Evolucionarios - Las cadenas de la vida

2005-03-12

Las cadenas de la vida

(...) para mí es un misterio como puede justificarse la aparición de los grandes grupos de seres vivos, mediante la acumulación de pequeños cambios en el material genético.

Es cierto que tanto aves como reptiles (cito los casos que mejor conozco por mis intereses) presentan una aparicion "gradual", pero por ejemplo: el primer cordado? o la primera angiosperma?

Quien esto me pregunta es un estudiante de 2º de Bachillerato al que no le acaba de gustar Gould; aún cabe la esperanza en nuestro sistema educativo, por lo que veo.

El asunto es el típico debate sobre la macroevolución. Si observamos la naturaleza vemos que hay una gran disparidad de seres vivos, todos muy diferentes entre sí. Cuando Darwin propuso sus ideas gradualistas sobre la evolución costó mucho aceptar que todos ellos procedían de un único antepasado común y que tamaña diversidad se debía a la "acumulación de pequeños cambios". Cierto que hay variación, cierto que podemos entender la idea de la selección natural, pero los cambios que observamos son tan minúsculos que harían falta muchos millones de años para que un antílope y una ballena no se parezcan prácticamente en nada.

Sin embargo sabemos que están emparentados. Si te paras a pensarlo, esto podría significar que en algún momento una madre dio a luz dos criaturas cuya descendencia respectiva daría lugar a dos especies completamente diferentes. ¿Podrías decir que esos dos hermanos tendrían que ser significativamente diferentes entre sí y con respecto a su madre? Es evidente que no.

Aunque esto es una reducción al absurdo, el punto espero que esté claro: las relaciones filogenéticas significan precisamente eso, relaciones de parentesco a gran escala. Dos organismos cualesquiera están unidos por una cadena ininterrumpida de ascendentes que convergen en el último antecesor común. Y estoy hablando de individuos, no de especies. Si imaginamos cada generación unida a la antecedente como un eslabón, es fácil ver cómo estos dos organismos cualesquiera de hoy día son los extremos de una cadena. Larga, sí, pero contínua, sin brechas. Cada eslabón se une con el siguiente y el anterior de manera perfecta, sin que en ningún momento podamos notar una diferencia significativa entre eslabones. De hecho, así estirada la cadena, es imposible establecer quién es el eslabón correspondiente al último antecesor común de los dos eslabones terminales.

Por supuesto que los extremos son diferentes entre sí que podemos diferenciarlos a simple vista, pero esto tiene que ser el resultado de la acumulación de pequeños cambios puesto que en ningún momento se puede romper la cadena de descendientes; ningún hijo puede ser tan diferente a su padre porque no observamos que eso suceda en la naturaleza.

Si se entiende la metáfora de la cadena, espero que se entienda que no tiene sentido hablar de "el primer" lo que sea, puesto que ese primer individuo de esa primera especie de ese clado tan importante tenía que pertenecer por necesidad a la misma especie que sus padres.

Lo que pasa (y esto le ha pasado al propio Gould) es que no podemos observar las cadenas genéticas enteras, sino que tenemos que inferirlas a partir de trozos sueltos. Entre trozo y trozo hay suficientes diferencias como para que podamos diferenciarlos, pero tenemos que entender que eso es un artefacto, no la realidad: si tuviesemos los trozos que faltan, todo quedaría unido en un perfecto contínuo con cambios graduales.

En realidad la cosa es mucho peor, ya que sólo tenemos trozos de cadena para las especies vivas (y ya es asumir mucho). De las fósiles lo que tenemos es símplemente eslabones sueltos.

Si observamos los trozos que tenemos hoy día, vemos los inmensos huecos entre ellos. De hecho vemos que unos se parecen mucho más entre sí que con respecto a otros, los trozos de cadena no se reparten uniformemente, sino que hay cierta estructura en su distribución. Entonces nuestra mente preparada para ver estructuras y patrones hasta en las sopas de letras se encarga de definir grupos y etiquetarlos. Ahí tienes a tus cordados y tus angiospermas.

