Fieras, alimañas y sabandijas 

 

 

 

                        Revista de divulgación zoológica

 

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Las chapuzas de la evolución

 

 

 Eslizón tridáctilo (Chalcides striatus)

 

 

¿Qué sentido tiene perder todos los meses una abundante provisión de sangre, expulsar un tejido rico en sustancias nutritivas y exponerse a infecciones y a una mayor probabilidad de desarrollar tumores (las células se dividen rápidamente para reparar los daños)? La mayoría de las hembras de mamíferos tienen un ciclo reproductivo incruento, que finaliza, si no hay anidamiento, con una suave reabsorción de los tejidos del útero que se han desarrollado para recibir al embrión. La menstruación de las hembras de primates es, o bien un compromiso entre antiguas ventajas adaptativas y riesgos moderados, o bien un resultado colateral del peculiar mecanismo de reproducción de los miembros fundacionales del grupo. En cualquier caso, tal como sienten las mujeres, la menstruación es una chapuza, una más de las incontables que aparecen en los organismos.

 

En todos ellos abundan los vestigios, residuos, muñones, redundancias, estorbos, comportamientos absurdos, competencias inútiles... La perfección puede ser fruto de un diseño inteligente o de un proceso de evolución propiciado por una cantidad virtualmente ilimitada de variabilidad genética e impulsado por una selección natural implacable, instantánea y minuciosa. La imperfección puede proceder de un diseñador torpe o de organismos que presentan una limitada variabilidad y que responden a las presiones de selección con retardo y cierta negligencia. Es más elegante aceptar este tipo de evolución que recurrir al diseñador torpe. Darwin se dio cuenta inmediatamente de que las imperfecciones de los organismos eran explicadas muy bien por su teoría. Tuvo más dificultades para explicar las perfecciones más deslumbrantes, pero ideó soluciones ingeniosas. La principal es que una estructura que sirve a una función puede adaptarse a otras (los organismos pueden modificar estructuras preexistentes, pero no crearlas de la nada). Por ejemplo, una pequeña extremidad emplumada que servía para atrapar insectos pudo convertirse, a través de pequeños pasos, en una potente ala. Además, Darwin tuvo a su favor que la variabilidad presente en los organismos puede ser muy grande y la selección natural es bastante implacable y actúa durante mucho tiempo.

 

Ese cambio de función que postula Darwin es también una fuente generosa de chapuzas. Una estructura que desempeña una función A se va adaptando a desempeñar una función B, modificándose gradualmente. Llega un momento en que la estructura ya no sirve bien para la función original (pero aún funciona un poco) y tampoco sirve aún bien para la función nueva (pero ya sirve algo). Tenemos una estructura que es una estupenda chapuza para las dos funciones. Este organismo puede resultar algo patético, pero disfruta de ciertas ventajas adaptativas con respecto a sus semejantes. Es el caso de las ranas “voladoras” arborícolas: las membranas entre sus dedos ya no sirven apenas para nadar, pero se han desarrollado tanto que permiten planear un poco de una rama a otra.

 

Los organismos presentan compendios de los modos de vida de sus antepasados, en forma de órganos residuales y atrofiados: restos de patas en serpientes como las boas, restos de uno de los pulmones en otras serpientes (los dos no caben en su estrecho cuerpo), los ridículos brazos del tiranosaurio, muñones de alas en aves no voladoras, el quinto dedo convertido en pequeño espolón en los cánidos, dientes que se desarrollan en los embriones de ballena para reabsorberse antes del nacimiento... La explicación de la persistencia de estos vestigios durante mucho tiempo es que, cuando un órgano de gran tamaño se deja de usar, la presión de selección es muy fuerte para reducirlo, ya que es un estorbo y consume muchos recursos; pero conforme se reduce, la presión de selección se va haciendo cada vez menor. Aunque lo ideal sería que el vestigio desapareciera, los organismos que lo poseen no tienen una desventaja muy grande con respecto a los que lo han eliminado y no son penalizados por la selección. Estas estructuras suelen indicar una evolución en curso, o bien la pertenencia a grupos primitivos, que retienen características ancestrales. Los vestigios aparecen a todos los niveles en la estructura de los organismos, incluso al molecular: gran parte del “ADN basura” tiene funciones que se están descubriendo ahora, pero otra parte está formada por residuos de antiguas invasiones víricas y por genes que cambiaron de lugar o sufrieron mutaciones que los incapacitaron (pseudogenes). Las gallinas aún conservan, inactivados, los genes de los dientes de sus antepasados.

