lunes, 25 de mayo de 2015

Ortogénesis o evolución hacia un fin último

     La Ortogénesis, evolución ortogenética, evolución progresiva o autogénesis, es una hipótesis biológica según la cual la vida tiene una tendencia innata a evolucionar de un modo unilineal debido a alguna "fuerza directriz", ya sea interna o externa. La hipótesis tiene bases filosóficas de esencialismo, finalismo, y de teología, y propone una fuerza intrínseca que lentamente transforma las especies. George Gaylord Simpson en 1953 en un ataque a la ortogenesia llamó este mecanismo “la misteriosa fuerza interna” (Wikipedia). Simpson es, junto con Theodosius Dobzhansky y Ernst Mayr, uno de los principales teóricos de la Teoría evolutiva sintética.


Dentro de 100.000 años: el rostro y la cabeza son alarmantemente grandes. Los ojos permitirán mejorar la visión con poca luz, la ventanas de la nariz grandes facilitaran la respiración fuera del planeta y la piel más pigmentada disminuirá el daño de la radiación UV nociva. Fuente: Infobae
   
     El término ortogénesis fue popularizado por Theodor Eimer, fueron seguidores el fiósofo Henri Bergson, Leo Berg y, por un tiempo, el paleontólogo Henry Farifield Osborn.  La autogénesis es una versión específica de la ortogénesis que incorpora la refutada teoría de la generación espontánea.



Durante la elaboración de la llamada “teoría sintética” de la evolución surgió la denominada Ley de Cope, la cual recoge el supuesto hecho, conocido en el registro paleontológico y biológico, de la aparente tendencia de aumento de tamaño a medida  que el linaje de un determinado género evolucionaba, hecho que se llamó ortogénesis. Estas ideas significaban una forma evolutiva rectilínea, como una sucesión de variaciones que se producían en un mismo sentido, pareciendo que todo cambio era la acentuación de las formas morfológicas precedentes (Hofter, 1959).

     De esta manera, la ciencia parecía corroborar el progreso en la evolución humana, con un hombre con mayor capacidad craneal y cada vez más inteligente.


Representación clásica del aumento cerebral

      Sin embargo, actualmente los científicos no aceptan la ortogénesis, pues no observan de ninguna manera esa supuesta “dirección evolutiva” (Devillers y Chaline, 1993; Stanley, 1986). En vez de otogénesis, algunos utilizan los términos de tendencias evolutivas o selección direccional, para indicar la continuidad de una modificación  a lo largo de grandes intervalos de tiempo (Ayala, 1980, 1994; Del Abril et al. 1998).

Cambios evolutivos producidos al azar

    Actualmente no se admite ningún propósito ni fin en la evolución, sino que se cree que ésta es el producto de un pasado evolutivo muy ramificado, realizado como consecuencia de cambios producidos al azar. Estos cambios son los causantes de las diferentes tendencias evolutivas, de la variación morfológica, sin que tenga nada que ver una fuerza misteriosa que guie la evolución hacia un fin, por ejemplo, el crear un hombre inteligente (Gould, 1997; Stanley, 1986).




      El actual árbol evolutivo representa un arbusto muy ramificado donde se observa, en todas las épocas, la coexistencia de varias formas anatómicas coetáneas, muy parecidas entre sí. Sólo el interés del hombre por realizar un seguimiento exhaustivo de una determinada especie -la humana, por ejemplo-, es lo que proporciona al árbol la forma de una línea directa hacia las formas anatómicas que nos caracterizan.

    En una época donde se produce la coexistencia de varias especies parecidas, el azar en las mutaciones tiene mucho que ver en la diferenciación de una de ellas sobre el resto, como por ejemplo los cambios que causan el desarrollo de elementos cultures, el desarrollo cognitivo y el dominio sobre el medio ambiente que le rodeaba, imponiéndose al resto de homínidos del entorno.