¿Qué ocurre cuando metemos los eslabones que recuperamos del pasado? Pues que dependiendo de con quiénes estén más emparentados los iremos asignando a uno u otro grupo, creando otros nuevos de vez en cuando para aquellos eslabones que pertenecen a tramos de cadena extintos. En realidad lo raro es recuperar un fósil que pertenezca a alguna linea con descendencia viva, así que no es de extrañar que Gould llegase a la idea de que el árbol de la vida no es un árbol en absoluto, sino un arbusto malamente podado.

El caso es que si nos vamos lo suficientemente atrás en el tiempo (paremos en el Cámbrico, por ejemplo) los fósiles que encontramos son tan distintos a los modernos que apenas se parecen en algo, pero sí lo suficiente como para que digamos "éste parece un cordado" o "éste es un artrópodo". Sin embargo, y este es el punto principal que muchos (insisto, entre ellos el propio Gould) han fallado en apreciar, si sólo clasificamos los fósiles de esa época que tenemos entre manos, procurando olvidarnos por completo de cualquier agrupación que hayamos hecho de sus descendientes, nada nos garantiza que los agruparamos en las mismas categorías. Hoy en día diferenciamos a los grupos de artrópodos (entre otras cosas) por el número de apéndices que tienen, pero nos olvidamos de que esas diferencias existen porque esos grupos son descendientes de especies ancestrales que quizá sólo se diferenciaban entre sí por algo tan trivial como el número de apéndices. Sería estúpido clasificar a esas dos especies hermanas en clases diferentes, ¿verdad? Pues eso es lo que hacemos, ni más ni menos.

La primera angiosperma (entiéndase la primera antecesora común a todas las angiospermas) era una gimnosperma rarita, poco más.

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Comentarios

De: BioMaxi

Fecha: 2005-03-12 12:06

La idea de la cadena no es mía, la he tomado prestada de Richard Dawkins. Sobre el tema del gradualismo y la macroevolución, recomiendo la lectura de "The Blind Watchmaker", "Climbing mount improbable" y un par de ensayos en "A Devil's Chaplain" (de uno de ellos saqué la idea).

De: Nfer

Fecha: 2005-03-12 14:43

Por favor, ¿una referencia a la primera angiosperma tendrás por ahí? Digo gratis claro :(
As grasias..

De: BioMaxi

Fecha: 2005-03-12 14:55

Nfer: no hubo una "primera angiosperma".

De: Xac

Fecha: 2005-03-12 18:02

Maxi, sabes que eso llevado al extremo no puede ser completamente cierto. O mejor dicho, lo es ahora, pero no puede haberlo sido siempre. En las etapas primerizas de la vida orgánica tuvo que haber cambios brutales en una sola generación. Como ejemplo podría poner "la inversión" de artrópodos a vertebrados (o viceversa, que eso no lo tengo muy claro). "Brutales" a nivel fenotípico, porque a nivel del genotipo puede ser un cambio tan pequeño como cambiar el orden de expresión de unos cuantos genes.
Y no entro en proponer la simbiosis como ejemplo de saltación porque diga lo que diga Margulis , el proceso que conduce a la simbiosis (a una simbiosis de verdad y no a un par de bichos que viven pegaos) es largo y gradual.

De: Anónima

Fecha: 2005-03-12 19:08

Para ver lo de que la acumulación de cambios graduales acaba produciendo cambios radicales hay un programilla de selección de bichos informáticos muy chulo. Está en Homo Webensis:

De: Nfer

Fecha: 2005-03-12 22:21

Gracias, a todos, antes tenia una duda, ahora tengo varias.
BM, no creo en "UNA" primera angiosperma tipo Eva, entendí que hubo algo "parecido" a una angiosperma, que si tuvo éxito o pereció por el camino, ahí iba mi pregunta.
Ahora, como tengo tantas preguntas, en realidad no sé...
sí sé que, a nivel de mi trabajo, la simbiosis es algo que todavía nadie nos ha sabido explicar (o nadie puso dineros para investigar) pero produce fenómenos muy poco agradables para el colono, que quiere sus cultivos limpios como una patena.
Anónima, se me desapareció el link que dices de Homo Web, pero lo busco, as grasias.

