Libro N° 14664. Escalando El Monte Improbable. Dawkins, Richard
© Libro N° 14664. Escalando El Monte Improbable. Dawkins, Richard. Emancipación. Enero 3 de 2026
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ESCALANDO EL MONTE IMPROBABLE
Richard Dawkins
Escalando
El Monte Improbable
Richard
Dawkins
Reseña
Nos
encontramos aquí en los altos y al parecer inabordables riscos de un supuesto
monte, el Monte Improbable. Sus cimas representan, para Richard Dawkins, la
combinación de perfección e improbabilidad que cualquiera puede encontrar en
los seres vivos. Desde la conjunción de fuerza y sensibilidad de la trompa de
un elefante hasta el camuflaje vital de una hormiga escarabajo, el mundo
viviente está poblado de criaturas que parecen milagrosamente «diseñadas» para
la vida que llevan, criaturas todas ellas que parecen haber alcanzado su punto
óptimo, la cúspide imposible.
Gracias a
Dawkins comprobamos que estos complejos y brillantes rasgos no se han
conseguido por casualidad —lo que equivaldría a escalar con un simple salto la
cara escarpada, cortada a pico, de la montaña—, sino por una evolución
acumulativa y gradual —que representa la pausada y larga senda que asciende a
la cumbre—, infinitamente lenta para los parámetros de la historia humana. Para
ello, Dawkins conduce al lector a través de los espectaculares paisajes
montañosos del mundo natural y nos invita a visitar, por ejemplo, el fascinante
mundo de las telas de araña o a contemplar los higos como si fueran un jardín
para una concurridísima colonia de insectos.
Ya en sus
libros anteriores, Richard Dawkins ha revelado la gloriosa variedad y la unidad
que subyace en la vida sobre la Tierra. En Escalando el Monte Improbable
contagia al lector su pasión por la interminable variedad y adaptabilidad de
los genes y sus asombrosas consecuencias, ofreciéndonos una atractiva y erudita
descripción de muy variados fenómenos biológicos para los que propone
explicaciones sencillas.
Índice
Agradecimientos
1. Frente
al monte Rushmore
2.
Grilletes de seda
3. El
mensaje de la montaña
4.
Emprendiendo el vuelo
5. Las
cuarenta sendas hacia la iluminación
6. El museo
de todas las conchas
7.
Embriones calidoscópicos
8. Granos
de polen y balas mágicas
9. El robot
repetidor
10. Un
jardín cercado
11.
Procedencia de las ilustraciones Bibliografía
El Autor
Agradecimientos
Este libro
tiene su origen en mis Christmas Lectures de la Royal Institution, televisadas
por la BBC con el título general de Growing up in the Universe [Creciendo en el
universo]. Tuve que abandonar este título porque desde entonces han aparecido
al menos otros tres libros con nombres casi idénticos. Además, mi libro ha
crecido también y ha cambiado, de manera que no es justo decir que es el libro
de las Christmas Lectures. No obstante, me gustaría dar las gracias al director
de la Royal Institution por haberme honrado con la invitación a unirme al
linaje histórico de conferenciantes de Navidad que se remonta a Michael
Faraday. Bryson Gore, de la Royal Institution, junto con William Wollard y
Richard Melman, de Inca Televisión, ejercieron una gran influencia en mis
conferencias, que todavía se deja sentir en este libro a pesar de sus muchas
transformaciones y ampliaciones.
Michael
Rodgers leyó e hizo una crítica constructiva de los borradores iniciales, que
tenían más capítulos, y sus consejos fueron decisivos para la reconstrucción de
todo el libro. Fritz Vollrath y Peter Fuchs realizaron lecturas expertas del
capítulo 2, mientras que Michael Land y Dan Nilsson hicieron lo mismo para el
capítulo 5. Estos cuatro expertos me ofrecieron generosamente su saber cuando
lo pedí en préstamo. Mark Ridley, Matt Ridley, Charles Simonyi y Lalla Ward
Dawkins leyeron todo el borrador del libro y me proporcionaron estímulo
alentador y críticas útiles en las proporciones necesarias. Mary Cunnane, de W.
W. Norton, y Ravi Mirchandani, de Viking Penguin, mostraron hacia mí una
bondadosa tolerancia y un criterio generoso a medida que el libro crecía,
adquiría vida propia y finalmente se reducía de nuevo a un formato más
manejable. John Brockman acechaba alentadoramente en un segundo plano, nunca
interfiriendo pero siempre dispuesto a dar su apoyo. Los expertos en
ordenadores son héroes de los que muy raramente se cantan sus gestas. En este
libro he utilizado los programas de Peter Fuchs, Thiemo Krink y Sam Zschokke.
Ted Kaehler colaboró conmigo en la concepción y la escritura del difícil
programa de los artromorfos. En mi propio séquito de programas de «relojero» me
he beneficiado con frecuencia del consejo y la ayuda de Alan Grafen y Alun ap
Rishiart. El personal de las colecciones zoológica y entomológica del Museo
Universitario de Oxford me cedió especímenes y consejos de experto. Josine Meijer
fue una documentalista de ilustraciones dispuesta e ingeniosa. Mi esposa, Lalla
Ward Dawkins, hizo los dibujos (pero no los esquemas), y su amor por la
creación darwiniana resplandece en cada uno de ellos.
Debo dar
las gracias a Charles Simonyi, no sólo por su inmensa generosidad al crear la
plaza de comprensión pública de la ciencia que en la actualidad ocupo en
Oxford, sino también por articular su visión (que coincide con la mía) del arte
de explicar ciencia a una audiencia numerosa: no hablar con prepotencia;
intentar inspirar a todos con la poesía de la ciencia y hacer las explicaciones
tan fáciles como lo permita la propia integridad, pero sin descuidar las
dificultades, y realizar un esfuerzo explicativo adicional de cara a aquellos
lectores dispuestos a dedicar un esfuerzo comparable a comprender.
Capítulo 1
Frente al
monte Rushmore
Acabo de
asistir a una conferencia en la que el tema de debate era el higo. No era de
carácter botánico, sino literario. Se habló del higo en la literatura, el higo
como metáfora, las percepciones cambiantes del higo, el higo como símbolo de
las partes pudendas y la hoja de higuera como modesta ocultadora de las mismas,
«higo» como palabra gruesa, la construcción social del higo, cómo comer un higo
en sociedad según D. H. Lawrence, «la lectura del higo» y, si mal no recuerdo,
«el higo como texto». La pensée final del conferenciante fue la siguiente. Nos
recordó el relato del Génesis en el que Eva tienta a Adán para comer el fruto
del árbol de la ciencia. El Génesis no especifica, nos recordó, de qué fruto se
trataba; por tradición, se acepta que era una manzana. Pero el conferenciante
sospechaba que de hecho era un higo, y con este pequeño dardo picante terminó
su charla.
Esta clase
de cosas forma parte del repertorio de un determinado tipo de mente literaria,
pero a mí me provoca una propensión a la literalidad. Era evidente que el
conferenciante sabía que nunca existió un Jardín del Edén, ni tampoco un árbol
de la ciencia del bien y del mal. Así pues, ¿qué intentaba comunicar realmente?
Supongo que debía tener una vaga sensación de que «de alguna manera», «si se
quiere», «en algún nivel», «en cierto sentido», «si así puede decirse», es en
cierto modo «correcto» que el fruto del relato del Génesis «pudiera» haber sido
un higo. Ya es bastante. No se trata de ser literalistas y puntillosos hasta el
extremo, pero hay que decir que nuestro refinado conferenciante se dejó
muchísimas cosas. En el higo subyace una paradoja genuina y una poesía real,
con sutilezas capaces de ejercitar una mente inquisitiva y maravillas que
harían las delicias de una mente estética. En este libro quiero situarme en una
perspectiva desde la que poder explicar la verdadera historia del higo. Ahora bien,
aunque figure entre las más cabalmente complejas de toda la evolución, la
historia del higo es sólo una entre millones, todas las cuales comparten la
misma gramática y la misma lógica darwinianas. Para anticipar la metáfora
central del libro, podría decirse que la higuera se encuentra en la cumbre de
uno de los picos más altos del macizo del monte Improbable. Pero los picos de
esa altura se conquistan mejor al final de la expedición. Antes de ello hay
muchas cosas que contar, una visión completa de la vida por desarrollar y
explicar, enigmas por resolver y paradojas por desmontar.
Como dije,
la historia del higo es, en su nivel más profundo, la misma que la de cualquier
otro ser vivo de este planeta. Aunque las distintas historias puedan diferir en
el detalle superficial, todas son variaciones sobre el tema del DNA y sus 30
millones de vías de propagación. En nuestra ruta tendremos ocasión de observar
las telarañas, la
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ingeniosidad
estupefaciente, aunque inconsciente, de su fabricación y funcionamiento.
Reconstruiremos la evolución lenta y gradual de las alas y de la trompa de los
elefantes. Veremos que, por legendariamente difícil que pueda parecer su
evolución, «el» ojo se ha desarrollado de hecho al menos cuarenta veces, y
puede que hasta sesenta, de manera independiente en el conjunto del reino
animal. Programaremos ordenadores que nos ayuden a visitar con la imaginación
el gigantesco museo de los incontables organismos que han vivido y
desaparecido, así como el de sus primos imaginarios, aún más numerosos, que
nunca nacieron. Vagaremos por los senderos del monte Improbable, admirando en
la distancia sus precipicios verticales, pero buscando siempre sin cesar las
laderas de suave pendiente que hay del otro lado. Clarificaremos el significado
de la parábola del monte Improbable, y otras muchas cosas. Empezaré por aclarar
el problema del designio1 aparente en la naturaleza, su relación con el
designio humano genuino y su relación con el azar. Éste es el objetivo del
capítulo 1.
El Museo de
Historia Natural de Londres posee una singular colección de piedras que
casualmente recuerdan objetos familiares: una bota, una mano, un cráneo de
niño, un pato, un pez. Las donaron al museo personas que sospechaban
sinceramente que tal parecido podía tener algún significado. Sin embargo, la
erosión de las piedras ordinarias origina tal confusión de formas que no es en
absoluto sorprendente encontrar alguna que nos recuerde una bota o un pato. De
todas las
1 En
inglés, design es a la vez diseño y designio, entre otras acepciones. El autor
utiliza a menudo ambos sentidos, lo que no siempre se ha podido reflejar
adecuadamente en la traducción. ( N. del T.)
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que son
susceptibles de captar nuestra atención, el museo ha conservado aquellas que la
gente recoge y guarda como curiosidades. Miles de piedras son desechadas porque
son sólo eso, piedras. Las coincidencias de semejanza en esta colección de
museo no tienen significado alguno, pero son divertidas. Lo mismo ocurre cuando
creemos ver caras o formas animales en las nubes o los perfiles de los
acantilados. Las semejanzas no son más que accidentes.
Figura 1.1.
Un puro accidente. El perfil del presidente Kennedy en una ladera de Hawái.
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Se supone
que la ladera escarpada de la figura 1.1 sugiere el perfil del desaparecido
presidente Kennedy. Una vez sabido, puede advertirse un ligero parecido tanto
con John como con Robert Kennedy. Pero hay quienes no lo perciben, y
ciertamente es fácil aceptar que tal parecido es accidental. En cambio, no es
posible persuadir a una persona razonable de que en el monte Rushmore, en
Dakota del Sur, la erosión debida a los agentes meteorológicos produjo los
rasgos de los presidentes Washington, Jefferson, Lincoln y Theodore Roosevelt.
No hace falta que nos digan que éstos fueron esculpidos de forma deliberada
(bajo la dirección de Gutzon Borglum). Es evidente que no son accidentales:
llevan el designio escrito por todas partes.
La
diferencia entre el monte Rushmore y el perfil de John Kennedy obra de la
meteorización (o el monte Saint Pierre en Mauricio, o cualquier otra curiosidad
de este tipo debida a la erosión natural) es la siguiente. El enorme número de
detalles que hacen que las caras del monte Rushmore se parezcan a las
originales es demasiado grande para ser producto de la casualidad. Además, las
caras son claramente reconocibles cuando se las observa desde ángulos
diferentes. En cambio, el parecido casual con el presidente Kennedy de la
figura 1.1 sólo se advierte contemplando el despeñadero desde cierto ángulo y
con una iluminación particular. Sí, una roca puede erosionarse hasta adquirir
la forma de una nariz si se la observa desde un punto concreto, y hasta puede
que otro par de rocas haya rodado hasta una posición que sugiere la forma de
unos labios. No es mucho pedir del azar que produzca una modesta coincidencia
como
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ésta, en
especial si el fotógrafo puede elegir entre todos los ángulos posibles y sólo
uno ofrece el parecido (y existe el hecho adicional, al que volveré enseguida,
de que el cerebro humano parece mostrar una activa inclinación a ver caras: las
busca y las encuentra). Pero el monte Rushmore es otra cosa. Sus cuatro cabezas
están claramente diseñadas (o lo que es lo mismo, responden a un designio). Un
escultor las concibió, las dibujó sobre el papel, realizó meticulosas medidas
en todo el acantilado y supervisó equipos de operarios que manejaban taladros
neumáticos y dinamita para esculpir las cuatro caras, cada una de ellas de
dieciocho metros de altura. La intemperie pudo haber realizado la misma tarea
que la dinamita diestramente distribuida. Ahora bien, de todas las maneras
posibles en que una montaña puede erosionarse, sólo una ínfima minoría sería el
retrato fiel de cuatro personas concretas. Aun sin conocer la historia del
monte Rushmore, estimaríamos que las probabilidades en contra de que las cuatro
caras hubieran sido accidentalmente esculpidas por la erosión eran
astronómicamente altas (algo así como lanzar cuarenta veces una moneda al aire
y obtener siempre cara).
Creo que la
distinción entre accidente y designio está clara al menos en una primera
aproximación, aunque quizá no siempre en la práctica, pero este capítulo
presentará una tercera categoría de objetos más difíciles de distinguir. Los
llamaré diseñoides. Los objetos diseñoides son organismos vivos y sus
productos. Los objetos diseñoides parecen responder a un designio, tanto que
mucha gente (probablemente, ¡ay!, la mayoría) piensan que han sido diseñados.
Quienes así lo creen se equivocan, pero no en su convicción de que
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los objetos
diseñoides no pueden ser resultado del puro azar. Los objetos diseñoides no son
accidentales. En realidad, han sido construidos por un magnífico proceso no
aleatorio que crea una ilusión casi perfecta de designio.
Figura 1.2.
Una semejanza involuntaria, pero no accidental. Un escarabajo imitador de
hormigas, Labidus praedator (arriba) y una hormiga, Mimeciton antennatum
(abajo).
La figura
1.2 muestra una escultura viviente. En general, los escarabajos no se parecen a
las hormigas. Así, si veo un escarabajo que se parece casi exactamente a una
hormiga (un escarabajo que, además, pasa toda su vida en un hormiguero)
sospecharé correctamente que la coincidencia significa algo. El animal
ilustrado
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arriba es
en realidad un escarabajo (sus parientes cercanos son los escarabajos comunes o
de jardín), pero tiene aspecto de hormiga, camina como una hormiga y vive entre
hormigas dentro de un hormiguero. El animal ilustrado debajo es una hormiga
auténtica. Como ocurre con toda escultura realista, el parecido con el modelo
no es accidental. Exige una explicación distinta del puro azar. Pero ¿qué tipo
de explicación? Puesto que todos los escarabajos extraordinariamente parecidos
a hormigas viven en hormigueros, o al menos en estrecha asociación con
hormigas, ¿podría ser que algún compuesto químico o agente infeccioso emanado
de las hormigas impregnara los escarabajos provocando una alteración de su
desarrollo? No, la verdadera explicación (la selección natural darwiniana) es
muy distinta, y llegaremos a ella más adelante. Por el momento, es suficiente
tener claro que ni este ni otros ejemplos de «mimetismo» son accidentales. O
bien responden a un designio o bien se deben a algún proceso que produce
resultados igual de impresionantes. Consideraremos otros ejemplos de mimetismo
animal, dejando abierta por el momento la explicación de cómo se han producido
semejanzas tan notables.
El ejemplo
anterior pone de manifiesto el buen trabajo que puede hacer la carne de
escarabajo cuando «se dedica a imitar» un tipo distinto de insecto. Obsérvese
ahora el animal de la figura 1.3b. Recuerda un termes. Puede compararse con la
figura 1.3a que es un termes de verdad.
El
espécimen de la figura 1.3b es un insecto, pero no es un termes. En realidad,
es otro escarabajo. Admito haber visto mejores
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imitadores
en el mundo de los insectos (entre ellos el escarabajo con aspecto de hormiga
que hemos visto antes).
Figura 1.3.
a) Un terme real, Amitermes hastatus; b) un escarabajo, Coatonachthodes
ovambolandicus, que imita un terme; c) como se logra el truco.
En este
caso el «escarabajo» es un tanto raro. Se diría que sus patas carecen de las
obligadas articulaciones; recuerdan esos globos alargados que se retuercen al
inflarlos. Puesto que, como cualquier otro insecto, los escarabajos poseen
patas articuladas, se podría esperar una imitación más lograda de las patas
articuladas de un termes. ¿Cuál es, pues, la solución de este acertijo? ¿Por
qué este imitador parece más un muñeco hinchable que un insecto real,
articulado? La respuesta puede verse en la figura 1.3c, y constituye uno de los
espectáculos más sorprendentes de toda la historia natural. La figura muestra
el escarabajo imitador de termes visto lateralmente. La verdadera cabeza del
escarabajo es una cosa
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minúscula
(el lector puede ver el ojo junto a las antenas normales, articuladas) unida a
un tronco o tórax delgado con tres patas de coleóptero, articuladas, sobre las
cuales se desplaza normalmente. El truco se efectúa con el abdomen, que,
arqueado hacia atrás, se proyecta por encima de la cabeza, el tórax y las patas
como un parasol. Todo el «termes» está construido a partir de la mitad
posterior del abdomen del escarabajo. La «cabeza de termes» es el extremo
posterior, mientras que las «patas» y las «antenas de termes» son excrecencias
abdominales colgantes. No es de extrañar que la calidad de este mimetismo no
esté a la altura del de la figura 1.2. Incidentalmente, este escarabajo
imitador de termes vive en los termiteros, ganándose la vida como parásito de
manera muy parecida a como lo hace su primo el imitador de hormigas. Pero,
cuando se consideran los materiales de partida, el escarabajo imitador de
termes representa una proeza escultórica incluso más impresionante que el
escarabajo hormiga. Este último ha modelado cada fragmento de su cuerpo hasta
parecerse al fragmento correspondiente del cuerpo de una hormiga. El imitador
de termes, en cambio, consigue su mimetismo modelando un fragmento
completamente distinto de sí mismo, el abdomen, para parecerse globalmente al
termes.
De todas
las «estatuas» animales, mi favorita es la del dragón de mar foliáceo (figura
1.4). Se trata de un pez, una especie de caballito de mar, cuyo cuerpo adopta
la forma de un alga marina. Esto le confiere protección, porque vive entre
algas y allí es dificilísimo de ver.
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Su
mimetismo es demasiado bueno y misterioso para ser simplemente accidental. Se
encuentra más cerca del monte Rushmore que del perfil de Kennedy.
Figura 1.4.
Perfección del camuflaje. Una hembra de dragón de mar foliáceo. Phycodurus
eques, de Australia.
Mi
confianza se basa, por un lado, en la impresión que nos producen los muchos
detalles que lo asemejan a algo que no es, y por otro en el hecho de que, por
regla general, los peces no tienen excrecencias de este estilo. A este
respecto, el logro del dragón de mar foliáceo es
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comparable
al del imitador del termes, más que al del imitador de la hormiga.
Hasta aquí
hemos hablado de objetos que nos impresionan de la misma forma en que lo hace
una escultura realista, objetos que sabemos que no pueden ser accidentales
porque se parecen de manera sorprendente a otros objetos. Los dragones de mar
foliáceos y los escarabajos imitadores de hormigas son estatuas diseñoides: es
como si hubieran sido diseñados por un artista con objeto de parecerse a otra
cosa. Pero las estatuas son sólo una de las clases de objetos que los seres
humanos diseñan. Otros artefactos humanos nos impresionan no porque se parezcan
a algo, sino porque de manera inequívoca resultan útiles para algún propósito.
Un avión es útil para volar; un cuenco es útil para contener agua; un cuchillo
es útil para cortar cosas.
Si
ofreciéramos una recompensa a cambio de piedras que, de forma natural, tuviesen
un borde lo bastante afilado para cortar cosas, o cuya forma fuese adecuada
para contener agua, probablemente recibiríamos varios sustitutos eficaces de
cuchillos y receptáculos. Los pedernales suelen fracturarse de manera que se
forma un borde afilado, y si recorriéramos los pedregales y canteras del mundo
es seguro que encontraríamos algunos cuchillos naturales funcionales. Entre la
riqueza de formas que pueden adoptar las piedras erosionadas, siempre habría
algunas con concavidades capaces de retener agua. Ciertos tipos de cristal se
incrustan de manera natural alrededor de una esfera hueca que, aunque
irregular, cuando se hiende por la mitad produce dos receptáculos útiles.
Dichas piedras
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tienen su
propio nombre: se denominan geodas. Tengo una sobre mi mesa que empleo como
pisapapeles, y la usaría para beber si no fuera por la dificultad de limpiar su
interior repleto de picos.
Es fácil
idear medidas de eficiencia que demuestren que los receptáculos naturales son
menos eficientes que los manufacturados. La eficiencia es una medida del
beneficio en relación al coste. El beneficio de un receptáculo podría medirse
como la cantidad de agua que puede contener. El coste podría medirse
convenientemente en unidades equivalentes como la cantidad de material de la
propia marmita. Podríamos definir por lo tanto la eficiencia como la capacidad
de un receptáculo dividida por el volumen del material de que está hecho. La
piedra hueca de mi mesa puede contener 87,5 cc de agua. El volumen de la piedra
misma (que medí mediante el famoso método de Arquímedes-en-el-baño ¡Eureka!) es
de 130 cc. Así pues, la eficiencia de este «cuenco» es de 0,673. Es una
eficiencia muy baja, lo que no debe sorprender, puesto que la piedra nunca fue
diseñada para contener agua. El que pueda contenerla es un hecho casual. Acabo
de efectuar las mismas medidas sobre una copa de vino, cuya eficiencia resulta
ser de alrededor de 3,5, y sobre una jarra de plata para servir leche
proporcionada por un amigo. Esta última es aún más eficiente: su capacidad es
de 250 cc, mientras que la plata de que está hecha desplaza sólo 20 cc, lo que
da una eficiencia de 12,5. No todos los receptáculos diseñados por el hombre
son eficientes en este sentido. En la alacena de mi cocina tengo un cuenco
rechoncho con una capacidad de 190 cc frente a unos voluminosos 400 cc de
mármol. Su «eficiencia», por lo tanto, resulta ser de sólo 0,475,
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inferior
incluso a la de la piedra hueca que no ha sido diseñada en absoluto para
contener agua. ¿Cómo puede ser esto? La respuesta es reveladora. Este cuenco de
mármol no es otra cosa que un mortero. No ha sido diseñado para contener
líquido, sino que es un molino manual para moler especias y otros condimentos
con una mano de almirez (una maza que se golpea con fuerza contra el fondo del
recipiente). No se puede utilizar una copa de vino como mortero: se haría
añicos. La medida de eficiencia que hemos inventado para los receptáculos no es
adecuada cuando éste tiene que servir como mortero. Hay que usar alguna otra
relación beneficio/coste, en la que el beneficio tenga en cuenta la resistencia
a los golpes dados con una mano de almirez. ¿Podría cumplir la geoda antes
considerada los requisitos de un mortero bien diseñado? Probablemente pasaría
la prueba de resistencia, pero si intentáramos usarla como mortero pronto se
haría evidente su inadecuación, pues las anfractuosidades del interior
impedirían moler los granos. La medida de la eficiencia para un mortero debería
corregirse incluyendo algún índice de uniformidad de la curvatura interna. Que
mi almirez de mármol obedece a un designio se puede adivinar a partir de otras
evidencias, como su sección perfectamente circular, su borde elegantemente
torneado y su base elevada.
Podríamos
inventarnos una medida de eficiencia similar para los cuchillos, y no me cabe
duda de que los pedernales lascados que acertáramos a encontrar en una cantera
saldrían malparados en su comparación no ya con las hojas de acero de
Sheffield, sino con los
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pedernales
elegantemente esculpidos que los museos exhiben en sus colecciones del
Neolítico.
En
comparación con sus equivalentes diseñados, los receptáculos y cuchillos
accidentales de origen natural son también ineficientes en otro sentido. Para
encontrar un cuchillo de pedernal con un filo adecuado o un receptáculo de
piedra que retenga convenientemente el agua hace falta examinar y descartar un
gran número de piedras inútiles. Cuando medimos la capacidad de un receptáculo
y dividimos este volumen por el de la piedra o arcilla que lo constituye, sería
más justo añadir en el denominador el coste del material desechado. En el caso
de una cacerola fabricada por el hombre haciendo girar un torno, este coste
adicional sería insignificante. En el caso de una escultura esculpida, el coste
de los ripios desechados sería medible, pero pequeño. En el caso de los objets
trouvés, el coste del descarte de material sería colosal. La mayoría de piedras
no sirve para contener agua ni para cortar. Una industria que se basara por
entero en objets trouvés, en objetos encontrados al azar para emplearlos como
utensilios en lugar de utensilios manufacturados, tendría en los montones de
objetos alternativos descartados por inservibles un enorme peso muerto de
ineficiencia. Diseñar es más eficiente que buscar al azar.
Dirijamos
ahora nuestra atención hacia los objetos diseñoides (seres vivos de los que se
diría que han sido diseñados, pero que en realidad han sido conformados por un
proceso completamente distinto). Comencemos por los receptáculos diseñoides. La
planta insectívora de la figura 1.5 podría considerarse un tipo de receptáculo,
pero tiene
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una
elegante «relación de economía» comparable a la copa de vino medida por mí,
incluso al jarro de plata. Tiene todo el aspecto de haber sido excelentemente
diseñada no ya para contener agua, sino para ahogar insectos y digerirlos.
Produce un sutil perfume que los insectos encuentran irresistible. El olor,
apoyado por un atractivo diseño de color, atrae a las presas hacia la parte
superior del ascidio. Allí los insectos se encuentran sobre un tobogán cuyo
carácter resbaladizo es más que accidental, pues está sembrado de pelos
dirigidos hacia abajo, colocados expresamente para impedir su último esfuerzo.
Cuando caen, como pasa casi siempre, dentro del oscuro vientre del ascidio,
encuentran algo más que agua en la que ahogarse. Los detalles, que me reveló mi
colega el doctor Barrie Juniper, son notables y voy a referirlos brevemente.
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Figura 1.5.
Un receptáculo diseñoide, el ascidio de una planta insectívora, Nepenthes
pervillei, de las Seychelles.
Una cosa es
atrapar insectos, pero las plantas carnívoras carecen de mandíbulas, músculos y
dientes con los que reducirlos a un estado adecuado para la digestión. Quizá
las plantas pudieran desarrollar dientes y mandíbulas masticadoras, pero en la
práctica existe una solución más fácil. El agua del ascidio alberga una rica
comunidad de queresas y otros organismos. No viven en parte alguna más que en
las charcas cerradas que crean las plantas carnívoras con ascidios, y poseen
las mandíbulas de las que carece la propia planta. Los cadáveres de las
víctimas ahogadas de la planta carnívora son
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devorados y
descompuestos por las piezas bucales y los jugos digestivos de sus cómplices,
las queresas. La planta en sí subsiste a base de los detritos y productos de
excreción, que absorbe a través del revestimiento del ascidio.
La planta
carnívora no acepta simplemente los servicios de las queresas que casualmente
caen en su piscina privada, sino que trabaja activamente para proporcionarles
un servicio que éstas, a su vez, necesitan. Si se analiza el agua de una planta
carnívora de ascidios se encontrará un hecho singular. No es fétida, como
cabría esperar de un agua estancada en tales condiciones, sino extrañamente
rica en oxígeno, sin el cual las activas queresas no podrían medrar. ¿De dónde
procede este oxígeno? Todo parece indicar que la planta misma está diseñada
para oxigenar el agua. Curiosamente, las células que tapizan los ascidios son
más ricas en clorofila que las células externas expuestas al sol y al aire.
Esta sorprendente inversión del sentido común aparente es explicable: las
células interiores están especializadas en secretar oxígeno directamente al
agua del interior del ascidio. La planta carnívora no se limita a tomar
prestadas sus mandíbulas vicarias: las alquila, utilizando el oxígeno como
moneda.
Hay otras
trampas diseñoides bastante comunes. La atrapamoscas [Dionaea muscipula] es tan
elegante como la planta carnívora del género Nepenthes antes citada, con el
refinamiento añadido de contar con partes móviles. El insecto presa dispara la
trampa al tocar unos pelos sensitivos de la planta, cuyas «mandíbulas» se
cierran vigorosamente. La telaraña es la más familiar de todas las trampas
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animales, y
le haremos justicia en el próximo capítulo. Un equivalente subacuático es la
red que construyen las larvas de los tricópteros, insectos que viven en los
ríos. Estas larvas son también notables por sus logros como constructoras de
habitáculos. Las distintas especies utilizan piedrecillas, palitos, hojas o
conchas de caracoles diminutos. Un espectáculo familiar en diversas partes del
mundo es la trampa cónica de la hormiga león. Este temible animal es la larva
de (¿qué podría parecer más apacible?) una crisopa2. La hormiga león acecha en
el fondo de su pozo justo bajo la arena, esperando que caigan en él hormigas y
otros insectos. El pozo adquiere su forma cónica casi perfecta (lo que hace
difícil que las víctimas puedan salir de él arrastrándose) no por designio sino
como consecuencia de algunas leyes físicas sencillas, explotadas por la
conducta excavadora del insecto, que expulsa la arena desde el fondo con
violentas sacudidas de la cabeza. Esta forma de excavación tiene el mismo
efecto que vaciar un reloj de arena por debajo: la arena se dispone de forma
natural en un cono perfecto de pendiente predecible.
2
Neuróptero cuyo nombre popular genérico en inglés es lacewing, literalmente,
«alas de encaje»
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Figura 1.6.
Receptáculos diseñoides fabricados por artesanos animales: arriba) avispa
alfarera, y abajo) abeja albañil.
La figura
1.6 nos devuelve a los receptáculos. Muchas avispas solitarias ponen sus huevos
sobre presas previamente aguijoneadas y paralizadas que esconden después en un
agujero sellado para hacerlo invisible. La larva se alimenta de la presa del
interior y finalmente emerge como adulto alado para completar el ciclo. La
mayoría de especies de avispas solitarias excavan su agujero de nidificación en
el suelo. La avispa alfarera, en cambio construye su «agujero» con arcilla: una
olla esférica, sobre un árbol, instalada de manera inconspicua sobre una ramita
(fig. 1.6a). Al igual que la
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planta
carnívora, este receptáculo obtendría una puntuación favorable en nuestra
prueba de eficiencia para el diseño aparente. Las abejas solitarias anidan
igualmente en agujeros, pero alimentan a sus larvas con polen en vez de presas
animales. Como hace la alfarera entre las avispas, muchas especies de abeja
albañil construyen su propio nido en forma de recipiente. El de la figura 1.6b
no está hecho de arcilla, sino de piedrecillas cementadas. Además de su
semejanza con un receptáculo eficiente de fabricación humana, hay otro hecho
extraordinario acerca del ejemplar de la fotografía: aunque sólo se ve uno, en
realidad hay cuatro receptáculos. Los otros tres han sido recubiertos por la
abeja con fango endurecido para conseguir un ajuste primoroso con la roca
circundante. Ningún depredador podría detectar las larvas en desarrollo dentro
de las cápsulas. La única razón por la que mi colega Christopher O’Toole pudo
localizar este grupo en el transcurso de una visita a Israel es que la abeja
aún no había terminado de recubrir la última cápsula.
Estas
cápsulas, obra de insectos, tienen todos los sellos distintivos del «designio».
En este caso, y a diferencia de la planta carnívora, sí son fruto de la
destreza de una criatura (aunque con toda probabilidad inconsciente). Las
cápsulas de la avispa alfarera y la abeja albañil parecen estar, pues, más
próximas a los receptáculos manufacturados que a los de la planta carnívora.
Pero ni una ni otra diseñan sus cápsulas de manera consciente o deliberada.
Aunque los insectos las modelan activamente a partir de arcilla o piedrecitas,
el proceso no se diferencia esencialmente de la construcción de los propios
cuerpos de la avispa o la abeja durante el desarrollo
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embrionario.
Esto puede parecer extraño, pero permítaseme explicarme. El sistema nervioso se
desarrolla de manera que músculos, extremidades y mandíbulas del insecto vivo
se mueven de acuerdo con pautas coordinadas concretas. La consecuencia de estos
movimientos mecánicos de las extremidades es el modelado de un montón de
arcilla en forma de receptáculo. Muy probablemente el insecto no sabe lo que
hace ni por qué lo hace. No tiene el concepto de receptáculo ni como obra de
arte ni como contenedor ni como cámara de incubación. Sus músculos simplemente
se mueven de la manera que les dictan sus nervios, y el resultado es un
receptáculo. Es por esto por lo que no vacilamos en clasificar las cápsulas de
avispas y abejas como diseñoides, y no como diseños modelados por la volición
creativa del animal (aunque no por eso dejamos de admirarlos). Para ser
sincero, en realidad no puedo saber a ciencia cierta si las avispas carecen de
volición creativa y designio auténticos. Me basta con que mi explicación
funcione, tanto si las avispas poseen estas facultades como si no. Lo mismo
vale para los nidos y pérgolas de aves (figura 1.7) y para las casitas y redes
de los tricópteros, pero no así para las esculturas del monte Rushmore ni para
las herramientas que se utilizaron para labrarlas: éstas sí obedecen a un
designio.
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Figura 1.7.
Artesanía diseñoide. (izq.) Nido de tejedor, y (dcha.) curruca costurera,
Orthotomus sutorius, con su nido.
Karl von
Frisch, el famoso zoólogo austríaco que descifró la danza de las abejas,
escribió: «Si por un momento imagináramos que los termes fueran tan grandes
como los seres humanos, sus mayores termiteros, ampliados a la misma escala,
tendrían casi un kilómetro y medio de altura, cuatro veces la altura del Empire
State Building de Nueva York».
Los
rascacielos de la figura 1.8 son obra de los termes brújula de Australia.
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Figura 1.8.
Rascacielos para insectos, alineados en dirección norte-sur. Termiteros de
termes brújula, en Australia.
Se les
llama así porque sus termiteros siempre están alineados en dirección norte-sur,
de manera que los viajeros extraviados pueden emplearlos como brújula (igual
que, dicho sea de paso, las antenas parabólicas: en Inglaterra todas parecen
estar orientadas hacia el sur). La ventaja para los termes es que de esta forma
las amplias superficies planas del termitero son caldeadas por el sol de las
primeras horas de la mañana y de las últimas horas de la tarde, pero al mismo
tiempo se protege del terrible sol del mediodía presentando sólo un borde
estrecho en dirección norte. Sería ciertamente disculpable pensar que los
termes han diseñado por sí mismos este ingenioso truco. Pero el principio que
hace que su comportamiento de construcción parezca inteligente es idéntico al
que hace que las
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mandíbulas
y patas de los termes parezcan haber sido diseñados. Nada de ello obedece a un
designio. Unas y otras estructuras son diseñoides.
Los
artefactos animales como las casas de tricópteros y termes, los nidos de
algunas aves o las cápsulas de las abejas albañiles son fascinantes, pero
representan un caso especial entre los objetos diseñoides, una curiosidad
intrigante. El término «diseñoide» hace referencia fundamentalmente a los
propios cuerpos de los organismos y sus partes. El cuerpo de un organismo vivo
no es ensamblado por diestras manos, picos o mandíbulas, sino por los
intrincados procesos del desarrollo embrionario. Una mente adicta a los
sistemas de clasificación exhaustivos podría ver «objetos diseñoides de segundo
orden» en artefactos tales como las cápsulas de avispas, o quizá una categoría
intermedia entre diseñados y diseñoides, pero pienso que esto sólo serviría
para complicar las cosas. Es cierto que la cápsula está hecha de barro, no de
células vivas, y está modelada por movimientos de las patas que se parecen
superficialmente a los movimientos de las manos de un alfarero humano. Pero
todo el «designio», toda la elegancia del diseño, toda la adaptación del
receptáculo para el desempeño de una tarea útil, tienen orígenes muy diferentes
en uno y otro caso. La vasija humana es concebida y planificada a través de un
proceso creativo de imaginación en la cabeza del alfarero, o mediante la
imitación deliberada del estilo de otro alfarero. La cápsula de la avispa
adquiere su elegancia y adaptación a su función a través de un proceso muy
distinto (de hecho, a través del mismo proceso que confirió elegancia y
adaptación
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al cuerpo
mismo de la avispa). Esto se hará más evidente yendo un poco más lejos en
nuestra discusión de los organismos vivos en tanto que objetos diseñoides.
Una de las
formas que tenemos de reconocer tanto el designio propiamente dicho como el
pseudodesignio diseñoide es la impresión que nos producen las semejanzas entre
unos y otros. Es evidente que las cabezas del monte Rushmore son producto de un
designio porque se parecen a presidentes reales. Es también evidente que el
parecido del dragón de mar foliáceo con un alga no es tampoco accidental. Pero
este mimetismo (como el del escarabajo termes o el insecto palo) no es en
absoluto la única clase de semejanza que nos causa impresión en el mundo vivo.
A menudo nos sorprende el parecido entre una estructura viva y un artefacto
humano que realiza la misma función. El «mimetismo» entre el ojo humano y la
cámara fotográfica es tan bien conocido que es innecesario ilustrarlo aquí. Con
frecuencia son los ingenieros las personas más cualificadas para analizar el
funcionamiento de organismos animales y vegetales, porque los mecanismos
eficientes, sean diseñados o diseñoides, obedecen forzosamente a los mismos
principios.
A veces el
cuerpo de distintos seres vivos ha convergido hacia una misma forma no por
imitación, sino porque la morfología que comparten les resulta útil a cada uno
por separado. El erizo y el tenrec espinoso de la figura 1.9 son tan similares
que dibujar ambas especies parece casi una pérdida de tiempo.
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Figura 1.9.
Los animales con necesidades similares suelen parecerse más entre sí de lo que
se parecen a sus parientes más próximos. El erizo moruno, Erinaceus algirus
(a), es un primo cercano de la musaraña erizo, Neotetracus sinensis (b). El
tenrec erizo mayor, Setifer setosus (c), es un primo cercano del tenrec
colilargo, Microgale melanorrhachis (d).
Aunque
tienen cierto parentesco (ambos pertenecen al orden insectívoros), otras
evidencias indican que están lo bastante alejados para poder afirmar que las
púas de uno y otro evolucionaron de manera independiente, presumiblemente por
razones paralelas. Cada
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uno de los
animales espinosos se ha dibujado junto a un pariente musarañiforme más
cercano.
Figura
1.10. Evolución convergente: perfiles hidrodinámicos surgidos
de forma
independiente: a) Delfín mular, Tursiops truncatus; b) Ichthyosarus,
ictiosaurio; c) marlín azul o aguja de costa, Makaira nigricans; y d) pájaro
bobo de las Galápagos, Spheniscus mendiculus.
La figura
1.10 proporciona otro ejemplo. Los animales que nadan velozmente cerca de la
superficie del mar suelen converger hacia una misma forma. Es la que los
ingenieros reconocerían como fusiforme
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o
hidrodinámica. La ilustración muestra un delfín (mamífero), un ictiosaurio
extinguido (que se puede considerar el equivalente reptiliano de un delfín), un
marlín azul (pez óseo) y un pájaro bobo (ave). Este fenómeno se conoce como
«evolución convergente».
Figura
1.11. Milpiés, Cylindroiulus punctatus, copulando en la posición del misionero.
La
convergencia aparente no siempre tiene un significado tan claro. Quienes
dignifican la cópula cara a cara como evidencia de humanidad superior (aunque
no sean misioneros) pueden deleitarse con los milpiés de la figura 1.11. Si
llamamos convergencia a esto, probablemente no se deba a necesidades
convergentes sino, más bien, a que un macho y una hembra pueden yuxtaponer sus
cuerpos de muchas maneras, y puede haber muchas y variadas razones para
decidirse por cualquiera de ellas.
Esto nos
lleva, después de un círculo completo, a nuestro tema inicial del puro azar.
Hay seres vivos que se parecen a otros objetos, pero
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cuya
semejanza probablemente no es lo bastante fuerte para constituir algo más que
un accidente. La paloma apuñalada o de corazón sangrante [Gallicolumba
luzonica] posee un penacho de plumas rojas situado de tal manera que crea la
ilusión de una herida mortal en el pecho, pero es poco probable que esta
semejanza tenga algún significado. Igualmente accidental es la semejanza del
coco-de-mer3 con unas ancas femeninas (figura 1.12a).
Figura
1.12a: Semejanzas accidentales en la naturaleza: coco-de-mer (coco de
Seychelles)
3 Coco de
mar, fruto de la palmera Lodoicea sechellarum, así llamado porque la ciencia
conoció antes dichos frutos, que se dispersan flotando en el mar, que la planta
que los producía. ( N. del T.)
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Como ocurre
con el perfil rocoso de Kennedy, la razón para creer que estos parecidos son
pura coincidencia es estadística. El corazón sangrante de la paloma viene a ser
sólo una cuchillada de plumas rojas. En cuanto al «mimetismo» aparente del
coco-de-mer, hay que reconocer que no deja de causar impresión, pues implica
más de un rasgo; incluso tiene un remedo de vello púbico. Pero el cerebro
humano trabaja activamente en busca de semejanzas morfológicas, en especial con
aquellas partes de nuestro cuerpo que encontramos particularmente interesantes.
Sospecho que esto es lo que hay detrás de nuestra percepción del coco-de-mer, o
de nuestro reconocimiento del perfil de Kennedy en la ladera rocosa.
Lo mismo
puede decirse de la calavera o mariposa de la muerte (figura 1.12b). En
realidad, nuestro cerebro tiene un afán casi indecente por ver caras, lo que
constituye la base de una de las ilusiones más sorprendentes descritas por los
psicólogos.
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Figura
1.12b: Semejanzas accidentales en la naturaleza: calavera o mariposa de la
muerte, Acherontia atropos.
Si uno coge
una máscara ordinaria de las que se venden en las tiendas de disfraces y la
sostiene verticalmente con la cara interna mirando a otra persona (sobre un
fondo que haga conspicuos los agujeros de los ojos) es probable que el
observador la perciba como una cara maciza. Esto tiene una consecuencia de lo
más curiosa, que uno puede descubrir haciendo girar lentamente la máscara de un
lado a otro. Recuérdese que el cerebro del observador «piensa» que se trata de
una cara maciza, pero en realidad el objeto es una máscara hueca. Cuando la
máscara se hace girar hacia la derecha, la única
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manera de
reconciliar la información de los ojos con la presunción del cerebro es suponer
que está girando en la dirección opuesta. Esto es exactamente lo que percibe el
observador: se produce la ilusión de que la cara está girando en sentido
opuesto al de la rotación real.
Así pues,
parece bastante probable que el parecido del dibujo de la mariposa de la muerte
con una calavera sea puramente accidental. Debo añadir, sin embargo, que Robert
Trivers (uno de nuestros teóricos de la evolución más respetados, ahora en la
Universidad de Rutgers, Nueva Jersey) cree que las manchas que semejan caras en
el dorso de los insectos podrían ser una adaptación para asustar a depredadores
potenciales como las aves (en el dibujo del dorso de la polilla tendemos a ver
una calavera humana, pero también podría ser la cara de un mono). Puede que
tenga razón, en cuyo caso yo debiera haberle colocado a este insecto mi
etiqueta de «diseñoide». Lo mismo puede aplicarse, por una razón distinta, a
otro aparente imitador de caras, el cangrejo samurái japonés. Este cangrejo
muestra en el dorso la imagen (debo decir que no especialmente impresionante)
de los feroces rasgos de un guerrero samurái4. Se ha sugerido que, durante
siglos, los pescadores japoneses, inducidos por el afán natural del cerebro humano
por ver caras, han advertido un cierto parecido con una cara en el dorso de
algunos cangrejos de esta especie. Por razones de superstición o respeto, los
pescadores no querían matar aquellos cangrejos que ostentaban una cara
vagamente humana (y menos una cara de guerrero samurái), de manera que los
devolvían
Es una
opinión discutible; Carl Sagan mostró estos cangrejos en su serie televisiva
Cosmos y en el libro del mismo título, y en muchos ejemplares el parecido del
caparazón con una cara de samurái es absolutamente asombroso. (N. del T.) 4
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al mar.
Según esta teoría, muchas vidas de cangrejos se salvaron gracias a la cara
humanoide de su dorso, y los cangrejos con los rasgos humanos más pronunciados
de cada generación contribuyeron con una fracción desproporcionada de
descendientes a la generación siguiente. De esta forma las generaciones
posteriores figuraban «en cabeza», es decir tenían una ventaja inicial sobre
las precedentes, y la semejanza fue aumentando gradualmente.
Cuando
discutíamos la manera de adquirir un cuchillo de piedra por el simple
expediente de encontrarlo, acordamos que uno puede «fabricar» un cuchillo
afilado a través del examen de todas las piedras del mundo y el descarte de las
obtusas (que serían la gran mayoría). Si uno busca en un número suficientemente
elevado de pedregales y canteras seguramente acabará por encontrar una piedra
que tenga no sólo una hoja aguzada, sino un mango conveniente. Decir que la
industria farmacéutica trabaja examinando un gran número de moléculas generadas
al azar y comprobando después la eficacia de una minoría prometedora no deja de
ser una hipersimplificación parcial, pero habíamos convenido en que encontrar,
como medio para obtener un utensilio funcional, era algo absolutamente
ineficiente. Es mucho mejor tomar un material adecuado como la piedra o el
acero y pulirlo o esculpirlo con un designio en mente. Pero no es así como se
construyen los objetos diseñoides (es decir, seres vivos que parecen obedecer a
un designio ilusorio). Los seres vivos son en última instancia el resultado de
un proceso más parecido al puro «encontrar», pero diferente de aquél en un
aspecto muy significativo.
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Quizá
parezca un tanto excéntrico por mi parte el pararme a considerar una piedra,
pero vamos a ver hasta dónde nos lleva esto. Una piedra no tiene hijos. Si las
piedras tuvieran hijos iguales a ellas, éstos heredarían de sus progenitores el
atributo de tener hijos, lo cual implica nietos y biznietos durante un número
indeterminado de generaciones. Se podría pensar que esto no es más que una
especulación forzada y, en cualquier caso, ¿qué importa? Para contestar a esto,
veamos algo cuya filosidad pueda ser igualmente accidental, pero que deje
descendientes.
Las hojas
duras y acintadas de algunos carrizos y cañas poseen bordes bastante afilados.
Probablemente este filo no es más que un subproducto accidental de otras
propiedades de la hoja. Uno puede cortarse con una hoja de carrizo, lo cual es
suficiente para tener cuidado pero no para provocar sospechas de designio. Sin
duda hay hojas más afiladas que otras, y uno podría recorrer la ribera de un
estanque en busca de la hoja de carrizo más afilada que pudiera encontrar. Aquí
es donde nos separamos de las piedras. No nos limitemos a cortar con nuestro
cuchillo de caña, reproduzcámoslo, o hagamos que lo reproduzca la misma planta
de la que fue arrancado. Hagamos que las plantas más cortantes se
interpolinicen, eliminemos las plantas sin filo: no importa cómo lo hagamos,
mientras consigamos que la plantas más filosas sean responsables de la mayor
parte de la reproducción. No de una vez, sino de generación en generación. Con
el paso de las generaciones advertiremos que, aunque siga habiendo cañas
filosas y cañas sin filo, la caña promedio se habrá ido haciendo cada vez más
cortante. Pasadas 100
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generaciones,
es probable que hayamos conseguido criar algo que nos permita un afeitado
decente. Si hubiéramos perseguido la rigidez junto con la filosidad, podríamos
acabar degollándonos con una caña rota por un descuido.
En cierto
sentido, no habremos hecho otra cosa que encontrar la cualidad buscada: no es
necesario tallar, rebajar, moldear ni afilar, basta con seleccionar lo mejor de
lo que ya está presente. Hemos buscado las hojas filosas y desestimado las
romas. Es como encontrar pedernales cortantes, pero con una adición
significativa: el proceso es acumulativo. Las piedras no se reproducen, pero
las hojas (o, mejor dicho, las plantas que producen hojas) sí. Una vez hemos
encontrado la mejor hoja de una generación, no nos limitamos a usarla hasta que
se haya desgastado, sino que aseguramos nuestra obtención produciendo más hojas
como ella, transmitiendo su virtud para poder contar con ella en el futuro.
Este proceso es acumulativo y no termina nunca. Uno sigue encontrando y
encontrando, pero, dado que la genética permite una ganancia acumulativa, el
mejor ejemplar que podamos encontrar en una generación posterior será mejor que
el mejor de cualquier generación precedente. Esto, como veremos en el capítulo
3, es lo que significa «escalar el monte Improbable».
El carrizo
cuyas hojas se hacen cada vez más afiladas no es más que una invención
ilustrativa. Existen, por supuesto, ejemplos reales del mismo principio en
plena acción. Todas las plantas de la figura 1.13 derivan de la col silvestre,
Brassica oleracea. Ésta es una planta bastante humilde que se parece más bien
poco a un repollo. Los seres
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humanos han
tomado esta variedad silvestre y, en apenas unos cuantos siglos, la han
modelado en todas estas variedades tan distintas de plantas comestibles.
Figura
1.13. Todas estas hortalizas han sido producidas a partir del mismo antepasado,
la col silvestre, Brassica oleracea. En el sentido de las agujas del reloj,
empezando por la parte superior izquierda: coles de Bruselas, colirrábano,
colinabo o nabo de Suecia, col de tambor, coliflor y coles de Saboya o rizadas.
Con los
perros ha ocurrido algo parecido (figura 1.14). Aunque ciertamente se dan
híbridos entre perros y chacales y entre perros y
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coyotes, la
mayoría de autoridades en la materia acepta hoy que todas las razas de perros
domésticos descienden de un antepasado lobuno (arriba, a la izquierda) que
vivió hará unos cuantos miles de años.
Figura
1.14. La capacidad de la selección artificial para modelar animales. Todos
estos perros domésticos han sido criados por el hombre a partir del mismo
antepasado salvaje, un lobo (arriba): gran danés, bulldog inglés, galgo,
tejonero de pelo largo y chihuahua de pelo largo.
Es como si
hubiéramos tomado carne de lobo y la hubiéramos modelado como una pieza de
alfarería. Ahora bien, es obvio que no
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hemos
amasado ni moldeado literalmente la carne de lobo hasta darle la forma, por
ejemplo, de un galgo o un tejonero. Hemos obtenido estas razas mediante
hallazgo acumulativo o, dicho de forma más convencional, cría selectiva o
selección artificial. Los criadores de galgos encontraron individuos con más
aspecto de galgo que el promedio. Los cruzaron entre sí y después seleccionaron
los individuos con más aspecto de galgo de la siguiente generación, y así
sucesivamente. Como es natural, esto no pudo ser tan meridianamente simple,
pues los criadores no tenían en la cabeza el concepto del galgo moderno como
objetivo a largo plazo. Puede que simplemente les agradasen los rasgos físicos
que ahora reconocemos como propios de un galgo, o quizá éstos rasgos visibles
fueran sólo un subproducto de la selección de alguna otra cualidad, como la
eficacia en la caza de conejos. Pero galgos y tejoneras, grandes daneses y
bulldogs, fueron producidos por un proceso más parecido al hallazgo que al
modelado. Aun así, conviene diferenciarlo del hallazgo simple, porque es
generacionalmente acumulativo. Por eso lo denomino hallazgo acumulativo.
Los objetos
accidentales simplemente se encuentran. Los objetos diseñados no son hallazgos
en absoluto: son modelados, moldeados, amasados, montados, articulados,
tallados, para que el objeto individual adopte una forma determinada. Los
objetos diseñoides se encuentran de manera acumulativa, bien por parte de los
seres humanos en el caso de los perros domésticos y las coles cultivadas, bien
por parte de la naturaleza en el caso de, por ejemplo, los tiburones. El hecho
de la herencia asegura que las mejoras
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accidentales
que son encontradas en cada generación se acumulen a lo largo de las
generaciones. Al cabo de muchas generaciones de hallazgos acumulativos se
produce un objeto diseñoide que puede dejarnos boquiabiertos por la perfección
de su diseño. Pero este diseño es sólo aparente, porque no obedece a un
designio, sino que se ha llegado a él a través de un proceso completamente
distinto.
Sería
interesante poder demostrar este proceso siempre que quisiéramos. Los tiempos
de generación de los perros son algo menores que el de nuestra especie pero,
aun así, forzar en alguna medida apreciable la evolución de los perros lleva
bastante más tiempo del que dura una vida humana. Los seres humanos han
obtenido chihuahuas en aproximadamente la diezmilésima parte del tiempo que le
llevó a la naturaleza obtener lobos a partir de sus antepasados insectívoros,
que tenían el tamaño (pero no la forma) de un chihuahua y vivieron en la época
en la que se extinguieron los dinosaurios. Aun así, la selección artificial de
organismos reales (al menos de organismos mayores que las bacterias) es
demasiado lenta para ofrecer una demostración capaz de impresionar a criaturas
impacientes y de vida corta como nosotros. Se puede acelerar mucho el proceso
con un ordenador. Los ordenadores, sean cuales sean sus defectos, son sumamente
rápidos y pueden simular cualquier cosa que pueda definirse de manera precisa,
lo que incluye procesos reproductivos como los de animales y plantas. Si uno
simula la herencia, la condición más básica de la vida, y permite que se
produzcan mutaciones aleatorias ocasionales, es verdaderamente sorprendente lo
que puede evolucionar ante nuestros ojos en unos
47
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cuantos
cientos de generaciones de cría selectiva. Exploré este enfoque en mi libro El
relojero ciego, utilizando un programa informático del mismo nombre. Con este
programa se pueden generar, por selección artificial, criaturas que denominaré
«biomorfos informáticos».
Los
biomorfos informáticos se obtienen todos a partir de un antepasado común con
este aspecto: , de forma muy parecida a la generación de todas las razas de
perros a partir de un lobo. En la pantalla del ordenador se generaban progenies
con «mutaciones genéticas» aleatorias, y una persona elegía un miembro de cada
progenie para reproducirlo. Esto requiere una explicación. En primer lugar,
¿qué significa hablar de «progenie», de «genes» y de «mutaciones» en el caso de
estos objetos informáticos? Todos los biomorfos comparten la misma
«embriología»: se construyen básicamente como un árbol ramificado, o como una
serie fragmentaria de árboles unidos. Los detalles del árbol o árboles (como el
número de ramas y los ángulos y longitudes de éstas) son controlados por
«genes», que no son otra cosa que números en el ordenador. Los genes de los
árboles reales, al igual que los nuestros y los de las bacterias, son mensajes
codificados escritos en el lenguaje del DNA. El DNA es copiado de generación en
generación con gran fidelidad, aunque no absoluta. En cada generación, el DNA
es «leído» y ejerce su influencia sobre la forma del animal o la planta. La
figura 1.15 muestra que, tanto en árboles reales como en biomorfos generados
por ordenador, la modificación de tan sólo unos cuantos genes puede alterar la
forma de toda la planta al alterar las reglas
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programadas
de crecimiento. Los genes de los biomorfos no están formados por DNA, pero para
nuestro propósito esta diferencia es trivial. El DNA es información codificada
digitalmente, exactamente igual que los números en un ordenador, y los «genes»
numéricos son transmitidos a lo largo de las generaciones de biomorfos de
manera muy parecida a como lo hace el DNA a través de las generaciones de
plantas o animales.
Cuando un
biomorfo tiene un hijo, éste hereda todos los genes de su progenitor (sólo uno,
porque no hay sexo), pero con una cierta posibilidad de mutación aleatoria. Una
mutación es un ligero aumento o reducción, al azar, en el valor numérico de un
gen. Así pues, puede ser que un hijo tenga un ángulo de ramificación algo más
agudo que su progenitor porque el valor numérico de su gen 6 haya aumentado de
20 a 21.
49
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«Árboles»
biomorfos generados por ordenador que difieren entre sí en apenas unos pocos
genes»
Figura
1.15. Árboles verdaderos y árboles biomorfos generados por ordenador, que
muestran de qué manera las variedades de la misma especie pueden modificarse
debido a cambios relativamente menores en las reglas de crecimiento. Varias
especies de árboles tienen una variedad llorona y varias especies han
convergido hacia una forma de Lombardía, rectilínea.
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Cuando está
en el modo «reproducción de biomorfos», el ordenador dibuja un biomorfo en el
centro de la pantalla rodeado por una progenie de descendientes mutados
aleatoriamente. Puesto que sus genes han cambiado sólo ligeramente, los
descendientes poseen siempre un parecido familiar con el progenitor y entre sí,
pero suelen mostrar ligeras diferencias que el ojo humano puede detectar. El
programa permite seleccionar uno de los numerosos biomorfos que aparecen en la
pantalla para «reproducirlo». Todos los biomorfos desaparecen excepto el
elegido, que se desliza hasta el lugar del progenitor, en el centro de la
pantalla, y después «engendra» una nueva progenie de descendientes imitantes a
su alrededor. A medida que se van sucediendo las generaciones, el seleccionador
humano puede guiar la evolución de manera muy parecida a como los criadores
guiaron en el pasado la evolución de los perros domésticos, pero con mucha más
rapidez. Una de las cosas que me sorprendieron la primera vez que escribí el
programa fue la velocidad con que pueden evolucionar los individuos apartándose
de la forma arbórea original. Descubrí que podía acabar en un «insecto», una
«flor», un «murciélago», una «araña» o un «avión». Cada uno de los biomorfos de
la figura 1.16 es el producto final de cientos de generaciones de cría mediante
selección artificial. Puesto que estas criaturas se reproducen en un ordenador,
uno puede hacer que pasen muchas generaciones en cuestión de minutos. Unos
cuantos minutos jugando con este programa en un ordenador moderno y rápido le
proporciona a uno una sensación vivida y de primera mano de cómo funciona la
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selección
darwiniana. Los biomorfos del parque safari de la figura 1.16 me recuerdan
avispas, mariposas, arañas, escorpiones, platelmintos, piojos y otras
«criaturas» de aspecto vagamente biológico, aunque no se correspondan con
especies concretas de este planeta.
Figura
1.16. Parque safari de biomorfos en blanco y negro, generados mediante el
programa de ordenador «Relojero ciego».
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Pero todos
son primos de los árboles entre los que se encuentran, y del escuadrón de
«aviones» del ángulo superior derecho. De hecho, son primos muy cercanos. Todos
tienen el mismo número de genes (dieciséis). Sólo difieren en los valores
numéricamente codificados de dichos genes. Uno puede pasar de cualquier
criatura del parque safari a cualquier otra, o a uno cualquiera de los billones
de biomorfos posibles, simplemente mediante cría selectiva.
La versión
más reciente del programa puede generar biomorfos que varían también de color.
Se basa en el programa antiguo, pero tiene una «embriología» más complicada y
nuevos genes que determinan el color de las ramas. También hay genes añadidos
que determinan si cada rama del árbol es una línea, un rectángulo o un óvalo,
si la forma referida está llena o vacía, y el grosor de las líneas. La figura
1.17 no acaba de transmitir lo llamativos que pueden ser estos biomorfos
coloreados, porque por razones de composición se ha impreso en blanco y negro.
Cuando ejecuto el programa de color me encuentro siguiendo callejones
evolutivos que conducen no hasta insectos o escorpiones, sino hasta flores y
formas abstractas que podrían quedar bien en el papel pintado o en los azulejos
del baño.
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Figura
1.17. Parque safari de biomorfos generados mediante el programa de ordenador
«Relojero de color», y que aquí aparecen en tonos de gris por razones de
economía. Los grandes triángulos de fondo, negro y blanco, se añadieron por
razones puramente decorativas.
Los
biomorfos son «seleccionados artificialmente» por un agente humano. En este
sentido son como repollos o perros con pedigrí. Pero
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no es éste
el tema principal de este libro. Siguiendo al mismo Darwin, utilizo la
selección artificial como modelo de un proceso diferente: la selección natural.
Ha llegado por fin el momento de hablar de la selección natural propiamente
dicha. La selección natural es igual que la artificial, pero sin el agente
humano. En lugar de una persona que decide qué descendiente morirá y cuál se
reproducirá, es la naturaleza la que «decide». Las comillas son vitales, porque
la naturaleza no decide de forma consciente. Es algo tan obvio que insistir en
ello puede parecer superfluo, pero es sorprendente la cantidad de gente que
sigue creyendo que la selección natural implica algún tipo de elección
personal. No se puede estar más equivocado. Lo que pasa es que unos descendientes
tienen lo que se necesita para sobrevivir y reproducirse y otros no, por lo que
es más probable que mueran. El resultado es que, a medida que pasan las
generaciones, el organismo promedio típico de la población se hace cada vez
mejor en las artes de sobrevivir y reproducirse. Cada vez mejor, debo
especificar, en relación a algún estándar absoluto. No necesariamente más
efectivo en la práctica, porque la supervivencia está continuamente amenazada
por otros organismos que también están evolucionando y perfeccionando sus
artes. Una especie puede hacerse progresivamente mejor en el arte de eludir a
los depredadores, pero al mismo tiempo los depredadores mejoran progresivamente
en el arte de capturar presas, por lo que no necesariamente hay una ganancia
neta. Este tipo de «carrera de armamentos evolutiva» es interesante, pero no
nos adelantemos a los acontecimientos.
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La
selección artificial es relativamente fácil de conseguir en el ordenador, y los
biomorfos son un buen ejemplo de ello. Mi sueño es simular también la selección
natural. Lo ideal sería poder establecer las condiciones para que se den
carreras de armamentos evolutivas en las que «depredadores» y «presas» surjan
en la pantalla y se espoleen mutuamente en una evolución progresiva mientras
nosotros observamos el proceso cómodamente sentados.
Desafortunadamente,
esto es muy difícil por la siguiente razón: he dicho que algunos descendientes
tienen más probabilidades de morir, y parece que debería ser relativamente
fácil simular una muerte no aleatoria; ahora bien, para constituir una buena
simulación de una muerte natural, la defunción del organismo informático tiene
que deberse a alguna imperfección interesante (como poseer patas cortas que le
hagan correr más despacio que los depredadores). Los biomorfos, como las formas
insectiformes de la figura 1.16, poseen a veces apéndices imaginables, como
patas. Pero no utilizan esas «patas» para nada, y no tienen depredadores que
les persigan. Tampoco tienen presas ni plantas que les sirvan de alimento. En
su mundo no hay meteorología ni enfermedades. En teoría podemos simular estos
factores, pero modelar cualquiera de ellos por separado apenas sería menos
artificial que la propia selección artificial. Deberíamos hacer algo así como
decidir arbitrariamente que los biomorfos largos y delgados pueden huir de los
depredadores mejor que los cortos y gordos. No es difícil pedirle al ordenador
que mida las dimensiones de los biomorfos y elija como reproductores a los más
espigados. Pero la evolución que resultaría sería poco interesante:
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veríamos
que los biomorfos se tornarían más esbeltos de generación en generación, lo
cual no se diferenciaría en nada de lo que conseguiríamos seleccionando
artificialmente a ojo a los más esbeltos de cada generación. No poseería las
cualidades emergentes de la selección natural, que una buena simulación tendría
que poner de manifiesto.
La
selección natural auténtica es mucho más sutil. En cierto sentido es también
mucho más complicada, aunque en otro es profundamente simple. Hay que decir que
la mejora a lo largo de cualquier dimensión, como puede ser la longitud de las
patas, es una mejora dentro de unos límites. En la vida real una pata puede
ser, efectivamente, demasiado larga. Las patas largas son más susceptibles de
romperse y de enredarse en la maleza. Con un poco de ingenio, podríamos
programar en el ordenador analogías tanto de la rotura como del enredo.
Podríamos basarnos en una física de las fracturas: encontrar una forma de
representar líneas de tensión, resistencias a la tracción, coeficientes de
elasticidad… todo puede simularse si uno sabe cómo funciona. El problema está
en todo aquello que desconocemos o pasamos por alto, lo que quiere decir casi
todo. La longitud óptima de las patas depende de innumerables factores. Peor
aún, la longitud es sólo uno de los innumerables aspectos de las patas de un
animal que, de manera interactiva, influyen en su supervivencia. Están el
grosor de la pata, su rigidez, su fragilidad, el peso que hay que desplazar, el
número de articulaciones de la pata, el número de patas, su forma más o menos
ahusada, etc. Y sólo hemos tomado en consideración las patas. Todas
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las partes
del animal influyen de manera mutuamente interactiva en su probabilidad de
supervivencia.
Siempre que
pretendamos sumar todas las contribuciones teóricas a la supervivencia de un
animal en un ordenador, el programador tendrá que tomar decisiones arbitrarias,
humanas. Lo ideal sería simular una física y una ecología completas, con
depredadores simulados, presas simuladas, plantas simuladas y parásitos
simulados. Todas estas criaturas modelo deberían ser capaces de evolucionar a
su vez. La manera más fácil de evitar las decisiones arbitrarias podría ser
dejar de lado el ordenador y construir robots tridimensionales que se
persiguieran unos a otros en un mundo tridimensional real. Pero entonces podría
acabar siendo más barato olvidarse de ordenadores y robots y observar animales
reales en el mundo real, ¡con lo cual volveríamos al punto de partida! Esta
idea es menos frívola de lo que parece, y volveré a ella en otro capítulo.
Entretanto, hay alguna pequeña cosa que podemos hacer con un ordenador, pero
sin biomorfos.
Uno de los
hechos fundamentales que contribuyen a que los biomorfos sean tan poco
proclives a la selección natural es que están construidos a base de píxeles
fluorescentes sobre una pantalla bidimensional. Este mundo bidimensional se
presta poco a la física de la vida real. Magnitudes tales como la agudeza de
los dientes de un depredador, o como la robustez de la armadura de una presa, o
como la potencia muscular para deshacerse de un atacante, o como la virulencia
de un veneno, no surgen de manera natural en un mundo de píxeles
bidimensionales. ¿Podemos pensar en un caso real
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de, por
ejemplo, una relación depredador-presa que se preste de manera natural, sin una
artificiosidad forzada, a la simulación en una pantalla bidimensional? Por
fortuna sí podemos. Ya he mencionado las telas de araña al hablar de las
trampas diseñoides. Las arañas tienen un cuerpo tridimensional y viven en un
mundo complejo de física normal, como la mayoría de animales. Pero existe un
aspecto concreto de la forma de cazar de algunas arañas que se adapta de manera
peculiar a la simulación en dos dimensiones. Una telaraña típica es, a todos
los efectos y propósitos, una estructura bidimensional. Los insectos que
captura se mueven en la tercera dimensión, pero a la hora de la verdad, cuando
un insecto es capturado o escapa, toda la acción se desarrolla en un plano
bidimensional, el plano de la telaraña. La telaraña es el mejor candidato que
se me ocurre para una simulación interesante de la selección natural en una
pantalla de ordenador bidimensional. El capítulo siguiente se consagra en gran
parte a las telas de araña, empezando por la historia natural de las telarañas
reales y pasando luego a los modelos informáticos y su evolución mediante
selección «natural» en el ordenador.
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Capítulo 2
Grilletes
de seda
Una buena
manera de ordenar nuestra comprensión de cualquier organismo vivo consiste en
imaginar, con algo más que licencia poética, que este ser (o, si se prefiere,
su hipotético «diseñador») se enfrenta a una cadena de problemas o tareas.
Primero planteamos el problema inicial y después pensamos en soluciones
posibles que tengan sentido. A continuación observamos lo que hacen realmente
los organismos. Con frecuencia esto nos permite reparar en un nuevo problema al
que se enfrentan los animales de dicha especie, y la cadena continúa. Esto es
lo que hice en el segundo capítulo de El relojero ciego en relación a los
murciélagos y sus complejas técnicas de ecolocación. Seguiré la misma
estrategia en este capítulo. Una advertencia previa: no debe pensarse que la
secuencia que parte de un problema y desemboca en otro se desarrolla a lo largo
de la vida de un animal. Se trata en todo caso de una secuencia temporal a
escala evolutiva, aunque a veces puede ser más una secuencia lógica que
temporal.
Nuestra
tarea fundamental consiste en encontrar un método eficiente para capturar
insectos. Una posibilidad es la solución del vencejo: echarse a volar como las
propias presas, surcando el aire a gran
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velocidad
con la boca abierta y valiéndose de unos ojos penetrantes para apuntar con
precisión. Este método funciona para vencejos y golondrinas, pero absorbe una
costosa inversión en equipos de vuelo y maniobra a gran velocidad, así como un
sistema de dirección de alta tecnología. Lo mismo cabe decir de la solución del
murciélago, equivalente nocturno del vencejo, que utiliza ecos sonoros en lugar
de rayos luminosos para guiar el misil.
Una
solución completamente distinta es la de «sentarse y esperar». Las santateresas
y los camaleones (tanto los verdaderos como ciertos lagartos que han
evolucionado de manera independiente y convergente hasta parecerse a ellos)
sacan partido de esta solución al estar muy camuflados y moverse de manera
angustiosamente lenta y furtiva hasta el golpe final, explosivo, que se realiza
con los brazos o la lengua. El alcance de la lengua del camaleón le permite
capturar una mosca situada en un radio comparable a la longitud de su propio
cuerpo. El alcance de los brazos prensores de la santateresa es
proporcionalmente del mismo orden de magnitud. Uno pensaría que este diseño
podría mejorarse alargando aún más el radio de captura. Pero la construcción y
mantenimiento de lenguas y brazos mucho más largos que la longitud del propio
cuerpo tendría un coste prohibitivo: las moscas adicionales que pudieran
capturarse no compensarían este coste extra. ¿Podemos idear una manera más
barata de ampliar el «alcance» o radio de captura?
