I. LA FAMILIA PEQUEñA NO EVOLUCIONA MEJOR. ALGUNAS IDEAS BÁSICAS SOBRE LA SELECCIÓN NATURAL

Dio Naturaleza a cada cual de los animales admirable industria para su conservación. CAYO PLINIO SEGUNDO

 

 

 

PARA una persona interesada en la naturaleza, cualquier caminata por un bosque, un llano, una selva, o incluso la observación atenta de la poca vida natural que aún se encuentra en nuestras ciudades, puede suscitar una serie de preguntas parecidas a las siguientes: ¿Por qué hubo tan pocas mariposas llamadoras este año? ¿Por qué hay tantas moscas y tan pocas águilas? ¿Por qué de un cerro al contiguo las especies de árboles son diferentes? ¿Por qué en las ciudades los gorriones son tan abundantes y no sucede así con los cardenales?, etcétera. Estas preguntas se refieren al conocimiento de la distribución y la abundancia de los organismos.

Cuando se profundiza en los problemas anteriores, aparece otro catálogo de preguntas superficialmente diferentes, por ejemplo: ¿Cómo encuentran las mariposas su comida y cómo se protegen de sus depredadores? ¿Cómo se pueden explicar los intrincados diseños de forma y color que parecen ocultar a ciertas especies de sus enemigos naturales? ¿Cuál es el mecanismo por el que diferentes razas de la misma especie adquieren coloraciones distintas en las diversas localidades? ¿A qué se deben los complicadísimos ritos de apareamiento de algunas especies de aves?, ¿y por qué otras apenas presentan cortejo sexual? Y así, hay gran cantidad de interrogantes similares relacionadas con las razones por las cuales los organismos se encuentran adaptados a su medio y presentan las características propias de sus especies.

Estos dos catálogos de preguntas, aparentemente ajenas, en realidad son las caras de una misma moneda. Como George Hutchinson lo ha expresado de manera tan acertada, estas preguntas corresponden al "teatro ecológico" y a la "representación evolutiva", respectivamente. La íntima conexión que existe entre los cambios numéricos que sufren las poblaciones de seres vivos y sus ulteriores cambios evolutivos fue expresada y fundamentada por primera vez a mediados del siglo pasado por Carlos Darwin. Este capítulo se dedicará a la presentación de los argumentos subyacentes al concepto de selección natural, una idea central en el pensamiento biológico moderno y cuyo auxilio será indispensable para dar coherencia a los capítulos siguientes.

Para no presentar la argumentación en términos completamente abstractos, imaginémonos una pequeña isla en medio de un lago. La isla se encuentra cubierta de pastos y algunos arbustos, poblada por insectos y una sola especie de ratones y es visitada ocasionalmente por tecolotes provenientes de las orillas del lago. Esta islita, sus habitantes y visitantes, son a la vez los actores y el escenario del "teatro ecológico".

El primer punto que examinaremos es el de los factores que determinan la cantidad de ratones en la isla. Hay solamente cuatro causas que producen cambios en los números: nacimientos, muertes, emigración e inmigración. Las dos últimas las ignoraremos con el fin de no complicar innecesariamente las cosas (para esto pusimos a los ratones en una islita, así la probabilidad de escapar o recibir la visita de otros ratones es muy baja). En el siguiente capítulo veremos con mucho mayor detalle las cualidades de los seres que afectan sus oportunidades de sobrevivir y dejar descendencia. Bástenos por ahora recordar que obtener alimento, conquistar una pareja y eludir a los enemigos naturales son los principales problemas a los que se enfrentan los animales y, a su modo, las plantas. El balance entre el número de nacimientos y el de muertes en cualquier momento, es lo que determina la abundancia de los ratones. Si en un año el invierno fue muy crudo, morirán más ratones que en un año favorable. Si los tecolotes del litoral del lago descubren que la isla contiene muchos ratones y empiezan a visitarla muy frecuentemente para alimentarse de ellos, habrá otra vez pocos ratones. Si, debido al buen clima, los insectos de la isla se desarrollan mucho y acaban con buena parte de la cosecha de semillas, los ratones pueden sufrir de una escasez de alimento y de una mortalidad mayor que la acostumbrada, con el consecuente cambio en sus números. En fin, cualquier factor que opere en el sentido de mejorar (desde un punto de vista ratonil) el clima, de disminuir la intensidad de competencia con otras especies o la acción de los enemigos naturales producirá, por lo menos en el corto plazo, un incremento de la población de ratones. Los datos numéricos de natalidad y mortalidad se analizan mediante herramientas demográficas y, en particular, la llamada tabla de vida, que se verá con más detalle en el próximo capítulo.

Resulta claro que puede haber islas muy convenientes, desde un punto de vista de ratón, a saber: aquellas con pocos tecolotes, abundancia de gramíneas, ausencia de otras especies de roedores y buen clima; por el contrario, es posible que también existan islas muy inhóspitas. La densidad de ratones será respectivamente alta o baja en los diferentes tipos de islas.