     A pesar de ello, se observa un continuo aumento cerebral, aunque no admitamos ninguna meta predeterminada como su causa. El azar de las mutaciones tampoco explica esta tendencia, pues estadísticamente las probabilidades de que se produzcan los mismos o parecidos cambios genéticos en diversas ocasiones en mayor número que otros cambios genéticos, no cuadran con la evidencia paleontológica humana y de otras entidades biológicas.

 La selección natural en el medio embrionario

    Aunque el azar rige la casualidad de los cambios, la naturaleza pone límites a estos, pues existen limitaciones de ciertas formas de variación genética que la embriogénesis no puede desarrollar, al ser incompatibles con la propia fisiología fetal. En este sentido podemos hablar de una selección natural embriológica.


Fuente: Sindioses.org

    Se suele creer que la selección natural se produce por la actuación del medioambiente sobre los seres humanos desde su nacimiento, pero en realidad, el principal método de selección natural se produce en el periodo embrionario. Las interrupciones del embarazo o los abortos son muy numerosos, con la finalidad de suprimir las malformaciones genéticas, sin embargo, no podemos afirmar ni comprobar si algunos de ellos podrían suponer mejoras adaptativas postnatales, pero no embrionarias.

      La selección natural o adaptabilidad actúa estratégicamente de forma jerarquizada. Desde el mismo momento de la gestación, se producen situaciones en el ámbito molecular que pueden impedir la continuidad del desarrollo del huevo fecundado (Eldredge, 1997; Lima-De-Feria, 1983). Estas situaciones continúan durante el desarrollo embriológico e imposibilitan la continuidad del desarrollo embrionario, provocando el aborto. No existe una gama continua de resultados finales, pues sólo es posible un número limitado de ellos (Alberch, 1980, 1982; Devillers, Chaline y Laurin, 1989; Domínguez-Rodrigo, 1994). El criterio básico de la selección es el de eliminar aquellas formas de vida que no puedan sobrevivir en su medio natural, ya sea por su propia ineficacia fisiológica en el período embriológico o por la presión selectiva que presenten los medios ambientales y sociales en los períodos postnatales.



     Así, pues, no todos los cambios morfológicos son posibles, manteniéndose únicamente aquellos que respeten la fisiología del embrión. Esto quiere decir que sólo determinados cambios anatómicos se producen con mayor probabilidad, dando lugar a formas fenotípicas que, en su conjunto, dan la impresión de la existencia de una tendencia evolutiva, dentro del arbusto configurado por los cambios morfológicos que suceden dentro de las diversas poblaciones.

      La selección natural actúa durante el periodo embrionario o prenatal de dos formas diferentes:

1.     El embrión que se desarrolla en el medio ambiente del interior de la madre, puede sufrir alteraciones en su crecimiento debido a la ingesta de drogas, hormonas, stress, alcohol, tabaco, etc., pero no parece que tenga influencia sobre las variaciones genéticas causantes de los cambios evolutivos que pudiera tener el embrión.
2.     La formación de los embriones está controlada por mecanismos que regulan las variaciones genéticas que pudiera presentar el embrión, eliminando aquellas que no presenten un nivel fisiológico compatible con la vida. Estos mecanismos se limitan a asegurar la viabilidad fisiológica del nuevo ser. Estos mecanismos actúan en el campo molecular limitando las recombinaciones o cambios moleculares que no conduzcan a la vida del embrión. Segundo, impidiendo la continuación del desarrollo embriológico, cuando los cambios morfológicos, fisiológicos… no sean capaces de mantener el desarrollo seguro del embrión.




De la selección embrionaria a la postnatal

     El inicio del parto se desencadena por diversos factores, entre los cuales no se encuentra la madurez neurológica que permita al recién nacido poder valerse por sí mismo en un corto período de tiempo.

    La inmadurez neurológica está relacionada con el tamaño de la cabeza del neonato, consecuencia de la locomoción bípeda que redujo considerablemente el canal de parto de la hembra humana.