¿Por qué no
construir una red? Las redes tienen que estar hechas de algún material que
desde luego no será gratuito, pero, a diferencia de la lengua de un camaleón,
el material de la red no tiene que moverse,
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de manera
que no requiere un tejido muscular voluminoso. Puede hacerse tan fino como la
más tenue de las gasas, y cubrir así un área mucho mayor a bajo coste. Si se
toma la proteína que de otro modo se utilizaría en la construcción de unos
brazos o una lengua musculados y se reprocesa en forma de seda, se ampliará
enormemente el radio de acción. Nada impide que la red pueda ocupar una
superficie 100 veces mayor que la del propio cuerpo sin dejar por ello de estar
formada por secreciones glandulares comparativamente baratas.
Figura 2.1.
Obreras con seda. Hormigas tejedoras o costureras que utilizan larvas como
lanzaderas vivientes, Oecophylla smaragdina, de Australia.
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La seda es
un producto muy extendido entre los artrópodos (la mayor división del reino
animal, a la que pertenecen tanto los insectos como las arañas). Las orugas
rama se amarran a un árbol con una única hebra de dicho material. Las hormigas
tejedoras cosen hojas utilizando la seda segregada por sus larvas, que
sostienen entre las mandíbulas como lanzaderas vivientes (figura 2.1). Muchas
orugas se envuelven en un capullo de seda antes de metamorfosearse en un adulto
alado. Las orugas acampadoras cubren su árbol con gasa. Para formar su capullo,
un solo gusano de seda [larva de la mariposa nocturna Bombyx mori] hila
alrededor de kilómetro y medio de ese material. Pero, por mucho que nuestra
industria sedera se base en estos gusanos, las más grandes productoras de seda
del reino animal son las arañas, y sorprende que la seda de estos animales no
sea más utilizada por la humanidad (uno de sus escasos usos es la elaboración
de retículas de precisión para microscopios). En su hermoso libro Self-Made
Man, el zoólogo y artista Jonathan Kingdon especula con la idea de que la seda
de araña pudo haber inspirado a los niños humanos el invento de una de las
piezas más vitales de la tecnología, el cordel. También las aves reconocen las
buenas cualidades de la seda de araña como material: se conocen 165 especies
que incorporan seda de araña al tejido de sus nidos (pertenecientes a
veintitrés familias distintas, lo que sugiere que el descubrimiento se ha hecho
muchas veces de forma independiente). Una araña tejedora típica, la araña de
jardín o de la cruz (Araneus
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diadematus)5
segrega por sus espitas posteriores seis tipos distintos de seda producidos por
glándulas abdominales separadas, pasando de uno a otro según su propósito. Las
arañas ya utilizaban la seda mucho antes de que evolucionara en ellas la
habilidad para tejer telarañas. Incluso las arañas saltadoras, que nunca tejen
redes, saltan al vacío ligadas a un cabo de seguridad, como alpinistas
encordados a la última posición segura.
Así pues,
el hilo de seda, especialmente adecuado para el trenzado de redes destinadas a
la captura de insectos, ha estado disponible desde antiguo en la caja de
herramientas de las arañas. Podemos contemplar la red como una forma de estar
en muchos sitios a la vez. A su propia escala, la araña es como una golondrina
con una boca de ballena, o como un camaleón con una lengua de quince metros.
Una telaraña es un dispositivo de una economía soberbia. Mientras que la lengua
musculosa de un camaleón supone a buen seguro una fracción sustancial de su
peso corporal total, el peso total de la seda de una telaraña (hasta veinte
metros de hebras en una telaraña grande) no llega a la milésima parte del peso
del cuerpo de la araña.
5 Voy a
utilizar nombres latinos, y espero que se me perdonará un pie de página
pedagógico sobre las convenciones que los rigen, porque un número
sorprendentemente alto de personas cultas (quizá las mismas que dan un respingo
cuando se refieren a la obra maestra de Darwin como El origen de las especies)
los escriben mal. Los nombres latinos de los organismos tienen dos partes: un
nombre genérico (p. ej. Homo) seguido de un nombre específico (p. ej. sapiens,
la única especie sobreviviente del género Homo), y ambos se escriben en cursiva
o subrayados. Los nombres de unidades taxonómicas mayores no se escriben en
cursiva. El género Homo pertenece a la familia Homínidos. Los nombres genéricos
son únicos; sólo existe un género Homo y sólo un género Vespa. Las especies
comparten a veces el nombre con especies de otros géneros, pero no hay
confusión debido a la singularidad del nombre genérico: Vespa vulgaris, una
avispa, no corre peligro de ser confundida con Octopus vulgaris, un pulpo. El
nombre genérico se escribe siempre con mayúscula y el nombre específico nunca
(antiguamente se aceptaba la mayúscula inicial cuando derivaba de un nombre
propio, hoy día incluso Darwinii se escribe darwinii). Si el lector ve alguna
vez escrito Homo Sapiens u homo sapiens (y lo verá con cierta frecuencia), sepa
que son grafías incorrectas. (N. del A.)
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Es más, la
araña recicla la seda usada comiéndosela, de manera que se malgasta muy poca.
Sin embargo, la tecnología de la red plantea problemas propios.
Un problema
no trivial para una araña tejedora es el asegurar que la presa, tras
precipitarse en la telaraña, quede pegada a ella. Hay dos peligros. De entrada,
el insecto podría muy bien rasgar la telaraña y atravesarla. Este problema
podría resolverse haciendo que la seda sea muy elástica, pero esto agravaría el
segundo de los dos peligros: el insecto rebotaría entonces en la telaraña como
si de un trampolín se tratara. La seda ideal, la fibra de los sueños de un
investigador químico, debería poder estirarse mucho para absorber el impacto de
un insecto en vuelo rápido, pero al mismo tiempo, y para evitar el efecto
trampolín, debería amortiguar suavemente el retroceso.
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Figura 2.2:
Minúsculas cuentas a lo largo de un filamento de seda de una telaraña. Figura
2.3: Una cuenta ampliada para mostrar en su interior la hebra arrollada, que
funciona como un «molinete». Figura 2.4: Una forma alternativa de adquirir
adherencia: la hebra rastrillada de una araña cribelada.
Al menos
algunos tipos de seda de araña tienen precisamente estas propiedades, gracias a
la estructura notablemente compleja de la propia seda, dilucidada por el
profesor Fritz Vollrath y sus colegas de Oxford (ahora en Aarhus, Dinamarca).
La seda que
aparece ampliada en las figuras 2.2 y 2.3 es en realidad mucho más larga de lo
que parece, porque la mayor parte de su
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longitud
está arrollada en el interior de cuentas acuosas. Es como un collar cuyas
cuentas contuviesen hilo sobrante enrollado. El arrollamiento se consigue
mediante un mecanismo no del todo conocido, pero el resultado es indudable. Los
hilos de la telaraña pueden estirarse hasta diez veces su longitud de reposo, y
vuelven a encogerse lo bastante despacio para que la presa no salga rebotada de
la red.
La
siguiente propiedad que requiere la seda para no dejar escapar la presa es
pegajosidad. La sustancia que reviste la seda en el sistema de arrollamiento
que acabamos de describir es, además de acuosa, pegajosa. Un solo contacto y el
insecto queda adherido. Pero no todas las arañas consiguen la consistencia
pegajosa de la misma manera. Un grupo distinto, el de las arañas cribeladas,
produce una seda de filamentos múltiples emanada de una espita especial
denominada críbelo. La araña peina las hebras con un peine especial incorporado
en sus patas. La seda «rastrillada» de esta manera se ahueca en una maraña de
hebras (figura 2.4). Esta maraña no es visible a simple vista, pero es ideal
para enganchar las patas del insecto atrapado. Los hilos «cribelados» funcionan
tan bien como las hebras glutinosas antes descritas; simplemente obtienen su
adherencia de otra manera. En un aspecto, las arañas cribeladas tienen una
ventaja, y es que sus hilos conservan su adherencia durante más tiempo. Las
arañas que usan material viscoso deben reconstruir su tela cada mañana. Es
verdad que esto no suele requerir más de una hora (un tiempo casi
increíblemente corto), pero cada minuto cuenta para la selección natural.
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Ahora bien,
los filamentos pegajosos plantean un nuevo (e irónico) problema. Unos hilos lo
bastante pegajosos para atrapar un insecto constituyen también una trampa para
la propia araña. Las arañas no poseen una inmunidad mágica, pero la tecnología
evolutiva ha dado con una mezcla de soluciones parciales a este riesgo de «gol
en propia puerta». Las patas de las arañas que emplean pegamento están
impregnadas de un aceite especial que proporciona cierta protección. Esto se ha
demostrado sumergiendo las patas de la araña en éter, que elimina el escudo
oleoso y con él la protección. Una segunda solución parcial adoptada por las
arañas es que algunas de las hebras no sean pegajosas, en concreto los radios
principales que irradian del centro de la telaraña. La araña se desplaza sólo
sobre estos radios, para lo cual se vale de unos pies modificados que terminan
en pequeñas garras, y evita la espiral pegajosa arrollada sobre el andamiaje
constituido por los radios. Esto es facilitado en cualquier caso por el hecho
de que la araña acostumbra a pararse y esperar en el centro de la tela, de modo
que los radios constituyen el camino más corto hacia cualquier punto de la red.
(Las arañas macho también tejen telarañas. Para una explicación de mi lenguaje
sexista, siga leyendo.)
Fijémonos
ahora en la serie de problemas que plantea para una araña la construcción
efectiva de su tela. No todas las arañas son iguales y, en lo relevante, tomaré
como ejemplo la familiar araña de jardín Araneus diadematus. Nuestro primer
problema (el de la araña, mejor dicho) es cómo tender el primer filamento a
través de la abertura en donde se va a ubicar la telaraña, digamos entre un
árbol y una roca.
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Una vez
salvada la distancia mediante este primer filamento vital, la araña puede
utilizarlo como puente. ¿Pero cómo construir este primer puente? La solución
pedestre sería bajar caminando, fijar el extremo de un hilo y luego volver a
subir todo el camino arrastrando el hilo. Así actúan algunas arañas, pero otras
han encontrado soluciones más imaginativas. Echemos a volar una cometa. ¿No
podríamos explotar de alguna manera las propiedades aéreas y ligeras de la
propia seda? Sí. He aquí cómo lo hace una araña: si hay viento suficiente,
suelta un único filamento terminado en una pequeña vela o cometa plana de seda.
La cometa es pegajosa y, si aterriza sobre una superficie firme al otro lado de
la abertura, queda adherida. Si la cometa no se fija la araña la recupera,
recicla la preciosa seda comiéndosela y vuelve a intentarlo con una nueva
cometa. Una vez tendido un puente utilizable a través de la abertura, la araña
asegura su propio extremo del filamento pegándolo al sustrato. Ahora el puente
está listo para cruzarse.
Es
improbable que este puente inicial esté tirante, porque la longitud del
filamento será la que casualmente tenga: no estará hecho a la medida de un
hueco concreto. La araña puede ahora acortarlo para convertirlo en uno de los
flancos de la tela, o bien estirarlo en forma de V para convertirlo en dos de
los radios principales de la red. Aquí el problema es que, aunque puede tirarse
del filamento para formar la V, es improbable que éste sea lo bastante largo
para dar lugar a dos radios de longitud respetable. La solución de la araña a
este problema no es modificar el puente, sino utilizarlo como soporte mientras
lo reemplaza por otro filamento más largo. Situada en un
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extremo del
puente, segrega un nuevo hilo que sujeta firmemente; después corta el puente
existente mordiéndolo y sujetando con sus patas el extremo cortado, tras lo
cual vuelve a atravesar la distancia, agarrándose por delante en los restos del
puente cortado y por detrás en el nuevo hilo que va arriando. La araña es como
un eslabón vivo de su propio puente que se mueve lentamente a través de la
extensión del mismo. En cuanto a la fracción del puente original que ya ha
cruzado, la araña se la come una vez cumplida su función. De esta asombrosa
manera, comiéndose el puente viejo a medida que avanza y creando uno nuevo por
detrás, la araña cruza de un lado al otro. Mientras lo hace va segregando seda
por detrás a una tasa controladamente superior a la de ingestión de seda por
delante, de modo que el nuevo puente que resulta es más largo que el viejo.
Ahora, firmemente sujeto por ambos extremos, cuelga con la longitud adecuada
para ser estirado en V con objeto de formar el centro de la telaraña.
Para hacer
esto, la araña retorna al centro del nuevo puente de manera que su propio peso
lo haga pasar de una curva combada a una V tensa. Los dos brazos de la V están
ahora bien situados para constituir dos de los radios principales de la
telaraña. Caben pocas dudas acerca de cuál es el siguiente radio que debe
construir la araña. Está claro que sería una buena idea dejar caer un hilo
vertical desde la punta de la V para asegurar el futuro centro desde abajo y
mantener la V tirante aunque la araña ya no esté allí. Así pues, la araña fija
una nueva hebra a la punta de la V y se deja caer como una plomada hasta el
suelo o alguna otra superficie adecuada sobre
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la que fija
el otro extremo del hilo vertical. Ahora los tres radios principales de la
telaraña están adecuadamente emplazados formando una bien dibujada Y.
Las dos
tareas siguientes son instalar los radios que faltan y el marco de la tela. La
araña suele combinar ambas de manera ingeniosa, para lo cual emplea técnicas de
una destreza asombrosa, como soldar hilos dobles y hasta triples que luego son
separados a medida que el animal se desplaza por los radios previamente
tendidos. En el borrador original de este capítulo yo explicaba con todo
detalle cómo se ejecuta esta hechicería de cunita,6 pero al final mi cabeza
daba vueltas y acabó enredándose. Uno de mis editores se quejó de que la
lectura de este párrafo le daba mareos y me persuadió para que lo eliminara,
cosa que hice a regañadientes. El resultado de esta fase de la construcción de
la tela es una rueda completa con entre veinticinco y treinta radios (el número
varía con la especie y con los individuos) que constituye el armazón básico de
toda la estructura. Pero la telaraña sigue siendo en su mayor parte espacio
vacío, una especie de rueda de bicicleta fácilmente atravesable por una mosca
(en cualquier caso, los filamentos no son pegajosos, de manera que aunque la
mosca chocara con alguno de ellos no quedaría atrapada). La siguiente tarea es
tejer una tupida malla de filamentos transversales a los ejes radiales. Esto
puede hacerse de diversas maneras. Por ejemplo, la araña puede rellenar cada
sector entre dos radios por separado, zigzagueando de un lado a otro desde el
centro hasta la periferia y volviendo después al centro para rellenar el
6 Juego de
niños en el que se trenza un cordel con los dedos. (N. del T.)
71
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siguiente
hueco. Pero esto representa numerosos cambios de dirección, y los cambios de
dirección consumen energía y tiempo. Una solución mejor consiste en ir girando
en espiral sobre la tela, y esto es lo que hace la mayoría de arañas tejedoras,
aunque ocasionalmente retornan al punto de partida.
Ahora bien,
la elección entre la disposición en zigzag o en espiral no es el único problema
planteado. La colocación del hilo viscoso que se encargará de atrapar y retener
las presas es una tarea de precisión. El espaciado de la malla debe tener la
medida exacta. Las soldaduras con los radios deben situarse de manera que la
red no se deforme en una maraña irregular que deje agujeros a través de los
cuales puedan escabullirse las presas. Si la araña se empeñara en conseguir
este delicado posicionamiento a la vez que se mantiene en equilibrio sobre los
radios, es probable que su propio peso los desalineara haciendo que el hilo
espiral pegajoso se soldase en un lugar incorrecto o con una tensión
inadecuada. Además, en la periferia de la telaraña el espacio entre radios
suele ser demasiado grande para que las patas de la araña puedan abarcarlo.
Ambos problemas pueden soslayarse construyendo la espiral de dentro a fuera.
Cerca del centro los espacios son pequeños y los radios se refuerzan
mutuamente, por lo que el peso de la araña apenas causa distorsiones. A medida
que el movimiento en espiral aleja a la araña del centro, los espacios entre
ejes se hacen necesariamente mayores, pero esto no es problema, porque los
filamentos tendidos en la vuelta previa de la espiral pueden ofrecer el soporte
necesario entre los huecos que se amplían. El inconveniente de esto es que el
filamento óptimo para cazar
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insectos es
tan fino y elástico que no puede ofrecer este soporte durante el proceso de
construcción. Aunque la telaraña acabada constituye una estructura robusta,
estamos hablando de una telaraña incompleta, y por lo tanto débil.
Éste es el
principal problema que plantea la instalación de la fina espiral de captura,
pero no es el único. Recuérdese que, aunque los radios no son pegajosos y la
araña puede agarrarse a ellos, ahora estamos hablando de la seda pegajosa
específicamente diseñada para atrapar presas. Ya hemos visto que las arañas no
son totalmente inmunes a la viscosidad de sus propias telarañas y, aunque lo
fueran, utilizar cada vuelta de la espiral como puente para el tendido de la
siguiente podría robarles algo de su precioso carácter pegajoso. Así, aunque
pueda parecer una buena idea construir la espiral pegajosa de dentro a fuera
apoyándose en las vueltas previas, esto puede ser, tanto en sentido metafórico
como literal, una trampa.
La solución
de la araña a todas estas dificultades se le podría haber ocurrido a un
constructor humano: un andamiaje temporal. Efectivamente, la araña construye
una espiral de dentro a fuera, pero no es la espiral tenue y pegajosa que actúa
como trampa. Se trata de una espiral «auxiliar» que le servirá de apoyo para
construir la espiral viscosa definitiva. Esta espiral auxiliar es algo más
abierta y no es pegajosa. No serviría para capturar insectos. Pero es más
robusta y, una vez endurecida, sostiene eficazmente la red confiriendo a la
araña un salvoconducto entre radio y radio a la hora de construir la espiral
pegajosa definitiva. La espiral auxiliar sólo da siete u ocho vueltas alrededor
de la telaraña. Una vez emplazada ésta, la araña cierra sus
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glándulas
de seda no pegajosa y descubre su artillería pesada: las espitas especializadas
en segregar la mortífera seda adherente. Entonces vuelve sobre sus pasos,
desplazándose de fuera a dentro en una espiral más cerrada y con un
espaciamiento más uniforme. Utiliza la espiral auxiliar no sólo como andamiaje
y soporte, sino también como referencia visual (o, mejor dicho, táctil), y a
medida que se desplaza va cortándola tramo a tramo, después de que cada uno ha
servido a su propósito. Cada vez que se cruza con un radio, suelda
cuidadosamente sobre él la nueva espiral fina y pegajosa, a veces mediante una
elegante juntura que recuerda las del alambre de tela de gallinero o los nudos
de una red de pesca. Dicho sea de paso, el andamiaje temporal no supone un
derroche de seda, porque sus restos permanecen pegados a los radios, donde
posteriormente serán comidos junto con el resto de la telaraña cuando la araña
termine por desmantelarla. La seda auxiliar no es devorada de inmediato,
presumiblemente porque desenganchar los fragmentos individuales de los radios
supondría una pérdida innecesaria de tiempo.
Cuando la
araña llega al final de su trayectoria espiral centrípeta, la tela está
prácticamente terminada. Sólo quedan unos cuantos reajustes de tensión por
hacer, una tarea de precisión y habilidad que recuerda la afinación de un
instrumento de cuerda. Tras instalarse en el centro, la araña tira suavemente
con sus patas para apreciar la tensión, realiza los leves estiramientos o
acortamientos que estima convenientes y luego gira para repetir la maniobra
desde otro ángulo. Algunas arañas tejen una complicada pieza de ganchillo
alrededor del centro, que puede utilizarse para afinar la tensión de la
telaraña.
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La mención
de los instrumentos de cuerda sugiere una digresión masculina. En este relato
me he referido a las arañas como «ellas», no porque los machos no construyan
telarañas (de hecho, hasta las arañas recién nacidas pueden construir telarañas
diminutas), sino porque las hembras son más grandes y prominentes. El tamaño
mayor de las hembras, junto con el hecho de que las arañas, sea cual sea su
edad o sexo, tienden a devorar cualquier cosa que se mueva y sea más pequeña
que ellas, plantea un serio problema a los machos. Las arañas sirven de
alimento a escarabajos, hormigas, ciempiés, sapos, lagartos, musarañas y
multitud de aves. Grupos enteros de avispas se han especializado en la captura
de arañas para dar de comer a sus larvas. Pero es probable que los principales
depredadores de las arañas sean otras arañas, y ni siquiera respetan las
fronteras específicas. Cualquier araña que se aventure en la red de otra estará
en peligro de muerte, pero éste es un riesgo que un macho debe correr si quiere
cumplir con su obligación.
La solución
adoptada por el macho varía de una especie a otra. En algunos casos envuelve
una mosca en un paquete de seda y la ofrece a la hembra. Luego espera hasta que
los colmillos de la hembra estén bien hundidos en la mosca antes de poner a
trabajar su aparato sexual. Los machos que no ofrecen un paquetito con mosca se
arriesgan a ser comidos. En otras ocasiones, sin embargo, los machos consiguen
su propósito ofreciendo un envoltorio vacío, o arrebatan la comida de las
mandíbulas de la hembra y se fugan con ella después de aparearse, quizá para
ofrecerla a otra hembra. En otras especies el macho saca partido del hecho de
que, justo después de la muda y
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antes de
que su nuevo caparazón se haya endurecido, una araña se encuentra relativamente
indefensa; en diversas especies éste es el único momento en que los machos
tienen oportunidad de copular, cuando la hembra se muestra mansa y
complaciente, o al menos está desarmada.
Otras
especies utilizan una técnica más curiosa, que explica mi comentario sobre los
instrumentos de cuerda. Las arañas tejedoras viven en un mundo de sedosa
tensión. Las hebras de seda son como patas o antenas inquisitivas, casi como
ojos y oídos extra. El mundo es percibido a través de un lenguaje de
atiesamientos y aflojamientos, estiramientos y relajaciones, sumas de tensiones
cambiantes. La fibra sensible del corazón de la hembra está hecha de seda
tirante y bien templada. Si un macho desea cortejarla y evitar (o al menos
posponer) ser comido, hará bien en pulsarla. El propio Orfeo no tenía mejor
causa. En algunos casos el macho se coloca en un margen de la telaraña de la
hembra y puntea la tela como si tocara el arpa (figura 2.5). Este tañido
rítmico nunca puede proceder de un insecto presa, y parece apaciguar a la
hembra. En algunas especies el macho guarda las distancias fijando por su
cuenta un «filamento de cópula» especial a la telaraña de la hembra, y pulsa
este hilo especial como haría un jazzman con un bajo de caja de té de una sola
cuerda. Las vibraciones se transmiten a lo largo del filamento de cópula y
resuenan por toda la telaraña de la hembra suprimiendo, o al menos retardando,
su habitual instinto depredador y atrayéndola hasta el origen de la pulsación a
través del filamento de cópula, donde tiene lugar el apareamiento. El final de
la historia no siempre es feliz para el cuerpo
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mortal del
macho, pero para entonces sus genes inmortales ya están viajando como polizones
en el interior de la hembra. El mundo está lleno de arañas cuyos antepasados
masculinos murieron después de aparearse, pero está privado de arañas cuyos
antepasados potenciales no consiguieron aparearse en primera instancia.
Figura 2.5.
Discreción: araña macho con un filamento de apareamiento fijado a la telaraña
de la hembra.
Antes de
dejar esta discusión sobre sexo y seda contaré otro relato, y después cada cual
puede pensar lo que quiera. Hay especies de arañas en las que el macho amarra
con seda a la hembra, estilo Gulliver, antes de aparearse con ella (figura
2.6). Uno pensaría que el macho está aprovechándose del eclipsamiento
momentáneo del
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instinto
depredador de la hembra para sujetarla y así poder escapar cuando ésta recupere
las ganas de comer. Explicaré lo que me han contado a mí: el caso es que,
después de la cópula, la hembra no tiene dificultad alguna en librarse por sí
misma de sus ataduras y marcharse con paso largo. Puede que este cautiverio
ritual sea el vestigio simbólico de unas ataduras ancestrales de veras. O quizá
la hembra se ve impedida sólo lo suficiente para dar tiempo al macho a huir;
después de todo, él no puede querer que la hembra permanezca atada para
siempre: si no pudiese liberarse para poner sus huevos, toda la peligrosa
empresa sería en vano desde el punto de vista genético.
Volvamos al
tema principal de las telarañas y de la forma en que son construidas y usadas.
Habíamos dejado a la araña en el centro de su malla acabada mientras le daba
los últimos toques. Para seguir con nuestra lista de problemas y soluciones,
una malla que sea lo bastante fina para capturar insectos también será
demasiado fina para permitir que la araña se desplace de un lado a otro de la
misma.
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Figura 2.6.
Araña macho amarrando con filamentos a una hembra de mayor tamaño.
El largo
rodeo obligado por el margen de la telaraña suele evitarse mediante el simple
recurso de una «zona libre». Por lo general se trata de un anillo central sin
filamentos pegajosos. En algunas especies, como las del género Zygiella, sólo
se deja abierto un único segmento radial. Aunque he interpretado este hueco
como un pasadizo de un lado a otro de la telaraña, puede que sea menos
importante para este fin de lo que uno podría pensar, pues Zygiella no se sitúa
en el centro como hacen muchas arañas, sino que se instala en su propio refugio
tubular al margen de la tela, por una razón que me lleva al siguiente problema
que tienen que resolver estos animales.
Las arañas,
como hemos visto, no son invulnerables a los ataques (de las aves, por
ejemplo). Excepto cuando es iluminada desde ciertos ángulos o está tachonada de
rocío, una telaraña resulta bastante difícil de ver en razón de su tenuidad. Su
constructora, posada sin ambages en el centro, suele ser su rasgo más
conspicuo. Cuando una es gorda y visible para las aves, situarse fuera de la
propia telaraña tiene muchas ventajas. Por otra parte, la propia naturaleza de
la estrategia de caza de una araña implica el que ésta se instale y espere a su
presa durante largo tiempo, y el centro es el lugar obvio de espera, porque es
donde convergen todas las vías principales de seda no pegajosa. Un dilema de
este estilo invita al compromiso, y las diferentes especies se comprometen de
forma diversa. Nuestra hembra de Zygiella puede situarse fuera de la malla,
pero nunca
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pierde el
contacto con el centro de la tela, con el que está conectada mediante un hilo
señalizador especial. Éste es un hilo tensado que transmite de forma
instantánea las vibraciones de la tela a la araña en reposo. Cuando la araña
detecta las vibraciones de una presa, en un instante se abalanza hasta el
centro a través del hilo señalizador, y de allí a cualquier radio que la lleve
lo más cerca posible de la presa que se debate. El hilo señalizador se
encuentra en el centro exacto del segmento abierto antes descrito. Para reabrir
la cuestión de por qué está abierto, quizá la presencia de una escalera de
filamentos pegajosos la estorbaría en su rapidísima arremetida hasta el centro
de la telaraña, o quizá limitaría la eficiencia del hilo señalizador como transmisor
de vibraciones.
Situarse
completamente fuera de la telaraña es la opción elegida por Zygiella, que sin
duda paga el precio de llegar con un cierto retraso hasta la presa que se
debate en la red (si el lector se pregunta por qué es tan importante la
velocidad, pronto llegaremos a ello). Otro compromiso es quedarse en el centro,
pero pasando tan inadvertido como sea posible. Con frecuencia las arañas
construyen un denso tapiz central tras el que pueden esconderse o camuflarse.
Algunas arañas tienen una banda o bandas de seda zigzagueante muy densa que
quizá sirva para desviar la atención de la propia araña, que se agazapa en
medio de ella (pero también se ha sugerido que tales bandas serían en realidad
parte del aparato que las arañas poseen para afinar las tensiones de la telaraña).
Algunas arañas tejen ornamentos adicionales de seda que recuerdan «falsas
arañas», y se ha sugerido que servirían para desviar los picotazos de las aves.
Pero
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también se
ha sugerido que funcionan de una manera muy distinta, reflejando la luz
ultravioleta (invisible para nosotros) de tal manera que, a los ojos de los
insectos, podrían parecer manchas de cielo azul o, en otras palabras,
agujeros.7
Ya he
mencionado la necesidad que tiene una araña de salir corriendo a escena tan
pronto como un insecto quede atrapado en la telaraña. ¿Por qué preocuparse?
¿Por qué no esperar simplemente a que el insecto deje de debatirse? La
respuesta es que los movimientos de los insectos suelen ser efectivos. A menudo
consiguen librarse, en especial los insectos grandes y fuertes como las
avispas, y aunque no lo logren pueden dañar de manera importante la telaraña en
el intento. Cómo evitar que un insecto se debata una vez capturado es el
siguiente problema que tiene que solucionar nuestra araña.
La solución
básica es brutalmente simple: abalanzarse hacia donde está el insecto y
morderlo hasta matarlo, guiándose por las vibraciones de sus forcejeos. Si la
presa deja de debatirse por un momento, la araña puede intentar localizarla
tirando de los ejes radiales y notando, a partir de las tensiones de los
diferentes hilos, cuál es el que está cargado con un insecto. Una vez se llega
hasta la presa, hay que sujetarla y administrarle una inyección de veneno letal
o paralizante. La mayoría de arañas posee unos colmillos o garfios agudos y
huecos con glándulas venenosas (unas pocas, como la famosa viuda negra, son
peligrosas para nosotros, pero la mayoría de
7 Existe
todavía otra posibilidad, documentada asimismo para algunas especies. Las
bandas de seda conspicuas (que a veces se cruzan, formando cruces o aspas) en
las telarañas servirían para advertir a los pájaros y otros animales
relativamente grandes de la presencia de un obstáculo que de otro modo
resultaría invisible, para evitar que las destruyan accidentalmente obligando a
las arañas a fabricarlas de nuevo. (N. del T.)
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arañas
comunes no pueden perforar nuestra piel y, aunque pudieran, no tienen
suficiente veneno para hacer mella en un animal corpulento). Una vez ha hundido
sus colmillos venenosos en la presa, la araña suele permanecer allí durante
varios minutos, a la espera de que cese el forcejeo.
He descrito
la mordedura venenosa como el método básico para someter a una víctima que se
debate, pero no es el único. La mayoría de las soluciones alternativas, como
cabe esperar de una araña, implican el uso de la seda. Incluso antes de asestar
su mordisco, la mayoría de arañas tejedoras envuelven a su víctima con algo de
seda para suplementar la que ya habrá enredado sus patas y cuerpo. Si se trata
de una avispa u otra presa peligrosa, por lo general la araña la ahoga en seda,
envolviéndola con ella varias veces, y finalmente perfora el blanco sudario con
sus garfios para dar el coup de grâce ponzoñoso.
Las
mariposas y polillas, con sus enormes alas cubiertas de escamas, plantean
problemas especiales. Estas escamas se desprenden con facilidad (el polvo que
se adhiere a nuestros dedos cuando tocamos una mariposa está constituido por
escamas diminutas), lo cual contribuye a que sus poseedores puedan escapar de
las telarañas, porque el polvo de escamas parece neutralizar la pegajosidad de
las hebras. Cuando se sienten amenazadas, las polillas suelen plegar sus alas y
dejarse caer al suelo. Sea por esto o simplemente porque las hebras todavía
enredadas en sus alas les impiden emprender el vuelo enseguida, cuando una
polilla escapa de una telaraña suele hacerlo
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cayendo al
suelo. Esto abre una nueva vía de acción para las arañas, que no han
desaprovechado la oportunidad.
Figura 2.7.
Telarañas en escalera, surgidas por evolución independiente: a) de Nueva
Guinea; b) de Colombia.
Michael
Robinson, en la actualidad director del Zoo Nacional de Washington, y su esposa
Barbara descubrieron una notable telaraña en la jungla de Nueva Guinea (figura
2.7a). La telaraña en escalera de Nueva Guinea es básicamente una telaraña
ordinaria, pero con el lado inferior prolongado en una banda vertical de
alrededor de un metro de longitud. La araña se sitúa en el centro, cerca de la
parte
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superior.
Cuando una polilla choca con una telaraña normal tiene muchas posibilidades de
librarse y caer. Pero la araña de escalera de Nueva Guinea ha dispuesto una
larga extensión de telaraña para recibir a la polilla en su caída. Al
revolotear mientras cae por la telaraña, la polilla pierde el polvo escamoso,
lo que incrementa las posibilidades de que quede retenida el tiempo suficiente
para que la araña baje corriendo por la escalera y le aseste su mordedura
letal. Poco después del descubrimiento de los Robinson en Nueva Guinea, su
colega William Eberhard encontró un equivalente en el Nuevo Mundo, en Colombia
(figura 2.7b). Que esta escalera se inventó de manera independiente de la otra
viene certificado por una diferencia de detalle: su centro se halla en la base
de la escalera y no arriba. Pero funciona exactamente de la misma manera y
aparentemente por la misma razón: ambas especies se han especializado en comer
polillas.
Así, pues,
la telaraña en escalera es una solución al problema de cómo impedir que la
presa escape, solución que es especialmente eficaz contra las polillas. Otra
técnica utilizada por algunas especies es la trampa de resorte. La red de
Hyptiotes no es una telaraña completa, sino que está reducida a un triángulo
con sólo cuatro radios. Existe una hebra adicional fijada al vértice del
triángulo que mantiene toda la red tensa. Pero este cable de retén principal,
en lugar de estar fijado a una superficie firme, es sujetado por la propia
araña, que se constituye así en eslabón viviente para la fijación de la tela a
una superficie sólida. La araña mantiene el cable tenso con sus patas
anteriores y utiliza su tercer par de patas para sostenerse.
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Inmóvil en
esta peligrosa posición suspendida, espera a que un insecto tropiece con la
red, momento en que reacciona al instante soltando la trampa, que cae sobre el
insecto arrastrando a su dueña con ella. Ahora el insecto se encuentra
enmarañado sin esperanza en la red que ha caído sobre él. La araña envuelve a
la víctima en más seda y se la lleva en forma de paquete fuertemente fajado.
Sólo entonces muerde finalmente a la desgraciada criatura, le inyecta jugos
digestivos y succiona lentamente sus restos licuados a través de la pared del
paquete de seda. Ahora la red triangular no está en condiciones de ser
utilizada de nuevo, y debe ser reconstruida desde el inicio.
Presumiblemente,
Hyptiotes ha resuelto el problema de que una telaraña en tensión, aunque buena
para capturar un insecto en primera instancia, es vulnerable a un forcejeo
potente. A un insecto inmovilizado por filamentos pegajosos le resultará más
fácil liberarse si tales filamentos están tensos. Pero si los filamentos están
flojos, no tiene ningún sentido tirar de ellos, y uno se encuentra cada vez más
enmarañado en seda viscosa. Al igual que las alas de un avión supersónico
tienen una forma óptima para el despegue y otra distinta para el vuelo rápido,
la tensión óptima de una telaraña para capturar presas es diferente de la
tensión óptima para mantenerlas enredadas. Muchos aviones adoptan una solución
de compromiso: no ser demasiado malo en ninguna de las dos funciones. Otros
(los cazas de geometría variable) obtienen lo mejor de ambos mundos al variar
la geometría de sus alas, aun a costa de un mecanismo complicado. Hyptiotes
construye una red de tensión variable.
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Figura 2.8.
La telaraña triangular de Pasilobus con filamentos de corte fácil.
Las arañas
que construyen telas ordinarias parecen preferir la tensión elevada apta para
la captura en primera instancia, y se basan en su propia velocidad para correr
por la red, agarrar y someter a la presa antes de que pueda escapar. Otras
arañas parecen haber adoptado la solución opuesta, y construyen redes con
filamentos aflojados (figura 2.8). Pasilobus construye una malla triangular con
un filamento único que biseca el ángulo principal. Los filamentos de captura
pegajosos se reducen a unas pocas hebras colgantes. Lo que tienen de
interesante estas hebras aflojadas (éste es otro elegante descubrimiento de
Michael y Barbara Robinson en Nueva Guinea) es que se rompen muy fácilmente por
un extremo. Cuando una polilla, por ejemplo, tropieza con una hebra de este
tipo y se pega a ella, la
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rompe
rápidamente por la unión más frágil, pero permanece fijada al filamento. Ahora
la víctima vuela dando vueltas y vueltas como un avión de juguete suspendido de
un cordel. Para la araña es tarea fácil tirar del hilo y despachar la presa. La
ventaja de una disposición tal puede residir de nuevo en que el insecto no
puede liberarse forcejeando, porque todo es tan laxo que no puede encontrar un
punto de apoyo firme. O puede que la principal ventaja de los filamentos de
desprendimiento rápido esté relacionada con uno de los primeros problemas de
nuestra lista: cómo absorber el impacto de un insecto en vuelo rápido sin que
rebote como en un trampolín. Igual que la otra variante de red triangular,
parece probable que el triángulo de Pasilobus sea el descendiente reducido de
una telaraña completa. En cualquier caso, existe otro género, Poecilopachys,
que utiliza el mismo principio de desprendimiento rápido en una telaraña
completa. En este caso, y a diferencia de la mayoría de telarañas, la red es
horizontal, no vertical.
Figura 2.9.
Araña boleadora.
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Si pensamos
en el triángulo de Pasilobus como una versión reducida de la telaraña de
Poecilopachys, la reducción suma en la misma dirección es el filamento único de
la araña boleadora, Mastophora (figura 2.9). Las bolas o boleadoras son un arma
inventada originalmente por los indígenas sudamericanos, que todavía utilizan
los gauchos para cazar (por ejemplo) los ñandúes de Darwin, las grandes aves
incapaces de volar que viven en las pampas. Consisten en un peso, tal como un
par de bolas o piedras, al final de una cuerda. Las boleadoras son lanzadas
hacia la presa con el fin de que se enreden en sus patas y la hagan caer. El
joven Charles Darwin experimentó con las bolas mientras montaba a caballo y
consiguió capturar a su propia montura (para regocijo de los gauchos pero no,
presumiblemente, del caballo). Las presas de la araña boleadora son siempre
polillas macho de la familia noctuidos, y por una razón. Las polillas hembra de
esta familia seducen a su pareja desde cierta distancia liberando un perfume único.
La araña boleadora atrae con engaño a estos machos mediante la síntesis de un
perfume muy similar. La «bola» es un burujo de seda prensada al final de un
filamento único que la araña sostiene con una «mano», y que hace ondear hasta
que enreda una polilla, tras lo cual tira del sedal. En conjunto, se trata de
un dispositivo de más alta tecnología que la sencilla bolsa de piedras del
gaucho. La bola es en realidad un filamento de seda muy arrollado y embutido en
una gota de agua, como las cuentas pegajosas de una telaraña corriente. Cuando
la araña voltea su bola, la seda se desenrolla automáticamente, del mismo modo
que el hilo de un pescador de caña se desenrolla cuando
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lanza. Si
la polilla es alcanzada, queda pegada y vuela dando vueltas y más vueltas. El
resto de la historia es muy parecido al caso de Pasilobus. La pieza se cobra
tirando del hilo y luego es mordida. La araña boleadora vive en Sudamérica, y
es una idea encantadora pensar que los indios pudieran haberse inspirado en
ella para sus boleadoras.
Hemos
estado considerando variantes y reducciones de la telaraña típica. Es hora de
volver a la telaraña propiamente dicha. Al final del capítulo anterior
planteábamos la pregunta de cómo tomar un modelo informático de selección
artificial como el programa de los biomorfos y transformarlo en un modelo de
selección natural, con la elección realizada por la ciega naturaleza en lugar
del ojo humano. Acordamos que el inconveniente de los biomorfos era que no
tenían nada que se correspondiera con un mundo real, físico, en el que
sobrevivir y tener éxito o fracasar. Podíamos imaginar que algunos biomorfos
actuaban como depredadores, quizá persiguiendo a otros biomorfos que se
comportaban como presas. Pero no parece haber una forma natural, no forzada, de
decidir qué rasgos de los biomorfos los harán buenos, o no tan buenos, a la
hora de capturar presas o de escapar de los depredadores. El ojo humano puede
ver un par de colmillos babeantes y amenazadores en el extremo de un biomorfo
(figura 1.16). Pero estas fauces abiertas, por terribles que se nos antojen, no
pueden probarse en la práctica porque no se mueven, no habitan en un mundo de
física real en el que su agudeza les permita atravesar caparazones o pieles
reales. Colmillos y piel son sólo modelos de píxeles sobre una pantalla
fluorescente bidimensional. La
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agudeza y
la dureza, la fragilidad y la toxicidad, son magnitudes que no tienen
significado alguno en la pantalla del ordenador más allá de los significados
artificiosos definidos como números arbitrarios por el programador. Uno puede
organizar un juego de ordenador en el que unos números entren en batalla con
otros, pero el ropaje gráfico de estos números es cosmético y superfluo.
«Arbitrario» y «artificioso» no dejan de ser términos exageradamente modestos.
En este punto, al final del capítulo anterior, caíamos con alivio en la
telaraña. He aquí una pieza de naturaleza que podía ser simulada de manera no
arbitraria.
Las
telarañas de la vida real funcionan en gran medida en dos dimensiones. Si la
malla es demasiado abierta, las moscas pasarán directamente a su través. Si es
demasiado tupida, las arañas rivales conseguirán prácticamente el mismo
resultado con un coste menor en seda, y por lo tanto dejarán más descendientes
que llevarán sus genes, más prudentes desde el punto de vista económico. La
selección natural encuentra el compromiso más eficiente. Una telaraña dibujada
en la pantalla de un ordenador posee propiedades que interactúan, de manera en
absoluto arbitraria, con moscas dibujadas en la misma pantalla. El tamaño del
agujero de la malla es una magnitud claramente significativa en la pantalla del
ordenador, en relación al tamaño de la «mosca» informática. La cantidad total
de hilo («coste de la seda») es otra magnitud significativa. La relación entre
ambas, que define la eficiencia, puede medirse con un grado aceptablemente
pequeño de artificiosidad forzada. Incluso se puede incorporar algo de física
en el modelo de ordenador, y Fritz Vollrath
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(del que
aprendí gran parte de lo que he escrito en este capítulo), con sus colegas
físicos Lorraine Lin y Donald Edmonds, han empezado muy bien. Es más fácil
simular «elasticidad» y «tensión de rotura» en la «seda» de ordenador que
simular, por ejemplo, «agilidad» para «eludir» a un «depredador» informático, o
«alerta» a la hora de «avistar» a uno. Pero en este capítulo nos ocuparemos
fundamentalmente de modelos de comportamiento de construcción de telarañas.
A la hora
de redactar las reglas de simulación para una araña informática, el programador
puede echar mano de gran cantidad de investigación detallada sobre las reglas
que siguen efectivamente las arañas reales, y los puntos de decisión que
tachonan el flujo conductual de las arañas. El profesor Vollrath y su grupo
internacional de especialistas en arañas se encuentran en primera línea de
dicha investigación, y por lo tanto están bien situados para incorporar dicho
conocimiento en un programa de ordenador. En realidad, escribir un programa de
ordenador es una manera muy adecuada de resumir el conocimiento acerca de
cualquier conjunto de reglas. Sam Zschokke es el miembro del grupo que se ha
encargado de la tarea de resumir, en lenguaje informático, la información
descriptiva sobre la conducta observada de las arañas tejedoras.
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Figura
2.10. Seguimiento por ordenador de las posiciones de una araña determinada
(Araneus diadematus) mientras teje la telaraña; programa MoveWatch, escrito por
Sam Zschokke: a), b) preliminares;
c) radios;
d) espiral auxiliar; e) espiral pegajosa; f) todos los movimientos
superpuestos.
Su programa
se llama «MoveWatch» [Observación de movimientos]. Peter Fuchs y Thiemo Krink,
basándose en trabajos previos de Nick Gotts y Alun ap Rhisiart, se han
concentrado en la tarea inversa de programar «arañas informáticas» que cazan
«moscas informáticas». Su programa se denomina «NetSpinner» [Hilador de redes].
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La figura
2.10 es la ilustración que hace MoveWatch de los movimientos de un individuo de
la especie Araneus diadematus al tejer una telaraña concreta. Adviértase que no
se trata de imágenes de una telaraña, aunque superficialmente lo parezcan. Lo
que tenemos aquí es una telescopización en el espacio de los movimientos en el
tiempo de una araña, que se obtuvo filmando al animal en vídeo mientras
construía su red. Su posición en instantes sucesivos se suministró al ordenador
en forma de un par de coordenadas sobre una cuadrícula. A continuación el
ordenador trazó líneas entre las posiciones sucesivas. Las líneas de «espiral
pegajosa» (figura 2.10e), por ejemplo, representan la trayectoria de la araña
mientras estaba construyendo la espiral pegajosa. No representan la posición
exacta de ninguna hebra de seda (si lo hicieran, estarían espaciadas de manera
más uniforme). En cambio, están concentradas en «ondas», lo que refleja que la
araña utilizó la espiral auxiliar, temporal, como soporte mientras construía la
espiral pegajosa (figura 2.10d).
Estos
esquemas no representan modelos de conducta de arañas informáticas. Por el
contrario, son descripciones informáticas del comportamiento de arañas reales.
Veamos ahora NetSpinner, el programa complementario que simula el
comportamiento de una araña. Podemos hacer que se comporte como cualquiera de
una gran variedad de arañas teóricas. NetSpinner simula el comportamiento de
arañas artificiales de la misma manera que el programa de biomorfos simulaba la
anatomía de organismos parecidos a insectos. Construye «redes» en la pantalla
del ordenador ateniéndose a normas de comportamiento cuyos detalles varían en
función de la influencia
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de
determinados «genes». Como en los biomorfos, los genes no son más que números
en la memoria del ordenador, y son transmitidos de generación en generación.
Dentro de cada generación, los genes influyen en el comportamiento de la araña
artificial y, por ende, en la forma de la «red». Por ejemplo, un gen puede
controlar el ángulo entre los ejes radiales; una mutación en dicho gen cambiará
el número de radios mediante un ajuste numérico a una regla de comportamiento
en la araña informática. Como en el programa de los biomorfos, se permite que
los genes cambien ligeramente de forma aleatoria con el paso de las
generaciones. Estas mutaciones se traducen en cambios en la forma de la red, y
por ello están sujetas a selección.
Podemos
contemplar las seis redes de la figura 2.11 como si fueran biomorfos (por el
momento, ignoremos los puntos). La red situada en la parte superior izquierda
es la progenitora; las otras cinco son descendientes mutantes.
Naturalmente,
en la vida real las redes no generan otras redes, son las arañas (que
construyen redes) las que generan otras arañas (que construyen otras redes).
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Figura
2.11. Telarañas generadas por ordenador, bombardeadas con moscas generadas por
ordenador. Programa NetSpinner, escrito por Peter Fuchs y Thiemo Krink.
Pero hay un
sentido importante en el que lo que acabo de decir de las redes puede aplicarse
también a los cuerpos. Los genes (que construyen progenitores humanos) dan
origen a genes (que construyen niños humanos). En el modelo de ordenador, los
genes que construyen la red progenitora de la parte superior izquierda (a
través de su influencia sobre el comportamiento de una araña imaginaria que no
vemos en pantalla) son los genes que han mutado para dar origen a los genes que
construyen las redes hijas de las otras cinco casillas.
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Naturalmente,
como hacíamos con los biomorfos, podríamos seleccionar a ojo una de las seis
redes para que se reproduzca, lo que significaría que sus genes serían los
elegidos para pasar (sujetos a mutación) a la generación siguiente. Pero esto
sería selección artificial. La razón básica para pasar de biomorfos a telarañas
era que en ellas veíamos una posible oportunidad para simular la selección
natural: selección mediante la eficiencia medible en la captura de «moscas», y
no en función de un capricho estético humano.
Observemos
ahora las manchas de la figura. Son «moscas» que el ordenador ha disparado al
azar sobre las redes. Si se observa atentamente, se puede comprobar que a las
seis telarañas se les ha lanzado el mismo conjunto de moscas distribuidas
aleatoriamente. Éste es el tipo de cosas que un ordenador, en contraste con la
vida real, hace siempre a menos que uno se tome la molestia de decirle que no
lo haga. No es importante en este caso, e incluso facilita la comparación entre
las telarañas. La comparación implica en parte que el ordenador cuenta el
número de moscas «capturadas» por cada una de las seis redes. Si esto fuera
todo, la red de la parte inferior derecha ganaría el concurso, porque su
espiral pegajosa abarca el mayor número de moscas. Pero el número absoluto de
moscas no es la única variable importante: está también el coste de la seda. La
red central superior utiliza la menor cantidad de seda, de modo que si éste
fuera el único criterio ganaría la competición. La verdadera ganadora es la red
que captura el mayor número de moscas menos una función de coste computada a
partir de la longitud de la seda. Según este cálculo más elaborado, la ganadora
es la red central
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inferior.
Ésta es la elegida para reproducirse y transmitir los genes que la construyeron
a la siguiente generación. Como en el programa de los biomorfos, este proceso
de reproducir a los ganadores durante muchas generaciones fomenta una tendencia
evolutiva gradual. Pero mientras que en los biomorfos la dirección de la
tendencia era guiada puramente por el capricho humano, en el caso de NetSpinner
la dirección de la evolución es guiada automáticamente hacia la mejora de la
eficiencia.
Figura
2.12. Evolución durante una noche de una telaraña producida por NetSpinner,
reproducida aquí cada cinco generaciones.
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Las
imágenes que he mostrado hasta aquí fueron producidas por NetSpinner II, cuyo
principal artífice es Peter Fuchs (NetSpinner I fue una versión preliminar que
no comentaré). NetSpinner III, una versión posterior del programa, obra de
Thiemo Krink, gana por la mano a los biomorfos en un aspecto adicional
importante: la reproducción sexual. Tanto los biomorfos como las telarañas de
NetSpinner II se reproducen sólo asexualmente. ¿Qué puede significar el que las
arañas informáticas se reproduzcan sexualmente? Uno no ve arañas copulando
literalmente en la pantalla (aunque sin duda podría conseguirse, con clímax
canibalístico ocasional y todo). Lo que hace el programa es disponer los
enlaces genéticos de la reproducción sexual, la recombinación de la mitad de los
genes de un progenitor con la mitad de los del otro.
He aquí
cómo se hace esto. En cualquier generación existe una población, o «demo», de
media docena de arañas, cada una de las cuales construye una red. La forma de
la red está regida por un «cromosoma» o ristra de genes. Cada gen influye sobre
una «regla» específica de construcción, como ya hemos visto. Después las redes
son bombardeadas con «moscas». Se calcula la «bondad» de la telaraña igual que
antes, en función del número de «moscas» capturadas menos una función de la
«seda» utilizada. Una proporción fija de la población de arañas muere en cada
generación, y las que mueren son las que tienen las redes menos eficientes. Las
demás arañas se aparean entre sí aleatoriamente para producir una nueva
generación de arañas. «Aparearse» significa que los cromosomas de ambas arañas
se «emparejan» e intercambian una porción de su
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longitud.
Esto puede parecer extraño y forzado, pero no es más que lo que hacen los
cromosomas reales, tanto los de las arañas como los nuestros, en la
reproducción sexual.
El proceso
continúa y la población evoluciona generación tras generación, pero con un
refinamiento ulterior. No hay únicamente un demo de seis arañas sino (por
ejemplo) tres demos semiseparados (figura 2.13). Cada uno de los tres demos
evoluciona aisladamente, pero de vez en cuando un individuo «migra» a otro
demo, llevando sus genes con él. Volveremos a la teoría que subyace tras esto
en el capítulo 4. Por el momento diremos que los tres demos evolucionan hacia
telarañas mejoradas, es decir, más eficientes en la captura económica de
moscas. Algunos demos pueden meterse en callejones evolutivos sin salida. Se
podría pensar que los genes de las arañas migrantes son una inyección de
«ideas» frescas procedentes de otra población. Es casi como si una subpoblación
próspera enviara genes que «sugieren» a una población con menos éxito una
solución mejor al problema de construir una red.
En la
generación uno tenemos en los tres demos una gran variedad de formas de redes,
la mayoría de las cuales no es especialmente eficiente.
Como en el
ejemplo asexual de la figura 2.12, lo que observamos a medida que pasan las
generaciones es una reducción gradual de la variación hacia una forma más
eficiente. Pero ahora la reproducción sexual promueve la compartición de
«ideas» dentro de cada demo, de modo que los miembros de un demo acaban siendo
bastante similares entre sí.
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Figura
2.13. Cincuenta generaciones de evolución de tres demos con reproducción sexual
de telarañas generadas por ordenador,
producidas
por selección «natural» en NetSpinner. En la generación once, dos genotipos de
telaraña del demo 3 migraron al demo 2, donde estuvieron disponibles para
entrecruzamiento (lo que se indica en ilustración mediante las flechas
continuas).
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Por otro
lado, la separación genética entre los demos hace que existan diferencias
visibles entre los miembros de demos distintos. En un punto de la generación
once, los genes de dos redes migran del demo 3 al demo 2, «infectando» a este
último con «ideas» procedentes del primero. Llegados a la generación cincuenta
(de hecho mucho antes en algunos casos), las telarañas han evolucionado hasta
convertirse en dispositivos buenos, estables y eficientes para la captura de
moscas.
Así, algo
parecido a la selección natural puede funcionar en un ordenador para producir
telarañas artificiales más eficientes que las redes de partida a la hora de
capturar presas. Esto se acerca bastante más a la selección natural que la
selección puramente artificial de los biomorfos. Sin embargo, ni siquiera
NetSpinner constituye todavía una selección natural auténtica. NetSpinner tiene
que hacer un cálculo para decidir qué telarañas son lo bastante buenas para la
reproducción y cuáles no. El programador tiene que decidir cuál es el coste de
una determinada longitud de «seda», en la misma moneda que el valor de una
«mosca». El programador puede cambiar a voluntad el factor de conversión de la
moneda. Puede, por ejemplo, doblar el «precio» de la seda, lo cual contribuirá
a reducir el éxito reproductor de telarañas más amplias o más densas que
derrochan seda a cambio de unas pocas moscas más. El programador debe decidir
el factor de conversión monetaria, y puede asignarle cualquier valor a
voluntad. Éste es sólo uno de los muchos factores de conversión ocultos bajo la
superficie. El programador tiene que decidir asimismo la tasa de conversión de
la «carne» de mosca en
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arañitas,
que podría variar. La medida en que las arañas mueren por razones que no tienen
nada que ver con la bondad de sus redes también es decidida implícitamente por
el programador. La decisión es arbitraria, y una decisión distinta podría
producir un resultado evolutivo diferente.
En la vida
real, ninguna de tales decisiones es arbitraria. De hecho, no hay decisiones en
absoluto, y no se utiliza ninguna maquinaria computacional para hacerlas.
Simplemente ocurren, de forma natural y sin alharacas. La carne de mosca es
convertida en carne de araña, y el factor de conversión simplemente existe. Si
venimos nosotros detrás y lo calculamos, es cosa nuestra. La conversión se
produce de forma automática, tanto si alguien la expresa en términos
matemáticos como si no. Lo mismo vale para la conversión de carne de insecto en
seda. En efecto, NetSpinner supone que todas las moscas son iguales entre sí,
pero en la vida real pueden existir complicaciones de detalle formidables, y
también éstas simplemente surgen sin aspavientos. Dejando aparte el hecho de
que unos insectos son mayores que otros, puede haber diferencias cualitativas
sutiles. Supóngase que la producción de seda requiere un determinado aminoácido
del que hay poca cantidad. Los distintos tipos de insectos varían en cuanto a
su riqueza en este aminoácido particular. Así, el cálculo exacto del valor de
un insecto debe tener en cuenta qué tipo de insecto es, además de su tamaño.
NetSpinner puede computar este factor, pero sería otro cálculo arbitrario. En
la vida real tal cosa simplemente ocurre, de forma automática y sin artefactos.
Otra complicación es que, presumiblemente, el valor de las capturas
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adicionales
se reduce con el grado de saciedad de una araña. NetSpinner ignora este
aspecto, pero la vida real no. NetSpinner podría hacer un cálculo arbitrario
que permitiera introducir esta complicación. En la vida real esto simplemente
pasa, lo queramos o no. No hay que hacer ningún cálculo explícito.
Lo que
estoy diciendo es tan evidente que apenas es necesario insistir en ello, pero
es tan importante que hay que hacerlo. Cada vez que se pretende incorporar una
complicación de detalle adicional a NetSpinner, un avispado programador humano
tiene que escribir páginas adicionales de difícil lenguaje de ordenador. En la
vida real, en cambio, existe una notable falta de cálculo explícito. El factor
de conversión de proteína de mosca en proteína de seda está ahí, simple y
automáticamente. El hecho de que una mosca sea más valiosa para una araña
hambrienta que para una saciada no requiere ningún cálculo. Sería sorprendente
que el alimento no fuera más valioso para una araña hambrienta que para una
saciada. Estamos acostumbrados a contemplar los modelos informáticos como
simplificaciones del mundo real, pero en cierto sentido los modelos
informáticos de la selección natural no son simplificaciones, sino
complicaciones del mundo real.
La
selección natural es un proceso sumamente simple, en el sentido de que se
requiere muy poca maquinaria para que funcione. Desde luego, sus efectos y
consecuencias son complejos en grado extremo, pero para poner en marcha la
selección natural en un planeta real todo lo que se precisa es la existencia de
información heredada. Para poner en marcha un modelo de selección natural que
funcione en un
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ordenador,
ciertamente hace falta el equivalente de la información heredada, pero además
se necesitan otras muchas cosas. Se precisa una compleja maquinaria para el
cálculo de multitud de costes y beneficios, así como de las conversiones
pertinentes asumidas.
Más aún, es
necesario establecer una física completamente artificial. Escogimos las
telarañas porque, de todos los dispositivos que pueden encontrarse en el mundo
natural, figuran entre los más sencillos de traducir en términos informáticos.
Alas, columnas vertebrales, dientes, garras, aletas y plumas: en principio
podríamos crear modelos informáticos de todos ellos y el ordenador podría
programarse para juzgar la eficiencia de las formas variantes. Pero ello
supondría una tarea de programación complicada hasta la exasperación. Un ala,
una aleta o una pluma no pueden exhibir sus cualidades a menos que se las
coloque en un medio físico (aire o agua) con propiedades tales como
resistencia, elasticidad y pautas de turbulencia, todas ellas difíciles de
simular. Una columna vertebral o los huesos de una extremidad no pueden exhibir
sus cualidades a menos que se los coloque en un sistema físico de tensiones,
palancas y fricciones. La dureza, la fragilidad, las elasticidades de combadura
y compresión, todas estas cualidades deberían estar representadas en el
ordenador. Simular las interacciones dinámicas entre una multitud de huesos,
apuntalados en ángulos diversos y enlazados mediante ligamentos y tendones, es
una tarea de cómputo formidable que implica decisiones arbitrarias a cada paso.
Simular el flujo de aire y la turbulencia alrededor de un ala es un problema
tan difícil
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que los
ingenieros aeronáuticos suelen recurrir a maquetas en túneles de viento antes
que intentar simularlos en un ordenador. No obstante, no debo subestimar la
labor de los modeladores informáticos. En 1987 se fundó la disciplina conocida
como «vida artificial», y tuve el honor de ser invitado a su bautizo oficial en
Los Álamos, antaño hogar de la bomba atómica y ahora escenario de
investigaciones más constructivas. Christopher Langton, inspirador y
organizador de la conferencia original de 1987 y sucesivas, ha fundado una
revista dedicada a la vida artificial de la que acaba de aparecer el primer
volumen. Contiene artículos que suavizan el pesimismo del párrafo anterior. Por
ejemplo, tres norteamericanos, Demetri Terzopoulos, Xiaoyuan Tu y Radek Grzeszczuk,
han programado una simulación espectacular de peces informáticos que se
comportan como peces reales e interactúan en un medio acuático simulado por
ordenador. El mundo informático en el que nadan estos peces posee su propia
física simulada, basada en la física real del agua. Gran parte del esfuerzo de
programación se consagra a la simulación de un único pez, del que se establece
adecuadamente el comportamiento. Después este pez de trabajo se multiplica con
variaciones, y todos los «peces» resultantes son liberados en el «agua», donde
se «perciben» e interactúan mutuamente. Por ejemplo, evitan «colisionar» entre
sí y se asocian en «cardúmenes».
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Figura
2.14. Pez artificial. El esqueleto de resortes.
Cada pez
informático tiene una anatomía formada por veintitrés nodos, dispuestos en un
espacio tridimensional simulado y conectados entre sí mediante noventa y un
«muelles» (figura 2.14). Doce de estos muelles son capaces de contraerse: son
los «músculos» del pez artificial. Los sinuosos movimientos de natación de un
pez real, giros incluidos, se simulan mediante ondas de contracción controladas
que pasan entre los «músculos». El pez puede aprender de la experiencia con
vistas a mejorar la secuencia de contracciones musculares para nadar, girar y
perseguir objetivos. Los peces poseen tres «variables de estado mentales»,
denominadas «hambre», «libido» y «miedo», que se combinan para generar
«intenciones». Entre dichas intenciones se encuentran «comer», «aparearse»,
«vagar», «irse» y «evitar colisión». El pez tiene dos órganos de los sentidos,
uno que
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mide la
«temperatura» del agua y otro que funciona como un «ojo» que detecta la
posición, el color y el tamaño de los objetos de su mundo exterior. Con fines
estéticos, el esqueleto de nodos y muelles se recubre con un envoltorio de
aspecto sólido y coloreado como el de un pez. Distintos tipos de peces, por
ejemplo depredadores y presas, se distinguen no sólo por sus libreas externas,
sino también por diferencias de comportamiento (figura 2.15). Los depredadores
difieren de las presas no sólo por el tamaño, sino por sus predisposiciones
conductuales, el peso que se da a las tres variables de estado mentales y a las
diversas «intenciones». Hay que decir que, incluso con los ordenadores rápidos
actuales, las simulaciones de este tipo son tan costosas en tiempo de proceso
que un mundo artificial con muchos peces en interacción no puede ofrecer una
ilusión plausible en tiempo real. Los peces nadan y se persiguen, huyen unos de
otros y se cortejan entre sí a una escala temporal más lenta que en el mundo
real, lo que nos obliga a recurrir al equivalente de la fotografía acelerada si
queremos contemplar el espectáculo a la velocidad de la vida. Sin embargo, éste
es un detalle de escasa importancia teórica, un problema que desaparecerá con
las generaciones futuras de ordenadores.
El mundo
artificial de peces en agua informática de Terzopoulos, Tu y Grzeszczuk es lo
suficientemente rico para ser un buen candidato a la simulación evolutiva. En
la actualidad, el comportamiento de «apareamiento» de sus peces se limita al
cortejo: no se reproducen realmente.
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Figura
2.15. Tiburón artificial acechando un banco de peces presa.
Un paso
siguiente obvio, del que los autores son plenamente conscientes, es introducir
«genes» para los pesos cuantitativos de las diversas variables comportamentales
que rigen los muelles musculares y, a un nivel superior, las variables de
estado mentales y las intenciones. Los machos y hembras que se apareen podrán
recombinar sus genes, con mutaciones ocasionales, para producir nuevas
generaciones de constitución genética distinta. Al final acabaremos obteniendo
evolución por selección natural, aunque sea en el medio ambiente sumamente
artificial del ordenador. No habrá necesidad de definir dos tipos de peces con
las etiquetas de depredador y presa. Se podrá empezar con dos especies que
difieran sólo en cuanto a tamaño y compatibilidad reproductora, pero no en
cuanto a hábitos, y la selección natural podrá llevar a la especie
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mayor a
desarrollar, pasadas muchas generaciones y de forma natural, el hábito de
depredar la más pequeña. ¿Quién sabe qué intrigantes peculiaridades de la
historia natural artificial pueden surgir ante nuestros ojos?
Auguro, y
espero con interés, un campo floreciente de investigación al que podría dársele
la denominación oximorónica de «selección natural artificial». No obstante, en
cierto sentido la «simulación» más fácil de la selección natural en el mundo
real es el propio mundo real. Los huesos varían realmente en cuanto a tensión
de rotura, elasticidad de compresión, dureza, líneas de fuerza y consumo de
calcio. Se pueden calcular los detalles si se quiere, pero, se haga o no, el
hecho es que hay huesos que se rompen y hay huesos que no; hay huesos que
consumen grandes cantidades de valioso calcio y hay huesos que dejan calcio
adicional para incorporar a la leche. La vida real es rigurosamente sencilla en
este sentido. Algunos animales tienen una probabilidad mayor de morir que
otros. El ordenador más rápido de los Estados Unidos podría pasarse un año
calculando el coste y los detalles, pero en la naturaleza, el hecho brutal es
que algunos mueren realmente y otros no. Eso es todo.
Uno puede,
si lo desea, pensar que los genes de todas las poblaciones del mundo
constituyen un ordenador gigantesco que calcula costes, beneficios y
conversiones monetarias, con las pautas cambiantes de las frecuencias génicas
en el lugar de los unos y ceros de un procesador de datos electrónico. Es una
idea ciertamente esclarecedora a la que volveremos en las páginas finales de
este libro.
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Pero ahora
ha llegado el momento de aclarar el título. ¿Qué es el monte Improbable y qué
podemos aprender de él?
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Capítulo 3
El mensaje
de la montaña
El monte
Improbable se alza desde la llanura, elevando vertiginosamente sus picos hasta
el cielo enrarecido. Sus farallones altísimos y verticales son, o así parece,
imposibles de escalar. Empequeñecidos como insectos, alpinistas frustrados
reptan a sus pies, al tiempo que miran sin esperanza las alturas, escarpadas e
inalcanzables. Sacudiendo sus diminutas y desconcertadas cabezas, convienen en
que la cima que se cierne sobre ellos será para siempre inescalable.
Nuestros
alpinistas son demasiado ambiciosos. Están tan atentos al drama perpendicular
de los acantilados que no se les ocurre mirar al otro lado de la montaña. Allí
encontrarían, no farallones verticales ni cañones reverberantes, sino prados
herbáceos de pendiente suave, que ascienden gradualmente, de manera uniforme y
benévola, hacia las distantes tierras altas. Ocasionalmente el ascenso gradual
se ve interrumpido por algún pequeño despeñadero rocoso, pero por lo general se
puede encontrar un rodeo no demasiado empinado para un montañero en forma que
disponga de calzado fuerte y tiempo de sobra. La enorme altura del pico no
importa mientras uno no intente
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escalarlo
de una sola cordada. Hay que localizar el sendero que ascienda suavemente y, si
no hay límite de tiempo, el ascenso es sólo tan formidable como el siguiente
paso. La historia del monte Improbable es, desde luego, una parábola.
Exploraremos su significado en este capítulo y los siguientes.
Lo que
sigue se ha extraído de una carta publicada por el periódico londinense The
Times hace pocos años. El autor, cuyo nombre no facilito para ahorrarle una
situación embarazosa, es un físico, lo bastante estimado por sus colegas como
para haber sido elegido miembro de la Royal Society, la institución científica
de más prestigio en Gran Bretaña.
«Soy un
científico del campo de la física… que duda de la teoría de la evolución de
Darwin. Mis dudas no surgen de ninguna motivación religiosa ni de ningún deseo
de añadir leña al fuego de ninguno de los bandos de ninguna controversia;
simplemente pienso que el darwinismo es indefendible desde el punto de vista
científico.
»… No nos
queda otra opción que aceptar la evolución: toda la evidencia del registro
fósil así lo indica. La disconformidad tiene que ver únicamente con la causa.
Darwin sostiene que la causa fue la casualidad: a medida que una generación
sucedía a otra habría habido variaciones menores al azar; las que hubiesen
conferido alguna ventaja habrían persistido y las que no habrían desaparecido.
Así, los seres vivos habrían ido mejorando gradualmente, con capacidades cada
vez mejores para, por ejemplo, obtener alimento o destruir a sus enemigos. A
este proceso Darwin lo llamó selección natural.
112
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»Como
físico, no puedo aceptarlo. Me parece imposible que la
variación
al azar pueda haber producido la máquina notable que es
el cuerpo
humano. Tómese sólo un ejemplo: el ojo. Darwin admitía
que esto le
frustraba; no podía imaginar de qué modo el ojo podía
haber
evolucionado a partir de un órgano simple sensible a la luz…
Yo mismo no
puedo ver alternativa alguna a la hipótesis de que la
materia
viva ha sido diseñada. El origen de la vida no es explicable
en términos
de la ciencia oficial, ni lo es la maravillosa sucesión de
organismos
vivos formados a través de los miles de millones de años
de
existencia de este planeta.
»Pero,
¿quién fue el Diseñador?
»Sinceramente
suyo…».
El autor se
afana en hacernos saber, por dos veces, que es un físico, lo que da un peso
especial a sus opiniones. Otro científico, un profesor de química en la
Universidad Estatal de San José en California, ha irrumpido en la biología con
una publicación titulada «La higuera de Esmirna requiere de Dios para su
producción», en la que describe la notable complejidad de la relación entre los
higos y sus avispas polinizadoras (véase el capítulo 10), y llega a la
siguiente conclusión: «Una joven avispa permanece latente en un cabrahigo
durante todo el invierno, pero hace eclosión en el momento exacto para poner
sus huevos en la cosecha estival de cabrahigos, lo cual es necesario para la
polinización del fruto. Todo esto requiere una sincronización exacta, ¡lo que
significa que Dios ejerce el control! [La exclamación es mía.] Pensar que toda
esta pauta exacta es resultado de la casualidad evolutiva es ridículo. Sin
Dios, nada parecido a la
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higuera de
Esmirna podría existir… Los evolucionistas pretenden que las cosas ocurren por
azar sin un objetivo definido o un plan completa y cuidadosamente pensado.»
