuente y molecularmente diverso de nuestro planeta: las bacterias. La reproducción en eucariotas suele producirse mediante el sexo, lo que da lugar generalmente a una trasferencia vertical del material genético y al cumplimiento de la barrera de Weismann. Hemos visto que este aserto es solamente una generalidad porque, lo que antaño funcionaba casi como un dogma, ahora es más bien algo probabilístico: en la mayor parte de casos el ADN va de arriba a abajo. En las bacterias esta afirmación ya no funciona. ¿La transferencia vertical del genoma se da en bacterias? Si, por supuesto. Lo que ocurre es que la transferencia horizontal de genes es tanto o más importante para entender el conjunto de genes que operan en una determinada bacteria a cada momento. Las bacterias poden “pasarse” fragmentos de genoma, puede recuperar fragmentos del medio y “reciclarlos” para su propia bioquímica, etc. En las bacterias se habla de “pangenomas”. El concepto del “individuo bacteria” se diluye en un pull de genes que casi pueden presentarse en cualquier tipo bacteriano. Está claro que a los eucariotas el concepto pangenoma les quedaría como un chándal tres tallas más grande, pero también es evidente que la transferencia horizontal de elementos móviles ha dado lugar a cambios evolutivos de importancia en ellos.

HERENCIA VERTICAL Y HORIZONTAL EN MAMÍFEROS

Alastair Crisp y un equipo del departamento de ingeniería química y biotecnología de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) demostraron que ciertos enzimas esenciales para la producción del ácido hialurónico tenían su origen evolutivo en una transferencia horizontal acaecida en el momento en el que el resto de animales y los cordados (el nombre que recibe el filo que reúne a los vertebrados con otros dos grupos afines: los urocorados, también llamados comúnmente salpas, ascidias y otros, y los cefalocordados, también llamados peces lanceta o anfioxos) se separaron en su historia evolutiva (3). Esto, que parece una anécdota, es la evidencia de lo importante que puede ser un solo evento en la historia evolutiva. El ácido hialurónico es esencial para que la mayor parte de tejidos tengan la función que tienen, sobre todo aquellos que necesitan cierta flexibilidad en sus intersticios. Probablemente, según los autores, la transferencia provino de alguna especie de hongo, pero fueron las bacterias las que inventaron toda la maquinaria enzimática para la síntesis del ácido hialurónico. Este grupo de investigadores también destaca que los genes que sintetizan las proteínas de membrana que determinan el sistema del grupo sanguíneo en humanos también tendrían su origen evolutivo en la transferencia horizontal de elementos móviles (sistema ABO).

Pero estas investigaciones no son nuevas. Sabemos que nada más y nada menos que la estructura que permite a los mamíferos placentarios su particular sistema de reproducción tiene el origen evolutivo en la transferencia horizontal de cierto tipo particular de elementos móviles del genoma. Durante la formación de la placenta y la implantación del feto en la misma se expresan 6 genes cuyo origen es vírico. Infecciones víricas del pasado que evolutivamente fueron reclutadas para la formación de la placenta. En una excelente revisión de 2012 sobre los virus endógenos de nuestro ADN y su implicación en la evolución de los mamíferos, Cédric Feschotte y Clément Gilbert afirman:

“Las propiedades funcionales heredadas de un estilo de vida viral (como la necesaria unión virus-célula) combinadas con un entorno transcripcionalmente permisivo (como lo es la placenta) parecen haber predispuesto a los genes [con origen evolutivo en virus] a la domesticación convergente en al menos seis ocasiones, creando un nuevo tejido en varios mamíferos, el sincitiotrofoblasto, que ahora es clave para la reproducción del hospedador” (4).

Este sincitiotrofoblasto (sincitio quiere decir en griego literalmente “células todas juntas”) es la capa más externa del embrión en sus etapas más tempranas (también denominado trofoblasto embrionario), cuya función es doble: I) invadir la pared uterina para establecer una circulación de nutrientes entre el embrión y la madre, desarrollando para ello múltiples vellosidades y promoviendo la creación de una intensa red vascular; II) suprimir localmente el sistema inmune de la madre para que no reconozca como extrañas las proteínas del feto (también es importante el “formato sincitial”: los linfocitos, en sus viajes de reconocimiento, utilizan la migración entre las células para pasar de un tejido a otro. Un sincitio no tiene espacios intercelulares. Las células están todas juntas en una “gran célula”).

Pero es que los mecanismos de herencia no darwinianos que saltan la barrera de Weismann y que pueden meterse dentro de ese cajón de sastre de la “herencia de los caracteres adquiridos” no acaba en los elementos móviles del genoma.

Entre 1995 y 1998 el epidemiólogo L. H. Lumey recolectó y estudió los datos médicos disponibles de la llamada “Hambruna Invernal Holandesa” producida por el corte de suministros desde los campos a las ciudades realizado por el Tercer Reich que en 1944 ocupaba Países bajos (5). El corte de suministros se realizó en respuesta a una huelga general que la fuerza del trabajo del ferrocarril había iniciado contra la invasión del país (realizada en alianza con el gobierno en el exilio). Se calcula que durante este bloque murieron más de 20000 personas, la mayoría de ellas hombres de avanzada edad. Sin embargo, la hambruna afectó a toda la población. Lumey se concentró en estos informes en los efectos que tuvo la hambruna sobre las mujeres embarazadas. Pero no se quedó ahí. Dado que Países Bajos es un país que ha conservado muy bien todo lo relativo a los expedientes médicos, consultó el historial médico de la descendencia de esas madres que habían padecido hambruna. Las evidencias de “herencia transgeneracional” son irrefutables. Las mujeres que, estando embarazadas de su primer trimestre, tuvieron severas restricciones nutricionales, produjeron hijas que al quedarse embarazadas daban a luz bebés con un exceso de peso al nacer (aproximadamente un 10% más) con respecto al promedio.

Cuatro años después, en 2002, un trabajo de Gunnar Kaati y dos colegas más de la Universidad de Umea (Suecia) publicado en Nature recogía los efectos, sobre la probabilidad de morir por una enfermedad cardiovascular o por diabetes, de la alimentación paterna (6). La región de Suecia llamada Överkalix, situada geográficamente al norte de las actuales fronteras del país, es una región relativamente aislada del resto del país y con dificultades para acceder a recursos provenientes de otras fuentes, más allá de lo que puedan producir mediante la agricultura y lo que puedan comprar y vender a través de la relativamente cercana Kalix, cuyo puerto al Golfo de Botnia (Mar Báltico) suele helarse en invierno. Sus excelentemente bien conservados registros civiles, permitió al grupo de investigación correlacionar la escasez de alimentos y la bonanza alimentiacia con los riesgos relativos de padecer estas enfermedades “del sedentarismo” en la descendecia. A ello también ayudó la existencia bien marcada en el calendario de estos periodos intercalados de hambruna y abundancia, Kaati y el grupo de la Universidad de Umea encontraron que el efecto sobre la probabilidad de morir de diabetes o de una enfermedad cardiovascular se incrementaba del orden de 4 veces si el padre del descendiente había pasado su infancia (y en concreto el periodo llamado “periodo de lento crecimiento”, o SGP en inglés, que precede a la adolescencia) en una Överkalix abundante y próspera con respecto a un descendiente cuyo padre había vivido una Överkalix menesterosa.

En el maravillosos libros (7-8) de Nessa Carey, La revolución de la epigenéticay ADN Basura se pueden encontrar ampliamente explicados estos fenómenos epigenéticos y su principal causante: los ARN de interferencia. Estos ARN se sintetizan a partir de lo que antes se consideraba como ADN no codificante o ADN basura. Pese a suponer más del 90% del ADN de una especie promedio, la comunidad científica de principios del milenio consideraba toda esa cantidad de nucleótidos como irrelevantes. Sin embargo, la mayor parte de este ADN es, o bien elementos móviles del genoma (que ya hemos visto de lo que son capaces), o bien codifica diferentes tipos de ARN. Uno de ellos, los de interferencia, actúan de forma análoga a proteínas reguladoras de la expresión génica, uniéndose a determinadas regiones del ADN (por ejemplo, regiones donde se van a unir proteínas promotoras de la transcripción que permitirán que determinadas proteínas se sinteticen) e inhibiéndolas. Estas inhibiciones, una vez activadas (por una hambruna, por unos malos hábitos de vida, exposiciones a contaminantes, etc.), pueden transmitirse durante varias generaciones.

LAMARCKISMO DE DOS VELOCIDADES

Charles Darwin escribió en El orígen de las especies que “Lamarck, que creía en una tendencia innata e inevitable hacia la perfección en todos los seres orgánicos, parece haber sentido tan vivamente esta dificultad, que fue llevado a suponer que de continuo se producen, por generación espontánea, formas nuevas y sencillas. (…) Según nuestra teoría, la persistencia de organismos inferiores no ofrece dificultad alguna, pues la selección natural, o la supervivencia de los más adecuados, no implica necesariamente desarrollo progresivo”. Aquí se muestra una de las dos características del lamarckismo: el teleologismo. La evolución, para Lamarck, tenía una tendencia inserta en el proceso. Un objetivo. Ese objetivo era la perfección. Este aspecto lo comparte con los creacionionistas partidarios del diseño inteligente. La perfección era el objetivo y la forma de lograrla era, como reconoce en esta cita Darwin, “suponer que de continuo se producen, por generación espontánea, formas nuevas y sencillas” que se irían perfeccionando mediante un determinado mecanismo evolutivo: la generación de órganos y nuevas funcionalidades mediante el uso de partes del cuerpo de forma novedosa y la transmisión de estas novedades a la prole.

Y es cierto que Darwin, hacia el final del libro, no descartó como mecanismo evolutivo la herencia de los caracteres adquiridos, pero en cierto momento a la hora de hablar de la sociobiología de las abejas sociales se mofa, ciertamente, de este mecanismo proporcionando un argumento negativo contra él:

“El caso [el de las abejas sociales], además, es interesante, porque prueba que en los animales, lo mismo que en las plantas, puede realizarse cualquier grado de modificación por la acumulación de numerosas variaciones espontáneas pequeñas que sean de cualquier modo útiles, sin que haya entrado en juego el ejercicio o costumbre; pues las costumbres peculiares, limitadas a los obreras o hembras estériles, por mucho tiempo que puedan haber sido practicadas, nunca pudieron afectar a los machos y a las hembras fecundas, que son los únicos que dejan descendientes. Me sorprende que nadie, hasta ahora, haya presentado este caso tan demostrativo de los insectos neutros en contra de la famosa doctrina de las costumbres heredadas, según la ha propuesto Lamarck”.

Sin embargo, con todos ejemplos recopilados anteriormente sobre transferencias horizontales y verticales de porciones de ADN o de modificaciones epigenéticas del mismo (y no nos hemos detenido en otros múltiples proceso no darwinianos de herencia) que no siguen la clásica herencia vertical con estricto respeto a la barrera de Weismann, al menos debemos conceder históricamente la veracidad del segundo de los mecanismos que Lamarck proponía como forma de cambio. Es evidentemente falsa la generación espontánea (que su teoría necesitaba para que el objetivo de caminar de la forma simple e imperfecta a la compleja y perfecta se cumpliese), pero es también evidente que la mayor parte de organismos sobre este planeta, a lo largo de su vida, han adquirido caracteres (un virus endógeno, un trozo de genoma circular, una modificación epigenética del ADN, etc.) que han modificado su fisiología, y su biología en general, y que estas modificaciones han sido transmitidas a la descendencia. La historia de la ciencia nos proporciona la etiqueta para denominar a esto “herencia de los caracteres adquiridos”. Es cierto que debemos tener la precaución de separarla de la teología que manejaba Lamarck en su corpus teórico. También es cierto que Darwin manejó racismo y sexismo en sus postulados y no por ello vamos a anular a la selección natural como un proceso mayoritario por el que pasan las especies, cribándose así formas, variedades y fenotipos con el paso del tiempo, adaptándose así al medio. Esta forma de adaptar lo que ya intuyó el barón de Lamarck a la teoría de la evolución actual es lo que se ha venido a denominar neolamarckismo.

CONTEXTO

Este ensayo tiene su origen en una conversación entre @VaryIngweion, @Cienciamundana y un servidor en diferentes servidores de Mastodon

REFERENCIAS

Heath, B. D., Butcher, R. D., Whitfield, W. G., & Hubbard, S. F. (1999). Horizontal transfer of Wolbachia between phylogenetically distant insect species by a naturally occurring mechanism. Current Biology, 9(6), 313-316.

Peccoud, J., Loiseau, V., Cordaux, R., & Gilbert, C. (2017). Massive horizontal transfer of transposable elements in insects. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(18), 4721-4726.

Crisp, A., Boschetti, C., Perry, M., Tunnacliffe, A., & Micklem, G. (2015). Expression of multiple horizontally acquired genes is a hallmark of both vertebrate and invertebrate genomes. Genome biology, 16, 1-13.

Feschotte, C., & Gilbert, C. (2012). Endogenous viruses: insights into viral evolution and impact on host biology. Nature Reviews Genetics, 13(4), 283-296.

Lumey, L. H. (1998). Reproductive outcomes in women prenatally exposed to undernutrition: a review of findings from the Dutch famine birth cohort. Proceedings of the Nutrition Society, 57(1), 129-135.

Kaati, G., Bygren, L. O., & Edvinsson, S. (2002). Cardiovascular and diabetes mortality determined by nutrition during parents' and grandparents' slow growth period. European journal of human genetics, 10(11), 682-688.

Carey, N. (2013). La revolución epigenética. Ediciones de Intervención Cultural. Biblioteca Buridán. 9788415216230.

Carey, N. (2015). ADN Basura. Ediciones de Intervención Cultural. Biblioteca Buridán. 9788416288663.

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MOSAICO COEVOLUTIVO

¿Qué es la coevolución y qué importancia puede tener como mecanismo evolutivo? A través de 4 tesis, John N. Thompson nos ofrece un proceso coevolutivo que es dinámico que genera mosaicos de múltiples variables, emergiendo de esta forma un mecanismo complejo y no lineal concreto de producción de diversidad biológica

Reseña de "El proceso coevolutivo" (1994) escrito por John N. Thompson [Editorial Fondo Económico de Cultura].

El siglo XX acabó para el corpus teórico de la teoría de la evolución con el debate entre la ortodoxia, que defendía (no sin cesiones) la hegemonía de la mutación como fuente de variabilidad biológica y a la selección natural como agente selector principal de esta variabilidad y, por ende, ambos mecanismos serían la base de la evolución biológica. En frente, una enorme cantidad de grupos de investigación y de personas que, en diferentes ámbitos, demostraban la estrechez de miras de esta tesis. Lynn Margulis puso a la simbiosis como uno de los mecanismos centrales en la historia evolutiva a la hora de generar diversidad biológica. Barbara McClintock descubrió mecanismos genéticos diferentes a la mutación que producían diversidad biológica. Stephen Jay Gould y Niles Eldredge propusieron mecanismos poblacionales de evolución rápida, similares a los ya propuestos por George G. Simpson.

En este contexto, John N. Thompson alza su propuesta del “mosaico geográfico” como una forma interactiva de producir diversidad biológica. Esta sería la primera gran tesis de El Proceso coevolutivo: la coevolución, es decir, el proceso interactivo entre diferentes especies, puede ser un motor más de los procesos que producen diversidad biológica. Esto se produce a través de 3 vías: I) la coevolución implica la interacción entre especies. Por tanto la selección natural no sería solamente la adaptación a un medio, sino la modulación de las características entre especies; II) esto implica que existe una “vertiente orgánica” de la selección natural (las especies son agentes selectores también), y III) las interacciones pueden dar lugar a relaciones virtuosas donde se produce una especialización entre especies. Esta especialización es una de las formas que adopta la promoción de la diversidad biológica a través de la coevolución.

Mediante esta primera tesis podemos distinguir dos tipos básicos de interacciones: A) mutualismo, que puede llevar el proceso hacia la co-especiación (la formación de nuevas especies de forma simultánea en ambas partes de la interacción) y a una diversificación conjunta. Thompson es un especialista en las relaciones entre las hormigas y las plantas que las albergan y presenta un buen catálogo de estar relaciones específicas que acaban en coespeciación; B) antagonismo: Puede generar “carreras armamentistas evolutivas”, donde las especies se adaptan continuamente a las contra-adaptaciones de la otra. Esto puede generar una alta diversidad de defensas y contra-defensas. Un ejemplo son las interacciones entre parásitos y hospedador. Hay dos cosas que Thompson deja claras. Primeramente, las especies no interactuan de forma aislada, sino que forman parte de complejas redes cuyos cambios pueden dar lugar a efectos indirectos y a la propagación de los efectos de la coevolución a través de la red.

Esto nos lleva a la segunda tesis. Dos tipos de interaciones básicas nos conducen a dos tipos básicos de interaciones coevolutivas: I) la coevolución mutualistas y II) la coevolución antagonista. Thompson define el mutualismo como una interacción donde ambas especies se benefician de la relación (el beneficio puede medirse de múltoples formas: en términos de acceso a recursos, protección, dispersión o cualquier otra cosa). En un contexto coevolutivo mutualista, se genera una presión selectiva hacia el perfeccionamiento de la interacción y el incremento de los beneficios mutuos. Se produce una especialización y las especies suelen volverse dependientes y, en ultima instnacia (si el proceso se profundiza), a procesos de coespeciación (la aparición de una nueva especie en un linaje induce la formación de una nueva especie en el linaje del socio mutualista). La coevolución mutualista es un proceso estable. Ejemplos clásicos: plantas con flor y polinizadores, micorrizas y plantas, hormigas y plantas, acicalamiento simbiótico en animales. Por su parte, el antagonismo se definiría como una interacción donde una especie se beneficia a costa de otra. En un contexto coevolutivo antagonista, se genera una “carrera armamentista” evolutiva, donde cada especie desarrolla adaptaciones para mejorar su rendimiento en la interacción a expensas de la otra. Aparecen adaptaciones ofensivas y defensivas, diversificándose su tipología a lo largo del proceso. Es un proceso que lleva en menor número de ocasiones a la especialización y es inherentemente inestable. Ejemplos clásicos: interacción depredador-presa, parásito-hospedador, herbíboro-planta o la imitación mimética.

La tercera tesis de Thompson es la más importante. Es la que da sentido al libro y es la que ha dejado para la historia de la ciencia y que se estudiará en el futuro como uno más de esos “motores” productores de diversidad biológica en una futura “síntesis extendida de la teoría de la evolución”. La relación entre geografía y proceso coevolutivo, y los diferentes patrones evolutivos que pueden emerger, es lo que Thompson sintetiza bajo el concepto de mosaico coevolutivo. El concepto resume la idea de que la coevolución no es un proceso homogéneo en el seno de la distribución de la especie, sino que varía con la geografía. ¿Cómo puede variar la coevolución con la geografía? Thompson distingue: A) cambios en la intesidad de interacción en función de la geografía (una determinada especie vegetal puede verse afectada intensamente por el herbivorismo en la porción norte de su distribucuón y apenas ser afectada en su región sur); B) existencia de puntos calientes y puntos fríos (en función de si las interacciones coevolutivas son intensas o débiles), existiendo puntos de elevado cambio y de bajo cambio, por tanto; C) cambios en la naturaleza de la interacción (una interacción mutualista puede cambiar a antagonista en determinadas porciones de la distribución de una especie por cambios ambientales o de otro tipo); D) cambios en las presiones selectivas y, por ende, en la diversidad genética y fenotípica; y E) los efectos de los parámetros poblacionales (como las migraciones o el crecimiento vegetativo) en el preoceso coevolutivo.

Ya lo hemos ido viendo y, con la información expuesta, la conclusión flota en el ambiente: la cuarta tesis de Thompson es que la coevolución es un proceso dinámico. Esto tiene, al menos, 7 consecuencias: I) las adaptaciones coevolutivas, como el resto de adaptaciones, son contingentes. Existe un cambio constante y recíproco. II) por tanto, la idea de que la coevolución lleva a especialización y, de ahí, a “callejones sin salida evolutivos” es incorrecta. El mosaico coevolutivo no para de moverse y, lo que hoy es estable, mañana ha cambiado de condiciones. III) la naturaleza de la relación está, por tanto, también en cambio constante; IV) cambio constante no implica velocidad constante; V) el proceso coevolutivo genera una historia evolutiva compleja; VI) esta historia evolutiva puede ocurrir en la escala temporal de la microevolución y de la macroevolución; VII) como en cualquier otra interacción evolutiva, se producen eventos de extinción. Ésto, de forma obvia porque la especie se extingue (y de forme menos obvia a través de efectos indirectos con otras especies), puede afectar al mosaico coevolutivo. Esto es importante porque Thompson nos muestra mecanismos concretos a través de los cuales la evolución sigue procesos no lineales de cambio.

Esta obra de Thompson está llena de buena ciencia y de trabajos de historia natural capaces de hacer de un completo ignorante un experto en ecología animal y vegetal. No es un libro de lectura fácil. Hay mucha información por línea. Al igual que ocurría con el enorme agujero negro de Interstellar, Gargantua, el tiempo cambia cerca de este libro: un capítulo es como leer varias novelas, tanto en tiempo, como en relatos recibidos. Quizá algo específico y nada recomendado si lo que se busca es una lectura en tono divulgativo. Sin embargo, como ocurría con la obra de Niles Eldredge Síntesis inacabada, su lectura debería ser obligatoria para los ecólogos. Obliga a reflexionar sobre la naturaleza de las interacciones biológicas desde la historia natural.

[laquimeradegupta]

¿DÓNDE ACABAN LAS ANALOGÍAS?

¿La geografía influye y condiciona la realidad política? Lewis Dartnell, da una vuelta de tuerca más en este sugerente, pero a veces epistemológicamente falaz, determinismo geográfico. La biología humana habría sido determinada, en última instancia, no ya por la geografía, sino por la causa última de la geografía: la geología.

Reseña de "Orígenes. Cómo la historia de la tierra determina la historia de la humanidad". Escrito por Lewis Dartnell

Hay un adagio atribuido a Napoleón que dice que "la política es geografía". Realmente no sabemos quien lo dijo primero, pero es una de las intuiciones más elementales de las ciencias políticas y de la geografía. La geografía influye y condiciona, en ocasiones de forma casi determinista, la realidad política. Demos un salto. A principios del siglo XX, Theodosius Dobzhansky, un biólogo y genetista que emigró en 1927 a EE.UU, gustaba de afirmar que "nada en biología tiene sentido si no es a la luz de la evolución". Nada en las ciencias políticas tiene sentido si no es a la luz de la geografía diría un Napoleón del siglo XX. Tuvimos que esperar un poco más. A principios del siglo XXI, el también biólogo y ornitólogo, historiador y geógrafo, Jared Diamond, escribió dos obras indispensables, "Armas, gérmenes y acero" y "Colapso". Dos obras cuya tesis central es que la geografía determinó directamente las posibilidades de "inventar" la agricultura de una determinada sociedad y, por tanto, el acceso a la posibilidad de desarrollar sociedades de masas, con división del trabajo, desigualdades y ejércitos, que dominarían sobre las sociedades más igualitarias. El acceso a la política entendida como una resolución de problemas en las sociedades de masas, por tanto, también parecería determinado geográficamente.

El autor de "Orígenes: cómo la historia de la Tierra determina la historia de la humanidad", Lewis Dartnell, da una vuelta de tuerca más en este sugerente, pero a veces epistemológicamente falaz, determinismo geográfico. La tesis principal sería, de forma sucinta, que la biología humana (su evolución) habría sido determinada, en última instancia, no ya por la geografía, sino por la causa última de la geografía: la geología. ¿Estamos ante lo que algunos críticos han denominado un "Diamond-redux"?

La hipótesis de partida: la evolución del género "Homo" habría sido catalizada por la especial configuración tectónica del Rift Valley, cuya formación produjo valles profundos con lagos que estaban rodeados por llanuras, y por los ciclos astronómicos combinados de variación orbital de Milutin Milanković, que habría producido un cambio de bioma en la región, pasándose de la pluvisilva tropical a la sabana (con amplia inestabilidad climática). Esto, para Dartnell, sería el origen de la presión selectiva última (que es aquella que causa las presiones selectivas próximas, por ejemplo, la escasa disponibilidad alimenticia que presionaría por una cooperación en la obtención de alimentos).

Esto incluye un análisis geológico y climático que abarca, desde el inicio de la última edad de hielo hace 55 millones de años, hasta la actualidad (recordemos que todavía estamos estrictamente en una edad de hielo: su existencia la marca la existencia de hielo en los polos terrestres). Habría sido la mayor, o menor extensión del hielo, la principal guía y presión para la migración del género "Homo" (primero "Homo erectus" y, posteriormente, "Homos sapiens") alrededor del mundo. También incluye el análisis biogeográfico del supercontinente Eurasia y del resto de continentes y la explicación de su mayor diversidad, tanto en plantas domesticables, como en animales. Este es un tema ya discutido por Diamond en sus libros y, en el caso de Dartnell, pocas aportaciones hace. De hecho, se puede considerar su "versión de la historia" mucho más "relajada" en términos bibliográficos y mucho menos elaborada en términos narrativos.

Tras este estudio de la influencia de la geografía en la historia evolutiva de la humanidad, Dartnell da el salto de la "prehistoria a la historia". Pasa a explicar cómo las rutas comerciales han sido influidas por la geografía: las Talasocracias se formaban en "ensenadas naturales" donde las diferentes poblaciones podían conectarse por mar de forma mucho más eficiente que por tierra (Grecia y la Liga Hanseatica); El trazado de la Ruta de la seda venía completamente determinado por la presencia de "oasis" húmedos en medio de la zona más árida del planeta, que va desde el desierto del Gobi, pasando por Irán y buena parte del Levante. Estos oasis, a su vez, vienen favorecidos por la presencia de fallas transformantes; Otro ejemplo es cómo se produjo el progreso en la navegación marítima y su obvio condicionamiento completo a las corrientes de viento y oceánicas.