De: Anónima

Fecha: 2005-03-13 00:54

No TE desapareció, es que quise ponerlo en html para que con pincharlo saliera, pero debí meter la pata.

El link es:

http://www.homowebensis.com/bichos.html

De: Xac

Fecha: 2005-03-13 12:58

Nfer. Hay un enlace directo a ese programa en Evos I.

De: Nfer

Fecha: 2005-03-13 13:59

gracias, gente. ;)

De: El PaleoFreak

Fecha: 2005-03-13 14:20

[Xac]En las etapas primerizas de la vida orgánica tuvo que haber cambios brutales en una sola generación. Como ejemplo podría poner "la inversión" de artrópodos a vertebrados (...)

[El PaleoFreak] Si se considera que esa inversión se dio en un "gusano" ancestral bastante sencillo (no un artrópodo ni en un vertebrado, lógicamente), no parece un cambio tan brutal ¿no?

De: BioMaxi

Fecha: 2005-03-13 15:59

Un gusano es un toroide formado a partir de una esfera. Esto significa que tienes que formar dos invaginaciones, boca y ano, que formarán el tubo digestivo (el agujero del alargado donut). El caso es que se empieza formando uno y luego el otro, y dependiendo de qué identidad adopte esta primera invaginación tenemos la principal división existente entre los organismos bilaterales: protóstomos y deuteróstomos. ¿Cómo puede funcionar esto? Establezcamos un eje antero-posterior que determinará la identidad de los órganos formados. Ahora sólo es cuestión de decidir por qué extremo empezamos el tubo interno, por el anterior o por el posterior. El resultado será un gusano con un tubo digestivo, una boca y un ano, independientemente de cómo empiece el proceso.

El gusano este también tiene otro tubo longitudinal, que formará el tejido nervioso. No voy a entrar en las diferencias de la neurulación entre cordados y protóstomos, más que nada porque no soy un experto y ciertamente es algo mucho más complejo. Para los que lean inglés, este PDF explica más o menos bien las distintas teorías que tenemos para explicar la inversión del eje dorso-ventral.

De: BioMaxi

Fecha: 2005-03-13 16:01

Vaya, no salió el enlace al artículo. (HTML, PDF)

De: Juliano

Fecha: 2005-03-14 00:27

"...Cada eslabón se une con el siguiente y el anterior de manera perfecta, sin que en ningún momento podamos notar una diferencia significativa entre eslabones..." Llevado al absurdo nos va a costar explicar que exista el cambio. No discuto la verdad del entrecomillado. Digo que hace falta perspectiva para apreciar el cambio, y que su acumulación es un proceso continuo y discontinuo a la vez. No aprecio demasiado la polarización entre gradualistas y saltacionistas. Para dejar descendencia, para que nos importe en este debate, cada organismo ha tenido que demostrar un grado suficiente de adecuación, lo que obliga a a atemperar la imaginación al más extremo de los saltacionistas. Pero por otra parte lo que vemos en cualquier dirección a la que dirijamos la mirada es un funcionamiento no lineal de las entidades, crisis a diestro y siniestro. "Madre, todo bien por aquí, aunque ayer empezó la guerra de los Cien Años..." El chiste festeja el pecado de anacronismo, pero igual pudiera servir para las dificultades de ganar perspectiva.
Por mi parte aprecio la interpretación de H.L. Carson de que el sistema genético de una especie incluye una parte cerrada, muy estrechamente integrada y donde las innovaciones son problemáticas (un amplio conjunto de genes en los que no se observa polimorfismo), y una abierta, donde el polimorfismo es la norma, y el cambio gradual muy barato. Me consta (o me suena) que Carson era (o es, como creo) poco partidario de Gould. Pero su concepto de especiación implica el reconocimiento de una diferencia cualitativa entre las diferencias intraespecíficas (propias de la parte abierta del sistema genético) y las interespecíficas.
Por otra parte comparto la reserva manifestada por Xac más arriba acerca de que el comportamiento de la innovación genética en las distintas etapas de la diversificación haya sido siempre equivalente. Estoy convencido de que aunque algunas plantas vasculares tengan equivalentes morfológicamente idénticos desde el Jurásico o antes, la comparación de sus genomas, si fuera posible, revelaría variaciones sistemáticas, tendenciales. La vida también envejece.
Por otra parte saludo al capitán de este blog, al que ya había abordado antes con ocasión de su militancia contra el irracionalismo. Hace sólo un par de días (11 de marzo) leí en clase el artículo de Dawkins de septiembre de 2001 sobre los peligros de la religión (aunque tampoco me parece perfecto).
http://www.guardian.co.uk/Archive/Article/0,4273,4257777,00.html
[también accesible en castellano:
http://www.rationalistinternational.net/article/rd_es_21102001.htm]