Uno de los
físicos más famosos del Reino Unido, Sir Fred Hoyle (quien, dicho sea de paso,
es autor de La nube negra, que debe figurar entre las mejores novelas de
ciencia ficción jamás escritas), expresa frecuentemente una opinión similar con
respecto a moléculas como los enzimas, cuya «improbabilidad» inherente (es
decir, la probabilidad de que aparecieran espontáneamente por azar) es más
fácil de calcular que la de los ojos o las higueras. Los enzimas celulares
funcionan como máquinas extraordinariamente numerosas para la producción
molecular en masa. Su eficacia depende de su forma tridimensional, ésta depende
de su arrollamiento, y su arrollamiento depende de la secuencia de aminoácidos
que se engarzan en una cadena para construirlos. Esta secuencia exacta está
directamente controlada por los genes y es realmente importante. ¿Podría
haberse producido por azar?
Hoyle dice
que no, y tiene razón. Existe un número fijo de aminoácidos disponibles,
veinte. Un enzima típico es una cadena de varios cientos de eslabones tomados
de estos veinte. Un cálculo elemental demuestra que la probabilidad de que
cualquier secuencia concreta de, por ejemplo, 100 aminoácidos se forme de
manera espontánea es de una sobre 20 × 20 × 20… 100 veces, es decir, de 1 sobre
20100. Éste es un número inconcebiblemente grande, mucho mayor que el número de
partículas fundamentales en todo el universo. Sir Fred, esforzándose mucho por
ser justo con los que
114
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considera
sus rivales darwinistas (innecesariamente, como veremos), reduce generosamente
las probabilidades a 1 sobre 1020. Un número más modesto, ciertamente, pero
sigue siendo una probabilidad terriblemente baja. Su colega astrofísico y
coautor de muchas de sus publicaciones, el profesor Chandra Wickramasinghe, le
atribuye la afirmación de que la formación espontánea «por azar» de un enzima
funcional es como un huracán que atravesara un depósito de chatarra y tuviera
la suerte de armar de forma espontánea un Boeing
747. Lo que
Hoyle y Wickramasinghe no entienden es que el darwinismo no es una teoría de
posibilidades aleatorias. Se trata de una teoría de mutación aleatoria más
selección natural acumulativa no aleatoria. ¿Por qué razón, me pregunto, es tan
difícil, incluso para científicos refinados, comprender algo tan sencillo?
El mismo
Darwin tuvo que vérselas con una generación anterior de físicos que clamaban
«azar» como el supuesto fallo fatal de su teoría. William Thomson, Lord Kelvin,
fue quizás el más grande físico de su tiempo y el más distinguido de los
oponentes científicos de Darwin. Entre sus muchos logros, calculó la edad de la
Tierra basándose en tasas de enfriamiento y suponiendo que en un tiempo había
formado parte de los «fuegos» del Sol. Llegó a la conclusión de que la Tierra
tenía algunas decenas de millones de años de antigüedad. Las estimaciones
modernas sitúan dicha edad en los miles de millones de años. No es un
descrédito para Lord Kelvin que su estima fuera la centésima parte de la
respuesta correcta. En su época no se disponía de los métodos de datación radiactiva
actuales, y se desconocía la fusión nuclear, el verdadero «fuego» del Sol, de
modo que su cálculo
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del
enfriamiento estaba condenado al fracaso desde el principio. Menos perdonable
es el que desechara, «en tanto que físico», la evidencia biológica de Darwin:
la Tierra no era lo suficientemente vieja; no había habido tiempo suficiente
para que el proceso de la evolución darwiniana hubiera conseguido los
resultados que vemos a nuestro alrededor. La evidencia de la biología debía ser
simplemente errónea, aplastada por la evidencia superior de la física. Darwin
podría muy bien haber replicado (no lo hizo) que la evidencia biológica indica
claramente que existe evolución, que en consecuencia tuvo que haber existido el
tiempo para que la evolución tuviera lugar, y que por lo tanto la evidencia de
la física debía ser errónea.
Volviendo
al tema del «azar», Lord Kelvin utilizó la prestigiosa plataforma de su
discurso presidencial para la British Association for the Advancement of
Science para citar con aprobación las palabras de otro distinguido físico, Sir
John Herschel, quien, dicho sea de paso, se refería al darwinismo como «la ley
del sin orden ni concierto»: «No podemos seguir aceptando el principio de la
variación arbitraria y casual y de la selección natural como una explicación
suficiente, per se, del mundo orgánico pasado y presente, del mismo modo que no
podemos admitir el método laputiense de componer libros (llevado
à
l’outrance) como un método suficiente para Shakespeare y los
Principia».
Herschel
aludía a Los viajes de Gulliver, en los que Swift se había mofado del método
laputiense de escribir libros mediante la combinación aleatoria de palabras.
Herschel y Kelvin, Hoyle y Wickramasinghe, el físico que he citado anónimamente
y cualquier
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tracto de
los que entonan los Testigos de Jehová antes del evangelio, todos cometen el
error de tratar la selección natural de Darwin como si fuera un equivalente de
la autoría laputiense. Aún hoy, incluso en ámbitos donde debería ser mejor
comprendido, el darwinismo se considera sobre todo una teoría «azarosa».
Es
estruendosa y demoledoramente obvio que si el darwinismo fuera realmente una
teoría azarosa no podría funcionar. No es necesario ser un matemático o un
físico para calcular que un ojo o una molécula de hemoglobina tardaría de aquí
a la eternidad para autoensamblarse a base únicamente de suerte, sin orden ni
concierto. Lejos de ser una dificultad inherente al darwinismo, la astronómica
improbabilidad de ojos y rodillas, enzimas y articulaciones del codo, y todas
las demás maravillas vivientes, es precisamente el problema que cualquier
teoría de la vida debe resolver, y que sólo el darwinismo resuelve. Y lo hace
fragmentando la improbabilidad en trozos pequeños y manejables, desmenuzando la
necesaria suerte, rodeando el monte Improbable y trepando por las suaves
pendientes, a razón de un milímetro por cada millón de años. Sólo Dios
intentaría la loca empresa de saltar el precipicio de un solo brinco; y si
postulamos que Él es nuestro diseñador cósmico, nos quedamos exactamente en el
punto de partida. Cualquier Diseñador capaz de construir la deslumbrante gama
de seres vivos tendría que ser inimaginablemente inteligente y complicado, y
complicado es otra manera de decir improbable (y por lo tanto sigue requiriendo
una explicación). Un teólogo que replica que su dios es simple hasta lo sublime
no hace más que eludir (no mucho) la cuestión, pues un dios
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lo bastante
simple, fueran cuales fueran las demás virtudes que pudiera tener, sería
demasiado simple para diseñar un universo (por no decir nada de perdonar los
pecados, responder a las oraciones, bendecir uniones, transustanciar el vino y
los otros muchos y diversos logros que se esperan de él). No se puede repicar y
andar en la procesión. O bien nuestro dios es capaz de diseñar mundos y hacer
todas las demás cosas divinas, en cuyo caso necesita una explicación por
derecho propio, o no lo es, en cuyo caso no puede proporcionar una explicación.
Fred Hoyle debería ver a Dios como el Boeing 747 por excelencia.
La altura
del monte Improbable simboliza la combinación de perfección e improbabilidad
cuyo epítome son los ojos y las moléculas enzimáticas (y los dioses capaces de
diseñarlas). Decir que un objeto tal como un ojo o una molécula de proteína es
improbable tiene un significado bastante preciso. El objeto está constituido
por un gran número de partes dispuestas de una manera muy especial. El número
de disposiciones posibles es enormemente grande. En el caso de una molécula de
proteína podemos calcular efectivamente este enorme número. Isaac Asimov lo
hizo para una proteína concreta, la hemoglobina, y llamó al resultado «número
de la hemoglobina». Tiene 190 ceros. Éste es el número de maneras de permutar
las unidades de la hemoglobina de manera que el resultado no sea hemoglobina.
En el caso del ojo no podemos realizar un cálculo equivalente sin hacer
montones de supuestos, pero sí podemos apreciar de forma intuitiva que debe ser
otro número asombrosamente grande. La
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disposición
real, observada, de las partes es improbable en el sentido de que es sólo una
entre trillones de disposiciones posibles.
Ahora bien,
retrospectivamente, y en un sentido nada interesante, cualquier disposición de
las partes es tan improbable como cualquier otra. Incluso un depósito de
chatarra es tan improbable, retrospectivamente, como un 747, pues sus partes
podrían haber sido dispuestas de multitud de maneras distintas. El problema es
que la mayoría de estas disposiciones serían también almacenes de chatarra.
Aquí es donde entra en escena la idea de calidad. La mayoría de disposiciones
de las partes de un depósito de chatarra de un Boeing no volarían. Una pequeña
minoría, sí. De todos los trillones de disposiciones posibles de las partes de
un ojo, sólo una ínfima minoría vería. El ojo humano forma una imagen nítida
sobre una retina, corregida para la aberración esférica y la aberración
cromática; abre o cierra automáticamente un diafragma de iris para mantener la
intensidad de la luz interna relativamente constante frente a grandes
fluctuaciones de la intensidad de luz externa; regula automáticamente la
distancia focal de la lente (el cristalino) en función de la cercanía o lejanía
del objeto observado; discrimina colores mediante la comparación de las tasas
de disparo de tres tipos distintos de células fotosensibles. Prácticamente
ninguno de los revoltijos aleatorios de las partes de un ojo conseguiría
ejecutar una sola de estas tareas tan delicadas y difíciles. Hay algo muy
especial en la disposición particular existente. Toda disposición concreta es
tan improbable como cualquier otra, pero, de todas las disposiciones concretas,
las inútiles superan con mucho a las útiles. Los
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dispositivos
útiles, además de improbables, requieren una explicación especial.
R. A.
Fisher, el gran genético y matemático, fundador de la estadística como ciencia
moderna, planteó el asunto en 1930, con su habitual estilo meticuloso (nunca lo
conocí, pero casi se puede oír su dictado fastidiosamente correcto a su sufrida
esposa):
«Se
considera que un organismo está adaptado a una situación concreta, o a la
totalidad de las situaciones que constituyen su ambiente, sólo en la medida en
que podemos imaginar un conjunto de, situaciones, o ambientes, ligeramente
distintos, a los que el animal, en Su conjunto, se hallaría no tan bien
adaptado; e igualmente sólo en la medida en que podemos imaginar un conjunto de
formas orgánicas ligeramente diferentes, que estarían no tan bien adaptadas a
dicho ambiente».
Ojos, oídos
y corazones, el ala de un buitre, la tela de una araña, todos ellos nos
impresionan por la evidente perfección de su ingeniería, con independencia de
dónde los veamos: no necesitamos que se nos muestren en su entorno natural para
ver que son aptos para algún fin y que, si sus partes se reorganizaran o se
alteraran en casi cualquier forma posible, serían peores. Llevan escrita por
todas partes la «perfección improbable». Un ingeniero las reconocerá como el
tipo de cosas que él diseñaría si se le pidiera que resolviese un problema
determinado.
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Ésta es
otra manera de decir que los objetos de esta clase no pueden explicarse como
producto de la casualidad. Como hemos visto, invocar la casualidad por sí sola
como explicación es equivalente a saltar con pértiga, de un solo brinco, desde
la base hasta la cumbre del farallón más empinado del monte Improbable. ¿Cuál
sería entonces el equivalente al lento avance por las laderas suaves y herbosas
del otro lado de la montaña? La respuesta es la supervivencia no aleatoria,
lenta, acumulativa, paso a paso, de variantes aleatorias, lo que Darwin
denominó selección natural. La metáfora del monte Improbable escenifica el
error de los escépticos citado al principio de este capítulo. Se equivocaban al
mantener los ojos fijos en el precipicio vertical y su imponente altura.
Suponían que el magnífico farallón era el único camino hacia la cumbre en la
que se encuentran encaramados ojos, moléculas de proteína y otras disposiciones
de partes sumamente improbables. El gran logro de Darwin fue descubrir los
suaves gradientes que serpentean por el otro lado de la montaña.
Ahora bien,
¿será éste uno de esos raros casos en los que se cumple aquello de que no hay
humo sin fuego? El darwinismo ha sido generalmente malinterpretado como una
teoría de puro azar. ¿No habrá hecho algo para provocar esa patraña? Pues sí,
existe una débil base para esta interpretación distorsionada. Un estadio del
proceso darwiniano es en efecto aleatorio: la mutación. La mutación es el
proceso a través del cual se ofrece variación genética fresca para su
selección, y por lo general es descrita como aleatoria. Pero los darwinistas
hacen ostentación de la «aleatoriedad» de la mutación
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únicamente
para contrastarla con la no aleatoriedad de la selección, la otra cara del
proceso. No es necesario que la mutación sea aleatoria para que la selección
natural opere. La selección puede hacer su trabajo sea o no dirigida la
mutación. Resaltar que la mutación puede ser aleatoria es nuestra manera de
llamar la atención sobre el hecho crucial de que, en cambio, la selección es no
aleatoria, de una forma sublime y quintaesencial. Resulta irónico que este
énfasis sobre el contraste entre la mutación al azar y la no aleatoriedad de la
selección haya llevado a mucha gente a pensar que toda la teoría es de carácter
aleatorio.
Incluso las
mutaciones son, de hecho, no aleatorias en diversos sentidos, aunque esto es
irrelevante para nuestra argumentación porque no contribuye de manera
constructiva a la improbable perfección de los organismos. Por ejemplo, las
mutaciones tienen causas físicas bien conocidas, y en este sentido no son
aleatorias. La razón por la que los operadores de aparatos de rayos X dan un
paso atrás antes de apretar el interruptor, o llevan delantales de plomo, es
que los rayos X producen mutaciones. Además, algunos genes son más propensos a
mutar que otros. En los cromosomas existen «puntos calientes» en los que las
tasas de mutación son claramente superiores a la media. Éste es otro tipo de no
aleatoriedad. Las mutaciones pueden invertirse («mutaciones inversas»). Para la
mayoría de genes, las mutaciones en una u otra dirección son equiprobables.
Para algunos, sin embargo, la mutación en una dirección es más frecuente que la
mutación inversa. Ello da origen a la llamada «presión de mutación», una
tendencia a evolucionar en
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una
dirección concreta, con independencia de la selección. He aquí otro sentido en
el que se puede calificar la mutación de no aleatoria. Adviértase que la
presión de mutación no conduce sistemáticamente a una mejora. Tampoco lo hacen
los rayos X. Más bien todo lo contrario: la gran mayoría de mutaciones, sea
cual sea su causa, son aleatorias en cuanto a la calidad, y esto significa que
suelen ser malas, porque existen muchas más maneras de empeorar que de mejorar.
Se puede
imaginar un mundo teórico en el que las mutaciones estuvieran sesgadas hacia la
mejora. En este mundo hipotético las mutaciones serían no aleatorias no ya en
el sentido en que lo son las inducidas por los rayos X: estas mutaciones
hipotéticas estarían sistemáticamente sesgadas para mantenerse un salto por
delante de la evolución y anticiparse a las necesidades del organismo. Pero
este tipo de no aleatoriedad, en contra de numerosos anhelos teóricos, casi con
toda seguridad no tiene base real: no es probable que las mutaciones anticipen
de manera sistemática las necesidades del organismo, ni está claro de qué
manera podría operar tal anticipación. ¿Qué puede significar «anticipación»?
Supóngase que una terrible glaciación se abate sobre una región anteriormente
templada y que los ciervos locales están muriéndose dentro de sus pieles
delgadas. La mayoría de individuos morirá de todos modos, pero la especie sólo
se salvará si la evolución le permite desarrollar a tiempo una piel gruesa como
la de un buey almizclero. En principio, se puede imaginar un mecanismo ajustado
para poner en juego mutaciones deseables de acuerdo con las necesidades.
Sabemos que
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los rayos X
aumentan la tasa general de mutación, produciendo indiscriminadamente pelajes
más delgados o más gruesos. ¿Qué pasaría si el frío intenso pudiera aumentar de
algún modo la tasa de mutación únicamente en una dirección: hacia los pelajes
más densos? Simétricamente, ¿qué ocurriría si el calor intenso pudiera inducir
mutaciones en la otra dirección, hacia pelajes más ligeros?
A los
darwinistas no les importaría que se produjeran tales mutaciones
providenciales. Esto no socavaría el darwinismo, aunque daría al traste con sus
afirmaciones de exclusividad. Un viento de cola en un vuelo transatlántico
puede acelerar agradablemente nuestra llegada, y ello no tiene por qué socavar
nuestra creencia en que la fuerza básica que nos ha llevado a casa es el motor
del avión. Pero los darwinistas se mostrarían realmente muy sorprendidos (y a
la vez intrigados), si se descubriera cualquier mecanismo mutacional
beneficioso de este tipo, por tres razones.
En primer
lugar, a pesar de haberlo buscado afanosamente, no se ha descubierto todavía
(al menos en animales y plantas; se ha sugerido un caso muy especial y no
generalizable en bacterias, que todavía suscita controversia). En segundo
lugar, no existe ninguna teoría que pueda explicar cómo podría «saber» el
cuerpo qué tipo de mutaciones tiene que inducir. Supongo que se podría imaginar
que, si han existido decenas de glaciaciones cíclicas a lo largo de millones de
años que constituyen una forma de «experiencia racial», se podría haber
establecido algún tipo aún no descubierto de selección natural de orden
superior sobre la base de mutar en la dirección correcta ante los primeros
atisbos de la siguiente glaciación. Pero repito que no
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existe
evidencia alguna de este fenómeno y, por otra parte, no se ha establecido hasta
el presente ninguna teoría que pueda tratarlo. En tercer lugar (y esto me
devuelve a mi primer punto), algunos darwinistas, entre los que me incluyo,
encuentran que el mecanismo propuesto de la mutación dirigida es toscamente
superfluo. Es ésta una objeción en gran parte estética, y por lo tanto no
debiera considerarse aplastante. Pero si reaccionamos con hostilidad hacia las
sugerencias de mutación directa es porque tales sugerencias suelen proceder de
personas que piensan, equivocadamente, que una teoría de ese estilo es
necesaria. No comprenden que la selección, por sí sola, es lo suficientemente
potente para realizar la tarea, aunque la mutación sea aleatoria. Una manera de
resaltar la suficiencia de la selección no aleatoria es subrayar que la teoría
permite que la mutación sea al azar. Pero, como dije antes, no es
imprescindible para la teoría que la mutación tenga que ser aleatoria, y desde
luego esto no es excusa para embrear toda la teoría con la brocha de la
aleatoriedad. La mutación puede ser aleatoria, pero está claro que la selección
no lo es.
Antes de
dejar a nuestros ciervos a la intemperie en el frío creciente, existe una
variante de la teoría de la mutación providencial que quizá se le haya ocurrido
al lector mientras leía los tres últimos párrafos. Ciertamente, es difícil
imaginar de qué manera el cuerpo podría «saber» que el tiempo frío requiere la
mutación hacia un pelaje más grueso, mientras que el tiempo cálido requiere una
mutación en sentido contrario, pero no lo es tanto imaginar que las tasas de
mutación podrían estar preprogramadas para aumentar de manera
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indiscriminada,
en todas direcciones, cuando las cosas se ponen difíciles. La argumentación
intuitiva sería más o menos como sigue. Una nueva crisis, tal como una
glaciación o una época de calor intenso, es experimentada por el cuerpo como
estrés. Un fuerte estrés sobre mi persona, sea por el frío, el calor, la sequía
o cualquier causa no especificada, indica que algo va mal con mi equipamiento
corporal para las condiciones actuales. Puede que sea demasiado tarde para mí,
pero quizá la vida pueda ser mejor para alguno de mis hijos si los genes
contenidos en mis órganos sexuales mutan frenéticamente de forma aleatoria en
todas direcciones. Sea cual sea la naturaleza de la crisis medioambiental
(frío, calor, sequía, inundación), aquellos de mis descendientes mutantes que
contengan mutaciones que vayan en la dirección equivocada (probablemente la
mayoría) morirán. Pero si la crisis es lo bastante grave habrían muerto de
todos modos. Es posible que mediante la generación de una carnada de monstruos
mutantes un animal aumente sus posibilidades de producir un descendiente más
eficiente que él a la hora de habérselas con la nueva crisis.
Existen, en
efecto, genes cuyo efecto es controlar la tasa de mutación de otros genes. En
teoría se podría argüir que estos «genes mutadores» podrían ser disparados por
el estrés, y una tendencia tal podría verse favorecida por algún tipo de
selección natural de nivel superior. Pero, ¡ay!, esta teoría no tiene más
fundamento que nuestra teoría de la mutación dirigida. En primer lugar, no
existen pruebas que la apoyen. Más serias son las profundas dificultades
teóricas que plantea cualquier hipótesis de tasas de mutación incrementadas
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favorecidas
positivamente por la selección natural. El argumento es de tipo general y lleva
a la conclusión de que los genes mutadores siempre tenderán a desaparecer de la
población, lo cual se aplica también a nuestros hipotéticos animales
estresados.
En forma
resumida, el argumento es el siguiente. Cualquier animal que haya conseguido
llegar a una edad que le permita tener hijos ya debe ser bastante bueno. Si se
parte de algo que ya es bueno y se lo cambia al azar, lo más seguro es que sea
para peor. De hecho, la gran mayoría de mutaciones empeora efectivamente las
cosas. Es verdad que una pequeña minoría de mutaciones puede representar una
mejora (es eso mismo lo que hace posible la evolución por selección natural).
También es cierto que un gen mutador, al incrementar la tasa total de mutación,
puede ayudar a su poseedor a encontrar aquella rareza preciosa, una mutación
que represente una mejora. Cuando esto ocurra, el gen mutador de turno
florecerá asimismo temporalmente, porque se perpetuará junto con la mutación
mejorada que ha contribuido a crear. Uno podría pensar que esto constituye una
selección natural positiva en favor del gen mutador y que, por lo tanto, las
tasas de mutación podrían aumentar en virtud de este mecanismo. La pena es que
esto tendría una importante secuela.
En las
generaciones futuras, la reproducción sexual se encargará de redistribuir y
recombinar los genes que comparten un mismo cuerpo individual. Nada impide que,
con el paso de las generaciones, el gen mutador se separe del gen mejor que
contribuyó a crear: algunos individuos nacerán sólo con el gen mejor, otros
sólo con el mutador.
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El gen
mejor seguirá siendo premiado por la selección natural e irá ganando
prevalencia en las poblaciones sucesivas. Pero el desgraciado gen mutador que
lo hizo posible ha sido separado de él por la redistribución sexual. Como
cualquier otro gen, su destino a largo plazo depende de sus efectos promedio
sobre la totalidad de cuerpos que lo albergan. Los efectos promedio del gen
ventajoso asociado al gen mutador son ventajosos, y por lo tanto se perpetuará
en un número cada vez mayor de cuerpos. Pero los efectos promedio del propio
mutador son malos y, a pesar de sus destellos ocasionales de beneficio, por
término medio el mutador está destinado a ser penalizado por la selección
natural. La mayor parte de los cuerpos que lo alberguen serán monstruosos o morirán
antes que los demás. Este argumento contra la posibilidad de que los genes
mutadores sean seleccionados positivamente reposa en el supuesto de que la
reproducción es sexual. Si la reproducción es asexual, el «entremezclado» de
genes aducido no existe. En ese caso los genes mutadores pueden verse
favorecidos por la selección natural durante largos periodos porque, al no
haber sexo, no se separan de los genes mejorados que ocasionalmente crean, y
pueden «viajar en autoestop» a lo largo de las generaciones. Cuando la
reproducción es asexual, una mutación nueva a mejor iniciará un nuevo clon de
individuos prósperos. Una mutación nueva a peor desaparecerá rápidamente,
arrastrando con ella su subclon de monstruos. Si una mutación a mejor es lo
bastante buena, el clon continuará prosperando, de lo cual se aprovecharán
todos los genes del mismo, incluso los malos. Los genes malos prosperarán
porque, a pesar de sus efectos
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perniciosos,
la calidad media de los genes en el clon es positiva; y entre estos genes que
se aprovechan del éxito de los demás estará el gen mutador responsable de la
mutación a mejor inicial. En lo que respecta al gen ventajoso, éste podría
«desear» quitarse de encima el peso muerto de los genes malos, y esto incluye
al mutador que lo hizo posible. Si pudiera pensar, el gen ventajoso anhelaría
una reproducción sexual purificadora. Si mis cuerpos se dedicaran a practicar
algo de sexo —diría— podría desprenderme de este montón de autoestopistas
repulsivos. Se me podría valorar sólo por mis virtudes. Algunos de los cuerpos
en los que me encontraría serían malos, otros buenos, pero en promedio sería
libre para sacar todo el partido de mis efectos buenos. Los genes malos, por
otra parte, no tienen «deseo» alguno de sexo. Si tuvieran que viajar por su
cuenta en el «gratis para todos» genético que es el sexo, pronto fracasarían.
Este
razonamiento, por sí solo, no explica por qué existe la reproducción sexual en
primera instancia, aunque podría servir de base para una explicación de la
misma. Decir, como he hecho yo, que los genes ventajosos pueden beneficiarse de
la existencia del sexo mientras que los genes malos pueden beneficiarse de su
ausencia no equivale a explicar por qué existe el sexo. Hay muchas teorías
sobre la razón de ser del sexo, pero ninguna de ellas es absolutamente
convincente. Una de las primeras que se propuso, el «trinquete de Muller»,8 es
una versión más formal de la teoría que he descrito
8 Según la
formulación de H. J. Muller: «Una población sexual incorpora una especie de
mecanismo de trinquete, de tai modo que nunca puede llegar a contener, en
ninguna de sus estirpes, una carga de mutaciones inferior a la que ya existe en
las estirpes actuales menos cargadas». (N. del T.)
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informalmente
al hablar de los «deseos» de los genes ventajosos y desventajosos. Mi
argumentación de los genes mutadores puede contemplarse como un espaldarazo
adicional a la teoría del trinquete de Muller. La reproducción asexual no sólo
permite que los genes malos se acumulen en la población, sino que constituye un
incentivo para los genes mutadores. Ello probablemente acelerará la extinción
de los clones asexuales o, en otras palabras, hará que el trinquete de Muller
opere más deprisa. Pero todo este asunto de la existencia del sexo, del
trinquete de Muller y demás es otra historia, difícil de contar además. Puede
que algún día me arme de valor para tratar el tema y escriba todo un libro
sobre la evolución del sexo.
Terminemos
esta digresión. El resultado es que, allí donde hay reproducción sexual, el
fenómeno de la mutación es penalizado por la selección natural, aunque
ocasionalmente las mutaciones individuales (una minoría de ellas) puedan verse
favorecidas por la selección natural. Esto es cierto incluso en una situación
de estrés, en la que un incremento de la tasa de mutación podría parecer
superficialmente ventajoso. La inclinación a mutar es siempre mala, aunque
alguna que otra mutación pueda resultar ventajosa de vez en cuando. Es mejor,
aunque parezca paradójico, pensar que la selección natural favorece una tasa de
mutación nula. Afortunadamente para nosotros, y para la continuidad de la
evolución, este nirvana genético no se acaba de alcanzar nunca. La selección
natural, el segundo paso del proceso darwiniano, es una fuerza no aleatoria,
que empuja hacia la mejora. La mutación, que es el primer paso, es aleatoria en
el sentido de que no empuja hacia la
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mejora. Así
pues, toda mejora es, antes que nada, afortunada, y ésa es la razón por la que
tanta gente piensa erróneamente que el darwinismo es una teoría azarosa. Pero
quien piense así se equivoca. La convicción de que la selección natural
favorece una tasa de mutación nula y de que la mutación no es dirigida no
excluye una posibilidad intrigante, que he denominado «la evolución de la
evolucionabilidad», y que he defendido en un ensayo así titulado. Explicaré una
nueva versión de la idea (embriología caleidoscópica) en el capítulo 7.
Entretanto, volvamos a la selección natural propiamente dicha, la otra mitad de
la asociación darwiniana. Aunque se permite que la mutación sea aleatoria, y en
un sentido importante casi con toda seguridad lo es, la esencia de la selección
natural es que no es aleatoria. De todos los lobos susceptibles de sobrevivir,
una muestra no aleatoria de ellos (los de patas más veloces, inteligencia más
sagaz, sentidos y dientes más agudos) sobrevive de facto y transmite sus genes
a la siguiente generación. En consecuencia, los genes que vemos hoy son copias
de una muestra no aleatoria de los genes que han existido en el pasado. Cada
generación es un tamiz de genes. Los genes que siguen existiendo después de un
millón de generaciones de tamizado tienen aquello que hace falta para atravesar
tamices. Han participado en la construcción embrionaria de un millón de cuerpos
sin un solo fracaso. Cada uno de este millón de cuerpos ha sobrevivido hasta la
edad adulta. Ninguno de ellos era tan poco atractivo como para no encontrar
pareja (poco atractivo, se entiende, frente a las parejas sexuales potenciales
de la especie de turno). Todos y cada uno de ellos fueron
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capaces de
engendrar al menos un hijo. El tamiz es exigente. Los genes que penetran en el
futuro no son una muestra aleatoria, sino una élite. Han sobrevivido a
glaciaciones y sequías, a pestes y depredadores, a explosiones y menguas
demográficas. Han sobrevivido a climas cambiantes no sólo en el sentido
meteorológico convencional, sino en el sentido genético, porque el sino de un
gen, cuando existe reproducción sexual, es cambiar de compañeros (de microclima
genético) en cada generación; los genes que sobreviven son los que prosperan
cuando se codean con muestras sucesivas de genes de la especie entera, y esto
implica ser bueno a la hora de cooperar con los demás genes de la especie. La
fracción dominante del clima en el que un gen tiene que sobrevivir la
constituyen los demás genes de la especie, sus compañeros en el «río que sale
del Edén»9 fluyendo a través de cuerpos sucesivos a lo largo de las
generaciones. Podemos pensar en las diferentes especies, a medida que se
separan en las bifurcaciones del río, como microclimas distintos en los que
diferentes conjuntos de genes deben sobrevivir.
Por
simplicidad hablamos de la mutación como la primera fase del proceso darwiniano
y de la selección natural como la segunda. Pero esto puede inducir a equívoco
si se interpreta que la selección natural ronda a la espera de una mutación que
luego es rechazada o recogida, después de lo cual la espera continúa. Las cosas
podrían haber sido así; una selección de este tipo seguramente funcionaría, y
quizá lo haga en algún lugar del universo. Pero, en realidad, en este planeta
las cosas funcionan generalmente de otra manera. Existe en efecto
9 Título de
un libro anterior del propio Dawkins; véase la Bibliografía. (N. del T.)
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un gran
fondo de variación alimentado en origen por un goteo de mutaciones, pero esta
variación es incrementada por la agitación que produce la reproducción sexual.
La variación tiene su origen en las mutaciones, pero éstas pueden ser muy
viejas para cuando la selección natural actúa finalmente sobre ellas.
Por
ejemplo, mi colega de Oxford, Bernard Kettlewell, ya fallecido, realizó
estudios que se hicieron famosos sobre la evolución de polillas oscuras, casi
negras, en especies anteriormente claras. En Biston betularia, la especie que
estudió con más detenimiento, los individuos oscuros tienden a ser algo más
resistentes que los claros, pero en las comarcas rurales sin contaminación son
raros porque resultan más conspicuos y las aves pronto los devoran. En áreas
industriales en las que los troncos de los árboles se han ennegrecido debido a
la contaminación, los individuos oscuros son menos visibles que los claros y,
en consecuencia, tienen más posibilidades de librarse de ser comidos. Ello les
permite además gozar de la ventaja adicional de su resistencia natural. El
consiguiente aumento del número de individuos oscuros desde mediados del siglo
pasado, hasta una dominancia abrumadora en las áreas industriales, ha sido
espectacular y es uno de los ejemplos mejor documentados de la selección
natural en acción. Y ahora viene la razón para presentar aquí este caso. Con
frecuencia se piensa (erróneamente) que tras la revolución industrial la
selección natural operó sobre una única mutación completamente nueva. Por el
contrario, podemos estar seguros de que siempre ha habido individuos negros. Lo
que ocurre es que nunca duraron demasiado. Como la mayoría de mutaciones,
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ésta habría
sido recurrente, pero las polillas oscuras siempre eran rápidamente capturadas
por las aves. Cuando las condiciones cambiaron después de la revolución
industrial, la selección natural encontró en el acervo génico una minoría de
genes oscuros ya presentes sobre los que operar.
Hemos
identificado los ingredientes que deben estar presentes para que pueda tener
lugar la evolución: la mutación y la selección natural. Ambos se concretarán
inmediatamente en cualquier planeta siempre y cuando se dé un ingrediente más
fundamental, un ingrediente difícil de obtener, pero evidentemente no
imposible. Este ingrediente básico es la herencia. Para que la selección
natural tenga lugar, en cualquier lugar del universo, tienen que existir
estirpes de cosas que se parezcan más a sus antecesores inmediatos que a los
miembros de la población en general. Herencia no es lo mismo que reproducción.
Se puede tener reproducción sin herencia. Los incendios forestales se
reproducen, pero sin herencia.
Imagínese
el lector una pradera seca y agostada, que se extiende kilómetros y kilómetros
en todas direcciones. Ahora bien, en un lugar determinado, un fumador
imprudente deja caer una cerilla encendida y en un abrir y cerrar de ojos toda
la hierba se ha inflamado en un fuego que avanza rápidamente. Nuestro fumador
se aleja corriendo del fuego tan deprisa como se lo permite la tos de sus
pulmones, pero ahora nos interesa más la manera en que el fuego se propaga. No
sólo crece uniformemente a partir del punto inicial original, sino que emite
chispas que se elevan en el aire. Estas chispas, o briznas de hierba seca
ardiendo, son arrastradas por el viento lejos del fuego original.
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Cuando una
chispa acaba cayendo, inicia un nuevo fuego en algún otro lugar de la pradera
seca como yesca. Después el nuevo fuego emite chispas que encienden aún más
fuegos en algún otro lugar. Podríamos decir que los fuegos se entregan a una
forma de reproducción. Cada nuevo fuego tiene un fuego progenitor: el fuego que
encendió la chispa que lo inició. Y tiene un fuego abuelo, un fuego bisabuelo,
y así sucesivamente hasta el fuego ancestral encendido por la malhadada
cerilla. Un fuego sólo puede tener un progenitor, pero puede tener más de un
hijo, porque puede enviar más de una chispa en direcciones distintas. Si
alguien hubiera observado todo el proceso desde arriba y fuera capaz de
registrar la historia de cada llamarada, podría trazar un árbol genealógico
completo de los fuegos de la pradera.
Ahora bien,
el meollo del relato es que, aunque los fuegos se reproducen, no hay una
verdadera herencia. Para que existiera, cada fuego tendría que parecerse a su
progenitor más que a los fuegos en general. No hay nada absurdo en la idea de
un fuego que se parezca a su progenitor. Podría ocurrir. Los fuegos varían,
tienen cualidades individuales, lo mismo que las personas. Un fuego puede tener
su propio color de llama, su propio color de humo, su propio tamaño de llama,
su propio nivel de ruido, etc. Podría parecerse al fuego progenitor en
cualquiera de estos rasgos. Si, en general, los fuegos se parecieran a sus
progenitores en alguna de estas cosas, podríamos hablar de herencia verdadera.
Pero los fuegos individuales no se parecen a sus progenitores más de lo que se
parecen a la generalidad de fuegos que tachonan la pradera. Una llamarada
concreta obtiene
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sus
cualidades características (tamaño de la llama, color del humo, volumen de
crepitación, etc.) de su entorno, del tipo de hierba que crezca allí donde
aterrice la chispa, de la velocidad y dirección del viento. Todas ellas son
cualidades del área local en la que prende la chispa. No son cualidades del
fuego progenitor del que procedía la chispa.
Para que
existiera una herencia verdadera, cada chispa tendría que llevar con ella
alguna cualidad, alguna esencia característica, de su fuego progenitor. Por
ejemplo, supóngase que algunos fuegos tienen llamas amarillas, otros rojas y
otros azules. Si los fuegos de llamas amarillas produjeran chispas que
iniciaran fuegos de llamas amarillas, los fuegos de llamas rojas produjeran
chispas que diesen lugar a fuegos rojos, y así sucesivamente, entonces
tendríamos una herencia verdadera. Pero no es esto lo que ocurre. Si vemos una
llama azul pensaremos que debe haber sales de cobre en esa zona, y no que el
fuego debió iniciarse a partir de una chispa producida por algún otro fuego de
llamas azules en algún otro lugar.
La
diferencia entre los fuegos y los conejos, los seres humanos o los dientes de
león reside en esto. Incidentalmente, no hay que dejarse confundir por el hecho
de que los conejos tienen dos padres y cuatro abuelos mientras que los fuegos
tienen sólo un padre y un abuelo. Se trata de una diferencia importante, pero
no es ésta la que ahora nos ocupa. Si sirve de ayuda, uno puede pensar no en
conejos, sino en insectos palo o áfidos, en los que las hembras pueden tener
hijas, nietas y bisnietas sin que intervengan nunca los machos. La forma,
color, tamaño y temperamento de un insecto palo están influidos, sin
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duda, por
el lugar y el clima de su desarrollo, pero también lo están por la chispa que
vuela exclusivamente de madre a hija.
¿Qué es,
pues, esta misteriosa chispa que vuela de padres a hijos pero no de un fuego a
otro? En este planeta es el DNA, la molécula más asombrosa del mundo. Es fácil
pensar en el DNA como la información a partir de la cual un cuerpo fabrica otro
cuerpo igual a sí mismo. Sería más correcto, sin embargo, considerar al cuerpo
como el vehículo utilizado por el DNA para producir más DNA igual a sí mismo.
Todo el DNA que existe en el mundo en cierto momento, como puede ser ahora
mismo, procede de una cadena ininterrumpida de antepasados exitosos. No hay dos
individuos (excepto los gemelos idénticos) que posean exactamente el mismo DNA.
Las diferencias entre el DNA de los individuos contribuyen realmente a su
supervivencia y a las posibilidades de que ese mismo DNA se reproduzca.
Repitámoslo, porque es importante: el DNA que ha llegado hasta nosotros es DNA
que, durante cientos de millones de años, ha habitado en el cuerpo de
antepasados exitosos. Montones de antepasados potenciales han muerto jóvenes, o
no han conseguido encontrar una pareja. Ninguno de ellos nos ha dejado su DNA.
Llegados a
este punto, sería fácil cometer el error de pensar que algo, algún elixir del
éxito, algún olor de santidad procedente de los cuerpos ancestrales aptos y
exitosos, «se pega» al DNA cuando éste pasa a su través. No ocurre nada de eso.
El río de DNA que fluye a través de nosotros y hacia el futuro es un río puro
que (mutaciones aparte) nos deja tal como nos encontró. Para ser exactos, se
mezcla continuamente en la recombinación sexual. La mitad del DNA de
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nuestro
cuerpo procede de nuestro padre y la otra mitad de nuestra madre. Cada uno de
nuestros espermatozoides u óvulos contendrá una mezcla distinta obtenida a
partir del afluente genético procedente de nuestro padre y del afluente
genético procedente de nuestra madre. Pero la afirmación anterior sigue siendo
cierta. No hay nada procedente de los antepasados exitosos que «se pegue» a los
genes a medida que éstos pasan en su camino hacia el distante futuro.
La
explicación darwiniana de por qué los seres vivos hacen tan bien lo que hacen
es muy simple. Su aptitud es fruto de la sabiduría acumulada de sus
antepasados. Pero no es una sabiduría que hayan aprendido o adquirido. Es una
sabiduría que les vino dada a través de mutaciones aleatorias exitosas,
sabiduría que después se registró de manera selectiva, no aleatoria, en la base
de datos genética de la especie. La cantidad de suerte en cada generación no es
muy grande; de hecho es lo bastante pequeña para resultar creíble incluso a los
físicos escépticos citados al principio. Pero, dado que la suerte se ha estado
acumulando a lo largo de tantas generaciones, al final nos sentimos
profundamente impresionados por la aparente improbabilidad del producto final.
Todo el circo darwiniano depende de (se sigue de) la existencia de la herencia.
Cuando escribí que la herencia era el ingrediente básico quise decir que el
darwinismo, y por lo tanto la vida, se concretará, de manera más o menos
inevitable, en cualquier planeta del universo en el que surja algo equivalente
a la herencia.
Hemos
llegado de nuevo al monte Improbable, de nuevo a «desmenuzar» la suerte: tomar
lo que parece una suerte inmensa (la
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que se
necesita para fabricar un ojo allí donde antes no había ojo alguno, por
ejemplo) y explicarla dividiéndola en gran cantidad de pequeños fragmentos de
suerte, cada uno de los cuales se ha ido sumando de forma acumulativa a lo ya
obtenido. Ahora vemos cómo funciona esto en realidad, mediante la acumulación
de grandes cantidades de pequeños fragmentos de suerte ancestral en el DNA
superviviente. Junto a una minoría de individuos supervivientes, bien dotados
genéticamente, ha habido un gran número de individuos menos favorecidos que
pereció. Cada generación tiene sus fracasos darwinianos, pero cada individuo
desciende sólo de las minorías exitosas de las generaciones previas.
El mensaje
de la montaña es triple. En primer lugar está el mensaje que ya hemos
presentado: no puede haber saltos súbitos hacia arriba, ni incrementos
repentinos de complejidad ordenada. En segundo lugar, no se puede ir cuesta
abajo; las especies no pueden empeorar como preludio de una mejora. En tercer
lugar, puede haber más de un pico, más de un modo de resolver el mismo
problema, todos presentes en el mundo.
Tómese
cualquier parte de cualquier animal o planta, y será inteligente preguntarse de
qué modo se ha formado dicha parte mediante la transformación gradual de alguna
otra parte de un antepasado más antiguo. En ocasiones podemos seguir el proceso
a través de fósiles cada vez más jóvenes. Un famoso ejemplo es la derivación
gradual de nuestros huesos auditivos mamiferianos (los tres huesos que
transmiten el sonido, con una magnífica igualación de impedancia, por si acaso
el lector conoce la jerga técnica, del
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tímpano al
oído interno). La evidencia fósil demuestra claramente que estos tres huesos,
el martillo, el yunque y el estribo, descienden linealmente de tres huesos
correspondientes que, en nuestros antepasados reptilianos, formaban la
articulación de la mandíbula.
Con
frecuencia el registro fósil no se muestra tan obsequioso. Tenemos que
conjeturar posibles etapas intermedias, a veces con una pizca de inspiración
procedente de otros animales modernos que pueden estar emparentados o no con el
que es objeto de estudio. La trompa del elefante no contiene huesos y no se
fosiliza, pero no nos hacen falta fósiles para convencernos de que la trompa
del elefante comenzó siendo una simple nariz. Ahora es…, bien, permítaseme
citar unos párrafos de un libro que, siempre que lo leo, me emociona hasta las
lágrimas: Battle for the Elephants, de una pareja de héroes, Iain y Oria
Douglas-Hamilton. Estos autores escribieron capítulos alternos, y he aquí la
horrorizada descripción que hace Oria, en la página 220, de una «entresaca»10
de elefantes que presenció en Zimbabue:
«Miré una
de las trompas desechadas y pensé en cuántos millones de años debieron ser
necesarios para crear un milagro tal de la evolución. Equipada con cincuenta
mil músculos y controlada por un cerebro de complejidad pareja, puede retorcer
y empujar con una fuerza de varias toneladas. Pero, al mismo tiempo, es capaz
de realizar las operaciones más delicadas, como arrancar una pequeña
10
Eliminación de un número determinado de animales de la población para evitar
que ésta aumente hasta niveles incompatibles con la capacidad de carga del
medio. Es éste un triste contrasentido de la protección: algunas especies (como
el elefante africano) medran más allá de la capacidad del hábitat para
sustentarlas, y la gestión de las áreas protegidas exige reducir periódicamente
su número. (N. del T.)
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vaina con
semillas y abrirla en la boca. Este órgano versátil es un sifón capaz de
contener cuatro litros de agua para bebería luego o rociarla sobre el cuerpo,
de actuar como un dedo extendido y como una trompeta o un altavoz.
»La trompa
tiene, asimismo, funciones sociales: caricias, insinuaciones sexuales,
transmisión de seguridad, salutación y abrazos mutuamente entrelazados; y en
los machos puede convertirse en un arma para golpear y agarrarse como
luchadores cuando los colmillos entrechocan y cada macho busca dominar, jugando
o de veras. Y allí yacía, amputada como tantas trompas de elefante que he visto
por toda África».
El párrafo
ha tenido en mí el efecto usual…
Aquí, el
mensaje de la montaña es que los antepasados de los elefantes tuvieron que
haber incluido una serie continua de formas intermedias con narices más o menos
alargadas, como los tapires, las ratas de trompa, los násicos o los elefantes
marinos. Ninguno de estos animales está estrechamente emparentado con los
elefantes (y tampoco lo están entre sí). Todos ellos han desarrollado
evolutivamente su larga nariz de forma mutuamente independiente y probablemente
por razones distintas (figura 3.1).
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Figura 3.1.
Elefante africano, Loxodonta africana, y mamíferos de hocico largo no
emparentados con el elefante y que seguramente desarrollaron su larga nariz por
razones independientes: (en sentido contrario a las agujas del reloj, desde la
parte superior izquierda) el násico o nasio, Nasalis larvatus; rata de trompa,
Rhynchocyon petersi (una musaraña); el tapir malayo, Tapirus indicus, y el
elefante marino del sur, Mirounga leonina.
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En la
evolución del elefante a partir de sus antepasados de nariz corta tuvo que
haber existido una sucesión suave y gradual de narices cada vez más largas, un
gradiente de músculos que se engrosaban y de nervios dispuestos de manera cada
vez más intrincada. Debió de darse el caso de que, a medida que se añadía un
centímetro adicional a la longitud de la trompa promedio, ésta hacía cada vez
mejor su trabajo. Nunca será posible decir algo parecido a: «Esta trompa de
tamaño medio no es buena porque no es ni una cosa ni otra, queda entre dos
niveles; pero no importa, démosle unos cuantos millones de años más y será
perfecta». Ningún animal se ganó la vida meramente por hallarse en la senda
evolutiva hacia algo mejor. Los animales se ganan la vida comiendo, evitando
ser comidos y reproduciéndose. Si una trompa de tamaño medio hubiera sido
siempre menos eficiente para estos fines que una nariz pequeña o una trompa
grande, la trompa grande no hubiera evolucionado nunca.
Pero el que
la trompa tuviera que ser útil en todos sus estadios intermedios no significa
que tuviera que ser útil para el mismo objetivo a través de todos los estadios
intermedios. La elongación inicial pudo haber proporcionado una ventaja que no
tuviera nada que ver con recoger objetos. Quizás en sus primeras fases la nariz
se hizo más larga para aumentar el sentido del olfato, como en las ratas de
trompa; o quizá servía como resonador para las llamadas, como en los elefantes
marinos; o quizás era un adorno para atraer a la pareja, como (por contrario
que pueda parecer a nuestro sentido de la estética) en los násicos. Por otra
parte, también es posible que la
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utilidad de
la trompa como «mano» se hiciese patente muy pronto en su evolución, cuando
todavía era muy corta. Esta suposición resulta plausible si nos fijamos en los
tapires, que utilizan su nariz prensil para coger hojas y llevárselas a la
boca. Evoluciones distintas de dispositivos similares en animales diferentes
pueden esclarecer nuestra comprensión de los mismos.
En el caso
específico de la trompa del elefante, las partes duras del cráneo que sí se
fosilizan ofrecen evidencias sugerentes, especialmente los colmillos y huesos
asociados. En la actualidad sólo hay dos especies de elefantes, únicos
supervivientes de una radiación en otro tiempo muy rica de animales con
colmillos que prosperaban en todos los continentes. Los colmillos de los
elefantes modernos son en realidad los incisivos superiores, que están
enormemente alargados. Pero muchas formas fósiles, como algunos mastodontes,
poseían incisivos inferiores más prominentes y dirigidos también hacia delante.
A veces eran grandes y aguzados como los colmillos que hoy vemos sólo en la
mandíbula superior. En otras especies eran planos, de manera que ambos dientes
juntos constituían una amplia pala o azada de marfil que prolongaba la línea de
la mandíbula inferior, y que probablemente era utilizada para extraer raíces y
tubérculos. La pala se extendía a tal distancia frente a la mandíbula inferior
que el labio superior no podía alcanzar la comida que desenterraba. Parece
probable que el hocico se extendiese originalmente para operar contra la pala y
recoger el alimento que ésta excavaba. Posteriormente, podemos adivinar, la
trompa incipiente se hizo tan buena en esta tarea que empezó a ser usada en
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solitario,
sin la pala. Después, al menos en las estirpes que han sobrevivido, la pala se
redujo, pero no así la trompa, que permaneció como varada por la marea que se
retira. La mandíbula inferior se retiró hasta recuperar bastante sus
proporciones originales, dejando como legado una trompa ahora completamente
independiente. Para un relato más completo de la evolución de la trompa del
elefante se puede consultar el excelente libro The Theory of Evolution, de John
Maynard Smith (páginas 291-294).
Se utiliza
el término «preadaptación» para los casos en los que un órgano es utilizado
originalmente para alguna finalidad y más adelante es adoptado para otra. Se
trata de una idea esclarecedora, porque con frecuencia nos rescata de la
perplejidad acerca de los orígenes evolutivos de una estructura. Las púas del
puercoespín son armas formidables. No surgieron de la nada, sino que son pelos
modificados, «preadaptados» para la finalidad, completamente distinta, de
mantener caliente al animal. Muchos animales tienen glándulas odoríferas
especializadas y muy desarrolladas. Su origen puede parecer un misterio hasta
que se las observa de cerca bajo un microscopio y se comprueba que son una
modificación de otra glándula más pequeña cuya finalidad (secretar sudor para
refrescar el cuerpo) es muy distinta. Glándulas sudoríparas no reconvertidas
son todavía comunes en otras partes del mismo animal, de manera que es fácil
hacer la comparación. Otras glándulas odoríferas parecen haber evolucionado a
partir de glándulas sebáceas, cuya misión original era proteger los pelos con
una secreción cérea. Con frecuencia la preadaptación y su sucesor moderno están
145
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relacionados.
Resulta que el sudor huele, y resulta que es secretado cuando el animal se
halla emocionalmente excitado (existe la creencia popular de que el miedo hace
sudar a las personas, y sé que a mí me ocurre cuando una conferencia importante
no me sale conforme a lo previsto). El paso de la antigua preadaptación a su
contrapartida especializada fue, por lo tanto, natural.
A veces no
es tan evidente qué fue primero, cuál es la preadaptación primaria y cuál la
especialización posterior. Darwin, pensando en el origen evolutivo del pulmón,
buscó una respuesta en la vejiga natatoria de los peces. Se trata de una vejiga
llena de gas que los peces óseos utilizan para controlar su flotabilidad según
el principio del diablillo de Descartes (esos muñecos dentro de botellas llenas
de agua que pueden hacerse bajar y subir mediante una suave presión sobre el
tapón). Ajustando el volumen de su vejiga natatoria, un pez puede controlar la
profundidad de reposo en equilibrio. Esto se aplica únicamente a los peces
óseos ordinarios. Los tiburones (que a pesar de su aspecto pisciforme tienen en
realidad un parentesco más lejano con los peces óseos que nosotros) carecen de
vejiga natatoria y, en consecuencia, tienen que nadar activamente para
mantenerse a la profundidad deseada. La vejiga natatoria recuerda un pulmón, y
Darwin pensó que podría ser la preadaptación a partir de la cual evolucionaron
nuestros pulmones. La mayoría de zoólogos modernos invierten este carro y este
caballo, y sospechan que la vejiga natatoria es una modificación reciente de un
pulmón primitivo (los peces pulmonados, que respiran aire, son bastante comunes
todavía hoy). Sea cual sea la estructura más primitiva, tenemos que pensar qué
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fue lo que,
incluso antes, precedió a ambas. Quizá el pulmón/vejiga natatoria surgió de una
bolsa intestinal con una función primariamente digestiva. En cualquier estadio
de su evolución, en cualquier paso ladera arriba del monte Improbable, la
bolsa/cavidad/pulmón tenía que ser útil para el animal que la portaba.
¿No podría
haber surgido la trompa del elefante en un único paso de gigante? ¿Por qué no
pudo haber nacido una cría con trompa de elefante de unos padres con trompa de
tapir? Aquí hay en realidad tres cuestiones. La primera es si pueden darse
mutaciones de gran magnitud (macromutaciones).
Figura 3.2.
Las macromutaciones también ocurren. Este sapo monstruoso con los ojos en el
techo de la boca parece haber sido encontrado vivo en un jardín canadiense. La
fotografía se publicó originalmente en un periódico local, el Hamilton
Spectator.
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La segunda
es si, suponiendo que se den, la selección natural las favorecería. La tercera,
más sutil, es qué entendemos por «grande» cuando hablamos de cambio mutacional
grande. Volveré a hacer aquí la distinción que ya hice en un libro anterior
entre «macromutaciones tipo Boeing 747» y «macromutaciones tipo DC8 alargados».
La
respuesta a la primera de las tres cuestiones es sí. Efectivamente, las
macromutaciones suceden. A veces nacen hijos radical y monstruosamente
distintos de uno y otro progenitor, y del resto de miembros de la especie. El
sapo de la figura 3.2 fue encontrado por dos niñas en el jardín del fotógrafo
Scott Gardner, del Hamilton Spectator, en Hamilton, Ontario. Las niñas lo
pusieron sobre la mesa de la cocina para que Gardner lo fotografiara. No tenía
ojos en la parte externa de la cabeza, pero cuando abría la boca —relata el
señor Gardner— parecía ser más consciente de su entorno. Según parece el animal
fue llevado para su examen al departamento de veterinaria de la Universidad de
Guelph, pero hasta ahora no he encontrado ningún informe completo sobre él. Estos
infortunados monstruos son interesantes porque nos suelen ofrecer indicios de
la forma en que tiene lugar el desarrollo embrionario normal. No todos los
defectos de nacimiento humanos son genéticos (están, por ejemplo, los causados
por la talidomida) pero muchos sí lo son. Un único gen dominante produce la
acondroplasia, una reducción importante de los huesos de los miembros que se
traduce en una baja estatura y proporciones inusuales. Las mutaciones de gran
alcance como ésta («macromutaciones») se denominan a veces saltaciones. El gen
de la
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acondroplasia
se suele heredar de un progenitor, pero muy raras veces aparece de forma
espontánea por mutación, y así es como debió surgir en un principio. Una
mutación espectacular de esta clase pudo (en teoría, aunque dudo mucho que lo
hiciera en la práctica) haber dado origen a una extensión abrupta y súbita de
la nariz, de la longitud del tapir a la del elefante, en una sola generación.
En cuanto a
la segunda cuestión (si, una vez surgida una macromutación «monstruosa», la
selección natural podría llegar a favorecerla), uno puede pensar que no es éste
el tipo de pregunta que tiene una respuesta general. Parece obvio que la
respuesta varía según el caso considerado (por ejemplo, sí para la
acondroplasia, no para los terneros de dos cabezas). En realidad, el
equivalente del gen para la acondroplasia en el perro ha sido favorecido
positivamente por la selección artificial que hacen los criadores humanos, y no
únicamente para atender caprichos ociosos, sino para producir perros útiles.
Los tejoneros (más conocidos como perros salchicha) fueron criados para que
pudieran introducirse en las galerías de los tejones, y una parte significativa
del modelado genético que condujo a esta raza fue la incorporación del gen de
la acondroplasia. Es posible que en la naturaleza una gran mutación, como la
acondroplasia, pueda abrir de pronto una vía hacia un nuevo tipo de vida o una
nueva dieta: un animal enano, aunque muy penalizado cuando se trata de
perseguir a las presas en campo abierto, descubre de pronto que, a diferencia
de la mayoría de sus colegas, puede perseguir a su presa en el interior de su
guarida.
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Los
teóricos de la evolución han sugerido a veces que en la naturaleza las grandes
saltaciones se incorporan al cambio evolutivo. El famoso genético
germanoamericano Richard Goldschmidt defendió esta teoría bajo el lema
memorable de «teoría del monstruo prometedor». Mencionaré un posible ejemplo en
el capítulo 7. Pero la teoría de Goldschmidt nunca ha sido ampliamente
aceptada, y existen razones generales para dudar que las macromutaciones o los
monstruos sean importantes para la evolución. Los organismos son máquinas
extremadamente complicadas y finamente ajustadas. Si se toma una máquina
complicada, incluso una que no funcione de manera óptima, y se produce una gran
alteración al azar en sus entrañas, la probabilidad de que mejore es
ciertamente muy baja. Pero si la alteración aleatoria es muy pequeña sí se la
puede mejorar. Si la antena de nuestro televisor no está convenientemente
alineada, un pequeño giro al azar de la misma tiene aproximadamente una
probabilidad de 50-50 de mejorar las cosas. Esto es así porque, fuera cual
fuera la dirección en la que debiera estar orientada la antena, hay un 50 por
ciento de probabilidades de que nuestro pequeño giro aleatorio sea en aquella
dirección. Pero si torcemos la antena violentamente con un ángulo de giro muy
grande, lo más probable es que las cosas empeoren. Esto se debe en parte a que,
aunque el giro se haga en el sentido adecuado, seguramente excederá el ángulo
correcto. Con más generalidad, esto es así porque hay muchas más maneras de
ajustar mal la antena que de ajustaría bien. Un mecanismo complicado que
después de todo funciona no puede estar lejos del ajuste correcto. Un pequeño
cambio aleatorio puede
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mejorarlo
y, aunque empeore las cosas, tampoco lo alejará mucho de la disposición
correcta. Pero un cambio aleatorio muy grande equivale a muestrear el enorme
conjunto de todas las disposiciones posibles, y la inmensa mayoría de ellas es
inoperante.
Incluso la
experiencia común de que un televisor que funciona mal puede con frecuencia
arreglarse dándole un buen golpe no contradice mi razonamiento. El televisor es
una máquina robusta y, por violento que sea este golpe, no tendrá
necesariamente un gran efecto sobre la disposición de las partes. Lo que sí
puede hacer es cambiar ligeramente la posición de cualquier parte que se haya
aflojado, y es muy probable que sea esta parte la que esté provocando el
comportamiento defectuoso.11
Volviendo a
los seres vivos, escribí en El relojero ciego que «aunque puede haber muchas
maneras de estar vivo, lo cierto es que hay muchísimas más maneras de estar
muerto». (Sería inhumano si no confesara mi deleite por el hecho de que esta
afirmación se haya abierto camino hasta el diccionario de citas de Oxford.) Si
uno piensa en todas las formas posibles de ordenar las partes de un animal,
casi todas ellas corresponderían a un animal muerto; más exactamente, la mayor
parte de tales animales no llegaría a nacer. Cada especie de animal y de planta
es una isla de viabilidad situada en un vasto mar
11 Judith
Flanders me ha llamado la atención sobre el siguiente relato, relevante y
divertido, del libro de Robert X. Cringley Accidental Empires (Imperios
accidentales). Se refiere al Apple III, un ordenador personal de la generación
intermedia entre el famoso Apple II y el aún más famoso
Macintosh,
que salió al mercado en 1980: «… la maquinaria automática que insertaba docenas
de chips en la placa de circuitos principal no los apretaba con la presión
suficiente en sus encajes. La respuesta de Apple fue informar a 90.000 clientes
que cogieran cuidadosamente su Apple III, lo mantuvieran a una altura de 30 a
45 centímetros sobre una superficie plana y después lo dejaran caer, con la
esperanza de que el golpe resultante afianzara todos los chips». (N. del A.)
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de
ordenaciones concebibles de las que la gran mayoría, si es que alguna vez
llegara a existir, moriría. El océano de todos los animales posibles incluye
animales con los ojos en la planta de los pies, animales con cristalinos en los
oídos en lugar de en los ojos, animales con un ala izquierda y una aleta
derecha; animales con cráneos alrededor del estómago y nada alrededor de su
cerebro. No tiene objeto seguir inventando. He dicho lo suficiente para
demostrar que las islas de supervivencia, por extensas y numerosas que puedan
ser, son minúsculas en tamaño e infinitesimales en número cuando se comparan
con el océano de inviabilidad muerta.
El
progenitor de un hijo mutante, dado que está vivo, tiene que estar instalado
cómodamente en una de las islas. Una pequeña mutación (un alargamiento
fraccional de un hueso de la pierna aquí, un delicado ajuste en un ángulo de la
mandíbula allí) simplemente desplaza al hijo a un sector distinto de la misma
isla, o bien puede reclamar un pequeño banco de arena mar adentro y unirlo a la
tierra firme. Pero una mutación grande, un cambio drástico, monstruoso,
revolucionario, es equivalente a un salto alocado hacia no se sabe dónde. El
macromutante es catapultado en una dirección aleatoria, a muchas leguas de su
hogar insular. Es posible que casualmente aterrice en otra isla. Pero, al ser
el océano tan grande y las islas tan pocas y pequeñas, las posibilidades son
ínfimas. Puede ocurrir de forma muy ocasional una vez cada varios millones de
años, y cuando ocurre puede tener un impacto espectacular en el curso de la
evolución.
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No debemos
llevar demasiado lejos la metáfora de las islas. Hay mucho de equívoco en ella.
Todas las especies están relacionadas entre sí, lo que significa que tiene que
haber maneras de viajar, a través del océano de posibilidades, desde cualquier
forma de estar vivo a cualquier otra. La metáfora de las islas no nos sirve de
ayuda aquí. La del monte Improbable es mejor. Las islas sirven para el fin
concreto de escenificar la idea de que cuanto más drástica y monstruosa es una
mutación, menos probable es que se vea favorecida.
También es
necesario distinguir entre distintos tipos de macromutación. Al invocar
animales imaginarios con ojos en la planta de los pies y cristalinos en los
oídos me concentré en los cambios en la disposición de las partes. Ciertamente,
es muy poco probable que los cambios drásticos de esta clase tengan suerte y
sobrevivan. Pero también pueden darse cambios importantes en la magnitud de una
parte, sin que ello suponga una redistribución del resto. Un ejemplo sería la
proyección súbita de una nariz como la del tapir a una trompa como la del
elefante, suponiendo que el alargamiento fuera el único cambio. Es menos
evidente que un cambio drástico de este tipo constituya necesariamente un salto
en el océano de lo inoperante o lo muerto.
He
prometido que volvería a las macromutaciones «tipo Boeing 747» y «tipo DC8
alargados». Recordemos el razonamiento de Sir Fred Hoyle sobre los depósitos de
chatarra y los 747 y su afirmación de que la evolución por selección natural de
una estructura complicada tal como una molécula de proteína (o, implícitamente,
de un ojo o un
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corazón) es
tan probable como que un huracán tuviera la suerte de montar un Boeing 747 al
remolinear a través de un depósito de chatarra. Si hubiera dicho «casualidad»
en lugar de «selección natural», hubiera estado en lo cierto. En realidad,
lamento tener que citar su persona como exponente del profundo malentendido de
que la selección natural es casualidad. Cualquier teoría que espere que la
evolución ensamble una máquina nueva y compleja como un ojo o una molécula de
hemoglobina en un único paso y partiendo de cero está exigiendo demasiado de la
casualidad. En esta teoría, la selección natural apenas tiene nada que hacer.
Todo el trabajo de «diseño» corre a cargo de la mutación, una única mutación de
gran magnitud. Es este tipo de macromutación la que merece la metáfora del 747
y el depósito de chatarra, y por eso la llamo macromutación tipo Boeing 747.
Las mutaciones tipo Boeing 747 no existen y no tienen ninguna conexión con el
darwinismo.
Volviendo a
mi otra analogía con aviones de pasajeros, el DC8 alargado es como un DC8
ordinario, sólo que bastante más largo. El diseño fundamental es el mismo, pero
la parte media del fuselaje ha sido prolongada. Hay también más asientos, más
gavetas para equipaje y más de todos los elementos que se repiten a lo largo de
la longitud de un avión. Es igualmente obvio el alargamiento de los cables,
tubos y alfombras que discurren a lo largo del fuselaje de cualquier avión de
pasajeros. Aunque no es tan evidente, es seguro que debe haber numerosas
modificaciones consecuentes en otras partes del avión, necesarias para la nueva
misión de elevar del suelo una mayor longitud de fuselaje. Pero la diferencia
entre el DC8 y el
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DC8
alargado se reduce fundamentalmente a una única macromutación: de repente, el
fuselaje se ha hecho mucho más largo que el de su predecesor. No ha habido una
serie gradual de formas intermedias.
Figura 3.3.
Etapas para obtener un cuello largo. El okapi, Okapia johnstoni, que podría
parecerse a un antepasado de las jirafas modernas, y la jirafa, Giraffa
camelopardalis reticulata.
Las jirafas
han evolucionado a partir de un antepasado bastante parecido al moderno okapi
(figura 3.3). El cambio más conspicuo es la elongación del cuello. ¿Podría
haber sido producto de una
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mutación
drástica, única? Me apresuro a decir que estoy seguro de que no fue así. Pero
con esto no quiero decir que no pudo ser así. Una mutación tipo Boeing 747 que
dé lugar a un ojo enteramente nuevo (completo, con un iris y un cristalino
enfocable, surgido de la nada, como Palas Atenea de la ceja de Zeus) no puede
suceder nunca, ni en un billón de billones de años. Pero, al igual que el
alargamiento del DC8, el cuello de la jirafa pudo haber surgido en un único
paso mutacional (aunque yo apuesto a que no). ¿Cuál es la diferencia? No es que
el cuello sea mucho menos complicado que el ojo. Por lo que yo sé, puede ser
incluso más complejo. No, lo importante aquí es la diferencia de complejidad
entre el cuello original y el derivado. Esta diferencia es ligera, al menos si
se compara con la diferencia entre la ausencia de ojo y un ojo moderno. La
disposición de las partes del cuello de la jirafa es igual de compleja que la
del cuello del okapi (y, presumiblemente, el antepasado de cuello corto de la
jirafa). Hay la misma secuencia de siete vértebras, cada una con sus vasos
sanguíneos, nervios, ligamentos y paquetes musculares asociados. La diferencia
es que cada vértebra es mucho más larga, y todas sus partes asociadas están
estiradas o espaciadas en proporción.
El punto
importante es que para cuadruplicar la longitud del cuello es posible que baste
con cambiar una cosa en el embrión en desarrollo. Pongamos que sólo cambie la
tasa de crecimiento de los primordios vertebrales, y de ahí se sigue todo lo
demás. Pero para conseguir que se forme un ojo a partir de la piel desnuda hay
que cambiar no una tasa, sino cientos (véase el capítulo 5). Si un okapi mutara
para adquirir un cuello de jirafa, estaríamos ante una
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macromutación
tipo DC8 alargado, no una macromutación tipo Boeing 747. Es una posibilidad que
no debe descartarse por completo. No se añade nada nuevo, en el sentido de
complicación. El fuselaje se alarga, con todo lo que eso implica, pero es un
alargamiento de la complejidad ya existente, no una introducción de nueva
complejidad. Lo mismo valdría si la jirafa tuviera más de siete segmentos
cervicales. El número de vértebras en las distintas especies de serpientes
varía entre 200 y 350. Dado que todas las serpientes son primas, y dado que las
vértebras no pueden presentarse en mitades o cuartos, esto sólo puede
significar que, de vez en cuando, nace una serpiente con una vértebra de más, o
de menos. Estas mutaciones merecen la denominación de macromutaciones, y es
evidente que la evolución las ha incorporado porque todas esas serpientes
existen. Son mutaciones DC8, porque implican la duplicación de una complejidad
existente, no la invención 747 de nueva complejidad.
Hay algo
que podría venir en ayuda evolutiva del monstruoso macromutante, y es el hecho
de que el efecto de un gen determinado depende de los otros genes presentes en
el mismo cuerpo. El efecto de un gen sobre un cuerpo (lo que se conoce como
efecto fenotípico) no está escrito encima suyo. No hay nada en el código de DNA
del gen de la acondroplasia que un biólogo molecular pueda descodificar como
«corto» o «enano». Este gen sólo ejerce su efecto de acortar las extremidades
cuando está rodeado de otros muchos genes, por no decir nada de los factores
ambientales. El significado de un gen depende del contexto. El embrión se
desarrolla en un clima producido
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por todos
los genes. El efecto que tiene un gen determinado sobre el embrión depende del
clima en que está inmerso. R. A. Fisher, al que ya he citado, expresó esto
mismo hace mucho tiempo al decir que algunos genes actúan como «modificadores»
de los efectos de otros. Adviértase que esto no significa que esos genes
modifican el código de DNA de otros. Es evidente que no. Los modificadores
simplemente cambian el clima, de tal manera que modifican los efectos de otros
genes sobre el cuerpo, no su secuencia de DNA.
Como hemos
visto, no es del todo inconcebible que un progenitor con una probóscide de 15
centímetros, tipo tapir, pudiera haber producido un hijo mutante con una trompa
de metro y medio, tipo elefante, en una sola generación mediante un cambio en
un gen, una macromutación. Es muy improbable que la nueva nariz hubiera
funcionado de inmediato como una trompa funcional y apta. Aquí es donde podrían
venir teóricamente al rescate los genes «modificadores» y la noción de «clima»
genético. Mientras la macromutación tenga alguna utilidad, aunque sólo se
insinúe, de manera que los individuos que la posean no se extingan, la
subsiguiente selección de genes modificadores puede refinar los detalles y
pulir las aristas. Piénsese en la irrupción de la mutación principal dentro de
la población como algo equivalente a un reto cataclísmico (como una glaciación,
por ejemplo). Del mismo modo que una glaciación hace que se seleccione toda una
serie de genes, un cambio mutacional drástico, tal como un repentino
alargamiento de la nariz, afecta al cuerpo promedio.
Los genes
que se encargan de «pulir» una mutación importante nueva no trabajan sólo sobre
los efectos más evidentes del gen principal.
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Pueden
actuar sobre alguna parte del cuerpo inesperada y distante para compensar,
mitigar los efectos negativos o aumentar los posibles beneficios de la
mutación. Como secuela de una nariz muy alargada, y puesto que la trompa
aumenta el peso de la cabeza, será necesario reforzar los huesos del cuello.