 

Las reliquias pueden manifestarse también en comportamientos trasnochados: el alcaudón dorsirrojo migra a África dando un rodeo, como recuerdo de la antigua distribución de tierras, y el macho de la mosca Hilara sartor regala a la hembra un capullo vacío. Sus antepasados lo regalaban con un insecto dentro, aunque algunos machos engañaban a las hembras con capullos vacíos, que sólo abrían tras el apareamiento. Hoy estas moscas se alimentan de néctar, por lo que el regalo ya no tiene sentido.

 

Un enfoque muy productivo en la moderna medicina es el que explica las enfermedades e imperfecciones del hombre en términos evolutivos. Éstas se deben a varias causas. Una es el compromiso entre las distintas partes del organismo (si tuviéramos un hueso de una extremidad tan fuerte que no se rompiese nunca, la selección natural actuaría de inmediato reduciendo su calidad, para fortalecer a los demás). Otra es el cambio de ambiente, que genera inadaptaciones que pueden persistir mucho tiempo: la hipertrofia de tiroides endémica de muchas regiones pobres en yodo es un recuerdo de que la glándula que dio lugar al tiroides la inventaron nuestros remotos antepasados, las ascidias, que vivieron en el mar, donde abunda el yodo. Otra es la imperfección en los diseños por las limitaciones que impone la historia evolutiva (en la retina, las células nerviosas se sitúan por delante de las fotorreceptoras y el nervio óptico tiene que atravesar esta capa interna, lo que crea el punto ciego). Por otro lado, los seres humanos no hemos evolucionado solos, sino en constante conflicto con otros organismos, lo que nos ha llevado a desarrollar sistemas de defensa extremadamente complejos, que a veces se vuelven contra nosotros mismos (enfermedades autoinmunes, como ciertas formas de reúma o el lupus). El cáncer puede haber sido favorecido por la selección natural en algunos casos (no olvidemos que se comporta como un ente vivo en gran medida independiente). Muchas alteraciones, como la fiebre, el dolor o las náuseas en los primeros meses de embarazo (en los que el feto es más sensible a sustancias que alteren su desarrollo) son simples mecanismos de defensa favorecidos por la selección natural. El hecho de que debamos ser máquinas funcionales durante todo nuestro desarrollo, incluidas las etapas embrionarias, impone férreas restricciones al modo en que podemos ser construidos.

 

Por otro lado, los organismos usan una y otra vez una gama limitada de herramientas para todo tipo de funciones, por razones de economía y disponibilidad, y lógicamente, estos elementos no se desempeñan igual de bien en todas sus tareas (por ejemplo, el mecanismo que sirve para conducir el impulso nervioso es muy similar al que produce un bloqueo casi instantáneo en la membrana celular del óvulo recién fecundado para que no penetren nuevos espermatozoides). Los organismos complejos presentan además un grado descomunal de redundancia en muchas de sus estructuras básicas: aunque una neurona disponga del mismo material genético que una célula madre, la mayoría de sus genes no se va a expresar jamás. Podría haberse desarrollado un mecanismo que eliminara o reciclara todo el ADN inservible. Desde luego que podría ser una ventaja que las neuronas pudieran usar su ADN silenciado para generar nuevas neuronas y reparar daños en el sistema nervioso, pero el hecho es que esta capacidad no se explota más que en un grado muy pequeño.

 

Otra fuente inagotable de chapuzas es la selección sexual, que genera, por ejemplo, machos muy atractivos para las hembras, pero muy deficientes como máquinas de supervivencia: el vivo colorido y los comportamientos ostentosos atraen a los depredadores, muchas de las estructuras que desarrollan son estorbos para la huida (caso de la cola del pavo real), etc. Todos los recursos que emplean en seducir a las hembras se podrían derivar, por ejemplo, hacia un mejor cuidado a las crías. Muchos machos son apartados de la reproducción por los dominantes, con lo que sus cuerpos son despilfarrados. La guerra de los sexos, que enfrenta a machos con hembras, es costosa para las especies (la lucha declarada entre el embrión y la madre por los recursos es otra muestra de esta competición absurda). Todo esto es lo que cabe esperar si la evolución es una competencia entre individuos (e incluso genes) egoístas, que siempre buscan su propio beneficio y sólo cooperan cuando obtienen una contrapartida para sí o sus parientes cercanos. La misma existencia de los machos puede ser considerada en cierto sentido una chapuza: hembras que se reprodujeran por partenogénesis y organismos hermafroditas podrían subsistir por sí mismos. Así se evitarían los casos de ciertos machos parásitos, como los de algunos peces y caracoles, que viven pegados a la hembra y se nutren de ella, y la dictadura masculina de los leones.