De: BioMaxi

Fecha: 2005-03-14 01:47

Juliano,
Igual no he entendido bien tu argumento, pero ¿qué tienen que ver las crisis (entiendo extinciones masivas) con el gradualismo filético?

El ejemplo de la cadena no es un absurdo; yo lo encuentro particularmente revelador. Lo que dije que era un absurdo es la situación de considerar miembros de distintas especies a los hijos de una misma madre.

La idea de la cadena es original de Dawkins, en su ensayo "Gaps in the Mind".

Happenings are sometimes organised at which thousands of people hold hands and form a human chain (...) It is a special kind of chain, involving parents and children, and we will have to play tricks with time in order to imagine it. (...) in your left hand you hold the right hand of your mother. In turn she holds the hand of her mother, your grandmother. Your grandmother holds her mother's hand, and so on (...) until we reach our common ancestor with the chimpanzees. (...) The daughter that she is holding in her right hand is the one from whom we are descended (...) and with her left hand grasps her other daughter, the one from whom the chimpanzees are descended (...) The two sisters are facing one another, and each holding their mother by the hand. Now the second daughter, the chimpanzee ancestress, holds her daughter's hand, and a new chain is formed (...) First cousin faces first cousin, second cousin faces second cousin, and so on. By the time the folded-back chain has reached the coast again, it consists of modern chimpanzees. You are face to face with your chimpanzee cousin, and you are joined to her by an unbroken chain of mothers holding hands with daughters. If you walked up the line like an inspecting general -past Homo erectus, Homo habilis, perhaps Australopithecus afarensis -and down again the other side (the intermediates on the chimpanzee side are unnamed because, as it happens, no fossils have been found), you would nowhere find any sharp discontinuity. Daughters would resemble mothers just as much (or as little) as they always do.

Él la utiliza para ilustrar la arbitrariedad de las barreras definidas por el hombre en el tema de la ética, el especismo. Pero es que el propio concepto de especie biológica no se sostiene cuando se añade la dimensión temporal, así que es de mucha relevancia cuando hablamos del origen de los grandes grupos porque, al fin y al cabo, y en esto consiste la teoría de la evolución de Darwin, todas las especies están unidas por este tipo de cadenas.

Por supuesto que tiene que haber cambios de eslabón en eslabón, pero razonar que si los cambios de padre a hijo son tan minúsculos como para impedir que su acumulación explique las grandes diferencias entre filos, entonces tenemos que revisar nuestras matemáticas, en concreto el cálculo diferencial. Lamentablemente este tipo de razonamiento es el que muchos saltacionistas hacen (y prácticamente todos los creacionistas).

De: BioMaxi

Fecha: 2005-03-14 02:14

Con respecto a las ideas de Carson sobre la plasticidad evolutiva de las redes genéticas, no voy a entrar en detalles técnicos (más que nada porque sabemos demasiado poco). Sólo comentaré el hecho de que este tipo de modelos explican por qué una especie de mamífero actual no puede evolucionar hacia, digamos, un díptero. Pero una cosa que hay que tener en cuenta cuando se habla de este tipo de modelos es que las constricciones evolutivas presentes limitan la evolución futura, no la pasada, puesto que son ellas mismas el resultado de toda la evolución anterior. Es decir, es la propia divergencia evolutiva entre dípteros y mamíferos la que construye las constricciones, no al revés. Hace 600 ó 700 millones de años esas constricciones aún estaban pendientes de evolucionar. Puede que ya entonces hubiese "una parte cerrada", pero seguramente que sería mucho más pequeña que la parte cerrada de los organismos actuales.

