Los relojes evolucionados

Rafael Hernández

En el prefacio a uno de sus libros, "El relojero ciego", que trata sobre la teoría de la evolución darwiniana, Richard Dawkins, un biólogo de la Universidad de Oxford, escribe: "Por razones que no tengo del todo claras, el darwinismo parece necesitar una defensa mayor que otras verdades establecidas de manera similar en otras ramas de la ciencia. Muchos de nosotros, de hecho la mayoría, no comprendemos la teoría cuántica, o las teorías de Einstein sobre la relatividad general y especial, pero esto no nos lleva a oponernos a estas teorías. .... Supongo que un problema con el darwinismo ... es que todo el mundo cree que lo comprende....Es casi como si el cerebro humano estuviese diseñado específicamente para no entender el darwinismo, o para encontrarlo difícil de creer".

El 27 de diciembre del año del señor de 1831, se hace a la mar con el propósito de dar la vuelta al mundo, el "Beagle", navío inglés dedicado a la cartografía y a la exploración científica de los territorios aún poco conocidos. A bordo viaja un jovencísimo, de sólo 22 años, pastor de la iglesia anglicana llamado Charles Robert Darwin, que había cursado sus estudios de Teología en el prestigioso King's College de Cambridge pero cuya verdadera vocación era convertirse en naturalista. Darwin comenzó estudiando la carrera de medicina, pero pronto la abandonaría, puesto que de algo hay que vivir, por la teología, aunque tampoco ésta le terminaría convenciendo, ya que su pasión era el estudio de la naturaleza, en todos sus aspectos. Su abuelo, Erasmus Darwin, había sido un prestigioso médico y autor de una importante obra de Zoología evolucionista y muy pronto el joven Charles seguiría sus pasos.

El viaje del Beagle duraría cinco años, desde la costa este de Brasil, cruzando el estrecho de Magallanes en la Patagonia, remontando por la costa oeste hasta Valparaíso, llegaría en septiembre de 1835 a las islas Galápagos donde Charles realizaría parte de los estudios que serían la semilla de su obra más importante "El orígen de las especies". La primera edición de este libro, de 1500 ejemplares, en 1859 se agotó el primer día y la segunda, de 3000 ejemplares, en menos de una semana, y estamos hablando de una época en la que los libros eran para la mayoría de los mortales un artículo de lujo.

La teoría de la selección natural propuesta por Darwin ha sufrido los embates de 150 años de escepticismo por muchos sectores de la sociedad y, hasta la fecha, se ha mantenido con más vigor del que empezó en sus inicios y aunque, obviamente, el paso del tiempo la ha modernizado, pulido y perfeccionado, la idea central sigue siendo la misma. Aunque son muchas las razones que pueden hacer que no se crea en la evolución biológica, ya que parece ser contraria a nuestra intuición lo cierto es que las mismas razones pueden aplicarse a cualquier teoría científica del último siglo. De hecho, la Tierra está fija y es el Sol el que se mueve por el éter del Universo mientras las estrellas se encuentran inmutables en el firmamento de los dioses,

Dawkins dio título a su obra basándose en la idea de William Paley (recordad el número 55 de PCmanía ) de que todos los objetos complejos, como puede ser el caso de un reloj, deben tener un diseñador, un relojero. En el caso de los objetos "biológicos", tales como las plantas, animales o nosotros mismos, el diseñador, que es la selección natural, es un relojero ciego, puesto que no ve el más allá de sus acciones, no planifica sus consecuencias y no tiene ninguna finalidad prevista. Sin embargo, es prácticamente imposible resistirse a la tentación de considerar que cualquier ser vivo o cualquier órgano de un ser vivo ha sido cuidadosamente planificado para realizar tal o cual función. Tomemos por ejemplo un ojo (que es el ejemplo predilecto de los anti-evolucionistas), aparentemente se requiere tener mucha "fe" en la ciencia para creerse que haya podido surgir por azar, por la aleatoria combinación de otros elementos, que se han dispuesto de tal manera que permiten realizar una función biológica increíble : la visión. Porque cuando se analizan con detalle cada una de las partes constituyentes de un ojo, se ve que tienen una precisión fuera de lo común, pero aún es más asombroso el hecho de que todas las partes constituyentes encajan entre sí de manera tan absolutamente "perfecta". Porque, si desde luego es difícil creer que por azar haya surgido una parte transparente en frente del ojo para que pueda pasar la luz, o que por azar haya surgido una lente de configuración variable como el cristalino, lo que resulta, a primera vista, perdón por el juego de palabras, increíble, es que todas y cada una de las partes del ojo funcionen de una manera tan sincronizadamente eficiente y precisa. Un ojo constituye un problema de ingeniería tan formidable que ni siquiera actualmente somos capaces de diseñar ni crear una lente fotográfica tan versátil como es el cristalino del ojo, de tal manera que el conjunto córnea, iris y cristalino de un ojo forman, sin lugar a dudas, el mecanismo óptico más sofisticado conocido. Amén de la subsecuente integración de las células de la retina como fotorreceptoras (capaces de absorber y reaccionar frente a la luz) y de las áreas cerebrales encargadas de procesar la información visual e integrarlas con el resto de información procedente de nuestros sentidos.