Puede cambiar el equilibrio del cuerpo entero, con efectos encadenados
ulteriores, quizá sobre la columna vertebral y la pelvis. Toda esta selección
consiguiente opera sobre decenas de genes que afectan a muchas partes distintas
del cuerpo. Aunque he introducido la idea de «pulido ulterior» en el contexto
de las macromutaciones, este tipo de selección es ciertamente importante en la
evolución en general. Incluso las micromutaciones tienen consecuencias tales que
un «pulido ulterior» resulta muy deseable. Cualquier gen puede actuar como
modificador de los efectos de cualquier otro. Muchos genes modifican los
efectos de todos los demás. Algunas autoridades en la materia se atreverían
incluso a afirmar que, de los genes que tienen algún efecto (muchos no tienen
ninguno), la mayoría modifica la mayor parte de los efectos del resto. Éste es
otro aspecto de lo que quise decir cuando afirmé que el «clima» en el que tiene
que sobrevivir un gen está constituido en gran parte por el resto de genes de
la especie.
Aun a
riesgo de dedicar a las macromutaciones más tiempo del que merecen, queda una
posible fuente de confusión que debo anticipar. Hay una teoría que ha sido
objeto de una hábil campaña publicitaria, y que no deja de tener su interés,
conocida como la teoría del «equilibrio interrumpido» (o puntuado). Explicarla
en detalle sobrepasaría el alcance de este libro, pero, puesto que ha sido tan
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promocionada
como mal comprendida, tengo que destacar que esta teoría no tiene ninguna
conexión legítima con la macromutación (o no debería presentarse como si la
tuviera). La teoría del equilibrio interrumpido propone que las estirpes pasan
periodos prolongados de estasis, sin cambios evolutivos, interrumpidos por
explosiones ocasionales y rápidas de cambio evolutivo que coinciden con el
nacimiento de una nueva especie. Pero, por muy rápidas que puedan parecer estas
explosiones a escala geológica, siguen abarcando gran número de generaciones, y
siguen siendo graduales. Es sólo que las formas intermedias suelen sucederse
demasiado rápidamente para quedar registradas como fósiles. Esta «interrupción
entendida como gradualismo rápido» es muy distinta de la macromutación, que es
un cambio instantáneo en una sola generación. La confusión surge en parte
porque uno de los dos promotores de la teoría, Stephen Jay Gould (el otro es
Niles Eldredge), tiene una debilidad personal por ciertas macromutaciones, y en
ocasiones no acaba de subrayar la distinción entre gradualismo rápido y
macromutación propiamente dicha (me apresuro a añadir que no me refiero a
macromutación milagrosa tipo Boeing 747). Eldredge y Gould hacen bien en
preocuparse por el mal uso que de sus ideas hacen los creacionistas que, en mi
terminología, vienen a decir que el equilibrio interrumpido trata de
macromutaciones tipo 747 (mutaciones que requerirían milagros, y en eso los
creacionistas sí están en lo cierto). Gould afirma:
«Dado que
propusimos el equilibrio puntuado para explicar las tendencias, resulta
enfurecedor ser citado una y otra vez
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por los
creacionistas (no sabría si intencionadamente o por estupidez) como si
admitiéramos que el registro fósil no incluye formas de transición. Las formas
de transición no existen normalmente al nivel de las especies, pero son
abundantes entre los grupos mayores».
El doctor
Gould reduciría el riesgo de tal malinterpretación si subrayara con más
claridad la distinción radical entre gradualismo rápido y saltación (es decir,
macromutación). En función de la definición que uno adopte, la teoría del
equilibrio interrumpido es modesta y posiblemente cierta o bien es
revolucionaria y probablemente falsa. Si se difumina la distinción entre
gradualismo rápido y saltación se puede hacer que la teoría de la puntuación
parezca más radical, pero al mismo tiempo se ofrece una invitación abierta a la
malinterpretación, una invitación que los creacionistas aceptarán sin
pensárselo dos veces.
Hay una
razón absolutamente trivial que explica por qué las formas de transición suelen
faltar al nivel de especie. Puedo explicarlo mejor con una analogía. Los niños
se transforman de forma gradual y continua en adultos, pero, a efectos legales,
se identifica la mayoría de edad con un aniversario concreto, habitualmente los
dieciocho años. Por lo tanto, se podría decir: «Hay 55 millones de personas en
el Reino Unido, pero ni una sola de ellas es intermedia entre no votante y
votante». Así como, por razones legales, un individuo juvenil se torna votante
al llegar la medianoche de su decimoctavo aniversario, los zoólogos insisten
siempre en clasificar un
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determinado
espécimen en una especie o en otra. Si un espécimen representa una forma
intermedia (como pasa con muchos), las convenciones legales de los zoólogos les
fuerzan a saltar a uno u otro lado a la hora de ponerle nombre. Por lo tanto,
la afirmación de los creacionistas de que no existen formas intermedias tiene
que ser cierta por definición al nivel de la especie, pero esto no tiene
ninguna implicación sobre el mundo real (excepción hecha de las convenciones de
nomenclatura zoológica).
Para no
buscar más allá de nuestra propia ascendencia, la transición de
Australopithecus a Homo habilis, de éste a Homo erectus, y de éste al Homo
sapiens «arcaico» y al Homo sapiens «moderno» es tan gradual que los
antropólogos están siempre enzarzados en trifulcas sobre la clasificación de
determinados fósiles. Veamos ahora lo que dice un libro de propaganda
antievolucionista: «Los hallazgos han sido clasificados como Australopithecus,
y por lo tanto son simios, o como Homo, y por lo tanto son humanos. A pesar de
más de un siglo de enérgicas excavaciones y de intenso debate, la caja de
cristal reservada para el hipotético antepasado de la humanidad permanece
vacía. El eslabón perdido sigue perdido». Uno se queda pensando qué es lo que
tiene que hacer un fósil para que se le conceda el certificado de forma
intermedia. En realidad, la afirmación citada no dice absolutamente nada sobre
el mundo real. Está diciendo algo (bastante insulso) sobre las convenciones de
la nomenclatura biológica. No hay «eslabón perdido», no importa cuán intermedio
fuera, que pueda escapar de la force majeure terminológica que lo enviaría a
uno u otro lado de la divisoria. La manera apropiada de
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buscar
formas intermedias consiste en olvidar el nombre de los fósiles y buscar, en
cambio, su forma y tamaño reales. Cuando se hace esto, uno encuentra que el
registro fósil abunda en transiciones maravillosamente graduales, aunque
también existen algunas lagunas (algunas muy grandes, y que se asume
corresponden a formas que, simplemente, no se fosilizaron). En cierto modo,
nuestros procedimientos de nomenclatura científica están concebidos para una
época preevolucionista, cuando las divisorias lo eran todo y no se esperaba
encontrar formas intermedias.
Hemos
echado un vistazo preliminar al monte Improbable y hemos visto la diferencia
entre los ominosos precipicios de un lado y las clementes laderas del otro. Los
dos capítulos siguientes examinarán con detalle dos de los picos queridos por
los creacionistas, porque sus acantilados parecen particularmente empinados: en
primer lugar las alas («¿de qué sirve media ala?») y después los ojos («el ojo
no funcionará en absoluto a menos que todas sus partes estén en su lugar, por
lo tanto no puede haber evolucionado gradualmente»).
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Capítulo 4
Emprendiendo
el vuelo
Volar ha
sido durante largo tiempo un sueño imposible de la humanidad y, aunque al final
lo hemos conseguido, lo hacemos con tal dificultad que es fácil exagerar cuán
arduo es: Volar es la segunda naturaleza de la mayoría de especies animales.
Modificando un aforismo de mi colega Robert May, en una primera aproximación
todas las especies animales vuelan. Esto es así porque, como dijo May en
realidad, en una primera aproximación todas las especies animales son insectos.
Aun considerando sólo los vertebrados de sangre caliente, sin embargo, sigue
siendo correcto decir que más de la mitad de las especies vuela: hay el doble
de especies de aves que de mamíferos, y una cuarta parte de las especies
mamíferas son murciélagos. Volar nos parece una empresa formidable, más que
nada porque somos animales grandes.
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Figura 4.1.
Los seres vivos varían en tamaño en aproximadamente ocho órdenes de magnitud.
Para ordenar la variación, se ilustra aquí el tiempo de generación en relación
al tamaño (ambos parámetros están fuertemente relacionados, por razones que no
se comentan aquí). Ambos ejes están dibujados a escala logarítmica, pues de
otro modo haría falta un papel de 1.500 kilómetros de longitud para acomodar
una secoya en la misma escala que una bacteria.
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Es natural
que nos llamen más la atención aquellos animales que, como los elefantes o los
rinocerontes, nos superan en tamaño, pero, en una primera aproximación, todos
los animales son más pequeños que nosotros (figura 4.1).
Si uno es
un animal muy pequeño, la conquista del aire no representa ningún problema.
Cuando se es muy pequeño, el mayor desafío puede ser permanecer en el suelo.
Esta diferencia entre animales grandes y pequeños se deriva de algunos
principios ineludibles de la física.
Para
objetos de una forma fijada, el peso aumenta desproporcionadamente con la
longitud (más concretamente, aumenta en razón directa al cubo de la longitud).
Un huevo de avestruz que sea tres veces más largo que un huevo de gallina con
la misma forma no pesará tres veces más que este último, sino 3 x 3 x 3, es
decir, veintisiete veces más. Hasta que uno se acostumbra a ello, este hecho
puede resultar bastante chocante. Si un huevo de gallina constituye el desayuno
de una persona, con un huevo de avestruz puede desayunar un pelotón de
veintisiete personas. El volumen, y con él el peso, aumenta con la tercera
potencia (el cubo) de la dimensión lineal. La superficie, en cambio, aumenta
con la segunda potencia (el cuadrado) de la dimensión lineal. Esto es más fácil
de demostrar con cajas cúbicas, pero la regla es aplicable a todas las formas.
Imaginemos
una gran caja cúbica. ¿Cuántas cajas cuyo lado sea exactamente la mitad podrían
caber en ella? Puede verse enseguida, si se dibujan las cajas, que la respuesta
es ocho. En la caja grande
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no cabe el
doble de manzanas que en una de las cajas pequeñas, sino ocho veces más; no
cabe el doble de botes de pintura, sino ocho veces más. Ahora bien, si queremos
pintar la superficie de la caja grande, ¿cuántas veces más pintura
necesitaremos que para pintar la superficie de una caja pequeña? De nuevo,
puede verificarse rápidamente con un dibujo que la respuesta no es ni dos ni
ocho, sino cuatro veces más.
La
diferencia entre superficie y volumen se hace más contundente cuando se
observan objetos de tamaño muy distinto. Supongamos que un fabricante de
cerillas construye, con fines publicitarios, una caja de cerillas de dos metros
de altura cuando se la pone plana sobre el suelo. Una caja de cerillas típica
tiene dos centímetros de altura, de modo que una columna de 100 cajas de
cerillas apiladas tendría exactamente la altura de la caja grande, una hilera
de 100 cajas de cerillas ocuparía su longitud y una banda de 100 cajas de
cerillas abarcaría exactamente su anchura. Así pues, ¿cuántas cajas de cerillas
cabrían en la caja grande? La respuesta es 100 x 100 x 100, es decir, un
millón. En un sentido la caja grande es sólo 100 veces más grande que una caja
de cerillas ordinaria, de manera que un ojo humano ingenuo podría estimar que
es unas 100 veces mayor. Pero en otro sentido es un millón de veces mayor, y
podrá contener al menos un millón de cajas de cerillas ordinarias (en realidad
más, porque el cartón ocupa menos espacio en proporción).
Si
suponemos que la caja de cerillas gigante está hecha del mismo tipo de cartón
que una caja de cerillas ordinaria, ¿cuál sería el coste relativo del cartón?
Esto no depende ni del volumen ni de las
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dimensiones
lineales, sino de la superficie. La caja gigante no necesitaría un millón de
veces más cartón, sino sólo 10.000 veces más. La superficie de la caja de
cerillas típica es enormemente mayor, en relación a su peso, que la superficie
de la caja gigante. Si se corta en pedazos una caja de cerillas, los trozos de
cartón resultantes apenas caben en el interior de otra caja de cerillas. Pero
si cortamos en pedazos nuestra caja de cerillas gigante, los trozos de cartón
apenas ocuparían espacio dentro de otra caja gigante. La relación entre
superficie y volumen es una magnitud muy importante. El volumen aumenta en
proporción al cubo de la longitud, mientras que la superficie aumenta en
proporción al cuadrado. Esto se puede expresar matemáticamente de la siguiente
manera: si la forma se agranda proporcionalmente de manera uniforme, la
relación superficie/volumen aumenta en proporción a los dos tercios de la
longitud. La relación superficie/volumen es mayor para los objetos pequeños que
para los grandes. Los objetos pequeños son más «superficiales» (tienen más
superficie relativa) que los objetos grandes de la misma forma.
Ahora bien,
en la vida hay cosas importantes que dependen de la superficie, otras del
volumen, otras de la dimensión lineal, y aun otras que dependen de
combinaciones de los tres. Imagínese un hipopótamo reducido al tamaño de una
pulga. La altura (o la longitud, o la anchura) de un hipopótamo típico será
entonces unas mil veces la del hipo-pulga. El peso del hipopótamo será mil
millones de veces el del hipo-pulga. La superficie del hipopótamo será sólo un
millón de veces la del hipo-pulga. Así pues, el hipo-pulga tendrá una
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superficie
1000 veces mayor en relación a su peso que el hipopótamo grande. Parece de
sentido común afirmar que a un hipopótamo en miniatura le sería más fácil
flotar en la brisa que a un hipopótamo de tamaño normal, pero a veces es
importante ver qué hay detrás del sentido común.
Resulta
obvio que los animales grandes nunca son meras versiones agrandadas de animales
pequeños, y ahora podemos ver por qué. La selección natural no permite el
simple agrandamiento, porque es necesario compensar cosas tales como el cambio
en la relación superficie/volumen. El hipopótamo tiene alrededor de mil
millones de veces más células de las que tendría el hipo-pulga, pero sólo un
millón de veces más células dérmicas superficiales. Cada célula requiere
oxígeno y alimento y tiene que deshacerse de productos de desecho, de manera
que el cuerpo del hipopótamo ingresa y expulsa alrededor de mil millones de
veces más materiales que su versión reducida. La piel del hipo-pulga podría
representar una fracción significativa de la superficie de intercambio de oxígeno
y productos de desecho. Pero la piel del hipopótamo de tamaño real tiene, en
proporción, una superficie tan pequeña que hace falta aumentarla
sustancialmente para acomodarla a su población celular, mil millones de veces
mayor. Esto se consigue con un tubo digestivo largo y replegado, con unos
pulmones esponjosos y con unos riñones microtubulares, irrigado todo ello por
una red de vasos sanguíneos profusamente ramificada. El resultado es que el
área interna de un animal grande es mucho mayor que el área superficial. Cuanto
más pequeño es un animal, menos necesidad tiene de pulmones,
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branquias o
vasos sanguíneos: la superficie externa del cuerpo es lo bastante amplia para
hacerse cargo, sin problemas, del tráfico de entradas y salidas de sus células
internas, poco numerosas en proporción al tamaño. Una manera menos precisa de
expresar esto es decir que un animal pequeño tiene una proporción mayor de sus
células en contacto con el mundo exterior. En un animal grande como el
hipopótamo la proporción de células en contacto directo con el exterior es tan
pequeña que se hace necesario aumentarla internamente con dispositivos de gran
superficie, como pulmones, riñones y capilares sanguíneos.
La tasa de
entrada y salida de sustancias no es la única cosa que depende de la superficie
corporal. También lo es la tendencia a flotar en el aire. El hipo-pulga sería
levantado del suelo por el más ligero soplo de viento. Una corriente térmica
podría hacerlo ascender para después volver a posarse blandamente y sin ningún
daño en el suelo. En cambio, un hipopótamo de tamaño real caería a plomo hacia
un aterrizaje catastrófico y, si se le dejara caer desde una altura
proporcional, cavaría su propia tumba. Para el hipopótamo real, volar es un
sueño imposible. El hipo-pulga apenas necesitaría ayudarse para hacerlo. En
cambio, para que un hipopótamo real pudiese volar habría que acoplarle un par
de alas tan grandes que…, bien, el proyecto está condenado al fracaso desde el
principio, porque la masa muscular necesaria para accionar estas alas
gigantescas sería demasiado pesada para que las propias alas pudiesen
levantarla. Si uno deseara construir un animal volador, no debería partir de un
hipopótamo.
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La cuestión
es que para que un animal grande pueda levantarse del suelo tiene que
desarrollar unas alas mayúsculas, por la misma razón que necesita riñones y
pulmones de gran superficie. Un animal pequeño, en cambio, apenas necesita
cambio alguno para levantarse del suelo. Su propio cuerpo ya tiene una gran
superficie. El llamado «plancton aéreo» está constituido por millones de
insectos y otros animales diminutos que flotan a gran altura en el aire y se
dispersan por todo el mundo. Es cierto que muchos son alados, pero el plancton
aéreo contiene también gran número de animales ápteros que flotan a pesar de no
poseer superficies especializadas o planos sustentadores. Flotan simplemente
porque son pequeños, y para un animal muy pequeño flotar en el aire es casi tan
fácil como para nosotros flotar en el agua. De hecho, la comparación va más
allá, porque cuando un insecto minúsculo flotante posee alas las bate no tanto
para mantenerse en el aire como para «nadar» a través de él. El término «nadar»
es apropiado porque cuando se es muy pequeño ocurren cosas que a nosotros se
nos antojarían extrañas. A esa escala la tensión superficial es una fuerza muy
importante, de manera que para un insecto minúsculo el aire resulta tan viscoso
que batir las alas representa para él algo así como para nosotros nadar en
melaza. Uno puede preguntarse qué utilidad puede tener flotar sin ningún
control sobre la altura o el rumbo de vuelo. No entraré en detalles, pero la
dispersión per se puede constituir una virtud a ojos de los genes,
especialmente para un organismo que sea básicamente sedentario. Esto se aplica
a fortiori a las plantas: cualquier retazo de terreno se hace inhabitable de
vez en cuando, por ejemplo en caso de
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incendio
forestal o inundación. Para una planta que necesite gran cantidad de luz, todo
el suelo del bosque es inhabitable, excepto cuando la caída de un árbol rompe
la penumbra. Cualquier animal o planta elegido al azar descenderá en general de
antepasados que vivieron en algún otro sitio, y es probable que contenga genes
que le permitan dispersarse hacia algún otro lugar, el que sea. Ésta es la
razón por la que las semillas de diente de león poseen borlas algodonosas. Ésta
es la razón por la que las cardas poseen ganchos para pegarse al pelaje de los
animales. Ésta es la razón por la que muchos insectos son arrastrados muy lejos
formando parte del plancton aéreo para aterrizar luego en regiones extrañas.
La
facilidad de los animales diminutos para flotar en el aire sugiere que basta
con suponer que el vuelo evolucionó originalmente en animales pequeños para que
la cumbre que representa el vuelo en el monte Improbable ya no parezca tan
formidable. Los insectos muy pequeños flotan aun sin poseer alas. Los insectos
algo mayores se ven favorecidos por minúsculos apéndices alares que captan la
brisa, lo que nos coloca en una rampa suave y neta que sube por el monte
Improbable hacia las alas propiamente dichas. En realidad, puede que la cosa no
haya sido tan simple, tal como sugieren las ingeniosas investigaciones de Joel
Kingsolver y Mimi Koehl, de la Universidad de California en Berkeley.
Kingsolver y Koehl han desarrollado la teoría de que las primeras alas de
insecto estaban preadaptadas para un fin completamente distinto: habrían
actuado como paneles solares para caldear el cuerpo. Aquellas primeras alas no
habrían pasado de ser
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pequeñas
protuberancias torácicas fijas, sin capacidad de movimiento.
La técnica
de investigación de Kingsolver y Koehl fue muy ingeniosa. Construyeron modelos
de madera sencillos basados en los insectos fósiles más antiguos conocidos.
Algunos de los modelos carecían de alas; otros poseían esbozos alares de
longitudes diversas, en muchos casos demasiado cortos para ser reconocibles
como alas funcionales. Los propios modelos eran de tamaño diverso, y fueron
probados en un túnel de viento para comprobar su eficiencia aerodinámica. Los
modelos llevaban incorporados minúsculos termómetros para ver lo eficientes que
eran a la hora de captar la luz solar artificial procedente de un potente foco.
De acuerdo
con lo ya expuesto, Kingsolver y Koehl encontraron que los insectos realmente
pequeños flotan perfectamente sin alas de ninguna clase. Pero otro resultado,
un tanto desconcertante desde la perspectiva de mi sencilla rampa hacia la cima
del monte Improbable, fue que, a esta escala tan pequeña, los esbozos alares no
parecían contribuir a la eficiencia aerodinámica. Las alas no proporcionaban
una fuerza ascensional útil a menos que tuviesen ya un tamaño sustancial. Para
modelos de insectos de dos centímetros de largo, unas alas de la misma longitud
producían una fuerza ascensional suficiente, pero unas alas que representaran
sólo el veinte por ciento de la longitud corporal no parecían aportar
absolutamente nada. En vista de esto, parece existir aquí un precipicio en el
monte Improbable, porque un incremento sustancial de la longitud de las alas
exigiría una única mutación repentina. Sin embargo, hay un par
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de hechos
adicionales que hacen que este precipicio no sea tan imponente.
En primer
lugar, sólo los insectos muy pequeños requieren esbozos alares relativamente
grandes para obtener algún beneficio aerodinámico. Cuando el insecto es
bastante más grande, incluso unos esbozos alares pequeños generan una fuerza
ascensional significativa. A la escala de los diez centímetros, se observa un
inmediato beneficio aerodinámico a medida que se incrementa gradualmente la
longitud de los esbozos alares desde cero.
Para
explicar el segundo hecho adicional hay que volver a la escala de lo muy
pequeño. Aquí los esbozos alares minúsculos resultaron tener un beneficio
térmico inmediato. Cuando las alas mínimas se tornan algo menos mínimas, no
proporcionan una fuerza ascensional extra, pero sí se convierten en paneles
solares más eficientes. Cuando el cuerpo del insecto es muy pequeño, parece
existir un gradiente suave de mejora en la eficiencia de los esbozos alares
como panel solar. Esbozos alares de un milímetro son mejores que nada, esbozos
de dos milímetros son mejores que de uno, y así sucesivamente. Pero este «y así
sucesivamente» no continúa de forma indefinida. Por encima de cierta longitud,
el mejoramiento de la eficiencia de los paneles solares se va desvaneciendo.
Podría argumentarse, por lo tanto, que el gradiente de mejora de los paneles
solares no podría, por sí mismo, haber hecho aumentar el tamaño de los esbozos
alares hasta longitudes en las que la función aerodinámica tomara el relevo.
Pero Kingsolver y Koehl tienen una buena solución para esto. Los esbozos alares
habrían evolucionado en insectos muy pequeños e
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inicialmente
habrían tenido una función térmica, pero después algunos de esos insectos
habrían aumentado de tamaño por alguna razón evolutiva. De hecho, este aumento
de tamaño evolutivo es muy corriente. Quizá los insectos grandes tienen ventaja
porque es menos probable que sean devorados. Fuera cual fuera la causa del
crecimiento de los insectos, puede presumirse que sus paneles solares crecieron
con ellos. Ahora bien, una consecuencia de este incremento general del tamaño
corporal es que se habría alcanzado automáticamente la escala de tamaños en la
que los beneficios aerodinámicos podían tomar el relevo y continuar la
ascensión paulatina del monte Improbable, aunque por una pendiente distinta,
conducente a una cumbre diferente.
Es difícil
estar seguro de que unas maquetas dentro de un túnel de viento representen
realmente lo que pasaba en el Devónico, hace 400 millones de años. Podría ser
que las alas de los insectos empezaran siendo paneles solares que no sirvieron
en absoluto para volar hasta que todo el cuerpo se hizo más grande por alguna
otra razón, pero podría ser que no. Quizá la física real sea distinta de la de
los modelos y los esbozos alares de tamaño creciente fueran cada vez más aptos
para volar desde el principio. Pero la investigación de Kingsolver y Koehl nos
permite aprender una lección muy interesante. Nos enseña una vía nueva y sutil,
una especie de desvío lateral, por la que pueden abrirse senderos de ascenso al
monte Improbable12.
12 J. H.
Marden y M. G. Kramer acaban de publicar un estudio fascinante sobre los
plecópteros, que sugiere un posible camino alternativo de ascenso hacia la
cumbre del vuelo auténtico en los insectos. Los plecópteros son insectos
voladores bastante primitivos, y aquí primitivo significa que, aunque se trata
de insectos actuales, se cree que están más cerca de los antepasados de los
insectos que ningún otro grupo de insectos modernos. La especie concreta que
estudiaron
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Para los
vertebrados la evolución del vuelo fue probablemente un asunto distinto, porque
en su mayoría ya son relativamente grandes de entrada. El vuelo activo
propiamente dicho ha evolucionado de forma independiente en las aves, los
murciélagos (probablemente de forma separada en al menos dos grupos distintos
de estos animales) y los pterosaurios. Una posibilidad es que el vuelo
verdadero apareciera como una derivación del planeo entre árboles que practican
numerosas especies animales, aunque no acaben de volar. En la bóveda arbórea
existe todo un mundo de vida. Pensamos en la selva como algo que se eleva desde
el suelo. La vemos desde el punto de vista de unos animales grandes, pesados y
que viven en el suelo, mientras nos abrimos paso entre los troncos. Para
nosotros, el bosque espeso es una catedral oscura y cavernosa con arcos y
bóvedas que se extienden desde el suelo hasta un techo verde y remoto. Pero la
mayor parte de los habitantes de la selva viven en el dosel arbóreo y ven el
bosque desde la perspectiva opuesta. Su bosque es un prado verde iluminado por
el sol, vastísimo y
Marden y
Kramer, Allocapnia vivipara, se desliza sobre la superficie del agua levantando
sus alas y utilizándolas como velas para captar el viento. La velocidad de
navegación a vela es aproximadamente proporcional a la longitud del ala. Los
individuos con las alas levantadas se deslizan más rápidamente que los que no
alzan las alas en absoluto. Estas alas son aproximadamente del mismo tamaño que
las placas branquiales móviles de los insectos primitivos fósiles. Quizá los
antepasados sin alas vivían sobre la superficie del agua y levantaban sus
placas branquiales para utilizarlas como velas. Así, habría existido una suave
rampa de ascenso al monte Improbable a medida que las placas branquiales
crecían para convertirse progresivamente en velas más efectivas. En cuanto al
siguiente paso hacia el vuelo batido, Marden y Kramer han hecho otra
observación importante. Otra especie de plecóptero, Taeniopteryx burksi, se
desliza asimismo sobre la superficie del agua, pero para hacerlo bate sus alas.
Quizá los insectos, en su ascenso hasta la cumbre voladora del monte
Improbable, pasaron a través de una fase de navegación a vela como la de
Allocapnia y después por una fase de aleteo en superficie como la de
Taeniopteryx. Es fácil imaginar que insectos ligeros que aleteaban y avanzaban
zumbando sobre la superficie del agua pudieran haber sido levantados
ocasionalmente por rachas de viento. Entonces habría existido otra rampa
montaña arriba cuando sus alas batientes los hubieran mantenido en el aire
durante periodos cada vez más prolongados. (N. del A.)
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suavemente
ondulado que, aunque apenas reparen en ello, se eleva sobre unos zancos.
Innumerables especies animales pasan toda su vida en este prado encumbrado. El
prado es el lugar donde están las hojas, y las hojas están ahí porque ahí es
donde llega la luz del Sol, y ésta es la fuente energética última de toda forma
de vida.
El paisaje
no es absolutamente continuo. El prado aéreo está tachonado de agujeros por los
que es posible caer al suelo; son huecos que hay que superar. Muchas especies
animales están bien dotadas para saltar grandes distancias. La diferencia entre
un salto exitoso y otro fallido podría ser cuestión de vida o muerte. Cualquier
cambio en la forma del cuerpo que tenga como efecto alargar un poco más el
alcance del salto, por mínimo que sea, bien pudiera ser una ventaja. La
diferencia entre una ardilla y una rata reside principalmente en la cola. La
cola no es un ala; no se puede volar con ella. Pero es liviana, con pelos que
le confieren una gran superficie captadora de aire. Una rata con cola de
ardilla sería sin duda capaz de saltar una brecha más grande que una rata con
cola de rata; y si los antepasados de las ardillas tuvieron cola de rata,
habría una rampa continua de mejora, con colas cada vez más plumosas, hasta
llegar a la cola de la ardilla moderna.
He descrito
como plumosa la cola de la ardilla, pero este calificativo es incluso más
apropiado para la de un pequeño mamífero en absoluto emparentado con la
ardilla: el falangero planeador pigmeo (figura 4.2). Se trata de un marsupial,
más cercano a zarigüeyas y canguros que a ratas y ardillas. Vive en la alta
bóveda de los bosques de eucalipto australianos. La cola no es, naturalmente,
una pluma
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verdadera,
que con su complejo sistema de minúsculos ganchos y barbas es un invento
privativo de las aves. Pero la cola del falangero planeador pigmeo se parece a
una pluma y desempeña una función similar.
El
falangero planeador pigmeo posee asimismo una halda de piel que se extiende del
codo a la rodilla y que es capaz de alargar su salto en una veintena de metros
de planeo descendente. Otra familia de possums o falangeros australianos, los
falangeros voladores, ha desarrollado más aún el halda de piel.
Figura 4.2.
Acróbata o falangero planeador pigmeo, Acrobates pygmaeus, un marsupial
australiano.
En el
falangero planeador grande [Schoinobates volans], la membrana todavía llega
sólo al codo, pero el animal puede planear hasta 100
178
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metros y
cambiar de dirección en un ángulo de hasta 90º. El falangero de vientre
amarillo [Petaurus australis] es un planeador aún más consumado. Su membrana
planeadora se extiende de las muñecas a los tobillos, al igual que ocurre con
el falangero planeador del azúcar [Petaurus breviceps] y el petauro ardilla [P.
norfolcensis], de mayor tamaño.
Casi
idénticas a primera vista, aunque sin ningún parentesco cercano, son las
ardillas voladoras gigantes [cinco especies del género Petaurista] de las
selvas del Lejano Oriente y la ardilla voladora septentrional de Norteamérica
[Glaucomys sabrinus]. Se trata de verdaderas ardillas (roedores), pero, al
igual que los planeadores marsupiales más extremos, poseen haldas de piel que
se extienden de las muñecas a los tobillos. Planean de manera casi tan elegante
como sus equivalentes marsupiales. En África hay otros roedores que han
desarrollado la misma capacidad de planeo. Aunque reciben los nombres de
ardilla voladora de Beecroft [Anomalurops beecrofti] y ardilla voladora de
Zenker [Diurus zenkeri], no son verdaderas ardillas, y es seguro que han
«inventado» el planeo de manera independiente de las ardillas voladoras
americanas. Una membrana aún más completa que bordea el cuello y la cola, así
como los dedos de manos y pies, es la que posee el misterioso colugo o caguán
de los bosques de Filipinas (figura 4.3). Nadie sabe a ciencia cierta qué es
este animal, también llamado lémur volador (aunque no es un lémur, porque los
verdaderos lémures están confinados en Madagascar, y ninguno de ellos vuela o
planea, aunque algunos dan saltos impresionantes). Sea lo que sea, es seguro
que el colugo no es ni un
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roedor ni
un marsupial. De nuevo se ha «inventado» la membrana planeadora y el hábito
asociado de planear de forma por completo independiente.
El colugo,
las diferentes ardillas voladoras y los planeadores marsupiales planean con una
eficiencia comparable. Pero, puesto que la membrana de vuelo del colugo se
extiende también entre los dedos, mientras que en los demás llega como máximo a
las muñecas, una evolución ulterior de estas especies podría dar origen a
distintos tipos de alas.
Figura 4.3.
Vertebrados que planean entre árboles pero que no vuelan realmente: (en el
sentido de las agujas del reloj desde la parte
180
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superior
derecha) caguán o colugo, Cynocephalus volans; lagarto volador, Draco volans;
rana voladora de Wallace, Rhacophorus nigropalmatus; falangero planeador del
azúcar, Petaurus breviceps; y serpiente voladora, Chrysopelea paradisi.
Resulta aún
más evidente que puede decirse lo mismo de la especie que recibe el hermoso
nombre de Draco volans, el lagarto volador o «dragón volador». Se trata de un
lagarto arborícola, habitante también de las selvas de Filipinas e Indonesia. A
diferencia de los mamíferos planeadores, su halda aérea no implica las
extremidades, sino que se extiende entre unas costillas elongadas que el animal
puede desplegar a voluntad. Mi favorito entre todos estos animales planeadores
es la rana voladora de Wallace, una rana arborícola de las pluviselvas del
Sudeste asiático. La superficie sustentadora se extiende en este caso entre los
dedos alargados de manos y pies y, al igual que los otros planeadores citados,
la utiliza para planear de un árbol a otro.
En ninguno
de estos casos existe dificultad alguna para encontrar un sendero suave que
suba por el monte Improbable. En realidad, el hecho de que el hábito de planear
haya evolucionado tantas veces atestigua la facilidad con que pueden
encontrarse tales senderos. Un testimonio quizá aún más expresivo lo ofrece la
serpiente arborícola del paraíso o «serpiente voladora», también de las selvas
del Sudeste asiático. Esta serpiente planea efectivamente de uno a otro árbol
después de dejarse caer desde una distancia de una veintena de metros, aunque
no posee ninguna vela, halda o superficie de vuelo.
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La forma
aplastada de la serpiente ya le confiere una superficie relativamente grande en
relación a su peso, y el animal aumenta este efecto metiendo el vientre para
producir una superficie inferior cóncava. Esta serpiente podría ser un primer
paso perfecto de una evolución subsiguiente hacia algo parecido a Draco volans,
con una membrana planeadora verdadera. La serpiente nunca dio este segundo
paso, quizá porque unas costillas elongadas hubieran supuesto un impedimento en
otras facetas de su vida.
La manera
de pensar acerca de la evolución gradual de algo semejante a una ardilla
voladora es ésta. Para empezar, un antepasado que vive en lo alto de los
árboles como una ardilla ordinaria, sin ninguna membrana planeadora especial,
salta pequeñas distancias. Por lejos que pueda llegar sin la ayuda de haldas de
piel especiales, podría saltar unos cuantos centímetros más (y con ello salvar
su vida en caso de tener que superar una distancia crítica) si dispusiera de
una halda de piel incipiente o una cola ligeramente más peluda. De este modo la
selección natural favorece los individuos con una piel ligeramente abolsada
alrededor de las articulaciones del brazo o la pierna, y esto se convierte en
la norma. La distancia de salto de un individuo promedio de la población se
incrementa así en unos cuantos centímetros. Ahora bien, cualquier individuo con
una membrana dérmica aún más grande puede saltar todavía unos centímetros más
lejos, de modo que en las generaciones posteriores esta extensión de la piel se
convierte en la norma, y así sucesivamente. Para cualquier tamaño dado de la
membrana, existe una distancia crítica tal que un incremento marginal de este
tamaño
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marca la
diferencia entre la vida y la muerte. La extensión de la membrana del individuo
promedio de la población va incrementándose paulatinamente a medida que aumenta
la distancia máxima que puede saltar. Al cabo de muchas generaciones habrán
evolucionado especies tales como los planeadores marsupiales y las ardillas
voladoras, capaces de planear decenas de metros y de gobernar su curso en un
aterrizaje controlado.
Pero el
planeo todavía no es auténtico vuelo. Ninguno de estos animales planeadores
bate sus alas, y ninguno de ellos puede permanecer indefinidamente en el aire.
Todos descienden, aunque justo antes de aterrizar sobre un tronco de árbol
situado más abajo pueden efectuar una corta elevación por el simple
procedimiento de modificar su forma. Es posible que el vuelo verdadero, como el
que se observa en los murciélagos, las aves y, se supone, los pterosaurios,
evolucionara a partir de antepasados planeadores como los que hemos visto. La
mayoría de estos animales puede controlar la dirección y la velocidad de su
planeo para aterrizar en un punto determinado. Es fácil imaginar que el vuelo
batido auténtico evolucionó a partir de la repetición de los movimientos
musculares utilizados para controlar la dirección del planeo, de modo que el
tiempo promedio de vuelo se fue posponiendo gradualmente a lo largo del tiempo
evolutivo.
Sin
embargo, algunos biólogos prefieren contemplar el planeo descendente sobre
largas distancias como un callejón sin salida de la línea evolutiva del salto
entre árboles. El vuelo verdadero, piensan, empezó sobre el suelo y no en lo
alto de los árboles. Los planeadores
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humanos
pueden despegar de dos maneras: lanzándose desde acantilados o siendo
remolcados a una velocidad suficiente sobre el suelo. Los peces voladores
(figura 4.4) despegan de esta segunda manera, aunque desde el mar y no desde
tierra, y son capaces de cubrir planeando las mismas distancias que el mejor de
los planeadores marsupiales que se lanzan desde los árboles. Los peces
voladores nadan a gran velocidad en el agua y después salen disparados fuera de
ella, presumiblemente para consternación de los depredadores subacuáticos que
los persiguen. No se sumergen de nuevo hasta haber recorrido una distancia de
hasta 100 metros. A veces, cuando descienden, dan unos cuantos coletazos al
tomar contacto con la superficie del agua para retomar velocidad y continuar el
vuelo. Sus «alas» son las aletas pectorales, muy agrandadas, y en el caso del
pez volador atlántico también las aletas pélvicas ampliadas.
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Figura 4.4.
Animales que planean después de salir disparados de la superficie del agua. Pez
volador del Atlántico, Cypselurus heterurus, la juriola (arriba), y calamar
volador, Onychoteuthis.
No deben
confundirse estos peces voladores verdaderos (exocétidos) con los denominados
chicharros voladores (dactiloptéridos), sin parentesco alguno con los primeros
(aunque se encuentran separados por sólo dos libros en mi mesita de café).
Lejos de volar, estos peces se desplazan pausadamente por el fondo. Se ha dicho
que usan sus «alas» como estabilizadores, para asustar a los depredadores
desplegándolas rápidamente, y para remover la arena con el fin de desenterrar
presas. También, cuando se les importuna
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se elevan
dentro del agua unos pocos metros por encima del fondo, despliegan sus «alas» y
descienden planeando sobre el fondo. La única cosa para la que no utilizan las
alas es para volar en el aire. No está claro el origen de la leyenda que les
atribuye la capacidad de volar: posiblemente se deba únicamente al gran tamaño
de sus aletas pectorales, que superficialmente se parecen a las de los peces
voladores verdaderos. Volviendo a éstos, seguramente evolucionaron no a partir
de antepasados bentónicos, que viven en el fondo del mar, sino de peces
superficiales que nadaban a gran velocidad. Muchos peces saltan fuera del agua
sin la ayuda de aletas ampliadas. A buen seguro sería fácil para estos
saltadores rápidos sacar algún partido de un alargamiento de sus aletas, y en
generaciones posteriores aumentar la superficie de las aletas hasta que éstas
se convirtieran en «alas». Es un poco triste que los delfines, con sus saltos
espectaculares, no hayan progresado nunca hasta el estadio de los peces
voladores. Quizá ello se deba a que para volar de manera efectiva tendrían que
ser más pequeños que los delfines actuales, y hay razones, relacionadas con el
aislamiento térmico y las propiedades de la grasa, que hacen difícil que los
delfines, animales de sangre caliente, disminuyan de tamaño. Están también los
llamados calamares voladores, que vuelan igual que los peces voladores para
escapar de enemigos como los atunes. Los calamares del género Onychoteuthis
aceleran dentro del agua hasta velocidades de hasta 70 kilómetros por hora,
salen disparados y planean a lo largo de más de 45 metros, alcanzando alturas
de dos metros o más sobre el agua. Consiguen su sorprendente velocidad mediante
propulsión a
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chorro,
como todos los calamares. Una vez han agotado el agua del chorro, se quedan sin
fuerza propulsora hasta que vuelven a sumergirse. Los peces voladores tienen
ventaja en este sentido, en razón de su hábito ya mencionado de acelerar
mediante coletazos cuando todavía se hallan en gran parte fuera del agua.
Existe un
fascinante grupo de peces, los peces hacha [del género Carnegiella] de los ríos
sudamericanos, de los que se ha informado que consiguen un verdadero vuelo
activo por el aire haciendo vibrar ruidosamente sus aletas pectorales, aunque
sólo durante distancias cortas. Estos peces no están directamente emparentados
con los peces voladores verdaderos (ni con los chicharros «voladores»). Debo
decir que me gustaría ver un pez hacha volador pasar zumbando ante mis ojos. No
estoy diciendo que no me crea que vuelen; todos los libros lo dicen. Pero, como
bien saben los pescadores de caña, y como nos ha enseñado la historia de los
chicharros «voladores», a veces no es mala idea comprobar personalmente los
relatos sobre peces.
En
cualquier caso, he presentado los peces voladores (planeadores) como preludio
de la teoría de que el vuelo verdadero, batido, no evolucionó a partir de
planeadores arborícolas, sino de animales que vivían en el suelo y corrían
rápidamente, cuyos brazos se liberaron de su papel normal en la carrera. Los
peces y calamares voladores, aunque viven en el agua, ilustran el principio de
que si un animal planeador puede adquirir suficiente velocidad en superficie,
puede despegar sin ayuda de un árbol o un despeñadero. Este principio podría
ser válido para las aves, porque evolucionaron a partir de dinosaurios bípedos
(en realidad, podría decirse que, técnicamente,
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las aves
son dinosaurios), algunos de los cuales seguramente corrían muy deprisa sobre
el suelo, como en la actualidad hacen los avestruces. Para seguir por un
momento con la analogía de los peces voladores, las dos piernas desempeñarían
el papel de la cola del pez, propulsando al animal hacia delante y muy deprisa,
mientras que los brazos desempeñarían el papel de las aletas, quizá utilizados
en un principio como estabilizadores o timones y posteriormente transformados
en superficies sustentadoras. Hay algunos mamíferos, como los canguros, que se
impulsan muy deprisa sobre dos patas, lo que ha dejado sus brazos libres para
evolucionar en otras direcciones. Nuestra especie parece ser el único mamífero
que utiliza las dos piernas para la marcha alterna propia de las aves, pero no
somos muy rápidos, y utilizamos nuestros brazos no para volar, sino para
transportar y construir cosas. Todos los mamíferos bípedos y veloces utilizan
la marcha del canguro, en la que las dos patas impulsan a la vez y no de manera
alterna. Esta marcha se deriva de forma natural de la flexión horizontal del
espinazo de un cuadrúpedo corredor típico, como puede ser un perro. (Por
analogía, ballenas y delfines nadan doblando el espinazo hacia arriba y hacia
abajo, al estilo de los mamíferos, mientras que peces y cocodrilos nadan
doblándolo a derecha e izquierda, siguiendo el antiguo hábito de los peces. Un
inciso: quizá deberíamos pensar un poco más en los héroes olvidados entre
aquellos reptiles mamiferianos que fueron pioneros en la adopción de la marcha
arriba y abajo que ahora admiramos en los guepardos y los galgos a la carrera;
los vestigios del antiguo serpenteo de los peces quizá se dejen ver aún en los
perros que menean la cola,
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en especial
cuando el movimiento se hace extensivo a todo el cuerpo, como en las
contorsiones de un perro sumiso.)
Los
canguros y sus parientes marsupiales no tienen el monopolio de la «marcha de
canguro».
Figura 4.5.
Liebre saltadora, Pedetes capensis.
En una de
las lecciones de zoología que mi colega Stephen Cobb estuvo impartiendo a
estudiantes de la Universidad de Nairobi, les explicó que los ualabíes
(marsupiales terrestres o arborícolas, de menor tamaño que los canguros) están
confinados a Australia y Nueva Guinea. «No, señor», protestó un estudiante. «He
visto uno en Kenya.» Lo que el estudiante había visto era sin duda el animal de
la figura 4.5.
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Este
animal, la llamada liebre saltadora, no es ni una liebre ni un canguro, sino un
roedor. Como los canguros, salta para incrementar su velocidad cuando huye de
los depredadores. Otros roedores, como los jerbos, hacen lo mismo. Pero los
mamíferos bípedos no parecen haber dado el paso siguiente ni adquirido por
evolución la capacidad de emprender el vuelo. Los únicos mamíferos
verdaderamente voladores son los murciélagos, y su membrana alar abarca las
patas posteriores además de los brazos. Es difícil ver de qué manera esta ala
que restringe el movimiento de las extremidades podría haber evolucionado por
la ruta de la carrera rápida. Lo mismo cabe decir de los pterosaurios. Barrunto
que tanto los murciélagos como los pterosaurios desarrollaron evolutivamente el
vuelo a partir de planeos descendentes desde árboles o acantilados. En algún
estadio, sus antepasados podrían haber sido parecidos a los colugos.
Las aves
quizá sean otra historia. En cualquier caso su evolución, al girar sobre ese
dispositivo maravilloso que es la pluma, es distinta. Las plumas son escamas
reptilianas modificadas. Es posible que evolucionaran para una finalidad
distinta del vuelo y que todavía cumplen: el aislamiento térmico. Sea como sea,
están constituidas por un material córneo capaz de formar superficies ligeras,
planas y flexibles, pero rígidas. Las alas de las aves son muy distintas de las
haldas de piel colgante de murciélagos y pterosaurios. Así pues, los
antepasados de las aves eran capaces de formar un ala funcional que no era
necesario mantener tirante entre huesos. Bastaba con poseer un brazo óseo en la
parte anterior; la rigidez de las propias plumas se ocupaba del resto. Las
patas posteriores quedaban libres para
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correr.
Lejos de ser torpes y desmañadas en el suelo como los murciélagos y,
presumiblemente, los pterosaurios, las aves pueden utilizar sus patas para
correr, nadar, saltar, posarse, trepar, capturar presas y luchar. Los loros
utilizan incluso sus garras como manos humanas. Mientras tanto, las
extremidades anteriores se ocupan de la tarea de volar.
He aquí una
hipótesis acerca de los orígenes del vuelo en las aves. El antepasado
hipotético, que podemos imaginar como un dinosaurio pequeño y ágil, corre
rápidamente tras los insectos, saltando en el aire con sus potentes patas
traseras y mordisqueando las presas. Los insectos habían desarrollado la
capacidad de volar mucho antes. Un insecto volador es perfectamente capaz de
emprender una acción evasiva, y el depredador saltarín podría sacar partido de
la capacidad de corregir su trayectoria en pleno salto. Los gatos pueden hacer
esto hasta cierto punto. Parece difícil porque, al estar en el aire, no hay
nada sólido contra lo que empujar. El truco consiste en modificar el centro de
gravedad, y esto puede hacerse desplazando partes de uno mismo en relación a
otras partes. Se puede mover la cabeza o la cola, pero las partes desplazables
más obvias son los brazos. Ahora bien, una vez los brazos se desplazan con este
fin, se harán más efectivos si desarrollan superficies para captar el aire.
También se ha sugerido que las plumas alargadas de los brazos se desarrollaron
inicialmente como una especie de red para capturar insectos. Esto no es tan
forzado como parece, pues algunos murciélagos utilizan sus alas de esa manera.
Pero, de acuerdo con dicha teoría, los brazos se usaban principalmente para
controlar la dirección y el equilibrio. Algunos
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cálculos
sugieren que los movimientos más apropiados del brazo para controlar el cabeceo
y el giro en un salto serían de hecho parecidos a un rudimentario batir de
alas.
Si se la
compara con la teoría del planeo de árbol en árbol, la teoría de la carrera, el
salto y la corrección de la trayectoria en el aire invierte el orden de las
cosas. En la teoría del planeo la función original de las protoalas era
proporcionar fuerza ascensional. Sólo posteriormente se utilizaron para el
control y, por último, para el aleteo. En la teoría del salto para capturar
insectos, el control vino primero y sólo posteriormente las amplias superficies
de los brazos se reclutaron para proporcionar fuerza ascensional. La belleza de
esta teoría reside en el hecho de que los mismos circuitos nerviosos que
habrían servido para controlar el centro de gravedad en el antepasado saltador
habrían servido también, sin apenas cambios, para controlar las superficies de
vuelo en una etapa evolutiva posterior. Quizá las aves empezaron a volar a
partir de saltos desde el suelo, a diferencia de los murciélagos, que habrían
comenzado planeando de árbol en árbol. Pero tampoco puede descartarse que las
aves empezaran también planeando de árbol en árbol. El debate sigue.
En
cualquier caso, las aves modernas han recorrido un largo camino desde aquellos
tiempos primitivos. Multitud de largos caminos, debiera decir, porque las
cumbres del monte Improbable conquistadas por ellas son numerosas y
espléndidas. Un halcón peregrino puede lanzarse en picado desde lo alto a más
de 150 kilómetros por hora cuando se abate sobre una presa. Los cernícalos y
los colibríes se sostienen con precisión milimétrica en un punto
192
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concreto,
como en el sueño más fantástico de un helicóptero. Los charranes árticos
[Sterna paradisea] invierten más de la mitad del año en su migración anual
desde del Ártico al Antártico y viceversa, una distancia de 20.000 kilómetros.
El albatros errante o viajero [Diomedea exulans], colgado de su envergadura
alar de tres metros, vuela en círculo alrededor del polo siempre en el sentido
de las agujas del reloj y sin necesidad de batir las alas, aprovechando el
motor natural de la velocidad cambiante del viento allí donde los frentes fríos
cortan los vientos llamados «rugientes cuarenta». Algunas aves, como los
faisanes y los pavos reales, utilizan el vuelo sólo en algún arranque explosivo
ocasional, cuando se asustan ante un peligro posible. Otras, como los
avestruces, los ñandúes y las lamentablemente extinguidas moas gigantes
[Dinornis] de Nueva Zelanda, se han hecho demasiado grandes para volar y sus
alas han degenerado en comparación con sus enormes patas. En el otro extremo,
las patas de los vencejos son débiles y torpes, pero sus alas, dirigidas hacia
atrás, son de lo más avanzado. Estas aves casi nunca abandonan el aire, incluso
se aparean y duermen en vuelo. Sólo dejan de volar para anidar, y cuando se
posan deben hacerlo en un lugar elevado, pues desde el suelo les resulta
imposible emprender el vuelo. Construyen sus nidos con materiales que
encuentran flotando en el aire o que arrancan de los árboles al pasar gritando
junto a ellos. Para un vencejo, posarse en el suelo debe de ser una situación antinatural,
difícil, comparable, por decir algo, a lo que para nosotros representa lanzarse
en caída libre o nadar bajo el agua. Para nosotros, el mundo es un telón de
fondo uniforme e inmóvil para nuestras
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preocupaciones;
a través de los negros ojos de un vencejo, el estado fundamental del mundo es
un horizonte que gira de manera incesante y vertiginosa. Para un vencejo, una
enervante montaña rusa de Disneylandia sería algo así como nuestra terra firma.
No todas
las aves vuelan activamente, pero las que planean proceden seguramente de
ancestros que sí lo hacían. El vuelo batido es complicado, y aún no se
comprende en todos sus detalles. Es tentador pensar que los golpes de ala
potentes y hacia abajo proporcionan fuerza ascensional sin más. Puede que haya
algo de cierto en esto, en especial durante el despegue, pero la mayor parte de
la fuerza ascensional la proporciona la propia forma de las alas (si la
velocidad es suficiente), como en un avión. Un ala especialmente curvada o
inclinada puede proporcionar fuerza ascensional si el viento sopla sobre ella o
si (lo que es lo mismo) toda el ave avanza en relación al aire, por la razón
que sea. El batir de alas sirve principalmente para proporcionar el necesario
impulso hacia delante. Este papel impulsor de las alas se basa en el hecho de
que no sólo se mueven de arriba abajo. El ave imparte un diestro giro desde el
hombro, junto con sutiles reajustes de todas las articulaciones. Como resultado
de tales giros y reajustes, además de otros efectos aerodinámicos derivados del
combamiento de las plumas, los aletazos se traducen en un impulso hacia
adelante (algo parecido al impulso que obtiene una ballena moviendo la cola de
arriba abajo). Supuesto un movimiento hacia delante a través del aire, las alas
de un ave proporcionan fuerza ascensional más o menos de la misma manera en que
lo hacen las de un avión, aunque estas últimas son más simples porque no tienen
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que
moverse. Cuanto mayor es la velocidad mayor es la fuerza ascensional, y es por
esto por lo que un Boeing 747 se sustenta en el aire a pesar de su enorme peso.
Las leyes
de la física se confabulan para hacer que el aleteo se haga cada vez más
difícil conforme aumenta el tamaño del ave. Si pensamos en aves de la misma
forma pero de tamaño creciente, el peso aumenta en proporción al cubo de la
longitud, mientras que la superficie del ala aumenta sólo en proporción al
cuadrado. Para poder permanecer en el aire, las aves mayores tendrían que
desarrollar alas desproporcionadamente grandes y/o volar de una manera
desproporcionadamente veloz. A medida que imaginamos aves cada vez mayores,
llega un momento en el que, al carecer de motores de émbolo o de reacción, la
potencia muscular de un ave grande ya no es suficiente para mantenerla en
vuelo. Este tamaño crítico es algo inferior al de los mayores buitres y
albatros. Algunas aves grandes, como hemos visto, no tuvieron otra opción que
rendirse y quedarse en tierra para siempre, aunque, como en el caso de los
avestruces o los emúes, no les fue nada mal, pues se hicieron incluso más
grandes. Pero los buitres, cóndores, águilas y albatros no están confinados al
suelo. ¿Cuál es su secreto?
El truco de
estas aves consiste en explotar fuentes de energía externa. Si no fuera por el
calor del Sol y la gravedad cambiante de la Luna, aire y mares, permanecerían
inmóviles. La energía externa recarga las corrientes oceánicas, bombea los
vientos, agita los remolinos de polvo, sacude la atmósfera con potentes fuerzas
capaces de arrasar una casa o impulsar una ruta comercial. También genera
corrientes
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térmicas
ascendentes que, juiciosamente utilizadas, pueden hacerle a uno ascender hasta
las nubes. Los buitres, águilas y albatros las utilizan a la perfección. Puede
que sean los únicos animales que rivalicen con nosotros a la hora de extraer
energía de las condiciones atmosféricas. Mi principal fuente de información
sobre el vuelo de remonte son los escritos del doctor Colin Pennycuick, de la
Universidad de Bristol, quien utilizó su experiencia como piloto de planeador
tanto para comprender cómo se las arreglan las aves como para volar entre ellas
con objeto de obtener información de primera mano sobre sus técnicas de vuelo.
Igual que
hacen los pilotos de planeadores, los buitres y las águilas utilizan las
térmicas. Una térmica es una columna de aire caliente ascendente, quizá porque
una parcela de suelo en su base absorbe más radiación solar de la que le
corresponde. Los pilotos de planeadores dependen en gran medida de las
térmicas, y la experiencia los hace expertos en avistarlas desde cierta
distancia. Las sutiles señales que delatan la presencia de una térmica incluyen
nubes de forma característica (cúmulos) que las coronan, así como la
conformación del terreno. La técnica más socorrida para el planeo en campo
abierto consiste en ascender en círculos a caballo de una térmica hasta, por
ejemplo, un kilómetro y medio de altura y después lanzarse en un planeo
descendente recto hacia donde uno quiera dirigirse. La pendiente de descenso es
suave: un buitre acostumbra a perder un metro de altura por cada diez metros de
avance. Esto le permite cubrir una distancia de cerca de quince kilómetros
antes de necesitar otra térmica para remontar de nuevo el vuelo.
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Con
frecuencia las térmicas se disponen en «calles», que un piloto de planeador
puede divisar leyendo las nubes. También los buitres, como los pilotos humanos,
acostumbran a seguir estas calles. A veces, cuando un buitre encuentra una
buena calle alineada en la dirección en la que quiere ir, planea a lo largo de
ella ganando fuerza ascensional en cada térmica sin preocuparse por volar en
círculo. De este modo puede cubrir grandes distancias sin detenerse a realizar
los ascensos en círculo de rigor. Por lo general, esto lo hacen sólo cuando se
trasladan de las áreas de búsqueda de alimento a las de nidificación. Los
buitres no dedican la mayor parte del tiempo a cubrir grandes distancias en
línea recta, sino a deambular en busca de carroña. Mientras lo hacen no pierden
de vista a los otros buitres. Si alguno de ellos encuentra un cadáver y
desciende, los demás se dan cuenta y rápidamente se unen a él. De esta manera,
una oleada de atención se extiende por todo el cielo, como la oleada de fuegos
que se encendieron en las cumbres de las colinas que se extendían a todo lo
largo y ancho de Inglaterra para advertir de la llegada de la Armada
Invencible.
Un hábito
similar de observar a sus congéneres, aunque con una finalidad distinta, es el
de las cigüeñas comunes en su larga migración anual del norte de Europa al sur
de África. Las cigüeñas viajan en bandadas que pueden sumar varios cientos de
individuos. Como los buitres, vuelan en círculo al tiempo que ascienden por las
térmicas, y después planean en línea recta hasta que encuentran otra corriente
de aire ascendente. Pero, aunque cuando vuelan en círculo lo hacen agrupadas,
cuando abandonan una térmica se despliegan
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para volar
una al lado de otra. Con un frente de avance tan amplio, sólo con volar en
línea recta es altamente probable que algunas de ellas encuentren otra térmica.
Cuando esto ocurre, sus vecinas las ven elevarse y se les acercan para unirse a
ellas. De esta manera, todos los miembros del grupo desplegado se benefician de
las térmicas que puede encontrar cualquiera de sus integrantes.
Sea cual
sea nuestra teoría preferida sobre el origen del vuelo en las aves (la del
planeo de árbol en árbol o la de la carrera y el salto), tanto buitres y
águilas como cigüeñas y albatros son casi con toda seguridad planeadores
secundarios. Su técnica de planeo evolucionó a partir de antepasados que batían
las alas y eran más pequeños. Para la escuela de pensamiento que considera que
el vuelo de las aves se originó a partir del planeo de árbol en árbol, los
buitres modernos (aunque cabalguen sobre térmicas en lugar de trepar a árboles
para conseguir altura) representarían un retorno al planeo a través de un
estadio intermedio de vuelo activo. Durante dicho estadio intermedio de aleteo
activo su sistema nervioso habría adquirido (siempre según esta teoría) una
nueva circuitería y nuevas capacidades de control y maniobra. Estas nuevas
aptitudes los habrían dejado con una eficiencia mejorada al volver al vuelo
pasivo. Es relativamente común que los animales vuelvan a un sistema de vida
mucho más antiguo después de haber realizado un aprendizaje evolutivo en otro,
y puede ser plausible razonar que retornan mejor equipados que antes para el
sistema de vida original. Las aves planeadoras quizá no sean un buen ejemplo,
porque no se sabe con seguridad cómo se originó el vuelo de las aves.
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Figura 4.6.
Cetáceos y sirenios. Animales que han retornado al mar después de cientos de
millones de años de vida en tierra firme:
(desde
arriba) dugón, Dugong dugon; manatí, Trichechus senegalensis; ballena jorobada,
Megaptera novaeangliae; orca o espolarte, Orcinus orea.
Un ejemplo
más manifiesto de animales que retornan a un modo de vida anterior es el que
proporcionan los que han vuelto al agua después de haber pasado millones de
años en tierra. A éstos me referiré ahora, como coda a este capítulo (figura
4.6).
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Hace
cincuenta millones de años, los antepasados de los cetáceos (ballenas y
delfines) y de los sirenios o vacas marinas (dugones y manatíes) eran mamíferos
terrestres, probablemente carnívoros en el caso de los cetáceos y herbívoros en
el de los sirenios. Los antepasados de estos y otros mamíferos terrestres
habían sido, en un pasado mucho más remoto, peces marinos. El retorno al agua
de las ballenas y las vacas marinas fue un regreso al hogar. Como siempre,
podemos estar seguros de que este regreso fue gradual. Primero se echaron al
mar, quizá para buscar alimento, como las nutrias modernas. Progresivamente
debieron pasar cada vez menos tiempo en tierra, atravesando quizá una fase en
la que se parecían a las focas modernas. En la actualidad nunca abandonan el
agua y se encuentran completamente desamparadas si varan en la costa. No
obstante, conservan numerosos recordatorios de su ascendencia terrestre, así
como, al igual que el resto de mamíferos, reliquias mucho más antiguas de su
encarnación previa en el agua. Las ballenas respiran aire, pues sus
antepasados, marineros de agua dulce, perdieron las branquias. Pero todos los
embriones de mamífero, incluidos los de cetáceos y sirenios, poseen trazas de
branquias, vestigios inequívocos de un remoto pasado acuático. También los
caracoles de agua dulce han retornado al agua desde la tierra, y también
respiran aire. Sus primitivos antepasados vivían en el mar, como la mayoría de
caracoles actuales. Los caracoles parecen haber pasado del mar a las aguas
dulces a través de un «puente» de tierra. Quizás haya algo en la vida terrestre
que facilita la transición. Otros animales terrestres que han vuelto al agua
son las tortugas, los
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escarabajos
acuáticos, las arañas buceadoras [Argyroneta aquatica] y los extinguidos
ictiosaurios y plesiosaurios. Las tortugas consiguen extraer algo de oxígeno
del agua, pero no mediante branquias, sino a través de la mucosa bucal y, en
algunos casos, rectal, y en las tortugas de concha blanda a través de la piel
que recubre el caparazón. Las arañas y los escarabajos acuáticos se llevan
consigo una burbuja de aire cuando se sumergen. Todos estos animales han
retornado al ambiente acuático de sus antepasados más remotos, pero una vez
allí, y tras la experiencia de su recorrido intermedio, hacen las cosas de otra
manera.
Cuando los
animales terrestres retornan al agua, ¿por qué no recuperan todo el aparato
para la respiración acuática? ¿Por qué razón cetáceos y sirenios no
redescubrieron las branquias y perdieron sus pulmones? Ésta es otra importante
lección que el monte Improbable nos enseña. En evolución, los resultados
ideales no son lo único que cuenta. El punto de partida también marca la
diferencia (como en la anécdota del hombre que, cuando le preguntaron cómo se
iba hacia Dublín, respondió: «Bueno, yo no partiría de aquí»). El monte
Improbable tiene muchas cimas. Hay muchas maneras de vivir en el agua. Se
pueden utilizar branquias para obtener oxígeno del agua, o se puede subir a la
superficie y respirar aire. Subir continuamente a la superficie parece un
hábito singularmente inconveniente. Quizá lo sea, pero debe recordarse que los
antepasados de cetáceos y sirenios partieron de las cercanías de una cumbre del
monte en la que se respiraba aire. Todos sus detalles internos se ajustaban a
la premisa de respirar aire. Tal vez habrían
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podido
desempolvar los vestigios embrionarios de sus antiguas branquias para ponerse
en línea con los peces, pero ello hubiera supuesto una reorganización masiva de
su infraestructura corporal. Esto habría sido como descender a un profundo
valle con la intención de ascender luego a una cumbre más elevada que la de
partida. No me cansaré de repetir que la teoría darwiniana no permite empeorar
temporalmente en la búsqueda de un objetivo a largo plazo.
Aun en el
caso de que hubiesen descendido hasta el valle inferior para ascender después,
no es necesariamente obvio que la cumbre de las branquias, una vez conquistada,
resultara ser más alta que la de los pulmones. Las branquias no son
necesariamente mejores que los pulmones para los animales que viven en el agua.
No hay duda de que es mejor poder respirar de forma ininterrumpida, esté uno
donde esté, en lugar de tener que dejar lo que se está haciendo para subir a la
superficie. Pero nuestro juicio está influido por el hecho de que estamos
acostumbrados a inhalar aire cada pocos segundos y nos invade el pánico ante la
más breve interrupción de nuestro suministro de aire. Después de millones de
generaciones de vida marina sometidos a una intensa selección natural, los
cachalotes pueden sumergirse durante cincuenta minutos antes de tener que
volver a respirar. Para un cetáceo, subir a la superficie a respirar debe ser
algo parecido a lo que para nosotros supone salir un momento a orinar. O a
comer. Si uno se esfuerza en pensar en las bocanadas de aire como pausas para
comer, y no como una necesidad vital continua, ya no resulta tan evidente que
todos los animales acuáticos estén idealmente en mejores condiciones con
branquias. Hay
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animales,
como los colibríes, que se alimentan de manera más o menos continua. Para un
colibrí, que en estado de vigilia necesita succionar néctar cada pocos
segundos, visitar flores debe ser algo así como respirar. Las ascidias,
invertebrados marinos sacciformes remotamente emparentados con los vertebrados,
bombean sin cesar a través de su cuerpo una corriente de agua de la cual
filtran minúsculas partículas de alimento. Un animal filtrador como éste no se
entrega a nada comparable a una comida. Una ascidia podría ser presa del pánico
si pensara en que tiene que buscarse la próxima comida. Las ascidias bien
pudieran preguntarse por qué tantos animales se dedican al hábito, absurdamente
ineficaz y peligroso, de buscarse su pitanza en lugar de sentarse y aspirar
alimento todo el tiempo.
Sea como
sea, no hay duda de que cetáceos y sirenios llegaron al mar con toda una
historia de vida terrestre tras ellos. Si hubieran sido deliberadamente creados
para la vida marina es seguro que habrían sido muy diferentes de lo que son, y
mucho más semejantes a peces. Los animales que llevan su historia escrita en
ellos figuran entre las evidencias más gráficas que tenemos de que los seres
vivos no fueron creados para sus modos de vida actuales, sino que evolucionaron
a partir de antepasados muy distintos.
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Figura 4.7.
Dos maneras de ser un pez plano: la noriega, Raja batis, una raya (arriba),
reposa sobre el vientre, mientras que la solleta Bothus lunatus, un pez plano,
descansa sobre un costado.
Los
lenguados, rodaballos y platijas llevan asimismo su historia completamente
escrita en ellos, hasta el punto de lo grotesco. Ningún creador en su sano
juicio que partiera de cero para diseñar un pez plano habría concebido en su
mesa de dibujo la absurda distorsión de la cabeza que se requiere para
desplazar los dos ojos al mismo lado. A buen seguro, y de entrada, se habría
decantado por el diseño de la raya o la noriega, peces que descansan sobre el
vientre y cuyos dos ojos se encuentran situados simétricamente en el dorso
(figura
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4.7).
Platijas y lenguados están completamente retorcidos en razón de su historia,
porque sus antepasados se tendían sobre un lado. Las rayas y pastinacas tienen
una hermosa simetría porque su historia ha sido, simplemente, distinta: cuando
sus antepasados adoptaron la vida bentónica se tendieron sobre el vientre y no
sobre un costado. Cuando digo «simplemente» no quiero decir que no hubiera una
buena razón para la diferencia. Rayas y pastinacas descienden de los tiburones,
ya algo aplanados ventralmente en comparación con los peces óseos, cuyo cuerpo
está típicamente comprimido lateralmente. Un pez en forma de hoja plana no
puede yacer sobre el vientre, debe dejarse caer sobre un lado. Cuando se
instalaron en el fondo, los antecesores de la platija se subieron rápidamente
al pico más próximo del monte Improbable, con independencia del hecho de que
podían haber accedido a una cumbre quizá más alta (la cumbre simétrica de la
raya/pastinaca) sólo con que se hubieran abierto camino a través de un pequeño
valle. Repito una vez más que la selección natural no permite bajar por las
laderas del monte Improbable, y estos peces no tenían otra elección que
restaurar su visión de manera provisional, haciendo que un ojo migrara al otro
lado del cuerpo. Los antepasados de las rayas se apresuraron asimismo a subir
la cumbre de pez plano más cercana, que en su caso los condujo a su simétrica
elegancia. Obviamente, cuando hablo de «no tener otra elección» y de
«apresurarse» a subir cumbres montañosas, se entiende que no me estoy
refiriendo a los peces individuales, sino a las estirpes evolutivas, y el
término «elección» se refiere a las rutas alternativas de cambio evolutivo.
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He
subrayado que no está permitido ir cuesta abajo, pero ¿no permitido por quién?
¿Y por qué no puede ocurrir nunca? La respuesta a ambas preguntas se puede
ilustrar con el caso de un río al que no se le «permitiera» discurrir por otro
camino que no fuera el cauce establecido. Nadie ordena al agua que permanezca
entre los márgenes de un río, pero, por razones bien conocidas, así se comporta
normalmente. Ocasionalmente, sin embargo, desborda las riberas, y hasta las
destruye, con el resultado de que el río puede ver alterado su curso
permanente.
¿Qué podría
permitir que una estirpe en plena evolución diera marcha atrás por un momento
para tener así la oportunidad de escalar una cumbre antes inaccesible del monte
Improbable? Éste es el tipo de pregunta por el que se interesó el gran genético
Sewall Wright, quien, dicho sea de paso, fue el primero en utilizar una
metáfora paisajística para la evolución, progenitora de mi monte Improbable.
Wright era el integrante norteamericano de un triunvirato mal avenido que, en
los años veinte y treinta, fundó lo que ahora denominamos neodarwinismo. (Los
otros dos eran ingleses, esos dos prodigios tan incomparables como belicosos
que fueron R. A. Fisher y J. B. S. Haldane, y es de justicia añadir que las
desavenencias parecen haberse originado exclusivamente en ellos, no en Wright.)
Wright advirtió que, paradójicamente, la selección natural puede ser una fuerza
contra la perfección extrema. Ello se debe precisamente al motivo que hemos
estado tratando. Bajar a los valles está prohibido por la selección natural.
Una especie que haya quedado atrapada en una pequeña estribación de la montaña
no
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podrá
escapar hacia cumbres más altas mientras la selección natural la mantenga
confinada en lo alto de esa estribación. Sólo con que la selección natural
relajara su presión por un momento, la especie podría abrirse paso pendiente
abajo el trecho suficiente para cruzar un valle y llegar al pie de una cumbre
alta. Una vez allí, cuando la selección natural empezara a morder de nuevo, se
encontraría en posición de evolucionar escalando rápidamente la pendiente.
Desde un punto de vista global, pues, una fórmula para la mejora evolutiva
consiste en alternar periodos de fuerte selección con periodos de relajación.
Puede que esta relajación sea verdaderamente importante en la vida real.