La última parte del libro tiene un poco más de Vaclav Smil o de Antonio Turiel. Aquí Dartnell hace un rápido recorrido sobre cómo cómo pasamos de la fuerza muscular a la eólica y la hidráulica y luego a los combustibles fósiles, llevando al lector a través de la era del carbón, la máquina de vapor y luego el petróleo. También aquí se interesa específicamente por cómo se formaron estos recursos y por qué se encuentran donde se encuentran. Hace lo propio con muchos de los recursos que son necesarios para las energías renovables. Sin embargo, no se prodiga demasiado en detalles.

En absoluto hay que comprender lo narrado en este libro por Lewis Dartnell como un reduccionismo simplificador, pese a que la redacción del libro así se presente a interpretar. Incluso las obras que hemos nombrado también se suelen interpretar en este sentido. No, la única razón de que estemos aquí tal y como somos no es la geología o la geografía. Ni si quiera el clima, o las presiones evolutivas que nos han hecho cooperativos. Es todo a la vez. Todo interaccionando. Las analogías que se utilizan para la popularización del conocimiento, sin embargo, no son inocentes. El compromiso entre simplificación pedagógica y desinformación es, en no pocas ocasiones, muy inestable. Y en ocasiones se ve influenciado por intereses ideológicos de la editorial o de la autoría. Bien aprovechado, este texto es sugerente. Interpretado literalmente puede llevarte a ser una persona más de las que pontifica en la barra de un bar.

ENLACE a la reseña publicada en Telegraph

[laquimeradegupta]

¿OCÉANO DE MUERTE?

Excelente resumen de todos los impactos medioambientales a los que el ser humano somete a los océanos del mundo y no menor análisis de las posibles soluciones y/o métodos paliativos propuestos para revertir la solución ¿Hay esperanza para la vida en los océanos?

Reseña de "Océano de vida. Cómo están cambiando nuestros mares", escrito por Callum Roberts.

La vida está irremediablemente imbricada con el soporte físico que la cobija: el planeta Tierra. Solamente esta estrecha unión puede explicar cómo cosas (petróleo, metales y otros recursos naturales) y seres vivos (madera, pescado, etc.) se comporten ante nuestra voracidad de forma similar. En realidad lo que hay detrás es mucho más simple: I) en el caso aquellos recursos o seres vivos que son capaces de renovarse así mismos (bien completando su ciclo biogeoquímico y quedando otra vez disponibles para su uso; bien por que se reproducen y se renuevan las poblaciones), si se excede su capacidad de renovación, éstos se agotan. II) En el caso de los no renovable, simplemente su cantidad económicamente rentable se agotará en uno u otro momento.

En esta obra Callum Roberts nos va a hablar fundamentalmente de organismos marinos y cómo hemos afectado sus ecosistemas a través de la pesca y del calentamiento global. Sin embargo, detrás de todo el libro bulle como una fumarola de la dorsal mesoatlántica la crisis climática, el Peak Everything y la sexta extinción. Pero, si tuviera que resumir las preguntas que se plantea este libro en una solo diría: ¿Cómo hemos cambiado el océano y cómo podríamos revertir nuestros cambios más dañinos causados?

Roberts comienza su libro desde el inicio de todo. Si, desde el comienzo de la historia de nuestro planeta Tierra. Así demuestra con buen tino, a mi juicio, el inseparable binomio Tierra-Vida. De hecho, la más grande de las extinciones acontecida hasta el momento en el planeta, quizá tenga mucho que enseñarnos en nuestro momento actual: hace unos 251 millones de años desapareció el 90% de las especies conocidas en el registro fósil ¿Por qué? Aún es tema de debate, pero todo apunta a un culpable: un período descontrolado de calentamiento global y acidez en los océanos.

PRIMERA PARTE

¿Realmente es tan dañina la pesca para los ecosistemas marinos? Tratemos de resumirlo en pocas líneas. A finales del siglo XIX se pescaba muchísimo más por unidad de esfuerzo que hoy en día y así se puede observar en la principal potencia marítima de ese siglo: Reino Unido (Fig. 1.). Solamente se ha conseguido revertir esta tendencia ampliando las zonas en las que se pesca (el ártico y norteamérica). Se comenzó pescando a los individuos más grandes, maduros y por tanto fértiles de las distintas especies. Se pasó a pescar con métodos cada vez menos selectivos y poderosos que lo único que hicieron fuer incrementar los daños en los fondos marinos, fondos en muchas ocasiones esenciales para la viabilidad de huevos y larvas de peces y de muchos organismos marinos. Las dragas o los arrastreros destrozan la pesca del futuro. Así, los tamaños promedio de las poblaciones han disminuido a lo largo del siglo XX y la microevolución comienza a favorecer tamaños corporales más pequeños y ciclos de vida más rápidos.

Pero no solamente es la desaparición de poblaciones y especies de peces de todo tipo, moluscos, hidrozoos, corales, algas, etc., no. La desaparición de estos organismos implica que ya no hay nadie que consuma todo el fitoplancton producido en las zonas de afloramiento, en los trópicos y, estacionalmente, en las zonas de clima templado y frío. Ya no existen suficientes peces herbívoros que den cuenta del fitoplancton. El zooplancton se desarrolla algo más lentamente y tampoco puede con él. El cambio climático ha incrementado la potencia de los vientos y éstos son capaces de desplazar decenas de kilómetros los blooms algales, quedadon además fuera del alcance físico del zooplancton. Este es uno de los factores que ha contribuido al incremento de las llamadas “zonas muertas” en los mares y océanos: zonas donde parte de la columna de agua (o toda) presenta muy bajas o nulas concentraciones de oxígeno, produciéndo mortalidades masivas de los organismos pelágicos y bentónicos. La concentración de oxígeno disminuye cuando el fitoplancton va muriendo y una enorme cantidad de materia orgánica desciende por la columna de agua mientras es atacada por bacterias. La materia orgánica es consumida por las bacterias que, en el proceso, agotan el oxígeno. Ocurre algo similar en los deltas y en las lagunas costeras que reciben inmensos aportes de aguas dulces cargadas de nitratos y fosfatos provenientes de la agricultura. El fenómeno es idéntico, solo que en este caso la fertilidad explosiva del fitoplancton no viene dada por un afloramiento de aguas profundas, sino que viene dada por la enorme cantidad de nutrientes y de materia orgánica vertida. El río Mississipi, el Po, el Tamesis, el Indo, el amarillo y otros grandes ríos poseen en sus desembocaduras enormes zonas muertas. En este caso tienden a ser estacionales, pero cada año duran más.

Ejemplos: Namibia y Bengala (aunque hay más de 400 zonas muertas en el planeta, entre estacionales y permanentes). A principios de los noventa, una intensa floración de fitoplancton mató al 80% de la población de merluza del cabo y provocó el colapso de la pesca en la zona. Aun así, no parece haber voluntad política para enfrentar esta situación. Por ejemplo, las cuotas de pesca anual de la Unión Europea son un tercio más altas de las recomendaciones técnicas.

Dos grandes amenazas: la subida del nivel del mar y la acidificación.

Entre 1870 y 2000, el nivel del mar se incrementó aproximadamente 20 cm. La mayor parte del mismo se debe a la capacidad de absorción de calor por parte del agua. Así, el increíle aumento en las emisiones de CO2 —y otros gases invernadero— y su efecto sobre el incremento de la temperatura media del planeta ha sido, en buena parte, frenado por las masas de agua terrestres. Este aumento podría llegar a los 2m en promedio a final de siglo. Esto implica que, ya a mediados de este siglo, temporales marítimos puedan penetrar centenares de metros en tierra firme y que muchas naciones insulares vna peligrar su existencia. Implica la construcción de costosas infraestructuras que protejan a los centenares de millones de personas que habitan tierras bajas. Todo ello en un contexto de energía y recursos limitados. Sin embargo, los ecosistemas costeros naturales son capaces de frenar y/o amortiguar esta subida del nivel del mar y los peores efectos de los temporales: los manglares, las marismas, lo estuarios, las albuferas, las barras y dunas litorales. ¿Por qué no recuperarlos y utilizarlos como sistemas de protección low cost? Obviamente el modelo turístico imperante tendrá que cambiar.

Un escenario posible es el derretimiento de dos grandes casquetes de hielo en Groenlandia y la Antártida Occidental. Si se derritieran, los mares se elevarían 9 metros. Y hay muchos puntos de no retorno que pueden haberse activado sin que lo conozcamos todavía y puede que alguno de los escenarios más pesimistas ya estén en marcha sin que podamos ya detenerlo.

Volvamos al CO2.. Además de temperatura, el agua “absorbe” este gas así que la reducción térmica gracias a mar es aún mayor. Pero, ¿a qué precio? Cuando el CO2 se disuelve en el mar, produce HCO3- y H+ disminuyendo así el pH del agua oceánica (recordemos que el pH es la cantidad de iones H+ disueltos). Desde la revolución industrial, el pH del océano ha disminuido en 0.1 unidades. La mayor parte de esta caída ha ocurrido solo en las últimas décadas. Armand y Kim (2020) estiman que, a través de su efecto actual sobre la nutrición y los ingresos, la acidificación de los océanos podría estar detrás de una cantidad considerable de muertes neonatales en países de ingresos bajos y medianos. Además, la acidificación supondrá la desaparición de centenares de miles de especies de moluscos, corales, hidrozoos y organismos unicelulares que utilizan el carbonato de calcio, cuya precipitación sobre la materia orgánica viva es sensible al pH ambiental.

La buena noticia es que en el pasado hemos experimentado periodos de acidificación similares al actual. Concretamente, ocurrió en el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno, y la vida se adaptó bien. La mala noticia es que este cambio ocurrió durante decenas de miles de años y no durante unas pocas décadas.

Estrés y contaminación. Una combinación letal.

Todas las formas de contaminación representan un peligro para las cadenas alimentarias y los ecosistemas e incluso podrían ampliar el alcance y frecuencia de las zonas muertas y del cambio climático. Debemos considerar contaminantes orgánicos persistentes (como el DDT, los PCBs y otro compuestos), derrames de petróleo, productos farmacéuticos, plásticos y metales pesados como el mercurio o el cadmio. Estos contaminantes se vierten a los océanos desde los ríos y aguas residuales, hasta en cruceros, plataformas petrolíferas y petroleros. Muchos de ellos son bioacumulables (compuestos orgánicos persistentes, microplásticos o metales pesados) y, por tanto, los encontramos en aquellos organismos situados en la cúspide de las cadenas tróficas: justo los animales sobre los que la pesca ha intesificado más su acción. Además, también se acumulan en la fina y compleja capa superficial del océano. La Sea-suface microlayer (SML) es una capa de unos pocos milímetros de espesor que concentra muchas sustancias y que, desde el punto de vista biológico, es muy distinta de los siguientes metros de la columna de agua. Esto es por 2 razones: I) dada la tensión superficial del agua, en esta capa pueden adherirse múltiples larvas y huevos de muchas especies. Esto significa que es una capa esencial para el ciclo vital en lo océanos, y II) concentra sustancias de todo tipo: desde metales pesados, hasta contaminantes o nutrientes (lípidos, nucleótidos, aminoácidos, metabolitos tóxicos como el Dimetilsulfóxido (DSMO), etc.

Especialmente hiriente el problema de los plásticos. Al menos ⅔ de los animales encontrados muertos tienen plástico en sus entrañas y hay al menos hay 6 veces más plástico en peso en el océano que zooplancton. Un problema añadido es que el plástico se fragmenta en diminutos trozos capaces, incluso, de penetrar en nuestras células con holgura. Estos microplásticos pasan mucha parte de su “vida” en la SML por lo que han concentrado en su superficie enormes cantidades de sustancias tóxicas. Ingerir microplásticos es ingerir un cocktail explosivo de disruptores endocrineo, teratógenos y metales pesados.

Para colmo, además, también somos ruidosos. El sonido es una herramienta esencial para la vida marina. Es utilizado por mamíferos marinos, cefalópodos, muchos peces, crustáceos, etc., para la navegación, reproducción, y búsqueda de alimentos. Nuestras ruidosas incursiones en el mar han dejado a muchas ballenas desorientadas y/o con sus sistemas auditivos destrozados.

Otra forma de “contaminación” es la inserción de especies ajenas a un ecosistema dado. Las embarcaciones sacan especies de su hábitat y las introducen en otro cuando descargan ella agua de lastre. Algunas de estas especies exóticas son agresivas e irrumpenen los ecosistemas locales. Tal es el caso del pez león rojo en el Caribe. Al no ser presa de ningún depredador de la zona, ha arrasado con distintas especies. Suele alimentarse de los peces jóvenes de los grandes depredadoresque solemos comer.

Todos este estrés para los peces reduce su inmunidad y expone a la vida marina a enfermedades. Una plaga en el Caribe mató al 75% del coral blando. Se supo con posterioridad que el causante era una bacteria fecal humana proveniente probablemente de los resorts recientemente abiertos.

SEGUNDA PARTE

¿Hay esperanza?

Callum Roberts dedica la segunda parte del libro a analizar las potenciales soluciones a los problemas planteados en la primera parte. Sin embargo, como anticipo decir que es de la opinión que toda “solución tecnológica” genera más problemas de los que resuelve. Veamos cómo lo argumenta.

El primer intento de aliviar la sobrepesca probablemente sea precisamente evitar la pesca y acudir al pescado de acuicultura, una técnica con al menos 4500 de historia. Sin embargo se requieren de hasta 20Kg de pescado salvaje para producir un solo kilo de pescado criado en cautividad si este pescado es carnívoro. La acuicultura es algo más eficiente si el pescado es “vegetariano”, pero éstos no es son valorados comercialmente. La industria ha logrado incrementar su eficiencia y la proporción promedio de pescado salvaje utilizada por cada kilo de pescado cultivado ha pasado de 1:1 a 0.63:1. Pese a ello, la acuicultura puede ser un foco productor de nuevas enfermedades infecciosas: las condiciones de alta densidad y el elevado uso de medicamentos incrementar la probabilidad de que esto ocurra. También son focos generadores de bacterias resistentes a antibióticos. Además, la gran cantidad de nutrientes vertidos en las zonas de cultivo, junto con la enorme cantidad de deshechos de estos animales, suelen producir zonas muertas en el fondo del lugar donde se sitúan las piscifactorias.

Por lo que respecta al plástico, varios países han prohibido los plásticos de un solo uso y otros se utilizan la basura recogida del mar para producir energía, pero ello no ha evitado que la contaminación por plásticos esté llegando a niveles realmente distópicos. No parece que nadie quiera gastar dinero en revertir décadas de uso del océano como vertedero comunitario. No parece que el comportamiento individual y las suaves restricciones vayan a solucionar un problema que requiere fuertes cantidades de dinero y de normativas reguladoras..

Por su parte, la contaminación por eutrofización que causa zonas muertas en estuarios, desembocaduras de ríos, lagunas costeras y zonas de afloramiento es reversible en buena parte si cesan los vertidos. En algunos casos se han propuesto, dice Roberts, soluciones más encaminadas a la “venta de acciones” que a la solución real del problema (como aquellas que proponen bombear oxígeno en profundidad).

Con respecto al calentamiento global, Roberts describe una serie de propuestas tecnológicas que se postulan para intentar reducir o paliar el cambio climático. Parte de la solución son las energías renovables. Ve con bueno ojos especialmente los parques eólicos, ya que son económicamente viables e implica amplias zonas marinas vetadas a la pesca que pueden servir como santuarios en los cuales las poblaciones de muchas especies puedan recuperarse y aumentar su tasa reproductiva y puedan repoblar, así, otras partes del océano. También ve viable bombear CO2 mientras se extrae petróleo y gas natural. Sin embargo, las opciones mareomotrices o bombear CO2 líquido al fondo del mar son, además de económicamente poco viables, peligrosas para la biodiversidad y, en el caso del bombeo de CO2 existe el peligro de aumentar la acidificación. También las opciones de ingeniería climática son poco más que hipótesis de laboratorio que no tienen en cuenta la complejidad de los ecosistemas: crear nubes artificiales y aumentar la cantidad de aerosoles en la atmósfera pueden agudizar sequías, la extracción de silicatos para la producción de bicarbonato por absorción de CO2 es muy costosa y la fertilización del océano con hierro para absorber CO2 mediante el fitoplancton no ha demostrado en décadas ser realmente efectivo.

Las marismas, los manglares y los lechos de algas marinas atrapan colectivamente la mitad de las emisiones de CO2 de la red de transporte marítimo del mundo,y apenas cubre una quinta milésima parte de la vegetación terrestre del mundo. Según el informe del Banco Mundial The Sunken Billions, podríamos producir hasta un 40% más solo con pescar menos. Una red de áreas protegidas cerca de las pesquerías también podría aliviar mucho las presiones que ejercemos sobre la vida marina.

¿Esperanza? Roberts no lo dice, pero su pesimismo en las formas basadas en la iniciativa privada y el “solucionismo de mercado” dejan entrever que, o bien se realiza un cambio profundo en la forma y el modo de producir, manejar y tratar con los océanos y el conjunto del planeta, o bien las cosas va a empeorar mucho antes de, poco a poco, empezar a mejorar aunque, quizá, usted ya no esté aquí para verlo. Ni usted tampoco.

[laquimeradegupta]

LA CIENCIA DE LA DESIGUALDAD y LA CIENCIA DE LA EMANCIPACIÓN

¿Por qué un libro sobre neurociencia escrito en 2019 empieza con una cita de un libro sobre la medición del coeficiente intelectual escrito por un paleontólogo en 1981 y por qué debemos retroceder al siglo XIX para hablar de Resonancia Magnética funcional? Vaya por delante que son varios minutos de lectura pero espero que os intereses la historia que nos tiene que contar Gina Rippon

Las desigualdades sociales son el rasgo fenotípico más común de los sistemas productivos basados en la jerarquía. El capitalismo, el feudalismo o las sociedades agrícolas de masas del neolítico tenían como rasgo común, en primer lugar, una fuerte estructura jerárquica de la sociedad (donde, por ejemplo, mujeres y esclavos tenían muy bien definidas sus funciones sociales, y los únicos que podían ser considerados ciudadanos, en ocasiones, eran los hombres libres). Y todas ellas, en segundo lugar, presentaban grandes diferencias sociales a nivel económico, de género, por razón de etnia, de orientación sexual o religiosa. Eran sociedades profundamente desiguales. En contraposición, las sociedades menos jerárquicas (como las más comunes a lo largo de nuestra historia, también durante el neolítico, que describen Graeber y Wengrow en “El amanecer de todo”) son mucho más igualitarias. Las sociedades humanas son sistemas complejos. La teoría de sistemas, que sintetiza una de sus pioneras, Donella Meadows (la editorial Capitán Swing ha publicado sus apuntes de clase bajo el título “Pensar en sistemas”), describe que los sistemas tienen dos tipos de bucles básicos: la retroalimentación positiva (o bucle reforzador) y la retroalimentación negativa (o bucle estabilizador).

Pareciere que la historia de las publicaciones sobre el género, la etnia o la clase social fuere la historia de un grupo de científicos dispuestos a desarrollar un relato, apoyado en falacias y en datos falsos, que justifique y refuerce la espiral jerárquica desigualdadora del sistema de producción imperante. En otras palabras: hay una ciencia que, históricamente, ha enfocado su objeto de estudio en las desigualdades para encontrarlas, señalarlas y darles carta de naturaleza, actuando así como bucle reforzador de la explotación. Sin embargo, la historia también nos muestra una ciencia que pone su foco en la emancipación del género humano y en la búsqueda de una forma de hacer ciencia más democrática (con vocación claramente pedagógica), buscando la verdad al mismo tiempo. Vamos a poner nombres a esta dicotomía entre justicia y barbarie.

El debate sobre la igualdad entre seres humanos podemos rastrearlo hasta el inicio de la palabra escrita utilizada ésta para la reflexión y la creación de conocimiento. Confucio (551-479 a.n.e.) no desarrolló una teoría explícita sobre las desigualdades económicas, étnicas o de género, pero si tenía la fuerte convicción de que la educación lo podía todo y nos encaminaba hacia la virtud. Ésta era esencial para una sociedad armoniosa. Mozi (468-391 a.n.e.) era de pareceres similares, aunque si abogaba más explícitamente por la igualdad social. Platón (427-347 a.n.e.) sí que pensaba que las mujeres estaban igual de capacitadas que los hombres. De hecho, opinaba que el alma no tenía género y que mediante la metempsicosis (o reencarnación) la misma alma podía emerger en cuerpos masculinos o femeninos. Su discípulo, Aristóteles (384-322 a.n.e.), opinaba justo lo contrario: las mujeres habían nacido para ser las súbditas de un gobierno masculino.

Pero si algo demuestra quien, de facto, ganó este debate es el siguiente hecho: existe una nula presencia en la historiografía que nos ha llegado de autoras que hicieran estas mismas reflexiones. Y no es que no las hubiera, como señala la autora Patricia González Gutiérrez, sino que han sido silenciadas por la propia historiografía. Hay muchos textos que han sido escritos por autoras y que, durante demasiados años, se tradujeron y se conservaron bajo lo autoría de hombres.

Debates más recientes los tenemos en el famoso conflicto dialéctico entre Thomas Henry Huxley y Piotr Kropotkin, sobre la interpretación de la teoría evolutiva de Charles Darwin, y que tuvo lugar a finales del siglo XIX en la revista The Níneteenth Century. Huxley defendía el giro eugenésico que la biología evolutiva había tomado desde que el biólogo y sociólogo Herbert Spencer acuñara el término “evolución del más apto” para referirse a “la lucha por la existencia”. Darwin en sus textos fue un claro defensor del statu quo patriarcal, pero en su actividad diaria, de carteo y debate con el mundo científico, ayudó a la carrera naturalista de decenas de mujeres, además de cartearse con no menos de 200. Esto era bastante inusual en una sociedad, la victoriana (y la europea) que, desde la ilustración, había ido fortaleciendo su carácter patriarcal. Unos 100 años antes, Olympe de Gouges, en 1791, tuvo que redactar en claro parafraseo la Déclaration des Droits de la Femme et de la Citoyenneque mostraba a todas luces que la lucha por la igualdad social y jurídica iniciada por la revolución francesa estaba dejando atrás a la mitad de la población.

Demos otro salto. A lo largo de los años 1960-1990 se produjo otro amplio debate sobre las desigualdades que tuvo como principal foco a dos de las mejores mentes del siglo XX: Stephen Jay Gould y Lynn Margulis. Ambos propusieron conceptos revolucionarios que permitieron dar sentido a la evolución en el “tiempo profundo”, y empezar a comprender realmente la historia de la vida. Los guisantes de Mendel y las moscas de Morgan, hasta el momento, solo nos permitían comprender el cambio en el corto plazo. La teoría de la endosimbiosis nos permitió conocer cómo evolucionó la “celda” base común a todas las formas de vida no bacterianas: la célula eucariota. El equilibrio puntuado nos permitió explicar porqué el registro fósil se presenta en forma de “saltos evolutivos”, para caer posteriormente en una estabilidad morfológica durante millones de años. Sin embargo, que la simbiosis y que la evolución rápida fueran los mecanismos explicativos de la evolución en el tiempo profundo caía como un jarro de agua fría sobre el “gradualismo filético” que había sustentado toda la eugenesia durante el siglo XIX y XX, y que sustentaba también la teoría neodarwinista de la evolución. Por eso en 1975 Richard Dawkins, con su “gen egoísta” primero, y casi al unísono, Edward O. Wilson, con su sociobiología, vinieron a corregir este “tremendo error” y volvieron a situar al conservadurismo científico en el centro del paradigma biológico: somos egoístas por naturaleza y, además, todas nuestras diferencias (las que vemos en nuestras sociedades) tiene un origen biológico en último término.

Jay Gould, paleontólogo, llegó a escribir la que considero la mejor obra contra la desigualdad escrita en el siglo XX. “La Falsa medida del hombre” (1981). Y es así como empieza Gina Rippon su “The Gendered Brain. The new neuroscience that shatters the myth of the female brain”: “pocas tragedias pueden ser más vastas que la atrofia de la vida (…) mediante la imposición de un límite externo, que se intenta hacer pasar por interno”. La historia de la medición de las desigualdades de género es una parte muy importante de ese relato que justifica la jerarquización social y un modelo productivo claramente injusto. Así, Rippon empieza su libro recordándonos cómo las diferencias de tamaño cerebral entre hombres y mujeres fueron utilizadas a lo largo del siglo XIX para justificar el patriarcado. Pero la parte más interesante del libro, y también la más larga, es la que se ocupa de una especie de justificación de la desigualdad de género moderna, con mucho más empaque tecnológico (y por tanto legitimidad de cara a la sociedad), y que es prima facie mucho más difícil de desmontar. Sin embargo, cuando las caretas caen, nos damos cuenta que el uso de las Imágenes por Resonancia Magnética funcional (IRMf) tienen los mismos problemas epistemológicos que los métodos utilizados en el siglo XIX: el objetivo no es estudiar estructuras cerebrales humanos, sino probar diferencias entre hombres y mujeres. Desde el uso de perdigones para estimar volúmenes cerebrales y “demostrar” la diferencia de tamaños entre el cerebro de hombres y mujeres, sin tener en cuenta las diferencias de tamaño corporal, hasta la medición de las diferencias de flujos sanguíneo entre diferentes zonas cerebrales hecha con la IRMf. El estudio del cerebro mediante imágenes, debemos recordarlo, no es una representación real del tejido. Esas diferencias de flujo sanguíneo (u otras técnicas usadas) son medidas por un aparato e interpretadas por un modelo matemático que, a su vez, mediante otro modelo matemático produce una representación visual de las mismas: hay muchas capas donde la voluntad humana de justificar un determinado prejuicio (y no de estudiar una determinada estructura) puede intervenir.

La autora hace un paralelismo muy inteligente. La craneología en 1877 afirmaba que hombres y mujeres poseían “bultos” de diferentes tamaños en la bóveda craneal y eso era prueba de las diferencias de “habilidad” entre hombres y mujeres. En 2014 un estudio decía demostrar “grandes” diferencias en el tamaño de la estructura cerebral del cuerpo calloso, encargada entre otras cosas de conectar ambos hemisferios. Por supuesto, este se divulgó como “prueba” de las elevada capacidad de multitarea de las mujeres y la “evidente” torpeza para ello de los hombres.

