viernes, 4 de mayo de 2012

La selección natural como un proceso creativo

A veces se tiene la idea de que la selección natural es un proceso puramente negativo, la eliminación de mutaciones perjudiciales. Pero la selección natural es mucho más que eso, pues es capaz de generar novedad al incrementar la probabilidad de combinaciones genéticas que de otro modo serían extremadamente improbables.  La selección natural es pues un proceso creativo. No “crea” las entidades componentes sobre las cuales opera (las mutaciones genéticas), pero reduce combinaciones adaptativas que no podrían haber existido de otro modo.
La combinación de unidades genéticas que porta la información hereditaria responsable de la formación del ojo de los vertebrados no se hubiera producido jamás por un mero proceso aleatorio. Ni siquiera aunque tengamos en cuenta lo algo más de 3 mil millones de años durante los cuales ha existido la vida sobre la Tierra. Este es el argumento propuesto para los partidarios del Diseño Inteligente. Pero la evolución no es un proceso gobernado por acontecimientos fortuitos. La complicada anatomía del ojo, así como el exacto funcionamiento del riñón, son el resultado de un proceso no azaroso: la selección natural.
La manera en que la selección natural, un proceso puramente natural, puede generar novedad bajo la forma de formación hereditaria acumulada podría ilustrarla el siguiente ejemplo. Consideremos un experimento hecho con Escherichia coli, una bacteria que se encuentra en el colón de los humanos y de otros mamíferos. Algunas cepas de E. coli, para poder reproducirse en un medio de cultivo, requieren que cierta sustancia, el aminoácido histidina, sea suministrada al medio. Cuando se añaden algunas de dichas bacterias a un pequeño tubo de ensayo que tiene un medio de cultivo líquido con histidina, se multiplican rápidamente y producen entre 20 y 30 mil millones bacterias en uno o dos días. Si al cultivo se le añade una gota de antibiótico estreptomicina, la mayoría de las bacterias morirían. Pero después de un día o dos, el cultivo volverá a hormiguear con miles de millones de bacterias. ¿Cómo es eso?
Espontáneas mutaciones genéticas hacia la resistencia a la estreptomicina se producen en normales (es decir, no resistentes) bacterias al azar, a índices del orden de una entre cien millones (1 x 10-8) de células bacterianas. En un cultivo bacteriano de entre 20 y 30 mil millones de bacterias, cabe esperar entre 200 y 300 bacterias sean resistentes a la estreptomicina, debido a una mutación espontánea. Cuando el antibiótico se añade al cultivo, sólo sobreviven las células resistentes. Sin embargo las 200 ó 300 bacterias supervivientes empezarán a reproducirse, y teniendo en cuenta uno o dos días para el número necesario de divisiones celulares, se producen unos veinte mil millones de bacterias, poco más o menos, todas resistentes a la estreptomicina.
Consideremos ahora un segundo paso en este experimento. Las células resistentes a la estreptomicina son trasladadas a un cultivo con estreptomicina pero sin histidina (el aminoácido que requieren para crecer y reproducirse), sino con otros nutrientes. La mayoría de las bacterias no lograrán reproducirse y morirán; pero sin embargo, tras uno o dos días, el cultivo hormigueará con miles de millones de bacterias. Esto es así porque entre las células que requieren el aminoácido como factor de crecimiento, mutantes espontáneas capaces de reproducirse en ausencia de histidina surgen de forma espontánea a índices de unas cuatro entre cien millones (4 x 10-8) de bacterias. Si el cultivo tiene entre 20 y 30 mil millones de bacterias, alrededor de unas mil de ellas sobrevivirán en ausencia de la histidina y comenzarán a reproducirse hasta que el medio disponible se sature.
La selección natural ha producido en dos etapas, células bacterianas resistentes a la estreptomicina y que no requieren histidina para crecer. La probabilidad de que estos dos mutaciones tengan lugar en la misma bacteria es de una cuatro entre diez mil millones de millones (1 x 10-8 x 4 x 10-8 = 4 x 10-16 ) de células. Un acontecimiento de tan baja probabilidad es improbable que ocurra incluso en un gran cultivo de laboratorio de células bacterianas. Con la selección natural, las células que poseen ambas propiedades son el resultado común. Una ‹‹compleja›› característica constituida por dos componentes se ha producido a través de procesos naturales se puede comprender fácilmente que el ejemplo se puede extender a tres, cuatro y más pasos componentes. Al final del largo proceso de evolución, tenemos organismos que exhiben cada uno rasgos ‹‹diseñados››  para su supervivencia en el medio por el de casualidad existen.

Francisco Ayala, Darwin y el Diseño Inteligente