Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Cuando fuimos gusanos

¿Qué pensaríamos si, dentro de la historia de la Humanidad, se descubriese que todas las grandes obras arquitectónicas, desde las pirámides egipcias a las iglesias románicas, catedrales góticas, arquitectura del Renacimiento e, incluso, los grandes rascacielos de acero fueron construidas en una única década histórica, hacia mitad del siglo XV?.

Como mínimo calificaríamos el hecho de asombroso o milagroso por lo que significa de profunda creatividad acumulada y condensada en un mínimo periodo de tiempo Pues bien, todo indica que, en el campo de la evolución biológica, tuvo lugar uno de esos portentos increíbles, hace unos 535 millones de años, al comienzo del periodo Cámbrico. Durante los precedentes más de tres mil millones de años la evolución había transcurrido plácidamente, hasta la aparición de las algas y, quizá, de ciertos gusanos planos. Pero, en el breve plazo evolutivo que constituyen unos 35 millones de años, tuvo lugar una inmensa explosión evolutiva. Pródigamente, la Tierra fue invadida de mayores, más diversos y más complejos animales que contaban con cabezas, troncos, extremidades, segmentos e intestinos, poseyendo algunos hasta 4 patas, o caparazones, antenas y branquias. Es decir, aparecieron todas las formas modernas del reino animal o sus precursoras más próximas. Y, tras esa explosión creadora e innovadora, la evolución volvió otra vez a sus tradicionales y pausados cauces: en los últimos 500 millones de años tan solo han tenido lugar leves retoques evolutivos.

CONTROVERSIAS. Históricamente, las discusiones entre creacionistas y evolucionistas han sido muy enconadas. Hoy, incluso la Iglesia católica acepta la evolución, aunque no se puede ignorar la existencia de reductos creacionistas. Alguno de ellos usan como argumento de su postura el de la imposibilidad de hallar una explicación lógica para la citada explosión Cámbrica.

Los paleontólogos, cuando analizan el pasado y establecen cronologías, hasta muy recientemente, tenían como única opción la de estudiar los fósiles existentes. Así fue como se llegó al descubrimiento de la explosión Cámbrica. Desde hace pocos años, disponemos de otra posibilidad: escudriñar y comparar los genes actuales de los animales y evaluar la velocidad con la que aparecen en ellos las diferencias genéticas, las mutaciones. Con ello, se pueden construir los árboles evolutivos y deducir qué genes existían en un momento evolutivo dado y qué funciones concretas jugaban.

¿Qué nos enseña la Biología Molecular respecto a la explosión Cámbrica?. Un número reducido de investigadores, como el liderado por el americano Gregory Wray, creen que tal acontecimiento ni siquiera ocurrió. De sus estudios comparativos genéticos deducen que la bifurcación entre protostomos (la mosca de la fruta es uno de sus ejemplos actuales) y deuterostomos (como las ranas) tuvo lugar hace unos mil millones de años, es decir, muy anterior a la explosión Cámbrica. Algo semejante aducen que sucedió con la ramificación entre equinodermos (estrellas de mar y erizos de mar) y los cordados (grupo de los actuales vertebrados).

GENES HOX. La interpretación anterior es puesta en duda por muchos investigadores. En efecto, la mayoría de los paleontólogos moleculares piensan que la comparación retrospectiva de los genes realmente confirma la existencia de la explosión Cámbrica e, incluso, sirve para descubrir el mecanismo responsable. La causa radicaría en los genes homeóticos, que se agrupan en grandes complejos y controlan el desarrollo morfológico de los seres vivos. Estos genes hacen, por ejemplo, que en las células de un embrión en desarrollo se particularice la zona frontal de la dorsal, la superior de la inferior o lo cercano a lo lejano.

Los genes más conocidos de este tipo son los genes hox, que indican a las células embrionarias donde se encuentran, a lo largo de un eje corporal longitudinal. Así, en la mosca de las frutas existe una serie de 8 genes hox alineados. El primero indica que se forme la cabeza, mientras el último señala la aparición de la parte final del insecto. Otras series de genes se corresponde a un eje vertical, mientras otros distinguen la base de un ala de su extremo, etcétera. Los genes hox identifican de un modo modular las regiones corporales, proporcionando a la evolución con un mecanismo que permite la realización de procesos como los siguientes: modificar una parte del cuerpo sin cambiar al resto; duplicar segmentos, añadir nuevos apéndices, y así sucesivamente, es decir, los instrumentos precisos para que tenga lugar una explosión creativa.

Los investigadores indican que al igual que el lenguaje hablado modular es suficientemente flexible para poder servir de vía a toda la cultura humana, el lenguaje genético modular podría servir de base para conseguir toda la gran inmensidad de la vida animal. Como comprobación de ello, los estudios genéticos retrospectivos están confirmando que los genes hox ancestros estaban ya presentes en el estado previo a la explosión Cámbrica, aunque no eran activos en el sentido que hoy los conocemos, es decir, que no codificaban los procesos concretos que actualmente sabemos que determinan, los mismos a los que anteriormente nos referíamos. Y, precisamente sería la activación de esos genes lo que debió causar la explosión evolutiva.

EL DESASTRE. La historia de la evolución biológica está repleta de otros sobresaltos. Hace unos 250 millones de años, al final del periodo Pérmico, se dio una extinción muy rápida (en tan solo alrededor de un millón de años) y generalizada de multitud de especies sobre la Tierra. Ello significó un cambio fundamental en el desarrollo de la vida: quedaron eliminadas cerca del 90% de las especies de los océanos, mientras que en tierra firme desaparecieron más de dos tercios de las especies de reptiles y de anfibios, o casi un tercio de los insectos. El origen del fenómeno se debió a la combinación de varias catástrofes mortíferas, entre ellas el descenso rápido del nivel del mar, el incremento del dióxido de carbono de la atmósfera, unas enormes erupciones volcánicas, el retorno del agua del mar y otras. En cualquier caso, el estudio de este periodo crítico es importante para conocer cómo afectan las grandes catástrofes ecológicas al proceso evolutivo normal o cómo pueden recuperarse las especies vivientes tras una crisis de gran magnitud.

A los 115 años de la muerte de Charles Darwin, a quien debemos el impulso de las teorías evolutivas, la Investigación de los factores que han determinado e influido en la evolución sigue siendo un campo fascinante lleno de sorpresas.