¿Cómo puede un estudio científico, revisado por pares, y con una apariencia de legitimidad importante (está elaborado por personas de prestigio, con la última tecnología, patrocinado por grandes instituciones académicas), ser criticado por contener “errores de bulto” en el análisis de las diferencias cerebrales entre hombres y mujeres? Como se ha dicho desde el principio de esta reseña, hay una ciencia de la búsqueda y justificación de las desigualdades sociales. Gould demostró que las desigualdades observadas en el Coeficiente Intelectual no era más que una ficción estadísitica: las puntuaciones de CI se explicaban por determinantes sociales. Es aquello de que si la varianza entre los grupos es superior a la varianza dentro de un grupo, ni tiene sentido estudiar las diferencias porque, en la práctica, no es una diferencia significativa. Por ejemplo, la varianza observada en el promedio del CI a lo largo de los años (en cualquier país que lleve estas estadísticas durante décadas), es superior a cualquiera de las diferencias observadas entre grupos (género, clase, étnia, etc.). De hecho, el principal efecto que observamos con la medición del CI es que correlaciona perfectamente con la universalización de la enseñanza pública y, a su vez (y de forma negativa) con la universalización de las pantallas en las escuelas.

Hay diferencias que no son diferencias. Las diferencias encontradas entre diferentes áreas del cerebro en relación al género son tan diminutas que cualquier cambio a lo largo de la vida en cualquier persona las supera. En otra palabras: las modificaciones que sufre un cerebro a lo largo de su vida adulta son varias veces más grandes que las diferencias encontradas entre hombres y mujeres. La plasticidad del cerebro lo hace posible. Las diferencias son de esos estudios son tan minúsculas que es imposible ni siquiera hacer apuestas con un mínimo de probabilidad de éxito sobre si un determinado cerebro sería “masculino” o “femenino” en función del tamaño del área en la que supuestamente hay diferencias. Y es que, de hecho, hay muchos más estudios que demuestran que esas diferencias no son tales.

Los mismos “prejuicios de investigación” azotarón los estudios sobre el Cortex Cingulado Anterior (CCA) o “sociómetro”. Volvíamos a caer en la tautología. Nuestra sociedad patriarcal a estructurado el rol de mujer de forma que su “personaje” debe ser dicharachero, sociable, amable, etc. Como hemos encontrado diferencias de tamaño entre hombres y mujeres en el CCA, esto debe justificar la existencia de este rol. Sin embargo, unas cuantas semanas de entrenamiento social deshacen esas diferencias. Así de fácil. Así de potente es la plasticidad neuronal. Ocurre lo mismo sobre supuestas habilidades motoras y/o de rotación de objetos de forma mental superiores en hombres. Las estructuras cerebrales relacionadas, por ejemplo, con esa rotación de objetos en nuestra mente se igualan en tamaño con unas cuantas semanas de Tetris o de Cubo de Rubik.

El texto de Rippon concluye con una cantidad inmensa de evidencia en contra de muchos mitos, tanto conductuales, como hormonales, que rodean las supuestas diferencias entre hombres y mujeres. Uno de los “mitos hormonales” que más perdura hoy en día (diríamos que incluso es hegemónico en la cultura popular) sobre el comportamiento de las mujeres es el denominado el síndrome premenstrual (SPM), etiquetado así por Katherina Dalton tras redefinir ligeramente lo que ya en 1931 Robert Frank “describió” como Tensión premenstrual. Este aparente síndrome no ha podido ser demostrado de forma estadísiticamente. En muchas ocasiones, la correlación entre malestar (y algunos síntomas fisiológicos) con los días previos al reinicio del ciclo menstrual, no son más que eso: correlaciones. No existe causalidad. Hay muchas variables de tipo social que explican estos síntomas según Rippon y que, casualmente, nunca son estudiadas en los trabajos que pretendidamente “demuestran” la existencia del síndrome. Ocurre otro tanto con las diferencias hormonales que causan diferencias sexuales. La concentración promedio de testosterona libre en plasmas es menor en mujeres. Sin embargo, un porcentaje muy elevado de mujeres con concentraciones de testosterona en plasma superiores a las de los hombres y cuyo fenotipo es normativo. Las cosas en biología no son tan fáciles. De hecho, hasta hace bien poco las concentraciones de testosterona no podían estimarse con suficiente nivel de confiabilidad como muestran Anna L. Goldman et al. (2017) y George A. Kanakis et al. (2019) reconoce la inexistencia de estándares universalmente aceptados para sexo y edad. Esto encaja muy bien con el escaso dimorfismo sexual que presenta nuestra especie. Esto se une a que la evidencia empírica más solida en la que la sociobiología y la medicina tradicionalmente han esgrimido como prueba irrefutable de que la testostorna produce los cambios morfológicos asociados al sexo proviene de fringílidos y roedores, y en especies donde el dimorfismo sexual es muy evidente.

A veces la naturaleza nos da la opción de estudiar “experimentos naturales”. Por ejemplo, si observamos diferencias conductuales en gemelos con respecto a cualquier cosa que se nos ocurra, a nadie en su sano juicio se le ocurriría atribuirlas al factor genético: son clones genéticos. De la misma forma, si existiera un conjunto de mujeres con elevados niveles naturales de testosterona (y viceversa, hombres con bajos niveles) podríamos comprobar algunas de estas hipótesis de forma epistemológicamente más segura. Este es el caso de la hiperplasia suprarenal congénica que algunas mujeres padecen. Todos los trabajos realizados sobre la conducta en estas personas no demuestra ninguna diferencia significativa de comportamiento con otras niñas o niños. Es por ello que Rippon dedica también un inmenso fuego de artillería científico a desmontar la supuesta determinación del género que ocurre sobre los 3 años y el denominado “Tsunami Rosa”. Evidentemente, este fenómeno ocurre pero la cuestión es la causalidad del fenómeno. ¿Se debe a alguna diferencia sexual a nivel neurologíco entre niñas y niños fomentada de alguna manera por las hormonas (recordemos que en los más pequeños los niveles hormonales son indistinguibles por sexo) o, quizá, se debe a toda la red de modelos de comportamiento que reciben desde que nacen? Esta última es claramente la hipótesis más razonable. ¿Alguna vez has intentado comprar una zapatilla rosa para su hijo? Si vas a una web y utilizas los filtros de compra verá que automáticamente esa opción desaparece si filtra por “niño”.

Los seres humanos son máquinas de buscar patrones, máquinas sociales, máquinas flexibles. Cualquier diferencia la captan y captan, además, su uso social. Esta es la causalidad y no ninguna supuesta naturaleza. La causalidad es la existencia de un patrón social. Rippon no niega que existan diferencias pero estas diferencias cerebrales mínimas en un momento dado de la vida, en un contexto social, etc. en hombres y mujeres, lo que afirma es que estas diferencias siempre son mínimas si lo comparamos con la plasticidad y el dinamismo que expresa nuestra neurobiología a lo largo del tiempo y de la vida.

REFERENCIAS a Papers

Goldman, A. L., Bhasin, S., Wu, F. C., Krishna, M., Matsumoto, A. M., & Jasuja, R. (2017). A reappraisal of testosterone’s binding in circulation: physiological and clinical implications. Endocrine reviews, 38(4), 302-324.

Kanakis, G. A., Tsametis, C. P., & Goulis, D. G. (2019). Measuring testosterone in women and men. Maturitas, 125, 41-44.

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¿SÍNTESIS INACABADA? Y TANTO

Este es un libro fundamental para entender cómo se ha construido la moderna teoría de la evolución, la génesis de la síntesis evolutiva durante la década de los años cuarenta y qué puntos fuertes y débiles tiene esta explicación. Estamos ante un enorme libro de historia de la ciencia del siglo XX.

En concreto, Niles Eldredge, analizando tres grandes obras de tres de los biólogos evolutivos implicados en estas síntesis evolutiva, Theodosius Dobzhansky, Ernst Mayr, George G. Simpson, indaga en la capacidad explicativa de estas visiones de la evolución de los nuevos procesos evolutivos conocidos y en las debilidades.

Dobzhansky, en su Genetics and the origin of the species de 1937, establece una teoría de la evolución donde la selección puede actuar en diversos niveles. Al menos, reconocer los individuos y los grupos de individuos (poblaciones) como dos niveles jerárquicos y, al reconocer la especie como una entidad real, que existe, y no como una división arbitraria realizada por los humanos en su afán clasificatorio, reconoce implícitamente su influencia en la evolución. Dobzhansky se basa en el modelo de picos adaptativos de Sewall Wright, adaptándolo a su visión genética de la evolución: las especies, como entidades reales, son picos adaptativos en el paisaje evolutivo. Son conjuntos de genes óptimos. En principio, según Dobzhansky, todas las combinaciones de genes serían posibles, pero solo existirían las combinaciones adecuadas (de máxima eficacia). Lo que Wright ve como picos adaptativos, Dobzhansky ve especies. Pero, podríamos preguntarnos: si las especies son picos adaptativos, y por tanto los valles son zonas deletéreas o, al menos, no tan óptimas ¿Cómo atraviesan las especies los valles? En definitiva ¿Cómo es posible la evolución con esta concepción? Dobzchansky es consciente de esta paradoja y llega a la misma conclusión que llegaría Simpson siete años más tarde: las especies que transitan los valles adaptativos son raras, con tamaños poblacionales pequeños y tasas de evolución muy altas. Es la noción de “Evolución cuántica” de Simpson y constituye una alternativa explicativa al registro fósil al gradualismo filético darwinista y al “Monstruo prometedor” del genetista Richard Goldschmidt. Para terminar, Dobzhansky reconocer dos piedras en el zapato de su concepción evolutiva (y mostrando una gran honestidad intelectual): Las especies de reproducción asexual que no respetaría el principio del aislamiento reproductivo en la especie ya que, las que lo hacen obligatoriamente, son individuos eternos que no van a compartir genes con otros individuos (a excepción del todos los procariotas, donde el mismo concepto de especie pierde sentido), y la poliploidía en plantas que, reconocía, era un evento de especiación instantanea.

Por su parte, Ernst Mayr, en su Systematic and the origin of species de 1942, reconoce la existencia real de las especies porque existe lo que el denomina “discontinuidades insalvables” entre las mismas; algo que nos permite diferenciar unas de otras y que, también, incluye las diferencias que impiden que las poblaciones de una u otra especie se mezclen (aislamiento reproductivo). Pero Mayr desarrolla el concepto de especie de otra forma, distinta a la de Dobzkhansky. Si este último pensaba que eran picos adaptativos, es decir, que podían existir algo así como “especie potenciales” que todavía no se han explorado y que las poblaciones actuales, en un futuro, pudieran acceder a esas combinaciones genéticas, Mayr alcanza lo que Eldredge denomina “concepto dinámico de especie”. La historia evolutiva de una especie no es más que, esa especie, recorriendo y explorando paisajes adaptativos. Podemos imaginar a las especies como un grupo de lombrices de tierra que parten de un mismo orígen y que van perforando el suelo. Al principio, todas van juntas (antecesor común), pero luego cada una sigue su camino, explora el terreno y hace túneles a placer. Podríamos seguir con la analogía y pensar que, la distancia entre los túneles es análoga a la diferencia morfológica entre especies. Así, tendríamos especies más similares entre sí, que otras (variabilidad interespecífica) ¿Cómo se mantiene y se genera esta variabilidad? Mayr concibe 5 estadios de la especiación: I) la homogeneidad de la población (estadio inicial), II) variabilidad geográfica, III) especiación o elevada variabilidad geográfica, IV) expansión de la nueva especie, sin entrecruzamiento con la “antigua”, V) puede darse el caso de la fusión de las zonas geográficas de las especies nueva y vieja y que, estas, hibriden, o no. Y, Mayr, piensa en 2 factores de establecimiento del proceso de especiación y en 2 clases de mecanismos de aislamiento. Los procesos detrás de la especiación son de dos tipos: I) los que producen o eliminan las discontinuidades, y II) los que producen o impiden la divergencia entre las especies. Pueden ser factores adaptativos, es decir, selección, o no adaptativos. Y dos mecanismos de aislamiento reproductivo que contribuyen a mantener la especie nueva separada de la vieja: I) la restricción de la dispersión al azar de los genes (las parejas ya no se forman al azar porque hay una barrera geográfica), II) Restricción del apareamiento al azar y la reducción de la fertilidad al azar y fenómenos relacionados (mecanismos de reconocimiento divergentes y menor cuota de descendientes en los híbridos que resultan en un aislamiento reproductivo). Así, Mayr extrapola la evolución de las poblaciones a la macroevolución. Es reduccionista en este aspecto.

Por último, Simpson, en su Tempo and mode in evolution, en la edición primera de 1944, expone al igual que Sewall Wright, que la evolución de las especies se guía hacia zonas de óptimos adaptativos. Pero, las especies no “viajan” de forma directa hacia esos “espacios adaptativos”, si no que tienen formas distintas de acercarse: algunas lo hacen gradual y constantemente, otras se acercan cada vez más rápido, en otros casos existen enjambres de óptimos cercanos y las especies se subdividen en poblaciones que se acercan a cada uno de estos ótimos, etc. Pero, quizá, la distinción más importante que hace Simpson es lo que el denomino megaevolución y que distingue de la microevolución y de la macroevolución. Para Simpson, la megaevolución corresponde a los niveles más altos de la taxonomía cuya aparición en el registro fósil y las diferencias entre ellos son repentinas y demasiado grandes como para ser explicados por simple extrapolación de la genética de poblaciones. Las familias, los géneros o las especies forman parte de la macroevolución, una simple extrapolación de los cambios genéticos poblacionales hacia niveles próximos de la taxonomía. Así, postula Simpson, tasas altas de evolución han tenido que ser responsables de la evolución de los niveles más altos de filogenia y busca soporte empírico a que esto ha tenido que ser así porque, extrapolando las tasas de cambio genético en zarigüeyas actuales y las tasas de cambio morfológico obtenidas en el cretácico de sus ancestros conocidos, resulta que, para cubrir el espacio morfológico y genético entre los reptiles mamiferoides y la actual zarigüeyas se habrían necesitado más de 600 millones de años (más de seis veces el tiempo realmente usado). Simpson reconoce Tres modos evolutivos: I) la especiación, II) la evolución filética y III) la evolución cuántica. Todas las especies tienen una “zona adaptativa” u óptimo en sentido wrightiano. Así, la especiación es la diferenciación dentro de la misma zona adaptativa y puede ocurrir de dos formas: o bien diferentes poblaciones encuentran diferentes subóptimos dentro de la zona adaptativa y eso se estabilice mediante alguna forma de aislamiento,o bien, puede ocurrir lo contrario, que dos especies comiencen a solapar sus óptimos adaptativos. Por su parte, la evolución filética es el desplazamiento de la propia zona adaptativa (por ejemplo, porque el medio cambia) y el desplazamiento sincronizado del óptimo poblacional. Por último, la evolución cuántica es el paso de una población, de una zona adaptativa a otra, a través de movimientos rápidos del óptimo poblacional, de altas tasas de cambio y mucha extinción de subpoblaciones.

Entonces ¿Qué es la moderna síntesis evolutiva? Mayr lo expresó sucintamente en 1980: “la evolución gradual puede ser explicada sobre la base de pequeños cambios genéticos (mutaciones) y la recombinación, y el ordenamiento de esta variación genética mediante la selección natural; y los fenómenos evolutivos observados, particularmente los procesos de macroevolución y especiación, pueden ser explicados de una manera que es compatible con los mecanismos genéticos conocidos”.

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La Revolución de Humbolt

Alexander Von Humbolt fue un científico titánico que convirtió el modelo lineal y reduccionista de la ciencia ilustrada en un modelo más holístico. Viajó por todo el orbe e influyó en múltiples personajes que marcarían el siglo XIX y XX

Estamos ante una novela de aventuras, una obra biográfica y un ensayo de historia de la ciencia. Tres en uno. Ampliamente documentado, excelentemente escrito y con interesantes ensayos sobre el legado de la figura de Alexander Von Humbolt, “La invención de la naturaleza” navega por la vida de Von Humbolt, por la historia de la ciencia del siglo XIX y por la política alemana, francesa, estadounidense y sudamericana.

Conoceremos los orígenes aristocráticos de Humbolt, su afición precoz por todo lo que ocurría en la naturaleza, su forma de amar, la relación con su hermano y su interés por todo aquello que ocurría en el interior de la tierra. Esto le llevaría a formarse primeramente como geólogo de minas. Pero, tras una tentación inicial de convertirse en funcionario del Estado, la muerte de su padre le dejaría capital suficiente como para cumplir lo que había sido su sueño: emprender un viaje por el mundo. La situación de guerra entre los diferentes países europeos impedía su viaje a muchos lugares. Finalmente consiguió embarcarse hacia EE.UU y pudo entrevistarse, entre otros, con Benjamin Franklin.

Desde allí pudo organizar su famoso viaje Sudamérica, a través del amazonas, llegando a la cordillera de los Andes, y escalando el volcán del Chimborazo, la montaña más alta del mundo conocida hasta a entonces. La pasión por las montañas altas y los volcanes de Humbolt quedó clara ya en su estancia previa en Canarias antes de embarcar hacia América del norte. Tanto en el Teide, como en el Chimborazo, Humbolt realizó un Naturgemalde o representación de la vegetación que observaba con el cambio de la altitud y de las condiciones climatológicas. Él tenía una intuición: la vida no era un conjunto de seres vivos, sino una miríada de interacciones entre seres vivis entre sí y con el medio y, por tanto, se podía estudiar la vida de forma macroscópica. Había que estudiar las especies, conocerlas de cerca y ver si eran tipos nuevos para la ciencia, o si se comportaban de forma particular. Pero también había que estudiar las interacciones. Desde este punto de vista, el creía que similares condiciones climatológicas producían comunidades vegetales similares. Así podemos ver en su obra Cosmos esta tesis. Podemos leerla y podemos verla porque esta obra iba acompañada de impresionantes desplegables, con los Naturgemalde que elaboró en múltiples lugares de la tierra. Allí mostraba como la misma comunidad vegetal se daba en lugares muy separados del planeta, pero que compartían condiciones climáticas.

La vida ya no se explicaba de forma lineal. La ciencia de Newton, donde A produce B, no podía explicar esas bandas de comunidades vegetales similares a lo largo del mundo. La visión de la ciencia reduccionista no le servía a Humbolt. El necesitaba una visión de conjunto.

Humbolt también realizó un espectacular viaje por Eurasia, conectado su Prusia natal con Moscú, Kazan y la frontera de China. Siempre haba querido llegar al Himalaya para poder realizar la misma proeza que ya realizó en el Chimborazo tras quedarse a unos centenares de metros de la cima. Sin embargo la edad no perdona y el viaje no lo pudo realizar hasta que no hubo superado la cincuentena. Se tuvo que conformar, nada más y nada menos, con ayudar al Zar ruso en la explotación de las minas de circonio de los Urales. Humbolt ocupaba desde hacía tiempo un cargo como asesor del rey prusiano. Sin embargo su residencia siempre había estado en París, donde gozaba de la vida intelectual de la capital Napoleónica. Pero su viaje necesitaba financiación y, para ello, tuvo que aceptar vivir para siempre ya en Berlín.

Allí compondría sus obras y emprendería el último proyecto de su vida: un libro que reflejara todo el conocimiento acumulado en el mundo y para ello elaboró un sistema de correspondencia con centenares o miles de científicos del mundo para que le aportaran información sobre los más variados temas.

Sin duda, este ensayo de Andrea Wulf es un "must" para las personas que se definan como aventureras, naturalistas o de espíritu libertario (o las tres cosas a la vez).

Por último el libro contiene capítulos muy interesantes sobre la influencia de Humbolt en la historia. Henry David Thoreau, famoso escritor estadounidense del siglo XIX tenía Cosmos en la pequeña mesita para escribir de su caseta del Estanque Walden. Simón Bolivar mantuvo una relación personal intensa con Humbolt en el París postrevolucionario. George Perkins Marsh, un diplomático estadounidense que aprovechó sus años fuera del país para leer a Humbolt, a la vuelta a su país devino en el primer conservacionista del país. John Muir, un naturalista escocés que emigró de joven con su familia a estados unidos, vivió prácticamente su vida de adulto en el valle de Yosemite. Tras estudiar en la Universidad de Wisconsin, sufre un grave accidente cuando trabajaba en una fábrica de carruajes. Entonces, cuando se recupera, le da un giro a su vida en base a lo que había leído a Humbolt. Intenta imitarlo y recorre el país entero y parte del Caribe a pie hasta llegar a Yosemite. Sería el responsable de la creación del primer parque nacional allí. Y cómo no, la enrome influencia que tuvo también Humbolt sobre la vida y obra de Ernst Haeckel. Habiendo leído sus libros de pequeño, Haeckel leyó El origen de las especies de Darwin mientras trabajaba en su Radiolarium. La combinación de ambos autores, de su capacidad artística y de las desgracias vitales que sufrió, dieron como resultado un encierro vital y la escritura de una de las obras que marcarían la biología en el siglo XX, “Generelle Morphologie der Organismen”.

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Una sinapsis fúngica

¿Son los hongos organismos inteligentes? Están conectados entre ellos y con las plantas, ¿forma esto una red similar a la del planeta ficticio de James Cameron, Pandora (Avatar, 2009) o es una interpretación pasional de un biólogo demasiado loco? Seguid la historia de Sheldrake

Este no es un libro más sobre biología de los hongos. Bueno, sí que es un libro sobre biología de hongos, pero el autor ha sabido llevar a su máxima expresión la metodología propia del ensayo para producir 8 textos que, en realidad, versan sobre muchos temas y estudian la biología desde múltiples ángulos. La fermentación y descomposición de materia orgánica por parte de los hongos; la relación que tienen estos con las plantas a través de la simbiosis micorrítica; el papel de la psilocibina en la historia humana, como agente antropológico y como potencial sanador de enfermedades mentales; o el papel evolutivo de los hongos. Todo ello visto desde la perspectiva de la teoría de sistemas y de la complejidad: “cuando tratamos de elegir algo por sí mismo, lo encontramos ligado a todo lo demás en el universo”.

Los hongos son seres vivos que habitan la biosfera de forma extensiva: los podemos encontrar en superficies, dentro y fuera del suelo, viviendo simbióticamente con organismos, parasitándolos, viviendo en el agua, en el aire, dentro de las rocas o en las profundidades del océano. En la mayor parte de estos hábitats, los hongos son organismos estructurales. En no pocos casos, la fusión simbiótica con otros organismos ha producido grandes cambios ecosistémicos. Dos ejemplos: la unión simbiótica entre los ancestros de las plantas vasculares (probablemente algún tipo de alga verde) y de algunos tipos de hongos (los llamados micorríticos) permitió a estos ancestros de las plantas vasculares colonizar la tierra y abrirse paso a nuevos nichos ecológicos. Por su parte, la unión simbiótica estrecha entre cianobacterias y/o algas verdes y muchos tipos de hongos han llegado a producir superorganismos que forman tejidos (talos), que presentan un plan de desarrollo estereotipado (como cualquier otro organismo) y que clasificamos como si de “especies simples” se trataran: los líquenes. Actualmente sabemos que esta simbiosis está formada por más de 3 simbiontes, dos de ellos hongos (y un organismo fotosintético). Los son hongos son organismos que desafían nuestra concepción intuitiva de ser vivo: su organización corporal no suele ser más complicada que un filamento de células que se extiende y ramifica ocupando grandes extensiones de suelo (o del hábitat sobre el que se esté desarrollando) y pocas veces suele ser visible a simple vista. Estos filamentos (hifas) también se entrelazan, fusionan, mezclan y organizan con otras hifas de la misma especie para crecer (formando el tejido típico de los hongos: el micelio) o para reproducirse (con hifas compatibles o, como diríamos para vertebrados, del sexo adecuado) y formar la parte visible y reconocible de los hongos: las setas (o cuerpos fructífieros). Es el único momento donde los hongos constituyen más de un tipo diferente de tejido (sostén, reproductor, protección, etc.).

El micelio, dice Sheldrake, es el tejido que mantiene unido al mundo. Incluso, la enorme cantidad de esporas liberadas por los cientos de miles de especies de hongos que existen en el planeta, es capaz de alterar el clima: las esporas actúan como núcleos de condensación de gotas de lluvia. Como en las plantas, en los micelios se han detectado ondas eléctricas y gradientes químicos que utilizan los hongos para expandir información a lo largo de su cuerpo y extendiendo esta información a otras especies de hongos y, potencialmente, de plantas que viven en simbiosis. La red que forman en el suelo, de hecho, puede almacenar información de tipo geográfico y de la concentración de diferentes substancias. Algunos autores llaman a esto “memoria” y es difícil no hacerlo de otra manera. Si un extremo micelar en crecimiento recibe información sobre la presencia de una toxina en otro extremo del micelio y resulta que está creciendo en esa dirección, éste deja de crecer hacia allí; en la exploración de un terreno nuevo con la presencia de una sustancia alimenticia, el micelio crece explorando y recordando aquellos lugares con menor concentración de la sustancia, creciendo de forma eficiente hacia la comida.

Estas propiedades “inteligentes” del micelio, ¿son debidas a un tipo especial de “inteligencia de enjambre” (similar a las estrategias que manifiestan las abejas o las hormigas) o es una propiedad diferente, que emerge de una red físicamente unida como es el caso de un micelio fúngico? Para ahondar en la cuestión, Sheldrake estudia los hongos micorríticos. En esta simbiosis, las plantas reciben del hongo fósforo, nitrógeno y otros nutrientes minerales (pero no solo,. También ácidos grasos por ejemplo), y los hongos reciben sobre todo azúcares. Además, la relación es mucho más compleja porque hay paso de información en ambas direcciones. Recordemos que, a su vez, estos hongos micorríticos están conectados a otros hongos micorríticos en simbiosis con otras plantas y a otros hongos que viven en el suelo. Algunos autores han llamado a toda esta red potencial de información y nutrición la Wood Wide Web en analogía al protocolo de la World Wide Web.