Así pues, un ojo ha debido ser diseñado tan perfectamente que todas sus piezas encajen milimétricamente a la perfección, y desde luego un ojo al que le falte una pieza, por ejemplo el cristalino, no podría funcionar ni suponer ninguna ventaja evolutiva, ¿o sí?. La historia es bien distinta ya que podemos encontrar una gradación prácticamente continua de tipos de ojos. Así, existen algunos organismos formados por una sola célula que poseen un extremo más sensible a la luz que el otro, por lo que pueden orientarse bien hacia la luz o huyendo de ella. En algunos gusanos los "ojos" están formados por células sensibles a la luz situadas en unas depresiones cóncavas de la piel. Si se continúa con la concavidad y cerramos los bordes se forma una cámara oscura, que es el mismo principio en el que se basa la fotografía. El Nautilus, que es un primo muy lejano del calamar y que tiene ya como especie muchísimos millones de años posee dos ojos que en realidad son cámaras oscuras, puesto que carecen de cristalino y de córnea que cierre al ojo de tal manera que ¡el agua de mar entra dentro del ojo hueco!. No cabe la menor duda de que un ojo cerrado con cristalino es mejor que un ojo abierto sin él, pero entre la disyuntiva entre un ojo, por muy malo que sea, y carecer de ojos, creo que la ventaja evolutiva está clara. Siguiendo con algunos parientes del Nautilus como el calamar o los pulpos podemos apreciar que éstos sí tienen un ojo similar al nuestro con cristalino que seguramente les proporcione una visión en el agua tan nítida como nosotros en la tierra. De hecho muchos calamares se sirven de señales visuales para realizar sus danzas nupciales o cortejos de apareamiento, de tal manera que sus cuerpos cambian de colores y patrones de pigmentación para "expresar" diferentes "estados de ánimo".

Las chapuzas de la evolución

Lo cierto es que, si bien la naturaleza está llena de órganos y organismos "aparentemente" perfectos en su funcionamiento cuando se analizan más detenidamente empiezan a encontrarse pequeñas chapuzas aquí y allá que nos hablan de otra visión muy diferente de la evolución. Son estas imperfecciones las pruebas principales de que la evolución ha tenido lugar. El defensor más conocido en este sentido es Stephen Jay Gould que lo llama el principio del panda debido a que su ejemplo favorito es el falso pulgar del panda. Los pandas provienen por evolución de osos carnívoros pero, sin embargo, en algún momento de su pasado histórico como especie "decidieron" hacerse vegetarianos y ahora son hervívoros alimentándose sólo de bambú. Sus pulgares de carnívoros habían evolucionado durante muchos millones de años a un tipo de movimiento muy limitado tal y como ocurre en todos los mamíferos del orden Carnívoros. Al adaptarse a una dieta de bambú, la evolución no pudo rediseñar sus pulgares de tal manera que tuvieron que apañarselas con un hueso de la muñeca, y que ha dado lugar al falso pulgar del panda. Así pues, el segundo dedo pulgar es una "chapuza" torpemente diseñada, pero que funciona y que permite a los pandas agarrar mejor el bambú.

Una buena parte de los órganos de todos los organismos biológicos son el resultado de la evolución usando lo que puede, haciendo y deshaciendo con lo que ya tiene, reinventando la rueda varias veces y por caminos diferentes. Sin ir más lejos y volviendo al ejemplo del ojo, si uno se pusiera a "diseñar" un ojo seguramente haría que la primera capa de células de la retina fueran los conos y bastones y haría que estas células estuvieran apuntando hacia afuera, es decir, hacia el mundo exterior que al fin y al cabo es desde donde viene la luz. Y efectivamente ésto es así en muchos animales como es el caso de todos los insectos, sin embargo existen otros animales entre los que nos incluímos nosotros mismos, quién lo hubiera imaginado ¿verdad?, en los que el ojo está "diseñado" al revés, de tal manera que los conos y bastones apuntan hacia "dentro del ojo" y además la primera capa de células de su (y nuestra) retina son las neuronas que formarán el nervio óptico y que se encargan de enviar las señales al cerebro. Esto hace que estas células tengan que ser transparentes para dejar pasar la luz, y que además cuando se juntan todos sus axones para formar el nervio óptico tengan que atravesar la retina, creando lo que se llama el punto ciego. Todos nosotros tenemos un "agujero" ciego en nuestra retina en el que no tenemos células receptoras de luz ya que por ahí pasa el nervio óptico camino del cerebro. Desde luego a ningún ingeniero que se precie de tal se le habría ocurrido un diseño tan enrevesado, poco elegante y poco óptimo, casi nos atreveríamos a decir tan "innatural". Así, y como nota al margen, debido a la gran variedad de diseños fundamentales diferentes de ojos, los biólogos consideran que dentro del reino animal el ojo ha sido inventado y reinventado de manera independiente unas cuarenta veces, y posiblemente algunas más. Así tenemos ojos simples y compuestos, además dentro de los ojos compuestos los hay de varios tipos y difícilmente puede encontrarse un paralelismo entre ellos por lo que han tenido que evolucionar de manera independiente entre sí, ojos con cristalino, y sin él, etc...