Y que conste que no me acaba de gustar ese tipo de modelos.

De: okeimakei

Fecha: 2005-03-14 02:23

Jejeje,bola de grandes cientificos,los admiro,muy buen blog, uno de los mas profundos en cuanto al analisis cientifico.Lo conoci porque BioMaxi opina en muchisimos blogs correctamente, y eso lo hace pensar a uno que si son tan buenos los comentarios,como sera el blog...

De: Anónimo

Fecha: 2005-03-14 16:06

[El PaleoFreak] Si se considera que esa inversión se dio en un "gusano" ancestral bastante sencillo (no un artrópodo ni en un vertebrado, lógicamente), no parece un cambio tan brutal ¿no?

[Nfer] eh...bueno, depende la escala del observador, aquí he oído a mi Cosme decir que un gusano NO es precisamente un cilindro con un tubo (eso respondió un alumno en un examen). Tal vez, como siempre, es cuestión de ajustar el vocabulario. Por ahora me da que pensar que sí, que fue un gran cambio. Claro que comparado con otros, tal vez no...pero vinieron luego.

De: Juliano

Fecha: 2005-03-14 19:59

Creo que me he explicado poco, pero era muy tarde y tenía que madrugar. Entiendo y valoro la metáfora de la cadena, y así lo quería reafirmar cuando me refería a que cada uno de los individuos que aquí nos interesan ha dejado descendencia, a su vez viable, lo que limita su grado de divergencia con respecto a la generación anterior y la siguiente.
Pero cuando hablaba de crisis no pensaba en extinciones, sino en revoluciones genéticas, extendidas a lo largo de muchas generaciones y graduales a una escala temporal menuda, pero revoluciones al fin. Creo que si pudiera pasar a ritmo de película (24 imágenes por segundo) la galería de mis antepasados desde el último común con Copito de Nieve, me encontraría con una tediosísima continuidad de seis o siete horas, pero interrumpida de vez en cuando por una transformación mucho más vistosa, como la del Lon Chaney licántropo de 1941 (bueno, un poco menos).
Creo que una evolución gradual y a ritmo constante es suficiente para producir el grado de divergencia genética que distingue a lo que solemos tratar como especies diferenciadas y, a la larga, justificar cualquier grado de divergencia. Pero que sea suficiente no quiere decir que sea la única.
También creo que existe la estasis, que en el registro fósil no sólo hay lagunas, sino también pruebas frecuentes (positivas) de continuidad y que buena parte del cambio evolutivo se ha cumulado en momentos de crisis ecológica y demográfica, en los que se afloja la tensión que mantiene la homeostasis del sistema genético, y de los que resulta no sólo mucha extinción, sino el surgimiento de sistemas genéticos renovados cualitativamente distintos.
Precisamente porque continuidad no significa identidad, yo sí creo que el concepto de especie tiene fundamento. Seguro que si pudiéramos rastrear la cadena, en muchos casos no hallaríamos solución de continuidad, pero en otros muchos sí. La divergencia genética en nuestra especie revela un cuello de botella demográfico que encaja bastante bien con la edad de los restos más antiguos de Homo sapiens moderno, un hallazgo muy reciente, y con la de las industrias líticas que marcan el origen en África del tipo de cultura moderna, la que Homo sapiens extendió luego por el mundo.
Creo también que la diversidad genética no es tan continua como la que se predice desde un gradualismo exclusivo. Me parece que nuestra propia especie es un ejemplo. De la multitud de rasgos específicos que nos distinguen de los chimpancés o gorilas, ninguno es específico de alguno de los grupos humanos que durante más de treinta mil años se han mantenido separados en África, Australia o Europa. Todo lo que nos separa resulta ser bastante superficial. A ese ritmo...
Parto de que el genoma es un sistema, con la información codificada en varios niveles, de los que el código genético refleja solamente uno. Cuando entendamos no sólo el alfabeto y el léxico, sino la la gramática y la semántica del genoma (se me perdone la metáfora lingüística, que tampoco es original) quiza sepamos distinguir entre cambios ortográficos o cambios de palabras y cambio del discurso.
Más o menos continuidad no parece que sea tan relevante para una ética de las relaciones con otras especies, como los chimpancés. Lo que importaría en todo caso sería lo que nos distingue y lo que tenemos en común. Tengo entendido que el Vaticano se opone activamente a cualquier proyecto de conceder un estatus especial a determinados animales, como primates, sobre otros. Ven, no sin razón, que consagraría una explicación naturalista de qué es ser humano, lo que presentaría definitivamente como inútiles sus mitos y como reprobable su moral dogmática.