Si tuviera que recomendar un libro para abrir tu mente y empezar a dar pasos para comprender la complejidad de la vida, éste sería uno de ellos. Sheldrakehereda en buena medida la visión holística de Alexander Von Humbolt y busca comprender la complejidad de los seres vivos desde los cimientos: desde los hongos. Parece que Latinoamérica tiene esa capacidad de inspirar a partes iguales visiones revolucionarias de la vida y de la política (el autor realizó sus estudios fúngicos en los bosques tropicales de Panamá). Lean a Melvin Sheldrake.

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Fisiología vegetal para dummies

¿Son las plantas capaces de sentir?, ¿son las plantas inteligentes? Estas preguntas, planteadas en un pasado de forma naíf, las responde Chamovitz con la rigurosidad y pedagogía que da hacerlo desde la perspectiva de la historia de la ciencia (conoceremos el lado más botánico de Charles Darwin) y desde el análisis comparado con la fisiología animal.

Opúsculo divulgativo que trata uno de los temas que más debate genera dentro de la botánica. Es un tema, además, que trasciende lo académico y que llega fácilmente a cualquier mesa: la pregunta sobre si las plantas sienten, o no, sobre si son conscientes de alguna manera. En 1974 se escribió La vida secreta de las plantas, de Peter Tompkins y Christopher Bird, que llevó este debate al gran público y lo hizo desde una perspectiva falaz. Sin definir concretamente qué significa sentir o ser consciente, trazó analogías entre plantas y seres humanos, dando a entender que, básicamente, su sistema fisiológico era similar.

Partiendo de las falacias de Tompkins y Bird, Daniel Chamovitz busca reconocer todo aquello que la fisiología vegetal nos ha enseñado sobre nuestra propia fisiología, divulgar aquellos experimentos ya clásicos que demostraron la increíble capacidad de las plantas para reconocer, sentir, percibir, cuantificar y reaccionar ante su entorno y establecer las diferencias y similitudes, en su caso, entre lo que ocurre dentro de una planta y lo que ocurre dentro de un animal.

Por ejemplo en ¿Qué ven las plantas? El autor nos explica el clásico experimento de Charles Darwin y su hijo Francis Darwin en el cual sometían a plántulas de alpiste (Phalaris canariensis), estimuladas por la luz de una vela, a diferentes tratamientos: cubrir la punta con un capuchón opaco o con uno transparente, cubrir la sección media con un tubo opaco o seccionando la punta. Con ello descubrieron el “órgano de visión” de las plantas: las yemas proliferativas es el lugar donde están las células que son capaces de hacer virar el crecimiento de una planta hacia la fuente de luz. Mediante complejas señalizaciones, se produce un alargamiento diferencial de las células, haciendo que el tallo se curve. Esto le sirve de excusa al autor para hablar del caso del tambo “mamut” de Maryland, incapaz de notar las transiciones a días más largos, y cómo hay una diferencia ecológica entre plantas que florecen cuando los días empiezan a acortarse, o a alargarse. En ¿Qué huelen las plantas? Trata el tema de los elementos volátiles emitidos al ambiente por algunas plantas y cómo estos elementos pueden ser utilizados por otras plantas y/o animales como información. El caso del género Cuscuta y cómo ses capaz de detectar el “perfume característico” de las plantas que más le interesan para parasitar; el caso de la transmisión radicular de señales químicas que informan de la lesión de hojas por parte de parásitos; transmisión aérea (salicilato de metilo).

El experimento clásico de Raíz dividida de Novolansky es explicado en ¿qué saborean las plantas? Este expermiento demostró que la sensación de que una planta tenía falta de agua era recogida radicularmente por una planta que estaba “a cuatro saltos de raíz” de aquella que estaba sufriendo sed. Los experimentos con el género Larrea y Ambrosia que demostraban que, al menos el género Ambrosia presentaba una “timidez radicular” con las de su propia especie guiada químicamente. En ¿qué notan las plantas? El autor nos habla de los movimientos que son capaces de realizar las plantas. John Bourdon-Sanderson estudió a finales del siglo XIX cómo y porqué el género Dionea (venus atrapamoscas) era capaz de cerrar sus “trampas” en respuesta al movimiento de la presa. Descubrió que cuando dos o más “Pelos” presentes en la trampa eran tocados en un intervalo menor a 20 segundos, se disparaba un impulso eléctrico. El fisiólogo vegetal y médico Indio Jagadish Chandra Bose descubrió que la Mimosa pudica cerraba sus hojas gracias un grupo de células llamados pulvinos, situados en la base de los foliolos. Estos pulvinos vacían por completo sus vacuolas en respuesta a un potencial de acción, produciendo el cierre mecánico de las hojas. También son muy interesantes los trabajos de Frank Salisbury de la década de 1960 sobre la “timidez vegetal” o “contacto negativo”: descubrió que las hojas de Xanthium strumarium morían al ser tocadas tan solo unos segundos al día.

También es clásica la mala ciencia que llevó a Dorothy Retallack a elaborar una mal diseñados experimentos que le permitieron afirmar que el rock era nocivo para el crecimiento de las plantas. Corrían los años 1960 y Retallack no hacía más que confirmar sus propios sesgos conservadores. A Retallack le ocurría lo mismo que a La vida secreta de las plantas, “el problema (…) es que se compone casi exclusivamente de afirmaciones extravagantes presentadas sin pruebas adecuadas que las sustenten” decía el fisiólogo vegetal Arthur Galston. Sin embargo sí que hay pruebas de que las plantas sean capaces de percibir sonidos. Lógicamente, y a la luz de la evolución, los sonidos que parecen percibir son sonidos ecológicamente relevantes, como le ocurre a Oenothera perennis (onagra), que es capaz de reaccionar a los sonidos de sus polinizadores y producir rápidamente un néctar mucho más concentrado en azúcares.

La noria de Andrew Knight es, también, un experimento clásico que demostró el gravitropismo vegetal. A principios del siglo XIX, este aristócrata y miembro de la Royal Society sometió a plántulas de diferentes especies a un experimento gravitatorio que ejercía una nueva fuerza gravitatoria sobre las plantas, la fuerza centrífuga, y que “anulaba” el efecto de la gravedad terrestre. Gracias a uno de los arroyos que pasaban por su finca, consiguió hacerlas crecer durante varios días a 150 revoluciones por minuto, Esto provocó que las raíces crecieran hacia fuera de la noria según el punto de referencia desde el cual la planta había empezado la prueba. El propio Charles Darwin también experimentó con la gravedad, clavando plántulas de Vicia faba. Cauterizando las puntas radiculares, demostró que era en esa región donde estaba el “órgano” que permitía a la planta sentir la gravedad. También Darwin rastreó los movimientos de la punta de una plántula de Brassica oleracea en crecimiento, demostrando que las plantas se movían y, en concreto, estaba registrando un comportamiento de las plantas denominado “nutación”. No fue hasta los experimentos ideados por Allan H. Brown en la década de 1960 y a su puesta en marcha por Hideyuki Takahashi que se desmostó que, tanto la nutación como el gravitropismo están guiados por los estatolitos presentes en las puntas radiculares.

Y por último, ¿qué recuerdan plantas? El primero en intentar abordar esto de forma concreta fue Mark Jaffe en 1977 acuñando el término tigmomorfogénesis para referirse a la capacidad de algunas plantas (por ejemplo, las que desarrollan zarcillos) de que algunas de sus partes recuerden qué tocaron y qué hacer cuando eso pasa. ¿Pero es esto homologable a la memoria humana? El psicólogo Endel Tulvin proponía tres niveles jerárquicos de la memoria: I) nivel inferior o memoria procedimental, II) Memoria semántica, conceptual y III) Memoria episódica o autobiográfica. Según esta tipología, las plantas llegarían a tener memoria procedimental al reaccionar a estímulos y recordar ciertas situaciones que les han ocurrido.

Ya solamente por la cantidad de experimentos clásicos que recoge, merece la pena. Está excelentemente escrito, bien documentado (sin caer en la pedantería de la cita constante) y estructurado inteligentemente (con una narración tipo histórica y en base a preguntas).

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LA FORÇA DE L'EVOLUCIÓ: QUÈ ENS DIUEN ELS METAZOUS MÉS ANTICS

¿Pot existir una medusa més forta que la base una muixeranga?, ¿és tan diferent un mamífer d'un corall o d'un pòlip?, ¿que coi es un ctenòfor?

Hi ha un assumpte en la biologia de l’evolució que du a la picota molts anys, produint debats acalorats i excavant trinxeres a ambdues bandes del debat. Pot ser aquesta descripció siga un poc exagerada, però allò què no es exagerat és dir que molta gent es decebrà en saber què aquest debat no va de l’evolució humana, de si som cooperatius o competitius per naturalesa o de si la guerra es consubstancial a l’esser humà. No. Aquest tema que du tant de temps pegant voltes als escrits acadèmics és l’aparició en l’evolució del múscul típic dels vertebrats, anomenat també múscul estriat, i la importància cabdal que tenen les meduses i els ctenòfors per a informar aquest debat.

Segur que esteu decebuts, veritat? Però vos convide a quedar-vos en aquest text per a descobrir que, moltes voltes, allò que pareix més simple i que és troba oblidat pot mostrar-nos molts mecanismes, en aquest cas, de la ciència.

Una de les primeres coses que podem aprendre estudiant l’origen del múscul esquelètic és que, per a comprendre com es desenvolupa un embrió d’animal em de conèixer la principal divisió que existix dintre del mon dels metazous. Existixen embrions amb només dos fulles embrionàries, que tècnicament s’anomenen ectoderma i endoderma, i que donaran lloc a estructures relacionades amb el tegument extern i al tub digestiu respectivament (açò, resumint-hi molt). I, d’altra banda, existixen embrions amb una tercera fulla embrionària, la mesoderma, que donarà lloc fonamentalment al múscul esquelètic i a l’esquelet. Evolutivament, la mesoderma prové de l’ectoderma.

Be, ja hem fet una primera distinció. Aprofundim un poc. Tradicionalment, s’ha considerar als animals «triblàstics» (que tenen les tres fulles embrionàries) com a «més evolucionats» per comptar amb aquesta «innovació evolutiva» de la mesoderma. Certament, posseir una tipologia cel·lular diversa permet l’especialització i, per tant, un objectiu increment de la complexitat tissular dins de l’organisme però com intel·ligentment assenyalava Stephen Jay Gould a Full House (1996), l’increment en la complexitat tissular d’una petita part dels metazous (i no diguem ja si considerem a tota la biota del planeta) no vol dir, I) que hi haja una tendència evolutiva cap a la complexitat i, II) una medusa i un esser humà estan exactament igual d’adaptats a aquest planeta terra; cadascú al seu nínxol ecològic (1).

Una altra derivada es que els organismes amb una major especialització cel·lular han «triat evolutivament». Han «escollit» cossos peribles front a la teòrica immortalitat de molts organismes unicel·lulars o organismes embriològicament més senzills, com els «diblàstics» (amb només dos fulles embriològiques). Fixem-nos, per exemple, en el cas del gènere d’hidrozous Hydra, uns cnidaris capaços de viure eternament entre altres coses, gràcies a que pràcticament cada cèl·lula del seu cos pot regenerar el seu cos (respectant sempre la dicotomia endoderma/ectoderma). En canvi, els organismes triblàstics amb més tipus cel·lulars hem tingut que conviure amb una especie de «tendència a la reversió» de l’especialització, que es descontrola, ens posa malalts i acaba amb tot el conjunt de l’organisme, i que es fa molt més probable amb el pas dels anys: el càncer.

CNIDARIS

Però anem per feina. Partim del següent fet biològic demostrat per anys i anys d’investigació embriològica: la tercera fulla embrionària, o mesoderma, dona origen al múscul esquelètic (per exemple, podeu consultar el clàssic de la biologia del desenvolupament de Scott F. Gilbert (2) on és recullen innumerables proves ja clàssiques d’aquest fet). En biologia les innovacions evolutives amb origen comú ens servixen per a classificar els organismes, tenint-los tots «guardats» al mateix calaix baix la premissa de l’origen comú (d’açò se'n diu cladisme. Hi han altres formes de classificar). Aquesta innovació es tan basal que, de fet, separa els porífers (esponges) i cnidaris (meduses, coralls, pòlips i hidrozous), que son diablàstics, de la resta d’animals, considerats triblàstics. Be, açò és el que sempre es conta a les classes de batxillerat i als cursos «bàsics» de zoologia i biologia del desenvolupament als graus de ciències biològiques.

Hi ha una màxima a la biologia. Res és categòric i absolut. Les dicotomies, categories, classificacions i conceptes que en tenim son el resultat d’una abstracció. Açò es cert per a qualsevol ciència, però en biologia tendim massa a convertir les categories en realitat científiques. Vos pose un exemple. Una qüestió tan complexa des del punt de vista biològic, com el sexe, està sent simplificat per molta gent de dins i fora de la biologia per tal de recolzar posicionaments polítics. Ha passat històricament també amb la mida del cervell, amb la suposada heretabilitat de la intel·ligència i, per tant, la justificació de programes discriminatoris cap a la gent de classe treballadora. I ha passat això mateix amb la categorització de les ètnies com a races: primer s’intenta categoritzar a la gent d’una determinada ètnia per les seues característiques físiques i, després, s'intenta correlacionar-les amb qüestions relatives a l'herència.

Veieu? La màxima a la biologia es que res és absolut. Si vos examineu a biologia i vos pregunten «les porífers sempre...» o «la fotosíntesis sempre...», recordeu: sempre és fals. La paraula sempre o mai, a biologia, no existix.

Per tant, continuem. És aquesta divisió entre diablàstics i triblàstics tan categòrica? Sempre el músculs esquelètic el trobarem als animals triblàstics com els mamífers, les estreles de mar o els insectes i només trobarem múscul llis als porífers, cnidaris i ctenòfors? Ara ja sabeu que contestar.

Katja Seipel i Volker Schmid de l’institut de zoologia del biocenter de Basilea (Suïssa) al 2005 varen fer un recull del que és sabia aleshores sobre aquest assumpte i resulta que bona part dels ctenòfors, meduses i pòlips hi ha, o be primordis evolutius de la musculatura estriada o be musculatura estriada verdadera (3). La larva dels cnidaris, anomenada «larva plànula» per motius morfològics evidents, expressa durant el seu desenvolupament cap a la fase adulta reproductiva (meduses o pòlips, segons la espècie de cnidari de la que parlem) proteïnes que son homòlogues a les proteïnes que regulen el desenvolupament embrionari del múscul estriat en els animals triblàstics.

Figura 1: Tall transversal d'una medusa tipus leptotecada típica (A) . A1 i A2 representen la distribució possible en d'aquesta musculatura en meduses que de tipus dispersiu o de tipus reproductiu. També tenim un tall tissular sota la microscòpia de fluorescència on s'ha tractat el teixit amb fal·loïdina, que s'unix específicament als filaments d'actina. Veiem com el múscul esquelètic presenta l'estructura típica organitzada en bandes d'aquests filaments, mentre el múscul llis travessat perpendicularment aquesta trama organitzada. La resta de indicacions son relatives a la morfologia de les meduses. Seipel & Schmid (2005).

Moltes espècies de meduses contenen anells de musculatura esquelètica perfectament distribuïts radialment que permeten la navegació «voluntària» de la medusa (Figura 1). Recordem que el múscul esquelètic respon als impulsos nerviosos del sistema nerviós de la medusa, mentre que el múscul llis, que està disposat arran tot el tegument que recobris interiorment l'ombrel·la de les meduses, es contrau autònomament en resposta a un canvi de potencial de membrana. Així pareix que altre mite de les meduses queda abolit: no totes les meduses tenen un desplaçament completament depenen de les corrents marines, algunes poden decidir deixar de contraure l'ombrel·la, o contreure-la més apresa, per tal de regular la seua posició en la columna d’aigua i per tal de desplaçar-se (encara que siga amb moltes limitacions).

A més, els autors ens recorden que una estructura derivada de la endoderma, l’anomenat entocodon, és l’estructura específica de la qual es desenvolupa aquest múscul estriat a les meduses. Allí també té lloc l’expressió de proteïnes homòlogues a aquelles que regulen el desenvolupament embrionari del múscul estriat en animals triblàstics.

Però no acaben ací les proves de l’evolució biològic que emmagatzemen els cnidaris. Una revisió recent de la literatura científica sobre les principals tendències evolutives dins dels metazous feta per V. V. Malakhova i M. M. Gantsevich de la Universitat de Moscou (Rússia) assenyala que els cnidaris son, de fet, animals bilaterals encara que tinguen aparentment una simetria radial (4). Penseu en una meduseta típica del Mediterrani. Es obvi que morfològicament és un disc i, si prestem més atenció a la seua morfologia, veurem que presenta normalment 4 cavitats gastrovasculars (una especie «d'estómac»), 4 gònades, etc. Però segons aquests autors açò seria una simetria radia que es diu «secundaria». És a dir, seria adaptativa, sent-hi el seu origen una simetria bilateral que sí en té la larva plànula de la que ja hem parlat.

Així doncs tenim que els cnidaris presenten dues característiques que anticipen ja als triblàstics: una capa de cèl·lules embrionàries que s’especialitza en la mobilitat i que acaba donant lloc a múscul esquelètic i una simetria bilateral embrionària que, en els triblàstics, és també present a l’adult.

CTENÓFORS I ESPONGES

Acaba ací la cosa? Doncs, evidentment no. Açò és biologia i qualsevol tema és complica fins a l’infinit. Els ctenòfors son també animals diablàstics caracteritzats per un tipus particular de cèl·lula capaç de produir substancies apegaloses útils per a capturar preses: els coloblasts. Els cnidaris també tenen el seu tipus cel·lular característic, els cnidòcits, que molts hem patit quan ens hem banyat a la mar Mediterrània. A més, alguns ctenòfors son aparentment similars a les meduses (açò ha donat lloc a que, en el passat se'ls classificara junts) mentre que, d’altres, son més similars a cucs poliquets (emparentats amb els cucs de terra) anomenades sovint «formes reptants» pel seu estil de vida bentònic.

Figura 2: Model hipotetic d'evolució dels animals proposat per Seipel & Schmid (2005). Els colors representen diferents capes embrionaries, marcant-se en roig la musculatura estriada i en verd la musculatura llisa. El blau representa el digestiu, mentre que el taronja mostraria el teixit gonadal.

Doncs be, els ctenòfors també tenen musculatura esquelètica (figura 2). La principal hipòtesis, aleshores, que podria explicar que tots aquests organismes diploblàstics tinguen un tipus tissular considerat, de forma clàssica, com a un tipus tissular propi dels animals triblàstics , és que la maquinaria genètica hi es disponible a l’ancestre comú de tots els animals i que les condicions de vida pareixen estimular en ambdós grups, l’evolució del teixit muscular estriat. Aquesta evolució en paral·lel, com a resposta a pressió evolutives similars, però no iguals, i en temps evolutius diferents, s’anomena analogia evolutiva. Mentre que la possessió comú de la maquinaria genètica que servix de base per a que el desenvolupament embrionari puga donar lloc a aquesta musculatura s’anomena homologia evolutiva. Pareix ser que el múscul esquelètic de diploblàstics i triblàstics té un origen evolutiu diferent (és una analogia) mentre que la maquinaria genètica es fonamentalment la mateixa (homologia).

Aquest potencial no ha estat utilitzat per els porífers (esponges) ja que no tenen cap tipus de teixit muscular pròpiament dit i no més, algunes espècies, tenen alguns tipus cel·lulars que poden ser contràctils.

REFERÈNCIES

Gould, S. J. (1996). Full house. Harvard University Press. Ed. 2011.

Gilbert, S. F. (2005). Biología del desarrollo. Ed. Médica Panamericana.

Seipel, K., & Schmid, V. (2005). Evolution of striated muscle: jellyfish and the origin of triploblasty. Developmental biology, 282(1), 14-26.

Malakhov, V. V., & Gantsevich, M. M. (2022). The Origin and Main Trends in the Evolution of Bilaterally Symmetrical Animals. Paleontological Journal, 56(8), 887-937.

[laquimeradegupta]

Mentiras y glifosato: los Monsanto papers y la ciencia para el negocio.

¿Afecta a la salud humana el glifosato? Repasamos cómo los juicios a Monsanto permitieron conocer las prácticas de mala ciencia de la empresa

La Morte appare ai convitati (Memento Mori), de Giovanni Martinelli, 1635.

ARTÍCULO publicado por el colectivo La Paradoja De Jevons en El Salto Diario.

EL CASO ANTHONY “LEE” JOHNSON

«En noviembre de 2014, “Lee” llamó a Monsanto directamente después de encontrar un número de teléfono de la empresa en Internet. Una mujer que trabajaba como especialista en soporte de productos escuchó a Lee describir su accidente con el tanque de aplicación y su preocupación de que éste podría ser la causa de su cáncer. Ella prometió tratar de encontrar a alguien que pudiera devolverle la llamada con respuestas a sus preguntas, documentando la descripción de Lee de este accidente con el aplicador y sus lesiones en la piel en un correo electrónico [que envía] a uno de los expertos médicos de Monsanto. «Todo su cuerpo está cubierto de esto [lesiones] y los médicos dicen que es cáncer de piel», escribió. «Solo está tratando de averiguar si todo podría estar relacionado con una exposición tan grande a Ranger Pro... Está buscando respuestas. Lee nunca recibió la devolución de la llamada. Sin pruebas que respaldaran sus sospechas, continuó trabajando como pudo, y continuó rociando incluso mientras se sometía a tratamientos para su cáncer.» [Carey Gillam “The Monsanto Papers”]

El 15 de diciembre de este año termina el plazo dado para el uso legal en la Unión Europea (UE) como sustancia activa en productos fitosanitarios del herbicida Glifosato. Francia, Hungría, los Países Bajos y Suecia son los 4 estados designados por la Comisión Europea como ponentes para la próxima evaluación de este herbicida. 

El Glyphosate Renewal Group, es un lobby empresarial  legalmente establecido en Bruselas formado por Bayer, Syngenta o la española Industrias Afrasa, entre otras grandes empresas del sector agroindustrial a nivel europeo. Este lobby ya inició a finales de 2019 los trámites legales con la Comisión Europea para iniciar este proceso de reevaluación que se producirá durante los próximos meses.

Pero, ¿es el glifosato un producto seguro para la salud humana?, ¿qué relación tiene el glifosato y sus formulaciones comerciales con el cáncer y los trastornos hormonales en humanos?, ¿qué son los “Monsanto papers” y qué nos dicen sobre el compromiso con los derechos humanos de las empresas que producen y comercializan este herbicida? Estas, y otras preguntas, vamos a tratar de responderlas en las líneas que siguen.

El fragmento de Carey Gillam del principio se refiere a la historia de Dewayne Anthony “Lee” Johnson. 

Lee sufrió un accidente laboral al manipular el preparado comercial de Monsanto, en base al herbicida Glifosato y con aproximadamente un 60% de surfactantes, Ranger Pro. El herbicida más comercial de esta multinacional, ahora formando el grupo Bayer, es el Roundup que, en sus muy diferentes formas comerciales, posee también una gran cantidad de surfactantes. Otros como “Lee” vendrían después de 2014. 

¿QUÉ EFECTOS TIENE EL GLIFOSATO EN LOS HUMANOS? EL LINFOMA NO-HODGKIN Y LA DISRUPCIÓN ENDOCRINA

Existen, al menos, tres estudios epidemiológicos que ponen de relieve que la exposición al glifosato en entornos laborales que supongan un contacto continuado con el mismo, con un aporte insuficiente por parte de las empresas de equipos de protección individual, y que exista el riesgo de exposición aguda al mismo, son entornos que incrementan el riesgo de padecer cáncer linfático: concretamente linfoma no-Hodgkin.

En 2008, Mikael Eriksson y sus colegas del departamento de oncología del hospital universitario de Lund (Suecia) evaluaron la posibilidad epidemiológica de que distintos productos fitosanitarios estuvieran incrementando la probabilidad de padecer cáncer. Para ello, estudiaron el nivel de exposición a estos productos y los compararon con los respectivos controles. También utilizaron lo que en estadística se conoce como los “Odds ratio” o la razón de probabilidad. Básicamente consiste en comparar diversos grupos de datos que, a priori, son similares salvo en la variable que se quiere estudiar: en este caso variaba el nivel de exposición a herbicidas. Esta razón de probabilidad era, por término medio, de 1.72 para todo el conjunto de herbicidas analizado y éste se mantenía por un periodo superior a los 10 años. Esto quiere decir que en aquellos grupos expuestos a herbicidas la probabilidad de padecer cáncer era 1.72 veces superior que en aquellos grupos no expuestos. En concreto, el glifosato dio una razón de probabilidades algo mayor, de 2.02, mientras que los insecticidas, los clorofenoles y arsénico, y otros productos plaguicidas (rodenticidas o fungicidas) daban razones de probabilidad inferiores al 1.5. Probados cancerígenos dando razones de probabilidad para el cáncer inferiores a las del glifosato.

Un año después, Claudia Bolognesi del departamento de epidemiología y prevención del Centro Nacional de Investigación sobre el Cáncer de Genova (Italia), y algunos colegas del mismo centro y de otros lugares del mundo, estudiaron los efectos genotóxicos de glifosato sobre los jornaleros que trabajan en fincas donde se utiliza glifosato y sobre los habitantes de zonas donde se ha utilizado el glifosato para erradicar “cultivos ilícitos”. 