   Entonces, ¿cuál es el principal desencadene del parto? El principal desencadenante del parto es la imposibilidad física del útero femenino de continuar alimentando el feto que lleva en su interior, lo cual desencadena un proceso neuro-hormonal (liberación de oxitocina y prostaglandinas) que se resuelve con la expulsión del feto.

    El nuevo ser nace con un retardo neurológico tan prolongado, que los investigadores consideran que los seres humanos tienen un periodo de desarrollo fetal extrauterino de doce meses, con lo que el ritmo de desarrollo fetal abarca un total de veintiún meses (Changeux, 1985). Durante este periodo se produce un aumento cuantitativo del córtex.



En el hecho de que el recién nacido sea un inmadura neurológico, incapaz e valerse por sí mismo, reside unas de las posibles claves de la socialización humana, como solución a tan peligroso cambio evolutivo. Si no fuese por este hecho, el recién nacido se vería inmerso en un medio ambiente donde actuaría la selección natural clásica de la teoría sintética; sin embargo, en las sociedades humanas, esta selección adquiere unas connotaciones propias y diferentes al resto de las demás entidades biológicas.

      El aumento continuado del volumen cerebral, posible dentro del proceso embrionario, solo puede mantenerse en la fase postnatal si el medio humano presenta unos recursos culturales y sociales que permiten el mantenimiento cada vez más prolongado de la madurez de los niños.



Resumen de las teorías de la evolución

De regreso con el árbol evolutivo

      ¿En qué punto estamos actualmente en lo que respecta al árbol evolutivo? Mientras, según ciertos autores, está en proceso de ser sustituido por los planteamientos cibernéticos basados en el modelo de Schrödinger y en la teoría de la información, queda sin embargo brillantemente ilustrado en los libros de Stephen Jay Gould, paleontólogo de Harvard. Tras constatar la notable persistencia, en el imaginario popular e incluso entre algunos científicos, de la idea de una escala lineal de seres, Gould (1991, 1997) critica el modelo del “cono de complejidad creciente”, que pretende que la vida evoluciona diversificándose, generando una cantidad creciente de especies y progresando hacia formas cada vez más perfeccionadas. Se trataría de un error de perspectiva antropocéntrico, según Gould, que nos conduce a considerar con tanta ligereza a la especie humana como finalidad de toda la evolución, o por lo menos como su mayor éxito, su coronación, en cierta manera.




     Hoy en día la edad de la Tierra se estima en aproximadamente 4.500 millones de años. La investigación de fósiles indica que la vida apareció hace por lo menos 3.500 millones de años, en lo que se imagina como un “caldo primitivo” repleto de componentes orgánicos previos a la vida. Más de la mitad de la  historia de la vida está protagonizada únicamente por bacterias, pequeños organismo unicelulares carentes de orgánulos (procariotas, con grupos tan diversos, incluidos en la denominación “bacterias”, tanto las arqueobacterías como las eubacterias, estas últimas comprenden las bacterias que viven en el suelo, el agua y que colonizan a los organismos multicelulares, así como las cianobacterias o “algas verdeazuladas”). La gran diferenciación de la vida, tradicionalmente asociada a la división entre plantas y animales (como plantea el Génesis) debería en realidad asociarse al ámbito de los organismo unicelulares, a la división entre procariotas y eucariotas (de caryon, núcleo), células dotadas de orgánulos.





La Tierra y la Luna fueron creadas como resultado de una colisión gigante entre dos planetas del tamaño de Marte y Venus. Hasta ahora se pensaba que esto sucedió cuando el Sistema Solar tenía 30 millones de años de edad, hace aproximadamente 4.537 millones de años. Pero una nueva investigación del Instituto Niels Bohr muestra que la Tierra y la Luna debe haberse formado mucho más tarde; quizás hasta 150 millones de años después de la formación del Sistema Solar. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista científica Earth and Planetary Science Letters

    Sin embargo, como veremos más adelante, desde 2003, se han encontrado en las bacterias unos orgánulos que hasta entonces sólo se creía tenían las arqueas y ecuariotas. Se trata del orgánulo llamado acidocalcisome. Esto significaba que los acidocalcisomes surgieron antes de que los linajes bacterianos y eucariotas del árbol de la vida se dividieran,  por lo que el orgánulo es mucho más antiguo de lo que se pensaba.