¿Cuándo podría tener lugar una «relajación» semejante? Una posibilidad es que
exista un vacío por llenar. A pequeña escala, esto ocurrirá siempre que una
población crezca porque haya menos individuos de los que puede mantener el área
considerada. Puede haber bonanzas de oportunidades y relajación de la selección
cuando un continente virgen es colonizado por vez primera después de haber sido
vaciado por una catástrofe. Es posible que, después de que los dinosaurios se
extinguieran, los mamíferos existentes tuvieran tantas oportunidades que
algunos de sus linajes «relajaran la guardia», desplazándose temporalmente
cuesta abajo y accediendo con ello a cumbres más altas del monte Improbable, de
las cuales habrían sido excluidos en condiciones normales.
Otra
fórmula es la transfusión de genes frescos procedentes de otros lugares. Éste
es el punto al que dije que volvería en el capítulo 2. En el modelo NetSpinner
de telarañas no existía sólo una población sexual de tejedoras de redes, sino
tres «demos» que evolucionaban en
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paralelo.
Se consideraba que los tres evolucionaban independientemente en tres áreas
geográficas distintas, pero (y éste es el punto importante) de forma no
completamente independiente. Existía un goteo de genes, lo que significa que de
vez en cuando un individuo migra de una población local a otra. Lo planteé como
si estos genes migratorios fueran una especie de inyección de «ideas» frescas
procedentes de otra población: «Es casi como si una subpoblación próspera
enviara genes que “sugieren” a una población con menos éxito una solución mejor
al problema de construir una red». Esto equivale a orientarse por el camino que
asciende hasta la cumbre más alta de la montaña metafórica con ayuda de un mapa
pasado de contrabando.
Estamos
preparados para abordar el objetivo favorito de los creacionistas, y el
principal impedimento para los creyentes potenciales en la evolución,
encaramado de forma precaria en la cima del farallón más formidable con que
cuenta el monte Improbable: el ojo.
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Capítulo 5
Las
cuarenta sendas hacia la iluminación
Todos los
animales tienen que vérselas con su mundo y con los objetos que hay en él.
Caminan sobre objetos, se arrastran bajo ellos, evitan estrellarse contra
ellos, los cogen, se los comen, se aparean con ellos, huyen de ellos. En los
albores geológicos, cuando la evolución era joven, los animales tenían que
entrar en contacto físico con los objetos antes de saber de su presencia. ¡Qué
cúmulo de beneficios aguardaba al primer animal que desarrollara una tecnología
de percepción remota!: distinguir un obstáculo antes de chocar con él, un
depredador antes de ser capturado, alimento que, sin estar al alcance de la
mano, podía hallarse en las inmediaciones. ¿En qué podría consistir esta
tecnología avanzada?
El Sol
proporcionaba no sólo la energía para hacer funcionar los engranajes químicos
de la vida. También ofrecía la oportunidad de una tecnología de percepción
remota. Aporreaba cada milímetro cuadrado de la superficie de la Tierra con una
andanada de fotones: partículas elementales que se desplazan en línea recta a
la mayor velocidad que permite el universo, entrecruzándose y rebotando a
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través de
agujeros y grietas, de modo que no había rincón que se escapara ni hendidura
que se librara. Puesto que los fotones se desplazan en línea recta y tan
deprisa, puesto que son absorbidos por algunos materiales más que por otros, y
puesto que siempre han sido tan numerosos y omnipresentes, estas partículas
ofrecían la oportunidad para el desarrollo de tecnologías de percepción remota
de enorme precisión y potencia. Sólo era necesario detectar los fotones y (lo
que es más difícil) distinguir la dirección de procedencia de éstos. ¿Iba a
aprovecharse esta oportunidad? Tres mil millones de años después el lector
conoce la respuesta, porque puede ver estas palabras.
Darwin
utilizó el ojo en su famosa introducción de su discusión sobre «órganos de
perfección y complicación extremas»:
«Parece
completamente absurdo, lo confieso con franqueza, suponer que el ojo, con todos
sus inimitables dispositivos para acomodar el foco a diferentes distancias,
para admitir diferentes cantidades de luz, y para la corrección de las
aberraciones esférica y cromática, pueda haberse formado por selección
natural».
Es posible
que Darwin se dejase influir por las dificultades de su esposa, Emma, en
relación con esta misma cuestión. Quince años antes de El origen de las
especies, Darwin había escrito un largo ensayo en el que esbozaba su teoría de
la evolución por selección natural. Era su voluntad que Emma lo publicara en
caso de que él muriera, así que se lo dio a leer. Se conservan sus notas
marginales,
210
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y resulta
particularmente interesante que Emma seleccionara la sugerencia que hacía su
marido de que el ojo humano «puede haber sido adquirido posiblemente mediante
selección gradual de desviaciones pequeñas pero en cada caso útiles». La nota
de Emma reza así: «Una gran suposición / E. D». Mucho después de publicarse El
origen de las especies, en una carta a un colega americano, Darwin confesaba:
«El ojo, hasta el día de hoy, me produce escalofríos, pero cuando pienso en las
finas gradaciones conocidas, la razón me dice que debe vencer los escalofríos».
Las dudas ocasionales de Darwin eran presumiblemente similares a las del físico
que cité al principio del capítulo 3. Sin embargo, Darwin vio en sus dudas un
reto para seguir reflexionando, no una bienvenida excusa para rendirse.
Hay que
decir que, cuando hablamos de «el» ojo, no estamos haciendo justicia al
problema. Los expertos en la cuestión han estimado que los ojos han
evolucionado no menos de cuarenta veces, y probablemente más de sesenta, de
forma independiente en diversos dominios del reino animal. En algunos casos,
estos ojos hacen uso de principios radicalmente distintos. Se han reconocido
nueve principios diferentes entre los cuarenta a sesenta ojos evolucionados de
manera independiente. Mencionaré algunos de los nueve tipos básicos de ojo (que
podemos considerar como otras tantas cumbres distintas en diferentes partes del
macizo del monte Improbable) en las páginas que siguen.
¿Cómo
podemos saber que algo ha evolucionado de manera independiente en dos grupos
diferentes de animales? Por ejemplo, ¿cómo sabemos que murciélagos y aves
desarrollaron alas de forma
211
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independiente?
Los murciélagos son únicos entre los mamíferos por poseer alas verdaderas.
Podría ser, en teoría, que los mamíferos ancestrales tuvieran alas y que todos,
excepto los murciélagos, las hubieran perdido posteriormente. Pero esto
implicaría un gran número, nada realista, de pérdidas independientes de alas, y
la evidencia viene en apoyo del sentido común al indicar que esto no ocurrió.
Los mamíferos ancestrales utilizaban sus extremidades anteriores no para volar,
sino para andar, como hacen todavía la mayoría de sus descendientes. Mediante
razonamientos similares se ha llegado a la conclusión de que los ojos han
surgido varias veces de forma independiente en el reino animal. También podemos
servirnos de otra información, como detalles del desarrollo de los ojos en
distintos tipos de embriones. Ranas y calamares, por ejemplo, poseen buenos
ojos tipo cámara, pero dichos ojos se desarrollan de manera tan distinta en uno
y otro caso que podemos estar seguros de que evolucionaron de manera independiente.
Ello no significa que el antepasado común de ranas y calamares careciera
totalmente de ojos de alguna clase. No me sorprendería que se descubriese que
el antepasado común de todos los animales actuales, que debió de vivir hace
unos mil millones de años, poseía ojos. Quizá presentaba algún tipo de mancha
pigmentaria sensible a la luz que le servía únicamente para percibir la
diferencia entre el día y la noche. Pero los ojos, en el sentido de aparato
refinado para la formación de imágenes, han evolucionado muchas veces de manera
independiente, unas veces convergiendo hacia diseños similares y otras
ofreciendo diseños radicalmente diferentes. En fecha muy reciente se han
presentado
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nuevas e
interesantes evidencias en relación con la cuestión de la independencia de la
evolución de los ojos en diferentes dominios del reino animal. Volveré a ello
al final del capítulo.
Mientras
paso revista a la diversidad de los ojos de los animales, con frecuencia
mencionaré dónde se situaría cada tipo en las laderas del monte Improbable.
Recuérdese, no obstante, que todos son ojos de animales modernos, no de
auténticos ancestros. Es conveniente pensar que pueden ofrecernos algunos
atisbos sobre los tipos de ojos que tenían los ancestros verdaderos. Al menos
demuestran que ojos que para nosotros estarían a medio camino de la cima del
monte Improbable ciertamente habrían funcionado. Esto tiene su importancia,
porque, como ya he señalado, ningún animal se ganó nunca la vida siendo un
estadio intermedio en alguna ruta evolutiva. Lo que podemos contemplar como una
estación de paso a medio camino en la ascensión hacia un ojo más avanzado, para
el animal mismo puede ser su órgano más vital, y probablemente el ojo ideal
para su modo de vida particular. Los ojos que forman imágenes de alta
resolución, por ejemplo, no son adecuados para animales muy pequeños. Los ojos
de gran calidad tienen que sobrepasar cierto tamaño (tamaño absoluto, no en
relación al cuerpo del animal) y cuanto más grandes más aptos, en términos
absolutos. Para un animal muy pequeño, un ojo grande en términos absolutos
sería probablemente demasiado costoso de construir y demasiado pesado y
voluminoso de transportar y mover. Un caracol tendría un aspecto ridículo si
sus ojos tuvieran la capacidad visual de los ojos humanos (figura 5.1). Los
caracoles cuyos ojos sean mínimamente mayores que
213
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la media
podrán ver mejor que sus rivales, pero deberán pagar la penalización de tener
que transportar una carga mayor, lo que dificultará su supervivencia. Dicho sea
de paso, el mayor ojo jamás registrado tiene un tamaño colosal: 37 centímetros
de diámetro. El leviatán que puede permitirse transportar tales ojos es un
calamar gigante con tentáculos de 10 metros. Aceptando las limitaciones de la
metáfora del monte Improbable, vayamos directamente al fondo de las pendientes
de la visión. Aquí encontramos ojos tan sencillos que apenas merecen ser
considerados como tales. Es mejor decir que la superficie general del cuerpo es
ligeramente sensible a la luz. Esto ocurre en algunos animales unicelulares,
medusas, estrellas de mar, sanguijuelas y otros gusanos. Dichos animales son
incapaces de formar una imagen o discernir siquiera la dirección de la que
procede la luz. Todo lo que pueden ver (nebulosamente) es la presencia de luz
(brillante) en algún lugar de las inmediaciones. Curiosamente, hay pruebas de
que en los genitales de ciertas mariposas, tanto machos como hembras, existen
células que responden a la luz. No se trata de ojos formadores de imágenes,
pero pueden percibir la diferencia entre luz y oscuridad, y pueden representar
la clase de punto de partida al que nos referimos cuando hablamos de los
orígenes evolutivos remotos de los ojos. Nadie parece saber qué uso hacen de
ellos las mariposas, ni siquiera William Eberhard, de cuyo entretenido libro
Sexual Selection and Animal Genitalia he extraído esta información.
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Figura 5.1.
Caracol fantástico, con ojos del tamaño que precisaría para ver tan bien como
ven los seres humanos.
Si pensamos
que la llanura al pie del monte Improbable estaría poblada por animales
ancestrales totalmente insensibles a la luz, la piel fotosensitiva, no
direccional, de estrellas de mar y sanguijuelas (y los genitales de las
mariposas) se encuentran a un trecho muy corto del comienzo del sendero
ascendente. No es difícil encontrar este sendero. En realidad, es posible que
la «llanura» de insensibilidad absoluta a la luz haya sido siempre pequeña.
Puede que las células vivas estén de alguna manera abocadas a verse afectadas
en mayor o menor medida por la luz, posibilidad que hace que los genitales
sensibles a la luz de las mariposas parezcan menos extraños. Un rayo de luz
está formado por un flujo recto de fotones. Si un fotón golpea una molécula de
alguna sustancia coloreada, éste puede quedar atrapado y la molécula cambiada
en una forma distinta de la misma especie molecular. Cuando esto ocurre se
libera algo de energía. En las plantas y las bacterias verdes esta energía es
utilizada para fabricar moléculas de alimento, dentro del conjunto de procesos
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denominado
fotosíntesis. En los animales la energía puede desencadenar una reacción en un
nervio, lo que constituye el primer paso del proceso que llamamos visión,
incluso en animales que carecen de ojos reconocibles como tales. Cualquiera de
entre una gran variedad de pigmentos puede servir para una visión rudimentaria.
Tales pigmentos abundan, y se utilizan para todo tipo de fines además de captar
la luz. Los primeros pasos vacilantes cuesta arriba del monte Improbable
habrían consistido en la mejora gradual de las moléculas pigmentarias. Existe
una rampa continua y suave de mejora, fácil de subir a base de pasos pequeños.
Esta rampa
que empieza en las tierras bajas fue ascendiendo laboriosamente hacia la
evolución del equivalente vivo de la fotocélula, una célula especializada en la
captación de fotones mediante un pigmento y su traducción en impulsos
nerviosos. Continuaré utilizando el término fotocélula para las células de la
retina (en nosotros reciben el nombre de bastones y conos) especializadas en
captar fotones. El truco del que se sirven todas ellas es aumentar el número de
capas de pigmento disponible para la captación de fotones. Esto es importante,
porque un fotón tiene muchas posibilidades de atravesar una capa de pigmento y
salir intacto por el otro lado. Cuantas más capas de pigmento haya, mayor será
la probabilidad de captar un fotón concreto. ¿Por qué es tan importante el
número de fotones captados en relación a los que escapan? ¿No hay siempre
fotones de sobra? No, y este punto es fundamental para nuestra comprensión del
diseño de los ojos. Existe una especie de economía de fotones, una economía tan
tacaña como
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la economía
monetaria humana, y que implica transacciones inevitables.
Antes de
entrar en estas interesantes transacciones económicas, es indudable que, en
términos absolutos, hay momentos en que los fotones escasean. En una noche
clara y estrellada de 1986 desperté a mi hija Juliet (que entonces tenía dos
años) y, arropada en mantas, la llevé al jardín y dirigí su cara soñolienta
hacia donde, según se había publicado, debía estar el cometa Halley. No
comprendía lo que le decía, pero yo le seguía susurrando obstinadamente al oído
la historia del cometa y la certeza de que yo no lo volvería a ver nunca más,
pero que ella sí podría cuando tuviera setenta y ocho años. Le expliqué que la
había despertado para que pudiera contarles a sus nietos en el año 2062 que
había visto el cometa antes, y quizá recordaría entonces el capricho quijotesco
de su padre de sacarla al raso en plena noche para enseñárselo. (Puede que
hasta le susurrara las palabras «quijotesco» y «capricho», porque a los niños
pequeños les gusta el sonido de palabras que no conocen, cuidadosamente
articuladas.)
Es probable
que algunos fotones del cometa Halley llegaran efectivamente a las retinas de
Juliet aquella noche de 1982, pero, para ser sincero, me costó un gran esfuerzo
convencerme de que yo mismo podía ver el cometa. A veces me parecía poder
conjurar una mancha débil y grisácea situada aproximadamente en el lugar
esperado. En otros momentos se difuminaba. El problema era que el número de
fotones que incidían sobre nuestras retinas se aproximaba a cero.
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Los fotones
llegan en instantes aleatorios, como las gotas de lluvia. Cuando llueve como es
debido no tenemos ninguna duda de ese hecho y suspiramos por el paraguas que
nos han robado. Pero cuando la lluvia comienza a caer gradualmente, ¿cómo
decidimos el momento exacto de su inicio? Sentimos una gota y miramos
aprensivamente hacia arriba, todavía no convencidos, hasta que arriban una
segunda y una tercera gotas. Cuando la lluvia salpica de este modo, una persona
puede decir que está lloviendo a la vez que su acompañante lo niega. Las gotas
pueden caer con una frecuencia tan baja que puede pasar un minuto antes de que
el acompañante note a su vez una salpicadura. Para convencernos de que hay luz,
necesitamos que los fotones incidan sobre nuestras retinas a un ritmo
apreciablemente alto. Cuando Juliet y yo dirigíamos la mirada hacia la posición
del cometa Halley, fotones procedentes del cometa estaban probablemente
golpeando fotocélulas concretas de nuestras retinas a la tasa fantásticamente
lenta de alrededor de ¡uno cada cuarenta minutos! Esto significa que una
fotocélula determinada podía estar diciendo «sí, aquí hay luz», mientras la
inmensa mayoría de sus vecinas no lo hacía. La única razón por la que recibí
una cierta sensación de un objeto en forma de cometa es que mi cerebro estaba
sumando los veredictos de cientos de fotocélulas. Dos fotocélulas captan más
fotones que una. Tres captan más que dos, y así sucesivamente, cuesta arriba
del monte Improbable. Los ojos avanzados como los nuestros poseen millones de
fotocélulas densamente apretadas, como la lanilla de una alfombra, y cada una
de ellas está dispuesta para captar tantos fotones como sea posible.
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Figura 5.2.
Dispositivo captador de fotones o «fotocélula biológica»:
una única
célula retiniana (bastón) de un ser humano.
La figura
5.2 muestra una fotocélula avanzada, humana para ser exactos, pero todas se
parecen. Lo que parece una colonia de queresas contorneantes en el centro de la
figura son mitocondrias. Se trata de pequeños orgánulos que viven en el
interior de las células. Descienden originalmente de bacterias parásitas, pero
se han vuelto indispensables para la producción de energía en todas nuestras
células. El cable de conexión nerviosa de la fotocélula puede verse a la
izquierda de la ilustración. La elegante disposición rectangular de membranas,
alineadas con precisión militar a la derecha, es el aparato captador de
fotones. Cada capa contiene moléculas del pigmento vital que atrapa los
fotones. En esta figura cuento noventa y una capas membranosas. El número exacto
no es importante: en lo que a captar fotones se refiere, cuantas más mejor,
aunque habrá costes indirectos que prohíban demasiadas capas. El caso es que
noventa y una membranas son más efectivas a la hora de atrapar
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fotones que
noventa, y noventa lo son más que ochenta y nueve… y una membrana es más
efectiva que cero membranas. Ésta es la clase de cosas a las que me refiero
cuando digo que existe un gradiente suave de ascenso al monte Improbable.
Estaríamos ante un abrupto precipicio si, por ejemplo, cualquier número de
membranas por encima de cuarenta y cinco fuera altamente efectivo, mientras que
cualquier número por debajo de cuarenta y cinco fuera totalmente ineficaz. Ni
el sentido común ni la evidencia nos llevan a sospechar la existencia de tales
discontinuidades súbitas.
Los
calamares, como hemos visto, desarrollaron sus ojos similares a los nuestros
con independencia de los vertebrados. Incluso sus fotocélulas son muy
parecidas. La principal diferencia es que en los calamares las capas, en lugar
de hallarse empaquetadas como un montón de discos, son anillos amontonados
alrededor de un tubo hueco. (Estas diferencias superficiales son comunes en
evolución, por la misma clase de razón trivial por la que, por ejemplo, en los
interruptores de luz ingleses hay que accionar la palanca hacia abajo para
encender la luz, mientras que en los norteamericanos es hacia arriba.) Todas
las fotocélulas animales avanzadas emplean versiones diversas del mismo ardid
de incrementar el número de capas membranosas repletas de pigmento captador de
fotones. Desde el punto de vista del monte Improbable, el aspecto importante es
que una capa adicional aumenta marginalmente la probabilidad de atrapar un
fotón, con independencia de cuántas capas hay ya presentes. Al final, cuando el
dispositivo sea capaz de captar la mayoría de fotones que lo atraviesen, se
impondrá una ley de
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rendimientos
decrecientes para el coste incrementado de las capas adicionales.
Es obvio
que en la naturaleza no existe una gran demanda para la detección del cometa
Halley, que hace acto de presencia una vez cada setenta y seis años con una
contribución despreciable de fotones. Pero sí es muy útil tener ojos que sean
lo suficientemente sensibles para aprovechar la luz de la Luna, y hasta la de
las estrellas si uno es un búho. En una noche típica, cada una de nuestras
fotocélulas puede recibir fotones a razón de uno por segundo; hay que admitir
que es una tasa superior a la del cometa, pero todavía tan lenta que se hace
vital atrapar hasta el último fotón siempre que sea posible. Pero cuando
hablamos de una dura economía de fotones sería totalmente erróneo suponer que
la dureza se restringe a la noche. A plena luz del día los fotones pueden
redoblar sobre la retina como un aguacero tropical, pero sigue existiendo un
problema. La esencia de la visión de una imagen pautada es que las fotocélulas
de diferentes partes de la retina deben informar de intensidades diferentes de
luz, y esto significa distinguir diferentes tasas de bombardeo de fotones en
distintas partes del aguacero. Seleccionar los fotones que proceden de
diferentes partes de la escena para obtener una imagen con cierta definición
puede conducir a empobrecimientos locales de fotones, tan serios como el
empobrecimiento global nocturno. De esta selección nos ocuparemos ahora.
Por sí
solas, las fotocélulas únicamente le dicen a un animal si hay luz o no. El
animal puede distinguir entre noche y día, y puede advertir una sombra que se
cierne sobre él y que podría corresponder
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a un
depredador. El siguiente paso debió de ser la adquisición de alguna percepción
rudimentaria de la dirección de la luz, así como de la dirección del movimiento
de, por ejemplo, una sombra amenazadora. La solución mínima consiste en
revestir las fotocélulas por un lado con una pantalla oscura. Una fotocélula
transparente sin ninguna pantalla recibe luz de todas direcciones, por lo que
no puede discernir de dónde proviene la luz. Un animal con una sola fotocélula
en la cabeza ya será capaz de dirigirse hacia la luz o apartarse de ella
siempre que dicha fotocélula esté apantallada. Una fórmula sencilla para
conseguirlo es balancear la cabeza como un péndulo y, si hay disparidad en la
intensidad luminosa a uno y otro lado, cambiar de dirección hasta que se
iguale. Algunas queresas siguen esta pauta para apartarse de la luz.
Pero
balancear la cabeza de un lado a otro es una forma muy rudimentaria de detectar
la dirección de la luz, propia de las laderas más bajas del monte Improbable.
Una solución mejor es poseer más de una fotocélula apuntando en direcciones
distintas, cada una de ellas apantallada en su parte posterior. Después,
mediante la comparación de las tasas de lluvia fotónica sobre las dos células
se pueden hacer inferencias sobre la dirección de la luz. Si se posee toda una
alfombra de fotocélulas, una solución aún mejor es combarla de manera que las
fotocélulas de las diferentes partes de la curva resultante apunten en
direcciones sistemáticamente distintas. Una curva convexa puede conducir al
«ojo compuesto» que poseen los insectos, y volveré a ello después. Una curva
cóncava forma una concavidad que conduce al otro tipo principal de ojo, el ojo
tipo
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cámara como
el nuestro. La luz procedente de direcciones distintas estimulará fotocélulas
de diferentes partes del cáliz, y cuántas más células haya mayor será la
discriminación.
Figura 5.3.
Un ojo en copa sencillo puede detectar la dirección de la luz.
Los rayos
luminosos son detenidos por la pantalla negra que reviste la concavidad (figura
5.3). Si se sigue la pista de qué fotocélulas son estimuladas y cuáles no, el
cerebro puede detectar la dirección de la que procede la luz. Desde el punto de
vista del ascenso al monte Improbable, lo que importa es que existe una
gradación evolutiva continua (una suave inclinación montaña arriba) que conecta
los animales dotados de un tapiz plano de fotocélulas con los animales dotados
de una concavidad. Las concavidades pueden hacerse
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gradualmente
más profundas o gradualmente más someras, mediante una gradación lenta y
continua. Cuanto más profunda es la concavidad, mayor es la capacidad del ojo
para discriminar la procedencia de la luz. En esta ascensión no hay que superar
saltando ningún precipicio escarpado.
Figura 5.4.
Ojos en copa de todo el reino animal: a) platelminto; b) molusco bivalvo; c)
gusano poliqueto; d) lapa.
Los ojos en
copa como éstos son comunes en el reino animal. La figura 5.4 muestra los ojos
de una lapa, un poliqueto, una almeja y una planaria. Es probable que estos
ojos hayan desarrollado
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evolutivamente
su forma cóncava de manera independiente. Esto resulta especialmente claro en
el caso del ojo de la planaria, que traiciona su origen distinto al situar sus
fotocélulas debajo de las células nerviosas. A primera vista, esta disposición
parece un tanto estrafalaria (los rayos luminosos tienen que atravesar una
espesura de nervios conectores antes de llegar a las fotocélulas) pero no nos
mostremos demasiado desdeñosos al respecto, porque este mismo diseño
aparentemente pobre desluce nuestros propios ojos, mucho más elaborados.
Volveré sobre ello y demostraré que, de hecho, no es una solución tan mala como
parece.
En
cualquier caso, un ojo en copa por sí solo está lejos de poder formar lo que
nosotros humanos, con nuestros excelentes ojos, reconoceríamos como una imagen
aceptable. Nuestro procedimiento de formación de imágenes, que depende del
principio de la lente, requiere unas cuantas explicaciones.
Figura 5.5.
Manera en que no funcionan los ojos; ¡ya nos gustaría que los rayos luminosos
fueran tan serviciales!
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Abordaremos
el problema preguntándonos por qué un tapiz de fotocélulas por sí solo, o una
concavidad somera, no verán la imagen de, digamos, un delfín, aun cuando dicho
delfín se muestre de manera conspicua ante ellos.
Si los
rayos luminosos se comportaran como en la figura 5.5, todo sería fácil: sobre
la retina aparecería una imagen del delfín, en la misma posición que el
original. Pero, desafortunadamente, no se comportan así. Para ser más exactos,
hay rayos que sí hacen exactamente lo que he dibujado en la figura. El problema
es que son inundados por innumerables rayos que llegan de todas direcciones al
mismo tiempo.
Figura 5.6.
Los rayos luminosos procedentes de todas partes van a todas partes y no se ve
ninguna imagen. Una infinidad de imágenes de delfines que entrechocan, y no se
ve nada claro.
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Todos y
cada uno de los puntos del delfín envían un rayo a todos y cada uno de los
puntos de la retina; y no sólo todos y cada uno de los puntos del delfín, sino
todos y cada uno de los puntos del fondo y del resto de la escena.
Se puede
visualizar el resultado como un número infinito de imágenes del delfín en todas
las localizaciones y posiciones posibles sobre la superficie de la concavidad.
Pero lo que
esto supone, obviamente, es que no se forma imagen alguna, sólo una dispersión
uniforme de luz sobre toda la superficie (figura 5.6).
Hemos
diagnosticado el problema. El ojo está viendo demasiado: una infinidad de
delfines en lugar de uno solo. La solución obvia es restar: eliminar todas las
imágenes del delfín excepto una, no importa cuál. Ahora bien, ¿cómo nos
libramos de las restantes? Una manera es ascender penosamente por la misma
senda del monte Improbable que nos dio la concavidad, haciéndola cada vez más
profunda y cerrada hasta que la abertura quede reducida a un pequeño agujero.
Ahora la inmensa mayoría de rayos tiene vedada la entrada. La minoría restante
forma un número reducido de imágenes similares (invertidas) del delfín (figura
5.7). Si el agujero se reduce hasta el extremo, desaparece la imagen borrosa y
queda una única imagen del delfín (en realidad, los agujeros extremadamente
pequeños introducen un nuevo tipo de borrosidad, pero por el momento
olvidaremos este punto). Podemos considerar que el agujero es un filtro de
imágenes que elimina todos los delfines menos uno de la ofuscadora cacofonía
visual.
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Figura 5.7.
Principio del ojo tipo cámara oscura. La mayor parte de las imágenes del delfín
que compiten entre sí son omitidas. Idealmente, sólo una (invertida) atraviesa
el orificio.
El efecto
del orificio minúsculo es sólo una versión extrema del efecto de la concavidad
ya comentado, que permite discernir la procedencia de la luz. Sólo hay que
subir un poco por la misma pendiente del monte Improbable, sin precipicios de
por medio. No hay ninguna dificultad para que evolucione un ojo tipo cámara
oscura a partir de un ojo en copa, como tampoco la hay para que evolucione un
ojo en copa a partir de una lámina plana de fotocélulas. La pendiente
ascendente del tapiz plano a la cámara es gradual y se puede subir fácilmente
por ella. Subirla representa una eliminación progresiva de las imágenes
conflictivas hasta que, en la cumbre, sólo queda una.
Los ojos
tipo cámara oscura se encuentran por todo el reino animal. El ojo más completo
de esta clase es el del enigmático Nautilus (figura 5.8a), un molusco
emparentado con los extinguidos amonites (y
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pariente
lejano del pulpo, aunque provisto de una concha arrollada). Otros, como el ojo
del caracol marino de la figura 5.8b, quizá se describan mejor como
concavidades profundas más que como cámaras oscuras, e ilustran la suavidad de
esta pendiente ascendente particular del monte Improbable.
Figura 5.8.
Una selección de ojos de invertebrados que ilustran distintas aproximaciones a
la formación de imágenes toscas pero efectivas: a) ojo tipo cámara oscura de
Nautilus; b) caracol marino; c) molusco bivalvo; d) oreja de mar; e) gusano
poliqueto (Nereis diversicolor).
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En primera
aproximación, parece que el ojo tipo cámara oscura tendría que funcionar
bastante bien, siempre que el orificio frontal fuera lo bastante pequeño. Uno
podría pensar que, si el orificio fuera casi infinitesimal, se obtendría una
imagen casi infinitamente perfecta al eliminarse la inmensa mayoría de imágenes
competidoras que interfieren. Pero ahora surgen dos nuevos obstáculos. Uno es
la difracción. Se trata de un problema de borrosidad derivada del hecho de que
la luz se comporta como lo harían las ondas, que pueden interferir entre sí.
Esta borrosidad se acentúa al disminuir el orificio. El otro obstáculo que
surge con un orificio pequeño nos hace recordar la dureza de nuestra «economía
fotónica». Si el orificio es lo bastante pequeño para dar una imagen nítida,
entonces dejará pasar tan poca luz que no se podrá ver el objeto a menos que
esté iluminado por una luz de intensidad descomunal. Con una intensidad de luz
normal no pasarán a través del orificio suficientes fotones para que el ojo
esté seguro de lo que ve, lo que constituye otra versión del problema del
cometa Halley. Esto puede combatirse abriendo de nuevo el orificio, pero
entonces volvemos a estar como al principio, con una confusión de «delfines» en
competencia. La economía fotónica nos ha conducido a un atolladero en esta
ladera concreta del monte Improbable. El ojo tipo cámara oscura sólo puede
ofrecer una imagen nítida pero oscura, o una imagen luminosa pero borrosa. No
se pueden tener las dos cosas a la vez. Estas limitaciones son el pan de cada
día para los economistas, y por eso acuñé la idea de una economía de fotones.
Ahora bien, ¿acaso no hay manera de conseguir una imagen que sea brillante y
nítida a la vez? Por suerte sí la hay.
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Figura 5.9.
Un enfoque hipotético, complicado y ridículamente caro, del problema de formar
una imagen que sea a la vez nítida y luminosa: la «lente computerizada».
En primer
lugar, pensemos en el problema en términos informáticos. Imaginemos que
ampliamos el orificio para permitir que pase una buena cantidad de luz, pero,
en lugar de dejarlo abierto, insertamos una «ventana mágica», una obra maestra
de la magia electrónica embutida en vidrio y conectada a un ordenador (figura
5.9). La propiedad de esta ventana controlada por ordenador es la siguiente:
los rayos luminosos, en lugar de atravesar el cristal en línea recta, son
desviados con un cierto ángulo cuidadosamente calculado por el ordenador para
que todos los rayos que parten de un punto (por
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ejemplo, el
hocico del delfín) converjan en un punto correspondiente de la retina. Sólo he
dibujado los rayos que parten del hocico del delfín, pero, obviamente, la
pantalla mágica no tiene preferencias y realiza el mismo cálculo para los demás
puntos. Todos los rayos que se originan en la cola del delfín son desviados
para converger en un punto de la retina correspondiente a la cola, y así
sucesivamente. El resultado de la ventana mágica es que sobre la retina aparece
una imagen nítida del delfín. Pero no es oscura como la imagen procedente de un
orificio minúsculo, porque gran cantidad de rayos (lo que significa un torrente
de fotones) convergen desde el hocico del delfín, gran cantidad de rayos
convergen desde la cola del delfín, gran cantidad de rayos convergen desde
cualquier punto del delfín hasta el punto correspondiente en la retina. La
ventana mágica tiene todas las ventajas de la cámara oscura, sin su gran
desventaja.
Todo esto
de la «ventana mágica» está muy bien como ejercicio de la imaginación, ¿pero
acaso no es más fácil decirlo que hacerlo? Piénsese en la enorme complicación
de los cálculos que tiene que efectuar el ordenador conectado a la ventana
mágica. Está recibiendo millones de rayos luminosos procedentes de millones de
puntos del mundo exterior. De cada punto del delfín parten millones de rayos en
millones de ángulos hacia puntos diferentes de la superficie de la ventana
mágica. Los rayos se entrecruzan en una abrumadora maraña de líneas rectas como
si fueran espaguetis. La ventana mágica, con su ordenador asociado, debe tratar
todos y cada uno de estos millones de rayos por separado y calcular con
precisión su propio ángulo de desvío. ¿De dónde podría venir este ordenador
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maravilloso,
como no sea de un complicado milagro? ¿Es aquí donde encontramos nuestro
Waterloo, un precipicio inevitable en nuestro camino monte Improbable arriba?
Curiosamente,
la respuesta es no. El ordenador de la figura no es más que una creación
imaginaria para subrayar la complejidad aparente de la tarea si se considera de
cierta manera. Pero si enfocamos el problema de otra forma, la solución resulta
absurdamente fácil. Existe un dispositivo ridículamente simple que tiene justo
las mismas propiedades que nuestra ventana mágica, pero sin ordenador, sin
brujería electrónica, sin complicación alguna. Este dispositivo es la lente. No
necesitamos ordenador porque no hay ninguna necesidad de hacer cálculos de
manera explícita. De los cálculos aparentemente complicados de millones de
ángulos de desviación se ocupa, de forma automática y sin alharaca, una masa
curvada de material transparente, el cristalino.
Figura
5.10. Desviación de la luz. Principio de refracción en un bloque de cristal.
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Dedicaré
algo de tiempo a explicar el funcionamiento de las lentes, como preludio de la
demostración de que la evolución del cristalino no tiene por qué haber sido
enormemente difícil.
Es un hecho
físico que los rayos luminosos se desvían al pasar de un material transparente
a otro (figura 5.10). El ángulo de desviación depende del tipo de materiales
considerados, porque algunas sustancias poseen un índice de refracción (una
medida de la capacidad de desviar la luz) mayor que el de otras. Si hablamos de
cristal y agua, el ángulo de desviación es pequeño, porque el índice de
refracción del agua es casi el mismo que el del cristal. Si la interfase es
entre cristal y aire, la luz se desvía en un ángulo mayor porque el aire posee
un índice de refracción relativamente bajo. En la interfase entre agua y aire,
el ángulo de desviación es lo bastante grande para hacer que un remo parezca
quebrado.
La figura
5.10 representa un bloque de cristal en el aire. La línea gruesa es un rayo
luminoso que penetra en el bloque y es desviado por el cristal, y cuando sale
por el otro lado se desvía de nuevo recuperando el ángulo original. Pero,
obviamente, no hay razón por la que un glóbulo de material transparente deba
tener lados netamente paralelos. En función del ángulo de la superficie del
glóbulo, un rayo puede ser desviado en cualquier dirección que uno elija, y si
el glóbulo tiene facetas con muchos ángulos distintos se puede hacer desviar un
conjunto de rayos en muchas direcciones distintas (figura 5.11). Si el glóbulo
está curvado de forma convexa en una de sus caras o en ambas, será una lente:
el equivalente funcional de nuestra ventana mágica. Los materiales
transparentes no son
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especialmente
raros en la naturaleza. El aire y el agua, dos de las sustancias más comunes de
nuestro planeta, son transparentes. También lo son muchos otros líquidos. Lo
son asimismo algunos cristales si su superficie está pulida, por ejemplo por la
acción del oleaje en el mar, de manera que se hayan eliminado las asperezas
superficiales. Imagínese un guijarro de algún material cristalino desgastado
por las olas. Los rayos luminosos de una fuente puntual son desviados en toda
clase de direcciones por el guijarro, en función de los ángulos de la
superficie del mismo. Hay guijarros de todas las formas. Es muy común que sean
convexos por ambas caras. ¿Qué efecto producirá esto sobre los rayos luminosos
procedentes de una fuente determinada, como una bombilla incandescente?
Figura
5.11. Guijarros aleatorios refractan los rayos en direcciones sin ninguna
utilidad.
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Cuando los
rayos emergen de un guijarro cuyas caras son vagamente convexas tienden a
converger. No hacia un punto definido y único como haría nuestra «ventana
mágica» hipotética. Esto sería esperar demasiado. Pero existe una tendencia
definida en la dirección correcta. Cualquier guija de cuarzo a la que la
erosión haya dado una forma suavemente curvada por ambas caras serviría como
una «ventana mágica» aceptable, una lente capaz de formar imágenes que, aunque
lejos de ser nítidas, serían mucho más luminosas que las que produciría una
cámara oscura. Las guijas desgastadas por el agua suelen ser convexas por ambas
caras. Si estuviesen hechas de material transparente, muchas de ellas
constituirían unas lentes bastante útiles, aunque toscas.
Un guijarro
es sólo un ejemplo de un objeto accidental, no diseñado, que puede funcionar
como una lente tosca. Hay otros. Una gota de agua que pende de una hoja tiene
bordes curvos. No puede remediarlo. Automáticamente, sin necesidad de
refinamiento adicional alguno por nuestra parte, funcionará como una lente
rudimentaria. Líquidos y geles adoptan de manera automática formas curvadas a
menos que haya alguna fuerza, como la de la gravedad, que se oponga
positivamente a ello. Ello significará muchas veces que no tendrán más remedio
que funcionar como lentes. Lo mismo sucede a menudo con los materiales
biológicos. Una medusa joven tiene forma de lente y a la vez es bellamente
transparente. Puede funcionar como una lente aceptable, aunque sus propiedades
ópticas no se utilizan nunca en vida y no hay indicación alguna de que la
selección natural las haya favorecido. La transparencia es probablemente una
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ventaja,
porque hace que sus enemigos tengan dificultades para verla, y la forma curvada
es ventajosa por razones estructurales que no tienen nada que ver con las
lentes.
Figura
5.12. Imágenes vistas a través de varios orificios provisionales y de lentes
provisionales y toscas: a) un orificio simple; b) una bolsa blanda de
polietileno llena de agua; c) una copa de vino cilíndrica llena de agua.
He aquí
algunas imágenes que proyecté sobre una pantalla utilizando varios dispositivos
formadores de imágenes, toscos y no diseñados intencionalmente. La figura 5.12a
muestra una gran letra A tal como se ve proyectada sobre una hoja de papel en
la parte posterior de una cámara oscura (una caja de cartón cerrada con un
agujero en una cara). Probablemente no la podríamos leer si no se nos dijera
qué es, aunque utilicé una luz bastante intensa para producir la imagen. Para
que entrara la luz suficiente para poder leerla, tuve que hacer el orificio
bastante grande, de alrededor de un centímetro de diámetro. Podría haber
conseguido una imagen más nítida reduciendo el
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orificio,
pero entonces la película no la habría registrado (la restricción económica que
ya hemos comentado).
Veamos
ahora la diferencia que supone una «lente», aunque sea accidental y tosca. Para
la figura 5.12b se proyectó de nuevo la misma letra a través del mismo agujero
sobre la pared posterior de la misma caja de cartón. Pero esta vez colgué
delante del agujero una bolsa de polietileno llena de agua. La bolsa no estaba
diseñada para actuar de lente. Simplemente pende de manera natural adoptando
una forma curvilínea cuando se la llena de agua. Sospecho que una medusa, al
tener una curvatura lisa y no fruncida en arrugas, habría producido una imagen
todavía mejor. La figura 5.12c (CAN YOU READ THIS? [¿Puedes leer esto?]) se
hizo con la misma caja de cartón y el mismo agujero, pero esta vez se colocó
delante una copa de vino redondeada llena de agua en lugar de una bolsa
colgante. Huelga decir que la copa de vino es un objeto manufacturado, pero sus
diseñadores nunca pretendieron que actuara como lente y le dieron su forma
globular por otras razones. De nuevo, un objeto que no fue diseñado con este
propósito resulta ser una lente aceptable.
Es obvio
que los animales ancestrales no disponían de bolsas de polietileno ni copas de
vino. No estoy sugiriendo que la evolución del ojo pasó por una fase de bolsa
de polietileno, del mismo modo que no pasó por una fase de caja de cartón. Lo
importante acerca de la bolsa de polietileno es que, igual que una gota de
lluvia, una medusa o un cristal de cuarzo redondeado, no fue diseñada para
actuar como lente. Su forma de lente se debe a alguna otra razón que resulta
tener alguna influencia sobre su naturaleza.
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Así, pues,
no es difícil que aparezcan espontáneamente objetos lentiformes rudimentarios.
Basta con que cualquier burujo de gelatina semitransparente adopte una forma
curvada (y hay todo tipo de razones para que lo haga) y de inmediato conferirá
al menos una cierta mejora sobre una concavidad o un orificio simple. Una
cierta mejora es todo lo que hace falta para subir lentamente las pendientes
inferiores del monte Improbable. ¿Qué aspecto debían tener las formas
intermedias? Volvamos a la figura 5.8 (de nuevo tengo que recordar que se trata
de animales modernos, y por lo tanto no se les debe considerar una verdadera
serie ancestral). Adviértase que la concavidad de la figura 5.8b,
correspondiente a un caracol marino, posee un revestimiento de gelatina transparente,
la «masa vítrea» (vm), que posiblemente sirve para proteger las fotocélulas
sensoriales del contacto directo con el agua de mar que fluye a través de la
abertura. Esta masa vítrea meramente protectora posee una de las cualidades
necesarias de una lente (transparencia), pero carece de la curvatura correcta y
necesita engrosarse. Obsérvense ahora las figuras 5.8c, d y e, que son los ojos
de un molusco bivalvo, una oreja de mar y un gusano poliqueto. Además de
proporcionar ejemplos adicionales de ojos en copa y de intermedios entre copa y
cámara oscura, todos estos ojos poseen masas vítreas muy engrosadas. Las masas
vítreas de forma más o menos regular son ubicuas en el reino animal. En tanto
que lentes, ninguno de estos grumos de gelatina llamaría la atención del señor
Zeiss o el señor Nikon. No obstante, cualquier grumo de gelatina que posea una
pequeña curvatura convexa supondría una mejora significativa sobre un orificio
abierto.
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La
principal diferencia entre una buena lente y algo parecido a la masa vítrea de
la oreja de mar es ésta: para obtener los mejores resultados, la lente debe
estar desligada de la retina y separada una cierta distancia de ella. La
separación no tiene por qué estar vacía. Puede estar rellenada con más masa
vítrea. Todo lo que se necesita es que la lente posea un índice de refracción
superior al de la sustancia que separa la lente de la retina. Hay varias
maneras de conseguirlo, ninguna de ellas difícil. Mencionaré sólo una, en la
que la lente se condensa a partir de una región localizada en la porción
frontal de una masa vítrea como la que se ilustra en la figura 5.8e.
En primer
lugar, recuérdese que todas las sustancias transparentes poseen un cierto
índice de refracción, que es una medida de su capacidad para desviar los rayos
luminosos. Los constructores de lentes normalmente asumen que el índice de
refracción de una masa de vidrio es uniforme. Una vez un rayo luminoso ha
penetrado en una lente de vidrio determinada y ha cambiado apropiadamente de
dirección, sigue una línea recta hasta que llega al otro extremo de la lente.
El arte del constructor de lentes reside en esmerilar y pulir la superficie del
vidrio para darle una forma precisa y en unir diferentes lentes en cascadas
compuestas.
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Figura
5.13. Dos tipos de lente compleja.
Se pueden
acoplar distintos tipos de vidrio de forma complicada para producir lentes
compuestas con diversos índices de refracción en las distintas partes del
conjunto. La lente de la figura 5.13ª, por ejemplo, tiene un núcleo central
formado por un tipo de vidrio con un índice de refracción superior. Pero
todavía es un cambio discreto de un índice de refracción a otro. En principio,
sin embargo, no hay razón por la que una lente no pueda tener un índice de
refracción que varíe de manera continua en todo su interior. Esto se ilustra en
la figura 5.13b. A los constructores humanos de lentes les resulta difícil
conseguir una «lente de índice gradual» de este estilo13. Pero las lentes
13 Después
de escribir esto un corresponsal, Howard Kleyn, que había trabajado para la
compañía Cable and Wireless, me informó de que los fabricantes sí producen algo
equivalente a una lente de índice gradual. De hecho se trata de una fibra
óptica de índice gradual. Según su descripción, funciona del siguiente modo. Se
empieza con un tubo hueco de vidrio de cerca de un metro de longitud y unos
pocos centímetros de diámetro, que hay que caldear. A continuación se insufla
polvo de vidrio en el tubo. El vidrio en polvo se funde y se une al
revestimiento interno del tubo, con lo que lo engruesa al tiempo que se
estrecha el diámetro interior. Ahora viene la parte ingeniosa. A medida que
avanza el proceso, se modifica gradualmente la calidad del polvo de vidrio insuflado,
obtenido a partir de vidrio de un índice de refracción progresivamente mayor.
Para cuando el hueco central se ha rellenado, el tubo se ha convertido en una
varilla de vidrio
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vivas no
tienen dificultad para adquirir esta estructura, porque no se forman de golpe,
sino que se desarrollan a partir de pequeños esbozos embrionarios. De hecho,
encontramos lentes de índice de refracción gradual en peces, pulpos y otros
muchos animales. Si se observa con detenimiento la figura 5.8e, se puede ver lo
que concebiblemente es una región de índice de refracción variable en la región
tras la abertura del ojo.
Pero estaba
empezando a contar la historia de cómo podrían haber evolucionado las lentes a
partir de una masa vítrea que ocupaba todo el ojo. El principio del proceso y
la velocidad con la que pudo haber transcurrido han sido magníficamente
simulados con un modelo informático obra de los biólogos suecos Dan Nilsson y
Susanne Pelger. Describiré este elegante modelo de una manera algo oblicua. En
lugar de ir directamente al grano, comenzaremos rememorando nuestra progresión
desde el modelo de los biomorfos hasta NetSpinner, y nos preguntaremos de qué
modo podríamos, idealmente, abordar un modelo similar de la evolución del ojo.
Después veremos que esto es lo que en esencia hicieron Nilsson y Pelger, aunque
su planteamiento no fue exactamente el mismo.
Recordemos
que los biomorfos evolucionaban mediante selección artificial: el agente
seleccionador era la predilección humana. Dado que no se nos ocurría una manera
realista de incorporar la selección
muy
refractante en su núcleo central, pero con un índice de refracción
progresivamente menor de dentro a fuera. Entonces se calienta de nuevo la
varilla y se estira en un fino filamento. Este filamento conserva el gradiente
de índice de refracción de la varilla de la que procede. Técnicamente es una
lente de índice gradual, aunque muy delgada y larga. Sus propiedades ópticas se
utilizan no para enfocar una imagen, sino para mejorar su calidad como guía
luminoso que no permite que su haz de luz se disperse. Por lo general, se
utilizan varios de estos filamentos para fabricar un cable de fibra óptica
multihebra. (N. del A.)
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natural al
modelo, decidimos que era mejor modelar telarañas. La ventaja de las telarañas
era que, al desenvolverse en un plano bidimensional, su eficiencia en la
captura de moscas podía estimarse automáticamente con ayuda del ordenador.
También podía calcularse el coste de la seda, lo que permitía que el ordenador
pudiese «elegir» automáticamente telarañas modelo en una especie de selección
natural. Conveníamos en que las telarañas eran excepcionales en este sentido:
no podíamos esperar aplicar el mismo tratamiento a la columna vertebral de un
guepardo que caza o a la aleta dorsal de una ballena que nada, porque los
detalles físicos implicados en la evaluación de la eficiencia de un órgano
tridimensional son demasiado complicados. Pero, en este sentido, un ojo es como
una telaraña. La eficiencia de un modelo de ojo en dos dimensiones puede ser
estimada automáticamente por el ordenador. No quiero decir que el ojo sea una
estructura bidimensional, porque no lo es. Lo que pasa es que, si se supone que
el ojo es esférico, puede estimarse su eficiencia tridimensional a partir de
una sección trasversal que pase por el centro. El ordenador puede efectuar un
sencillo análisis del recorrido de los rayos y establecer la agudeza de la
imagen que se formaría. Esta puntuación de calidad es equivalente al cálculo
que hacía NetSpinner de la eficiencia de una telaraña en la captura de moscas
informáticas.
Al igual
que las redes de NetSpinner procreaban telarañas hijas mutantes, podemos hacer
que los modelos de ojo generen ojos hijos mutantes. Cada ojo hijo tendrá
básicamente la misma forma que su progenitor, pero con algún pequeño cambio
aleatorio en algún
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aspecto
morfológico menor. Algunos de estos «ojos» informáticos serán tan diferentes de
los ojos reales que no merecerán este nombre; pero no importa, todavía podrán
desarrollarse, y todavía se podrá puntuar numéricamente su calidad óptica
(presumiblemente muy baja). Por lo tanto, y al igual que con NetSpinner,
podemos hacer evolucionar en el ordenador ojos mejorados por la selección
natural. Podemos empezar con un ojo bastante bueno y a partir de él desarrollar
evolutivamente un ojo muy bueno, pero también podemos comenzar con un ojo muy
burdo, o sin ojo de ninguna clase.
Es
instructivo ejecutar un programa del estilo de NetSpinner como una simulación
real de la evolución, haciéndolo comenzar desde un punto de partida
rudimentario y esperando a ver en qué termina. Puede ocurrir incluso que
distintas series terminen en puntos culminantes diferentes, porque puede que
sean accesibles varias cumbres alternativas del monte Improbable. Podríamos
hacer funcionar nuestro programa generador de ojos de la misma manera, y
obtendríamos una demostración vivida de su evolución. Pero, en realidad, no
aprenderíamos mucho más de lo que podemos aprender explorando de manera más
sistemática hacia dónde lleva(n) la(s) senda(s) que ascienden por el monte
Improbable. Dado un punto de partida, la senda que seguirá la selección natural
será siempre ascendente, nunca descendente. Si se hace funcionar el programa en
modo evolutivo, es seguro que la selección natural seguirá una senda de este
estilo. Lo importante es que las reglas del juego prohíben ir cuesta abajo. Así
pues, ahorraremos tiempo de proceso si nos dedicamos a buscar sistemáticamente
sendas ascendentes y cumbres
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que puedan
alcanzarse a partir de puntos de partida establecidos. Esto es lo que hicieron
Nilsson y Pelger, pero ahora el lector puede ver por qué he preferido
introducir su investigación como si estuviéramos planeando, junto con ellos,
una simulación de la evolución al estilo NetSpinner.
Tanto si
decidimos hacer funcionar nuestro modelo en el «modo de selección natural» como
en el «modo de exploración sistemática de la montaña», tenemos que decidir
sobre algunas reglas embriológicas, es decir, reglas que rigen la manera en que
los genes controlan el desarrollo del cuerpo. ¿Sobre qué aspectos de la forma
actúan realmente las mutaciones? ¿Y cuán grandes, o cuán pequeñas, son las
propias mutaciones? En el caso de NetSpinner, las mutaciones actúan sobre
aspectos conocidos del comportamiento de las arañas. En el caso de los
biomorfos, las mutaciones actúan sobre los ángulos y longitudes de las ramas de
árboles en crecimiento. En el caso de los ojos, Nilsson y Pelger empezaron
reconociendo que en un ojo tipo «cámara» prototípico hay tres tipos principales
de tejido. Existe una envoltura externa generalmente opaca, una capa de
«fotocélulas» sensibles a la luz, y algún tipo de material transparente que
puede constituir una ventana protectora o bien rellenar el interior de la
concavidad (si es que existe tal concavidad, porque en nuestra simulación no
damos nada por sentado). El punto de partida de Nilsson y Pelger es una capa
plana de fotocélulas (figura 5.14, en gris oscuro), situada sobre una pantalla
plana (en negro) y recubierta por una capa plana de tejido transparente (gris
claro). Supusieron que la mutación opera causando un pequeño cambio porcentual
en el
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tamaño de
algo, como puede ser un pequeño porcentaje de reducción en el grosor de la capa
transparente, o un pequeño porcentaje de aumento en el índice de refracción
local de una región de dicha capa transparente. La pregunta que se plantearon
es: ¿hasta dónde podemos llegar en nuestra ascensión de la montaña si partimos
de un determinado campamento base y vamos subiendo uniformemente? Subir
significa mutar, un pequeño paso cada vez, y aceptar sólo aquellas mutaciones
que mejoren el rendimiento óptico.
Figura
5.14. Serie evolutiva teórica de Nilsson y Pelger que conduce a un ojo de
«pez». El número de pasos entre las distintas fases asume, de forma arbitraria,
que cada paso representa un cambio del 1% en la
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magnitud de
algo. Véase en el texto la traducción de estas unidades arbitrarias a número de
generaciones de evolución.
¿Adónde nos
conduce esto? Plácidamente, a través de una senda de pendiente suave, y
partiendo de una situación sin ojo de ninguna clase, llegamos hasta el familiar
ojo de pez, con cristalino y todo. No se trata de una lente uniforme como las
fabricadas por nosotros, sino de índice gradual, como la de la figura 5.13b. Su
índice de refracción, que varía de manera continua, se ha representado en la
figura mediante tonos variables de gris. El cristalino se ha «condensado» a
partir de la masa vítrea mediante cambios graduales, punto por punto, en el
índice de refracción. Aquí no hay juegos de manos. Nilsson y Pelger no
preprogramaron su masa vítrea simulada con una lente primordial esperando para
entrar en escena. Simplemente permitieron que el índice de refracción de cada
elemento de material transparente variara bajo control genético. Cada elemento
del material transparente era libre de hacer variar su índice de refracción al
azar en cualquier dirección. En el interior de la masa vítrea podía haber
surgido un número infinitamente vanado de patrones de índice de refracción. Lo
que hizo que el cristalino apareciera «en forma de lente» fue la movilidad
ascendente ininterrumpida, el equivalente de una cría selectiva a partir del
ojo que mejor veía en cada generación. El objetivo de Nilsson y Pelger no era
sólo demostrar que existe una trayectoria suave de mejora desde un no-ojo plano
hasta un buen ojo de pez. También utilizaron su modelo para estimar el tiempo
que tardaría en evolucionar un ojo partiendo de cero. Si a cada paso se
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modificaba
la magnitud de algo en un 1 %, el número total de pasos requeridos era de 1829.
No hay nada mágico en este 1%. Si en su lugar tomamos un 0,005%, la misma
transformación total habría requerido 363.992 pasos. Nilsson y Pelger tuvieron
que reexpresar la transformación total en unidades realistas, no arbitrarias,
lo que significa unidades de cambio genético. Para llevar esto a cabo era
necesario hacer algunas suposiciones. Tuvieron que fijar, por ejemplo, la
intensidad de la selección. Asumieron que, por cada 101 animales con un ojo
mejorado que sobrevivían, sobrevivían 100 animales sin mejora. Como puede
verse, es una intensidad de selección baja según lo que dicta el sentido común:
uno está casi tan bien sin la mejora como con ella. Eligieron deliberadamente
esta cifra tan conservadora y «pesimista» para que su estimación de la tasa de
evolución estuviese en todo caso sesgada por defecto antes que por exceso.
También tuvieron que fijar otros dos parámetros: la «heredabilidad» y el
«coeficiente de variación». El coeficiente de variación es una medida de la
variabilidad de una población. La selección natural necesita variación para
operar, y Nilsson y Pelger eligieron de nuevo un valor bajo, pesimista. La
heredabilidad es una medida de la cantidad de variación (la variación total
disponible en la población) que se hereda. Si la heredabilidad es baja,
entonces la mayor parte de la variación poblacional es causada por el ambiente,
y la selección natural, aunque puede «escoger» individuos para que sobrevivan o
mueran, tiene escaso impacto sobre la evolución. Si la heredabilidad es alta,
la selección tiene un gran impacto sobre las generaciones futuras, porque la
supervivencia del individuo se
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traduce
efectivamente en la supervivencia de los genes. Las heredabilidades acostumbran
a ser superiores al 50%, de modo que la decisión de Nilsson y Pelger de adoptar
un 50% fue también pesimista. Una última imposición pesimista fue que en una
generación no podían cambiar simultáneamente distintas partes del ojo.
«Pesimista»
significa aquí que la estimación que tenemos al final del tiempo que tarda en
evolucionar un ojo probablemente será errónea por exceso. La razón por la que
calificamos una sobreestimación de pesimista y no de optimista es la siguiente.
Un escéptico acerca del poder de la evolución, tal como lo era Emma Darwin,
tiende de forma natural a considerar que, suponiendo que un órgano tan
notablemente complicado y diferenciado como un ojo pueda llegar a evolucionar,
tardará una cantidad inmensa de tiempo en hacerlo. En realidad, la estimación
final de Nilsson y Pelger resultó ser inesperadamente corta. Al final del
cálculo, se obtuvo que se tardarían sólo unas 364.000 generaciones para
producir evolutivamente un ojo de pez con cristalino funcional. La estimación
habría sido todavía menor si los supuestos hubieran sido más optimistas (lo que
probablemente significa más realistas).
¿Cuánto son
364.000 generaciones en años? Esto depende, naturalmente, del tiempo de
generación. Los animales de los que estamos hablando serían pequeños animales
marinos tales como gusanos, moluscos y peces pequeños, cuyo tiempo de
generación típico es de un año o menos. La conclusión de Nilsson y Pelger, por
lo tanto, es que la evolución del ojo con cristalino podría haberse
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conseguido
en menos de medio millón de años. Éste es un tiempo ciertamente corto, según
los estándares geológicos. Tan corto que, en los estratos de las eras antiguas
de las que estamos hablando, parecería un instante. La acusación de que no ha
habido tiempo suficiente para la evolución del ojo no es que sea errónea, es
grandiosa, decisiva e ignominiosamente errónea. Como es natural, hay otros
detalles de un ojo completo que Nilsson y Pelger no han considerado aún y que
pudieran tardar bastante más en evolucionar (aunque ellos no lo creen así).
Está la evolución preliminar de las células fotosensibles (lo que yo he llamado
fotocélulas), que ellos consideraron ya existentes de entrada en su modelo de
sistema evolutivo. Aparte del cristalino, otros rasgos avanzados de los ojos
modernos son los dispositivos para enfocar, para cambiar el tamaño de la pupila
(la «abertura de diafragma» de la cámara) y para mover el ojo. Están también
todos los sistemas cerebrales necesarios para procesar la información procedente
del ojo. Mover el ojo es importante por razones obvias, pero también (lo que es
más indispensable) para mantener la mirada fija cuando el cuerpo se mueve. Las
aves lo consiguen utilizando los músculos del cuello para mantener la posición
de la cabeza, con independencia de los movimientos del resto del cuerpo. Los
sistemas avanzados para hacer esto implican mecanismos cerebrales bastante
refinados. Pero es fácil ver que siempre serían mejor unos ajustes
rudimentarios e imperfectos que ninguno, de modo que no hay dificultad en
reconstruir una serie ancestral siguiendo una senda suave de ascenso al monte
Improbable.
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Para
enfocar rayos que proceden de un objeto muy distante se necesita una lente más
débil que para enfocar rayos procedentes de un objeto cercano. Enfocar con
precisión tanto de cerca como de lejos es un lujo sin el cual se puede vivir,
pero en la naturaleza cualquier pequeño aumento de las probabilidades de
supervivencia cuenta, y es un hecho que muchos tipos distintos de animales
exhiben una gran variedad de mecanismos para cambiar el foco de la lente. Los
mamíferos lo hacemos mediante músculos que tensan la lente y cambian su forma,
lo mismo que las aves y la mayoría de reptiles. Camaleones, serpientes, peces y
ranas lo hacen de la misma manera que una cámara, desplazando ligeramente la
lente hacia delante o hacia atrás. Los animales con ojos más pequeños no se
molestan. Sus ojos son como una Box Brownie, es decir, una cámara sencilla de
usar y tirar: enfocan de manera aproximada, aunque poco brillante, a cualquier
distancia. A medida que nos hacemos mayores, nuestros ojos se hacen por
desgracia cada vez más parecidos a una Box Brownie, y a menudo necesitamos
lentes bifocales para ver de cerca y de lejos.
Imaginar la
evolución gradual de mecanismos de enfoque no es nada difícil. Cuando
experimentaba con la bolsa de polietileno llena de agua, me di cuenta
rápidamente de que la agudeza del foco podía mejorarse (o empeorarse) apretando
la bolsa con mis dedos. Sin tener conciencia de la forma de la bolsa, sin
siquiera mirarla, sólo concentrándome en la calidad de la imagen proyectada,
simplemente apreté la bolsa al azar hasta que el foco mejoró. Cualquier músculo
situado en las inmediaciones de un glóbulo de masa vítrea podría,
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como
producto secundario de una contracción para algún otro propósito, mejorar
incidentalmente el enfoque de la lente. Ello abre una amplia avenida para la
mejora paulatina pendiente arriba del monte Improbable, que puede culminar
tanto en el método de enfoque de los mamíferos como en el de los camaleones.
Cambiar la
apertura (el tamaño del agujero a través del cual entra la luz) puede ser algo
más difícil, pero no demasiado. La razón para querer hacerlo es la misma que en
una cámara. Para una sensibilidad dada de la película o las fotocélulas, puede
haber demasiada luz (que deslumbra) o demasiado poca. Además, cuanto más
estrecho es el agujero mejor es la profundidad de campo, la gama de distancias
que se encuentran enfocadas simultáneamente. Una cámara o un ojo complicados
poseen un fotómetro incorporado que automáticamente cierra el agujero cuando
sale el sol y lo abre cuando el sol se pone. La pupila del ojo humano es una
pieza de tecnología automática muy compleja, algo de lo que un microingeniero
japonés se sentiría orgulloso.
Pero, una
vez más, no es difícil apreciar de qué modo podría haberse abierto la senda
hacia este mecanismo avanzado en las laderas bajas del monte Improbable.
Nuestra pupila es circular, pero esto no es en absoluto obligatorio. Cualquier
forma sirve. Las ovejas y las vacas poseen una pupila alargada, horizontal y
romboidal. También la tienen así los pulpos y algunas serpientes, pero en otras
es una hendidura vertical. Los gatos poseen una pupila variable entre un
círculo y una estrecha rendija vertical (figura 5.15):
¿Sabrá
Minnaloushe que sus pupilas
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Pasan de un
cambio a otro,
Y que de
redondas a media luna,
De media
luna a redondas fluctúan?
Minnaloushe
se arrastra entre la hierba
Solo,
importante y sabio,
Y dirige a
la luna cambiante
Sus
cambiantes ojos14.
W. B. Yeats
14 Does
Minnaloushe know that his pupils / Will passfrom change to change, /And that
from round to crescent, /From crescent to round they range? /Minnaloushe creeps
through the grass /Alone, important and wise, / And lifts to the changing moon
/ His changing eyes.
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Figura
5.15. Varias pupilas, incluida la de una cámara. La forma exacta de una pupila
no importa, razón por la cual es tan variable: a) pitón reticulada; b) gato; c)
ser humano; d) serpiente arborícola hocicuda; e) cámara fotográfica.
Incluso las
cámaras más caras suelen tener pupilas poligonales toscas en lugar de círculos
perfectos. Lo importante es poder controlar la cantidad de luz que penetra en
el ojo. Cuando uno comprende esto, la evolución inicial de la pupila variable
deja de ser un problema. Hay muchísimos caminos graduales que seguir desde las
laderas inferiores del monte Improbable. El diafragma de iris no es una barrera
evolutiva más impenetrable de lo que pueda serlo el
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esfínter
anal. Quizá la magnitud mejorable más importante sea la velocidad de respuesta
de la pupila. Una vez se poseen nervios, aumentar su velocidad es un paseo
fácil ladera arriba. Las pupilas humanas responden con rapidez, como el lector
puede verificar fácilmente iluminando sus ojos con una linterna al tiempo que
mira su pupila en un espejo. (El efecto es más espectacular si se dirige la
linterna encendida a un ojo mientras se mira la pupila del otro, pues ambos
ojos están acoplados.)
Como hemos
visto, el modelo de Nilsson y Pelger desarrolló una lente de índice gradual,
que es distinta de las lentes manufacturadas, pero semejante a la de peces,
calamares y otros ojos tipo cámara de animales subacuáticos. El cristalino
surge por condensación de una zona que localmente tiene un índice de refracción
elevado en el interior de una gelatina que previamente era de una transparencia
uniforme.
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Figura
5.16. Dos formas distintas en que se desarrollan las lentes de los insectos: a)
larva de avispa portasierra; b) efímera.
No todos
los cristalinos evolucionaron mediante condensación de una masa gelatinosa. La
figura 5.16 muestra dos ojos de insectos cuyas lentes se forman de manera muy
distinta. Se trata de los llamados ojos simples, que no hay que confundir con
los ojos compuestos, a los que llegaremos en un momento. En el primero de estos
ojos simples, perteneciente a una larva de avispa portasierra, la lente se
forma a partir de un engrosamiento de la córnea (la capa externa transparente).
En el segundo, perteneciente a una efímera, la córnea no está engrosada, y la
lente se desarrolla como una masa de células
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transparentes
e incoloras. Ambos métodos de desarrollo de una lente se prestan al mismo tipo
de escalada del monte Improbable que ya hemos visto para el ojo de masa vítrea
del gusano. Las lentes o cristalinos, como los propios ojos, parecen haber
evolucionado de forma independiente muchas veces. El monte Improbable tiene
muchas cumbres y altozanos.
También las
retinas delatan sus orígenes diversos. Con una excepción, todos los ojos hasta
aquí ilustrados tienen sus fotocélulas situadas por delante de los nervios que
las conectan al cerebro. Ésta es la disposición evidente, pero no es universal.
En el ojo de platelminto de la figura 5.4a los nervios conectores están
aparentemente fuera de sitio.
Algo
parecido ocurre con nuestros propios ojos de vertebrado. Las fotocélulas
apuntan hacia atrás, en sentido contrario a la llegada de la luz. Esto no es
tan absurdo como parece. Puesto que son diminutas y transparentes, no importa
mucho en qué sentido se disponen las fotocélulas: la mayoría de fotones las
atravesarán limpiamente y aguantarán el acoso de las pantallas cargadas de
pigmento que esperan para captarlos. El único sentido en el que se puede decir
que las fotocélulas de los vertebrados apuntan hacia atrás es que los «cables»
(nervios) que las conectan al cerebro salen en la dirección equivocada, hacia
la luz y no hacia el cerebro. Después recorren la superficie frontal de la
retina hacia una zona concreta, el llamado «punto ciego». Por allí atraviesan
todos la retina para formar el nervio óptico, razón por la cual la retina es
ciega en este punto, aunque apenas nos damos cuenta, porque el cerebro es muy
ingenioso a la
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hora de
reconstruir el hueco que falta. Sólo nos apercibimos del punto ciego si la
imagen de algún objeto pequeño y discreto, de cuya existencia tenemos una
evidencia indirecta, se desplaza hasta situarse en él; entonces parece apagarse
como una luz, aparentemente reemplazado por el color de fondo general del área.
He dicho
que importa poco el que la retina esté invertida. Se podría argumentar que,
dejando igual todo lo demás, habría sido mejor si nuestras retinas tuvieran la
posición correcta. Este quizá sea un buen ejemplo de que el monte Improbable
tiene más de una cumbre, con valles profundos que las separan. Una vez ha
empezado a evolucionar un ojo aceptable con su retina invertida, la única
manera de ascender es mejorar el diseño actual del ojo. Cambiar a un diseño
completamente distinto significaría ir cuesta abajo, no ya un corto trecho,
sino a lo largo de un profundo precipicio, y esto está prohibido por la
selección natural. La retina de los vertebrados tiene la posición que tiene
debido a la manera en que se forma en el embrión, y esto sin duda se remonta a
sus remotos antepasados. Los ojos de muchos invertebrados se desarrollan de
maneras distintas y, en consecuencia, sus retinas se hallan en la posición
«correcta».
Dejando
aparte el interesante hecho de que estén dirigidas hacia atrás, las retinas de
los vertebrados escalan algunas de las cimas más altas de la montaña. La retina
humana posee alrededor de 166 millones de fotocélulas, clasificables en varios
tipos. La división básica es entre bastones (especializados en la visión de
baja precisión, en blanco y negro y con niveles de luz relativamente bajos) y
conos (especializados en la visión cromática, de alta precisión y con luz
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intensa).
Para leer las palabras aquí escritas el lector utiliza únicamente los conos.
Figura
5.17. Arañas saltadoras.
Si Juliet
hubiera visto el cometa Halley, los responsables hubieran sido sus bastones.
Los conos se concentran en una pequeña área central, la fóvea, donde no hay
bastones. Ésta es la razón por la que, si uno quiere ver un objeto realmente
mortecino como el cometa
259
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Halley, no
debe dirigir sus ojos directamente a él, sino desviar ligeramente la mirada de
manera que su escasa luz caiga fuera de la fóvea. El número de fotocélulas y su
diferenciación en más de un tipo no presenta especiales problemas desde el
punto de vista de la ascensión por el monte Improbable. Es evidente que ambos
mejoramientos constituyen gradientes suaves montaña arriba.