En alguno lugares de américa, el Estado roció sistemáticamente regiones controladas por movimientos y guerrillas opositoras al propio Estado. Uno de los argumentos que arguian para relizar este procedimiento era el control de la producción de drogas. . La realidad es que, como demuestra este estudio, estaban haciendo mucho más que destruir “cultivos ilícitos”. Tanto en los jornaleros de las fincas donde se utiliza glifosato, como las personas expuestas a los rociados aéreos, la frecuencia de células linfocíticas binucleadas con micronúcleos, un marcador de daño genético muy robusto, era significativamente mayor que, por ejemplo, en los jornaleros de las fincas donde se producía café mediante técnicas de cultivo orgánicas. Llama poderosamente la atención que la conclusión del estudio de un riesgo bajo dado que la presencia de linfocitos con dos núcleos es uno de los principales ensayos utilizados in vitro para realizar una conexión causal entre citotoxicidad/genotoxicidad y una determinada sustancia. Es lo que Eastmond y Tucker denominaron “detección de agentes inductores de aneuploidía”. Aneuploidía significa que el número de cromosomas no coincide con el que debería ser. Si el número de cromosomas no coincide, como demuestran los propios autores, ¿qué mejor marcador de riesgo necesitan?

El análisis epidemiológico más reciente (2020), y de más entidad, es el que nos proporciona el equipo encabezado por Luoping Zhang, de la escuela de salud pública de la Universidad de Berkeley (EE.UU.). En él se estudia cómo se incrementa la probabilidad de padecer linfoma no-Hodgkin en aquellas personas trabajadoras expuestas a glifosato hasta en un 41% y recomiendan encarecidamente el estudio concreto de las diferentes formulaciones comerciales de glifosato ya que intuyen como problemáticos a algunos de los coadyuvantes que llevan.

Pero no solamente es genotóxico y, por tanto, cancerígeno. Hay una evidencia abrumadora en animales que sugiere (casi obliga a pensar) su potencial como disruptor endocrino. En otras palabras, hay una base sólida para considerar que el glifosato interfiere con nuestro sistema hormonal, produciendo una multiplicidad de desarreglos y disfunciones. Estudios en ratones han demostrado los efectos de las preparaciones comerciales del glifosato sobre el sistema reproductor masculino, concretamente sobre las células de Sertoli y Leydig, replicados en estudios sobre el ánade azulón Anas platyrhyncos y que, además, mostraban los primeros indicios de afección de estos preparados comerciales sobre la expresión génica de la maquinaria metabólica y de receptores extracelulares encargados de actuar de interfaz entre el sistema hormonal sexual y el sistema metabólico: sin duda el glifosato es un disruptor endocrino. Pero hay más. Hay estudios en animales publicados en Nature que demuestran también sus efectos sobre el ciclo ovárico, disminuyendo la capacidad del sistema hormonal de producir maduraciones ováricas completas y de producir endometrios adecuados para la inserción de potenciales embriones. Producen lo que se denomina en la jerga fisiológica una baja función ovárica afectando a las células homólogas a las de Sertoli y Leydig: las células de la teca y de la granulosa.

Pero, ¿Hay evidencias de esto mismo en humanos? Un equipo del Centro de toxicología y salud ambiental del Ministerio de Educación en Bangkok (Tailandia), encabezado por Siriporn Thongprakaisang, ha conseguido demostrar a nivel molecular los efectos disruptivos del glifosato molecular (sin aditivos comerciales). En estos experimentos con células in vitro se observó que, en una línea de cáncer de mama sensible a estrógenos, los receptores para estrógenos vieron incrementada su expresión genética entre 5 y 13 veces en respuesta al tratamiento con glifosato. Esto quiere decir que una mujer con este tipo de cáncer de mama es muy posible que vea peligrar su vida si recibe alguna exposición a la molécula. ¿A qué concentración? Según este trabajo estamos hablando de concentraciones del orden de los nanogramos, muy inferiores a las que se han encontrado en tejidos y orina de animales y humanos.

LOS “MONSANTO PAPERS”

El caso “Lee” abrió las puertas judiciales y periodísticas a los cofres del tesoro que guardaba Monsanto en sus archivos. ¿Cómo se llegó a deshilvanar esta información y cómo funciona de forma general la rendición de cuentas medioambiental y sanitaria de las empresas en las sociedades occidentales?

En EE.UU. se estila mucho una forma de regulación de la actividad económica denominada “regulación basada en riesgos” junto con una concepción de esta regulación como algo “privado” o que debe ser “autoregulada” por el propio sector a través de auditorías internas y la formulación de sus propios estándares de calidad. Son muchos los casos en los que se ha producido un enorme daño a la salud pública mediante este sistema y que solamente largos y costosos procesos judiciales han conseguido sacar a la luz, mientras la empresa seguía haciendo dinero por el mismo u otra rama productiva. Esta forma de regular va ligada al concepto de Nueva Gestión Pública que, desde los años 1980, también se ha integrado en la forma de regular de la UE, y que recoge básicamente los conceptos neoliberales y los intenta aplicar a la gestión pública, siendo este además un proceso más fuerte en algunos países que en otros (y también sea dicho de paso, con un mayor control regulatorio general por parte de los organismos competentes).

Carey Gillam en su libro cita el caso del Oxycontin (Oxicodona), el opiáceo con el que comenzó allá por el año 2000 la actual epidemia de sobredosis que, en el “país de la libertad”, está segando vidas a razón de 100.000 personas al año y que actualmente se basa en otro opiáceo denominada Fentanilo; o el caso de General Motors y su negativa a reforzar el chasis de sus coches y camiones a sabiendas que éstos no eran lo suficientemente resistentes. Y añadimos: La película Dark Waters (2019) relata un proceso similar con la producción de teflón por parte de la empresa Dupont y cómo, de su rentable uso militar durante la segunda guerra mundial, se pasa a un más que lucrativo uso en utensilios de cocina y otros enseres domésticos con experimentos internos que demostraban su toxicidad y vertiendo los residuos de su producción al medio ambiente sin ningún tratamiento. La película narra a la perfección todo este sistema de autorregulación que es obviamente explotado por el capital para, por un lado, socializar las “externalidades” del proceso de reproducción del capital, y por otro, que para que el público conozca los documentos internos de la empresa, debe  darse una dura batalla judicial para hacerlos públicos. El sistema perfecto de transparencia y honestidad que toda democracia se merece, vaya.

El equipo legal de “Lee” tuvo que enfrentarse a batallas similares allá por 2016. Monsanto tenía en su poder miles  de correos electrónicos, documentos, pruebas de laboratorio y otras evidencias que consideraba “secretos” porque afectaban, según decían, a asuntos relacionados con sus patentes. El equipo legal consideraba que, saber si los responsables científicos de la empresa sabían, o no, del posible potencial cancerígeno de sus productos comerciales, como el Roundup o el Ranger Pro, no era ningún secreto comercial, sino una información esencial que cualquier ciudadano de los EEUU y del mundo (dado el uso global del herbicida glifosato) tenía derecho a conocer. Además, la información relativa a espionaje de activistas por los derechos humanos o a la fabricación de pruebas falsas en revistas científicas de prestigio que apoyaran la seguridad de los preparados comerciales de Monsanto, como parece obvio, tampoco podía considerarse “secreto comercial”.

De esta manera fue como un juez de California otorgó derecho al mundo a conocer los “Monsanto Papers”. Además, de forma paralela, France2 y Le Monde desvelaron que, durante 2016, Monsanto había estado espiando a más de 200 personalidades políticas, periodísticas y científicas del país de la revolución más icónica. Y lo había hecho por el simple hecho de haberse posicionado contra los efectos nocivos para la salud del herbicida glifosato. Su red de espionaje se extendió por todo el mundo, llegando a organizar campañas de desprestigio y contrainformación contra el cantante Neil Young, que se había mostrado muy combativo contra el uso de este herbicida, y contra la propia Carey Gillam que estaba a punto de publicar su primer libro sobre los Monsanto papers, “Whitewash: The Story of a Weed Killer, Cancer, and the Corruption of Science” (2017).

Monsanto ya tenía experiencia en el espionaje de activistas por los derechos humanos y por el planeta. En 2010, uno de los semanarios con más historia de EEUU, y que ha conseguido mantener su independencia de grandes grupos financieros, The Nation, tuvo acceso a información interna de la empresa de seguridad privada más grande del mundo: Blackwater. En esta documentación encontraron que “han brindado servicios de inteligencia, capacitación y seguridad a gobiernos estadounidenses y extranjeros, así como a varias corporaciones multinacionales, incluidas Monsanto, Chevron, Walt Disney Company, Royal Caribbean Cruise Lines y gigantes bancarios Deutsche Bank y Barclays”. En concreto, se puede leer en este artículo firmado por Jeremy Scahill lo siguiente:

“Blackwater, a través de Total Intelligence, buscó convertirse en el «brazo de inteligencia» de Monsanto, ofreciendo proporcionar operativos para infiltrarse en los grupos activistas que se organizan contra la empresa multinacional de biotecnología. (…) Según las comunicaciones internas de Total Intelligence, el gigante de la biotecnología Monsanto, el mayor proveedor mundial de semillas modificadas genéticamente, contrató a la empresa en 2008-2009. La relación entre las dos empresas parece haberse solidificado en enero de 2008 cuando el presidente de Total Intelligence, Cofer Black, viajó a Zúrich para reunirse con Kevin Wilson, gerente de seguridad de Monsanto para asuntos globales (…)”.

Esta empresa de mercenarios, y sus filiales, se estaban convirtiendo en el servicio de inteligencia de la multinacional… y la relación no terminó en 2009. La actividad de esta empresa pareció basarse en la recopilación y análisis de información sobre grupos de activistas en Latinoamérica.

LAS PRESIONES SOBRE LAS ORGANIZACIONES INTERNACIONALES

La Agencia Internacional de Investigación sobre el cáncer (IARC por sus siglas en inglés), un organismo dependiente de la OMS, emitió un informe en 2015 donde se clasificaba el herbicida glifosato en su forma pura (y no mezclado con coadyuvantes como ocurre en los preparados comerciales) como «probablemente cancerígeno para los seres humanos». Sin embargo, ya desde la publicación de este informe, diferentes organismos dentro de las propias Naciones Unidas y de organismos reguladores de la UE, comenzaron a emitir informes contradictorios con el informe de la IARC, incluso llegando a ignorar por completo la evidencia reseñada en el mismo. 

Por ejemplo, en 2016 el Consejo de la FAO/OMS sobre los residuos de Pesticidas (el JMPR por sus siglas en inglés) concluyó que es poco probable que este herbicida suponga un riesgo cancerígeno para los humanos en lo que respecta a una exposición a través de la dieta. En el seno de la UE, y ya en el contexto de la moratoria para el glifosato que termina a final de este año, el Comité de Evaluación de Riesgos (RAC) de la Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas (ECHA) descartó las sólidas pruebas existentes del informe de la IARC para clasificar el glifosato como presunto carcinógeno humano y lo considera como completamente seguro. Un proceso similar ocurrió en la Agencia Europea de seguridad alimentaria (EFSA). Muy poco tiene que decir a favor de la forma de autorregulación que se sigue en la UE sobre la seguridad en la producción que la EFSA fuera judicialmente obligada a mostrar la documentación sobre la que basó sus decisiones en relación al glifosato. Y aún menos que un artículo científico, revisado por pares, y firmado por más de 100 personas expertas en la materia, que demostrarían la idoneidad del análisis realizado por la IARC y el desastroso proceder de la EFSA.

LOS JUICIOS CONTRA MONSANTO

El primero de los juicios contra Monsanto, como hemos visto, fue el de Dewayne Anthony “Lee” Johnson. Pese a las maniobras de la multinacional de intentar compartimentalizar la causa en dos juicios y evitar que el jurado pudiera ver la mayor parte de la información disponible en los Monsanto papers, el jurado declaró que el “factor sustancial” para el desarrollo del Linfoma No-Hodgkin terminal que acabaría poco después con la vida de “Lee” fue el preparado comercial de Monsanto. La indemnización fue fijada en 290 millones de dólares, rebajada posteriormente por el juez a 39 millones. Tras diversas peleas judiciales por incrementar esta indemnización, por los representantes de “Lee”, y de anular la causa, por parte de Monsanto, la causalidad quedó suficientemente acreditada en los recursos y la causa permaneció. Eso sí, la indemnización nunca se elevó. De hecho, bajó a un total de 21 millones. Que el cáncer no impida la reproducción del capital.

El segundo juicio que enfrentaba a Monsanto contra el cáncer, y que fue el primero en llegar a la corte Federal de EEUU, fue el que llevó a cabo Edwin Hardeman, un jardinero aficionado que utilizó Roundup para controlar la propagación de hierbas no deseadas en sus propiedades durante más de 3 décadas. La estrategia de la empresa fue similar: intentar primero dividir la causa y, luego, anularla. También fue similar el resultado: quedó acreditado que el producto Roundup fue la “causa sustancial” del Linfoma No-Hodking que padecía también Edwin.

El tercer juicio contra Monsanto terminó en su fase de jurado en mayo de 2019. Alva Pilliod y Alberta Pilliod habían rociado su propiedad con Roundup, pensado que era seguro como la compañía se había encargado de asegurar durante décadas. Ambas desarrollaron un linfoma No-Hodgkin. Las indemnizaciones iniciales fijadas por el jurado fueron elevadisimas, con un total de 2000 millones de dólares. Y como ocurrió en los dos anteriores casos, el juzgado las rebajó a un total de 87 millones. Hay dos cuestiones diferentes en este caso: I) todavía sigue activo en el Tribunal de apelaciones de California, y II) fue llevado por el Consejo judicial de Roundup de California (JCCP), un equipo legal que se ha especializado en este tipo de pleitos. 

CONCLUSIONES           

Actualmente siguen abiertos  muchos juicios civiles en diferentes estados de Estados Unidos contra Bayer-Monsanto. La propia empresa ha hecho provisiones para pagar indemnizaciones por un valor estimado de entre 10.000 y 16.000 millones de dólares. Pese a este escándalo, parece que la UE insiste en renovar el permiso para seguir utilizando este herbicida como fitosanitario a finales de este año. Ni las cada vez más aplastantes evidencias de su poder cancerígeno, ni la más que demostrada afectación a los ecosistemas y la biodiversidad parecen sensibilizar a los reguladores ni a las élites políticas. El dinero manda y la “guerra sucia” de las multinacionales contra los movimientos sociales sigue pendiente. Aunque esta guerra no es nueva, impresiona la relación de Monsanto con los mercenarios de Blackwater. Lejos de impedirlo, la permisibilidad de los gobiernos, las laxas multas a las multinacionales y la propaganda firmada por algunos científicos han permitido ocultar los efectos del glifosato a la sociedad. 

¿Vamos a permitir que este veneno global siga vertiéndose en lo que comemos, donde nos bañamos o en las proximidades de nuestras viviendas?

[laquimeradegupta]

VERTEBRADOS TERRESTRES Y GLIFOSATO: disrupción multisistémica

El glifosato es el herbicida más usado del mundo y uno de los agroquímicos más empleados. Su presencia en el suelo, ecosistemas acuáticos y en el aire es ubicua. ¿Cual es su efecto sobre la fauna vertebrada de ecosistemas terrestres? Los cambios en la biota intestinal, la hepatotoxicidad, el daño en el DNA y la disrupción endocrina son los efectos deletereos más importantes.

En 2006, un trabajo encabezado por Peter J. Turnbaugh y sus colegas del Centro de ciencias genómicas de la Universidad de Washington (EE.UU.) demostró que había una extraña correlación entre la obesidad en ratones y la simplificación de la microbiota intestinal (1). Los ratones obesos poseían en la parte distal de sus intestinos una mayor proporción de bacterias eficientes en la transformación de la materia orgánica en energía. Se produjeron cambios en los dos grupos de bacterias predominantes en el tracto digestivo de vertebrados: Bacteroidetes y las Firmicutes. En general, observaron que la proporción de Bacteroidetes aumentaba mientras que la de Firmicutes disminuía relativamente. Además comprobaron que esta característica era “transmisible”: los ratones que habían sido despojados de su biota intestinal y eran “trasplantados” con microbiota de ratones obesos acumulaban mucha más grasa que antes recibir esa “colonización”. El estudio sobre diversidad de la microbiota se repitió en humanos y se observó el mismo patrón: los humanos con obesidad presentaban una microbiota intestinal más simplificada donde el grupo bacteriano Bacteroidetes se hacía dominante.

Pues bien, en 2018 Qixing Mao y un grupo multidisciplinar (2) del Centro de investigación sobre el Cancer Cesare Maltoni y del Ramazzini Institute (Italia) estudiaron la microbiota de ratas expuestas a Roundup (el herbicida con base de glifosato más vendido del mundo) y glifosato (el herbicida más utilizado del mundo, pero sin ningún aditivo comercial). Concretamente, aplicaron el herbicida durante la gestación de estas ratas y observaron qué ocurría con la microbiota de sus crías. ¿Utilizaron dosis elevadas? Nada más lejos de la realidad. Cogieron como referencia la dosis máxima recomendada recibida mediante los alimentos, la ADI o “Acceptable Diary Intake” definida como 1,75mg/Kg de peso corporal según la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA). Sus resultados fueron perturbadores. Observaron cambios significativos en la microbiota de las crías, especialmente durante la fase de maduración correspondiente en humanos a la prepubertad. Observaron que los grupos de bacterias Bacteroidetes se hacían dominantes frente a los Firmicutes. Si. Efectivamente: tanto el glifosato como el Roundup produjeron efectos en la biodiversidad bacteriana intestinal similar al de padecer obesidad.

¿Por qué es esta pérdida de diversidad de la microbiota intestinal es un elemento esencial de la vida, salud y del éxito reproductivo en organismos heterótrofos?

Hay, al menos, dos razones (3): I) una elevada diversidad de la microbiota intestinal permite acceder a componentes de la dieta que una microbiota simple no proporciona, y II) existe una interacción constante entre la microbiota intestinal y el sistema inmune del organismo que la alberga. Una simplificación de la misma lleva a alteraciones inmunes. Veámoslo algo más en detalle.

Los xiloglicanos son unos polímeros de glucosa bastante complejos y difíciles de digerir ¿A quien no le ha dado nunca gases la lechuga? Pues bien, es un alimento que contiene una gran cantidad de estos hidratos de carbono. Los bacteroidetes, por lo general, odian estas moléculas tan complicadas. Sin embargo, unas especies, que son bastante escasas en los intestinos de los habitantes de los países ricos, son especialista en digerirlos. Los humanos que no poseen ninguna de estas bacterias lo pasan realmente mal cuando ingieren verduras ricas en xiloglicanos debido a que el resto de bacterias, si se atreven con estas moléculas, lo hacen con digestiones parciales de las mismas que, como resultado final, tienen la liberación de mucho CO2. También, muchos Firmicutes y otros grupos bacterianos son capaces de atacar la celulosa y otras fibras vegetales no digeribles, liberando en el proceso “SCFAs” o ácidos grasos de cadena corta. Éstos ácidos grasos son una fuente de energía esencial para la mucosa intestinal y se ha demostrado que modulan la respuesta inmunitaria a nivel intestinal y previenen los tumores intestinales: por ejemplo, la microbiota intestinal es capaz de promover la diferenciación y maduración de Linfocitos T reguladores que estarían implicados en procesos antiinflamatorios. Una microbiota simplificado produce, por contra, un aumento de enfermedades autoinmunes e inflamatorias, de ciertos tumores y otros desarreglos en la salud.

En otros post de este blog vimos cómo estos desajustes de la microbiota no solamente afectaban a vertebrados. Decíamos en aquella entrada del blog citando el estudio encabezado por Erick V. S. Motta del departamento de biología integrativa de la Universidad de Texas (4):

I) la práctica totalidad de las bacterias simbiontes del tracto digestivo de las abejas melíferas poseen el gen del enzima sensible al glifosato y, por tanto, son potencialmente sensibles al mismo, II) “la abundancia relativa y absoluta de las especies de microbiota intestinal dominantes disminuye en las abejas expuestas al glifosato en concentraciones documentadas en el medio ambiente”, variando hacia poblaciones bacterianas menos sensibles al glifosato, III) esto repercutió en una mayor mortalidad de las obreras jóvenes cuando se ven atacadas por la bacteria oportunista Serratia marcescen. La conclusión del estudio es muy contundente:

“la exposición de las abejas al glifosato puede perturbar su microbiota intestinal beneficiosa, afectando potencialmente la salud de las abejas y su eficacia como polinizadores”.

LOS EFECTOS DEL GLIFOSATO EN LOS VERTEBRADOS TERRESTRES

El efecto del herbicida más utilizado del mundo no se limita a lo visto arriba. Al igual que vimos en anteriores entradas en el blog sobre el glifosato, este herbicida, ya sea en su diferentes presentaciones comerciales, o como molécula pura, ha mostrado que puede afectar a concentraciones ambientalmente relevantes al desarrollo embrionario de anfibios y peces, a la biodiversidad algar en aguas dulces y en las aguas costeras, a la diversidad bacteriana en el suelo y a muchos invertebrados esenciales para una correcta salud de los ecosistemas terrestres como a las lombrices de tierra y a casi todos los artrópodos con los que se ha ensayado.

Uno de los efectos que, con mayor asiduidad se ve en muchos estudios, es la hepatotoxicidad de este compuesto. Por ejemplo, Mariailaria Verderame y Rosaria Scudiero, ambas del departamento de biología de la Universidad Federico II de Nápoles (Italia), han mostrado cómo concentraciones extremadamente pequeñas de glifosato, entre 0.05 µg/Kg y 0.5 µg/Kg administradas de forma “continuada” (3 semanas en días alternos), produce en la Lagartija italiana o Podarcis sicula efectos similares a una intoxicación crónica por alcohol: cirrosis hepática grave, aumento de proteínas antioxidantes y citoprotectoras en el tejido hepático (algunas de ellas son la Cu/ZnSOD o SOD1, esencial para eliminar los radicales libres producidos por procesos de oxidación y que suelen darse en procesos de agresión a las células o la proteína p53, encargada de regular el ciclo celular y cuya sobreexpresión se relación con el incremento de la probabilidad de padecer cáncer) y la expresión de receptores estrogénicos, demostrando también su papel xenoestrogénico (5).

Con otro enfoque metodológico, Nahla S. El-Shenawy del departamento de zoología de la facultad de ciencias de la Universidad del Canal de Suez (Egipto) demostró que la intoxicación aguda por Roundrup también produce estos efectos en ratas (6). A concentraciones muy altas, de 134.95 mg/Kg y 269.9 mg/Kg inyectadas vía intraperitoneal (que podrían responder a una exposición oral durante el manejo del herbicida), en una semana el herbicida ha producido daños irreversibles en los hepatocitos, liberándose en cantidades compatibles con el fallo hepático agudo proteínas antioxidantes y citoprotectoras. El glifosato puro, a la concentración más baja, se mostró menos agresivo, pero mostró cómo también se activaban oncogenes y se alteraban otros indicadores que mostraban un ciclo celular alterado y un daño celular moderado.

Con un trabajo, también en ratas, pero esta vez con un rango de concentraciones más amplio (4.87mg/kg hasta 487mg/Kg), Aloı́sio Luiz Benedetti y sus colegas del laboratorio BEG-CCB de la Universidad Federal de Santa Catarina (Brasil), obtuvieron resultado similares en todas las concentraciones. Es decir, una concentración que es “solamente” cuatro veces más que la dosis correspondiente de la IDA para humanos de la FDA (y que es posible que, dada la ubiquidad de su uso, muchas personas puedan verse expuestas de forma periódica y/o puntual a estas concentraciones de forma dérmica o entérica), produce, según este trabajo, fallo hepático. En concreto, hallaron concentraciones muy elevadas en sangre de Aminotrasferasas. Estas enzimas son la señal analítica de que el hígado está inflamado. Además, se produce, a nivel histológico, un incremento de células de Kupffer en los vasos sinusoides del higado. Estas células son los macrófagos del hígado y su incremento indica claramente una enfermedad fibrótica. Vamos, una lesión crónica. El tratamiento con glifosato duró dos semanas y se administró en días alternos (7).

Otro de los efectos más observados es el daño en el DNA. Si, efectivamente. El glifosato produce daño al DNA a concentraciones ambientalmente relevantes. Por ejemplo Nahla Elsayed Omran y Wesam Mohamed Salama, del departamento de zoología de la facultad de ciencias de la Universidad de Tanta (Egipto) demostraron que concentraciones constantes (2 meses) a las cuales se aplica el Roundup en el campo pueden causar daño genético y retraso en el crecimiento en el Yacaré overo o Caiman latirostrus. En este, y otros trabajos, se utiliza la particularidad de que los eritrocitos de reptiles y aves conservan los núcleos para medir la integridad de su DNA mediante diferentes técnicas (8).

Un grupo encabezado por Gisela L. Poleta de la Universidad Nacional Litoral, en Santa Fe (Argentina, realizó un estudio con la misma especie de caimán buscan los efectos de dosis subletales en el desarrollo embrionario del mismo. Aplicaron concentraciones de entre 50 µg/por huevo y 1750 µg/por huevo. Recordemos que la ADI para humanos, según la EPA, es de 1.75mg/Kg. A partir de la concentración de 500 µg/por huevo observaron daño genético (9).

En otro estudio, encabezado esta vez, por Laura G. Schaumbur, y en el que también participaban Gisela L. Poletta y Marta D. Mudry, que también participaron en el estudio citado anteriormente, se procedió de forma similar. Utilizaron un abanico de concentraciones similar durante el desarrollo embrionario del Lagarto Tegu o Salvator merianae. No observaron ningún efecto teratógeno visible tras la eclosión de los huevos, pero a partir de 100µg/por huevo si que vieron que se producían daños significativos en el DNA (10).

Pero si hay un efecto negativo del glifosato observado de forma transversal en los vertebrados terrestres este es el de la disrupción endocrina. Un estudio preliminar in vitro, sobre cultivos de células testiculares de ratas, tratados con Roundup mostró resultados llamativos. Émilie Clair, y el polémico grupo de investigación del Instituto de Biología de la Universidad de Caen (Francia) del cual ya hablaremos en otra ocasión, trataron estos cultivos celulares con una dosis única que oscilaba de 1 a 10.000 ppm de Roundup y glifosato sin aditivos (o lo que es lo mismo, de 1 a 10.000mg/Kg. La dosis más baja quedaría por debajo de la IDA de la FDA) y observaron durante 8h qué pasaba (11). En cualquiera de las dosis de tratamiento para el Roundup, observaron una bajada de la producción de testosterona que rondaba el 35%. Es decir, para cualquier dosis de las estudiadas, el glifosato estaba disruptiendo la síntesis de testosterona. A partir de 100 ppm se observó que el glifosato dañaba las células de sertoli, encargadas de nutrir y proteger a los espermatozooides en formación. A partir de 1000 ppm se observaron daños histológicos en las células de Leydig, encargadas de la producción hormonal en los testículos.

