I. LA FAMILIA PEQUE�A NO EVOLUCIONA MEJOR. ALGUNAS IDEAS B�SICAS SOBRE LA SELECCI�N NATURAL

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

 

 

 

PARA una persona interesada en la naturaleza, cualquier caminata por un bosque, un llano, una selva, o incluso la observaci�n atenta de la poca vida natural que a�n se encuentra en nuestras ciudades, puede suscitar una serie de preguntas parecidas a las siguientes: �Por qu� hubo tan pocas mariposas llamadoras este a�o? �Por qu� hay tantas moscas y tan pocas �guilas? �Por qu� de un cerro al contiguo las especies de �rboles son diferentes? �Por qu� en las ciudades los gorriones son tan abundantes y no sucede as� con los cardenales?, etc�tera. Estas preguntas se refieren al conocimiento de la distribuci�n y la abundancia de los organismos.

Cuando se profundiza en los problemas anteriores, aparece otro cat�logo de preguntas superficialmente diferentes, por ejemplo: �C�mo encuentran las mariposas su comida y c�mo se protegen de sus depredadores? �C�mo se pueden explicar los intrincados dise�os de forma y color que parecen ocultar a ciertas especies de sus enemigos naturales? �Cu�l es el mecanismo por el que diferentes razas de la misma especie adquieren coloraciones distintas en las diversas localidades? �A qu� se deben los complicad�simos ritos de apareamiento de algunas especies de aves?, �y por qu� otras apenas presentan cortejo sexual? Y as�, hay gran cantidad de interrogantes similares relacionadas con las razones por las cuales los organismos se encuentran adaptados a su medio y presentan las caracter�sticas propias de sus especies.

Estos dos cat�logos 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 ecol�gico" y a la "representaci�n evolutiva", respectivamente. La �ntima conexi�n que existe entre los cambios num�ricos 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 cap�tulo se dedicar� a la presentaci�n de los argumentos subyacentes al concepto de selecci�n natural, una idea central en el pensamiento biol�gico moderno y cuyo auxilio ser� indispensable para dar coherencia a los cap�tulos siguientes.

Para no presentar la argumentaci�n en t�rminos completamente abstractos, imagin�monos una peque�a 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 ecol�gico".

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 n�meros: nacimientos, muertes, emigraci�n e inmigraci�n. Las dos �ltimas las ignoraremos con el fin de no complicar innecesariamente las cosas (para esto pusimos a los ratones en una islita, as� la probabilidad de escapar o recibir la visita de otros ratones es muy baja). En el siguiente cap�tulo veremos con mucho mayor detalle las cualidades de los seres que afectan sus oportunidades de sobrevivir y dejar descendencia. B�stenos 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 n�mero de nacimientos y el de muertes en cualquier momento, es lo que determina la abundancia de los ratones. Si en un a�o el invierno fue muy crudo, morir�n m�s ratones que en un a�o 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, habr� 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 n�meros. 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 acci�n de los enemigos naturales producir�, por lo menos en el corto plazo, un incremento de la poblaci�n de ratones. Los datos num�ricos de natalidad y mortalidad se analizan mediante herramientas demogr�ficas y, en particular, la llamada tabla de vida, que se ver� con m�s detalle en el pr�ximo cap�tulo.

Resulta claro que puede haber islas muy convenientes, desde un punto de vista de rat�n, a saber: aquellas con pocos tecolotes, abundancia de gram�neas, ausencia de otras especies de roedores y buen clima; por el contrario, es posible que tambi�n existan islas muy inh�spitas. La densidad de ratones ser� respectivamente alta o baja en los diferentes tipos de islas.

Ahora bien, �qu� es lo que determina cu�les individuos ser�n los sobrevivientes a la acci�n de los tecolotes, a las hambrunas o las inclemencias clim�ticas? �Cu�les individuos y por qu� razones ser�n capaces de obtener una pareja y de contribuir a la siguiente generaci�n de roedores? El punto que el genio de Carlos Darwin percibi� y apreci� hasta sus �ltimas consecuencias es que ni el �xito 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 m�s cuidadoso revela diferencias entre ellos. Algunos son m�s robustos, otros m�s �giles, otros de color m�s oscuro, otros m�s claros. Incluso sus gustos alimenticios no son id�nticos: un rat�n 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 caracter�stica universal de los seres vivos, que Darwin llam� "descendencia con variaci�n". En otras palabras, esta expresi�n significa que todos los seres vivientes tienden a tener progenie parecida, pero en general no id�ntica, a s� mismos, y �ste es uno de los m�s 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 poblaci�n, como la de los ratones en la isla) son id�nticos, lo que trae como consecuencia simplemente que mortalidad y el �xito reproductivo no est�n determinados puramente por el azar. Es como si se usaran dados cargados para determinar qui�n ha de morir o qui�n podr� encontrar pareja. Ilustremos esto con los ratoncitos de nuestro ejemplo: el invierno ha sido mucho m�s crudo que lo acostumbrado y la mortalidad entre los ratones ha resultado mayor. Sin embargo, un cierto n�mero de hermanos y primos, descendientes de un rat�n notable por lo peludo, han sido capaces de soportar mejor el fr�o y ahora son proporcionalmente m�s abundantes en la poblaci�n. Si se presentara una serie larga de a�os fr�os, el aspecto general de los ratoncitos de la isla empezar�a a cambiar, al predominar los descendientes de aquellos ratones peludos m�s 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 m�s exitosos para escapar de la depredaci�n de los tecolotes (por sigilosos, o r�pidos, o porque evitaran salir de noche, u otra caracter�stica parecida dejar�an m�s descendientes, en t�rminos proporcionales, y cambiar�an paulatinamente ciertos h�bitos en la poblaci�n.