Las retinas
grandes ven mejor que las pequeñas. En ellas caben más fotocélulas, lo que
permite ver con más detalle. Ahora bien, como siempre, esto tiene costes
añadidos. Recuérdese el caracol surrealista de la figura 5.1. Sin embargo, hay
una forma de que un animal pequeño pueda gozar de una retina mayor de lo que
puede permitirse. El profesor Michael Land, de la Universidad de Sussex (que
tiene una trayectoria envidiable de descubrimientos exóticos en el mundo de los
ojos, y de quien he aprendido mucho de lo que sé sobre el tema) encontró un
ejemplo maravilloso en las arañas saltadoras15. Las arañas no poseen ojos
compuestos, pero las arañas saltadoras han llevado el ojo tipo cámara a una
cumbre notable en cuanto a economía (figura 5.17). Lo que Land descubrió fue
una retina extraordinaria. En lugar de una lámina amplia sobre la que se
proyecta una imagen completa, consiste en una larga banda vertical, demasiado
estrecha para acomodar una imagen decente. Pero la araña compensa la estrechez
de su retina mediante un ingenioso
15 Estos
simpáticos animalillos, cuya costumbre de ladear la cabeza para mirarle a uno
les confiere un encanto casi humano, acechan a sus presas como un gato y
después saltan sobre ella de manera explosiva y sin previo aviso. Dicho sea de
paso, se trata de una actividad explosiva en sentido más o menos literal,
puesto que saltan mediante un sistema hidráulico, bombeando fluido
simultáneamente a las ocho patas (un poco como hacemos nosotros con nuestros
penes —los que lo tenemos—, pero sus «erecciones de patas» son súbitas y no
graduales). (N. del A.)
260
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truco: la
mueve de forma repetitiva, «barriendo» el área de proyección de imágenes. Su
retina efectiva es, por lo tanto, mucho mayor que su retina real (en aplicación
de un principio semejante al de la araña boleadora, que con su único filamento
giratorio se aproxima al área de captura de una telaraña completa). Si la
retina de la araña saltadora detecta un objeto interesante, como una mosca en
movimiento u otra araña saltadora, concentra sus movimientos de barrido en el
área precisa del blanco. Esto le proporciona el equivalente dinámico de una
fóvea. Utilizando este ingenioso truco, las arañas saltadoras han elevado el
ojo con lente a una respetable pequeña cima dentro de su área local en el monte
Improbable. Presenté el cristalino como un excelente remedio a los defectos del
ojo tipo cámara oscura, pero no es el único. Un espejo curvado constituye un
principio distinto del de la lente, pero es una buena solución alternativa al
mismo problema de reunir una cantidad importante de luz procedente de cada uno
de los puntos de un objeto y enfocarla en un único punto de una imagen. Para
determinados fines, un espejo curvado es de hecho una solución más económica
que una lente, y los mayores telescopios ópticos del mundo son todos de
reflexión (figura 5.18a). Un problema menor con un telescopio de reflexión es
que la imagen se forma frente al espejo, en la ruta de los rayos incidentes.
Por lo general, los telescopios de reflexión poseen un pequeño espejo para
desviar la imagen enfocada hacia un ocular o una cámara. El espejo pequeño no
supone un obstáculo, al menos no lo suficiente para estropear la imagen. No se
ve ninguna imagen enfocada del espejo pequeño, simplemente reduce algo la
cantidad
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total de
luz que llega al espejo grande en la parte posterior del telescopio.
Figura
5.18. Soluciones de espejo curvado al problema de la
formación
de imágenes: a) telescopio de reflexión; b) Gigantocypris, un ostrácodo
(crustáceo) planctónico relativamente grande, pintado por Sir Alister Hardy; c)
ojos de concha de peregrino que atisban a través de las valvas entreabiertas;
d) sección transversal de un ojo de concha de peregrino; e) óvalo cartesiano.
El espejo
curvado es, pues, una solución física teóricamente operativa a un problema
importante. ¿Existe algún ejemplo de ojos de espejo
262
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curvado en
el reino animal? La primera sugerencia en este sentido la hizo mi antiguo
profesor de Oxford, Sir Alister Hardy, en un comentario sobre su pintura de un
notable crustáceo abisal llamado Gigantocypris (figura 5.18b). Los astrónomos
captan los escasos fotones que llegan desde las distantes estrellas mediante
enormes espejos curvados en observatorios tales como los de los montes Wilson y
Palomar. Resulta tentador pensar que Gigantocypris hace lo mismo con los pocos
fotones que penetran en las profundidades oceánicas, pero investigaciones
recientes de Michael Land descartan cualquier parecido en el detalle. Por el
momento, no está claro cómo ve Gigantocypris.
Existe otra
clase de animal, sin embargo, que sí utiliza un espejo curvado genuino para
formar una imagen, aunque posee una lente auxiliar. De nuevo, su descubridor
fue ese rey Midas de la investigación de los ojos animales que es Michael Land.
Este animal es la concha de peregrino.
La
fotografía de la figura 5.18c corresponde a un pequeño fragmento (dos
acanaladuras de la concha) del resquicio entre las valvas de estos bivalvos.
Entre la concha y los tentáculos hay una fila de docenas de pequeños ojos. Cada
ojo forma una imagen, utilizando para ello un espejo curvado situado detrás de
la retina. Es este espejo el que hace que cada ojo brille como una diminuta
perla azul o verde. La figura 5.18d muestra este tipo de ojo en sección. Como
mencioné, existe una lente además del espejo, y volveré a ello después. La
retina es el área grisácea que se encuentra entre la lente y el espejo curvado.
La parte de la retina que capta la imagen nítida proyectada por el espejo es la
263
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porción que
contacta con la parte posterior de la lente. Dicha imagen está invertida, y la
forman rayos reflejados por el espejo.
¿Por qué
hay una lente, entonces? Los espejos esféricos como éstos están sujetos a un
tipo particular de distorsión, denominada aberración esférica. Un diseño famoso
de telescopio de reflexión, el de Schmidt, evita el problema mediante una
ingeniosa combinación de lente y espejo. Los ojos de la concha de peregrino
parecen resolver el problema de una manera ligeramente distinta. La aberración
esférica puede evitarse teóricamente mediante un tipo de lente especial cuya
forma se denomina «óvalo cartesiano». La figura 5.18e es un esquema de un óvalo
cartesiano ideal. Obsérvese ahora de nuevo el perfil de la lente real del ojo
de la concha de peregrino (figura 5.18d). Sobre la base de la sorprendente
semejanza, el profesor Land sugiere que la lente está aquí como corrector de la
aberración esférica del espejo, que es el principal dispositivo formador de la
imagen.
En cuanto
al origen del ojo de espejo curvado en las laderas inferiores de su región
correspondiente en la montaña, podemos hacer una conjetura informada. Las capas
reflectantes detrás de la retina son comunes en el reino animal, pero no para
la formación de imágenes como en las conchas de peregrino, sino para un
propósito distinto.
Si
penetramos en un bosque de noche con una potente linterna, veremos numerosos
puntos dobles brillantes dirigidos hacia nosotros.
Muchos
mamíferos, especialmente los nocturnos, como el poto dorado o anguantibo
[Perodicticus potto] (figura 5.19b) del África occidental, poseen un tapete,
una capa reflectante tras la retina. Lo
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que hace el
tapete es proporcionar una segunda oportunidad de captar los fotones no
interceptados por las fotocélulas: cada fotón es reflejado de vuelta a la misma
fotocélula que no lo captó en primera instancia, de modo que la imagen no queda
distorsionada.
Figura
5.19. Ahorrando fotones para reflejarlos. Tapetes brillantes detrás de los ojos
de: a) una araña lobo, Geolycosa sp., y b) un poto dorado o anguantibo.
También los
invertebrados han descubierto el tapete. Una potente linterna en el bosque es
una excelente manera de localizar determinados tipos de arañas. En realidad,
observando la fotografía
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de una
araña lobo (figura 5.19a), uno se pregunta por qué los reflectantes «ojos de
gato» que marcan nuestras carreteras no se llaman «ojos de araña». Tapetes para
captar hasta el último fotón bien pudieran haber evolucionado en ojos en copa
ancestrales antes que las mismas lentes. Quizá el tapete es la preadaptación
que, en algunos animales aislados, se ha modificado para formar un tipo de ojo
en telescopio de reflexión. O bien el espejo pudo haber surgido de otra fuente.
Es difícil estar seguro.
Lentes y
espejos curvados son dos maneras de enfocar con precisión una imagen. En ambos
casos la imagen está invertida, lo de arriba abajo y la derecha a la izquierda.
Un tipo de ojo completamente distinto, que produce una imagen en la misma
posición que el objeto, es el ojo compuesto, preferido por insectos,
crustáceos, algunos gusanos y moluscos, cacerolas de las Molucas (extraños
animales marinos que parecen estar más cerca de las arañas que de los
cangrejos) y el gran grupo de los trilobites, hoy extinguidos. En realidad,
existen varios tipos distintos de ojo compuesto. Empezaré con el más elemental,
el llamado ojo compuesto de aposición. Para comprender cómo funciona tendremos
que volver atrás, casi a la base misma del monte Improbable. Como hemos visto,
si queremos que un ojo haga algo más que discernir la mera intensidad de luz,
se necesita más de una fotocélula, y éstas deben captar luz procedente de
distintas direcciones. Una manera de hacer que apunten en direcciones
diferentes es colocarlas en una copa o concavidad, revestidas por una pantalla
opaca. Todos los ojos de los que hemos hablado hasta ahora son derivaciones de
este principio de superficie
266
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cóncava.
Pero quizá una solución aún más evidente al problema es situar las células en
la superficie externa, convexa, de una copa, con lo que se hace que miren hacia
fuera en diferentes direcciones. Ésta es una buena manera de visualizar un ojo
compuesto en su versión más sencilla.
Figura
5.20. a) Reproducción de la figura 5.6; b) la copa vuelta del revés. Principio
del ojo compuesto de aposición.
Recordemos
la introducción que hice del problema de formar la imagen de un delfín.
Entonces señalé que el problema era de exceso de imágenes. Un número infinito
de «delfines» sobre la retina, en todas las posiciones posibles y en todas las
localizaciones sobre la
267
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retina,
equivale a ningún delfín visible (figura 5.20a). El ojo tipo cámara oscura
funcionaba porque filtraba casi todos los rayos, dejando sólo la minoría que se
entrecruza en el orificio y forma una única imagen invertida del delfín.
Tratamos la lente o cristalino como una versión más elaborada del mismo
principio. El ojo compuesto de aposición resuelve el problema de una manera
todavía más simple.
El ojo en
cuestión está construido como un denso manojo de tubos largos y rectos, que
irradian en todas direcciones desde el techo de un domo. Cada tubo es como una
mira de fusil que sólo capta la pequeña parte del mundo en su propia y directa
línea de fuego. En términos de nuestra metáfora del filtrado, podríamos decir
que se impide (por parte de las paredes del tubo y del revestimiento del domo)
que los rayos procedentes de otras partes del mundo incidan en la parte
posterior del tubo que contiene las fotocélulas.
Así es como
funciona básicamente el ojo compuesto de aposición. En la práctica, cada uno de
los pequeños ojos tubulares, denominado omatidio, es algo más que un tubo.
Tiene su propia lente y su propia «retina» minúscula, constituida generalmente
por una media docena de fotocélulas. Cada omatidio produce una imagen invertida
en la base del estrecho tubo. El omatidio funciona, pues, como un ojo tipo
cámara, largo y de baja calidad. Pero estas imágenes invertidas de los
omatidios individuales son ignoradas. El omatidio informa sólo de la cantidad
de luz que penetra por su tubo. La lente sirve únicamente para captar más rayos
luminosos procedentes de la dirección de mira de fusil del omatidio y
enfocarlos sobre la retina. Cuando se
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consideran
todos los omatidios juntos, su «imagen» sumada está en la posición correcta,
como se indica en la figura 5.20b.
Como
siempre, «imagen» no significa lo que nosotros consideraríamos como tal: una
percepción precisa, en tecnicolor, de toda una escena. Estamos hablando de
cualquier forma de utilizar los ojos para distinguir lo que está ocurriendo en
diferentes direcciones. Por ejemplo, puede que algunos insectos utilicen sus
ojos compuestos sólo para seguir objetivos en movimiento, y en cambio sean
ciegos para las escenas inmóviles. La cuestión de si los animales ven las cosas
tal como las vemos nosotros es en parte filosófica, e intentar responderla
puede ser una tarea más que difícil.
Figura
5.21. Grandes ojos compuestos en un depredador aéreo que caza visualmente, la
libélula Aeshna cyanea.
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caso, una
libélula que se abate sobre una mosca en movimiento, pero para que un ojo
compuesto captara tanto detalle como los nuestros tendría que ser muchísimo más
grande que el tipo de ojo simple en cámara que poseemos. La explicación, a
grandes rasgos, es la siguiente. Es evidente que, cuantos más omatidios se
posean, con cada uno apuntando en una dirección ligeramente distinta, más
detallada será la imagen. Una libélula puede tener hasta 30.000 omatidios, y es
muy buena a la hora de atacar insectos en vuelo (figura 5.21). Pero para ver
con la misma definición que nosotros harían falta millones de omatidios. La
única manera de dar cabida a millones de omatidios es miniaturizarlos. Por
desgracia, existe un límite estricto a la reducción de un omatidio. Es el mismo
principio con el que nos topamos al hablar de la reducción del orificio frontal
en una cámara oscura, y se denomina límite de difracción. La consecuencia es
que, para que un ojo compuesto viera con la definición de un ojo humano,
tendría que tener un tamaño absurdamente grande: ¡veinticuatro metros de
diámetro! El científico alemán Kuno Kirschfeld escenificó esto dibujando el
aspecto que tendría un hombre que viese como una persona normal pero utilizando
ojos compuestos (figura 5.22). El diseño en panal del dibujo es impresionista.
Cada faceta dibujada contendría en realidad 10.000 omatidios. La razón por la
que los ojos compuestos del hombre tienen sólo un metro de diámetro en lugar de
veinticuatro es que Kirschfeld tomó en consideración el hecho de que nuestros
ojos sólo forman imágenes de gran definición en el centro de nuestra retina.
Tomó un promedio de nuestra visión central y de nuestra
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visión
mucho menos precisa en la periferia de la retina, y le salió el ojo de un metro
ilustrado. Tenga un metro de diámetro o veinticuatro, un ojo compuesto tan
grande no es factible. La moraleja es que: si uno desea ver imágenes precisas y
detalladas del mundo, debe utilizar un ojo tipo cámara simple, con una lente
única y de buena calidad, no un ojo compuesto. Dan Nilsson lo ha expresado así:
«Es sólo una pequeña exageración decir que la evolución parece estar trabando
una lucha desesperada para mejorar un diseño básicamente desastroso».
271
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Figura
5.22. Ilustración de Kuno Kirschfeld del aspecto que tendría un hombre con ojos
compuestos para poder ver tan bien como un ser humano normal.
¿Por qué
razón, pues, insectos y crustáceos no abandonan el ojo compuesto y se pasan
evolutivamente a los ojos tipo cámara? Puede que estemos ante uno de esos casos
de confinamiento en la vertiente equivocada de un valle en el macizo del monte
Improbable. Para transformar un ojo compuesto en un ojo tipo cámara hay que
pasar por una serie continua de formas intermedias funcionales: no se puede
descender a un valle como preludio para escalar una cumbre más alta. Así pues,
¿cuál es el problema de las formas intermedias entre un ojo compuesto y un ojo
en cámara?
Al menos
una dificultad importante acude a la mente. Un ojo tipo cámara forma una imagen
invertida. La imagen de un ojo compuesto no lo es. Encontrar una forma
intermedia entre estas dos es una proposición dura, por decirlo suavemente. Un
intermedio posible es ninguna imagen en absoluto. Algunos animales, que viven
en las profundidades del mar o en otros lugares donde la oscuridad es casi
total, tienen tan pocos fotones con los que jugar que han desistido de formar
imágenes. Todo lo que pueden esperar es saber si hay algo de luz. Un animal de
esta clase podría perder totalmente su aparato nervioso procesador de imágenes
y, por eso mismo, hallarse en una posición que le permitiera empezar de cero el
ascenso de una ladera completamente diferente de la montaña. De esta forma
podría
272
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constituir
una forma intermedia en el camino de un ojo compuesto a un ojo tipo cámara.
Figura
5.23. Ojo tipo cámara con un ojo compuesto en su historia ancestral. El notable
ojo de Ampelisca.
Algunos
crustáceos abisales tienen grandes ojos compuestos, pero carecen de lentes o
aparato óptico. Sus omatidios han perdido sus tubos y sus fotocélulas se
encuentran expuestas directamente en la superficie exterior, desde donde
captarán los pocos fotones que haya, con independencia de la dirección. De aquí
al notable ojo de la figura 5.23 sólo hay un pequeño paso. Pertenece a un
crustáceo, Ampelisca, que no vive a gran profundidad (quizá se encuentre de
nuevo en el camino de retorno a partir de antepasados abisales). El ojo de
Ampelisca funciona como un ojo tipo cámara, con un único cristalino que forma
una imagen invertida en la retina. Pero la retina deriva
273
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claramente
de un ojo compuesto, pues está constituida por los restos de un banco de
omatidios. Un pequeño paso, quizá, pero sólo si, durante el interregno de
ceguera casi total, el cerebro tuvo suficiente tiempo evolutivo para
«olvidarlo» todo acerca del procesamiento de imágenes sin invertir.
Éste es un
ejemplo de evolución desde un ojo compuesto a un ojo tipo cámara (un ejemplo
más, por cierto, de la facilidad con que los ojos parecen evolucionar de forma
independiente en todo el reino animal). Ahora bien, ¿cómo evolucionó en un
principio el ojo compuesto? ¿Qué es lo que encontramos en las laderas bajas de
esta cumbre particular del monte Improbable?
Una vez
más, nos puede ayudar echar un vistazo al reino animal actual. Fuera de los
artrópodos (insectos, crustáceos y afines), se encuentran ojos compuestos sólo
en algunos gusanos poliquetos (gusanas y gusanos tubícolas) y en algunos
moluscos bivalvos (de nuevo, presumiblemente evolucionados de manera
independiente). Gusanos y moluscos son una ayuda para nosotros los
historiadores de la evolución, porque incluyen entre sus formas algunos ojos
primitivos que parecen formas intermedias plausibles que se alinean a lo largo
de las laderas bajas del monte Improbable que llevan a la cumbre del ojo
compuesto. Los ojos de la figura 5.24 proceden de dos especies diferentes de
gusanos. Repito que no se trata de antepasados, sino de especies modernas que
probablemente ni siquiera descienden de las auténticas formas intermedias. Pero
muy bien podrían estar proporcionándonos un atisbo de lo que podría haber sido
la progresión evolutiva desde una agrupación laxa de
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fotocélulas
a la izquierda hasta un ojo compuesto propiamente dicho a la derecha. A buen
seguro, esta pendiente es tan suave como la que acabamos de recorrer para
alcanzar el ojo tipo cámara ordinario.
Figura
5.24. Ojos compuestos posiblemente primitivos de dos tipos de gusanos.
La
efectividad de los omatidios, como ya hemos comentado, depende de su
aislamiento mutuo. La mira de fusil que está apuntando al extremo de la cola
del delfín no debe captar rayos de otras partes del delfín, de otro modo nos
encontraríamos de nuevo con el problema original de millones de imágenes
superpuestas del delfín. La mayoría de omatidios se aísla mediante una vaina de
pigmento oscuro alrededor del tubo. Pero hay veces en que esto tiene efectos
colaterales indeseables. Algunos animales marinos se basan en la transparencia
para su camuflaje. Viven en el agua de mar y parecen agua de mar. La esencia de
su camuflaje, pues, reside en evitar la captación de fotones. Pero todo el
significado de las pantallas oscuras
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alrededor
de los omatidios es captar fotones. ¿Cómo librarse de esta cruel contradicción?
Figura
5.25. Ojo de un crustáceo abisal con fibras ópticas que funcionan como guías
luminosas.
Algunos
crustáceos abisales han encontrado una ingeniosa solución parcial (figura
5.25). Carecen de pigmento, y sus omatidios no son tubos en el sentido
ordinario, sino guías luminosas transparentes, que funcionan exactamente como
las fibras ópticas de fabricación humana. Cada guía luminosa termina en su
extremo anterior en un abultamiento que constituye una lente diminuta, de
índice de refracción variable, como un ojo de pez. Con lente y todo, la guía
luminosa concentra una gran cantidad de luz sobre las fotocélulas que se
encuentran en su base. Pero esto incluye sólo la luz que
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proviene
directamente de la línea de la mira de fusil. Los rayos que llegan a un tubo
lateralmente, en lugar de ser desviados por una pantalla de pigmento, son
reflejados y no penetran en la guía luminosa.
No todos
los ojos compuestos intentan aislar su suministro privado de luz. Únicamente lo
hacen los ojos de aposición. Existen al menos tres tipos diferentes de ojo
compuesto de «superposición» que hacen algo más sutil. Lejos de atrapar rayos
de luz en tubos o fibras ópticas, permiten que los rayos que pasan a través de
la lente de un omatidio sean captados por las fotocélulas de omatidios vecinos.
Existe una zona vacía, transparente, que comparten todos los omatidios. Las
lentes de todos los omatidios se confabulan para formar una única imagen sobre
una retina compartida que está constituida a partir de las células
fotosensibles del conjunto de omatidios. La figura 5.26 es una fotografía de
Charles Darwin realizada por Michael Land a través de la lente compuesta del
ojo de superposición de una luciérnaga.
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Figura
5.26. Retrato de Charles Darwin, fotografiado por Michael Land a través de la
lente compuesta de una luciérnaga.
La imagen
en un ojo compuesto de superposición, igual que en uno de aposición, no está
invertida, a diferencia de lo que ocurre en los ojos tipo cámara o en el de
Ampelisca (figura 5.23). Esto es lo que cabría esperar si se asume que los ojos
de superposición derivan de antepasados de aposición, lo cual tiene sentido
histórico, y debe haber propiciado una transición fácil en lo que al cerebro se
refiere. Pero sigue siendo un hecho muy notable. Considere el lector los
problemas físicos que conlleva construir una imagen simple, en la posición
correcta, de este modo. Cada omatidio individual en un ojo de aposición tiene
frente a sí una lente normal que produce una imagen invertida (si es que
produce alguna). Por lo tanto, para convertir un ojo de aposición en uno de
superposición los rayos, a medida que pasan a través de cada lente, deben ser
girados de alguna manera en la posición correcta. No sólo eso: todas las
imágenes separadas de las distintas lentes deben superponerse cuidadosamente
para producir una imagen conjunta. La ventaja de esto es que la imagen conjunta
es mucho más brillante. Pero las dificultades físicas para dar la vuelta a los
rayos son formidables. Resulta sorprendente que este problema no sólo haya sido
resuelto por la evolución, sino que lo haya sido con al menos tres soluciones
independientes: mediante lentes suplementarias, mediante espejos suplementarios
y mediante circuitería neural suplementaria. Los detalles son tan intrincados
que explicarlos desequilibraría este
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capítulo ya
de por sí bastante complicado, por lo que sólo los describiré escuetamente.
Una única
lente hace que la imagen se invierta. Por la misma razón, otra lente situada a
la distancia adecuada tras la primera devolvería la imagen a la posición
correcta. Esta combinación se utiliza en un instrumento denominado telescopio
kepleriano. Puede conseguirse un efecto equivalente con una lente compleja,
utilizando gradaciones suplementarias del índice de refracción. Como hemos
visto, las lentes vivientes, a diferencia de las manufacturadas, son buenas a
la hora de conseguir gradaciones del índice de refracción. Este método de
simular el efecto de un telescopio kepleriano es utilizado por diversos grupos
de insectos: efímeras (efemerópteros), crisopas (neurópteros), escarabajos
(coleópteros), polillas (lepidópteros), frigáneas (tricópteros) y especies de
cinco grupos distintos de crustáceos. La lejanía de su parentesco sugiere que
al menos algunos de estos grupos desarrollaron de manera independiente el mismo
truco kepleriano. Un truco equivalente, pero que implica la utilización de
espejos, es empleado por tres grupos de crustáceos. Dos de estos tres grupos
incluyen también especies que emplean el truco de las lentes. En realidad, si
se observa qué grupos animales han adoptado uno u otro de los distintos tipos
de ojo compuesto, se advierte un hecho fascinante: las distintas soluciones a
los problemas surgen aquí, allá y acullá16, lo que de nuevo sugiere que
evolucionan rápidamente y sin mayores problemas.
16 acullá.
(Del lat. eccum e illāc). 1. adv. l. A la parte opuesta de quien habla. Ú. en
contraposición a adverbios demostrativos de cercanía, como aquí o acá, y menos
frecuentemente a los de lejanía, como allí o allá, de los que puede ser un
intensivo. (N. del R.)
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La
«superposición neural» ha evolucionado en el importante grupo de los insectos
con dos alas, los dípteros (moscas y afines). Un sistema similar se encuentra
en los nadadores de espalda y barqueros, chinches de agua de las familias
notonéctidos y coríxidos, en los que parece haber evolucionado (otra vez) de
forma independiente. La superposición neural es diabólicamente ingeniosa. En
cierto sentido, no debería llamársela superposición, porque los omatidios son
tubos aislados igual que en los ojos de aposición. Pero consiguen un efecto
parecido al de la superposición por la ingeniosa conexión de las neuronas
situadas tras los omatidios. He aquí cómo. Recordemos que la «retina» de un
único omatidio está formada por una media docena de fotocélulas. En los ojos de
aposición ordinarios, la descarga de las seis fotocélulas simplemente se suma,
razón por la cual he escrito «retina» entre comillas: se cuentan todos los
fotones que penetran en el tubo, con independencia de qué fotocélulas
estimulan.
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Figura
5.27. El ingenioso principio del ojo compuesto con «superposición conectada».
El único
motivo para que haya varias fotocélulas es aumentar la sensibilidad total a la
luz. Ésta es la razón por la que no importa que la minúscula imagen que se
forma en el fondo de un omatidio de aposición se encuentre técnicamente
invertida.
Pero en el
ojo de una mosca las salidas de cada una de las seis células no se mezclan
entre sí. En lugar de ello, cada una se mezcla con las salidas de células
concretas de los omatidios vecinos (figura 5.27). En interés de la claridad, la
escala en este esquema es falsa. Por la misma razón, las flechas no representan
rayos (que serían desviados por las lentes), sino la correspondencia topológica
entre puntos del delfín y puntos en la parte inferior de los tubos. Adviértase
ahora lo absolutamente ingenioso de esta disposición. La idea esencial es que
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las
fotocélulas que captan la cabeza del delfín en un omatidio están conectadas con
las fotocélulas que captan la cabeza del delfín en los omatidios de las
inmediaciones. Las fotocélulas que captan la cola del delfín en un omatidio
están interconectadas con las fotocélulas que captan la cola del delfín en los
omatidios de las inmediaciones, y así sucesivamente. El resultado es que cada
punto del delfín es señalizado por un número superior de fotones de lo que lo
sería en un ojo de aposición ordinario con una disposición tubular simple. Es
una especie de solución computacional y no óptica a nuestro viejo problema de
cómo aumentar el número de fotones procedentes de cualquier punto de nuestro
delfín.
El lector
puede comprender ahora por qué se denomina superposición a este acomodo, aunque
no lo sea en sentido estricto. En la verdadera superposición, mediante lentes o
espejos suplementarios, la luz que llega a través de facetas inmediatas se
superpone de modo que los fotones procedentes de la cabeza del delfín terminan
en el mismo lugar que otros fotones procedentes de la cabeza del delfín; los
fotones procedentes de la cola terminan en el mismo sitio que otros fotones que
llegan de la cola. En la superposición neural, los fotones siguen terminando en
lugares distintos, como lo harían en un ojo de aposición, pero la señal
originada por estos fotones termina en el mismo lugar, debido al hábil
entretejido de los cables que conducen al cerebro.
El lector
recordará que la estima de Nilsson para la tasa de evolución de un ojo tipo
cámara con lente era, según los estándares geológicos, más o menos instantánea.
Seríamos muy afortunados si
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encontráramos
fósiles que registraran los estadios de transición. No se han hecho estimas
exactas para los ojos compuestos ni para ningún otro diseño de ojo, pero dudo
que fueran significativamente más lentas. Por lo general no se espera poder ver
los detalles de los ojos en los fósiles, porque son demasiado blandos para que
se conserven. Los ojos compuestos son una excepción, porque gran parte de su
detalle es delatado por la elegante disposición de las facetas más o menos
córneas de la superficie exterior. La figura 5.28 muestra el ojo de un
trilobites del Devónico, hace cerca de 400 millones de años. Parece tan
avanzado como un ojo compuesto moderno. Esto es lo que cabría esperar si el
tiempo que tarda en evolucionar un ojo fuera despreciable a escala geológica.
Figura
5.28. Los ojos compuestos ya estaban muy avanzados hace 400 millones de años:
ojo fosilizado de un trilobites.
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Un mensaje
fundamental de este capítulo es que los ojos evolucionan fácil y rápidamente,
sin mayores problemas. Empecé citando la conclusión de un experto de que los
ojos han evolucionado de forma independiente al menos cuarenta veces en
diferentes dominios del reino animal. A primera vista, este mensaje parece
quedar en entredicho por un intrigante conjunto de resultados experimentales
recientemente comunicados por un grupo de investigadores en Suiza,
colaboradores del profesor Walter Gehring. Describiré brevemente estas
observaciones, y explicaré por qué no ponen en tela de juicio la conclusión
principal de este capítulo. Antes de empezar, tengo que pedir excusas por una
convención exasperantemente absurda adoptada por los genéticos. El gen llamado
eyeless [sin ojos, ciego] en la mosca del vinagre Drosophila ¡produce ojos!
(¿No es maravilloso?) La razón de esta contradicción terminológica
caprichosamente equívoca es de hecho muy simple, y hasta tiene cierto interés.
Reconocemos el efecto de un gen al advertir lo que ocurre cuando funciona mal.
Existe un gen que, cuando funciona mal (cuando muta), hace que las moscas
nazcan sin ojos. La posición de este gen en el cromosoma es, por lo tanto, el
locus eyeless (locus es el término latino que significa «lugar», y los
genéticos lo emplean para indicar la posición de un cromosoma donde se sitúan
las formas alternativas de un gen determinado). Pero, en general, cuando
hablamos del locus denominado eyeless nos estamos refiriendo a la forma normal,
no alterada, del gen. De ahí la paradoja de que el gen eyeless produzca ojos.
Es como denominar «dispositivo silencioso» a un altavoz porque
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hemos
descubierto que, cuando desconectamos el altavoz de una radio, ésta se queda
muda. Estoy tentado de rebautizar el gen como eyemaker [hacedor de ojos], pero
esto también sería equívoco. En cualquier caso, me niego a emplear el nombre
eyeless, por lo que adoptaré la abreviación reconocida ey.
Es un hecho
general que, aunque todos los genes de un animal están presentes en todas sus
células, sólo una minoría de tales genes están realmente activados o
«expresados» en una parte del cuerpo dada. Ésta es la razón por la que los
hígados son distintos de los riñones, aunque ambos contienen el mismo conjunto
de genes. Por regla general, en una Drosophila adulta el gen ey se expresa sólo
en la cabeza, razón por la cual se desarrollan allí los ojos. George Halder,
Patrick Callaerts y Walter Gehring hallaron una manipulación experimental que
hacía que ey se expresara en otras partes del cuerpo. Aplicando ingeniosos
tratamientos a larvas de Drosophila consiguieron que ey se expresara en las
antenas, las alas y las patas. Sorprendentemente, las moscas adultas
resultantes ostentaban ojos compuestos completamente formados en alas, patas,
antenas y otras partes (figura 5.29). Aunque algo más pequeños que los
normales, estos ojos «ectópicos» son ojos compuestos verdaderos con omatidios
completamente formados. Incluso son funcionales. No sabemos si las moscas ven
realmente algo a través de ellos, pero al menos los registros eléctricos de los
nervios basales de los omatidios demuestran que son sensibles a la luz.
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Figura
5.29. Ojos ectópicos inducidos en Drosophila; el inferior ha sido inducido por
un gen de ratón.
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Figura
5.29b. Pequeño ojo compuesto inducido en la pata de una mosca del vinagre.
Éste es el
hecho notable número uno. El hecho número dos es más notable todavía. En los
ratones existe un gen llamado small eye [ojo pequeño] y en nuestra especie otro
denominado aniridia [ausencia de iris]. También estos genes reciben su nombre
de acuerdo con la convención negativa de los genéticos: la alteración
mutacional de estos genes produce reducción o ausencia de ojos o de partes del
ojo. Rebecca Quiring y Uwe Waldorf, que trabajan en el mismo laboratorio suizo,
encontraron que estos genes de mamífero son casi idénticos, en sus secuencias
de DNA, al gen ey de Drosophila. Esto significa que
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un mismo
gen se ha perpetuado casi sin cambios desde los remotos antepasados comunes de
animales modernos tan distantes entre sí como mamíferos e insectos. Es más, en
estas dos grandes ramas del reino animal dicho gen parece tener mucho que ver
con los ojos. El hecho notable número tres es casi demasiado sorprendente.
Halder, Callaerts y Gehring consiguieron introducir el gen del ratón en
embriones de Drosophila. Mirabile dictu, el gen del ratón indujo ojos ectópicos
en Drosophila. La figura 5.29b muestra un pequeño ojo compuesto inducido en la
pata de una mosca del vinagre por el equivalente del gen ey en el ratón.
Adviértase, de paso, que se ha inducido la formación de un ojo compuesto de
insecto, no un ojo de ratón. El gen del ratón simplemente ha puesto en marcha
la maquinaria embrionaria generadora del ojo de Drosophila. Se han encontrado
genes con una secuencia de DNA muy parecida a la de ey también en moluscos,
nemertinos (un tipo de gusanos marinos) y ascidias. Puede que ey sea universal
en el reino animal, y puede que sea una regla general el que una versión del
gen tomada de un donante en una parte del reino animal pueda inducir el
desarrollo de ojos en receptores de otra parte del reino animal extremadamente
alejada de la primera.
¿Qué es lo
que esta espectacular serie de experimentos significa para la conclusión de
este capítulo? ¿Nos equivocamos al pensar que los ojos se han desarrollado
cuarenta veces de forma independiente? No lo creo así. Al menos el espíritu de
la afirmación de que los ojos evolucionan fácilmente y sin mayores problemas
permanece incólume. Lo que estos experimentos probablemente significan es que
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el remoto
antepasado común de Drosophila, los ratones, los seres humanos, las ascidias,
etc., tenía ojos. Este antepasado común tenía algún tipo de visión, y sus ojos,
fuera cual fuera la forma que tuviesen, se desarrollaban probablemente bajo la
influencia de una secuencia de DNA similar al moderno gen ey. Pero la forma
concreta de los distintos tipos de ojos, los detalles de las retinas y de las
lentes o espejos, la elección entre simple o compuesto y, en este último caso,
entre aposición o superposición, todos estos aspectos evolucionaron de forma
independiente y rápida. Sabemos que es así al observar la esporádica (casi
caprichosa) distribución de todos estos dispositivos y sistemas, que salpican
la totalidad del reino animal. En resumen, con frecuencia hay animales que
poseen unos ojos más parecidos a los de sus primos remotos que a los de sus
primos cercanos. La conclusión no se tambalea por la demostración de que el
antepasado común de todos estos animales probablemente poseía ojos de algún
tipo, y que el desarrollo embrionario de todos los ojos parece tener
suficientes rasgos comunes para ser inducible por la misma secuencia de DNA.
Después de
que Michael Land hubiera leído y criticado amablemente el primer borrador de
este capítulo, le invité a que ensayara una representación visual de la región
del monte Improbable correspondiente al ojo. En la figura 5.30 se muestra el
dibujo que hizo. Está en la naturaleza de las metáforas que sean buenas para
unos fines y malas para otros, y tenemos que estar preparados para
modificarlas, incluso para abandonarlas del todo si es necesario. No es ésta la
primera ocasión en la que el lector se habrá dado cuenta
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de que el
monte Improbable, aunque tiene un nombre singular, como el Jungfrau, es en
realidad un asunto mucho más complejo, con muchas cumbres.
Figura
5.30. La región del ojo de la cordillera del monte Improbable: el paisaje de
Michael Land para la evolución del ojo.
Ese otro
gran experto en los ojos de los animales que es Dan Nilsson, quien también leyó
el borrador del capítulo, resumió el mensaje fundamental al llamar mi atención
acerca de lo que puede ser el ejemplo más extraño de la evolución oportunista y
ad hoc de un ojo. Por tres veces, de forma independiente en tres grupos
distintos de peces, ha evolucionado la llamada «visión con cuatro ojos».
Seguramente el pez de cuatro ojos más notable es Bathylychnops
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exilis
(figura 5.31). Posee un típico ojo de pez que mira hacia delante, en la
dirección usual, pero, además de éste, se ha desarrollado por evolución un ojo
adicional, alojado en la pared del ojo principal, y que mira directamente hacia
abajo. Qué es lo que mira nadie lo sabe. Quizá Bathylychnops padece el acoso de
un terrible depredador que tiene la costumbre de acercarse desde abajo. El
aspecto interesante para nosotros es el siguiente. El desarrollo embrionario
del ojo secundario es completamente distinto al del ojo principal, aunque
podemos suponer que su desarrollo podría estar inducido por una versión del gen
ey. Más concretamente, como el doctor Nilsson me escribió en su carta: «Esta
especie ha reinventado la lente a pesar de que ya tenía una, lo que supone un
buen espaldarazo a la idea de que la evolución de las lentes no es difícil en
absoluto».
Figura
5.31. Un curioso ojo doble, el del pez Bathylychnops exilis.
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No hay nada
cuya evolución sea tan difícil como imaginamos los seres humanos. Darwin cedió
demasiado cuando se echó atrás para convenir en la dificultad de la evolución
del ojo; y su mujer se extralimitó al subrayar su escepticismo en su nota al
margen. Darwin sabía lo que estaba haciendo. A los creacionistas les encanta la
cita que he reproducido al comienzo de este capítulo, pero nunca la completan.
Después de hacer su concesión retórica, Darwin continuaba:
«Cuando se
dijo por primera vez que el Sol estaba inmóvil y que la Tierra giraba, el
sentido común de la humanidad declaró falsa esta doctrina. Pero en ciencia no
puede darse crédito al viejo adagio Vox populi, vox Dei, como sabe cualquier
filósofo. La razón me dice que, si se puede demostrar que existen numerosas
gradaciones desde un ojo simple e imperfecto hasta uno complejo y perfecto,
siendo cada grado útil a su poseedor, como es ciertamente el caso, y si además
el ojo varía aunque sólo sea ligeramente y las variaciones son heredadas, como
igualmente es el caso, y si tales variaciones resultan útiles a un animal en
condiciones de vida cambiantes, entonces la dificultad de creer que un ojo
perfecto y complejo pueda formarse por selección natural, aunque insuperable
para nuestra imaginación, no puede considerarse real».
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Capítulo 6
El museo de
todas las conchas
La
selección natural es la presión que empuja la evolución pendiente arriba del
monte Improbable. La metáfora de la presión es ciertamente buena. Hablamos de
«presión de selección» y casi podemos sentir cómo empuja a una especie a
evolucionar, haciéndola subir a empellones los gradientes de la montaña. Los
depredadores, decimos, proporcionan la presión de selección que impulsó a los
antílopes a desarrollar sus largas y veloces patas. Pero a la vez que decimos
esto tenemos presente qué significa realmente: los genes para patas cortas
tienen mayor probabilidad de terminar en la panza de los depredadores, y por lo
tanto el mundo se vacía de ellos. La «presión» ejercida por unas hembras
exigentes impulsó la evolución de las suntuosas plumas de los machos de faisán.
Lo que esto significa es que un gen para una pluma hermosa tiene una
probabilidad mayor de encontrarse dentro de un espermatozoide que
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penetra en
el cuerpo de una hembra. Pero podemos pensar en ello como una «presión» que
empuja a los machos a hacerse más bellos. Sin duda los depredadores aportaron
una presión de selección en la dirección opuesta, hacia un plumaje más apagado,
porque los machos de colores vivos presumiblemente llamarían la atención de los
depredadores además de atraer a las hembras. Sin la presión de los depredadores
los gallos serían aún más coloreados y extravagantes por la presión de las
hembras. Así pues, las presiones de selección pueden empujar en sentidos
opuestos, en el mismo sentido e incluso (los matemáticos podrían encontrar
maneras de visualizar esto) en cualesquiera otros «ángulos» relativos. Además,
las presiones de selección pueden ser «fuertes» o «débiles», y el significado
ordinario de estas palabras se ajusta bien a lo que pretenden comunicar. La
senda concreta que tome un linaje en su ascenso al monte Improbable estará
influida por muy diferentes presiones de selección, que empujarán y tirarán en
distintas direcciones y con distintas intensidades, unas veces cooperando entre
sí y otras oponiéndose.
Pero la
presión no lo explica todo. La ruta elegida de ascenso al monte Improbable
también dependerá de la forma de las laderas. Hay presiones de selección que
empujarán y tirarán en toda una variedad de direcciones e intensidades, pero
también existen líneas de menor resistencia y precipicios insalvables. Una
presión de selección puede empujar con todas sus fuerzas en una dirección
determinada, pero si dicha dirección está bloqueada por un farallón
infranqueable no se llegará a ninguna parte. La selección natural debe tener
alternativas
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para
elegir. Las presiones de selección, por fuertes que sean, no pueden hacer nada
sin variación genética. Decir que los depredadores aportan una presión de
selección que favorece el que los antílopes corran cada vez más rápido es lo
mismo que decir que los depredadores se comen los antílopes más lentos. Pero si
no hay diferencia entre los genes de los antílopes rápidos y los de los lentos
(es decir, si las diferencias en la velocidad de la carrera están determinadas
sólo por el entorno) de ello no resultará ninguna evolución. En ese caso el
monte Improbable no presentaría ninguna ladera que escalar en la dirección de
la velocidad aumentada.
Llegamos
ahora a una incertidumbre genuina que crea un abanico de opiniones entre los
biólogos. En un extremo están quienes creen que podemos dar más o menos por
sentada la variación genética. Si existe la presión de selección, piensan,
siempre habrá suficiente variación genética para acomodarla. En la práctica, la
trayectoria de un linaje en el espacio evolutivo estará determinada sólo por la
pugna entre las presiones de selección. En el otro extremo están quienes creen
que la variación genética disponible es la consideración importante que
determina la dirección de la evolución. Algunos llegan incluso a relegar la
selección natural, rebajándola a un papel subsidiario. A modo de caricatura,
imaginemos dos biólogos que no se ponen de acuerdo sobre la razón por la que
los cerdos no tienen alas. El seleccionista extremo dice que los cerdos no
tienen alas porque no les supondría ninguna ventaja poseerlas. El
antiseleccionista extremo dice que los cerdos podrían beneficiarse de tenerlas,
pero que no
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pueden
porque nunca hubo muñones de alas mutantes para que la selección natural
operara sobre ellos.
La
controversia no es tan simple, y el monte Improbable, incluso en su versión de
múltiples cumbres, no es una metáfora lo bastante potente para explorarla.
Necesitamos una nueva metáfora, que utilice el tipo de imaginación de que hacen
gala los matemáticos, aunque no emplearemos símbolos matemáticos explícitos.
Exigirá más de nosotros que el monte Improbable, pero vale la pena. En El
relojero ciego hice breves incursiones en lo que di en llamar «espacio
genético», «país de los biomorfos» y «caminos a través del espacio animal». Más
recientemente, el filósofo Daniel Dennett ha penetrado todavía más en este país
por descubrir, al que, en poética alusión a la Biblioteca de Babel de Borges,
él llama Biblioteca de Mendel. Mi versión en este capítulo es un gigantesco
museo de la imaginación zoológica.
Imaginemos
un museo con galerías que se extienden hacia el horizonte en todas direcciones,
y tan lejos como puede alcanzar la vista, tanto hacia arriba como hacia abajo.
En el museo se conservan todos los tipos de formas animales que han existido, y
todos los que pueden imaginarse. Cada animal está emplazado junto a aquéllos a
los que más se asemeja. Cada dimensión del museo (es decir, cada dirección a lo
largo de la cual se extiende una galería) corresponde a una dimensión en la que
los animales experimentan alguna variación. Por ejemplo, mientras caminamos
hacia el norte a lo largo de una determinada galería, advertimos un progresivo
alargamiento de los cuernos en los ejemplares de las vitrinas. Si damos la
vuelta y caminamos hacia el sur, los cuernos se hacen más cortos. Si giramos
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y vamos
hacia el este, los cuernos mantienen su longitud, pero ahora cambia otra cosa;
los dientes, por ejemplo, se hacen más aguzados. Si vamos hacia el oeste, los
dientes se hacen más romos. Puesto que la longitud de los cuernos y la agudeza
de los dientes son sólo dos de las miles de maneras en que pueden variar los
animales, las galerías deben entrecruzarse en un espacio multidimensional; y no
sólo en el espacio tridimensional ordinario que nuestra mente limitada puede
visualizar. A esto me refería cuando dije que teníamos que aprender a pensar
como un matemático.
¿Qué
significa pensar en cuatro dimensiones? Supóngase que estamos tratando con
antílopes y que tenemos en cuenta cuatro variables: longitud de los cuernos,
agudeza de los dientes, longitud del intestino y tupidez del pelaje. Si
ignoramos una de las dimensiones (la tupidez, por ejemplo) podríamos situar
cada uno de nuestros antílopes en el lugar que le corresponda dentro de un
gráfico tridimensional (un cubo) de las restantes variables: longitud de los
cuernos, agudeza de los dientes y longitud del intestino. ¿Cómo podríamos
introducir la cuarta dimensión, la tupidez? Una forma es hacer el ejercicio del
cubo para todos los antílopes de pelo corto, después para todos los antílopes
de pelaje un poco más tupido, y así sucesivamente. Un antílope determinado quedará,
en primer lugar, en el cubo correspondiente a la longitud de su pelaje y
después, dentro de dicho cubo, en la posición que le corresponda por sus
cuernos, dientes e intestinos. La tupidez del pelaje es la cuarta dimensión. En
principio se puede seguir construyendo familias de cubos, y cubos de cubos, y
cubos de cubos de cubos, hasta que se
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han
colocado los animales en el equivalente de un espacio multidimensional. Para
ilustrar lo que tenemos en mente al pensar en el Museo de Todos los Animales
Posibles, este capítulo tratará de un caso particular que puede reducirse a
(más o menos) tres dimensiones. En el capítulo siguiente volveré a la
controversia con la que he abierto este capítulo y (dado que soy un conocido
seleccionista) intentaré hacer una propuesta constructiva de cara al otro
bando. El caso tridimensional especial que trataré en este capítulo es el de
las conchas de caracoles y otros ejemplos de conchas arrolladas. La razón por
la que las galerías de conchas pueden reducirse a tres dimensiones es que la
mayor parte de la variación relevante entre las conchas puede expresarse con sólo
tres números. En lo que viene a continuación, seguiré los pasos de David Raup,
un distinguido paleontólogo de la Universidad de Chicago. Raup se inspiró a su
vez en el célebre D’Arcy Wentworth Thompson, de la antigua y distinguida
universidad escocesa de Saint Andrews, cuyo libro Sobre el crecimiento y la
forma (publicado por vez primera en 1919) ha tenido una influencia persistente,
por no decir fundamental, durante la mayor parte del siglo veinte. Es una de
las tragedias de la biología que D’Arcy Thompson muriera justo antes de la era
de la informática, porque casi todas las páginas de su gran libro están
pidiendo a gritos un ordenador. Raup escribió un programa para generar formas
de conchas, y yo he escrito uno similar para ilustrar este capítulo, aunque
(como cabía esperar) lo incorporé a un programa de selección artificial al
estilo del Relojero Ciego.
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Las conchas
de los caracoles y otros moluscos (así como las de unos animales llamados
braquiópodos, sin ninguna conexión con los moluscos pero superficialmente
parecidos a ellos) crecen todas de la misma forma, diferente de la nuestra.
Nosotros empezamos siendo pequeños y crecemos por todos lados (aunque algunas
partes crecen más deprisa que otras). No se puede tomar un ser humano y disecar
la parte correspondiente a su infancia. Pero con una concha de molusco sí se
puede hacer esto. Una concha de molusco empieza siendo pequeña y crece por el
margen abierto, de manera que la parte más interna de la espira del adulto es
la concha infantil. Cada animal porta con él su propia forma infantil,
representada por la parte más estrecha de la concha.
Figura 6.1.
Sección a través de la concha de un Nautilus. El animal propiamente dicho vive
en la mayor de las cámaras, la más reciente.
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La concha
de Nautilus (de cuyo ojo en cámara oscura ya hemos hablado en el capítulo
anterior) está dividida en compartimientos de flotación llenos de aire, con
excepción del mayor, que es el más reciente, y en el cual se aloja el cuerpo
del animal (figura 6.1).
Debido a su
modalidad de crecimiento marginal, todas las conchas tienen la misma forma
general, una versión sólida de la llamada espiral logarítmica o equiangular. La
espiral logarítmica es distinta de la espiral de Arquímedes, que es la que
forma un marinero al arrollar un cabo en cubierta. En esta última todas las
vueltas de la espiral tienen la misma separación (el grosor de la cuerda). En
una espiral logarítmica, en cambio, la curva se despliega a medida que se aleja
del centro. Las distintas espirales se despliegan más o menos rápidamente, pero
a una tasa determinada para cada espiral concreta.
Figura 6.2.
Tipos de espirales: a) espiral de Arquímedes; b) espiral logarítmica con una
tasa lenta de abertura; c) espiral logarítmica con una tasa rápida de abertura.
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La figura
6.2 muestra, además de una espiral de Arquímedes, de cabo arrollado, dos
espirales logarítmicas con distintas tasas de apertura. Una concha crece no
como una línea, sino como un tubo. La sección del tubo no tiene por qué ser
circular como la de un corno francés, pero por el momento supondremos que sí lo
es. También supondremos que la espiral trazada representa el borde externo del
tubo. Podría suceder que el diámetro del tubo se expandiera a la tasa justa
para que el borde interno tocara la espira anterior de la espiral, como en la
figura 6.3a, pero esto no tiene por qué ser así. Si el diámetro del tubo se
expande más lentamente que el borde externo de la espiral, entre espiras
sucesivas habrá un espacio creciente, como en la figura 6.3b.
Figura 6.3.
Dos tipos de tubos con la misma espiral pero con distinto diámetro: a) tubo lo
suficientemente grande para llenar el espacio entre las vueltas sucesivas de la
espiral; b) tubo lo suficientemente estrecho para dejar una delgada capa de
aire (o de agua libre) entre las vueltas sucesivas de la espiral.
301
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Cuanto más
«separada» es la concha, más adecuada parece para un gusano que para un
caracol.
Raup
caracterizó las espirales de las conchas mediante tres números, que denominó W,
D y T. Espero que no se considere demasiado rebuscado rebautizarlos como
abocinamiento, verma y espira. De esta forma es más fácil recordar qué es cada
cosa. El abocinamiento es una medida de la tasa de expansión de la espiral. Un
abocinamiento de 2 significa que por cada vuelta completa de la espiral ésta se
despliega hasta dos veces su tamaño previo. Esto es lo que ocurre en la figura
6.2b. La anchura de la espiral se duplica en cada vuelta. La figura 6.2c, que
corresponde a una concha mucho más abierta, tiene un abocinamiento de 10. La
anchura de la espiral se multiplica por diez en cada vuelta (aunque en la
práctica la espiral se acaba antes de completar un circuito completo). Un
ejemplo extremo es la concha de un berberecho, que se despliega tan rápidamente
que ni siquiera la consideramos arrollada; su valor de abocinamiento es del
orden del millar.
Al
describir el abocinamiento he tenido buen cuidado de no mencionar la tasa de
aumento del diámetro del tubo. Aquí entra en escena el segundo número, la
verma. Necesitamos esta dimensión porque el tubo no tiene por qué ajustarse al
espacio que deja disponible la espiral en expansión. La concha puede ser
«separada» como la de la figura 6.3b. Verma deriva de «verme», gusano
(vermiforme significa «en forma de gusano»). Las conchas de las figuras 6.3a y
6.3b tienen el mismo abocinamiento (2), pero la de la figura 6.3b posee un
valor
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más alto de
verma (0,7) que la de la figura 6.3a (0,5). Una verma de 0,7 significa que la
distancia del centro de la espiral al límite interno del tubo es el 70% de la
distancia del centro de la espiral al límite externo del tubo. No importa la
parte del tubo que se utilice para efectuar la medición, pues el valor de la
verma es constante (lógicamente, esto no tiene por qué ser así, pero parece que
en las conchas reales suele cumplirse esta regla, y así lo supondremos a menos
que se indique lo contrario). Puede verse fácilmente que una verma muy alta,
como 0,99, corresponde a un tubo muy delgado y filiforme, porque la distancia
del centro al límite interno del tubo es el 99% de la distancia al límite
externo del mismo.
¿Qué verma
se precisa para asegurar un ajuste total, como en la figura 6.3a? Esto depende
del abocinamiento. Para ser exactos, el valor crítico de la verma para un
ajuste total es precisamente el recíproco del valor del abocinamiento (es
decir, 1 dividido por el abocinamiento). En las dos conchas de la figura 6.3 el
abocinamiento es 2, de manera que el valor crítico de la verma es de 0,5, y ése
es el correspondiente a la figura 6.3a. La figura 6.3b tiene una verma
superior, y por ello la concha tiene esta forma abierta. Si tomamos una concha
como la de la figura 6.2c, con un abocinamiento de 10, el valor crítico de la
verma sería de 0,1.
¿Qué ocurre
cuando la verma es inferior al valor crítico? ¿Podemos imaginar un tubo tan
grueso que invada el espacio de la espira previa (por ejemplo, una espiral como
las de la figura 6.3 pero con una verma de, pongamos, 0,4)? Esta colisión puede
resolverse de dos maneras. Una de ellas es, sencillamente, permitir que el tubo
abarque vueltas
303
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Escalando
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anteriores
de sí mismo. Es lo que hace Nautilus. Esto significa que la sección transversal
útil del tubo ya no podrá ser un círculo entero, sino que le faltará un
«bocado». Pero esto no es ningún desastre porque, como recordará el lector, la
sección circular del tubo fue una decisión arbitraria. Muchos moluscos viven
felices en tubos cuya sección está lejos de ser circular, como también veremos.
En algunos casos la mejor interpretación de la forma no circular de la sección
transversal del tubo es como una forma de acomodar espiras previas.
Figura 6.4.
Conchas que ilustran los términos abocinamiento, verma y espira: a)
abocinamiento elevado: Liconcha castrensis, un molusco bivalvo; b) verma
elevada: Spirula; c) espira elevada: Turritella terebra.
La otra
manera de resolver la posible invasión de espiras previas del tubo es cambiar
de plano. Esto nos lleva al tercero de nuestros
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números
característicos de la concha, la espira. Imagínese que la espiral se desplaza
lateralmente a medida que se expande, produciendo con ello una forma cónica
como una peonza.
Figura 6.5.
Tabla de conchas generadas por ordenador en la que la verma y el abocinamiento
varían de forma sistemática. Los cambios en la tercera dimensión, la espira, no
serían visibles en esta ilustración. El eje de abocinamiento es logarítmico:
las divisiones de la escala a la izquierda representan múltiplos de diez del
valor de abocinamiento. En el eje de verma, arriba, las divisiones de la escala
representan una adición fija a la puntuación de «gusaneidad». Se han indicado
unos cuantos animales reales en los lugares que ocuparían aproximadamente en el
gráfico.
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La espira
es la tasa a la que las sucesivas vueltas de la espiral se desplazan a lo largo
de la longitud del cono. Nautilus tiene un valor de espira de 0: todas sus
vueltas sucesivas se encuentran en el mismo plano.
Así pues,
tenemos tres números que caracterizan las conchas: abocinamiento, verma y
espira (figura 6.4). Estos tres valores constituyen la «signatura» de una
concha. Si ignoramos uno de ellos, por ejemplo la espira, podemos dibujar un
gráfico de los otros dos en una hoja de papel. Cada punto del gráfico
representa una combinación única de valores de abocinamiento y verma, y podemos
programar el ordenador para que dibuje en cada punto la concha que
correspondería. La figura 6.5 muestra veinticinco puntos espaciados
regularmente sobre dicho gráfico. A medida que nos desplazamos de izquierda a
derecha, es decir, a medida que aumenta la verma, las conchas informáticas se
hacen cada vez más «vermiformes». A medida que nos desplazamos de arriba abajo
y aumenta el abocinamiento, las espirales se van haciendo más abiertas, hasta
que ya no parecen espirales en absoluto. Con el fin de obtener un buen
despliegue conforme nos desplazamos hacia abajo, hacemos que el abocinamiento
aumente de forma logarítmica. Esto significa que cada paso descendente
corresponde a multiplicar por algún número (en este caso diez) en lugar de
(como en un gráfico normal y como en la progresión de valores de verma de un
lado a otro de la página) sumar un número a cada paso. Esto se hace necesario
para acomodar berberechos y almejas, en la parte inferior izquierda de la
ilustración (con valores de abocinamiento del orden del millar, por lo que un
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cambio
pequeño no supone una gran diferencia), en el mismo gráfico que amonites y
caracoles (que por lo general tienen valores de abocinamiento bajos, de manera
que un cambio pequeño supone una diferencia importante).
Figura 6.6.
Cuatro conchas generadas por ordenador y «radiografiadas», que presentan
distintos valores de abocinamiento, verma y espira.
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En varias
partes del gráfico pueden verse formas que recuerdan amonites, nautilos,
almejas, cuernos de carnero y gusanos tubícolas, y he puesto las etiquetas
correspondientes en los lugares más o menos adecuados.
Mi programa
puede dibujar conchas en dos perspectivas. La figura 6.5 presenta una de ellas,
que resalta la forma de la espiral propiamente dicha. La figura 6.6 muestra la
otra perspectiva, secciones transversales «radiografiadas» que dan una idea de
la forma sólida de las conchas. La figura 6.7 es una radiografía auténtica de
conchas reales para explicar la naturaleza de esta perspectiva. Las cuatro
conchas de la figura 6.6 son conchas generadas por ordenador que se han
elegido, como las conchas reales de la figura 6.4, para ilustrar diferentes
valores de abocinamiento, verma y espira.
Figura 6.7.
Radiografía de conchas de caracoles verdaderos.
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Figura 6.8.
Gráfico de conchas generadas por ordenador («radiografías»), que relaciona el
abocinamiento (indicado mediante W, en el eje vertical) con la espira (indicado
mediante T, en el eje
horizontal).
Al igual que en la figura 6.5, la escala del abocinamiento es logarítmica, pero
aquí el abocinamiento está confinado en valores bajos: ninguna de las conchas
se abre demasiado.
La figura
6.8 es un gráfico similar al de la figura 6.5, excepto que las conchas
generadas por ordenador se muestran en perspectiva radiografiada, y los ejes
son abocinamiento y espira en lugar de abocinamiento y verma.
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Naturalmente,
también se puede hacer un gráfico que confronte verma y espira, pero no gastaré
más espacio. En lugar de eso, iré directamente al famoso cubo de Raup (figura
6.9). Puesto que tres números bastan para caracterizar una concha (dejando
aparte la cuestión de la sección transversal del tubo), se puede situar cada
concha en un punto propio y único dentro de una caja tridimensional. El Museo
de las Conchas Posibles (a diferencia, por ejemplo, del Museo de Huesos
Pélvicos Posibles) es un bloque macizo simple. Cada dimensión corresponde a uno
de los tres números característicos de la concha. Situémonos en el Museo de las
Conchas Posibles y caminemos, por ejemplo, hacia el norte, siguiendo la
dimensión que designaremos como verma. A medida que recorremos la galería, las
conchas junto a las que pasamos se hacen paulatinamente más «agusanadas»,
mientras que todo lo demás permanece constante. Si en cualquier punto giramos
hacia la izquierda y caminamos hacia el oeste, las conchas junto a las que
pasamos aumentan de espira, lo que hace que cada vez tengan más forma de cono,
mientras todo lo demás permanece constante. Finalmente, si en algún punto
dejamos de desplazarnos en dirección este-oeste o norte-sur y en lugar de ello
descendemos directamente (la dimensión de abocinamiento), encontraremos conchas
con una tasa creciente de desplegamiento. Podemos pasar de cualquier concha a
cualquier otra excavando a través del cubo en el ángulo apropiado, y al hacerlo
pasaremos por una serie continua de conchas intermedias. Se puede pensar en las
figuras 6.5 y 6.8 como si fueran dos caras externas del cubo de Raup.
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Sobre un
papel (que es un plano bidimensional) podríamos ilustrar cualquier corte, con
cualquier ángulo particular, del cubo.
Figura 6.9.
El cubo de Raup. David M. Raup dibujó un gráfico tridimensional que ponía en
relación el abocinamiento (que él llama W), en el eje vertical, con la espira
(que él llama T), en el eje horizontal, con la verma (que él llama D), en el
eje de profundidad. Se
ofrece una
muestra de «radiografías» de conchas generadas por ordenador en puntos
estratégicos del cubo. Se han sombreado aquellas regiones del cubo en las que
se pueden encontrar conchas reales. Las regiones no sombreadas albergan conchas
teóricamente concebibles pero que no existen en realidad.
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Raup
escribió el programa de ordenador original que ha inspirado el mío. En el
esquema publicado, en lugar de intentar la impracticable tarea de dibujar todas
las conchas del cubo, Raup muestreó puntos concretos. Las ilustraciones
situadas alrededor del borde de la figura 6.9 representan las conchas teóricas
que encontraríamos en los puntos del espacio señalados. Algunas de ellas se
parecen a conchas reales, de las que podríamos encontrar en una playa. Otras no
se parecen a nada de lo que existe en la Tierra, pero todavía pertenecen al
espacio de todas las conchas computables. Raup sombreó en su figura aquellas
regiones del espacio en las que se pueden encontrar conchas reales.
Los
amonites, aquellos parientes de los nautilos que antaño eran ubicuos y que
parece que encontraron el mismo triste fin (cualquiera que fuese) que los
dinosaurios, tenían conchas arrolladas, pero, a diferencia de los caracoles,
las vueltas estaban casi siempre limitadas a un plano. El valor de su espira
era de cero. Al menos, así ocurría en los amonites típicos. Resulta grato, sin
embargo, que unos cuantos amonites, como el género Turrilites del Cretácico,
desarrollaran una espira elevada, con lo que, de forma independiente,
inventaron la forma de caracol. Dejando aparte estas formas excepcionales, los
amonites se encuentran situados a lo largo de la pared oriental del Museo de
las Conchas (es obvio que nombres tales como «oriental» y «meridional» son etiquetas
arbitrarias). Las vitrinas de los amonites típicos no ocupan más que la mitad
meridional de la pared oriental, y sólo algunos de los pisos superiores. Los
caracoles y afines se solapan con el corredor de los amonites, pero también se
extienden
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mucho más
al oeste (la dimensión espira) y penetran algo más en los pisos inferiores del
bloque. Pero la mayor parte de estos pisos inferiores (donde la tasa de
abocinamiento es grande y las conchas se despliegan rápidamente) pertenece a
los dos grandes grupos de animales de concha doble. Los moluscos bivalvos se
extienden algo hacia el oeste (sus conchas tienen una ligera vuelta, pero su
tubo se despliega tan rápidamente que no parecen caracoles). Los braquiópodos
(que, como hemos dicho, no son moluscos en absoluto pero superficialmente se
parecen a los bivalvos) comparten con los amonites una «vuelta» que se
despliega en un solo plano. Como ocurre con los bivalvos, los tubos de los
braquiópodos se abocinan y se abren por completo antes de que se forme una
«vuelta» que merezca tal nombre.
Cualquier
historia evolutiva concreta es una trayectoria a través del Museo de Todas las
Conchas Posibles, y para representar esto he incluido mi rutina de dibujo de
conchas en mi programa, más extenso, de selección artificial, el Relojero
Ciego. Me he limitado a eliminar de este programa la embriología de crecimiento
de árboles y, en su lugar, he introducido una embriología de crecimiento de
conchas. El programa combinado se denomina Caracolero Ciego. Las mutaciones
equivalen a pequeños desplazamientos por el museo (recuérdese que todas las
conchas están rodeadas por sus vecinos más parecidos). En el programa, cada uno
de los tres números característicos está representado por un locus génico cuyo
valor numérico puede variar. Tenemos, pues, tres clases de mutación: pequeños
cambios de abocinamiento, pequeños cambios de verma y
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pequeños
cambios de espira. Dichos cambios mutacionales pueden ser positivos o
negativos, dentro de ciertos límites. El gen abocinamiento tiene un valor
mínimo de 1 (valores inferiores indicarían un decrecimiento en lugar de un
proceso de crecimiento) y no tiene un valor máximo fijo. El valor del gen verma
es una proporción que varía entre 0 y 1 (una verma de 1 indicaría un tubo tan
fino y vermiforme que sería prácticamente inexistente). El gen espira no tiene
límites: los valores negativos indican trivialmente una concha invertida.
Siguiendo al Relojero Ciego original, el Caracolero Ciego presenta una concha
progenitora en el centro de la pantalla del ordenador, rodeada por una carnada
de descendientes asexuales: sus vecinos próximos del Museo de Todas las Conchas
Posibles, mutados al azar. El seleccionador humano selecciona con el ratón una
de las conchas para que se reproduzca. Ésta reemplaza al progenitor en el
centro, y la pantalla se llena con una carnada de sus descendientes. El proceso
se recicla siempre que el seleccionador tenga paciencia. Lentamente, nos
sentimos como si avanzáramos poco a poco a través del Museo de Todas las
Conchas Posibles. A veces caminamos entre conchas familiares, como las que
podríamos recoger en una playa. En otros momentos sobrepasamos los límites de
la realidad y penetramos en espacios matemáticos en los que nunca han existido
conchas reales.
Expliqué
antes que, aunque el conjunto de todas las conchas posibles puede describirse
en gran medida con sólo tres números, esto implica en realidad una suposición
simplificadora errónea: la de que la forma de la sección transversal del tubo
es siempre un círculo. Parece ser
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cierto en
general que, a medida que el tubo se abocina, conserva la forma, pero no es ni
mucho menos cierto que esta forma sea siempre un círculo. Puede ser un óvalo, y
mi modelo informático incorpora un cuarto «gen», llamado forma, cuyo valor es
la altura del tubo oval dividida por su anchura. Un círculo es un caso especial
con una forma de 1. La incorporación de dicho gen aumenta de forma sorprendente
la potencia del modelo a la hora de representar conchas reales. Pero todavía es
insuficiente. Muchas conchas reales poseen secciones transversales más
complicadas, ni circulares ni ovales, que no se prestan a una descripción
matemática simple. La figura 6.10 muestra una gama de conchas que, además de
proceder de diferentes partes del museo cúbico, poseen asimismo secciones
transversales complejas, no circulares, de su tubo básico.
Mi programa
Caracolero Ciego incorpora esta variación extra mediante el recurso, bastante
burdo, de proporcionar un repertorio de secciones transversales predibujadas.
Cada uno de estos perfiles es luego transformado (aplastado vertical u
horizontalmente) por el valor actual (y mutable) del gen forma. A continuación
el programa genera un tubo con el perfil así transformado y lo hace girar
alrededor y hacia fuera como si de un tubo circular se tratara.
Una manera
mejor de tratar este problema (y que algún día probaré) sería programar el
ordenador para que simule el proceso real de crecimiento variable alrededor del
borde de ataque del tubo, para formar así secciones transversales ornamentadas.
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Figura
6.10. Conchas reales con una amplia gama de formas en sección transversal: (en
el sentido de las agujas del reloj desde la inferior izquierda): cornetilla
moteada, Cominella adspersa; neptuno invertido, Neptunea contraria; pagoda
japonesa, Thatcheria mirabilis; eloisa, Acteon eloisae; rapa, Rapa; concha de
peregrino, Pecten maximus; concha higo, Ficus gracilis.
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No
obstante, y mientras no dispongamos de nada mejor, la figura 6.11 es un «zoo»
de conchas informáticas producidas por la versión actual del programa mediante
selección artificial humana.
Figura
6.11. «Zoo» de conchas de distinta forma en sección transversal generadas por
ordenador, creadas utilizando el programa «Caracolero ciego». Fueron creadas
por selección artificial, al ser
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escogidas
por su parecido a conchas reales familiares, entre ellas varios miembros de la
gama que se ilustra en la figura 6.10.
Se
generaron por su semejanza con conchas conocidas, algunas de ellas bastante
parecidas a las de la figura 6.10, otras similares a otras conchas que uno
puede encontrar en la playa o buceando.
La forma de
la sección transversal puede considerarse una dimensión adicional (o conjunto
de dimensiones) en el Museo de Todas las Conchas. Dejando esto de lado y
volviendo a nuestra sección circular simplificadora, una parte de la belleza de
las conchas es que resulta fácil hacerlas encajar en un Museo de Todas las
Formas Posibles que podemos dibujar efectivamente en tres dimensiones. Pero
esto no significa que todos los rincones de este museo teórico estén ocupados
en la vida real. Como hemos visto, la mayor parte del volumen del edificio del
museo está vacía. Raup sombreó las regiones que estaban ocupadas (figura 6.9),
y suponen mucho menos de la mitad del volumen representado. Extendiéndose en la
distancia hacia el norte y el oeste, una galería tras otra alberga conchas
hipotéticas que según el modelo matemático podrían existir, pero que nunca han
sido vistas en este planeta. ¿Por qué no? Puestos a preguntar, ¿por qué razón
las conchas que han existido realmente se encuentran confinadas en este edificio
cuboidal concreto?
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Figura
6.12. Una caracola (a) y un cono (b) generados por ordenador, con espiras
puntiagudas producidas mediante un «gradiente» sobre el gen de espira.
¿Qué
aspecto tendría una concha si no encajara en el bloque matemático descrito? La
figura 6.12a muestra un caracol generado por ordenador que no lo hace. En lugar
de tener una espira fija, su valor de espira cambia a medida que crece. Las
partes más recientes y anchas de la concha crecen con un valor menor de espira
que las partes de la concha desarrolladas con anterioridad y más estrechas.