Ahora bien, ¿qué es lo que determina cuáles individuos serán los sobrevivientes a la acción de los tecolotes, a las hambrunas o las inclemencias climáticas? ¿Cuáles individuos y por qué razones serán capaces de obtener una pareja y de contribuir a la siguiente generación de roedores? El punto que el genio de Carlos Darwin percibió y apreció hasta sus últimas consecuencias es que ni el éxito al reproducirse ni la capacidad de sobrevivir hasta la edad adulta y de permanecer en ella son iguales en todos los individuos de una misma especie. En efecto, aunque todos los ratones pudieran parecer iguales a primera vista, un examen más cuidadoso revela diferencias entre ellos. Algunos son más robustos, otros más ágiles, otros de color más oscuro, otros más claros. Incluso sus gustos alimenticios no son idénticos: un ratón puede preferir semillas de cierta planta, mientras que su vecino se inclina por la de otra especie distinta. Esta variabilidad no es, obviamente, privativa de los ratones. Es una característica universal de los seres vivos, que Darwin llamó "descendencia con variación". En otras palabras, esta expresión significa que todos los seres vivientes tienden a tener progenie parecida, pero en general no idéntica, a sí mismos, y éste es uno de los más profundos y esenciales rasgos de la naturaleza viva.

De modo que no todos los individuos de la misma especie (o incluso del mismo grupo o población, como la de los ratones en la isla) son idénticos, lo que trae como consecuencia simplemente que mortalidad y el éxito reproductivo no estén determinados puramente por el azar. Es como si se usaran dados cargados para determinar quién ha de morir o quién podrá encontrar pareja. Ilustremos esto con los ratoncitos de nuestro ejemplo: el invierno ha sido mucho más crudo que lo acostumbrado y la mortalidad entre los ratones ha resultado mayor. Sin embargo, un cierto número de hermanos y primos, descendientes de un ratón notable por lo peludo, han sido capaces de soportar mejor el frío y ahora son proporcionalmente más abundantes en la población. Si se presentara una serie larga de años fríos, el aspecto general de los ratoncitos de la isla empezaría a cambiar, al predominar los descendientes de aquellos ratones peludos más resistentes a las bajas temperaturas. De manera similar, si la presencia de tecolotes fuera otra causa importante de mortalidad entre los ratones de la isla, aquellos ratones ligeramente más exitosos para escapar de la depredación de los tecolotes (por sigilosos, o rápidos, o porque evitaran salir de noche, u otra característica parecida dejarían más descendientes, en términos proporcionales, y cambiarían paulatinamente ciertos hábitos en la población.

Resulta claro que la acción de los diferentes factores no es necesariamente secuencial. Los años fríos pueden coincidir con los de baja actividad de los tecolotes, o viceversa. Los ratones más atractivos a las hembras pueden también ser los menos peludos, o los de color más claro, etc. Sin embargo, toda esta constelación de factores determina, después de muchas generaciones, que las poblaciones estén formadas por individuos adaptados, es decir, ajustados, armonizados con su medio. En nuestro ejemplo, esto significa ratones resistentes al frío, con un aspecto y hábitos de conducta que los hagan inconspicuos ante sus enemigos naturales, capaces de utilizar una variedad de semillas diferentes para no verse demasiado afectados por sus competidores, etcétera.

Es claro que cambios subsecuentes en el medio (por ejemplo, un incremento en la cantidad de insectos competidores) traerán la consecuencia de un desplazamiento en las probabilidades de sobrevivir y un reinicio de este juego existencial cuyo único premio, según palabras de Slobodkin, es la permanencia en la cancha. La adaptación nunca será perfecta, por la simple razón (entre otras) de que el medio nunca permanece estático.

Pongamos ahora en términos generales el mecanismo que acabamos de ejemplificar:

1. Los seres vivos tienden a ser parecidos a sus progenitores, pero siempre, dentro de cualquier población, existe una gama más o menos amplia de variación con respecto a un buen número de los caracteres propios de la especie en cuestión. Parte de esta variación es heredable. 2 Ni la mortalidad ni el éxito reproductivo están repartidos por igual entre los individuos de una población. La variación natural determina que, en un medio ambiente dado, algunos de ellos tengan mayores probabilidades de sobrevivir y/o dejar descendencia que otros. 3. Los puntos 1 y 2 implican que aquellas características de los seres vivos que sean al mismo tiempo ventajosas y heredables tenderán a predominar en la población. La consecuencia del proceso anterior sostenido a lo largo del tiempo es la adaptación de los organismos a su medio.

El mecanismo descrito se conoce con el nombre de selección natural y prácticamente no existe biólogo que dude de su existencia, aunque hay diversas opiniones en cuanto a su importancia. En el presente libro adoptaremos la posición llamada neodarwiniana, que consiste, en parte, en conceder una gran importancia a la selección natural en la evolución de los seres vivos.