 

Los organismos consiguen sus estructuras a través de caminos muy tortuosos. Son el resultado de muchas presiones de selección, a veces de sentidos opuestos, de cambios en el ambiente, de oportunidades momentáneas, de mutaciones revolucionarias, de mezclas de poblaciones, de cruces genéticos afortunados, de hibridaciones e incluso de simbiosis. Su desarrollo puede estar favorecido por grandes catástrofes, que extinguen a los rivales y dejan multitud de nichos ecológicos vacíos donde experimentar. Muchos organismos muestran una inventiva inusual, desarrollando estructuras exquisitas a partir de burdos precursores. Por ejemplo, el elefante, que a partir de una insulsa nariz ha sido capaz de desarrollar uno de los órganos más polivalentes del reino animal (el topo de nariz estrellada también ha transformado su nariz en un órgano táctil extremadamente sensible). La trompa no es tan eficaz como la mano humana en la manipulación de objetos, pero ésta no puede oler ni respirar. Además, la trompa sirve para la comunicación visual y táctil entre individuos, para absorber agua, que el animal puede usar para beber o para refrescar su cuerpo, etc. Este ejemplo muestra cómo el aumento de complejidad de las estructuras conduce a la aparición de capacidades emergentes, de nuevas propiedades que son útiles más allá de las demandas adaptativas para las que fueron desarrolladas (el ejemplo más paradigmático de esto es sin duda el cerebro humano, que se desarrolló primariamente para obtener el alimento de forma más eficiente, pero que acabó generando nuestro lenguaje y nuestro rico pensamiento simbólico).

 

El mecanismo evolutivo por el que el elefante consiguió su trompa es, sin embargo, relativamente sencillo: en condiciones de sequedad y falta de alimento, los antepasados de los elefantes, que tenían una probóscide pequeña, se adaptaron para aprovechar hasta la última brizna de los alimentos más pobres en sustancias nutritivas y calorías. Para ello, aumentaron de tamaño, ya que los animales grandes tienen un metabolismo más lento que los pequeños y disipan menos energía en forma de calor (debido a que la relación entre la superficie, por la que escapa el calor, y el volumen, que lo genera, es menor en los animales grandes que en los pequeños). El animal creció por tanto en altura y su cabeza quedó cada vez más lejos de la hierba. Podría haber desarrollado un largo cuello, pero sus mandíbulas y los músculos que las movían eran demasiado pesados, ya que debían triturar muy bien todo tipo de materia vegetal dura. La única opción de que dispuso fue alargar cada vez más su nariz y dotarla de fuertes músculos para llegar a la hierba y arrancarla. Otro ejemplo, muy divulgado (por Stephen Jay Gould), de un “apaño” evolutivo de este tipo es el pulgar del panda, desarrollado para manipular los tallos de bambú de que se alimenta. Los antepasados de los osos panda eran carnívoros cuyas extremidades estaban adaptadas a la persecución y el desgarro y carecían de un pulgar oponible a los demás dedos. Los pandas se “inventaron” un nuevo pulgar, desarrollando exageradamente hacia fuera uno de los huesos de la muñeca y dotándolo de musculatura propia.

 

Uno de los ejemplos más dramáticos de la influencia de la historia en las adaptaciones de los organismos es el de ciertos peces planos que viven en el fondo del mar, como lenguados y rodaballos. Las rayas se adaptaron de modo primario a vivir en los fondos y presentan simetría dorsoventral, con los ojos situados en la parte superior del cuerpo, para ver las amenazas, y la boca en la parte inferior, para alimentarse. Pero los lenguados y rodaballos proceden de peces que no estaban adaptados a vivir en los fondos y que tenían la simetría bilateral de la mayoría de los peces. Los alevines de estas especies nacen con un ojo a cada lado del cuerpo y llevan una vida pelágica (no ligada al fondo). En el transcurso de su desarrollo, uno de sus ojos se va desplazando, de forma un poco monstruosa, hacia el otro lado del cuerpo, que será el superior y se pigmentará imitando el diseño del fondo, magníficamente por cierto. La boca, sin embargo, no consigue migrar al lado inferior y queda torcida, en una posición menos eficaz para la alimentación.