Resulta claro que la acci�n de los diferentes factores no es necesariamente secuencial. Los a�os fr�os pueden coincidir con los de baja actividad de los tecolotes, o viceversa. Los ratones m�s atractivos a las hembras pueden tambi�n ser los menos peludos, o los de color m�s claro, etc. Sin embargo, toda esta constelaci�n de factores determina, despu�s de muchas generaciones, que las poblaciones est�n formadas por individuos adaptados, es decir, ajustados, armonizados con su medio. En nuestro ejemplo, esto significa ratones resistentes al fr�o, con un aspecto y h�bitos 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, etc�tera.

Es claro que cambios subsecuentes en el medio (por ejemplo, un incremento en la cantidad de insectos competidores) traer�n la consecuencia de un desplazamiento en las probabilidades de sobrevivir y un reinicio de este juego existencial cuyo �nico premio, seg�n palabras de Slobodkin, es la permanencia en la cancha. La adaptaci�n nunca ser� perfecta, por la simple raz�n (entre otras) de que el medio nunca permanece est�tico.

Pongamos ahora en t�rminos generales el mecanismo que acabamos de ejemplificar:

1. Los seres vivos tienden a ser parecidos a sus progenitores, pero siempre, dentro de cualquier poblaci�n, existe una gama m�s o menos amplia de variaci�n con respecto a un buen n�mero de los caracteres propios de la especie en cuesti�n. Parte de esta variaci�n es heredable. 2 Ni la mortalidad ni el �xito reproductivo est�n repartidos por igual entre los individuos de una poblaci�n. La variaci�n 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 caracter�sticas de los seres vivos que sean al mismo tiempo ventajosas y heredables tender�n a predominar en la poblaci�n. La consecuencia del proceso anterior sostenido a lo largo del tiempo es la adaptaci�n de los organismos a su medio.

El mecanismo descrito se conoce con el nombre de selecci�n natural y pr�cticamente no existe bi�logo que dude de su existencia, aunque hay diversas opiniones en cuanto a su importancia. En el presente libro adoptaremos la posici�n llamada neodarwiniana, que consiste, en parte, en conceder una gran importancia a la selecci�n natural en la evoluci�n de los seres vivos.

La idea de la selecci�n natural ha tenido una historia un poco tormentosa. Por razones de tipo filos�fico, l�gico o emp�rico, se ha pretendido demostrar su invalidez. Sin embargo, ha sobrevivido a m�s de 100 a�os de cr�ticas 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 hincapi� en los siguientes puntos:

1. La selecci�n natural opera �nicamente sobre la variabilidad heredable, esto es, la que se encuentra codificada en los genes de los organismos. La gran mayor�a de los caracteres adquiridos no son heredables y por lo tanto no pueden ser seleccionados. Por ejemplo, es com�n escuchar la opini�n de que, debido a su mala alimentaci�n, tal o cual grupo �tnico es gen�ticamente inferior a otro. Esta es una afirmaci�n carente de fundamento biol�gico. Las deficiencias alimenticias de los padres no quedan codificadas en los genes y por lo tanto no son objeto de la selecci�n natural. 2. La variabilidad gen�tica se origina, hasta donde sabemos en este momento (despu�s de muchos a�os de estudios de la gen�tica a un nivel molecular), fundamentalmente al azar. Esto es, ni los errores en la maquinaria gen�tica que denominamos mutaciones ni el "barajado" gen�tico que se da en la recombinaci�n previa a la reproducci�n sexual son dirigidos u orientados por las necesidades medioambientales: se dan de manera espont�nea 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 espec�fico lo que determina la direcci�n y la velocidad de la selecci�n natural. Actualmente se sabe (v�ase De las bacterias al hombre: La evoluci�n, por D. Pi�ero, en esta misma serie) que la "reserva de variabilidad" con la que cuenta la mayor�a de las especies es enorme. Dicho en otras palabras, en las especies silvestres hay un gran reservorio de variaci�n gen�tica que puede manifestarse en la forma, colores, pautas conductuales, tama�os, 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 reproducci�n) en diversas variantes de organismos, por lo que actualmente no existe posible duda sobre la realidad de la selecci�n natural. 3. La selecci�n natural puede actuar a varios niveles de organizaci�n biol�gica. 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 act�a preferentemente la selecci�n natural, as� como el modo preciso de hacerlo, constituyen puntos de controversia e investigaci�n activa en la biolog�a evolucionista moderna. En este libro evitaremos complicaciones suponiendo que la selecci�n act�a en el nivel de las caracter�sticas de los individuos que est�n determinadas por uno o muy pocos genes. Esto no ocurre siempre, pero para nuestros prop�sitos es perfectamente adecuado. 4. Por �ltimo, es muy com�n que los evolucionistas utilicen un lenguaje metaf�rico que podr�a interpretarse como si a los genes, animales o plantas, se les atribuyera inteligencia o conciencia o incluso poderes de adivinaci�n. Por ejemplo, se podr�a haber dicho: "mediante una piel m�s abrigadora los ratones se protegen del fr�o". Esto en ning�n momento quiere decir que los ratones conscientemente (y menos a�n sus genes) hayan decidido adoptar el uso de abrigos gruesos. Aquella frase se utiliza en lugar de la correcta "en �pocas de fr�o, los ratones que presenten genes que producen una piel m�s abrigadora tendr�n mayores probabilidades de dejar descendencia, y por lo tanto los genes responsables de la piel gruesa predominar�n en las generaciones futuras". El bi�logo 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 teleol�gicas (que atribuyen finalidad a los organismos) se usar�n en forma libre. Simplemente hay que recordar que estas frases son una "taquigraf�a" 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 s�lo producen fluctuaciones en el tama�o de las mismas, sino que, acoplados a la variabilidad heredable intr�nseca 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 adaptaci�n.