Estos daños y disrupciones en el funcionamiento hormonal de los órganos reproductores masculinos también ha sido observado en aves. André G. Oliveira, y sus colegas del departamento de morfología de la Universidad Federal de Minas Gerais de Belo Horizonte (Brasil), estudiaron los efectos del Roundup sobre el sistema reproductor del ánade azulón o Anas platyrhyncos (12). Encontraron que los niveles séricos de testosterona y estradiol fueron muy inferiores cuando se les proporcionaba agua con una concentración de 5mg/Kg de Roundup durante 15 días. También se analizaron los testículos y se observó que la morfología de los tubos seminíferos y los conductos del epidídimo se vieron severamente alteradas. Se estudió, además, la cantidad de receptores StAR en la superficie celular. StAR es el acrónimo de  steroidogenic acute regulatory o proteína reguladora de la esteroidogenia aguda. En otras palabras, es una proteína que ve estimulada su síntesis y su presencia en la superficie celular por la acción de la hormona luteinizante (LH) y la hormona adenocroticotropa (ACTH) y que se encarga de captar y transportar el colesterol, necesario para la síntesis de las hormonas sexuales, hacia el interior celular. Si, esta proteína ve modificada también su expresión cuando el ánade se ve expuesto a glifosato. Pero es que, además, también se vio alterada la cantidad de aromatasa, una proteína esencial para convertir el colesterol en estradiol y/o testosterona. Este estudio constituye uno del os primeros ejemplos de disrupción endocrina in vivo de este herbicida en fauna salvaje.

Como queda claro y evidente en el octavo capítulo, “Constructores de cuerpos” del maravilloso libro En Tierra fértil de Peter T. Ellison (2001), el paquete hormonal de machos y hembras en vertebrados terrestres (sobre todo en mamíferos) es, básicamente, similar. Por tanto, no es de extrañar que, tras experimentar con machos y hallar pruebas del potencial disruptor de la fisiología hormonal de vertebrados, los estudios arrojaran resultados similares en hembras.

En un trabajo encabezado por Maria Chiara Perego y en el que formaban parte personas de la Universidad de Milán (Italia) y de la Universidad Estatal de Oklahoma (EE.UU.), encontraron que concentraciones bajas se producían disrupción de la fisiología del ovario en vacas. Concretamente utilizaron una batería de 3 tratamientos para un tejido ovárico in vitro: 0.5 µg/mL, 1.7µg/mL y 5.0 µg/mL (µg/mL y mg/Kg son equivalentes). La proliferación de las células de la granulosa, encargadas de transformar los andrógenos que son sintetizados en las células de la teca, en estradiol, y por tanto, la propia producción de estradiol fueron inhibidas con las 3 dosis, mientras que la producción de progesterona no sufrió cambios significativos. La proliferación de las células de la teca y su producción de andrógenos (esteroideogénesis) tampoco fue afectada (13). Recordemos que la IDA de la FDA es más de tres veces mayor que la dosis más baja empleada en este estudio y que ha mostrado, in vitro, que el glifosato es disruptor endocrino.

También hay otros efectos con evidencia más dispersa. Por ejemplo, Jasmine George y sus colegas del laboratorio de proteómica del Instituto Indio de Investigación en Toxicología (CSIR), demostraron que el contacto del glifosato con la piel a concentraciones de aplicación produce cambios en el proteoma dérmico de ratones. Estos cambios son idénticos a los que producen probados carcinógenos de epitelios, como la DMBA o 1,3-dimetilbutilamina (14).

Katarı́na Šiviková y Ján Dianovskỳ del Instituto de Genética de la Universidad de Medicina Veterinaria de Košice (Eslovaquia), analizaron qué ocurría con el glifosato si era aplicado sobre un cultivo celular de linfocitos. En un rango de concentraciones de glifosato molecular que oscilaba entre los 9.5 mg/L y los 1800 mg/L, observaron a cualquier concentración que, en los cromosomas de estos linfocitos, ocurrían de forma anormal, intercambios entre cromátidas hermanas (SCE por sus siglas en inglés). Esto es un claro indicador de carcinogenicidad. A concentraciones muy altas la investigación mostró que la tasa de división de las células bajaba significativamente (15).

CONCLUSIONES

Según lo observado en los diferentes ecosistemas, y que ya hemos repasado en otras entradas del blog, estas concentraciones a las cuales el glifosato y sus derivados pueden causar problemas fisiológicos en los animales vertebrados terrestres son ambientalmente relevantes: hay ecosistemas donde podemos encontrar éstas concentraciones, o concentraciones de un rango similar, tanto de la molécula base del herbicida, como de los surfactantes de varias de las preparaciones comerciales y del principal derivado degradativo del glifosato: el AMPA.

REFERENCIAS

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Shreiner, A. B., Kao, J. Y., & Young, V. B. (2015). The gut microbiome in health and in disease. Current opinion in gastroenterology, 31(1), 69.

Motta, E. V., Raymann, K., & Moran, N. A. (2018). Glyphosate perturbs the gut microbiota of honey bees. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(41), 10305-10310.

Verderame, M., & Scudiero, R. (2019). How glyphosate impairs liver condition in the field lizard Podarcis siculus (Rafinesque-Schmaltz, 1810): histological and molecular evidence. BioMed Research International, 2019.

El-Shenawy, N. S. (2009). Oxidative stress responses of rats exposed to Roundup and its active ingredient glyphosate. Environmental toxicology and pharmacology, 28(3), 379-385.

Benedetti, A. L., de Lourdes Vituri, C., Trentin, A. G., Domingues, M. A. C., & Alvarez-Silva, M. (2004). The effects of sub-chronic exposure of Wistar rats to the herbicide Glyphosate-Biocarb®. Toxicology letters, 153(2), 227-232.

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Poletta, G. L., Larriera, A., Kleinsorge, E., & Mudry, M. D. (2009). Genotoxicity of the herbicide formulation Roundup®(glyphosate) in broad-snouted caiman (Caiman latirostris) evidenced by the Comet assay and the Micronucleus test. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 672(2), 95-102.

Schaumburg, L. G., Siroski, P. A., Poletta, G. L., & Mudry, M. D. (2016). Genotoxicity induced by Roundup®(Glyphosate) in tegu lizard (Salvator merianae) embryos. Pesticide Biochemistry and Physiology, 130, 71-78.

Clair, É., Mesnage, R., Travert, C., & Séralini, G. É. (2012). A glyphosate-based herbicide induces necrosis and apoptosis in mature rat testicular cells in vitro, and testosterone decrease at lower levels. Toxicology in vitro, 26(2), 269-279.

Oliveira, A. G., Telles, L. F., Hess, R. A., Mahecha, G. A., & Oliveira, C. A. (2007). Effects of the herbicide Roundup on the epididymal region of drakes Anas platyrhynchos. Reproductive Toxicology, 23(2), 182-191.

Perego, M. C., Schutz, L. F., Caloni, F., Cortinovis, C., Albonico, M., & Spicer, L. J. (2017). Evidence for direct effects of glyphosate on ovarian function: glyphosate influences steroidogenesis and proliferation of bovine granulosa but not theca cells in vitro. Journal of Applied Toxicology, 37(6), 692-698.

George, J., Prasad, S., Mahmood, Z., & Shukla, Y. (2010). Studies on glyphosate-induced carcinogenicity in mouse skin: a proteomic approach. Journal of proteomics, 73(5), 951-964.

Šiviková, K., & Dianovský, J. (2006). Cytogenetic effect of technical glyphosate on cultivated bovine peripheral lymphocytes. International journal of hygiene and environmental health, 209(1), 15-20.

[laquimeradegupta]

El diezmo ecológico y la presión de selección en favor de la simbiosis (Parte II): La cnidoplastia

La cleptoplastia, o mantenimiento de subestructuras celulares en las células y/o cuerpos de otros organismos durante un periodo prolongado de tiempo, puede ser una forma óptima de superar el diezmo ecológico o regla del 10%. Sin embargo, como estrategia, puede utilizarse de forma innovadora para otros “asuntos”.

Aquí podéis leer la PARTE I

A veces la presión selectiva que impone la eficiencia energética es muy intensa; a veces no lo es tanto. Y en los diferentes medios marinos podemos observar ambientes diversos que nos ofrecen relaciones interespecíficas muy diversas e ilustrativas.

Por ejemplo, en ocasiones algunas medusas de las que hemos estado hablando (los rhizostomados) se encuentran en zonas de elevada productividad y/o zonas con temperaturas muy cambiantes. Las temperaturas oscilantes (y sobre todo si ocurre de forma brusca) no son demasiado buenas para las zooxantelas. Esto puede acabar con buena parte de la simbiosis sin que la medusa pueda hacer nada. Esto ocurre también con los corales que tienen zooxantelas. Es lo que se conoce en estos organismos como "blanqueamiento" del coral. En el caso de los corales pueden aguantar un tiempo sin zooxantelas pero si la simbiosis no se reestablece, éstos mueren. Es lo que, desgraciadamente, está ocurriendo en aguas del Caribe o en la gran barrera de Coral en Australia debido a la subida de las temperaturas del agua producida por el cambio climático. Por su parte, estas medusas han hallado un equilibrio algo menos precario.

Cassiopea xamachana es una medusa oriunda del ecosistema de manglar del Golfo de México. Es buscada por muchas personas que practican snorkel o buceo para observarla por sus colores vívidos y por las espectaculares extensiones de sus tentáculos que albergan zooxantelas. Sin embargo, bucear junto a ellas puede jugar una mala pasada a quien lo intente. Tras acercarse a individuos de esta especie de Cassiopea, algunas personas han sufrido lo que se denomina síndrome del agua punzante o "stinging water". Este síndrome no se sabía muy bien a qué era debido pero un reciente trabajo multidisciplinar (que mezcló biología molecular, estudio de tejidos, estudio completo de todas las proteínas producidas por la medusa y microscopía) encabezado por Cheryl L. Ames ha dado con la clave (1). Cassiopea xamachana libera al medio una cantidad ingente de moco junto con un complejo sistema celular denominado casiosoma. El casiosoma sería un conjunto de células epiteliales que todavía no se ha separado y que mantiene la cohesión que tenía sobre la superficie de la medusa y que incorpora elementos de la simbiosis con zooxantelas (dinoflagelados), elementos celulares más internos de la medusa y, como era de esperar, el tipo celular típico de los cnidarios: el cnidocito. Y éste sería el causante último del "agua punzante. Pues bien, con este moco urticante, esta Cassiopea (y otras 4 especies del género donde se ha documentado)  es utilizado, como en el resto de medusas, para cazar pequeños organismos y poder así completar su dieta.

También podemos encontrarnos ante situaciones donde el ecosistema no sea lo suficientemente productivo o que ya esté saturado de vida. En esta situación la selección natural y otros mecanismos evolutivos favorecerán formas más eficientes desde el punto de vista energético. Hay un grupo de animales que se ha especializado en aprovechar al máximo la energía disponible en situaciones de este tipo.

Los Opistobranquios (babosas de mar) son un grupo de gasterópodos marinos emparentados con las nereidas y otros caracoles de mar. A su vez, junto con los caracoles terrestres forman el gran grupo (tipo o filo) de los gasterópodos (Caracoles, caracolas, babosas, babosas de mar, etc.). Pues bien, dentro de los opistobranquios encontramos un pequeño conjunto de especies (unas 300) denominado Opistobranquiso sacoglosos (así llamados por la rareza que supone en este grupo, el de los opistobranquios, poseer un saco en su faringe para guardar una especie de lengua con dientes que utilizan para perforar su principal fuente de alimentación: las algas. El sufijo gloso significa lengua. De aquí también deriva, por ejemplo, la palabra glosario). Estos animales han desarrollado adaptaciones en “lengua con dientes”, o rádula, que les permiten perforar las paredes celulares de algas y otros organismos fotosintéticos. Muchas de estas 300 especies son capaces de ingerir el contenido de estas células y no destruir los cloroplastos que albergan.

En concreto, es el género Elysia el que se ha hecho mundialmente famoso por esta capacidad. En este género, los cloroplastos capturados terminan revistiendo el tracto digestivo de estos opostobranquios, y manteniéndose en perfecto estado durante meses. Se sabe que, en algunas especies, pueden llegar a conservarlos un año completo (2) Esto les permite sobrevivir únicamente mediante la fotosíntesis durante mucho tiempo. ¿Cómo consiguen hacerlo? La evolución de la vida es maravillosa se mire por donde se mire, pero en este caso es todavía más sorprendente. Se ha conseguido demostrar, al menos, para la especie Elysia chlorotica, que se ha producido una transferencia lateral de genes encargados de mantener los cloroplastos en funcionamiento, entre el alga de la que se alimenta fundamentalmente (el alga verde Vaucheria litorea) y el opistobranquio. En concreto la evidencia procede de una proteína específica de la especie de alga, que interviene en el ciclo de Calvin y cuyo gen se encuentra tambień en uno de los cromosomas del opistobranquio (3). En este caso, además, se demostró la presencia de este gen en las larvas de Elysia chlorotica.

Sin embargo poco más se conoce de este espectacular fenómeno. Para Katharina Händeler y sus colegas del Museo de investigaciones zoológicas Alexander Koening, en Bonn (Alemania) la cleptoplastia en el género Elysia habría surgido inicialmente “como una deficiencia en la digestión de los plástidos, produciendo energía adicional a través de la liberación de carbono fijado [durante la fotosíntesis].” Sin embargo, continúan, “las adaptaciones necesarias para la supervivencia del cloroplasto a largo plazo surgieron de forma independiente en especies que se alimentan de diferentes algas, lo que proporciona un valioso sistema de estudio para examinar la evolución paralela de esta estrategia trófica única”. (4)

En la literatura biológica ésta avidez por orgánulos intracelulares (denominados plastos en general) ha recibido el nombre de cleptoplastia. Quizá el caso de la cleptoplastia del género Elysia sea uno de los más conocidos y citados. Menos conocido es el hecho de que algunas especies importantes del fitoplancton también toman prestados plastos de algunas de las especies fotosintéticas de las que se alimentan. Los dinoflagelados, además de formar simbiosis (zooxantelas), también son capaces de depredar a la vez que pueden hacer la fotosíntesis. Todo ello en función de la situación poblacional. Cuando las poblaciones de dinoflagelados crecen explosivamente, muchos de ellos producen sustancias que indican a otros congéneres que la velocidad de reproducción está siendo muy alta y suelen inducir menor crecimiento vegetativo, pueden ser tóxicas y llegar hasta el punto de causar directamente lisis celulares. También estas sustancias son tóxicas para otras especies (para los humanos también). El dinoflagelado Dinophysis norvegica hace todo esto y, además, depreda sobre el fitoplancton, quedándose con buena parte de los cloroplastos y evitando así depender en exceso de esa depredación para sobrevivir en un contexto de crecimiento poblacional exponencial (6). Practica la cleptoplastia facultativa.

UN CASO PARTICULAR: LA CLEPTOCNIDIA

Hemos visto una diversidad importante de formas de librarse de tener que comerte a un organismo para sobrevivir. Todas ellas tienen en común la asociación con organismos fotosintéticos o con la sustracción y mantenimiento del plasto responsable de la fotosíntesis. Como todo en biología, cualquier estrategia evolutiva puede ser cooptada si ésta contribuye a una mayor plurificación de la población. Esto es lo que ha ocurrido con la capacidad de mantener funcionales plastos celulares de otros organismos dentro de un cuerpo ajeno. Concreto: si el género Elysia es capaz de mantener vivos los cloroplastos de las algas que ingiere, los gasterópodos nudibranquios de la familia Aeolidiidae han encontrado la forma de mantener intactos los cnidocitos de los pólipos y medusas que ingieren. No solo eso, sino que son capaces de transportarlos hasta su epidermis y utilizarlos como lo haría un cnidario: son su principal herramienta de defensa ante los depredadores. Y no solo lo ha desarrollado esta familia de nudibranquios. Algunos grupos algo más sencillos, morfológicamente hablando, como los turbelarios (emparentados con las tenias intestinales; muchos de ellos habitan ecosistemas marinos y también dulceacuícolas) y los Ctenóforos (similares a primera vista a las medusas pero de posición incierta en la taxonomía del mundo animal) también ha desarrollado esta habilidad. En 2016 dos grandes zoólogas, Jessica A. Goodheart y Alexandra E. Bely, publicaron una extensa revisión sobre la cleptocnidia. Resumiendo sucintamente su trabajo, estiman que:

“el secuestro de nematocistos ha evolucionado de 9 a 17 veces [de forma independiente]. (...) Las similitudes entre los diversos grupos son evidentes. (...) Los nematocistos se transportan dentro de las células desde el intestino a los tejidos periféricos, además de que ciertos tipos de nematocistos se capten selectivamente sobre otros, [esto] sugiere una evolución convergente en algunos aspectos del proceso de captura(...). De manera similar (...) varios estudios sugieren que los nematocistos secuestrados por estos grupos son efectivos para la defensa. (...) sugerimos hipótesis sobre cómo estos rasgos [fisiológicos comunes] podrían haber jugado un papel en la evolución del secuestro de nematocistos”. (7).

En la Figura 1 podéis observar los 4 filos en los que, al menos, habría evolucionado de 9 a 17 veces la cleptocnidia

Figura 1. En esta filogenia las autoras muestran las relaciones filogenéticas entre los diferentes linajes de metazoos. Los filos en los que se conocen especies secuestradoras se muestran en azul.

REFERENCIAS

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Händeler, K., Grzymbowski, Y. P., Krug, P. J., & Wägele, H. (2009). Functional chloroplasts in metazoan cells-a unique evolutionary strategy in animal life. Frontiers in Zoology, 6(1), 1-18.

Minnhagen, S., Carvalho, W. F., Salomon, P. S., & Janson, S. (2008). Chloroplast DNA content in Dinophysis (Dinophyceae) from different cell cycle stages is consistent with kleptoplasty. Environmental microbiology, 10(9), 2411-2417.

Goodheart, J. A., & Bely, A. E. (2017). Sequestration of nematocysts by divergent cnidarian predators: mechanism, function, and evolution. Invertebrate Biology, 136(1), 75-91.

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El diezmo ecológico y la presión de selección en favor de la simbiosis (Parte I): Las zooxantelas

Una forma de "saltarse" esa regla del 10% es pasar de ser un depredador despiadado a un eficaz colaborador con organismos fotosintéticos, que están en la base de la producción de materia y energía.

La termodinámica es tozuda. La ecología tiene 3 formas de mirar las relaciones que existen entre los diferentes organismos: atender a las interacciones interespecíficas, atender al trasiego de materia que dichas interacciones producen o atender al trasiego de energía. Si miramos la energía nos daremos cuenta que la mayor parte de energía en un ecosistema se disipa en forma de calor o en forma de materia difícilmente aprovechable. Así, cada vez que un organismo se alimenta de otro se pierde, en promedio, el 90% de la energía total disponible en ese organismo. A modo de ejemplo: cuando un rumiante se alimentan en las praderas está aprovechando solamente el 10% de la energía contenida en esos vegetales. Ocurre lo mismo si este rumiante es depredado. Sus tejidos solo serán aprovechados en un 10% por el depredador en términos de energía (y siempre hablando en promedio). Es la conocida como regla del 10% o diezmo ecológico. Sin que se cumpla siempre con exactitud, explica que las cadenas tróficas no sean infinitas. Los superdepredadores, en términos de biomasa son organismos muy escasos por esta razón.

Esta regla puede explicar algunas cosas "extrañas" que ocurren en la evolución. Existe una presión selectiva para mejorar ese porcentaje del 10% en el trasvase de energía de un nivel trófico al siguiente. Esto suele interpretarse como la existencia de una presión selectiva para que los depredadores sean más eficientes, tanto en la caza, como en el aprovechamiento de la energía y materia de la presa. Pero es la presión selectiva también hace que las cadenas tróficas, como se ha dicho, no se compliquen hacia arriba (jerárquicamente en términos energéticos), sino que lo hagan horizontalmente (en términos de interacciones interespecíficas). Una forma de "saltarse" esa regla del 10% es pasar de ser un depredador despiadado a un eficaz colaborador con organismos fotosintéticos, que están en la base de la producción de materia y energía.

LAS ZOOXANTELAS: una relación simbiótica más estable

El orden Rhizostomae es un orden de cnidarios cuya fase vital predominante es la medusa (y por ello, y otras razones, pertenece a la clase Scyphozoa). Estas medusas son en su mayoría depredadoras. Si, las medusas son depredadores. Algunas llegan a a cazar peces de tamaño pequeño o mediano que digieren en su cavidad gastrovascular. Sin embargo, la mayor parte de las medusas se alimenta de pequeños invertebrados y de organismos unicelulares. Todos, sin importar el tamaño, son paralizados por la célula que hace de los cnidarios un tipo animal a parte y perfectamente diferenciado del resto: el cnidocito. Pues bien, varios géneros de este orden han optado por colaborar con algunos organismos unicelulares fotosintéticos para obtener parte o todo el alimento que necesitan.

Dentro de este orden, el género Cassiopea es quizá el más llamativo: las 10 especies que lo componen forman estrechas simbiosis con organismos fotosintéticos que almacenan en unas bolsas especiales que, en algunos casos, como el de Cassiopea andromeda, presentan adaptaciones para maximizar el número de estos organismos fotosintéticos que pueden mantener en simbiosis (tentáculos orales ramificados) y proporcionar al simbionte el mejor lugar para hacer la fotosíntesis (bolsas en forma de antena parabólica).

Figura 1. "Cassiopea andromeda". Un Rhizostomedo completamente fotosintético gracias a sus zooxantelas. Sus tentáculos desarrollan extensiones "foliares" para incrementar la superficie fotosintética. Su comportamiento ha evolucionado para maximizar la simbiosis: en lugar de ser un organismo pelágico (que nada por la columna de agua), se ha convertido en ventónico (posado sobre el fondo) y relativamente sésil. Fuente imagen: Wikipedia

Pero, ¿cuales son esos organismos fotosintéticos? No solo establecen simbiosis con estas medusas. Ni muchos meno. En términos coloquiales nos referimos a este conjunto de organismos fotosintéticos que establecen relaciones simbióticas con organismos acuáticos como zooxantelas. Es un término que, en realidad, engloba una moderada diversidad de dinoflagelados y algas verdes predominada por la familia de dinoflagelados Symbiodiniaceae. Estas zooxantelas establecen simbiosis con diversos organismos acuáticos: esponjas, cnidarios (corales, medusas o hidrozoos) nudibranquios, algunos moluscos bivalvos (como el género de almejas gigantes Tridacna), gusanos planos (sobre todo en ambientes marinos tropicales), así como algunas especies de protistas unicelulares de radiolarios y foraminíferos. Llama poderosamente la atención el caso de los corales que, aunque la simbiosis es obligada en 60 géneros, está virtualmente accesible a todas las especies de corales formadores de escudos coralinos (hermatípicos): unas 1300 especies. Pero, si sumamos el conjunto de organismos capaces de establecer simbiosis con zooxantelas, nos situamos entonces en el orden de las decenas de miles.

Entonces, ¿cómo se produce esta asociación entre un organismos depredador y fotosintéticos?, ¿por qué supone una "violación" de la regla del 10%? Los organismos comentados anteriormente son organismos que, en su mayoría, sufren desarrollo indirecto o tienen un ciclo con varias fases vitales con diferente morfología. Tanto durante su fase larvaria y/o juvenil, como cuando el adulto establece una colonia (corales o hidrozoos), las zooxantelas pueden ser incorporadas como simbiontes desde el ambiente. Estas zooxantelas también son capaces de vivir y reproducirse fuera de su cooperante. De hecho, algunos corales han desarrollado evolutivamente sustancias que atraen a las zooxantelas y favorecen el establecimiento de la cooperación. También la transferencia del simbionte se puede dar de modo casual: materia semidigerida con zooxantelas viables es filtrada por alguno de estos organismos y las zooxantelas son capaces de establecer la cooperación.

Sin embargo, la forma habitual de transmisión del simbionte es a través de la vía hereditaria: durante la formación del óvulo, las zooxantelas se incorporen al mismo, acompañando al nuevo individuo y/o colonia desde el momento mismo de su concepción. Otra forma curiosa de que se establezca este mutualismo es que, directamente, alguno de estos organismos ingiera a otro organismo que ya poseía zooxantelas. Éstas, resistiendo el ataque de los enzimas digestivos, se incorporan a su nuevo compañero de viaje como si no hubiera pasado nada.

Estos dinoflagelados y algas fotosintéticas simbióticas son capaces de proporcionar hasta el 90% de las necesidades energéticas de su anfitrión, llegando a representar una parte importante del peso del mismo (en algunos casos el 50% de todo el nitrógeno de origen proteico que se ha extraído de un organismo que contenía zooxantelas simbióticas correspondía a dichos organismos fotosintéticos). A cambio, las zooxantelas reciben una posición preeminente para realizar la fotosíntesis, acceso a bien removidas, con una buena concentración de CO2 y un repertorio diverso de nutrientes. Así, asociarse con organismos fotosintéticos aumenta drásticamente la soberanía alimentaria de estos organismos pasando, además, a ser mucho más eficientes en la obtención de la energía: cada unidad de energía obtenida gracias a la oxidación de las moléculas contenidas en una presa, 9 unidades de energía son obtenidas gracias a las moléculas sintetizadas por la fotosíntesis de las zooxantelas.

En una próxima entrega hablaremos de los animales que son capaces de capturar los orgánulos celulares fotosintéticos (cloroplastos) de algunas especies de algas e incorporarlos a sus tejidos para convertirse en animales fotosintéticos: la cleptoplastia como forma de aproximarse a la eficienca energética

[laquimeradegupta]

APOYO MUTUO EN AVES: grupos de forrajeo mixtos

En la anterior entrada del blog abordamos el apoyo mutuo intraespecífico en fringílidos, córvios y en algunas de las grandes aves migratorias.