 

Los autores de relatos como “De cómo el conejo consiguió sus largas orejas” (tradición centroamericana) o “Las medias de los flamencos” (Horacio Quiroga) estuvieron cerca de la verdad. No importa que narren sucesos fantásticos: esos animales tuvieron una historia y es ella la que explica sus rasgos presentes. Tuvieron que pagar por sus pecados, como los animales actuales tienen que purgar un azaroso pasado de combates y catástrofes.

 

 

Apéndice 1

 

Estructuras que han acabado dando lugar a otras muy distintas:

 

Los seres vivos son unos inmensos transformistas, improvisadores y recicladores. Virtualmente, cualquier estructura puede ser transformada en otra: las partes de la flor derivan de hojas, las antenas y piezas bucales de los artrópodos proceden de patas, el aguijón venenoso de abejas y avispas se originó a partir del órgano que poseen las hembras para depositar huevos, las branquias respiratorias de los peces provienen de los órganos filtradores de alimento de las ascidias, sus mandíbulas proceden de los primeros arcos óseos que sostenían las branquias, los huesos del oído de los mamíferos proceden de otros arcos branquiales, nuestros pulmones proceden de vejigas natatorias de peces que proceden de pulmones de peces más antiguos que proceden de simples sacos ciegos del intestino, nuestros discos intervertebrales son un resto de la varilla rígida dorsal que recorría a nuestros antepasados, los primeros cordados (aunque no se sabe de dónde salieron las aletas de los peces y, consecuentemente, nuestras patas), de las escamas dérmicas cubiertas de esmalte de los antiguos peces acorazados proceden nuestros dientes, los huesos dérmicos del cráneo y la clavícula... Como vemos, los organismos siempre tienen que echar mano de las estructuras que poseen y no pueden planificar a largo plazo. Teniendo en cuenta todo esto, los resultados finales, aunque no sean óptimos, son bastante satisfactorios.

 

 

Apéndice 2

 

Imperfecciones y estructuras vestigiales del ser humano

 

El apéndice del intestino es un residuo de una cámara fermentadora de primates vegetarianos. Los vestigios óseos de la cola hoy quizá sólo sirven para que nos duelan más los culetazos. Los pezones en los machos no tienen función, aunque puede ser resucitada por un baño de hormonas femeninas. Las muelas del juicio no brotan en muchos de nosotros. Otras estructuras claramente relícticas son los músculos que mueven nuestras orejas, que hoy tienen un uso muy escaso y están muy atrofiados. Presentamos muchos problemas relacionados con el bipedismo, una adaptación reciente, que son tolerados por las innumerables ventajas que esta forma de locomoción nos reportó. Entre estos padecimientos están los dolores de espalda y el parto dificultoso (el feto tiene que pasar a través de un estrecho canal óseo). Algunos médicos proponen un rediseño de nuestra anatomía para el bipedismo: reducir nuestra estatura, abrir un poco hacia delante el ángulo de las rodillas, inclinar el tronco hacia delante y curvar el cuello hacia atrás. Otra adaptación muy ventajosa, la bajada de la tráquea, que nos permitió desarrollar el lenguaje hablado, causa a veces ahogamientos. Otros problemas son fruto de un “diseño desafortunado” (más bien de una historia irrenunciable): las capas de células de la retina tienen una disposición inadecuada, que provoca desprendimientos y la existencia de un punto ciego, y la próstata no debería rodear a la uretra (su crecimiento anómalo la comprime). También poseemos gran cantidad de ADN inservible (aunque no tanto como se pensaba): por ejemplo, varios cientos de genes de receptores olfatorios que han degenerado al transformarnos en animales básicamente visuales.

 

Actualizaciones

 

Podéis encontrar más chapuzas aquí.

 

Y muchos rasgos relícticos del ser humano en este estupendo post  de “Ciencia al día”.

 

Está claro que nada en el mundo es tonto e insignificante. Ved si no toda la ciencia que hay detrás de nuestra limitada capacidad de movimiento de las orejas .  Y detrás del OVN , otro posible órgano vestigial del hombre (explicada en un espléndido artículo de Marcelo Dos Santos).

 

 

 

Nota: artículo publicado, en una versión algo modificada, en el Muy Interesante de junio de 2.007.

 

 

 

 

 

 

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