En esta sopa primitiva (El autor de esta teoría fue Oparin,  comprobada en el laboratorio por otros científicos como Miller, Urey y Juan Oró) se formaron moléculas entre las cuales estaban: proteínas, ácidos, azúcares, sales, grasas... se fueron más tarde uniendo en estructuras que fueron ensayos de lo que más tarde darían las células. Estos ensayos como esferas llenas de moléculas se llamaron coacervados.

          Ateniéndonos a los hechos, el árbol de la vida toma una forma muy diferente.  El árbol moderno de la vida biológica debería presentar pues dos ramas procariotas y una rama eucariota.



Árbol en abanico de Darwin (arriba) y en pirámide de Gould (abajo). En el árbol de Darwin (1859) "todos los atributos corpóreos y mentales tienden a progresar hacia la perfección", mientras que en el árbol de Gould (1999), la mayor diversidad de formas anatómicas aparecen al comienzo de la vida pluricelular, reduciéndose posteriormente, con frecuentes extinciones.



El árbol evolutivo según S. J. Gould (1997). El árbol de la vida presenta pues dos ramas procariotas y tan sólo una rama eucariota. Las plantas, los animales y los hongos no serían más que unas pocas ramitas de esta última rama. Este modelo señala la unidad de la vida, pero sobre todo subraya el predominio de la vida unicelular sobre las formas de vida complejas. Es lo que Gould denomina “el triunfo de las bacterias”

      En la rama eucariota, los organismos multicelulares, hongos, plantas y animales no representan más que unas pocas ramitas, pues la mayor cantidad de formas vías se da en los “protistas” organismos unicelulares que presentan una asombrosa variedad.

     “Aunque negado por todos, son muchos los biólogos que admiten la existencia de cierto progreso biológico, definido de forma más o menos difusa en términos de aumento de complejidad" (Wagensberg, 1998). Algunos biólogos piensan que resulta absurdo seguir negando el progreso, tal y como se han visto obligados muchos evolucionistas en su afán de obviar cualquier cosa que huela a dirección, a antropocentrismo, o a antiazar. Se trata de los defensores de la neo-ortogénesis.

     En contra del árbol progresivo "en abanico" de Darwin en el que las especies se diversifican incesantemente, Stephen Jay Gould propone un árbol piramidal, gobernado más por la cantidad (número de especies de bacterias o número de anatomías básicas en el Cámbrico) que por la calidad (incremento de complejidad), la cual pasa a ser un elemento secundario y marginal (Gould, 1994).

     Biólogos tan poco ortodoxos como Gould o Margulis y Sagan, se oponen a la idea de progreso, pero, muchos biólogos dicen que los grandes hitos evolutivos (procariotas, eucariotas unicelulares, plantas, invertebrados, peces, anfibios, reptiles, mamíferos, homínidos, Homo y Homo sapiens) son en realidad un progreso de la vida hacia organismos cada vez más superiores. Es un progreso porque cada vez se incrementa la complejidad del sistema nervioso. Incremento que, como bien ha dicho Jorge Wagensberg (1998), da lugar a una cada vez mayor independencia del medio y, por tanto, a imponerse cada vez más sobre el entorno. Estos biólogos vuelven a defender el antiguo sistema de la Scala Naturae y la creencia de que la evolución tiene una finalidad, la de elevar la materia a espíritu, con una evolución escalonada de los seres que conduce progresivamente hasta el ser superior, el ser humano.

      Los biólogos “ortogenistas” que defienden el progreso en la evolución opinan que la oposición de los nuevos biólogos, como  S. J. Gould a la iconografía clásica proviene de la mala interpretación del progreso observado en la naturaleza, como podemos observar, por ejemplo, en el árbol de Ernst Haeckel de 1910. Su gran tronco central parece indicar que los peces, en plural, dan lugar a los anfibios, o que los anfibios dan lugar a los reptiles. Pero, nada más alejado de la realidad, pues tan solo una línea de peces ha dado lugar a los anfibios, tan solo un anfibio ha dado lugar a los reptiles y así sucesivamente. Y tal fenómeno nunca más se ha repetido.