Sugerimos que el apoyo mutuo o mutualismo ha sido una fuerza moldeadora de la evolución del comportamiento en las aves y que las hipótesis de la selección por parentesco no llega a explicar fenómenos que ocurren mucho más allá del grupo familiar.

APOYO MUTUO INTERESPECÍFICO EN AVES

Imaginemos ahora que, tras largas semanas de planificación con tus amistades, cogéis vuestras bicicletas y, durante 4 años, os dais a la buena vida, recorriendo pueblos y caminos; visitando los mejores arbustos del lugar para saborear los mejores frutos de verano y otoño; escogiendo los mejores árboles donde pasar la noche. Tras esos cuatro años habéis recorrido más de 1000 kilómetros (si, no habéis hecho más de un kilómetro al día, pero habéis explorado mucho en vuestro paseo). ¡Qué grandes amistades! [ver entrada anterior]. Imaginemos también que, durante vuestro viaje, os hospedáis en un humilde albergue y, para reponer fuerzas, bajáis al comedor. Allí os encontráis con una escena no esperada. Cerdos, caballos, gatos, perros y burros se encuentran todos comiendo allí mismo. Sin apenas inmutaros, os sentáis a la mesa, entremezclados con ellos, comiendo y vigilando. Nunca se sabe cuando puede venir un gran depredador.

Exactamente esto es lo que ocurre de forma habitual en las aves. Es frecuente que en la campiña, en los parques de las grandes urbes o en los bosques más frondosos grupos de varias especies de aves se desplacen y se alimenten a la vez, permaneciendo unidos. Son grupos pobremente organizados, de dos o más miembros, de diferentes especies que, sin embargo, permanecen juntos durante la alimentación y otras actividades temporales.

Uno de los biólogos de la conservación y ecólogos más importantes de EE.UU., John Whittle Terborgh, sugirió en los años 1990 tres hipótesis evolutivas que intentaban dar explicación al hecho de que las aves de diferentes especies cooperan durante el forrajeo en bosques y campos (1). De hecho, su capacidad de cooperación es tan flexible que este autor, en su revisión se pregunta específicamente por este asunto para sacar principios explicativos que ayuden a comprender la cooperación en primates.

La primera hipótesis, llamada "la manada egoísta", que basaría su sustento teórico en el llamado "efecto masa" o efecto de "protección del número", afirma que, evolutivamente, se habría favorecido comportamientos que llevan a la unión en grandes grupos debido a la reducción del riesgo de ser depredado para cada individuo.

La segunda hipótesis es la llamada "confusión en la elusión del depredador" y se basaría en una inferencia, a partir de a datos sobre fisiología animal que indican una mayor dificultad de los depredadores en la selección y captura de presas en el caso de grupos numerosos, en una especie de disrupción sensorial debida precisamente al elevado número de presas.

La tercera hipótesis es conocida como "más ojos y más oídos" y se basa en el teórico beneficio que existiría entre las diferentes especies al percatarse, con una mayor probabilidad que si estuvieran solas o en grupos pequeños, de la existencia de depredadores en la zona. existirían individuos de algunas especies que "explotarían" las llamadas de peligro de otras para beneficio propio. Con respecto a esta hipótesis un trabajo de Hari Sridhar, Guy Beauchamp y Kartik Shanker, del Centro para las ciencias ecológicas (Instituto Indio de la ciencia, en Bangalore), ha revisado buena parte de la literatura científica y han confirmado ciertos roles existentes en los grupos de forrajeo: líderes y seguidores (2). Los líderes son aquellos individuos que marcan el ritmo de escape al grupo. Según este trabajo, y esto es lo novedoso, suelen ser aves con cría cooperativa (al menos un miembro que no es un progenitor participa del cuidado de la descendencia), mientras que los seguidores tienden a ser aves insectívoras, de pequeño tamaño, que pueden, o no, criar cooperativamente. En este mismo sentido, Terborgh ya se había dado cuenta que no era lo mismo un grupo de forrajeo mixto en una zona de vegetación espesa que una zona de campo abierto con vegetación más o menos dispersa: la visibilidad de los potenciales depredadores no es la misma y que, por tanto, su composición también era distinta. Los lazos familiares y de amistad férrea son mucho más probables en los grupos de forrajeo mixto de vegetación espesa, así como también tienden a ser grupos de menor tamaño.

¿No le ha extrañado al lector hasta este momento algo? En efecto: el lenguaje que utiliza  Whittle Terborgh para referirse a sus hipótesis. Da igual en qué consista el proceso; da igual si los grupos están cohesionados por mecanismos secundarios más allá de la cesión territorial temporal. No importa. Lo que hay que hacer poner un nombre rimbombante a la hipótesis y que, además, esta contenga la palabra egoísta.

De hecho, si acudimos a la literatura existente sobre las relaciones interespecíficas, veremos que el egoísmo, como tal, no está definido. Sí que lo está si acudimos a la literatura sociobiológica. En sociobiología, el egoísmo (hablando a nivel evolutivo) es un comportamiento que brinda un beneficio al ejecutor y causa un daño al receptor del mismo. Es un juego de suma cero. El ejemplo clásico sería la depredación. Pero los sociobiólogos, históricamente, han estudiado otros comportamientos más sutiles, como por ejemplo las "manadas egoístas", la selección sexual o la explicación (supuestamente científica) de la selección natural ligada al parentesco. Toda su jerga sobre el "interés del individuo" (y luego la más reduccionistas "somos vehículos de genes" así los organismos no somos más que "autómatas" al servicio de éstos) acabó por impregnar la ecología y, en realidad, casi todas las ramas de la biología.

¿Es egoísta un proceso evolutivo que ha convergido en un grupo de individuos que se sienten más seguros en grupo que en solitario?, ¿dónde está el efecto negativo sobre aquel que recibe el comportamiento (cualquiera de los miembros de la manada)?

Es por tanto, desde el propio punto de vista conceptual de quien plantea una relación interespecífica egoísta, un error ver en la agregación y el beneficio mutuo un comportamiento egoísta. La seguridad y la protección del número es la causa última de que evolucione un comportamiento gregario, entre especies y dentro de las propias especies. La causa próxima probablemente se deba a una disminución del estrés al sentirse rodeado de otros individuos de la misma o de otra especie. Lo importante de todo este razonamiento es que este tipo de comportamientos, a nivel evolutivo, solo pueden calificarse como mutualistas o de apoyo mutuo (en el caso de que todos los individuos se beneficien del efecto numérico del grupo o de la existencia de una igual probabilidad de emitir señales de alarma) o de comensalismo (en el caso de que algunos individuos se beneficien de un comportamiento que, de todas formas, iba a producirse igualmente).

El lenguaje sociobiológico sigue llenando literatura científica y popular, justificando los comportamientos, que a todas luces son cooperativos, en base al egoísmo individualista en un plano evolutivo. Esto se ha hecho históricamente para hacer tremendamente tentadora la falacia naturalista para el entonces emergente neoliberalismo. Es más, es conocido el análisis histórico del paleontólogo Stephen Jay Gould sobre las regresiones que se producen en épocas de crisis (como la que supuso la emergencia global del neoliberalismo) en la forma de interpretar los hechos científicos y adaptarlos a ideológicas conservadoras y/o reaccionarias que justifican repartos desiguales de los recursos o, incluso, la eliminación de ciertos grupos étnicos y/o ideologías.

Sin embargo, el actual paradigma evolutivo de la síntesis extendida deja de lado estas clasificaciones interesadas y reconoce lo evidente: Piotr Kropotkin tenía razón al considerar el apoyo mutuo como un factor en la evolución.

Pero sigamos con lo que nos ha traído hasta aquí: los grupos de forrajeo mixtos en aves. Carboneros, pájaros carpinteros y otros fringílidos (verderones, verdecillos, etc.) trepadores, reyezuelos o currucas tienden a formar también grupos mixtos de forrajeo. También otras aves, como las columbiformes y algunas exóticas en Europa como las cotorras.

Russell Greenberg y colaboradores (3) han estado estudiando qué ocurre en estos grupos de forrajeo mixto. Para empezar, han constatado algo lógico, pero no por ello menos importante. Realmente la competencia no existe: las interacciones hostiles fueron poco frecuentes en las bandadas, siendo en su mayoría de naturaleza intraespecífica. Es más, a mayor densidad poblacional de aves en un lugar, mayor probabilidad de formación de grupos de forrajeo mixtos. Es decir, aunque podríamos pensar que un mayor número de aves que explotan básicamente el mismo tipo de recursos (semillas o pequeños animales del suelo) por unidad de superficie nos llevaría a la competencia, ocurre todo lo contrario: es más probable que las aves se reúnan y cooperen para buscar comida y protegerse de los depredadores.

Por último nos podríamos preguntar cómo se puede producir esta cooperación entre especies. Aquí creemos que es clave la hipótesis de Frans de Waal sobre el papel que juega la empatía en los vertebrados. Mecanismo que, en un principio, emergería dentro del apoyo interfamiliar, una vez constituido como parte de la estructura cerebral, a través de la amigdala, la reacción empática se extiende a otros individuos no necesariamente emparentados. Elementos de cohesión grupal, como el reconocimiento de propios y extraños al grupo ayudarían en el proceso de cohesión de estos grupos. En el caso de los grupos de forrajeo mixto, una "relajación evolutiva" de lo que se considera extraño o potencialmente dañino daría lugar a la admisión dentro de los grupos de alimentación de una creciente diversidad de especies (4).

REFERENCIAS

Terborgh, J. (1990). Mixed flocks and polyspecific associations: costs and benefits of mixed groups to birds and monkeys. American Journal of Primatology, 21(2), 87-100.

Sridhar, H., Beauchamp, G., & Shanker, K. (2009). Why do birds participate in mixed-species foraging flocks? A large-scale synthesis. Animal Behaviour, 78(2), 337-347.

Greenberg, R. S. (2001). Birds of many feathers: the formation and structure of mixed species flocks of forest birds. On the move: how and why animals travel in groups.

De Waal, F. (2011). La edad de la empatía. Somos altruistas por naturaleza.

[laquimeradegupta]

EL APOYO MUTUO EN AVES: mutualismo, vuelos en V y conciencia de uno mismo

En esta primera parte abordaremos el apoyo mutuo intraespecífico con ejemplos en fringílidos, córvios y en algunas de las grandes aves migratorias. Con la evidencia presentada se sugiere que el apoyo mutuo o mutualismo ha sido una fuerza moldeadora de la evolución del comportamiento en las aves y que las hipótesis de la selección por parentesco no llegan a explicar fenómenos que ocurren mucho más allá del grupo familiar.

Todos hemos tenido la oportunidad de observar en nuestras campiñas, parques o caminos cómo pequeños pájaros se alimentan de semillas, restos de alientos o cualquier otro recurso calórico. Si nos fijamos con atención veremos que, en múltiples ocasiones, estos grupos de pájaros, a veces no tan pequeños, son diversos: no están compuestos de una sola especie de ave. Podemos observar gorriones paciendo amistosamente con verdecillos, palomas y otros columbiformes, estorninos; podemos observar en nuestros campos cómo grupos de jilgueros, verderones y lúganos viajan de aquí para allá, comiendo bayas de los arbustos que abarrotan lo húmedos bosques de ribera; podemos ver a numerosos buitres aprovechando las corrientes ascendentes, que se generan tras las primeras horas de sol, para con el mínimo consumo energético, recorrer grandes distancias y, a estos buitres, compartir estas ascendentes con cigüeñas y alguna que otra rapaz despistada. Sin embargo, cuando uno se asoma al paradigma actual (ya no tan actual) sobre la evolución y, sobre todo si nos centramos en las historias naturales asumidas para la mayor parte de aves, vemos cómo lo que predomina es la narrativa de la competición, el egoísmo y la destrucción del extraño.

Ya en fechas tan tempranas como 1902, el excelente geógrafo, naturalista y filósofo anarquista Piotr Kropotkin, reflexionaba sobre esta cuestión. Habiendo estudiado la geología y la geografía, así como la flora y la fauna de las estepas siberianas para el Imperio ruso, se dio cuenta que la competencia entre los organismos allí era prácticamente inexistente. Los ambiente depauperados o poco productivos parecían producir, por el contrario, numerosas asociaciones entre especies. En su texto, "El apoyo mutuo: un factor en la evolución", relata en el primer cuarto de libro las diferentes asociaciones que se encontró en estos inóspitos parajes y la interpretación mutualista que les otorgaba (1). Nunca llegó, como afirman otras voces, a despreciar lo que Charles Darwin y Alfred Russell Wallace habían teorizado casi 50 años antes. De hecho, valoraba muy positivamente que Darwin hubiera reconocido que había sido preso de sus propias convicciones victorianas al interpretar el concepto "la lucha por la supervivencia" de una forma estrecha (como los estaban ya haciendo los eugenetistas y los partidarios del sociólogo Herbert Spencer en la época en la que Kropotkin publicó su manuscrito).

"Luego sucedió con la teoría de Darwin lo que sucede con todas las teorías que tienen relación con la vida humana. Sus continuadores no sólo no la ampliaron, de acuerdo con sus indicaciones, sino que, por lo contrario, la restringieron aún más (...)", escribió Kropotkin. Con la teoría darwinista "nos permitió abarcar, en una generalización, una vastísima masa de fenómenos, y esta generalización fue, desde entonces, la base de todas nuestras teorías filosóficas, biológicas y sociales. (...) La adaptación de los seres vivientes a su medio ambiente, su desarrollo progresivo, anatómico y fisiológico, el progreso intelectual y aun el perfeccionamiento moral, todos estos fenómenos empezaron a presentársenos como parte de un proceso común" (1, p. 34).

Ese era el legado de Darwin y Kropotkin no abjuraba de él. Pero, como miembro de lo que después se conocería como "escuela rusa de la evolución", Kropotkin labró sus conocimientos científicos y sus investigaciones en un mundo completamente distinto al de Darwin y Wallace. Darwin, cruzando medio mundo pero, sobre todo, realizando sus más profundos trabajos en las Galápagos, en las Islas del pacífico y en Inglaterra; Wallace, en el archipiélago malayo percatándose de la profunda diferencia que existía entre la fauna (y en menor medida en la flora) al norte del estrecho de Macasar y el Mar de Célebes (Islas de Borneo, Java, Sumatra y Filipinas y el conjunto del continente asiático) y el sur de esta línea (Islas Célebes, Timor, Archipiélago de Flores, Nueva guinéa, Australia y el resto de Islas del Pacífico). La famosa línea de Wallace, que divide el contienente asiático del de oceanía, es famosa por su biodiversidad. No era, precisamente, un lugar inhóspito.

Por su parte, los naturalistas y biólogos rusos desarrollaban sus investigaciones en zonas donde la densidad poblacional, tanto de plantas como de aniamles, era bastante baja y donde la lucha por la supervivencia era más contra el medio. De hecho, esta es la situación habitual en la naturaleza. Los ecosistemas que producen excedentes y son capaces de mantener grandes poblaciones son la excepción, y no la norma, de la ecosfera.

Esta "escuela rusa de la evolución" daría muchas gratas noticias al conocimiento universal en el futuro. El prominete zoólogo Karl Fiódorovich Kessler 25 años antes que Kropotkin tenía una comprensión de la evolución mucho más cercana a Kropotkin y al Darwin más cooperativista (el del "Origen del hombre"), que no a los defensores de la teoría de la evolución contemporáneos a Kropotkin

"No rechazo la lucha por la existencia, sólo afirmo que el desarrollo progresivo, tanto de todo el reino animal y, sobre todo, de la humanidad no esfacilitado por la lucha mutua tanto como por la ayuda mutua" (2).

Otros autor de la Escuela rusa de la evolución fue nada más y nada menos que Konstantín Sergéyevich Merezhkovski, un botánico y especialista en líquenes que postuló el origen simbiótico de los cloroplastos y que, solamente comenzamos a conocer sus hipótesis gracias al inmenso trabajo de Lynn Margulis y la teoría endosimbiótica. Esto deja claro que, diferentes concepciones de la realidad, producen diferentes teorías de la misma, teorías que en muchos casos no son incompatibles, sino complementarias la tratar sobre diferentes ángulos de la realidad.

Así, la denominación de apoyo mutuo para aquella interacción entre individuos o poblaciones, de la misma especie o de especies distintas, parece históricamente legítima. De hecho, en nuestros libros actuales se recoge bajo el epígrafe "mutualismo".

APOYO MUTUO INTRAESPECÍFICO

Imaginemos que, tras largas semanas de planificación con tus amistades, cogéis vuestras bicicletas y, durante 4 años, os dais a la buena vida, recorriendo pueblos, caminos, los mejores arbustos del lugar para saborear los mejores frutos de verano y otoño, los mejores árboles donde pasar la noche. Tras esos cuatro años habéis recorrido más de 1000 kilómetros (si, no habéis hecho más de un kilómetro al día, pero habéis explorado mucho en vuestro paseo). ¡Qué grandes amistades! Pues bien, si exceptuamos lo de las bicicletas y lo sustituimos por volar tenemos, exactamente, lo que hacen los lúganos (actualmente con el nombre científico de Spinus spinus).

Una investigación del CSIC y del museo de historia natural de Barcelona (España) ha encontrado que estos fringílidos tiende a viajar juntos, manteniendo pequeñas agrupaciones de estabilidad relativa (3). La mediana, con los datos recogidos en la base de datos de anillamiento europea, se sitúa en unos 21 días de viaje en grupo, con el increíble caso de un pequeño conjunto que viajó sin separarse durante casi 4 años, recorriendo más de 1200 kilómetros. También encontraron un grupo de 58 lúganos que permaneció unido durante 19 días ¡Hasta la rave más llena de estimulantes y alucinógenos tendría difícil superar semejante marca! Esta habilidad de los lúganos en concreto, y de muchos fringílidos en general (como los jilgueros, verdecillos o verderones) ya había sido intuida por muchos naturalistas que, mediante observaciones esporádicas en el campo, se daban cuenta del comportamiento grupal de estas aves.

¿Por qué viajar juntos? Según algunos de los trabajos citados por el grupo de investigación responsable del hallazgo, la clave estaría en que estos grupos se forman sobre todo al final del otoño y de cara al invierno. A finales de invierno es cuando se produce el emparejamiento y parece ser que la probabilidad de que el emparejamiento se produzca con los individuos de dentro del grupo es mucho más elevada que con cualquier otro individuo de la población. Según Juan Carlos Senar, que también participó en el anterior estudio, y otros tres colegas de la Universidad de Uppsala (Suecia), esta diferencia en la preferencia de las hembras por los machos de un mismo grupo, frente a machos de otros grupos puede llegar a ser 4 veces mayor (aunque tel factor depende mucho de lo peinado y colorido que éste, al final, esté, llegándose a igual la situación si uno se arregla mucho para la ocasión frente a un desaliñado lúgano del grupo familiar). Este tipo de grupos serían muy diferentes a los llamados grupos "fusión-fisión". Estos grupos se deshacen cada vez que termina la épica de búsqueda de pareja para volverse a formar en la siguiente y, aquí, la probabilidad de apareamiento con cualquier miembro de la especie es, en prinipio, la misma. Por tanto, tendríamos en las aves dos tipos de grupos, si atendemos a la probabilidad de relación con el "adentro y el afuera", operando.

Esto estaría indicando, en el caso del primer tipo de grupo que, además, desde el punto de vista poblacional, a la hora de la reproducción, los lúganos funcionarían como una suerte de unidad semi-cerrada: los grupos, por ejemplo, con individuos más proclives a amistades duraderas con otros lúganos, y suponiendo que esta propiedad tiene alguna base hereditaria (por aprendizaje o por herencia genética) tenderán a serlo también en el futuro (4). ¿No es esta una condición necesaria para que se produzca selección a nivel de grupo?

Además de los viajes improvisados de nuestros queridos fringílidos, existen otros viajes mucho más planificados, que ocurren todos los años con los cambios de estación y que requieren de una estructura de colaboración mucho más fuerte y desarrollada. Así como la historia de los viajes con amigos de los lúganos puede que al lector le resulte poco conocida, sí que habrá escuchado, leído o visto las formaciones en V de las grandes aves migratorias. Gansos, ibis, cigüeñas, grullas, flamencos, y un largo etcétera, utilizan estas formaciones para recorrer grandes distancias. Son grupos que, a menudo, no están formados por individuos con relaciones de parentesco.

¿Qué sentido biológico tienen estas formaciones? Desde los años 70 del siglo pasado, la hipótesis más invocada fue la eficiencia energética del grupo. Las aves se turnarían para liderar el grupo (posición esta que exigiría un elevado gasto energético) mientras que el resto iría "a rebufo", aprovechando las turbulencias generadas para impulsarse con un menor consumo de energía individual. El resultado grupal sería, también, más eficiente. Pero la primera evidencia de esto fue aportada por un grupo de 5 personas del Centro Nacional francés para la investigación que en el año 2001 y utilizando 8 pelícanos comunes (Pelecanus onocrotalus) a los que se les había implantado medidores cutáneos de la frecuencia cardíaca, observaron qué ocurría con esta frecuencia mientras volaban en formación en V (5). Estos pelícanos habían sido educados para volar siguiendo a un ultraligero. Estimaron que los gastos de energía de los pelícanos que vuelan en grupo se reducían un 14%; una estimación hecha a partir de la reducción de la frecuencia cardíaca y del número de aleteos entre un vuelo en solitario y un vuelo en V.

Una demostración más elegante, más refinada, de este apoyo mutuo para el vuelo durante grandes migraciones fue aportada por el grupo de investigación liderado por Steven J. Portugal del Real colegio veterinario de la Universidad de Londres (Reino Unido). Utilizando una bandada de Ibis eremita (Geronticus eremita) a la que también se le había enseñado a volar siguiendo un ultraligero (y que, además, forman parte del interesante proyecto Waldarapp en el cual estos Ibis eremita son entrenados con la intención de recuperar antiguas rutas migratorias perdidas por la intensa caza que esta especia ha sufrido en Europa) estudiaron, no solo el número de aleteos, sino su sincronización y el flujo de aire que creaba cada ave, demostrando que la eficiencia proviene del mejor aprovechamiento aerodinámico que realiza la formación en V durante el vuelo (6).

Es evidente que, ni la explicación de la selección por parentesco, ni la selección natural como consecuencia de la competencia, explican estos comportamientos. ¿Cuan cerrados son estos grupos de aves migratorias? ¿Podría estar ocurriendo algo similar a lo que ocurre en los fringílidos y que las aves se apareen con una mayor probabilidad con aquellas con las que vuelan comúnmente? Si esto ocurre así, es posible que la explicación la hallemos en el apoyo mutuo y la selección a nivel de grupo.

EL CASO ESPECIAL DE LOS CÓRVIDOS

Lisa Horn, del departamento de Biología Cognitiva y del Comportamiento de la universidad de Viena, explica la generosidad, ha encabezado un trabajo multidisciplinar sobre la cooperación voluntaria (7). La generosidad espontánea en los metazoos, nos dice, se ha intentado explicar, al menos, de dos formas distintas. La primera hipótesis establece como causa última de la cooperación social voluntaria la evolución de la crianza cooperativa que establecería la base de los sistemas neurobiológicos y comportamentales para el surgimiento de la cooperación más allá del ámbito de lo estrictamente familiar. Estas precondiciones, como la empatía, los niveles de estrés bajos, etc. en sí mismas serían el sustrato sobre el cual, la causa próxima puede operar. Esto podría haber promovido la aparición de comportamientos tendentes al beneficio de otros individuos no emparentados de forma voluntaria. La segunda hipótesis establecería el origen último de la cooperación voluntaria en la evolución del comportamiento gregario que, a su vez, necesita de la reducción del estrés y los niveles de agresión ante la presencia otros miembros de la misma especie (sobre todo en los casos en los que se parte de un sustrato comportamental territorial). Es más muchos autores consideran que una vida social "exigente", no solo fomentaría la cooperación, sino que estaría también detrás del origen evolutivo de la inteligencia.

Figura 1: Sistema de balancín diseñado por los autores del estudio Horn et al. (2020) que permite conocer la tendencia a la generosidad voluntaria en los córvidos

En el estudio, trabajan sobre varias especies de córvidos. Algunas de ellas, como el cuervo grande o común (Corvus corax) y otras especies del género Corvus (volveremos más adelante sobre ellos) o los arrenjados (en concreto, el arrendajo funesto o Perisoreus infaustus) no tienen ni cría cooperativa, ni se reúnen en grupos de forma más o menos frecuente. Podríamos hablar de "córvidos individualistas". Otras especies también del género Corvus, como el grajo, la corneja negra o la grajilla occidental (Corvus frugilegus, Corvus corone y Corvus monedula respectivamente) tiene, o bien cría cooperativa (la corneja negra), o bien se reúnen en grupos de forma frecuente (el grajo y la grajilla occidental). Por su parte el rabilargo ibérico (Cyanopica cooki) presenta ambas características. Podríamos hablar, en este caso, de "córvidos gregarios y/o cooperativos".

Pues bien, este grupo de investigadores ideo un sistema para reconocer la propensión de los individuos a ser generosos de forma voluntaria con otros congéneres basado en un balancín que, mediante el peso del individuo altruista, otro congénere podría acceder a una fuente de alimentos (Fig 1.). Los resultados  demuestran, en primer lugar, la existencia del apoyo mutuo en las especies gregarias y/o cooperativas en la crianza, pero en muy pocas de las poblaciones estudiadas se daba la inexistencia de ese apoyo mutuo. Es decir, también las especies no sociales acababan por ayudar a sus congéneres a extraer comida. Enlazando con esto, la segunda conclusión es que existe una diferencia, aunque no excesivamente marcada, en la cantidad de veces que se produce esta generosidad voluntaria entre especies no gregarias y especies gregarias y/o cooperativas. La diversidad entre las diferentes poblaciones dentro de una misma especie parece indicar que los factores ambientales de cada localidad son extremadamente importantes. Los resultados también muestran, como tercera conclusión, una muy clara diferencia entre machos de especies más territoriales con los machos de la especies gregarias y/o cooperativas, siendo los rabilargos ibéricos los que obtenían una mayor puntuación en este "test de generosidad".