De: BioMaxi

Fecha: 2005-03-15 13:41

¡Ah!, ese tipo de crisis.... ;-)
Admito que las etapas de evolución rápida pueden ser desencadenadas por auténticas crisis, pero no es necesario que así sea. Y ya que no estamos aquí invocando ningún tipo de fenómeno extraordinario (lo de revoluciones genéticas haré como que no lo he leído hasta que te expliques más, te concedo eso ;-), te daré una respuesta muy sencillita:
Que sea gradualista no me convierte en uniformista 8^)

Sobre el concepto de especie, quizá sea conveniente ilustrar el asunto con las llamadas "especies anillo" (o anillo de especies, según se mire). Supongo que conoceras el típico caso de las gaviotas que se distribuyen en un anillo alrededor del Ártico, pero sin cruzar el Atlántico. Resulta que las gaviotas europeas no son la misma especie que las del otro lado del charco, pero sin embargo hay una metapoblación contínua que las une; hay un gradualismo geográfico. Este gradualismo geográfico puede sustituirse por un gradualismo temporal: puede que el trigesimo milésimo descendiente de un individuo no pertenezca a su misma especie, pero su primer descendiente sí, y el descendiente de éste también pertenece a la misma especie que su progenitor, y así hasta llegar al 30.000. (Prácticamente) todos los hijos pertenecen a la misma especie que sus padres, pero el cambio acumulativo no garantizaría la inter-reproducibilidad caso de que la población ancestral y la descendiente coexistiesen.
En ambos casos, especies anillo, especies evolutivas, ¿dónde demarcar la línea? Y si esto pasa a nivel de especie, qué decir de categorías superiores que NO representan grupos naturales.

De: Paapuctus

Fecha: 2005-03-20 19:20

Buena parte del problema juraría que se basa únicamente en la administración de la información que manejáis. Y por qué digo administración? porqué la realidad será una, pero para manejarla tenemos que darles nombre, definirla, separarla y discriminarla. Los dos pájaros hijos de su madre seguramente no se diferencian genéticamente en nada que no se diferencien dos hermanos cualesquiera, y ante el mismo ambiente la respuesta en términos generales sólo puede ser la misma. La cosa cambia si el "ambiente" beneficia más el diferencial de capacidad de uno respecto de otro. O de los dos. O de veinte docenas. ¿Que donde empieza la nueva especie? "Ahora" no lo puedes saber. Efectivamente, lo sabrás de aquí a unos miles de años, pero "ahora" es indistinguible. Las propiedades emergentes de sistemas recursivos solo se aprecian al cambiar de escala. Si intentais ese ejercicio de imaginación os llevará a absurdos porqué seguramente se está violando una suerte de "Principio de indeterminación de Heisenberg" biológico.
Igual me he pasado...

De: aja

Fecha: 2006-05-20 22:52

aja

De: lara !

Fecha: 2008-11-19 00:59

te amooo muchiizimoo !

De: lara !

Fecha: 2008-11-19 00:59

te amooo muchiizimoo !

De: lara !

Fecha: 2008-11-19 00:59

te amooo muchiizimoo !

De: lara !

Fecha: 2008-11-19 00:59

te amooo muchiizimoo !

De: lara !

Fecha: 2008-11-19 01:00

qe se ioo qe opiniion daar

De: lara !

Fecha: 2008-11-19 01:01

qe se ioo qe opiniion daar

De: lara !

Fecha: 2008-11-19 01:01

qe se ioo qe opiniion daar

De: toño

Fecha: 2010-02-18 06:53