      Sin embargo, la cantidad de seres vivos existentes en la actualidad dice que de los cerca de dos millones de especies vivas, se estima que las bacterias suman una biomasa al menos equivalente a la del resto de especies. Más del 80% de las especies pluricelulares vivas son artrópodos (insectos y similares). El 50% de los vertebrados son teleósteos (peces con esqueleto óseo), que cuentan con más de 20.000 especies vivas. Los primates representan tan sólo unas 200 especies entre las 4.000 especies, aproximadamente, del conjunto de mamíferos. Nuestro propio cuerpo, además, alberga un buen número de bacterias, algunas de las cuales resultan indispensables para nuestra existencia.

    Desde este punto de vista, los triunfadores de la evolución no son el ser humano, como se empeñan en defender algunos biólogos de la neo-ortogénesis, sino las bacterias.


La propuesta de la biología moderna que ha puesto como ancestro común para todas las especies del planeta a LUCA (Last Universal Common Ancestor)


Modelo de protocélula (Urzelle): los investigadores suponen que el material genético de las primeras criaturas no consistió en el ADN sino de ARN. (Foto: Janet Iwasa / Szostak Laboratorio)

      En la actualidad ya no se piensa que The last universal common ancestor (LUCA) sea un organismo simple, sino todo lo contrario, tan sofisticado que ya se le considera identificable como una célula.

     La investigación, publicada en la revista Biology Direct (2003), se basa en la detección en las células microbianas de altas concentraciones de polifosfato, una fuente de energía en las células. Estos polifosfatos se concentran en orgánulos que, hasta ahora, no se habían encontrado en las bacterias, sólo en las arqueas y ecuariotas. Sin embargo, el estudio de la Universidad de Illinosis (2003) dirigido por el profesor Manfredo Seufferheld mostró que la estructura de almacenamiento de polifosfato en las bacterias era físicamente, químicamente y funcionalmente la misma que un orgánulo, concretamente el llamado acidocalcisome, que se encuentra en muchos eucariotas unicelulares.

      Esto significaba que los acidocalcisomes surgieron antes de que los linajes bacterianos y eucariotas del árbol de la vida se dividieran,  por lo que el orgánulo es mucho más antiguo de lo que se pensaba.

     El nuevo estudio se basa en la historia evolutiva de una enzima proteína conocida como V-H + PPasa, que es común a los tres dominios. Se comprobó que la encima está presente en los tres dominios, lo que significa que la enzima tenía que haberse originado en la LUCA, antes de que se separaran las tres ramas del árbol de la vida.


LUCA ahora se ha reconocido como una célula, después de años de ser descartada como tal por los científicos 


Este diagrama del árbol de la vida se expande más allá, mostrando cómo las tres ramas iniciales se convirtieron en los inicios de diversas formas de vida

     Según el profesor Gustavo Caetano-AnollesHay muchos escenarios posibles que podrían explicar esto, pero la más probable sería que existiera ya la enzima (V-H + PPasa) incluso antes de que comenzara la diversificación de la vida en la Tierra”.

      La proteína estaba allí desde el comienzo, y luego fue heredada por todos los linajes emergentes. Este es el único orgánulo que es común a las eucariotas, a las bacterias y a las arqueas. "Es el único que es universal", según Manfredo Seufferheld.

     Los hallazgos sugieren que LUCA puede haber sido más compleja que los organismos más simples vivos hoy en día, pues muchos investigadores piensan que el proceso evolutivo ha simplificado, en lugar de complejizarlos, como era de esperar, organismos como las bacterias, que se han adaptado a ambientes extremos en los que tienen que reproducirse muy rápidamente.

Bibliografía

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