Ésta es la razón de la existencia de ese ápice puntiagudo «antinatural» y,
presumiblemente, vulnerable. Este caracol es hipotético. Sólo existe en el
ordenador. El «cono» de la figura 6.12b posee asimismo un ápice puntiagudo
antinatural. También fue dibujado por el programa Caracolero Ciego, pero con el
valor de espira programado para decrecer, en lugar de permanecer constante, a
medida que avanzaba el desarrollo.
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Figura
6.13. Conchas reales cuyo parecido con las conchas
generadas
por ordenador de la figura anterior sugiere que también ellas se desarrollan
mediante gradientes de espira. A la izquierda, Maurea tigris; a la derecha,
Conus generalis.
Las conchas
de la figura 6.13 son reales, y sospecho que también poseen un gradiente de
espira, lo que significa que empiezan su vida con un valor de espira elevado
que se reduce gradualmente a medida que van creciendo. Según Raup, hubo algunos
amonites reales en los que los números característicos de su concha cambiaban
conforme crecían. Se podría decir que, a medida que crecen, estas raras conchas
se desplazan de una parte del museo a otra. Pero también se podría decir que,
puesto que el cuerpo juvenil forma parte del adulto, no existe una vitrina
única en el museo en la que pueda caber todo el cuerpo. Puede haber desacuerdo
en cuanto a si los animales de la figura 6.13 debieran considerarse
verdaderamente confinados a
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las tres
dimensiones de la caja. Geerat Vermeij, uno de los principales expertos
actuales en la zoología de los animales con concha, cree que una tendencia al
cambio de los números característicos a medida que el animal crece podría ser
la norma y no la excepción. Vermeij cree, en otras palabras, que la mayoría de
moluscos cambian de sitio en el museo matemático, aunque sea mínimamente, a
medida que crecen.
Figura
6.14. «Conchas» teóricas que no existen, excepto, quizás, como cuernos de
antílope.
Volvamos a
la cuestión opuesta: ¿por qué grandes sectores del museo están vacíos de
conchas reales? La figura 6.14 presenta una muestra de conchas generadas por
ordenador correspondientes a lo más profundo de las regiones del museo en las
que está «prohibido el paso». Algunas de ellas se verían bien en la cabeza de
un antílope o
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un bisonte,
pero como conchas de moluscos no han visto nunca la luz del día. La pregunta de
por qué no hay conchas como éstas nos devuelve a la controversia del principio.
¿Está la evolución limitada por falta de variación disponible, o es que la
selección natural ni siquiera «quiere» visitar determinadas áreas del museo? El
mismo Raup interpretó las regiones vacías (las zonas no sombreadas de su cubo)
en términos de selección. No existe presión de selección sobre los moluscos
para que se desplacen a las áreas representadas por espacios vacíos. En otras
palabras, las conchas con estas formas teóricamente posibles habrían sido, en
la práctica, malas conchas para vivir en ellas: quizá frágiles y fácilmente
aplastables, o vulnerables por cualquier otra razón, o antieconómicas en cuanto
a la cantidad de material de la concha.
Otros
biólogos piensan que, sencillamente, las mutaciones necesarias para desplazarse
a estas áreas del museo no se han producido ni se producirán nunca. Otra manera
de expresar esta opinión es que el bloque de conchas concebibles que hemos
dibujado no es, en realidad, una verdadera representación del espacio de todas
las conchas posibles. Según esta versión, grandes áreas del edificio no serían
posibles aunque fueran deseables desde el punto de vista de la supervivencia.
Mi propio instinto está a favor de la interpretación seleccionista de Raup,
pero no quiero seguir adelante con el tema por el momento porque, en cualquier
caso, sólo he presentado las conchas como ilustración de un espacio matemático
de animales posibles.
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No puedo
dejar el tema de las zonas «prohibidas» sin detenerme brevemente en algunas
rarezas que sí se han materializado en el mundo. Spirula es un pequeño molusco
cefalópodo (el grupo que incluye calamares y amonites) nadador emparentado con
Nautilus. La forma desplegada de la concha anuncia una verma alta (superior al
abocinamiento), y ya hemos hecho referencia a este hecho en la figura 6.4. Si
se acepta que esta clase de conchas con verma alta no suelen sobrevivir porque
son estructuralmente débiles, Spirula se ajusta bastante bien a esta idea. El
animal no vive en el interior de su concha, sino que la utiliza como órgano de
flotación interno. Puesto que la concha no le sirve como protección, la
naturaleza le permitió seguir una trayectoria evolutiva hacia lo que
normalmente es una región de «prohibido el paso» en el Museo de Todas las
Conchas Posibles. Todavía se encuentra claramente dentro del edificio del
museo. Esto podría aplicarse también al caracol serpentino de las Antillas,
dibujado en la figura 6.15, que ha adoptado el modo de vida (y la forma) de un
gusano tubícola. Si nos dirigimos a la parte inferior derecha de la figura 6.8
nos encontraremos al menos en el sector general del museo que alberga el
caracol serpentino de las Antillas. Sin embargo, algunos parientes cercanos de
este animal (y también algunos amonites extinguidos) tienen una forma mucho más
extraña y menos regular, y ciertamente no pueden encajar en ninguna sección del
museo.
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Figura
6.15. Conchas reales que se quedaron solas, en partes no frecuentadas del Museo
de Todas las Conchas. Espírula común, Spirula, y caracol serpentino de la
Antillas, Vermicularia spirata.
Nuestro
museo tridimensional no sólo ignora el hecho de que las secciones transversales
de los tubos no son necesariamente circulares. Ignora asimismo el rico modelado
de la superficie de las conchas: las rayas de tigre y las manchas de leopardo
de la figura 6.10, la caligrafía en forma de V de la figura 6.4a y el
repertorio completo de acanaladuras y crestas que pueden encontrarse esculpidas
y pintadas en otras conchas. Algunos de estos dibujos podrían acomodarse en
nuestro modelo instruyendo al ordenador así: a medida que efectúas el barrido,
dibujando un círculo tras otro y construyendo el tubo en expansión como una
serie de anillos, haz
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que cada
enésimo anillo sea más grueso que los restantes. En función del valor de n,
esta regla podría manifestarse en forma de bandas verticales con un espaciado
determinado sobre la superficie de la concha. Reglas más complicadas pueden
generar dibujos más elaborados. Un científico alemán, Hans Meinhardt, ha
realizado un estudio especial de dichas reglas. La figura 6.16 muestra los
dibujos de la superficie de dos conchas reales, una oliva y una voluta. Debajo
se reproducen los dibujos extrañamente similares generados por ordenador
mediante el programa de Meinhardt.
Figura
6.16. Muestras de dibujos en la superficie de conchas de gasterópodos y
equivalentes generados mediante ordenador.
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Puede verse
que sus reglas producen resultados comparables a las del crecimiento de
biomorfos arboriformes, pero Meinhardt no piensa en términos de ramitas que
crecen, sino en ondas de activación e inhibición de secreción de pigmentos que
se propagan sobre las células. Los detalles pueden encontrarse en su libro The
Algorithmic Beauty of Sea Shells, pero debo dejar esta cuestión y retornar a mi
tema principal del Museo de Todas las Conchas.
He
propuesto la idea del museo porque se da el hecho singular de que (dejando
aparte las complicaciones de la sección transversal del tubo, los adornos y las
signaturas variables) podemos caracterizar la mayoría de variantes conocidas de
conchas utilizando únicamente tres números conectados a una regla de dibujo.
Para acomodar formas animales que no sean conchas, por lo general tendremos que
imaginar un museo con un número de dimensiones mayor del que podemos dibujar.
Por difícil que sea visualizar el Museo de Todos los Animales Posibles, con su
miríada de dimensiones, es fácil retener en la cabeza la idea simple de que los
animales están situados cerca de los que más se les parecen, y que es posible
moverse en cualquier dirección, no sólo en línea recta a lo largo de los
corredores. Una historia evolutiva es una trayectoria serpenteante a través de
alguna parte del museo. Puesto que en todos los dominios de los reinos animal y
vegetal, con su rica diversidad, las cosas están evolucionando de forma independiente,
podemos pensar en miles de trayectorias que atraviesan diferentes regiones del
museo multidimensional en distintas direcciones (adviértase lo lejos que
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hemos
llegado partiendo de la metáfora, muy distinta, del monte Improbable).
La
controversia con la que abríamos este capítulo puede reformularse como sigue.
Algunos biólogos creen que, al pasear por los extensos corredores del museo, lo
que encontraremos serán siempre gradaciones suaves en todas direcciones. De
hecho, hay grandes secciones del museo que nunca son visitadas por carne y
hueso vivos, y que, de acuerdo con esta idea, sólo serían visitadas si la
selección natural «deseara» abrirse camino lentamente a través de ellas. Un
grupo distinto de biólogos (con los que simpatizo menos, aunque podrían tener
razón) creen que hay grandes secciones del museo que están cerradas para
siempre a la selección natural, que aunque la selección natural golpee con
vehemencia las puertas de un determinado corredor, nunca se la dejará entrar, porque
las mutaciones necesarias, simplemente, no pueden darse. De acuerdo con una
variante imaginativa de esta idea, otras secciones del museo, lejos de estar
cerradas a la selección natural, funcionan como imanes o sumideros, succionando
los animales hacia ellas, casi con independencia de los mejores esfuerzos de la
selección natural. Según esta interpretación de la vida, el Museo de las Formas
Animales Posibles no es una mansión planeada de manera uniforme, con largas
galerías y corredores majestuosos cuyas cualidades cambian de manera suave,
sino una serie de imanes claramente separados, cada uno de ellos erizado de
limaduras de hierro. Las limaduras de hierro representan animales, y los
espacios vacíos entre los imanes representan formas intermedias que podrían o
no sobrevivir caso de
327
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que
llegaran a existir, pero que no pueden existir en primera instancia. Otra
manera, quizá mejor, de expresar esta idea es decir que nuestra percepción de
lo que constituye un espacio animal «intermedio» o «vecino» es errónea. Los
verdaderos vecinos son aquellas formas a las que se puede llegar de un único
salto mutacional. Puede que a nuestros ojos estas formas tengan la apariencia
de vecinos, pero podría ser que no.
Mantengo
una actitud abierta en relación a esta controversia, aunque me inclino en una
dirección. Pero insisto en un punto: siempre que en la naturaleza haya una
ilusión lo bastante potente de buen diseño orientado a algún fin, la selección
natural es el único mecanismo conocido que puede dar cuenta de él. No insisto
en que la selección natural tiene las llaves de todos los corredores del Museo
de Todos los Animales Posibles, y desde luego no creo que se pueda acceder a
cualquier parte del museo desde cualquier otra parte. Es muy probable que la
selección natural no sea libre de vagar por donde quiera. Puede que algunos de
mis colegas tengan razón, y que la libertad de acceso de la selección natural
mientras serpentea, o incluso salta, por todo el museo esté fuertemente
restringida. Pero si un ingeniero observa un animal o un órgano y ve que está
bien diseñado para desempeñar alguna tarea, entonces me mantendré en mis trece
y afirmaré que la selección natural es la responsable de la bondad del diseño
aparente. Los «imanes» o los «atractores» en el «espacio animal» no pueden, sin
la ayuda de la selección, conseguir un buen diseño funcional. Pero permítaseme
ahora suavizar un poco mi postura e introducir la idea de las embriologías
«calidoscópicas».
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Capítulo 7
Embriones
calidoscópicos
Los cuerpos
son construidos a través de los procesos del desarrollo (que en su mayor parte
tienen lugar en el embrión), de manera que si una mutación tiene que cambiar la
forma de un cuerpo normalmente lo hará modificando los procesos del desarrollo
embrionario. Por ejemplo, una mutación puede acelerar el crecimiento de una
porción de tejido en la cabeza del embrión, lo que en último término producirá
un adulto con una quijada larga y delgada. Los cambios tempranos en el
desarrollo fetal pueden tener posteriormente unos efectos espectaculares: quizá
dos cabezas, o un par de alas adicionales. Es improbable que la selección
natural favorezca las mutaciones drásticas de este estilo, por las razones que
hemos discutido en el capítulo 3. En este capítulo voy a plantear un tema
distinto, la cuestión de si el tipo de mutaciones disponibles para que la
selección natural opere sobre ellas dependerá del tipo de embriología que la
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especie
posea. La embriología de los mamíferos es muy distinta de la de los insectos.
Puede haber diferencias análogas, aunque menores, entre los tipos de
embriología que adoptan los diferentes órdenes de mamíferos. El punto que
quiero señalar es que algunos tipos de embriología quizá sean, en algún
sentido, «mejores» a la hora de evolucionar que otros. Con esto no quiero decir
que tengan una mayor frecuencia de mutación, que es algo completamente
distinto. Lo que quiero decir es que las variaciones que producen algunos tipos
de embriología pueden ser más prometedoras desde el punto de vista evolutivo
que las variaciones arrojadas por otros tipos de embriología. Además, una forma
de selección de nivel superior (lo que antes he llamado «la evolución de la evolucionabilidad»)
podría conducir a que el mundo se pueble de tipos de organismos cuyas
embriologías los hagan más aptos a la hora de evolucionar.
Viniendo de
un darwinista acérrimo como yo, esto puede sonar como la mayor de las herejías.
En los círculos neodarwinistas ortodoxos se supone que la selección natural no
elige entre grupos grandes. ¿Acaso no convenimos, en el capítulo 3, que la
selección natural favorece una tasa de mutación nula (que, por fortuna para el
futuro de la vida, nunca se alcanza)? ¿Cómo podemos afirmar ahora que un
determinado tipo de embriología puede ser «bueno» en lo que a mutar se refiere?
Bueno, tal vez en el siguiente sentido: determinados tipos de embriología
podrían tender a variar en ciertas direcciones, otros tenderían a variar de
otras maneras y, de una forma o de otra, algunas de estas vías podrían ser más
fructíferas desde el punto de vista evolutivo que otras (quizá más proclives a
producir una gran
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radiación
de formas nuevas, como ocurrió con los mamíferos tras la extinción de los
dinosaurios). Es eso lo que quería decir al hacer la sugerencia, un tanto
estrafalaria, de que algunas embriologías eran «mejores a la hora de
evolucionar» que otras.
Una buena
analogía es el calidoscopio, sólo que los calidoscopios tienen que ver con la
belleza visual y no con el diseño utilitario. Los fragmentos coloreados de un
calidoscopio se disponen en un montón aleatorio, pero, en virtud de los espejos
colocados en ángulos determinados dentro del instrumento, lo que vemos a través
del ocular es una forma galanamente simétrica, como un copo de nieve.
Golpecitos aleatorios («mutaciones») en el tubo provocan ligeros movimientos
del montón de ripios. Pero nosotros, que observamos a través del ocular, los
vemos como cambios que se repiten de manera simétrica en todos los puntos del
copo de nieve. Golpeamos el tubo una y otra vez, y parece como si deambuláramos
a través de una pequeña cueva de Aladino de formas engalanadas.
La esencia
del calidoscopio es la repetición espacial. Los cambios aleatorios se repiten
en los cuatro sectores de un círculo (o cualquier otro número de sectores, en
función del número de espejos). También las mutaciones, aunque en sí mismas
constituyan cambios simples, pueden tener efectos repetitivos en distintas
partes del cuerpo. Podemos contemplar este hecho como otra fuente de no
aleatoriedad, que podemos añadir a las ya consideradas en el capítulo 3. El
número de repeticiones depende del tipo de embriología. Distinguiré varios
tipos de embriología calidoscópica. Fue la experiencia con los biomorfos (más
concretamente, la colocación de «espejos»
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informáticos
—véase más adelante— en el Relojero Ciego) lo que me llevó a aceptar la
importancia de la embriología calidoscópica. No es accidental, pues, que las
ilustraciones de este capítulo se basen extensamente en los biomorfos y otros
animales informáticos.
Primero
trataremos la simetría, empezando por su ausencia. Nuestros propios cuerpos son
altamente simétricos (aunque no absolutamente), igual que los de la mayoría de
animales que vemos, de manera que tendemos a olvidar que la simetría no es una
cualidad obvia que toda criatura debe poseer. Algunos grupos de protozoos
(animales unicelulares) son asimétricos: se pueden dividir en dos como uno
quiera, y las dos mitades nunca serán ni idénticas ni imágenes especulares una
de otra. ¿Cuál será el impacto de la mutación en un animal puramente
asimétrico? Para explicar esto es mejor echar mano de los biomorfos.
Los cuatro
biomorfos de la figura 7.1a son variantes mutantes de una misma forma, y todos
son producidos por una embriología que no tiene restricciones de simetría. Las
formas simétricas no están prohibidas, pero no hay un afán especial por
producirlas.
Las
mutaciones simplemente modifican la forma, y esto es todo lo que hay: no son
evidentes efectos «calidoscópicos» ni «espejos». Pero observemos los biomorfos
de la figura 7.1b.
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Figura 7.1.
Biomorfos limitados por números diferentes de «espejos calidoscópicos», y que
por lo tanto presentan distintos tipos de simetría.
De nuevo
son variantes mutantes de una misma forma, pero con una regla de simetría
incorporada a su embriología: el programa se ha modificado para incluir un
«espejo informático» a lo largo de la línea media. Las mutaciones pueden
alterar todo tipo de cosas, del mismo
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modo que
podían hacerlo en los biomorfos asimétricos, pero cualquier cambio aleatorio en
el lado izquierdo tendrá asimismo su imagen especular en el lado derecho. Estas
formas parecen más «biológicas» que las de la ilustración anterior.
En
embriología, una regla de simetría puede contemplarse como una restricción o
«limitación», en el sentido estricto de que la embriología no restringida es
capaz en teoría de producir tanto formas simétricas como asimétricas, y por lo
tanto es más prolífica. Pero en este capítulo veremos que una regla de simetría
puede significar de hecho un enriquecimiento, todo lo contrario de una
restricción. El problema de la embriología no restringida es que hay que pasar
por una miríada de formas antes de que por casualidad aparezca una forma
simétrica. Aun entonces, la tan esperada simetría se verá constantemente
amenazada por generaciones futuras de mutación. Si la simetría va a resultar
casi siempre deseable, con independencia de otras consideraciones, la embriología
restringida será mucho más «productiva», además de resultar más bella a
nuestros ojos. A diferencia de la embriología no restringida, una embriología
restringida no perderá tiempo en desechar las formas asimétricas que, de
cualquier modo, habría que eliminar.
En
realidad, la gran mayoría de animales, nosotros incluidos, somos en gran medida
(aunque no completamente) simétricos en el plano izquierda-derecha. La belleza
en sí misma no es importante, de modo que podemos preguntarnos por qué la
simetría izquierda-derecha es un rasgo deseable en un sentido utilitario.
Algunos zoólogos se adhieren a una hipótesis del siglo XVIII que, con respecto
a los rasgos
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principales
de la construcción de los organismos —y la simetría es uno de ellos— afirma que
los animales son como son en virtud de una cierta lealtad casi mística a un
«plan corporal fundamental», o Bauplan. (Bauplan no es más que «proyecto
arquitectónico» en alemán; es típico cambiar de idioma para indicar profundidad
— «estas notas de tuba procedentes de la profundidad del Rin», como señalaba
sarcásticamente Sir Peter Medawar—, pero en realidad, y si se me permite un
comentario jocoso, hay una cierta ironía en el empleo del término «proyecto»,
porque sugiere una relación «reduccionista», unívoca, entre plano y
construcción que, en un contexto genético, ofendería las sensibilidades
ideológicas de las mismas personas que adoran la palabra Bauplan.) Prefiero la
simplicidad anglosajona de mi colega el doctor Henry Bennet-Clark, con quien he
hablado de estos temas: «Todas las preguntas sobre la vida tienen la misma
respuesta (aunque puede que no siempre sea una respuesta útil): la selección
natural». Sin duda los beneficios concretos de la simetría izquierda-derecha
varían en los diferentes tipos animales, pero Bennet-Clark ha sugerido algunas
generalizaciones.
La mayoría
de animales o bien son vermiformes o bien descienden de antepasados
vermiformes. Si se piensa en lo que representa ser un gusano, tiene sentido
tener la boca en un extremo (el extremo que entra primero en contacto con el
alimento) y el ano en el otro, de manera que se puedan dejar los productos de
desecho detrás en lugar de comérselos sin querer. Esto define un extremo
anterior y otro posterior. Después, el mundo suele imponer una diferencia
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significativa
entre arriba y abajo. La razón mínima para ello es la gravedad. En particular,
muchos animales se desplazan sobre una superficie, tal como el suelo o el fondo
del mar. Es razonable que, por toda una serie de motivos, el lado del animal
más cercano al suelo sea diferente del lado más cercano al cielo. Esto define
un lado dorsal (espalda) y uno ventral (vientre) y, dado que ya tenemos un
extremo anterior y uno posterior, ahora nos queda un lado derecho y un lado
izquierdo. Ahora bien, ¿por qué razón los lados derecho e izquierdo tendrían
que ser imágenes especulares uno del otro? La respuesta más rápida es: ¿por qué
no? A diferencia de la asimetría anteroposterior y de la asimetría
dorsoventral, que están bien justificadas, no hay un motivo general para
suponer que la forma óptima para un lado izquierdo deba ser distinta de la
forma óptima para un lado derecho. En realidad, si existe una forma óptima para
un lado izquierdo, es razonable suponer que el mejor lado derecho compartirá
las mismas cualidades. Más específicamente, cualquier desviación importante de
la simetría especular izquierda/derecha podría traducirse en que el animal se
desplazara en círculos cuando debiera seguir la distancia más corta entre dos
puntos.
Dado que,
por la razón que sea, es deseable que los lados izquierdos y los lados derechos
evolucionen juntos como imágenes especulares adosadas, las embriologías
«calidoscópicas» con un único «espejo» a lo largo de la línea media tendrán
ventaja. Las mutaciones nuevas que tengan algo de bueno se reflejarán
automáticamente en ambos lados. ¿Cuál es la alternativa no calidoscópica? Un
linaje en evolución podría experimentar primero una modificación beneficiosa
en, por
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ejemplo, el
lado izquierdo del cuerpo, y después tendría que esperar que pasaran muchas
generaciones de asimetría hasta que apareciera una mutación equivalente en el
lado derecho. Es fácil ver que una embriología calidoscópica bien puede
representar una ventaja. Quizá, por lo tanto, exista un tipo de selección
natural en favor de embriologías calidoscópicas de carácter cada vez más
restrictivo, y al mismo tiempo productivo.
Esto no
quiere decir que nunca puedan evolucionar asimetrías izquierda-derecha.
Ocasionalmente aparecen mutaciones que afectan más a un lado que al otro. A
veces hay razones especiales que hacen deseable una mutación asimétrica (como,
por ejemplo, para que el abdomen de los cangrejos ermitaños encaje en conchas
arrolladas) y entonces la selección natural la favorece. Ya hemos visto en el
capítulo 4 los peces planos del tipo de la platija, el lenguado y el rodaballo
(véase la figura 4.7). Las platijas se han asentado sobre el que
originariamente era su lado izquierdo, y el ojo izquierdo ha migrado hasta el
lado derecho ancestral, que ahora es el superior. Los lenguados han hecho lo
mismo, con la diferencia de que se posan sobre su antiguo lado derecho, lo que
podría indicar, aunque no necesariamente, que evolucionaron de forma
independiente. Desde el punto de vista funcional, la cara izquierda se ha
convertido en las platijas en la cara ventral que, apropiadamente, se ha vuelto
plana y plateada, y la cara derecha se ha convertido en la cara dorsal, la que
mira al cielo, y en correspondencia ha adquirido una cierta curvatura y un
color críptico. Los lados dorsal y ventral ancestrales se han convertido en los
lados izquierdo y derecho; sus aletas respectivas, la
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dorsal y la
ventral, normalmente bien distintas, se han convertido en imágenes especulares
casi exactas. La simetría izquierda-derecha redescubierta por platijas y
lenguados constituye, de hecho, una buena demostración del poder de la
selección natural en contraposición a los planes corporales fundamentales del
continente. Sería interesante (y factible) descubrir si las mutaciones en las
platijas quedan automáticamente reflejadas en los (nuevos) lados izquierdo y
derecho (es decir, los antiguos lados dorsal y ventral) o bien, siguiendo el
modelo ancestral, se reflejan automáticamente en los (antiguos) lados izquierdo
y derecho (que ahora son el inferior y el superior). La diferencia entre el
lado plateado y el críptico de una platija, ¿se ha ganado en lucha contra una
antigua embriología calidoscópica hostil, o con la ayuda de una nueva
embriología calidoscópica amistosa? Sea cual sea la respuesta a estas
preguntas, sirve para ilustrar el hecho de que «hostil» y «amistoso» (para la
evolución) son términos aplicables a una embriología. Una vez más, ¿podemos
atrevernos a sugerir que una especie de selección natural de orden superior
podría actuar para mejorar la «amigabilidad» de las embriologías hacia
determinados tipos de evolución?
Desde la
perspectiva de este capítulo, lo importante acerca de la simetría
izquierda-derecha es que una única mutación ejerce sus efectos simultáneamente
en dos lugares del animal en vez de uno solo. Esto es lo que quiero decir con
embriología calidoscópica: es como si las mutaciones se reflejaran. Pero la
simetría izquierda-derecha no es la única posible. Hay otros planos en los que
podrían situarse espejos mutacionales. Los biomorfos de la figura 7.1c son
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simétricos
no sólo en el plano izquierda-derecha, sino también en el plano
anteroposterior. Es como si hubiera dos espejos situados en ángulo recto.
Figura 7.2.
Un animal simétrico tetrarradiado: una medusa pedunculada. Adviértase que cada
uno de los cuatro ejes es asimismo simétrico izquierda-derecha con respecto a
sí mismo, de manera que la mayor parte de la variación está reflejada en
realidad ocho veces.
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Es más
difícil encontrar animales reales con esta «embriología biespecular» que
animales con simetría izquierda-derecha. El cinturón de Venus [Cestus veneris],
un nadador planctónico de forma acintada perteneciente al poco conocido tipo de
los ctenóforos, es un ejemplo fantasmalmente bello. Más corrientes son las
embriologías calidoscópicas que se ajustan a la simetría tetrarradiada, como
los biomorfos de la figura 7.1d.
Muchas
medusas exhiben este modelo de simetría. Los miembros de su tipo o bien nadan
en el mar (como las propias medusas) o bien se anclan en el fondo (como las
anémonas de mar), de manera que no están sujetos a las presiones de tipo
anteroposterior comentadas a propósito de animales reptantes como los gusanos.
Tienen buenos motivos para poseer un lado superior y otro inferior, pero no
para tener extremos anterior y posterior, o lados izquierdo y derecho. Por lo
tanto, si se los observa desde arriba, no hay ninguna razón especial para
privilegiar un eje frente a otro y, de hecho, son «radialmente simétricos». La
medusa de la figura 7.2 tiene una simetría tetrarradiada, pero, como veremos,
también son comunes otros números de radios. Esta figura, como otras muchas de
este capítulo, fue dibujada por Ernst Haeckel, el célebre zoólogo alemán
decimonónico, conocido también por ser un brillante ilustrador. Los animales
con este tipo de simetría adoptan una enorme variedad de formas, pero con una
restricción que, lo estoy sugiriendo de nuevo, puede resultar no tanto una
limitación como una mejora «calidoscópica». Los cambios aleatorios afectan
simultáneamente los
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cuatro
lados. Puesto que, al mismo tiempo, las unidades que están repetidas cuatro
veces suelen tener asimismo una imagen especular, cada mutación se repite en
realidad ocho veces. Esto resulta muy evidente en la medusa pedunculada de la
figura 7.2, que posee ocho penachos, dos en cada esquina. Presumiblemente, una
mutación en la forma del penacho se manifestaría ocho veces. Para ver qué
aspecto tendría la simetría radial en ausencia de esta duplicación adicional,
obsérvense los biomorfos de la figura 7.1e. Es muy difícil encontrar animales
reales con este tipo de simetría en «esvástica» o «isla de Man»17, pero la
figura 7.3 muestra el tipo de estructura que estamos buscando. Se trata del
espermatozoide de un cangrejo de río.
Figura 7.3.
Un animal simétrico «Simetría Isla de Man»: el espermatozoide de un cangrejo de
río.
17 En
referencia a la bandera de esta isla de soberanía inglesa, que luce tres
piernas semidobladas que surgen de un origen común en el centro de la bandera.
(N. del T.)
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Sin
embargo, la mayoría de animales con simetría radial añade a cada radio una
simetría especular izquierda-derecha. Así pues, en lo que respecta a
contabilizar el número de veces que una mutación se «reflejará», hay que contar
el número de radios y después doblarlo. Los cinco brazos de una estrella de mar
típica son simétricos en sentido izquierda-derecha, por lo que podemos decir
que cada mutación se «refleja» diez veces.
Haeckel se
complacía especialmente en dibujar organismos unicelulares tales como las
diatomeas de la figura 7.4. Aquí vemos simetrías calidoscópicas con dos, tres,
cuatro, cinco y más «espejos», además del espejo izquierda-derecha de cada
brazo. Para cada tipo de simetría, la embriología es tal que las mutaciones
actúan no en un lugar, sino en un número fijo de lugares.
Por
ejemplo, la estrella de cinco puntas situada cerca de la parte superior de la
figura 7.4 podría mutar para producir puntas más aguzadas. En tal caso, las
cinco puntas se aguzarían simultáneamente. No tendríamos que esperar a que se
produjesen cinco mutaciones separadas. Presumiblemente, los diferentes números
de espejos son ellos mismos mutaciones (mucho más raras) de unos en otros.
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Figura 7.4.
Diatomeas (plantas unicelulares microscópicas) que ilustran diferentes números
de espejos calidoscópicos en el seno de un grupo de organismos.
Quizá una
estrella de tres puntas, por ejemplo, pueda mutar ocasionalmente en una
estrella de cinco puntas.
Entre los
calidoscopios microscópicos, para mí los campeones son los radiolarios, otro
grupo planctónico al que Haeckel prestó una atención especial (figura 7.5).
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Figura 7.5.
Radiolarios. Más ejemplos de números diferentes de espejos calidoscópicos de
simetría en un grupo de organismos unicelulares microscópicos.
También
ellos ilustran hermosas simetrías de varios órdenes, equivalentes a
calidoscopios con dos, tres, cuatro, cinco, seis y más espejos. Poseen
minúsculos esqueletos de yeso, con una belleza y una
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elegancia
que llevan la embriología calidoscópica escrita por todas partes.
Figura 7.6.
Esqueleto de un radiolario grande y espectacular.
La obra
maestra calidoscópica de la figura 7.6 podría haber sido diseñada por el
arquitecto visionario Buckminster Fuller (a quien una vez tuve el privilegio de
escuchar, a sus noventa años, impartiendo sin respiro una conferencia que duró
tres hipnóticas horas). Al igual
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que los
domos geodésicos de Fuller, el esqueleto de la figura se basa para su
resistencia en la forma estructuralmente robusta del triángulo. Es, claramente,
el producto de una embriología calidoscópica de un orden elevado. Cualquier
mutación dada se reflejará muchas veces. A partir de esta ilustración no puede
determinarse el número exacto de radios. Otros radiolarios dibujados por
Haeckel han sido utilizados por cristalógrafos químicos como ilustración de los
sólidos regulares conocidos desde la antigüedad como octaedro (ocho facetas
triangulares), dodecaedro (doce facetas pentagonales) e icosaedro (veinte
facetas triangulares). De hecho, D’Arcy Thompson, al que conocimos en relación
con las conchas de caracoles, habría comentado que las embriologías de estos
exquisitos radiolarios tienen más en común con el crecimiento de los cristales
que con el desarrollo embrionario en el sentido habitual.
En
cualquier caso, los organismos unicelulares como las diatomeas y los
radiolarios tienen necesariamente un tipo de embriología muy distinto del de
los animales pluricelulares, y cualquier semejanza entre sus calidoscopios será
probablemente una coincidencia. Ya hemos visto un animal pluricelular cuatro
veces simétrico, una medusa. El número cuatro, o un múltiplo de éste, es común
entre tales medusas, y presumiblemente es fácil de obtener mediante la simple
duplicación de algún proceso durante la embriología temprana. También hay
medusas seis veces simétricas, como las pertenecientes al grupo de hidroideos
conocido como traquimedusas (figura 7.7).
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Figura 7.7.
Medusas simétricas hexarradiadas.
Los
exponentes más famosos de la simetría pentarradiada son los equinodermos, ese
gran tipo de animales marinos espinosos que incluye estrellas de mar, erizos de
mar, ofiuras, holoturias o cohombros de mar, y comátulas o lirios de mar
(figura 7.8). Se ha sugerido que los equinodermos de simetría pentarradiada
proceden de antepasados remotos trirradiados, pero estos animales existen
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desde hace
más de quinientos millones de años, y es tentador considerar que la simetría
pentarradiada es un elemento fundamental de uno de esos Baupläne persistentes
que tanto encantan a los zoólogos de inspiración continental. Por desgracia
para esta hipótesis idealista, no sólo existe una minoría notable de especies
de estrellas de mar con un número de brazos diferente de cinco, sino que
incluso dentro de especies ortodoxamente pentarradiadas suelen aparecer de vez
en cuando individuos mutantes de simetría tri, tetra o hexarradiada.
Figura 7.8.
Equinodermos de varios grupos: (de izquierda a derecha) ofiura, estrella de mar
de múltiples brazos (que probablemente ha sufrido la pérdida y regeneración de
algún brazo, lo que explica sus brazos desiguales), un lirio de mar y un dólar
de la arena.
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Por otro
lado, y en contra de lo que cabía esperar a partir de nuestro análisis simple
de lo que supone ser un animal que se desplaza sobre el fondo, incluso los
equinodermos reptantes suelen tener simetría radiada; y parecen obrar en
consecuencia, en el sentido de que no les importa en qué dirección caminan: no
hay un brazo privilegiado. En un momento dado una estrella de mar tendrá un
«brazo conductor», pero de vez en cuando cambia a otro brazo conductor. A lo
largo del tiempo evolutivo, algunos equinodermos han redescubierto la simetría
izquierda-derecha. Los erizos acorazonados y los dólares de la arena, ambos
excavadores, y a los que la arena ha debido someter a una presión extrema para
ahusar el cuerpo, han redescubierto la asimetría anteroposterior y han
sobreimpuesto una asimetría superficial izquierda-derecha a su forma, que se
basa reconociblemente en la de un erizo de mar pentarradiado.
Los
equinodermos son criaturas tan exquisitas que, cuando intentaba generar
biomorfos realistas con el Relojero Ciego, aspiraba naturalmente a conseguir
algo que se les pareciera. Todos mis intentos de generar una simetría
pentarradiada fracasaron. La embriología del relojero ciego no era
adecuadamente calidoscópica. Carecía del número necesario de «espejos». De
hecho, como hemos visto, algunos equinodermos monstruosos se apartan de la
simetría pentarradiada, de manera que «hice trampa» simulando estrellas de mar,
ofiuras y erizos de mar con un número par de radios (figura 7.9).
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Figura 7.9.
Los biomorfos generados por ordenador pueden parecerse superficialmente a
equinodermos, pero nunca consiguen la esquiva simetría pentarradiada. Habría
que reescribir el programa para que ello fuera posible.
Pero no hay
manera de librarse del hecho (en realidad, ello ilustra el punto fundamental de
este capítulo) de que la versión actual del programa Relojero Ciego es incapaz
de parir un biomorfo simétrico de cinco caras. Para poder rectificar esto
tendría que modificar el propio programa (hace falta un nuevo «espejo», no sólo
una mutación cuantitativa de un gen existente) de manera que permitiese una
nueva clase de mutaciones calidoscópicas. Si se hiciera esto estoy seguro de
que los procesos ordinarios de mutación y selección aleatorias, que toman mucho
tiempo, producirían semejanzas mucho mejores de la mayoría de grupos
principales de equinodermos. La versión original del programa, tal como se
describe en El relojero ciego, era capaz de producir sólo mutaciones con
simetría izquierda-derecha. La capacidad del programa actual (disponible
comercialmente) de producir biomorfos de simetría tetrarradiada, así
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como
biomorfos tipo «Isla de Man» o «esvástica», es fruto de una decisión por mi
parte de reescribirlo de manera que se pudiera colocar un repertorio de
«espejos informáticos» bajo control genético.
He estado
hablando de varios tipos de simetría como ejemplos de embriologías
calidoscópicas. Menos espectacular desde el punto de vista geométrico, pero
igualmente importante en el mundo de los animales reales, es el fenómeno de la
segmentación. Segmentación significa repetición serial a lo largo del eje
anteroposterior del cuerpo, por lo general en un animal que de ordinario es
alargado y con simetría izquierda-derecha. Los ejemplos más evidentes de
animales segmentados son los anélidos (lombrices de tierra, sanguijuelas,
gusanas y gusanos tabicólas) y los artrópodos (insectos, crustáceos, milpiés,
trilobites, etc.), pero también nosotros, los vertebrados, estamos segmentados,
aunque de forma bastante distinta. Del mismo modo que un tren es una serie de vagones
o furgones, cada uno básicamente igual que los demás pero con alguna diferencia
de detalle, un artrópodo es una serie de segmentos que pueden diferir entre sí
en algún detalle. Un ciempiés es como un tren de mercancías, con todos sus
furgones muy parecidos entre sí. Se podría pensar que los demás artrópodos son
ciempiés con pretensiones: trenes con furgones y vagones diversos y con
finalidades especiales (figura 7.10). El estilo ciempiés de organizar un cuerpo
es repetitivo de manera simple. Hay una repetición espacial a todo lo largo del
tren y también simetría especular izquierda-derecha en cada segmento.
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Figura
7.10. Los artrópodos están formados a partir de la repetición
de
segmentos, frecuentemente con variaciones, desde la parte anterior a la
posterior: (desde arriba) crustáceo mistacocárido, Derocheilocaris; oruga de
gran pavón nocturno, Saturnia pyri; gamba dendrobranquiada, Penaeus; sínfilo
(semejante a los ciempiés), Scutigerella.
Pero, si
nos alejamos de los ciempiés y afines, en la evolución se observa una tendencia
persistente a una diferenciación progresiva de
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los
segmentos: no todas las mutaciones se repiten simplemente en cada segmento. Los
insectos son como ciempiés que han perdido las patas en todos los segmentos
excepto tres: los segmentos siete, ocho y nueve, contados desde el extremo
anterior. Las arañas conservan patas en cuatro segmentos. En realidad, tanto
arañas como insectos conservan más «extremidades» primitivas que las
mencionadas. Lo que ocurre es que las han reconvertido en antenas o mandíbulas.
Las langostas, y más aún los cangrejos, han llevado incluso más lejos la
diferenciación no calidoscópica de los segmentos.
Las orugas
tienen las tres «patas de insecto» usuales cerca de la parte anterior, pero
también han reinventado las patas posteriores. Estas patas reinventadas son más
blandas y bastante distintas en otros aspectos de las típicas patas articuladas
y acorazadas que surgen de los tres segmentos torácicos. Los insectos típicos
también poseen alas en los segmentos siete y ocho. Algunos insectos carecen de
alas, y sus antepasados nunca las tuvieron. Otros insectos, como las pulgas y
las hormigas obreras, han perdido las alas que antaño tuvieron sus antepasados.
Las hormigas obreras poseen la dotación genética para desarrollar alas: cada
obrera podría haber sido una reina de haber sido criada de otra manera, y las
reinas poseen alas. Curiosamente, una reina suele perder sus alas en el curso
de su vida, a veces porque ella misma se las arranca cuando ha completado su
vuelo nupcial y está preparada para instalarse bajo tierra. Para vivir bajo
tierra las alas estorban, igual que para vivir en la espesa maleza formada por
el pelaje o plumaje del huésped de una pulga.
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Mientras
que las pulgas han perdido ambos pares de alas, las moscas (miembros del
amplísimo orden de los dípteros, que incluye también los mosquitos) han perdido
un par y conservado el otro. El segundo par de alas sobrevive en una forma muy
reducida, los «halterios», minúsculos palillos que surgen inmediatamente detrás
de las alas funcionales (figura 7.11). No hace falta ser un ingeniero para ver
que los halterios no funcionarían como alas. Hace falta ser un ingeniero muy
competente para ver cuál es su verdadera función. Por lo visto son minúsculos
estabilizadores, que cumplen una misión semejante a la de los giroscopios de
aviones y cohetes. Los halterios vibran a la frecuencia de batido de las alas.
Minúsculos sensores en la base de cada halterio detectan fuerzas en las tres
direcciones que los pilotos denominan cabezada, balanceo y guiñada. Es típico
de la evolución ser oportunista y echar mano de lo que se tiene. Un ingeniero
que diseñara un avión se sentaría ante la mesa de dibujo y diseñaría un estabilizador
partiendo de cero. La evolución consigue el mismo resultado modificando lo que
ya está presente, en este caso un ala.
El que los
segmentos evolucionen para diferenciarse entre sí no es calidoscópico; más bien
todo lo contrario. Pero existen otras transformaciones que podemos considerar
calidoscópicas, en un sentido más sutil del que hasta ahora hemos encontrado.
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Figura
7.11. Todos los miembros del orden de las moscas (Dípteros) poseen halterios en
lugar del segundo par de alas. Las moscas
grandes,
como estas típulas, los muestran de manera particularmente clara: (izquierda)
Tipula maxima; (derecha) Ctenophora ornata (de la que no se muestran las patas
ni el ala derecha).
Con
frecuencia, el cuerpo de los artrópodos tiene una estructura bastante parecida
a una frase con paréntesis rematados. (Si se abren paréntesis en una frase [los
paréntesis interiores «como éste» deben anidarse adecuadamente] los paréntesis
deben cerrarse de nuevo.) La frase entre paréntesis puede alargarse o
acortarse, pero, con independencia de lo larga que sea, cada «(» debe rematarse
con un «)». El mismo «anidamiento adecuado» se aplica a las comillas; y
también, lo que resulta más interesante, a la introducción de oraciones
subordinadas en frases. «El hombre que se sentó sobre una aguja…» es como un
paréntesis abierto, que exige retornar al verbo principal. Se puede decir «El
hombre saltó», y se puede decir «El hombre que se
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sentó sobre
una aguja saltó», pero no podemos quedarnos en «El hombre que se sentó sobre
una aguja», excepto como respuesta a una pregunta o como pie de una figura, en
cuyo caso la terminación de la frase está implícita. Los enunciados
gramaticales exigen un anidamiento adecuado. De manera similar, gambas,
camarones, langostas y cangrejos de río poseen seis segmentos cefálicos, todos
ellos fusionados en el extremo anterior, y un segmento especial denominado
telson en el posterior. Lo que ocurre en medio es más variable. Hemos visto un
tipo de mutación calidoscópica, la mutación especular reflejada en varios
planos de simetría. Las mutaciones «gramaticales» serían calidoscópicas en otro
sentido. De nuevo, la mutación permitida está restringida, pero en este caso no
por la simetría, sino por reglas tales como: «Con independencia de cuánta
variación en el número de artejos se permita en la parte media de la pata, ésta
debe terminar en una garra». Ted Kaehler, de la empresa Apple, y yo colaboramos
para escribir un programa de ordenador que contuviera reglas de este tipo. Se
parece al Relojero Ciego, pero los «animales» que produce se denominan
artromorfos, y su embriología incluye reglas ausentes en la embriología de los
biomorfos. Los artromorfos son un tren de cuerpos segmentados como los
artrópodos reales. Cada segmento consiste en un elemento redondeado, cuya forma
y tamaño exactos son controlados por «genes» como los de los biomorfos. Cada
segmento puede tener o no una pata articulada a cada lado. También esto es
controlado por genes, y lo mismo ocurre con el grosor de la pata, el número de
artejos y la longitud y el ángulo
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de cada
artejo. Al final de una pata puede haber o no una garra, y también esto, junto
con su forma, está controlado genéticamente.
Si los
artromorfos tuvieran la misma clase de embriología que los biomorfos, existiría
un gen denominado Nseg que determinaría el número de segmentos. Nseg tendría
simplemente un valor, que podría mutar. Si Nseg valiese once, el animal tendría
once segmentos. Existiría otro gen denominado Nart que determinaría el número
de artejos de cada pata. A pesar de lo variables que puedan parecer (y su
variedad es mi orgullo y mi alegría), todos los biomorfos del «parque safari»
de la figura 1.16 tienen exactamente el mismo número de genes, dieciséis. Los
biomorfos originales de El relojero ciego tenían sólo nueve.
Los
biomorfos coloreados tienen más genes (treinta y seis), y el programa tuvo que
reescribirse por entero para acomodarlos. Se trata de tres programas distintos.
Los artromorfos no funcionan así. No poseen un repertorio fijo de genes, sino
un sistema genético más flexible (los aficionados a la programación son los
únicos lectores que desearán saber que los genes de un artromorfo se almacenan
en forma de lista enlazada mediante punteros, mientras que los de un biomorfo
se almacenan en forma de registro de Pascal fijo). En la evolución de los
artromorfos pueden surgir nuevos genes de forma espontánea a partir de la
duplicación de genes antiguos. A veces los genes se duplican individualmente, y
a veces en grupos estructurados jerárquicamente. Esto significa que, en teoría,
un hijo mutante puede poseer el doble de genes que su progenitor. Cuando
aparece un nuevo gen, o conjunto de genes, por duplicación los nuevos genes
parten
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con los
mismos valores que tenían aquéllos a partir de los cuales se duplicaron. La
supresión es un tipo posible de mutación, al igual que la duplicación, de modo
que el número de genes puede reducirse además de aumentar. Las duplicaciones y
las supresiones se manifiestan como cambios en la forma del cuerpo, y por lo
tanto se hallan expuestas a la selección (selección artificial a ojo, como en
los biomorfos). Con frecuencia, un cambio en el número de genes se manifiesta
como un cambio en el número de segmentos (figura 7.12). También puede
manifestarse como un cambio en el número de artejos de una pata. En ambos
casos, lo que surge es una tendencia «gramatical»: el tren gana o pierde
vagones intermedios, pero los vagones anteriores y posteriores permanecen intactos.
Figura
7.12. Artromorfos que difieren en el número de segmentos. El progenitor
(arriba) tiene dos descendientes mutantes. El Hijo mutante 1 (izquierda):
Supresión de los dos segmentos posteriores. El Hijo mutante 2 (derecha):
Duplicación del cuarto segmento.
La
duplicación o supresión de segmentos puede tener lugar en la parte central de
un animal, y no únicamente en su extremo; y la
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duplicación
o supresión de artejos puede tener lugar en la parte central de una pata, y no
únicamente en su extremo. Esto es lo que confiere a la embriología de los
artromorfos su calidad «gramatical»: su capacidad de suprimir, o incorporar, el
equivalente de una oración relativa completa, o una oración preposicional, en
medio de un «enunciado» mayor. Además de su propiedad de anidamiento
«gramatical», los artromorfos poseen un regusto adicional de embriología
calidoscópica. Cada detalle cuantitativo del cuerpo de un artromorfo (como el
ángulo de una garra determinada, o la anchura del tronco de un segmento dado)
está influido por tres genes cuyos valores numéricos se multiplican de la
manera que explicaré a continuación. Existe un gen específico del segmento
considerado, un gen que se aplica al animal completo y un gen que se aplica a
una subsecuencia de segmentos denominada tagma. Tagma es un término biológico.
Ejemplos de tagmas en animales reales son el tórax y el abdomen de los
insectos.
Para
cualquier detalle concreto, como el ángulo de la garra, hay tres genes que lo
afectan de manera combinada. En primer lugar está el gen propio del segmento
individual. Dicho gen no es calidoscópico en absoluto, porque cuando muta
afecta únicamente al segmento en cuestión. La figura 7.13a muestra un
artromorfo en el que cada segmento tiene un valor diferente del gen segmentario
para el ángulo de la garra. El resultado es que cada segmento tiene un ángulo
de garra distinto. Hay que decir también que en todos los artromorfos hay una
simetría simple izquierda-derecha.
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Figura
7.13. Artromorfos elegidos para ilustrar varios tipos de efecto genético: a)
artromorfo con un gen para el ángulo de las garras
distinto
para cada segmento; b) mutación del gen para el ángulo de las garras a nivel de
todo el cuerpo; c) artromorfo sin variación entre segmentos; d) igual que c),
pero con una única mutación que afecta al gen para el ángulo de las garras a
nivel de todo el cuerpo; e) gradiente de tamaños de los segmentos, que no
afecta a las patas; f) artromorfo con tres tagmas, que difieren en varias
características pero uniformes dentro de cada tagma; g) igual que f), pero con
una
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mutación
que afecta a las patas al nivel del (tercer) tagma; h) mutación de f) que
afecta a las patas de un único segmento.
El segundo
de los tres genes que afectaría al ángulo de la garra es el que influye sobre
todos los segmentos del animal entero. Cuando muta, las garras de todos los
segmentos cambian simultáneamente en toda la longitud del animal. La figura
7.13b muestra un artromorfo que es el mismo que el de la figura 7.13a, excepto
en que las garras se han acortado algo. El gen que afecta al tamaño de las
garras del animal entero ha mutado a un valor menor. El resultado es que cada
una de las garras se reduce, al tiempo que conserva sus peculiaridades
segmentarías. Matemáticamente, como dije, este efecto se consigue multiplicando
el valor numérico de cada gen individual para el ángulo de la garra al nivel
del segmento por el valor numérico del gen para el ángulo de la garra al nivel
del cuerpo entero. Obviamente, el ángulo de la garra es sólo uno de los muchos
detalles cuantitativos determinados simultáneamente por sumas multiplicativas
similares a todo lo largo del «tren». Hay genes de todo el cuerpo que afectan,
por ejemplo, a la longitud de la pata, y los valores de éstos se multiplican
por los de los genes para la longitud de la pata al nivel del segmento. Las
figuras 7.13c y 7.13d muestran artromorfos sin variación entre segmentos, pero
que difieren entre sí en el gen para el ángulo de la garra al nivel de todo el
organismo.
La tercera
clase de genes afecta a una región discreta del cuerpo, un tagma tal como el
tórax de un insecto. Mientras que los insectos poseen tres tagmas, los
artromorfos evolucionan adquiriendo un
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número
cualquiera de ellos, y cada tagma puede poseer un número cualquiera de
segmentos; los cambios tanto en el número de segmentos como en el de tagmas
están a su vez sujetos a mutación, al modo «gramatical» que ya hemos comentado.
Cada tagma posee un conjunto de genes que afectan a la forma de los segmentos,
las patas y las garras dentro del tagma. Por ejemplo, cada tagma tiene un gen
que afecta al ángulo de todas las garras en ese tagma. La figura 7.13f muestra
un artromorfo con tres tagmas. La mayoría de cosas varía más entre tagmas que
dentro de un tagma dado. El efecto se consigue mediante la multiplicación de
los valores de los genes, como ya hemos visto para los genes de todo el cuerpo.
Resumiendo,
se llega al tamaño final de cada atributo, en este caso el ángulo de la garra,
multiplicando los valores numéricos de los tres genes: el gen del segmento para
el ángulo de la garra, el gen del tagma para el ángulo de la garra y el gen de
todo el organismo para el ángulo de la garra. Puesto que la multiplicación por
cero da cero, si el valor de un gen para, digamos, el tamaño de la pata en un
tagma dado fuera cero, los segmentos de dicho tagma carecerían de patas (como
los segmentos abdominales de una avispa) con independencia de los valores de
los genes a los otros dos niveles. La figura 7.13g muestra un hijo del
artromorfo de la figura 7.13f, en el que ha mutado un gen para el tamaño de las
patas al nivel del tercer tagma. La figura 7.13h es otro hijo del artromorfo de
la figura 7.13f, pero en este caso sólo ha mutado un gen segmentario.
Así pues,
los artromorfos poseen una especie de embriología calidoscópica a tres niveles.
Pueden mutar dentro de un segmento,
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en cuyo
caso el cambio se refleja sólo una vez, en el lado opuesto del cuerpo. También
son calidoscópicos al nivel del «ciempiés», es decir, del organismo entero: una
mutación a este nivel se repite espacialmente a lo largo de los segmentos del
cuerpo (junto con su imagen especular izquierda-derecha). Y también son
calidoscópicos al nivel intermedio, de «insecto» o tagma: una mutación a este
nivel afecta a todos los segmentos de un grupo local, pero no a los del resto
del cuerpo. Sospecho que, si los artromorfos tuvieran que ganarse la vida en el
mundo real, sus mutaciones calidoscópicas a tres niveles podrían ser
beneficiosas, por el mismo tipo de razones de economía evolutiva, como ya hemos
comentado en el caso de los espejos de simetría. Si, pongamos por caso, las
extremidades del tagma central del cuerpo funcionan como patas marchadoras,
mientras que las extremidades del tagma posterior funcionan como branquias,
tiene sentido que las mejoras evolutivas deban repetirse serialmente a lo largo
de los segmentos de un tagma pero no del otro: es poco probable que las mejoras
en los apéndices marchadores sean beneficiosas para los apéndices
respiratorios. De ahí que pueda ser ventajoso poseer una clase de mutaciones
que, cuando aparecen por primera vez, se reflejan ya en todos los segmentos de
un tagma. Por otra parte, pueden obtenerse beneficios concretos efectuando
ajustes detallados, especializaciones, en las extremidades de segmentos
concretos, en cuyo caso se verían favorecidas las embriologías que tengan una
tendencia adicional a producir mutaciones que únicamente sean imágenes
especulares izquierda-derecha. Finalmente, a veces puede ser beneficioso que
una mutación se extienda simultáneamente a
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todos los
segmentos del cuerpo, sin anular completamente la variación existente entre
segmentos y entre tagmas, pero reforzándola, por ejemplo, mediante
multiplicación.
Como una
idea posterior inspirada en la biología, Ted Kaehler y yo introdujimos genes de
«gradiente» en nuestro programa de artromorfos. Un gen de gradiente hace que
una determinada cualidad de un artromorfo, tal como el ángulo de la garra, no
esté fijada cuando nos desplazamos de la parte anterior a la posterior del
animal, sino que aumente (o disminuya) progresivamente. La figura 7.13e muestra
un artromorfo sin variación entre segmentos, aparte de un gradiente (negativo)
del tamaño de los segmentos. El cuerpo se estrecha a lo largo del eje
anteroposterior.
Los
artromorfos se reproducen y evolucionan mediante selección artificial, de la
misma manera general que los biomorfos. Un artromorfo progenitor se sitúa en el
centro de la pantalla, rodeado por sus descendientes mutados aleatoriamente.
Como en el caso de los biomorfos, el selector humano no ve los genes, sólo sus
consecuencias (formas corporales), y elige aquellos que se reproducirán (una
vez más, sin sexo). El artromorfo elegido se traslada al centro de la pantalla
y se rodea de su progenie mutante. A medida que pasan las generaciones tienen
lugar entre bastidores cambios en el número de genes y cambios en los valores
de los mismos mediante mutación al azar. Todo lo que ve el seleccionador humano
es una secuencia de artromorfos que evoluciona gradualmente. Así como puede
decirse que todos los biomorfos se han generado a partir de , se puede decir
que todos los artromorfos se
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han
generado a partir de . El lindo sombreado de los segmentos corporales para
darles relieve es un toque estético que no varía en el programa existente,
aunque fácilmente se podría poner bajo control genético (en los tres niveles
indicados) en futuras versiones.
Figura
7.14. Zoo de artromorfos. Colección de artromorfos generados mediante selección
artificial sobre la base de su parecido, por vago que fuera, con artrópodos
reales.
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La figura
7.14 es un zoo de artromorfos, comparable al parque safari de biomorfos de la
figura 1.16, que he criado a ratos mediante selección artificial, por lo
general favoreciendo algún tipo de realismo biológico.
Este zoo
incluye formas que varían a todos los niveles de la embriología calidoscópica.
Es posible reconocer criaturas de cuerpo ahusado, que tienen al menos un gen de
gradiente. Se pueden reconocer divisiones tajantes entre tagmas: grupos de
segmentos vecinos se parecen entre sí más que al resto de segmentos. Pero
todavía es posible reconocer alguna variación en la forma incluso entre los
segmentos de un tagma. Los insectos, los crustáceos y las arañas reales varían
de manera calidoscópica similar, a distintos niveles. Son especialmente
reveladoras las denominadas mutaciones homeóticas de los artrópodos reales,
mutaciones que hacen que un segmento cambie de modo que siga la pauta de
desarrollo normal para un segmento diferente.
La figura
7.15 muestra ejemplos de mutaciones homeóticas en la mosca del vinagre
Drosophila y en el gusano de seda. La Drosophila normal, como todas las moscas,
tiene un solo par de alas. El segundo par está sustituido por halterios, como
se explicó anteriormente.
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Figura
7.15. Mutaciones homeóticas: a) Drosophila con cuatro alas. En las Drosophila
normales el segundo par de alas está sustituido por halterios, como en la
Figura 7.11; b) gusano de seda normal (arriba) y mutante (abajo). Normalmente
sólo hay patas típicas de insecto en los tres segmentos torácicos. El mutante
tiene nueve segmentos «torácicos».
La
ilustración muestra una Drosophila mutante en la que no sólo hay un segundo par
de alas en lugar de halterios, sino que el tercer segmento torácico al completo
está sustituido por un segundo segmento torácico reduplicado. En los
artromorfos, este efecto se
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conseguiría
mediante una duplicación «gramatical» seguida de supresión. La figura 7.15b
muestra un gusano de seda mutante. Las orugas normales poseen tres patas
articuladas «distintivas», como cualquier otro insecto, aunque, como dije, sus
segmentos posteriores presentan patas más blandas, «reinventadas». Pero la
oruga mutante de la parte inferior de la figura 7.15b tiene nueve pares de
patas articuladas «distintivas». Lo que ha ocurrido es que los segmentos del
tagma torácico se han duplicado (como en el artromorfo de la derecha de la
figura 7.12). La más famosa mutación homeótica es antennapedia, de Drosophila.
Las moscas con esta mutación poseen una pata de aspecto normal que surge de la
cuenca en que debiera haber una antena. La maquinaria productora de patas se ha
puesto en marcha en el segmento equivocado.
Tales
mutantes son absolutamente monstruosos y es muy poco probable que sobrevivan en
la naturaleza, lo cual es otra manera de decir que es poco probable que la
evolución incorpore mutaciones homeóticas. Por ello reaccioné tardíamente
cuando pasé (bastante deprisa, porque soy muy remilgado para la comida) junto a
una mesa abarrotada de mariscos patilargos en un banquete en Australia. El
animal que atrajo mi atención es conocido por los gourmets australianos como
«chinche de aguas profundas». Es una especie de langosta, miembro de un grupo
que recibe nombres variados: zapatillas, langostas españolas, cigarras de mar o
santiaguiños.
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Figura
7.16. ¿Podría este animal representar un mutante homeótico que ha tenido éxito
evolutivo en la naturaleza? Scyllarus, la cigarra de mar o santiaguiño.
La figura
7.16 muestra un ejemplar típico, tomado del Museo de Oxford, perteneciente al
género Scyllarus. Lo que me sorprende de estos animales es que parecen tener
dos extremos posteriores. La ilusión procede del hecho de que las antenas de la
parte anterior (estrictamente, el segundo par de antenas) tienen el mismo
aspecto que los apéndices denominados urópodos, que son el rasgo más prominente
del extremo posterior de cualquier langosta. No sé por qué razón las antenas
tienen esta forma. Puede que sean utilizadas como palas, o puede que los
depredadores resulten engañados por la misma ilusión que me sorprendió a mí.
Las langostas tienen un reflejo de huida rapidísimo, que hace uso de una
neurona gigante al efecto. Cuando se ven amenazadas, salen disparadas hacia
atrás con una velocidad asombrosa. Un depredador podría anticipar este reflejo
apuntando detrás de la posición actual de la langosta. Esto
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funcionaría
con una langosta ordinaria, pero con Scyllarus el «detrás» aparente resultaría
ser la parte delantera, de manera que el depredador que se pasara de listo
saltaría precisamente hacia el sitio equivocado. Esté o no justificada esta
especulación18, estas langostas obtienen presumiblemente algún beneficio de sus
antenas extrañamente conformadas. Sea cual sea dicho beneficio, aprovecharé
estos animales para una especulación todavía más aventurada. Mi sugerencia es
que Scyllarus podría muy bien ser un caso natural de mutación homeótica. A
diferencia de antennapedia, que es una mutación de laboratorio, esta mutación
se ha incorporado a un cambio evolutivo real en la naturaleza. Mi conjetura es
que un escilárido ancestral mutó homeóticamente, trasladando la subrutina de
desarrollo apropiada para un urópodo a un segmento en el que debiera haber una
antena, y que el cambio supuso un cierto beneficio. Si estoy en lo cierto, ello
constituiría un raro ejemplo de macromutación favorecida por la selección natural,
una rara vindicación de la llamada teoría del «monstruo prometedor» que vimos
en el capítulo 3.
Todo esto
es muy especulativo. Es indudable que las mutaciones homeóticas tienen lugar en
el laboratorio, y los embriólogos recurren a su inspiración para formarse una
imagen detallada de los procesos de desarrollo del plan corporal segmentado de
los artrópodos. Por
18 No debe
olvidarse que estos animales, que viven sobre paredes rocosas del litoral
marino, son difíciles de advertir por el color oscuro del caparazón y por el
hecho de que sus bordes se aplican sobre el sustrato. Si en otros decápodos las
antenas enhiestas y alargadas delatan su presencia, Scyllarus y otros géneros
afines han eliminado estos órganos vistosos y comprometedores y tienen una
estructura plana que disimula la silueta típica de una cabeza de langosta. Por
otro lado, la especie es un manjar exquisito cuya explotación para el consumo
la ha puesto en peligro en muchos mares del mundo. (N. del T.)
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fascinantes
que sean estos detalles, se encuentran fuera del dominio de este capítulo.
Concluiré invitando al lector a contemplar algunos artrópodos reales a la luz
de los artromorfos y de sus mutaciones calidoscópicas a tres niveles.
Figura
7.17. Lo que puede hacerse con los segmentos: una muestra de artrópodos. En el
sentido de las agujas del reloj, desde la parte superior izquierda: cuatro
crustáceos, un palpígrado (pariente lejano de arañas y escorpiones) y un
euriptérido («escorpión marino» gigante, extinguido, que podía alcanzar
fácilmente cerca de tres metros de longitud).
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Observemos
los artrópodos reales de la figura 7.17 e imaginemos de qué modo pudo haber
evolucionado su forma a través de genes calidoscópicos de tipo artromorfo.
¿Tiene alguno de ellos, por ejemplo, la forma ahusada que vimos en la figura
7.13e? Ahora, observando otra vez los artrópodos reales, imaginemos una
mutación que cambia algún pequeño detalle de los extremos de las patas, o algún
detalle de la forma de la región troncal de los segmentos. Supongamos primero
que la mutación imaginada se aplica a un único segmento. Adivino que, de forma
automática, el lector la ha imaginado reflejada a la vez en los lados derecho e
izquierdo, pero esto no es obligatorio. Es, en sí mismo, un ejemplo de
embriología calidoscópica. Pensemos ahora en una mutación que afecte los
extremos de las patas, pero esta vez a las patas de una secuencia de segmentos
adyacentes. Los animales de la figura 7.17 muestran varios ejemplos de
secuencias de segmentos adyacentes que se parecen entre sí. En tercer lugar,
pensemos en una mutación similar pero que afecte a los extremos de las patas de
todos los segmentos del cuerpo (es decir, de todos los segmentos que tienen
patas). Advierto que la experiencia de pensar en los artromorfos y en su
embriología calidoscópica a tres niveles me hace contemplar los artrópodos
reales con otros ojos. Además, como en el caso de los espejos de simetría, es
fácil imaginar que las embriologías con «restricciones» calidoscópicas del tipo
de los artromorfos pueden resultar, paradójicamente, más ricas en potencial
evolutivo que embriologías más laxas y no restringidas. Me parece que las
formas de la figura 7.17 y las de incontables
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artrópodos
no ilustrados aquí tienen un sentido especial a la luz de esta forma de
razonamiento.
El mensaje
central de este capítulo es que las embriologías calidoscópicas, ya operen a
través de segmentos y grupos de segmentos a lo largo del eje anteroposterior
como en un insecto, ya a través de «espejos» de simetría como en una medusa,
son a la vez, y paradójicamente, restrictivas e intensificadoras. Restringen la
evolución en el sentido de que limitan la gama de variaciones disponibles sobre
las que opera la selección. La intensifican en el sentido de que (para
expresarlo en un lenguaje que personifique la selección de forma perdonable) le
ahorran a la selección natural la pérdida de tiempo que supondría explorar
vastas regiones del espacio de posibilidades que, de todas maneras, no iban a
reportar nada. El mundo está poblado por grupos principales de animales
(artrópodos, moluscos, equinodermos, vertebrados) cada uno de los cuales tiene
una embriología restringida calidoscópicamente que ha resultado ser fructífera
en términos evolutivos. Las embriologías calidoscópicas tienen lo que se
necesita para heredar la Tierra. Siempre que un cambio importante en el modo o
«espejo» calidoscópico genere una radiación evolutiva próspera, este nuevo modo
será heredado por todos los linajes de esa radiación. Esto no es selección
darwiniana ordinaria, sino que es una especie de analogía de alto nivel de la
selección darwiniana. No es excesivamente fantástico sugerir que, como
consecuencia, ha habido una evolución de evolucionabilidad mejorada.
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Capítulo 8
Granos de
polen y balas mágicas
Viajaba yo
en automóvil por la campiña inglesa con mi hija Juliet, que entonces tenía seis
años, y me señaló algunas flores al borde de la carretera. Le pregunté para qué
pensaba ella que eran las flores silvestres. Me dio una respuesta bastante
meditada. «Para dos cosas», me dijo. «Para hacer el mundo bonito y para ayudar
a las abejas a que hagan miel para nosotros.» Esto me emocionó, y lamenté tener
que decirle que no era cierto.
La
respuesta de mi hijita no era demasiado distinta a la que hubiera dado la
mayoría de adultos a lo largo de la historia. La creencia de que la creación
natural está aquí para nuestro beneficio es muy antigua. El primer capítulo del
Génesis la expresa explícitamente. El hombre «dominará» sobre todos los seres
vivos, y animales y plantas están aquí para deleite y uso nuestro. Como
documenta el historiador Sir Keith Thomas en su Man and the Natural World (El
hombre y el
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mundo
natural), esta actitud impregnó la Cristiandad medieval y ha persistido hasta
nuestros días. En el siglo diecinueve, el reverendo William Kirby pensaba que
el piojo era un incentivo indispensable para la limpieza. Las bestias salvajes,
según el obispo isabelino James Pilkington, alentaban la valentía de los
hombres y proporcionaban un entrenamiento útil para la guerra. Los tábanos,
según un escritor del siglo dieciocho, fueron creados «con el fin de que los
hombres ejerciten su ingenio e industria para librarse de ellos». Las langostas
estaban dotadas de un duro caparazón para que, antes de comerlas, pudiéramos
beneficiarnos del ejercicio de romper sus pinzas. Otro piadoso escritor
medieval pensaba que las malas hierbas estaban aquí para nuestro provecho: es
bueno para nuestro espíritu tener que trabajar duro para arrancarlas.
De los
animales se ha pensado que tenían el privilegio de compartir nuestro castigo
por el pecado de Adán. Keith Thomas cita al respecto a un obispo del siglo
diecisiete: «Cualquier cambio a peor que les haya afectado no ha sido castigo
suyo, sino una parte del nuestro». Uno siente que esto debiera ser un gran
consuelo para ellos. En 1653, Henry More creía que vacas y ovejas habían
recibido la vida, sólo y ante todo, para que su carne estuviera fresca «hasta
que tengamos necesidad de comerla». La conclusión lógica de esta línea de
pensamiento es que, en realidad, los animales anhelan ser comidos.
El faisán,
la perdiz y la alondra
Volaron a
tu casa, como si fuera el Arca. El buey voluntarioso vino por sí mismo A casa
para el sacrificio, con el cordero;
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Y todas las
bestias de más allá vinieron A ofrecerse como presente19.
En The
Restaurant at the End of the Universe (El restaurante del fin del universo)
—parte de la brillante saga Hitchhiker’s Guide to the Galaxy (Guía de la
galaxia para autostopistas)—, Douglas Adams elaboró una conclusión futurista y
grotesca a partir de esta presunción. Cuando el héroe y sus amigos se sientan
en el restaurante, un gran cuadrúpedo se les acerca obsequioso a la mesa y en
tonos agradables y cultivados se ofrece como plato del día. Explica que su raza
ha sido criada para desear ser comida, junto con la capacidad de expresar ese
anhelo de manera inequívoca: «¿Quizá algo del lomo… braseado en una salsa de
vino blanco?… O la cadera, que está muy buena… La he estado ejercitando y he
comido mucho grano, de modo que hay cantidad de buena carne aquí». Arthur Dent,
el menos galácticamente refinado de los comensales, se siente horrorizado, pero
los restantes miembros del grupo piden grandes filetes para todos y,
agradecido, el manso animal se va trotando a la cocina para matarse
(humanitariamente, añade, con un guiño tranquilizador hacia Arthur).
El relato
de Douglas Adams es una comedia manifiesta, pero estoy sinceramente convencido
de que la siguiente argumentación sobre el plátano, citada literalmente de un
opúsculo actual amablemente
19 The
pheasant, partridge and the lark / Flew to thy house, as to the Ark. / The
willing ox of himself cme / Home to the slaughter, with the lamb;/And every
beast did thither bring / Himself to be an offering.
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remitido
por uno de mis muchos corresponsales creacionistas, va en serio.
Adviértase
que el plátano:
1. Tiene la
forma adecuada para la mano humana
2. Tiene
una superficie antideslizante
3. Posee
indicadores externos de los contenidos internos: verde, demasiado pronto;
amarillo, al punto; negro, demasiado tarde
4. Tiene
una lengüeta para quitar el envoltorio
5. Está
picado en el envoltorio
6. Tiene un
envoltorio biodegradable
7. Tiene la
forma adecuada para la boca
8. Tiene
una punta en la parte superior para facilitar la entrada
9. Resulta
agradable a las papilas gustativas
10. Está
curvado hacia la cara para facilitar el proceso de comerlo.