Por poner otro ejemplo de las chapuzas evolutivas los dolores de espalda que tenemos que soportar muchos de nosotros son debidos entre otras cosas a que durante muchos millones de años nuestros antepasados evolutivos andaban a cuatro patas por lo que su columna vertebral tiene las curvaturas adecuadas para ese tipo de locomoción, cuando hace escasamente un millón de años nuestros antepasados empezaron a caminar erguidos nuestra columna se modificó a partir de los cuadrúpedos por lo que nuevamente es una estructura que no es la mejor que podría haberse diseñado desde cero para andar erguidos. Lo que nos da una idea muy clara de que, o bien el diseñador es muy torpe, o no tiene ni la más remota idea de adonde va.

Así pues, las dos ideas en las que se basa la teoría moderna de la evolución son muy simples de comprender, aunque no sabemos por qué tan difíciles de aceptar. La primera idea es que la evolución tiene lugar a través de cambios extraordinariamente pequeños acumulados durante periodos extraordinariamente largos de tiempo. Estos cambios aparecen por puro azar y no han sido "pensados" por nadie con ninguna finalidad. Este es el elemento de azar de la teoría y que tanto cuesta admitir, sobre todo porque se olvidan de la segunda idea, la selección natural, que es la innovación más importante de la teoría y de la que hablaremos en el próximo artículo.

Biomorfolandia

Richard Dawkins describe en el Relojero ciego un programa de creación de lo que él llama biomorfos. Los biomorfos son "bichejos" arborescentes que en pantalla aparecen como insectoides de formas extrañas y maravillosas, y el programa se convierte así en un autobús multidimensional que nos permite recorrer la Tierra de los biomorfos partiendo siempre del mismo punto. Todos los descendientes de este ancestro común o padre universal se generan a partir de él por la sucesiva acumulación de pequeñas modificaciones controladas por los diferentes genes que forman su configuración hereditaria.

Todos los biomorfos constan de nueve genes que tienen valores numéricos y el programa en cada generación realiza mutaciones (cambios) aleatorias sobre algunos de ellos de tal manera que nos presenta 6 nuevas alternativas para elegir. Al elegir una de estas alternativas lo que estamos haciendo es dar una curva con nuestro autobús y elegir una nueva ruta evolutiva por este mundo de 9 dimensiones. Podemos decir que cada uno de los genes constituye una dimensión y que cada punto dentro de este espacio de 9 dimensiones nos da lugar a un biomorfo, es decir, cada biomorfo queda perfectamente determinado con nueve valores numéricos, los correspondientes a cada uno de sus genes. Hay un gen que controla el número de ramificaciones que tenemos, otro que controla la longitud de las ramificaciones, otro que controla el ángulo de ramificación, etc. Aquí no hay reproducción sexual sino que cada padre (o madre) biomorfo, da lugar a sus hijos sin necesidad de otro representante de sexo opuesto y la única fuerza directora es la velocidad de mutación, que para no eternizarnos es extraordinariamente rápida, pues en cada generación todos los hijos son mutantes en alguno de los genes.

De alguna forma todos los biomorfos que pueden llegar a ser se encuentran escondidos y contenidos dentro de este mundo y lo que nosostros vamos haciendo es recorrer uno cualquiera de los infinitos caminos que podemos seguir. A partir del mismo ancestro común y guiado por nuestro ojo podemos navegar por la tierra de los bioformos descubriendo, aquí y allá, los engendros que se encuentran agazapados esperándonos.

El programa BIOMURFF que os presentamos en el CD de este mes ha sido escrito en Turbo Basic por D. J. Murphy y el único inconveniente que puede tener es que está todo escrito en inglés, incluída la documentación.

Bibliografía

"El relojero ciego". Richard Dawkins.
"Climbing Mount Improbable".Ed Labor Richard Dawkins. Penguin Books (1997).