martes, 20 de marzo de 2012

Evolution in four dimensions, de Eva Jablonka y Marion J. Lamb

Por mucho que intenten venderlo como tal, decir que este libro es de divulgación sería como decir que El Origen de las Especies también lo es. Evolution in four dimensions es una completa revisión de la teoría evolutiva, de un calado tal que obliga a replantearse el "simple" esquema de replicador, mutación y selección. El argumento principal del libro es que en los mecanismos que generan la variabilidad hay mucho, muchísimo más que un puñado de cambios fortuitos en los genes. Por eso sus autoras califican su teoría de neolamarckista, pese a que se declaran darwinistas convencidas (ya expliqué en otra entrada que no hay contradicción en eso) y a que admiten que, hasta donde se sabe (o se sabía hace siete años), no hay mecanismo conocido de trasvase de mutaciones del soma a la línea germinal en seres de reproducción sexual. La idea es mucho más profunda. Lo que defienden las autoras de este libro es que la transmisión de caracteres adquiridos actúa mediante mecanismos mucho más sutiles, variados y poderosos que ese. De hecho, incluso si ese trasvase a la línea germinal se descubriera, no sería sino una anécdota dentro del esquema general de mecanismos que dotan de plasticidad a los seres vivos.

La primera parte del libro describe con todo detalle esas cuatro dimensiones de la evolución: la genética, la epigenética, la etológica y la simbólica. Y en todas ellas las autoras nos hablan de los mecanismos que originan la variabilidad. Hay muchas sorpresas (al menos para mí) en esta parte, donde uno aprende cómo el genoma focaliza y "tunea" la mutación, concentrándola en ciertas regiones y ajustando su tasa, aprovechando para ello los defectos de los mecanismos reparadores de ADN (siempre a base de selección darwiniana, por supuesto). También descubre uno las variadas formas (metilación, marcas en la cromatina o un sistema de cadenas de ARN especiales) en que el genoma se modifica a sí mismo (en su mayor parte actuando sobre su regulación), lo que causa, entre otras cosas, la diferenciación celular. Algunas de estas marcas se transmiten, de hecho, a la siguiente generación, transmitiendo de este modo algunas de las adaptaciones adquiridas en la vida del individuo (es, tal vez, el mecanismo más claramente lamarckiano). Aprendemos que no sólo heredamos el ADN: la membrana celular, por ejemplo, se replica a sí misma, no la produce el ADN, y con ella hay muchos otros elementos no genéticos que se transmiten (por ejemplo la mitocondria).  Y sorprende no menos saber que la alimentación materna influye en las marcas genéticas que se transmiten a la progenie, con las cuales se influye, entre otras cosas, en la inclinación o el rechazo hacia ciertos alimentos. Pero no solo: las adaptaciones "culturales" (a una nueva forma de vida en un nuevo nicho, por ejemplo) o simbólicas (a través del lenguaje y todo el entorno "virtual" que éste conlleva) hacen que surjan adaptaciones totalmente  nuevas con el paso de las generaciones.

Ahora bien, aunque ya se apunte algo en esta primera parte, el meollo de la teoría aparece claramente expuesto en la segunda parte del libro, donde se describen las interacciones entre estas cuatro dimensiones de la evolución; donde se nos cuenta cómo no solo los cambios genéticos inducen cambios fenotípicos o culturales, sino que también los cambios culturales y los epigenéticos acaban modificando los genes de manera que se asimilen, cumpliendo así con el principio lamarckiano de adquisición de caracteres a través de su uso. Y aquí es donde llegamos al punto filipino. La clave de todo el asunto es la capa de regulación que se interpone entre el genotipo y el fenotipo. Me explico. A un genotipo no le corresponde un fenotipo como si del número de referencia de un catálogo se tratara, sino que aquél se expresa en este porque hay un complejísimo entramado de interacciones entre proteínas que son producidas por los genes y que a su vez activan o inhiben genes, y de resultas de todo aparece un individuo con todos sus caracteres resultantes. La existencia de esta capa de regulación conlleva varias cosas. Por un lado, el fenotipo resulta muy robusto a cambios en el genotipo; o dicho de otro modo, hay una enorme redundancia en el genoma. Hay montones de genes que no se expresan, y montes de ellos que da igual que se expresen o no (esto explica por qué el knock out de genes a veces da como resultado que el 80% de los genes parecen no hacer absolutamente nada). Como siempre, esta redundancia hace que haya muchos individuos fenotípicamente iguales que, sin embargo, tienen genotipos muy diferentes. Y por otro lado, el ambiente ejerce una influencia decisiva en el sistema regulatorio y, por tanto, condiciona de forma clave el fenotipo, de manera que individuos con idéntico genotipo pero sometidos a distintos ambientes expresan fenotipos diferentes. Y la etología, el entorno cutural y el simbólico son parte fundamental de ese ambiente que condiciona el fenotipo. Esta es, para mí, la idea clave. Debido al estress inducido por un cambio (voluntario o no) en el ambiente el sistema regulatorio se altera, caracteres dormidos se activan, y descendientes de individuos que eran fenotípicamente iguales empiezan a mostrar diferencias en multitud de caracteres. En ese momento entra en juego la selección rescatando las variedades más aptas, de manera que, tras unas cuantas generaciones, los individuos han experimentado cambios adaptativos irreversibles que los hacen más adecuados para el nuevo entorno en que se desarrollan. La rapidez a la que esto ocurre no es ni siquiera comparable a la lentitud con la que actúa el clásico mecanismo de mutación aleatoria.

El libro es un ensayo magnífico, bien argumentado, bien sustanciado con experimentos, ejemplos y datos, y el resultado es un enfoque radicalmente nuevo de la teoría evolutiva. Un nuevo planteamiento que pide a gritos la elaboración de modelos que hagan encajar las piezas y permitan aportar una descripción cuantitativa del mismo. Porque ante este esquema de cosas, la genética de poblaciones se queda muy corta. Varios mensajes me han quedado claros de este libro. Entre ellos, que tengo que leer los trabajos de Waddington y que ya no puedo posponer más leer The origins of order, de Kauffman (para lo que tendré que armarme de valor porque es un ladrillo). En definitiva, Evolution in four dimensions es una lectura obligada para todo aquél que quiera tener una opinión solvente sobre la evolución.

P.D.: Para saber más del libro y de la teoría que defiende, nada mejor que oír a Eva Jablonka defenderlo.