ESPECULANDO SOBRE LA CONCIENCIA

Y, ahora, entremos en un terreno más especulativo porque la existencia de la conciencia continúa siendo algo impermeable a nuestros métodos de sondeo de la realidad. La conciencia es habitualmente presentada como una característica eminentemente humana. Sin embargo, desde hace ya varias décadas, los experimentos de autoreconocimiento en espejos, experimentos comunicativos en primates o de resolución de problemas complejos nos hacen dudar de nuestra unicidad y preguntarnos si la conciencia está presente en otros organismos. Una hipótesis nada descabellada establece que conciencia y sociabilidad bien pudieran ir de la mano desde el punto de vista evolutivo. ¿Pueden darnos alguna pista los córvidos?

El cuervo de Nueva Caledonia, o Corvus moneduloides, es un ave que no hace cría cooperativa ni se junta en grandes agregados coloniales, pero tiene la capacidad de manipular herramientas. Además, no es algo que lleve gravado en su impronta comportamental, sino que es algo que debe aprender de sus progenitores, aunque sí que tengan disposición innata a jugar con todo lo que se encuentren por el camino. La periodista Jennifer Ackelman, que ha escrito El ingenio de los pájaros, maneja una interesante hipótesis acerca de cómo llegaron estos descendientes del cuervo americano (Corvus brachyrhynchos) a poder utilizar herramientas:

"Es posible que vivir al margen de tales amenazas [depredares y dificultades para el acceso a la comida] propiciara la evolución de una infancia más ociosa, en la que las crías, bajo la atenta mirada de sus progenitores, podían aventurarse a elaborar herramientas y refinar sus habilidades progresivamente sin morirse de hambre en el proceso" (8).

Los propios cuervos americanos, nos cuenta la propia Ackerman en su libro, se hicieron famosos por su comportamiento de generosidad voluntaria con Gabi Mann, una niña de 8 años que vive en Seattle (EE.UU.). Pese a que no es un ave que viva en grupos especialmente grandes, como hemos dicho anteriormente, la variabilidad es grande. Esto podría explicar cómo Gabi Mann y un cuervo americano llegaron a una relación recíproca en la cual, la niña dejaba cacahuetes en una bandeja y, al volver a pasar por el lugar para recoger la lámina metálica, se encontraba con pequeños obsequios dejados por el cuervo (etiquetas de plástico, un corazón, un trocito de metal con la palabra best...)

Las urracas (Pica pica), otra especie de la familia de los córvidos, reconocen su propio reflejo en un espejo. El grupo de ... intentaron averiguar si, al igual que otros mamíferos como los delfines, los elefantes y algunos primates, estas aves podían superar esta prueba relacionada con la autoconcienca. Para ello, colocaron un círculo de color rojo en la garganta de seis urracas. Dos de ellas intentaron desahcerse de él con las patas en lugar de reaccionar territorialmente ante la imagen del espejo como si hicieron las otras cuatro (9).

La mayor parte de los córvidos pertenecen al segundo tipo de grupos que operan en la aves, y que comentamos anteriormente: grupos de "fusión-fisión". Estos grupos, en aves de vida relativamente larga, tienen implicaciones sociales de largo alcance. A lo largo de su vida, un ave puede haber formado parte de muchos grupos, con integrantes diferentes, y haber interactuado, por tanto, con decenas de individuos de su especie, en un ambiente sociológicamente estimulante. Este tipo de etructuras podrían, también, espolear la evolución de sustrato cerebral útil para el recuerdo de la positividad o negatividad de las relaciones habidas ¿No se parece esto mucho a la capacidad humana de interacción social? En una revisión del este tema hecha por Thomas Bugnyar de la Universidad de Viena (Austria) hace unos 7 años, se afirma todo lo que aquí estamos desarrollando: la vida social compleja es una de las hipótesis que se manejan para explicar la emergencia evolutiva de la cognición superior. Hasta ahora solo se habían estudiado mamíferos (sobre todo primates). Pero las aves supenen un doble desafía: la unidad principal de reproducción es la pareja monógama, algo que es distinto a los mamíferos, y que también muestran una gran flexibilidad a la hora de formar grupos. Los mamíferos forman grupos eminentemente familiares. Las aves, no. El autor, estudiando los grupos "fusión-fisión" en Corvux corax, concluye que la existencia de vínculos sociales complejos (alianzas) en esta especie son reales y que, por tanto "cognición social sofisticada puede evolucionar en sistemas con un grado dado de complejidad social, independientemente de la filogenia" (10)

Pero, quizá, las evidencias más contundentes sobre la existencia de conciencia en aves, concretamente en córvidos, nos están llegando en los últimos años. Concretamente, este año 2020 Andreas Nieder, y dos colaboradores más, todos ellos del Instituto de neurobiología de la Universidad de Tubingen (Alemania), han encontrado que las cornejas (Corvus corone) tienen conciencia sensorial o primaria (11). Pero ¿Qué es esto de la conciencia sensorial o primaria? Este concepto fue acuñado por el premio Nobel de Fisiología y Medicina, Gerald M. Edelman en su libro "Bright Air, Brilliant Fire: On the Matter of the Mind" (1992).

Imaginemos un partido de fútbol. El árbitro acaba de señalar la pena máxima y unos cuantos jugadores del equipo castigado se arremolinan entorno al colegiado para recriminar su sanción. Otros jugadores, del mismo equipo, parecen algo más despreocupados. Quizá piensen que, al fin y al cabo, tampoco ha sido tan riguroso, mientras que algunos jugadores del equipo contrario sonríen, no sabemos muy bien si por la elevada probabilidad de adelantarse en el marcador gracias a la transformación del penalti, o porque saben que, quizá, sí ha sido algo riguroso. Mientras, en las casas de los aficionados, podemos ver, también, las más diversas reacciones ante la jugada. Pues bien, esta percepción individualizada de un estímulo dudoso es lo que Gerald M. Edelman denominó conciencia sensorial o primaria. En principio, solo se había encontrado su existencia en primates.. hasta ahora. Por su parte, la metacognición, el pensamiento auto-reflexivo, el lenguaje, la volición o la planificación a futuros formarían parte de la conciencia secundaria.

En el trabajo de Andreas Nieder y sus colegas descubrieron que, presentando un estímulo visual a las cornejas, éstas, si era evidente, reaccionaban tal y como las habían entrenado para reacción (moviendo la cabeza para decir que sí habían visto el estímulo y no reaccionando si no lo habían visto). Pero ¿Qué ocurría cuando el estímulo era dudoso (aparecía solo unos milisegundos, era muy tenue o tenía otros colores)? Pues que, en cada ocasión, reaccionaban de forma individualizada. Es decir "creían haber visto el estímulo" o "no lo creían". Esto demostraría, según los autores, que las cornejas tienen conciencia primaria.

NOTA: en la segunda parte de este texto abordaremos el apoyo mutuo entre diferentes especies de aves, centrándonos sobre todo en los llamados “mixed forraging flocks” o grupos de forrageo mixtos.

REFERENCIAS

Kropotkin, P. (2005). “El apoyo mutuo. un factor de la evolución”. Santiago de Chile: Instituto de Estudios Anarquistas.

Todes, D. P. (1989). Darwin Without Malthus the Struggle forExistence in Russian Evolutionary Thought. Oxford University Press.

Senar, J. C., Kew, J., & Kew, A. (2015). Do Siskins have friends? An analysis of movements of Siskins in groups based on EURING recoveries. Bird Study, 62(4), 566-568.

Senar, J. C., Mateos-Gonzalez, F., Uribe, F., & Arroyo, L. (2013). Familiarity adds to attractiveness in matters of siskin mate choice. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 280(1773), 20132361.

Weimerskirch, H., Martin, J., Clerquin, Y., Alexandre, P., & Jiraskova, S. (2001). Energy saving in flight formation. Nature, 413(6857), 697-698.

Portugal, S. J., Hubel, T. Y., Fritz, J., Heese, S., Trobe, D., Voelkl, B., ... & Usherwood, J. R. (2014). Upwash exploitation and downwash avoidance by flap phasing in ibis formation flight. Nature, 505(7483), 399-402.

Horn, L., Bugnyar, T., Griesser, M., Hengl, M., Izawa, E. I., Oortwijn, T., ... & Taylor, A. H. (2020). Sex-specific effects of cooperative breeding and colonial nesting on prosociality in corvids. eLife, 9, e58139.

Ackerman, J. (2017). El ingenio de los pájaros. Ariel.

Prior, H., Schwarz, A., & Güntürkün, O. (2008). Mirror-induced behavior in the magpie (Pica pica): evidence of self-recognition. PLoS biology, 6(8), e202.

Bugnyar, T. (2013). Social cognition in ravens. Comparative cognition & behavior reviews, 8, 1.

Nieder, A., Wagener, L., & Rinnert, P. (2020). A neural correlate of sensory consciousness in a corvid bird. Science, 369(6511), 1626-1629.

[laquimeradegupta]

LOS ORÍGENES DE LA COMUNICACIÓN: ¿determinismo o cooperación?

¿Cual es el origen de la comunicación humana? Quizá esta sea una de las preguntas que más respuestas ha recibido a lo largo de nuestra propia historia. Simplemente con el ánimo de exponer algunas de las ideas fruto de lecturas más o menos profundas sobre el asunto, aquí se exponen resumidas las tesis de algunas obras accesibles en bibliotecas públicas y a precios económicos sobre esta cuestión.

Jared Diamond, en "El mundo hasta ayer" (2012), se pregunta por qué existen tantas lenguas distintas entre los humanos si todos tenemos el mismo cerebro y el mismo aparato fonador, reflexionando por tanto sobre el origen evolutivo y cultural de la enorme diversidad lingüística que alberga nuestro planeta. Actualmente se calcula que existen unas 7000 lenguas, muchas de ellas lamentablemente amenazadas por la simplificación estructural que vive nuestro mundo debido a la globalización del actual modo de producción.

En este contexto, estamos acostumbrados a que, en nuestro círculo social habitual, las personas que conocemos no manejen con fluidez más allá de 2 lenguas. Sin embargo, esto fue distinto en el pasado. Un individuo medio de una sociedad tradicional, según recoge Diamond, conoce y utiliza entre 5 y 12 lenguas. La lengua promedio en el mundo tiene unos 1000 hablantes. Esto puede parecernos chocante pero que existan lenguas con cientos de millones de hablantes es, primero, una rareza estadística hablando en términos de diversidad lingüística, y una rareza evolutiva en términos históricos. Esto forma parte de la transición que hemos vivido desde sociedades tradicionales, hasta Estados-nación fuertemente centralizados y con necesidades de unión de las poblaciones bajo ciertos elementos comunes que permitan substituir a la comunidad tradicional, al menos emocionalmente, y carguen de legitimidad a la nueva autoridad

Pero, ¿qué funciones desde el punto de vista social y cultural pudieron desempeñar las lenguas y cuales de estas funciones pueden explicar la evolución de una alta diversidad lingüística? Antes de responder a esta pregunta sería útil hacer un repaso por las dos principales teorías sobre los orígenes de la comunicación humana y sobre su posible relación con aspectos biológicos.

LA GRAMÁTICA UNIVERSAL CHOMSKIANA

En 1965 Noam Chomsky escribió Aspects of the Theory of Syntax donde puso en jaque la perspectiva dominante por aquel entonces sobre cómo era el aprendizaje del lenguaje; una perspectiva profundamente conductista y dominada por las ideas de Burrhus F. Skinner. Para esta visión hegemónica, el lenguaje se adquiría mediante la experiencia y la interacción con el lenguaje, a través de otros individuos, produciéndose respuestas que ya estaban, de algún modo, preprogramadas en el cerebro. Chomsky argumentaba que existe un reducido número de formas en las cuales les lenguajes se organizan y que esta organización es capaz de ser detectada por los hablantes con muy poca interacción entre ellos. De hecho, argumenta Chomsky, la mayor parte de los hablantes entra poco en contacto con formas "erróneas" de su lengua, pero es capaz de detectarlas igualmente

¿Por qué ocurre esto? Según Chomsky son esas formas limitadas de organización del lenguaje las que serían innatas, existiendo un sustrato biológico y ontogenético que las respaldara, y esto explicaría la existencia de una gramática universal. Realmente no sugería la existencia de una única forma de elaborar lenguas (al menos en versiones posteriores de su teoría), si no que lo que existirían son cuellos de botella o restricciones con base biológica para su construcción. Existirían, por tanto, una serie de reglas comunes, también, por las cuales los nuevos hablantes se incorporan a la comunidad lingüística. Actualmente parece que el común denominador de la gramática universal chomskiana es el principio computacional recursivo: es decir, la capacidad de generar nuevas estructuras o convenciones gramaticales a partir de las ya existentes.

MICHAEL TOMASELLO Y LA COMUNICACIÓN COOPERATIVA

Sin embargo, para Michael Tomasello, las construcciones y los mecanismos sintácticos de las lenguas funcionan, no como "reglas algebraicas sin contenido" que son reconocidas de forma automática (como también concibe el origen del lenguaje Steven Pinker), sino que funcionan, primero como una serie de convenciones aprendidas de forma espontánea, como se aprende espontáneamente el significado de determinados gestos (por ejemplo, señalar, a los cuales dotamos de intención de forma innata), y después como una historia del aprendizaje compartido: cada comunidad lingüística, cada comunidad en general, utiliza una serie de convenciones comunicativas, que son arbitrarias y propias de dicha comunidad. Para Tomasello "cada una de las lenguas posee una diversidad de construcciones prefabricadas que combinan distintos tipos de signos/palabras u marcadores gramaticales listos para ser utilizados en situaciones comunicativas recurrentes". En otras palabras, la realidad empírica es clara: hay conjuntos muy diversos de convenciones y construcciones lingüísticas y gramaticales con principios muy diferentes.

Pero otro lado Tomasello no niega que existan universales lingüísticos. Estos tomarían la forma de restricciones generales al lenguaje y no de construcciones gramaticales o sintácticos específicos. Da varias razones por las cuales existen los universales lingüísticos: I) los individuos de cualquier habla conceptualizan el mundo de manera similar (agentes que actúan sobre objetos, objetos que van desde o hacia, causalidad, individuos interactuando, etc.), II) los humanos compartimos un gran conjunto de funciones comunicativas: compartimos intenciones y motivaciones como pedir cosas a otros, brindar información con afán de ayudar y compartir cosas, III) los hablantes de cualquier lengua manipulan la atención de los demás de forma similar, IV) todos los seres humanos incorporan y procesan la información de manera semejante, V) todos los seres humanos tienen un aparato vocal y auditivo similar y VI) todos los seres humanos comparten una historia evolutiva común. ¿Sería entonces necesaria la gramática universal chomskiana (innata) para explicar la forma de comunicación humana? En palabras de Tomasello, "no es que sea imposible la evolución de algún tipo de molde sintáctico innato (...) lo que sucede es que no hay indicios empíricos de su existencia".

LA TESIS DE TOMASELLO

Entonces ¿Cómo entiende este autor la emergencia evolutiva de las lenguas si no es mediante un dispositivo neurológico innato como proponen los partidarios de Chomsky? En las últimas palabras de su "Los orígenes de la comunicación humana" (2012) podemos leer su tesis de forma resumida:

"El camino que llevó a la comunicación cooperativa humana comenzó con la comunicación intencional [aquellos actos de comunicación que conllevan una intención pragmática por parte del emisor, como el acto de señalar o de seguir con la mirada determinados objetos] de los grandes simios tal como se manifiesta especialmente en los gestos. [...] La comunicación cooperativa humana es más compleja que la comunicación intencional de los simios porque su infraestructura socio-cognitiva no sólo comprende aptitudes para entender la intencionalidad individual sino también aptitudes y motivaciones para compartir intenciones con otros [no se basa solo en dar por supuesta la acción del receptor, sino que incorpora el compartir información y la comprensión del otro como unidad básica].

La ontogenia de la comunicación gestual de los infantes humanos —en especial la del gesto de señalar— prueba que existen los diversos componentes supuestos en la hipótesis de una infraestructura cooperativa y que hay un vínculo entre esa infraestructura y la intencionalidad compartida, aun antes de que se inicie la adquisición del lenguaje [en otras palabras, el hecho de que los niños también señalen intencionalmente, como hacen otros simios, para después ir sustituyendo estos actos de señalar y seguir con la mirada, por nuevas convenciones lingüísticas y nuevas motivaciones, como las de compartir información sin esperar nada a cambio, prueban la hipótesis del autor].

Filogenéticamente, la comunicación cooperativa humana fue parte de una adaptación más amplia para la actividad en colaboración y la vida cultural en general. La dimensión gramatical de la comunicación lingüística humana consiste en la convencionalización y transformación cultural de construcciones lingüísticas que se fundamentan en aptitudes cognitivas generales, en la capacidad para compartir intenciones y la de imitar. [es decir, mediante convenciones arbitrarias, nuestras capacidades generales para compartir y pedir información, y nuestra habilidad para imitar, la gramática se crea y cambia]. Todo ello para satisfacer las exigencias funcionales de los tres móviles comunicativos básicos [pedir, informar y compartir]. Así, se arribó a una gramática del pedir, una gramática del informar y una gramática del compartir y el narrar.

La gesticulación dio origen a las estructuras sintácticas del habla a través de un cambio de signos por palabras articuladas. La investigación experimental realizada hasta el momento corrobora la hipótesis de que la comunicación temprana descansa sobre una estructura de orden mental y altruista. Como prueba Tomasello aporta los experimentos hechos en niños de aproximadamente 2 años, comparándolos con otros primates, y en el espectacular caso del lenguaje de señas Nicaragüense.

EL PASADO DE LA COMUNICACIÓN COOPERATIVA

Tomasello se basa en los trabajos de otros muchos lingüistas, filósofos y sociólogos que han estudiado el lenguaje. Su noción de comunicación cooperativa es equivalente a la manejada por el matemático, filósofo y lingüista Ludwig Wittgenstein en un póstumo recopilatorio de algunos de sus pensamientos "The big typescrit", por ejemplo, afirma que: "Si quiero indicarle a una persona el rumbo que ha de seguir señalo esa dirección y no la opuesta con el índice [...]. Es parte de la naturaleza humana comprender el acto de señalar de esta manera. Por ende, el lenguaje humano de los gestos es primario en un sentido psicológico", apuntando en la misma dirección del origen evolutivo del lenguaje hablando en la que apunta Tomasello. El filósofo David Lewis en su "Convention: A Philosophical Study" (1969) maneja una noción cooperación que etiquetó como "conocimiento mutuo" y que, básicamente, definía como el conjunto de convenciones empleadas por los humanos para coordinarse.

Los antropólogos Dan Sperber y David Sloan Wilson, en 1986, desarrollaron la Teoría de la Relevancia. Para ellos los humanos se comunican por dos medios: I) el  tipo convencional, que consiste en utilizar correspondencias constantes (convenciones) y II) el tipo  no convencional, que se basaría en atraer la atención del interlocutor sobre algún hecho concreto para hacerle ver e inferir el contenido que se quiere comunicar. Por tanto, en resumen, cualquier acto de comunicación poseería una presunción de relevancia óptima. Dicho de otra forma: se presta atención al interlocutor porque se presupone que es relevante lo que va a comunicar. Todo acto de comunicación ostensiva comunica la presunción de su propia relevancia óptima. Así Sperber y Wilson llegan a la noción de "entornos cognitivos compartiros o recíprocos" y a la "intención mutuamente manifiesta" de comunicar, que sería conceptos cercanos a la cooperación comunicativa de Tomasello.

Herbert H. Clark, Psicólogo y lingüista, escribió en 1996 "Using Language" donde, al igual que hace Tomasello, estudia el origen social del lenguaje y su posible origen en la cooperación y el uso de señales.

"La gente usa el lenguaje para hacer cosas entre ellos, y su uso del lenguaje es en sí mismo una acción conjunta. [...] la gente usa el lenguaje solo dentro de actividades conjuntas que son más amplias. [...]. El lenguaje rara vez se utiliza como un fin en sí mismo. Es principalmente un instrumento para llevar a cabo actividades más amplias: comprar bienes, planificar fiestas, jugar, charlar, intercambiar historias, entretener y divertirse. Todas estas son actividades conjuntas en las que dos o más personas, en roles socialmente definidos, llevan a cabo acciones individuales como parte de empresas más grandes. El lenguaje es simplemente un dispositivo mediante el cual coordinan esas acciones individuales. No podemos estudiar el uso del lenguaje sin estudiar actividades conjuntas y viceversa. Las personas no pueden llevar a cabo actividades conjuntas sin señalizarse entre sí, ni normalmente se señalan entre sí excepto en el curso de actividades conjuntas."

Así se establece durante estas actividades conjuntas un "terreno conceptual común" que permite llevarlas a cabo, un concepto éste que también es análogo al de Tomasello. John Searle, Filósofo famoso, entre otras cosas, por formular la paradoja de la Caja China sobre la IA (que distingue aquella IA incapaz de comprender un idioma pero que, sin embargo, devuelve traducciones comprensibles de la misma), escribió en 1995 "La construcción de la realidad social", después de haber escrito numerosos tratados sobre la Intencionalidad y sobre el discurso hablado. En este libro comienza argumentando que la intencionalidad colectiva es una forma radicalmente distinta de intencionalidad, no reducible a los actos individuales de intención. Distingue entre hechos brutos, (como la altura de una montaña) y hechos institucionales (como las normas de un deporte). Sostiene que la sociedad puede explicarse en términos de hechos institucionales, y los hechos institucionales surgen de la intencionalidad colectiva a través de reglas constitutivas. Es "el nosotros". Tomasello también toma parte de estas nociones en su libro.

CONCLUSIÓN

El lenguaje no es cualquier tipo de objeto, sino mas bien una forma de acción social constituida por convenciones sociales para lograr objetivos también sociales; una forma de acción que tiene como premisa cierto entendimiento entre los usuarios y, también, algunos propósito compartidos. Como muchos productos culturales, los lenguajes humanos pueden a su vez contribuir al desarrollo de las aptitudes que les dieron origen al menos en 2 aspectos: I) la colaboración fue la cuna de la comunicación cooperativa pero, a su vez, esa nueva forma de comunicación favorece formas de coloración cada vez más complejas y así se describe una espiral coevolutiva; II) tomar parte en una comunicación lingüística convencional y otras formas de intencionalidad compartida impulsa la cognición humana hacia rumbos imprevistos.: las representaciones cognitivas en perspectiva no son un formato innato sino que se construyen a medida que los niños participan en procesos de comunicación cooperativa.

Después de explorar las teorías de Chomsky y de Tomasello sobre el origen del lenguaje y la comunicación humana, nos queda responder a la pregunta que nos planteamos al principio ¿Qué funciones desde el punto de vista social y cultural pudieron desempeñar las lenguas y cuales de estas funciones pueden explicar la evolución de una alta diversidad lingüística? Parecería que la evidencia actual, dado que los estudios de Tomasello son más recientes, parece indicar que las bases biológicas del lenguajes, como el aparato fonador o las regiones del cerebro dedicadas al lenguajes (el área de Broca, el área de Wernicke, el área auditiva primaria o el córtex motor) no son determinantes a la hora de explicar los orígenes del lenguaje, sino que más bien son instrumentos que posee nuestro cerebro para permitir una mayor complejidad del mismo. Tampoco estarían limitando de ninguna manera la estructura sintáctica de las lenguas, creando gramáticas universales. Por el contrario, sería la función social de intercomunicación (las tres funciones básicas que reconoce Tomasello: pedir, informar y compartir), la que estaría detrás como motor evolutivo de la diversidad lingüística mundial.

Esta interpretación podría dar sentido a dos interpretaciones comunes en antropología cuando se trata de comprender la diversidad de idiomas. La primera, más una certeza que una interpretación, y recogida por Diamond en su libro, afirma que las lenguas forman parte esencial del reconocimiento como compañero/extraño de una persona. En un hipotético encuentro en un bosque, en la costa pescando con una canoa o en cualquier otra situación, el habla (así como la vestimenta y los adornos) podría ser útil como método de reconocimiento rápido. A su vez, hablar varias lenguas con fluidez indica, no solo que sabemos muy bien reconocer lo propio de lo ajeno, si no que nos llevamos razonablemente bien con lo ajeno y que el plurilingüísmo cumpliría la triple función de Tomasello (pedir, informar y compartir), pero esta vez más allá del grupo cultural más estrecho. Y una segunda interpretación, en forma de hipótesis: las lenguas son formas únicas de entender el mundo.  Edward Sapir y Benajmin Lee Whorf llevaron hasta sus últimas consecuencias esta afirmación y aseguraron que realmente las lenguas modelan con el tiempo nuestros cerebros. Si esta hipótesis es cierta, aprender 10 idiomas nos da acceso a 10 realidades, a 10 formas de comprender el mundo. Es cierto que esta hipótesis no ha recibido respaldo empírico todavía, en sintonía con un no determinismo biológico que parece imponerse (por fin) en estas últimas décadas a más de 50 años de predominio de reduccionismo y determinismo. Sin embargo, los hechos siguen pesando sobre la mesa. Conocer 10 idiomas nos permite pedir, informar y compartir con 10 grupos culturales distintos. Nos permite, en definitiva, crear una amplia red cooperativa de comunicación más allá del grupo cultural, extendiendo las redes del apoyo mutuo y dejando un rastro de solidaridad a través de toda nuestra historia evolutiva. Hobbes y toda la escuela del pesimismo antropológico que inauguró quizá se entierren bajo toneladas de papel para buscar otros "hechos" que desmientan los vientos de cooperación que parecen inundar la bibliografía de la evolución humana, pero no conseguirán ni un solo argumento que tumbe el hecho de que, sin apoyo mutuo, sin compartir, narrar, cooperar, esta especie se habría extinguido hace más de 100.000 años.