La idea de la selección natural ha tenido una historia un poco tormentosa. Por razones de tipo filosófico, lógico o empírico, se ha pretendido demostrar su invalidez. Sin embargo, ha sobrevivido a más de 100 años de críticas diversas y ha salido fortalecida de esos embates. Por lo anterior, y debido a la facilidad con la que se malinterpretan los argumentos basados en su uso, es muy importante hacer hincapié en los siguientes puntos:

1. La selección natural opera únicamente sobre la variabilidad heredable, esto es, la que se encuentra codificada en los genes de los organismos. La gran mayoría de los caracteres adquiridos no son heredables y por lo tanto no pueden ser seleccionados. Por ejemplo, es común escuchar la opinión de que, debido a su mala alimentación, tal o cual grupo étnico es genéticamente inferior a otro. Esta es una afirmación carente de fundamento biológico. Las deficiencias alimenticias de los padres no quedan codificadas en los genes y por lo tanto no son objeto de la selección natural. 2. La variabilidad genética se origina, hasta donde sabemos en este momento (después de muchos años de estudios de la genética a un nivel molecular), fundamentalmente al azar. Esto es, ni los errores en la maquinaria genética que denominamos mutaciones ni el "barajado" genético que se da en la recombinación previa a la reproducción sexual son dirigidos u orientados por las necesidades medioambientales: se dan de manera espontánea y pueden o no resultar favorables a un organismo en un medio ambiente dado. Es el juego incesante entre el azar de la variabilidad y la necesidad de sobrevivir y reproducirse en un medio ambiente específico lo que determina la dirección y la velocidad de la selección natural. Actualmente se sabe (véase De las bacterias al hombre: La evolución, por D. Piñero, en esta misma serie) que la "reserva de variabilidad" con la que cuenta la mayoría de las especies es enorme. Dicho en otras palabras, en las especies silvestres hay un gran reservorio de variación genética que puede manifestarse en la forma, colores, pautas conductuales, tamaños, etc., ligeramente diferentes unos de otros. Por otra parte, existen cientos de casos en los que ha sido posible medir las diferencias en la mortalidad (o la reproducción) en diversas variantes de organismos, por lo que actualmente no existe posible duda sobre la realidad de la selección natural. 3. La selección natural puede actuar a varios niveles de organización biológica. Por ejemplo, se pueden seleccionar diferentes variantes del mismo gene (una variante produce pelo corto y otra pelo largo en los ratones de la isla), o diferentes tipos de individuos (los peludos, oscuros y con amplios gustos alimenticios) o incluso grupos completos de individuos relacionados (por ejemplo, aquellos grupos en los que exista una conducta cooperativa). El nivel o niveles en los que actúa preferentemente la selección natural, así como el modo preciso de hacerlo, constituyen puntos de controversia e investigación activa en la biología evolucionista moderna. En este libro evitaremos complicaciones suponiendo que la selección actúa en el nivel de las características de los individuos que están determinadas por uno o muy pocos genes. Esto no ocurre siempre, pero para nuestros propósitos es perfectamente adecuado. 4. Por último, es muy común que los evolucionistas utilicen un lenguaje metafórico que podría interpretarse como si a los genes, animales o plantas, se les atribuyera inteligencia o conciencia o incluso poderes de adivinación. Por ejemplo, se podría haber dicho: "mediante una piel más abrigadora los ratones se protegen del frío". Esto en ningún momento quiere decir que los ratones conscientemente (y menos aún sus genes) hayan decidido adoptar el uso de abrigos gruesos. Aquella frase se utiliza en lugar de la correcta "en épocas de frío, los ratones que presenten genes que producen una piel más abrigadora tendrán mayores probabilidades de dejar descendencia, y por lo tanto los genes responsables de la piel gruesa predominarán en las generaciones futuras". El biólogo rara vez usa este tipo de frase correcta y prefiere utilizar la incorrecta, pero mas corta, que pareciera atribuir conciencia a los animales. En este libro las frases cortas y teleológicas (que atribuyen finalidad a los organismos) se usarán en forma libre. Simplemente hay que recordar que estas frases son una "taquigrafía" para evitar describir en su detalle el proceso selectivo real.

En resumen, hemos ejemplificado sucintamente la manera en que los cambios en las cantidades de nacimientos y muertes dentro de las poblaciones no sólo producen fluctuaciones en el tamaño de las mismas, sino que, acoplados a la variabilidad heredable intrínseca a todos los seres vivos, dichos cambios pueden generar las "soluciones a los "problemas" que plantea el medio ambiente a los organismos. Los organismos que viven actualmente son los descendientes de una estirpe de buenos "solucionadores de problemas" y a esta capacidad la denominamos adaptación.