La actitud
de que los seres vivos han sido colocados aquí para nuestro provecho domina
todavía nuestra cultura, aun cuando sus fundamentos hayan desaparecido. A
efectos científicos, necesitamos una concepción menos antropocéntrica del mundo
natural. Si puede decirse que los animales salvajes y las plantas silvestres
han sido colocados en el mundo con algún propósito (y se puede, en virtud de
una respetable figura retórica), seguramente no es para provecho de los seres
humanos. Tenemos que aprender a ver las cosas con ojos no humanos. En el caso
de las flores con las que hemos comenzado
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nuestra
exposición, es más sensato, al menos marginalmente, contemplarlas con los ojos
de las abejas y demás animales que las polinizan.
Toda la
vida de las abejas gira alrededor del mundo lleno de colorido, aromático y
rezumante de néctar de las flores. No estoy hablando únicamente de las abejas
melíferas, porque hay miles de especies distintas de abejas, y todas ellas
dependen absolutamente de las flores. Sus larvas son alimentadas con polen,
mientras que el combustible exclusivo para los motores de vuelo de los adultos
es el néctar, que también les es proporcionado enteramente por las flores. He
escrito «les es proporcionado» no sin cierta intención. Estrictamente hablando,
no se puede decir que las flores proporcionen polen a las abejas, porque la
planta lo fabrica principalmente para sus propios fines. A las abejas se les
permite comer algo de polen porque ofrecen un servicio muy valioso al
trasladarlo de una flor a otra. Pero el néctar es un caso más extremo. No tiene
ninguna otra raison d’être que alimentar a las abejas. El néctar se fabrica, en
grandes cantidades, sólo para sobornar a las abejas y otros polinizadores. Las
abejas trabajan duro para obtener su recompensa de néctar. Para producir un
kilogramo de miel de trébol, las abejas deben visitar alrededor de veinticinco
millones de flores.
«Las
flores», podrían decir las abejas, «están aquí para proporcionarnos polen y
néctar.» También las abejas se equivocarían en eso, pero estarían mucho más en
lo cierto que nosotros. Hasta podríamos decir que las flores, al menos las más
hermosas y vistosas,
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son
hermosas y vistosas porque han sido «cultivadas» por abejas, mariposas,
colibríes y otros polinizadores. La conferencia en la que se basa este capítulo
llevaba originalmente por título «El jardín ultravioleta». Se trata de una
parábola. La radiación ultravioleta es un tipo de luz que no podemos ver. Las
abejas sí pueden, y la ven como un color distinto, a veces llamado púrpura de
abeja. Es seguro que a los ojos de las abejas las flores tienen un aspecto muy
distinto (figura 8.1). Del mismo modo, es mejor examinar la pregunta «¿Para qué
sirven las flores?» a través de los ojos de las abejas y no de los nuestros.
Figura 8.1.
a) Flor de hierba del asno, Oenothera, fotografiada utilizando luz visible (por
los seres humanos); b) la misma, fotografiada mediante luz ultravioleta (que
los insectos pueden ver pero nosotros no), para mostrar el diseño estrellado
del centro.
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Presumiblemente
este diseño ayuda a guiar a los insectos hacia el néctar y el polen.
«El jardín
ultravioleta» utiliza la peculiar visión de las abejas sólo a modo de parábola
para cambiar nuestro punto de vista acerca de para quién o para qué «sirven»
las flores (y todos los demás seres vivos). Si las flores tuvieran ojos, su
visión del mundo sería para nosotros todavía más extraña que la extraña visión
ultravioleta de las abejas. ¿Qué aspecto tendrían las abejas a los ojos de las
plantas? ¿Para qué sirven las abejas, desde el punto de vista de las flores?
Son misiles dirigidos para lanzar polen de una flor a otra. El trasfondo de
todo esto necesita una explicación.
En primer
lugar, y por regla general, hay buenas razones genéticas para preferir la
fecundación cruzada mediante polen procedente de una planta distinta. La
autofecundación incestuosa haría que se perdiesen las ventajas de la
reproducción sexual (sean cuales fueren, lo que en sí mismo es una cuestión
interesante). Un árbol que polinizara sus flores femeninas con polen de sus
propias flores masculinas casi no tendría que preocuparse de polinizar en
absoluto. Le resultaría más eficaz producir un clon vegetativo de sí mismo.
Muchas plantas hacen justamente esto, y este comportamiento tiene algunos
puntos a su favor. Pero, como hemos visto, hay también condiciones en las que
barajar los propios genes con los de otro individuo tiene aún más puntos a
favor. Haría falta una larga digresión para explicar esto en detalle, pero para
jugar a la ruleta sexual tiene que haber beneficios sustanciales, de otro modo
la
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selección
natural no habría permitido que ésta fuese un anhelo tan obsesivo en casi toda
la vida animal y vegetal. Sean cuales fueren estos beneficios, desaparecerían
en su mayor parte si, en lugar de barajar los genes propios con los de otro
individuo, uno simplemente los barajara con un segundo juego, idéntico, de los
genes propios.
Las flores
no tienen otro papel en la vida de su planta que el de intercambiar genes con
otra planta que tenga un juego de genes distinto. Algunas plantas, como las
gramíneas, se valen del viento. El aire se inunda de polen, una minúscula
proporción del cual tiene la suerte de ser arrastrado hasta los órganos
femeninos de una flor de la misma especie (otra proporción es arrastrada hasta
los ojos y narices de los que padecen fiebre del heno). Este método de
polinización es fortuito y, según como se mire, derrochador. Suele ser más
eficiente explotar las alas y músculos de los insectos (o de otros vectores,
tales como murciélagos y colibríes). Esta técnica dirige el polen mucho más
directamente a su objetivo y, en consecuencia, requiere mucho menos polen. Para
atraer a los insectos, sin embargo, hay que hacer algún desembolso. Una parte
del presupuesto se destina a publicidad: pétalos de vivos colores y potentes
aromas. Otra parte se gasta en sobornos de néctar.
El néctar
es un combustible de aviación de alta calidad para un insecto, y es de costosa
fabricación para una planta. Algunas plantas eluden el gasto y en su lugar
emplean publicidad engañosa. Las más famosas son algunas orquídeas cuyas flores
semejan insectos hembra y huelen como tales (figura 8.2).
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Figura 8.2.
Una orquídea que imita un insecto. Orquídea ibérica, Ophrys vernixia.
Al intentar
copular con las flores, los insectos macho son cargados con sacos de polen sin
que lo adviertan o bien, si la flor es femenina, se les aligera de su carga.
Hay orquídeas especializadas en imitar abejas, otras que imitan moscas y otras
que imitan avispas. Una de las imitadoras de avispas, que recibe el adecuado
nombre de orquídea martillo, sostiene su señuelo en el extremo de un pedúnculo
articulado y armado con un resorte, amartillado a una distancia fija lejos de
la parte de la flor que porta el polen (figura 8.3). Cuando la avispa macho se
posa sobre la hembra de mentira el muelle se suelta. La avispa macho es
golpeada, de manera violenta y repetida, contra el yunque en el que se
encuentran los sacos polínicos. Para cuando
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la avispa
macho logra liberarse, su dorso está cargado con dos sacos de polen.
Figura 8.3.
Orquídea martillo, Drakaea fitzgeraldii: a) la avispa aterriza en el señuelo b)
la articulación se pandea, haciendo golpear repetidamente el dorso de la avispa
contra los polinios.
Tanto o más
ingeniosa es la llamada orquídea de balde, que funciona un poco como una planta
carnívora con ascidios, pero con una diferencia importante. La flor contiene
una gran charca de líquido que huele como el seductor perfume sexual que
secretan las hembras de una especie concreta de abeja. Los machos de dicha
especie son atraídos por el líquido y caen en él. La única escapatoria para no
ahogarse es a través de un estrecho túnel. La abeja que se debate acaba
descubriéndolo y se arrastra por él hasta la salvación. En el extremo opuesto
del tubo hay un paso complicado en el que queda atrapada durante unos cuantos
minutos antes de poder escabullirse. Durante este forcejeo final en el portal
del túnel, dos sacos de polen
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grandes y
redondos son hábilmente transferidos a su dorso. Después la abeja sale volando
y (quizá más triste, pero no más sabia) cae en otra orquídea de balde. De nuevo
se debate en el líquido, de nuevo se abre camino penosamente a través del túnel
de salida y de nuevo es retenida durante un tiempo antes de salir hacia la
libertad. Durante este periodo la segunda orquídea la despoja de los sacos de
polen y se completa la polinización.
No haga
caso el lector de este «más triste, pero no más sabia». Como siempre, hay que
resistir la tentación de atribuir intenciones conscientes. En todo caso, habría
que atribuírselas a la planta. La manera correcta de pensar es en términos de
maquinaria construida inconscientemente. El polen que contiene los genes para
construir orquídeas de balde que manipulan abejas es transportado por abejas.
El polen que contiene genes que dan lugar a orquídeas menos competentes en la
manipulación de abejas tiene menos probabilidades de ser transportado por
abejas. Así, a medida que pasan las generaciones, las orquídeas mejoran en el
arte de manipular abejas (aunque, en honor a la verdad, hay que decir que, en
la práctica, las orquídeas abejeras no tienen un éxito espectacular a la hora
de engañar a las abejas para que copulen con ellas).
Estas
sorprendentes orquídeas ejemplifican un aspecto importante de la estrategia de
polinización. Muchas flores parecen poner todo su empeño en ser polinizadas por
una especie determinada de animal y por ninguna otra. En los trópicos del Nuevo
Mundo, las flores rojas y tubulares son indicativas de una polinización por
colibríes. El rojo es un color vivo y atractivo a los ojos de las aves (los
insectos no pueden
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ver el
color rojo en absoluto). Los tubos largos y estrechos excluyen a cualquier
polinizador que no esté provisto de un pico largo y fino como el de los
colibríes. Otras flores se esfuerzan en ser polinizadas sólo por abejas, y ya
hemos señalado que sus flores suelen tener colores y dibujos en la parte
ultravioleta del espectro, invisible para nosotros. Pero otras sólo son
polinizadas por mariposas nocturnas. Suelen ser blancas, y utilizan perfumes
antes que anuncios visibles. La culminación de la progresión hacia un consorcio
de polinización exclusiva quizá sea el dúo, ajustado como anillo al dedo, de
las higueras y sus avispas específicas, el ejemplo que abre y cierra nuestro
libro. Ahora bien, ¿por qué deberían ser tan exigentes las plantas en cuanto a
quién las poliniza?
Presumiblemente,
la ventaja de cultivar polinizadores especialistas es una versión extrema de la
ventaja de poseer polinizadores animales en lugar del viento. La polinización
por el viento es de lo más extravagante y derrochadora, al bañar toda la campiña
en una lluvia de polen. La polinización por animales voladores inespecíficos es
mejor, pero sigue siendo muy derrochadora. La abeja que visita nuestra flor
puede irse luego volando a la flor de una especie completamente diferente y
habremos malgastado nuestro polen. El polen que transportan las abejas
ordinarias no se desparrama por el campo como el de una hierba polinizada por
el viento, pero todavía se reparte de una manera relativamente indiscriminada.
Compárese esto con la abeja específica de la orquídea de balde, o con la avispa
específica de la higuera. El insecto vuela certeramente, como un minúsculo
misil dirigido, o como lo que los periodistas médicos
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denominan
una «bala mágica», hacia el blanco correcto desde el punto de vista de la
planta cuyo polen transporta. En el caso de la avispa de los higos esto
significa, como veremos, no ya otra higuera, sino otra higuera de la misma
especie, de entre las 900 que existen. El empleo de polinizadores especialistas
debe suponer un ahorro enorme en la producción de polen. Por otra parte, como
también veremos, tiene costes añadidos, por lo que no es sorprendente que
algunas plantas se vean abocadas, por su modo de vida, a mantener la
derrochadora polinización por el viento. Otras especies de plantas se adaptan
más a una técnica intermedia en el espectro que va del cañón de dispersión a la
bala mágica. Los higos quizá sean el colmo de la dependencia de una especie polinizadora
particular, y los reservaremos para nuestro clímax en el capítulo final.
Volviendo a
las abejas, los servicios de polinización que ofrecen son realmente
impresionantes. Se ha calculado que, sólo en Alemania, las abejas melíferas
polinizan alrededor de diez trillones de flores en el curso de un único día de
verano. Se ha estimado asimismo que el 30% de todos los alimentos humanos
derivan de plantas polinizadas por abejas, y que la economía de Nueva Zelanda
se desplomaría si se eliminaran las abejas. Las abejas, podrían decir las
flores, han sido puestas en el mundo para transportar nuestro polen para
nosotras. Así, pues, aunque pueda parecer que las flores coloreadas y fragantes
del mundo hayan sido puestas aquí para nuestro provecho, es evidente que no es
así. Las flores viven en un jardín de insectos, un misterioso jardín ultravioleta
en el que, pese a todas nuestras vanidades, nosotros somos irrelevantes.
Siempre se han cultivado y
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se han
domesticado flores, pero, hasta tiempos muy recientes, los jardineros eran
abejas y mariposas, no nosotros. Las flores usan a las abejas y las abejas usan
a las flores. Cada una de las partes del consorcio ha sido conformada por la
otra. Cada una de las partes ha sido en cierto modo domesticada y cultivada por
la otra. El jardín ultravioleta es un jardín de doble uso. Las abejas cultivan
flores para sus fines, y las flores domestican abejas para los suyos.
Consorcios
como éstos son bastante corrientes en la evolución. Existen los llamados
jardines de hormigas, formados por epífitos (plantas que crecen sobre la
superficie de otras plantas) que las hormigas siembran enterrando en el suelo
de sus nidos las semillas adecuadas. Las plantas crecen sobre la superficie del
nido y sus hojas proporcionan comida a las hormigas. Se ha demostrado que
algunas plantas crecen mejor si sus raíces se encuentran dentro de un
hormiguero. Otras especies de hormigas y termes se especializan en cultivar
hongos bajo tierra, plantando las esporas, escardando los jardines para
eliminar las especies competidoras y fertilizándolos con estiércol compostado a
partir de hojas masticadas. En el caso de las famosas hormigas cortadoras de hojas
[del género Atta] de los trópicos del Nuevo Mundo, todo el esfuerzo de forrajeo
de sus colonias (que cuentan con hasta ocho millones de individuos) se dirigen
a la recolección de hojas recién cortadas. Pueden devastar una zona con una
despiadada eficiencia que recuerda la de una plaga de langostas, pero las hojas
que cortan no serán devoradas por las hormigas ni por sus larvas, sino que se
recogen simplemente para fertilizar los jardines de hongos. Las hormigas comen
únicamente los hongos,
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pertenecientes
a una especie que sólo crece en los hormigueros de este género de hormigas.
Estos hongos podrían decir que las hormigas están allí para cultivarlos a
ellos, y las hormigas podrían decir que los hongos existen únicamente para
alimentarlas a ellas.
Quizá las
más notables de todas las plantas mirmecófilas sean unos epífitos del Sudeste
asiático que desarrollan una gran dilatación del tallo denominada pseudobulbo.
El pseudobulbo está recorrido interiormente por un laberinto de cavidades.
Figura 8.4.
Una planta que proporciona acomodo a la medida de las hormigas a cambio de
protección. Sección transversal de un pseudobulbo de Myrmecodia pentasperma.
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Estas
cavidades son tan parecidas a las que suelen excavar las hormigas en el suelo
que cabe sospechar que son obra de estos insectos. Pero no es éste el caso. Las
cavidades son producidas por la propia planta, y en ellas viven hormigas
(figura 8.4).
Figura 8.5.
Espina de acacia. Otro ejemplo de cooperación entre hormigas y plantas. Estas
espinas bulbosas están huecas, lo que permite a las hormigas morar en su
interior.
Más
conocidas son las hormigas de las acacias, que viven dentro de espinas huecas
especiales (figura 8.5). Las espinas son gruesas y bulbosas, y la planta ya las
produce huecas, con el único propósito aparente de albergar a las hormigas. Lo
que las plantas obtienen de este arreglo es la protección que le proporcionan
los nocivos aguijones de las hormigas. Así se ha sido demostrado mediante
experimentos
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elegantemente
simples. Cuando se mata a las hormigas con insecticida, las acacias huéspedes
sufren muy pronto un notable incremento de la depredación por herbívoros. Las
hormigas, suponiendo que piensen, seguramente pensarán que las espinas de
acacia están ahí para provecho suyo. Las acacias pensarán que las hormigas
están ahí para protegerlas de los herbívoros. ¿Deberíamos pensar entonces que
cada uno de los miembros de este consorcio trabaja para el bien del otro? Es
mejor pensar que cada uno de ellos está utilizando al otro para su propio bien.
Es un tipo de explotación mutua en el que cada cual se aprovecha del otro lo
suficiente para hacer que el coste de la ayuda prestada valga la pena.
Existe la
tentación, en la que suelen caer los ecólogos, de considerar que la totalidad
de la vida es una especie de grupo de ayuda mutua. Las plantas son las
cosechadoras de la energía primaria de la comunidad. Captan la luz solar y
ponen su energía a disposición de la comunidad entera. Su contribución a la
comunidad es servir de comida. Los herbívoros, entre ellos los abundantísimos
insectos vegetarianos, son el conducto a través del cual la energía solar es
conducida desde los productores primarios, las plantas, hasta los niveles
superiores de la cadena trófica, los insectívoros, los pequeños carnívoros y
los grandes carnívoros. Cuando los animales defecan o mueren, sus elementos
químicos vitales son reciclados por carroñeros tales como los escarabajos estercoleros
y los escarabajos sepultureros, los cuales transfieren la preciosa carga a las
bacterias del suelo, que en última instancia la pondrán de nuevo a disposición
de las plantas.
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Esta imagen
benigna y apacible de la circulación de la energía y otros recursos no sería
del todo errónea si se comprendiera claramente que los participantes en la
misma no lo están haciendo por el bien del círculo. Están en el círculo para su
propio bien. Un escarabajo pelotero recoge estiércol y lo entierra para
utilizarlo como alimento. El hecho de que este animal y sus afines realicen así
un servicio de limpieza y reciclado que es valioso para los demás habitantes de
la región es estrictamente fortuito.
La hierba
proporciona la dieta básica para una comunidad entera de pacedores, y los
pacedores abonan la hierba. Es incluso cierto que, si se retiraran los
herbívoros, muchas de las hierbas morirían. Pero esto no significa que una
planta herbácea exista para ser comida, o que se beneficie en algún sentido de
ser comida. Si pudiera expresar sus deseos, una planta herbácea seguramente
desearía no ser comida. ¿De qué modo, pues, resolvemos la paradoja de que si se
eliminaran los herbívoros las hierbas morirían? La respuesta es que, aunque
ninguna planta desea ser comida, las hierbas lo toleran mejor que muchas otras
plantas (razón por la cual se las utiliza en los céspedes, que están destinados
a ser segados). Mientras una zona sea intensamente pastada o segada, las
plantas que podrían competir con las hierbas no pueden establecerse. Los
árboles no pueden ganar pie porque sus pimpollos son destruidos. Los pacedores,
por lo tanto, son indirectamente beneficiosos para las hierbas como clase. Pero
esto no significa que una planta herbácea concreta se beneficie de ser comida.
Puede beneficiarse de que otras plantas sean comidas, incluidas las de su
propia especie, puesto que ello supondrá
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dividendos
en abono y en eliminación de competidores. Pero si la planta herbácea
individual puede pasar sin ser comida, tanto mejor para ella.
Hemos
empezado ridiculizando la falacia corriente de que flores y animales están en
este mundo para provecho de los seres humanos, de que el ganado está dócilmente
ansioso de ser comido, y así sucesivamente. Algo más defendible era la idea de
que están en el mundo para provecho de otros con los que han desarrollado
evolutivamente un mutualismo natural: las flores para el provecho de las
abejas, las abejas para el provecho de las flores, los cuernos de las acacias
para el provecho de las hormigas y las hormigas para el provecho de las
acacias. Pero la idea de que determinados organismos existen «para el bien» de
otros organismos corre el peligro de una reductio ad absurdum. No debemos tener
tratos con la falacia de la ecología pop, el santísimo grial de que todos los
individuos trabajan para el bien de la comunidad, el ecosistema, «Gaia». Ya es
hora de ser quisquillosos y dejar bien claro qué queremos decir cuando decimos
que un ser vivo está aquí «para el provecho de» algo. ¿Qué significa realmente
«para el bien de»? ¿Para qué sirven flores y abejas, avispas e higueras,
elefantes y pinos de conos erizados… para qué sirven realmente todos los seres
vivos? ¿Qué tipo de entidad es aquélla cuyo «provecho» estará servido por un
cuerpo vivo o parte de un cuerpo vivo?
La
respuesta es el DNA. Es una respuesta precisa y profunda, y la argumentación
que conduce a ella no tiene puntos débiles, pero
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requiere
una explicación. A esta explicación quiero llegar ahora y en el capítulo
siguiente. Empezaré volviendo a mi hija.
En cierta
ocasión mi hija padecía una fiebre intensa y yo padecía vicariamente con ella
mientras me turnaba junto a la cabecera de su cama para refrescarla con agua
fría. Los doctores modernos podían asegurarme que no se hallaba en grave
peligro, pero la mente soñolienta de un padre amante no podía dejar de recordar
las incontables muertes de niños en siglos anteriores, y la agonía de cada
pérdida concreta. El propio Charles Darwin jamás se recobró de la muerte, nunca
comprendida, de su amada hija Annie. Se dice que la injusticia aparente de la
enfermedad de su hija contribuyó a que Darwin perdiera su fe religiosa. Si
Juliet se hubiera vuelto hacia mí y me hubiera preguntado, en un eco lastimero
de nuestra anterior y más feliz conversación, «¿Para qué sirven los virus?»,
¿de qué manera debería haberle contestado?
¿Para qué
sirven los virus? ¿Para hacernos mejores y más fuertes al hacernos triunfar
sobre la adversidad? (Como los «beneficios» de Auschwitz, tal como sugirió un
profesor de teología con el que compartí una mesa de debate en la televisión
inglesa.) ¿Para evitar la superpoblación del mundo matando a un número
suficiente de nosotros? (Una bendición en aquellos países en los que la
contracepción efectiva ha sido prohibida por la autoridad teológica.) ¿Para
castigarnos por nuestros pecados? (En el caso del virus del SIDA, parece que
hay un gran número de entusiastas de esta idea. Uno casi siente lástima por los
teólogos medievales, porque este patógeno admirablemente moralista no andaba
suelto en su época).
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De nuevo,
estas respuestas son demasiado antropocéntricas, aunque lo sean de una manera
negativa. Los virus, como todo lo demás en la naturaleza, no tienen interés
alguno por los seres humanos, ni positivo ni negativo. Los virus son
instrucciones de programa codificadas en el lenguaje del DNA, y están aquí para
el bien de las propias instrucciones. Las instrucciones dicen: «Cópiame y
disemíname por doquier», y las que son obedecidas son las que encontramos. Eso
es todo. Esto es lo más cerca que el lector estará de una respuesta a la
pregunta «¿Qué sentido tienen los virus?». Parece un sentido sin sentido, y
esto es precisamente lo que ahora quiero subrayar. Lo haré utilizando el caso
paralelo de los virus informáticos. La analogía entre los virus verdaderos y
los virus informáticos es extremadamente fuerte y asimismo esclarecedora.
Un virus
informático es sólo un programa de ordenador, escrito en el mismo tipo de
lenguaje que cualquier otro programa informático, y que viaja a través de la
misma gama de medios, como por ejemplo los disquetes, o la red de ordenadores,
cables telefónicos, módems y programas denominada Internet. Cualquier programa
informático es sólo un conjunto de instrucciones. ¿Instrucciones para hacer
qué? Podría ser esencialmente cualquier cosa. Algunos programas son conjuntos
de instrucciones para calcular contabilidades. Los procesadores de textos son
conjuntos de instrucciones que aceptan palabras mecanografiadas, las mueven por
la pantalla y finalmente las imprimen. Pero otros programas, como Genius 2, que
recientemente batió al gran maestro Kasparov, son instrucciones para jugar muy
bien al ajedrez. Un virus informático es un programa
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consistente
en instrucciones que dicen algo así: «Cada vez que te encuentres con un nuevo
disco de ordenador, haz una copia de mí y ponme en ese disco». Es un programa
«Duplícame». En ocasiones puede decir algo más, como por ejemplo: «Borra todo
el disco duro». O puede hacer que el ordenador diga, en minúsculos tonos
robóticos, las palabras «No te asustes». Pero esto es secundario. La
característica fundamental de un virus informático, su rasgo distintivo, es que
contiene las instrucciones «Duplícame», escritas en un lenguaje que será
obedecido por los ordenadores.
Un ser
humano puede que no encuentre ninguna razón perentoria para obedecer a
rajatabla tales órdenes, pero los ordenadores obedecen como esclavos cualquier
cosa mientras esté escrita en su propio lenguaje. «Duplícame» será obedecido
tan diligentemente como «Invierte esta matriz», o «Pon este párrafo en
cursiva», o «Haz avanzar este peón dos escaques». Además, hay muchísimas
oportunidades de infección cruzada. Los usuarios de ordenadores intercambian
disquetes de manera disoluta, y se pasan de unos a otros tanto juegos de
ordenador como programas útiles. El lector entenderá fácilmente que, cuando hay
montones de discos que se comparten de forma promiscua, un programa que diga
«Cópiame en cualquier disco que encuentres» se extenderá por todo el mundo como
la varicela. Pronto habrá cientos de copias, y su número tenderá a aumentar. En
la actualidad, con las autopistas de la información atravesando el ciberespacio
en todas direcciones, las oportunidades para una infección cruzada de
propagación rápida por virus informáticos son incluso mayores.
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Es tentador
quejarse de la falta de sentido de tales programas parásitos, como hice al
hablar de los virus que causan enfermedades. ¿Para qué diantres sirve un
programa que no dice más que «Duplica este programa»? Ciertamente se duplicará,
¿pero acaso no hay algo
ridículamente
ocioso en estos esfuerzos puramente autorreferenciales? ¡Pues claro que sí! Es
malignamente fútil. Pero no importa que sea fútil y absurdo en este sentido.
Puede carecer absolutamente de sentido y sin embargo propagarse. Se propaga
porque se propaga porque se propaga. El hecho de que en el ínterin no haga nada
útil (incluso puede que haga algo dañino) no viene al caso. En el mundo de los
ordenadores y del cambalache de disquetes, sobrevive simplemente porque
sobrevive.
Los virus
biológicos son exactamente lo mismo. En lo fundamental, un virus no es más que
un programa, escrito en el lenguaje del DNA, que es muy parecido a un lenguaje
de ordenador, hasta el punto de estar escrito en un código digital. Como un
virus informático, el virus biológico simplemente dice: «Cópiame y disemíname
por doquier». Como en el caso de los ordenadores, no estamos sugiriendo que el
DNA de un virus desee ser copiado. Lo que ocurre es que, de todas las maneras
en las que el DNA podría disponerse, sólo las ordenaciones que emiten las
instrucciones «Disemíname» son diseminadas. Sin quererlo, el mundo se llena de
tales programas. De nuevo, como los virus informáticos, están aquí porque están
aquí porque están aquí. Si no incorporaran instrucciones que aseguraran su
existencia, no existirían. La única diferencia importante entre ambos tipos de
virus es que los virus informáticos son producto de
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los
esfuerzos creativos de seres humanos traviesos o malévolos, mientras que los
virus biológicos evolucionan por mutación y selección natural. Si un virus
biológico tiene efectos perniciosos tales como provocar estornudos o la muerte,
se trata de efectos secundarios o síntomas de sus métodos de propagación. A
veces los efectos negativos de los virus informáticos son de este tipo. El
famoso Internet Worm [Gusano de Internet], que se extendió por las redes
estadounidenses el 2 de noviembre de 1988, tuvo efectos negativos no
deliberados que fueron todos efectos secundarios (un gusano informático es
técnicamente distinto de un virus informático, pero eso no tiene por qué
preocuparnos aquí). Las copias del programa enajenaron capacidad de memoria y
tiempo de proceso, e hicieron que alrededor de 6000 ordenadores se bloquearan.
Los virus informáticos, como hemos visto, tienen a veces efectos negativos que
no son subproductos o síntomas necesarios, sino manifestaciones gratuitas de
pura malicia. Lejos de ayudar a la difusión del parásito, lo único que hacen
estos efectos maliciosos es retardarla. Los virus reales no harían nada tan
antropocéntrico a menos que fuesen diseñados en un laboratorio de guerra
biológica. Los virus que han evolucionado de forma natural no se apartan de su
camino para matarnos o hacernos sufrir. El que suframos o no les trae sin
cuidado. Nuestro sufrimiento, cuando existe, es un subproducto de sus
actividades de autodiseminación.
Las
instrucciones «Duplícame», como todas las instrucciones, no son de ninguna
utilidad a menos que exista una maquinaria dispuesta a obedecerlas. El mundo de
los ordenadores es un lugar adecuado y
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acogedor
para un programa Duplícame. Los ordenadores, unidos mediante Internet y
alimentados por personas que toman discos prestados y los prestan a su vez,
constituyen una especie de paraíso para un programa de ordenador capaz de
autocopiarse. Hay una maquinaria ya preparada que copia instrucciones y obedece
instrucciones, que zumba y vibra y, en cierto modo, implora ser explotada por
cualquier programa que diga «Duplícame». En el caso de los virus de DNA, la
maquinaria ya preparada que copia y obedece es la maquinaria de las células,
toda la compleja parafernalia del RNA mensajero, el RNA ribosómico y los
diversos RNA de transferencia, cada uno de los cuales se engancha a su
aminoácido propio codificado. El lector no necesita conocer los detalles, pero
puede descubrirlos en el magnífico libro de J. D. Watson, Biología molecular
del gen. Para nuestro propósito es suficiente comprender, primero, que todas
las células contienen un análogo en miniatura de una maquinaria informática que
obedece instrucciones y, segundo, que el «código máquina» de todas las células,
en todos los organismos de la Tierra, es idéntico. (Dicho sea de paso, los
virus informáticos no tienen este lujo; los virus de DOS no pueden infectar a
los «Macs», y viceversa). Las instrucciones de los virus informáticos y las
instrucciones de los virus de DNA son obedecidas porque están escritas en un
código que es ciegamente obedecido en los ambientes respectivos en los que se
encuentran.
Pero ¿de
dónde procede esta maquinaria complaciente que copia y ejecuta instrucciones?
No se encuentra aquí por casualidad. Tiene que ser construida. En el caso de
los virus informáticos, la
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maquinaria
ha sido fabricada por seres humanos. En el caso de los virus de DNA, la
maquinaria son las células de otros organismos. ¿Y quién fabrica estos otros
organismos, estos seres humanos y elefantes e hipopótamos cuyas células hacen
que la vida sea tan fácil para los virus? La respuesta es: los fabrica otro DNA
autocopiante, el DNA que «pertenece» a los seres humanos y a los elefantes. Así
pues, ¿qué son los organismos grandes como los elefantes, los cerezos y los
ratones? (Digo «grandes» porque incluso un ratón, desde el punto de vista de un
virus, es muy, muy grande). ¿Para provecho de quién, en fin, han venido al
mundo ratones, elefantes y flores?
Nos estamos
acercando a una respuesta definitiva a todas las preguntas de esta clase. Las
flores y los elefantes sirven «para» la misma cosa que todos los demás
organismos de los reinos vivos, para diseminar programas «Duplícame» escritos
en el lenguaje del DNA. Las flores sirven para diseminar copias de
instrucciones para hacer más flores. Los elefantes sirven para diseminar copias
de instrucciones para hacer más elefantes. Los pájaros sirven para diseminar
copias de instrucciones para hacer más pájaros. Las células de un elefante no
pueden decir si las instrucciones que obedecen ciegamente son instrucciones de
virus o instrucciones de elefante. Como en el caso de la Brigada Ligera de
Tennyson, cuando alguien se ha equivocado totalmente, «No podían replicar, no
podían razonar, no podían hacer otra cosa que cumplir con su deber y morir»20.
20 Their’s
not to make reply, /their’s not to reason why, / their’s but to do and die.
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El lector
comprenderá que utilizo «elefante» para referirme a todos los organismos
grandes y autónomos, flores o abejas, seres humanos o cactus, incluso
bacterias. Las instrucciones de los virus, como hemos visto, dicen «Duplícame».
¿Qué dicen las instrucciones del elefante? Ésta es la idea principal que
prefiero dejar para el final del capítulo. Las instrucciones del elefante
también dicen «Duplícame», pero lo dicen de una manera mucho más tortuosa. El
DNA de un elefante constituye un programa gigantesco, análogo a un programa de
ordenador. Al igual que el virus de DNA, es fundamentalmente un programa
«Duplícame», pero contiene una digresión casi fantásticamente grande como parte
esencial de la ejecución eficiente de su mensaje fundamental. Dicha digresión
es un elefante. El programa dice: «Duplícame por la ruta tortuosa de fabricar
primero un elefante». El elefante come para crecer; crece para hacerse adulto;
se hace adulto para aparearse y reproducir nuevos elefantes; reproduce nuevos
elefantes para propagar nuevas copias de las instrucciones del programa
original.
También
podemos decir lo mismo de fragmentos de organismos. El pico del pavo real, al
recoger alimento que mantiene vivo al pavo real, es una herramienta para
diseminar indirectamente instrucciones para fabricar picos de pavo real. El
abanico caudal o rueda del macho de pavo real es una herramienta para diseminar
instrucciones para fabricar más ruedas de pavo real. Funciona resultando
atractivo para las hembras de pavo real. Es bueno para hacer acopio de hembras
de pavo real, mientras que el pico es bueno para hacer acopio de comida. Los
machos con los abanicos más llamativos tendrán más
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descendientes
que transmitirán copias de genes embellecedores del abanico. Ésta es la razón
por la que las ruedas de los pavos reales son tan hermosas. El hecho de que
también a nosotros nos resulten hermosas es un subproducto fortuito. El abanico
del pavo real es un diseminador de genes que funciona a través de los ojos de
las hembras de pavo real.
Figura 8.6.
DNA con alas: semillas de arce y de achicoria amarga o diente de león.
Las alas
son herramientas para la dispersión de instrucciones genéticas para fabricar
alas. En el caso del pavo real, tienen éxito
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como
presentadores de genes especialmente cuando el ave es sorprendida por un
depredador y emprende un rápido vuelo. Muchas plantas han desarrollado algo
parecido a órganos de vuelo para sus semillas (figura 8.6). A pesar de ello, la
mayoría de gente encontraría inconveniente el uso de la palabra «volar», en
sentido literal, para las plantas. Por lo visto las plantas no vuelan, y no
poseen alas.
Pero, ¡un
momento! Desde el punto de vista de la planta, no necesita alas propias si
tiene alas de abeja o alas de mariposa que hagan el trabajo por ella. En
realidad, no me importaría llamar alas vegetales a las alas de una abeja. A fin
de cuentas, son órganos de vuelo que son utilizados por la planta para
transportar su polen de una flor a otra. Las flores son herramientas para
transmitir DNA de la planta a la siguiente generación. Funcionan como los
abanicos caudales de los pavos reales, pero en lugar de atraer hembras de pavos
reales atraen abejas. Aparte de eso, no hay ninguna diferencia. Del mismo modo
que la rueda de un pavo real opera, indirectamente, sobre los músculos de las
patas de la hembra, haciendo que ella camine hacia el macho y se aparee con él,
así los colores y motivos de una flor, su perfume y su néctar, operan sobre las
alas de abejas, mariposas y colibríes. Sus alas baten y transportan el polen de
una flor a otra. Bien puede decirse que las alas de abeja son alas de flores,
pues transportan los genes de las flores con tanta seguridad como transportan
los genes de abeja.
El cuerpo
del elefante no puede decir si está trabajando para diseminar DNA de elefante o
DNA vírico, y las alas de las abejas no pueden decir si están trabajando para
diseminar DNA de abeja o DNA
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de flor. De
hecho, y dejando aparte casos excepcionales como el de las abejas engañadas que
pierden el tiempo copulando con orquídeas, trabajan para diseminar ambos DNA.
La diferencia entre DNA «propio» y DNA de polen, desde el punto de vista de la
maquinaria ejecutiva de la abeja, no puede percibirse. Pavos reales y abejas,
flores y elefantes, mantienen con respecto a su propio DNA una relación muy
parecida a la que mantienen con el DNA de los virus parásitos que los infectan.
El DNA vírico es un programa que dice: «Duplícame de una manera sencilla y
directa, utilizando la maquinaria ya preparada de las células huésped». El DNA
de elefante dice: «Duplícame de una manera más complicada y tortuosa que
supone, primero, construir un elefante». El DNA de flor dice: «Duplícame de una
manera todavía más compleja e indirecta: primero, construye una flor y,
después, utiliza esta flor para manipular, mediante influencias indirectas,
tales como un néctar seductor, las alas de una abeja (que ya ha sido construida
convenientemente según las especificaciones de otro lote de DNA “propio” de la
abeja) para que transporte lejos y a muchos lugares los granos de polen dentro
de los cuales están las instrucciones de DNA mismas». Llegaremos de nuevo a
esta conclusión, por otro camino, en el siguiente capítulo.
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Capítulo 9
El robot
repetidor
Acabamos de
llegar a la conclusión de que las flores y los elefantes son, efectivamente,
huéspedes de su propio DNA de la misma manera que lo son del DNA vírico. Esto
es correcto, pero deja sin responder algunas preguntas difíciles. En este
razonamiento falta un paso importante. Los virus informáticos se lo pasan en
grande porque el mundo ya está lleno de ordenadores potentes, preparados y a la
espera de recibir instrucciones. Pero estos ordenadores están fabricados por el
hombre, y se ofrecen en bandeja a los programas parásitos. También los virus de
DNA tienen huéspedes, con toda una compleja maquinaria celular que obedece
instrucciones, que les son ofrecidos en bandeja. Ahora bien, ¿de dónde procede
la maquinaria viva?
Imaginemos
algo parecido a un virus informático que, en lugar de tener a su disposición un
ordenador ya construido y dispuesto a
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obedecer
sus instrucciones, tuviera que empezar de cero. No podría decir simplemente
«Duplícame», porque no habría ningún ordenador para obedecer las instrucciones.
¿Que tendría que hacer un programa informático autoduplicante para ser
verdaderamente capaz de autopropagarse en un mundo sin maquinaria de
computación y duplicación preexistente? Tendría que empezar diciendo: «Haz la
maquinaria necesaria para duplicarme». Pero antes de esto tendría que decir:
«Haz las partes con las que se montará la maquinaria para duplicarme». Y antes
de esto tendría que decir: «Reúne las materias primas necesarias para construir
las partes». Este programa más complejo necesita un nombre. Llamémoslo
«Programa de Replicación de Instrucciones Ordenadas», o PRIOR.
El PRIOR
debe tener control sobre algo más que un ordenador ordinario con un teclado y
un monitor. Debe tener a su disposición el equivalente de manos hábiles, o
dispositivos para asir y manipular, conectados a dispositivos sensores con el
fin de dar forma a las partes y remendarlas después. Los dispositivos en forma
de manos son necesarios para encontrar y ensamblar las partes y, antes que
esto, para reunir las materias primas. Un ordenador puede simular cosas en su
pantalla, pero no puede construir otro ordenador como él por sí solo. Para
hacerlo tiene que proyectarse en el mundo real y manipular metales, silicio y
otros materiales tangibles.
Veamos con
algo más de detenimiento los problemas técnicos que conlleva esto. Los
ordenadores modernos de sobremesa pueden manipular formas coloreadas en
pantallas de rayos catódicos, pigmentos coloreados sobre papel de imprimir y,
menos
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corrientemente,
cosas tales como sonidos en altavoces estereofónicos. Todas estas cosas pueden
utilizarse para crear efectos de consistencia tridimensional. Pero se trata
sólo de ilusiones, basadas en engañar al cerebro humano. Sobre la pantalla se
dibuja un cubo en perspectiva. Con una representación adecuada de las
superficies parece convincentemente sólido, pero no podemos asirlo y sentirlo,
macizo y pesado, entre el índice y el pulgar. Con un programa adecuado podemos
simular que cortamos el cubo por la mitad y contemplamos la sección transversal
en pantalla, pero tampoco ahora será realmente sólido. Los ordenadores del
futuro quizá puedan burlar otros sentidos de manera similar. Los equivalentes
futuros del ratón podrían transmitir a los dedos una sensación realista de
inercia cuando empujen un objeto «pesado» por la pantalla. Aun así, el objeto
no será realmente pesado, no estará hecho de material tangible y sólido.
El
computador que haga funcionar el PRIOR tiene que manipular algo más que la
imaginación humana. Debe ser capaz de manejar objetos sólidos del mundo real.
¿Cómo puede hacer eso un ordenador? Sería de una dificultad formidable. Podemos
empezar probando a diseñar un nuevo tipo de impresora, una «impresora 3-D». Una
impresora ordinaria manipula tinta sobre una hoja de papel bidimensional. Una
manera de aproximarnos a una representación tridimensional de, por ejemplo, el
cuerpo de un gato, sería un conjunto de secciones seriadas impresas sobre hojas
transparentes. El ordenador se abriría paso rebanando el gato desde el hocico
hasta la cola, imprimiendo cientos de hojas de acetato. Cuando las hojas se
amontonaran
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finalmente
en un bloque macizo, dentro de éste se vería una representación tridimensional
del gato.
Pero ésta
no es todavía una impresora tridimensional, porque, si se imprimiera de este
modo, el gato quedaría embutido en una matriz de acetato. Podríamos mejorar las
cosas sustituyendo la tinta por una resina autotemplable. Las hojas se
amontonarían como antes, pero después se disolverían o eliminarían, dejando
sólo la resina, ahora endurecida. En el caso improbable de que pudieran
resolverse los problemas técnicos que plantearía este diseño, tendríamos un
instrumento capaz de componer cualquier objeto tridimensional: una verdadera
impresora informática tridimensional.
Nuestra
impresora tridimensional está todavía arraigada en preconcepciones
bidimensionales, pues obtiene su resultado tridimensional utilizando el
principio de las secciones o rebanadas seriadas. Ningún dispositivo de salida
que se basara en el principio de las secciones seriadas sería adecuado para
nuestro PRIOR. Esta técnica nunca permitiría fabricar una máquina útil del
estilo de un motor de combustión interna. Una máquina así necesita
subcomponentes tales como cilindros y pistones, volantes y correas. Dichos
componentes están hechos de materiales diversos, y deben tener libertad de
movimiento. Un motor no puede construirse amontonando rebanadas: debe montarse
juntando partes que se han fabricado previamente por separado. Estas mismas
partes deberán montarse del mismo modo juntando partes más pequeñas. El tipo
apropiado de dispositivo de salida para el PRIOR no es, en absoluto, una
impresora 3-D. Es un robot industrial. Esta clase de robot posee
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una pinza o
el equivalente de una mano, capaz de asir objetos. La «mano» debe estar al
final del equivalente de un brazo, y debe poseer una articulación universal o
una serie de articulaciones capaces de moverse en los tres planos. Posee
también los equivalentes de órganos de los sentidos, capaces de guiarlo hacia
el siguiente objeto que debe asir, y capaces de dirigir dicho objeto hacia su
destino estipulado de modo que pueda fijarse en su posición mediante un método
apropiado.
Figura 9.1.
Robot industrial de la fábrica de automóviles Nissan, Yokohama.
Los robots
industriales de esta clase ya existen en las fábricas modernas (figura 9.1).
Hacen perfectamente su trabajo, siempre que se les asigne una tarea muy
concreta en un punto determinado de
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una línea
de montaje. Pero un robot industrial corriente sigue sin ser adecuado para
hacer funcionar el programa PRIOR. Puede juntar partes (montarlas) si éstas se
le suministran con una orientación determinada o se hace que desfilen delante
de él en una línea de producción. Pero la finalidad básica de nuestro ejercicio
es apartarnos de las cosas que se facilitan con una orientación fijada, «en
bandeja». De alguna manera, nuestro robot debe encontrar las materias primas
para fabricar las partes antes de poder ensamblarlas. Para hacer esto tiene que
desplazarse por el mundo, buscando activamente materias primas para extraerlas
y acumularlas. Debe poseer medios de desplazamiento, algo así como bandas de
oruga o patas.
Figura 9.2.
Robot que camina sobre patas con ventosas, del Politécnico de Portsmouth,
Inglaterra.
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Hay robots
que tienen patas u otros mecanismos para moverse por el mundo de una manera
casi intencionada. El de la figura 9.2 tiene un aspecto bastante parecido al de
un insecto, sólo que tiene cuatro patas en lugar de seis. Está provisto de pies
con ventosas como una mosca, porque su truco de salón consiste en trepar por
superficies verticales. Un juego favorito de sus constructores es fastidiarlo
poniendo una mano exactamente en el lugar en el que el robot quiere pisar. Este
percibe la consiguiente inadecuación del terreno y, como si estuviera vivo, se
libra a una deliciosa pantomima de búsqueda de una superficie mejor. Pero éste
es un detalle de un robot concreto. Un robot anterior ya famoso, la «tortuga» o
Machina speculatrix construida por W. Grey Walter, de la Universidad de
Bristol, acostumbraba a enchufarse en la red eléctrica para recargar sus
baterías. Cuando éstas se empezaban a descargar, el robot manifestaba un
«apetito» cada vez más inquieto por la electricidad e intensificaba su búsqueda
de un enchufe eléctrico. Cuando lo encontraba, se ponía de espaldas al enchufe
y se quedaba allí hasta que se recargaba. Estos detalles no son fundamentales.
Estamos hablando de una máquina que es capaz de desplazarse sobre sus propias
patas y buscar algo, bajo el control de sus propios órganos sensoriales y su
propio ordenador incorporado.
Nuestra
próxima tarea es unir ambos tipos de robot. Imagine el lector que el robot que
anda con ventosas porta, en el dorso, algo parecido al robot industrial de mano
soldadora que hemos visto antes. La máquina combinada está bajo el control de
un ordenador incorporado. El ordenador incorporado tiene multitud de programas
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rutinarios
para controlar las patas y las ventosas, así como el montaje de brazo y mano.
Pero se encuentra bajo el control global de un programa maestro «Duplícame»
que, fundamentalmente, dice: «Desplázate por el mundo reuniendo los materiales
necesarios para hacer una copia duplicada de todo el robot. Haz un nuevo robot
y después introduce el mismo programa PRIOR en su ordenador incorporado, y
déjalo ir por el mundo para que haga lo mismo». Podemos denominar a este robot
hipotético «robot PRIOR».
Un robot
PRIOR como el que estamos imaginando es una máquina de gran complejidad e
ingenio técnico. El principio lo desarrolló el célebre matemático
húngaro-americano John von Neumann (uno de los dos candidatos para el título
honorífico de padre del ordenador moderno; el otro fue Alan Turing, el joven
matemático inglés que, gracias a su genio para descifrar códigos, quizá hiciera
más que ninguna otra persona en el bando aliado para ganar la segunda guerra
mundial, pero que fue abocado al suicidio después de la guerra debido a la
persecución judicial de que fue objeto —que incluía inyecciones forzadas de
hormonas— por su homosexualidad). Pero no se ha construido todavía ninguna
máquina de Von Neumann, ningún robot PRIOR autoduplicante. Quizá no sea
construido nunca. Puede que se encuentre más allá de los límites de lo
practicable.
¿Pero qué
tontería estoy diciendo? ¡Decir que nunca se ha construido un robot
autoduplicante! ¿Qué diantres pienso que soy yo mismo? ¿O el lector? ¿O una
abeja, una flor o un canguro? ¿Qué somos, todos nosotros, sino robots PRIOR? No
hemos sido fabricados para este fin: hemos sido ensamblados por los procesos
del desarrollo embrionario,
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bajo la
dirección última de genes seleccionados de forma natural. Pero lo que hacemos
en realidad es exactamente lo que acabamos de decir que hace el hipotético
robot PRIOR. Nos movemos por el mundo buscando las materias primas necesarias
para ensamblar las partes necesarias para mantenernos y, en última instancia,
ensamblar otros robots capaces de las mismas hazañas. Estas materias primas son
moléculas que extraemos del rico venero del alimento.
Algunas
personas encuentran ofensivo que se les califique de robots. Ello se debe, por
lo general, a que piensan que un robot tiene que ser un zombi inepto e idiota
que carece de control refinado, de inteligencia y de flexibilidad. Pero éstas
no son propiedades necesarias o definitorias de un robot. Son sólo las
propiedades de algunos de los robots que hemos construido con la tecnología
disponible. Si digo que un camaleón, o un insecto palo, o un ser humano, es un
robot que porta sus propias instrucciones de programación en su interior, no
estoy diciendo nada acerca de su inteligencia. Una entidad puede ser muy
inteligente y seguir siendo un robot. Tampoco estoy diciendo nada acerca de su
flexibilidad, porque un robot puede ser muy flexible. Las personas del siglo
veinte que ponen objeciones al calificativo de robot están negando una
asociación irrelevante y superficial del término (como una persona del siglo
dieciocho que se negara a llamar vehículo de transporte a un vagón de tren de
vapor sobre la base de que no tiene caballo). Un robot es cualquier mecanismo,
de complejidad e inteligencia no especificadas, dispuesto por adelantado a
trabajar para llevar a cabo una determinada tarea. La tarea del robot PRIOR es
distribuir copias
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de su
propio programa por todo el territorio, junto con la maquinaria necesaria para
ejecutarlo.
El punto de
partida de nuestra disquisición sobre los robots autocopiantes había sido
nuestra decisión de que un programa simple del tipo «Duplícame», como un virus
informático o un virus de DNA real, estaba muy bien, pero dependía de que el
mundo estuviera repleto de maquinaria capaz de leer y obedecer instrucciones.
Pero el mundo es así de amable sólo porque alguien, o algo, ha construido
previamente esa maquinaria que obedece instrucciones. Ahora hemos imaginado un
robot muy refinado que es, de nuevo, una digresión gigantesca dentro de un
programa «Duplícame». En lugar de decir simplemente «Duplícame», el programa
dice: «Ensambla las partes y haz una nueva versión de la maquinaria completa
necesaria para copiarme, y después cárgame en su ordenador incorporado».
Hemos
llegado de nuevo a la conclusión del capítulo anterior. Un elefante es una
enorme digresión dentro de un programa informático escrito en el lenguaje del
DNA. Un avestruz es otra clase de divagación, y un roble otra; y, desde luego,
un ser humano es otra más. Todos somos robots PRIOR, todos máquinas de Von
Neumann. Ahora bien, ¿cómo empezó todo el proceso? Para responder a esto,
tenemos que retroceder una enormidad de tiempo, más de 3000 millones de años
atrás, quizá hasta 4000 millones de años. En aquellos tiempos el mundo era muy
distinto. No había vida, ni siquiera biología, sólo física y química, y los
detalles de la química terrestre eran muy distintos. La mayor parte, aunque no
toda, de la especulación informada comienza en lo que se ha dado en llamar la
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«sopa»
primordial, un caldo diluido de sustancias orgánicas simples en el mar. Nadie
sabe cómo ocurrió, pero de alguna manera, sin violar las leyes de la física y
de la química, surgió una molécula que tenía casualmente la propiedad de
autocopiarse: un replicador.
Esto puede
parecer un enorme golpe de suerte. Quiero decir algunas cosas sobre esta
«suerte». En primer lugar, tuvo que suceder sólo una vez. A este respecto, se
parece a la suerte asociada a la colonización de una isla. La mayoría de las
islas del mundo (hasta las más remotas, como la isla Ascensión) poseen
animales. Algunos de ellos, como las aves o los murciélagos, llegaron allí de
una manera que podemos entender fácilmente, sin necesidad de postular una
enorme suerte. Pero otros animales, como los lagartos, no pueden volar. Nos
rascamos la cabeza y nos preguntamos cómo llegaron allí. Postular que se trata
de un capricho de la suerte (como que un lagarto estuviera agarrado a un
manglar en el continente, manglar que se desgajó y derivó con la corriente a
través del mar) puede parecer poco satisfactorio, pero, caprichosa o no, este
tipo de suerte se da: hay lagartos en las islas oceánicas. Por lo general no
conocemos los detalles, porque no es algo que ocurra con tanta frecuencia como
para tener cierta probabilidad de observarlo. Lo importante es que bastó con
que ocurriera una vez. Y lo mismo vale para el origen de la vida en un planeta.
Es más: por
lo que sabemos, puede que sólo ocurriera en un único planeta de entre los
billones de billones de planetas del universo. Desde luego, mucha gente piensa
que tuvo lugar realmente en muchísimos planetas, pero sólo tenemos evidencia de
que ocurrió en
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un planeta,
después de un lapso de quinientos a mil millones de años. De modo que el tipo
de acontecimiento afortunado que estamos observando pudo haber sido tan
absolutamente improbable que la probabilidad de que ocurra en algún lugar del
universo podría ser muy baja, del orden de una vez cada billón de billones de
billones de años. Si ocurrió realmente en sólo un planeta, en cualquier lugar
del universo, este planeta tiene que ser el nuestro… porque aquí estamos,
hablando de ello.
Personalmente
pienso que seguramente la vida no es tan rara, y que el origen de la vida no
fue tan improbable. Pero existen argumentos en contra de esta idea. Uno
interesante es el del «¿dónde están?». Imaginemos una raza del Pacífico Sur
cuya isla es tan remota que, en toda la historia oral de la tribu, ninguna
canoa ha encontrado nunca ningún otro pedazo de tierra habitada. Los ancianos
de la tribu especulan acerca de la posibilidad de que exista vida fuera de la
isla. La facción «estamos solos» tiene un potente argumento en el hecho de que
la isla nunca ha sido visitada. Incluso si los viajes que parten de la isla se
limitan al área que alcanza una canoa, ¿no debieran existir otras tribus que
hubieran progresado hasta barcas avanzadas? ¿Por qué no han venido nunca?
En el caso
de las islas habitadas de la Tierra, todas ellas han sido ya visitadas, y hoy
en día debe haber pocas personas que no hayan visto nunca un avión. Pero, por
lo que sabemos a partir de informes adecuadamente autentificados, nuestro
planeta isla en el universo no ha sido nunca visitado. Por otra parte, durante
las últimas décadas hemos estado en condiciones de detectar comunicaciones de
radio
417
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procedentes
de muy lejos. Hay alrededor de un millón de estrellas dentro de la esfera que
las ondas de radio podrían abarcar en un millar de años. Mil años es un tiempo
corto para los estándares de las estrellas y la geología. Si las civilizaciones
tecnológicas son comunes, algunas de ellas deberían haber estado emitiendo
ondas de radio desde hace más miles de años que nosotros. ¿No habríamos oído ya
algunos murmullos de su existencia? Éste no es un argumento en contra de la
existencia de vida de cualquier tipo en otro lugar del universo. Pero sí es un
argumento en contra de que la vida inteligente, técnicamente sofisticada, esté
distribuida en el universo con una densidad suficiente para encontrarse a una
distancia de otras islas de vida dentro del radio de acción de las ondas de
radio. Si la vida, cuando aparece, tiene sólo una bajísima probabilidad de dar
origen a vida inteligente, podríamos considerar esto como una evidencia de que
la vida misma es rara. Una conclusión alternativa a esta cadena de razonamiento
es la sombría propuesta de que la vida inteligente podría surgir con cierta
frecuencia, pero que, por norma, sólo transcurre un corto espacio de tiempo
entre la invención de la radio y la autodestrucción tecnológica.
La vida
podría ser algo corriente en el universo, pero también somos libres de
especular que es rarísima. De ahí se sigue, por lo tanto, que el tipo de
acontecimiento que estamos buscando cuando especulamos acerca del origen de la
vida podría ser uno muy, pero que muy improbable: no el tipo de acontecimiento
que podemos esperar reproducir en el laboratorio y que un químico calificaría
de «plausible». Es ésta una interesante paradoja, que expliqué con
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claridad en
un capítulo de El relojero ciego titulado «Orígenes y milagros». Podríamos
estar buscando activamente una teoría con la propiedad específica de que,
cuando la encontremos, la consideraremos implausible. Según como se mire,
incluso nos podríamos sentir positivamente preocupados si un químico
consiguiera corroborar una teoría del origen de la vida que, con los estándares
de probabilidad ordinarios, juzgáramos plausible. Por otra parte, la vida
parece haber surgido en los primeros 500 millones de los 4500 millones de años
de la Tierra; hemos estado aquí durante ocho novenos de la edad de la Tierra, y
mi intuición sigue siendo que la aparición de la vida en un planeta no es un
acontecimiento del todo inesperado.
El origen
de la vida, en cualquier lugar, consiste en la aparición casual de una entidad
autorreplicante. En la actualidad, el replicador importante en la Tierra es la
molécula de DNA, pero es probable que el replicador original fuera otro. No
sabemos qué molécula era. A diferencia del DNA, las moléculas replicantes
originales no pudieron basarse en una maquinaria complicada que las duplicara.
Aunque, en cierto sentido, tuvieron que ser instrucciones equivalentes a
«Duplícame», el «lenguaje» en el que fueron escritas no era, a buen seguro, un
lenguaje tan altamente formalizado que sólo una máquina complicada las pudiera
obedecer. El replicador original no debía necesitar una descodificación
compleja, como necesitan en la actualidad las instrucciones del DNA y los virus
informáticos. La autoduplicación era una propiedad inherente a la estructura de
la entidad, del mismo modo, pongamos por caso, que la dureza es una
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propiedad
inherente a un diamante, algo que no tiene que ser «descodificado» ni
«obedecido». Podemos estar seguros de que los replicadores originales, a
diferencia de sus sucesores posteriores — las moléculas de DNA— carecían de una
maquinaria compleja de descodificación y de obediencia de instrucciones, porque
la maquinaria compleja es la clase de cosa que surge en el mundo únicamente
después de muchas generaciones de evolución; y la evolución no se inicia hasta
que hay replicadores. En lucha contra la llamada «trampa 22 del origen de la
vida» (véase más adelante), las entidades autoduplicantes originales tuvieron
que ser lo bastante sencillas para surgir por accidentes químicos espontáneos.
Una vez
entraron en liza los primeros replicadores espontáneos, la evolución pudo
avanzar deprisa. Está en la naturaleza de un replicador generar una población
de copias de sí mismo, lo que implica una población de entidades que también
experimentan duplicación. De ahí que la población tienda a crecer de forma
exponencial hasta que la competencia por los recursos o las materias primas
imponga un límite. Enseguida desarrollaré la idea del crecimiento exponencial.
Brevemente, la población se duplica a intervalos regulares en lugar de crecer
mediante la suma simple de un número constante de individuos a intervalos
regulares. Esto significa que muy pronto existirá una población muy grande de
replicadores, y por lo tanto competencia entre ellos. Está en la naturaleza de
cualquier proceso de copia el que nunca sea absolutamente perfecto: se producen
errores aleatorios en la duplicación. En la población surgirán, por lo tanto,
variaciones del
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replicador.
Algunas de tales variaciones habrían perdido la propiedad de autoduplicarse, y
su forma particular no se habría conservado en la población. Otras variantes
habrían resultado tener alguna propiedad que habría hecho que se duplicaran más
rápidamente o con más eficiencia. En consecuencia, se habrían hecho más
numerosas en la población. Puesto que habrían estado compitiendo por las mismas
materias primas que los replicadores rivales, con el paso del tiempo el tipo de
replicador promedio, típico de la población, habría sido suplantado
continuamente por un tipo promedio nuevo y mejor. ¿Mejor para qué? Mejor para
replicarse, naturalmente. Después, esta mejora se habría traducido en una
influencia sobre otras reacciones químicas que habrían facilitado la
autorreplicación. Al final la influencia se habría hecho lo bastante complicada
para que un observador, si hubiera habido alguno (no lo había, desde luego,
porque la evolución de algo que pudiéramos llamar observador requiere miles de
millones de años), describiese el proceso como una descodificación y una
obediencia de instrucciones; y si a este mismo observador se le hubiera
preguntado qué significaban dichas instrucciones, habría tenido que responder:
«Duplícame».
Esta
historia plantea dificultades indudables. Entre ellas ya he aludido a la
llamada «trampa 22»21 del origen de la vida. Cuánto más grande sea el número de
componentes de un replicador, más probable es que alguno de ellos sea copiado
erróneamente, lo que
21 Orden
imposible de cumplir sin violar otra igualmente importante. De la novela y
película del mismo título (Catch 22), de Joseph Heller, en la que pilotos de la
Fuerza Aérea estadounidense en la segunda guerra mundial intentan evitar las
misiones peligrosas haciéndose pasar por locos; pero la mejor prueba de que no
lo están (y de que son aptos para el servicio) es que no quieren seguir
volando. (N. del T.)
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conducirá
al funcionamiento completamente defectuoso del conjunto. Esto sugiere que los
replicadores primordiales debieron tener muy pocos componentes. Sin embargo, es
probable que las moléculas con un número de componentes por debajo de una
cierta cota inferior sean demasiado simples para dirigir su propia duplicación.
Para reconciliar estos dos requerimientos aparentemente incompatibles se ha
invertido mucho ingenio, que ha reportado algún éxito, pero el razonamiento es
demasiado matemático para incluirlo en este libro.
Las
máquinas de replicación originarias (los primeros robots repetidores) debieron
haber sido mucho más simples que las bacterias, pero las bacterias son los
ejemplos más simples de robots PRIOR que conocemos en la actualidad (figura
9.3a). Las bacterias se ganan la vida de gran variedad de maneras, una variedad
mucho mayor desde el punto de vista químico que la de los demás reinos vivos
juntos. Algunas bacterias están más relacionadas con nosotros que con otros
tipos extraños de bacterias. Hay bacterias que obtienen su sustento del azufre
de las fuentes termales, y para las que el oxígeno es un veneno mortal;
bacterias que fermentan el azúcar convirtiéndolo en alcohol en ausencia de
oxígeno; bacterias que viven a base de dióxido de carbono e hidrógeno, y que
producen metano; bacterias fotosintetizadoras (que utilizan la luz del Sol para
sintetizar alimento), como las plantas; otras bacterias que realizan la
fotosíntesis de manera muy distinta a como lo hacen las plantas. Los distintos
grupos de bacterias abarcan una gama de bioquímicas radicalmente distintas,
comparadas con las cuales el resto de
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nosotros
(animales, plantas, hongos y ciertas bacterias) somos monótonamente uniformes.
Figura 9.3.
Niveles crecientes de organización en los seres vivos: a) bacterias
individuales; b) célula avanzada (eucariota) con núcleo, que originalmente
evolucionó a partir de una colonia de bacterias; c) Volvox, una colonia de
células eucariotas; d) una colonia mucho más compacta y populosa de células
eucariotas diferenciadas, un tardígrado. El cuerpo humano es otra de tales
colonias; una colonia de colonias, de hecho, puesto que cada una de nuestras
células es una colonia de bacterias; e) una colonia de organismos individuales:
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un enjambre
de abejas melíferas (una colonia de colonias de colonias).
Bacterias
de varios tipos diferentes se unieron, hace más de mil millones de años, para
formar la «célula eucariota» (figura 9.3b). Éste es nuestro tipo de célula
propio, con un núcleo y otras partes internas complicadas, muchas de ellas
formadas por membranas internas replegadas de manera intrincada, como las
mitocondrias a las que me referí brevemente en la figura 5.2. En la actualidad
se considera que la célula eucariota deriva de una colonia de bacterias. Las
propias células eucariotas se unieron posteriormente para formar colonias. Los
Volvox, algas verdes unicelulares, son organismos modernos (figura 9.3c), pero
es posible que representen el tipo de cosa que apareció hace más de mil
millones de años, cuando las células eucariotas empezaron a reunirse en
colonias. Esta agrupación de células eucariotas era comparable a la agrupación
anterior de bacterias en células eucariotas y a la reunión incluso anterior de
genes en bacterias. Los grupos mayores y más densamente empaquetados de células
eucariotas se denominan metazoos. La figura 9.3d muestra un metazoo
comparativamente pequeño, un tardígrado. Los metazoos, a su vez, se agrupan a
veces en colonias que se comportan como si fueran individuos (figura 9.3e).
He dicho
que un elefante es una enorme divagación sobre un programa «Duplícame», pero
podía haber dicho ratón en lugar de elefante, y «enorme» continuaría siendo un
calificativo adecuado. Una colonia de Volvox tiene unos cuantos centenares de
células. Un ratón
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es un gran
edificio de quizá mil millones de células. Un elefante es una colonia de unos
1000 billones de células (1015), y cada una de estas células es una colonia de
bacterias. Si un elefante es un robot que transporta consigo su proyecto de
construcción, entonces es un robot casi inconcebiblemente grande. Se trata de
una colonia de células pero, puesto que todas portan copias idénticas de las
mismas instrucciones de DNA, todas cooperan para conseguir el mismo objetivo de
duplicar sus programas.
Un elefante
no es algo especialmente grande en términos absolutos. Comparado con una
estrella es diminuto. Es grande en comparación con las moléculas de DNA para
cuya preservación y propagación está diseñado. Es grande si se le compara con
los replicantes hacedores de elefantes que lleva dentro.
Para tener
una idea de la escala, imaginemos que unos ingenieros humanos construyen un
robot mecánico gigante en cuyo interior pueden viajar como los griegos en su
caballo de Troya, pero a una escala tal que cada ingeniero humano equivale en
tamaño a una de las moléculas de DNA del robot. Recuérdese que estamos
considerando que un caballo real es un robot construido por los genes que
viajan en su interior. La idea es que, si construyéramos un caballo robot para
poder viajar en su interior, y si nuestro robot fuera tan grande en relación a
nosotros como un caballo real en relación a los genes que lo construyeron,
entonces nuestro caballo robot podría alzarse sobre el Himalaya (figura 9.4).
Un caballo real vivo está constituido por billones de células. Con algunas
excepciones poco importantes, cada una de estas células posee una dotación
completa
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de genes
que viajan en su interior, aunque la mayoría de ellos, en cualquier tipo de
célula que consideremos, está dormida.
Figura 9.4.
Un caballo es un vehículo robot para las moléculas de
DNA y es
muy grande en comparación con ellas. Si los seres humanos construyeran un
Caballo de Troya para viajar en su interior, a una escala similar en relación a
nosotros, dejaría pequeño al Himalaya. Esta fantasía la pintó mi madre, Jean
Dawkins, para una de mis Conferencias Navideñas de la Royal Institution.
Un cuerpo
vivo real puede ser tan grande (en comparación con los genes que lo han
construido) porque su proceso de crecimiento es muy diferente del de una
máquina fabricada por el hombre (muy distinto del proceso de construcción de
nuestro caballo mecánico, si es que llegara a construirse). La manera especial
de crecer de los seres vivos es el crecimiento exponencial. Dicho de otra
manera, los seres vivos crecen por duplicación local.
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Nuestra
existencia comienza con una única célula muy pequeña o, mejor dicho, del tamaño
más o menos adecuado para los genes que la producen. Se encuentra dentro del
rango de tamaños que los genes pueden abarcar mediante manipulación bioquímica.
Sus zarcillos de influencia pueden alcanzar todos los rincones de una célula, y
pueden hacer que dicha célula tenga determinadas propiedades. Quizá la
propiedad más notable de esa célula es la capacidad de dividirse en dos células
hijas más o menos parecidas a la progenitora. Al ser como la célula
progenitora, cada célula hija es capaz de dividirse en dos, produciendo así
cuatro células nietas. Cada una de estas cuatro puede duplicarse a su vez, lo
que produce ocho células, y así sucesivamente. Esto es crecimiento exponencial,
o duplicación local.
La gente
poco versada en ello encuentra sorprendente el poder del crecimiento
exponencial. Como prometí, le dedicaré un poco más de tiempo, porque es
importante. Hay muchas maneras efectivas de ilustrarlo. Si se dobla una hoja de
papel una vez, tenemos el doble de grosor. Doblémosla de nuevo y su grosor será
cuatro veces el inicial. Otro doblez y tendremos un fajo de ocho capas de
grosor. Otros tres dobleces es seguramente lo máximo que podremos conseguir
antes de que el taco se haga demasiado rígido para ser doblado de nuevo: un
grosor de sesenta y cuatro capas. Pero supongamos que esta rigidez mecánica no
fuera ningún problema y que pudiéramos seguir doblando la hoja de papel hasta,
pongamos, cincuenta veces. ¿Cuán grueso sería para entonces el fajo de papel?
La respuesta es que sería
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tan grueso
que sobrepasaría la atmósfera terrestre y llegaría hasta la órbita del planeta
Marte.
Del mismo
modo, mediante duplicación local de las células por todo el cuerpo que se
desarrolla, el número de células alcanza rápidamente una cifra astronómica. Una
ballena azul está constituida aproximadamente por cien mil billones de células
(1017). Pero es tal el poder del crecimiento exponencial que sólo se tardaría
unas cincuenta y siete generaciones celulares, en condiciones ideales, para
producir un tal leviatán. Cuando digo generación celular quiero decir
duplicación. Recuérdese que el número de células aumenta del siguiente modo: 1,
2, 4, 8, 16, 32, etc., de manera que hacen falta seis generaciones celulares
para alcanzar las treinta y dos células. Si se sigue multiplicando por dos de
esta manera, se tardan sólo cincuenta y siete generaciones celulares en llegar
a los cien mil billones, que es el número de células de una ballena azul.
De hecho,
esta manera de calcular el número de generaciones celulares es poco realista,
porque supone que, después de cada generación celular, todas las células siguen
duplicándose. En realidad, muchos linajes celulares abandonan antes el juego de
las duplicaciones, cuando han acabado de construir una parte determinada del
cuerpo, por ejemplo el hígado. Otros linajes celulares siguen duplicándose
durante más tiempo. De manera que una ballena azul consiste en realidad en un
número de linajes celulares de longitud distinta, que construyen diferentes
partes del animal. Algunos de estos linajes siguen dividiéndose después de
cincuenta y siete generaciones celulares. Otros dejan de dividirse antes. En la
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práctica
hay «células vástago», subconjuntos de células que se reservan con la finalidad
de emitir copias de células iguales.
Se puede
calcular aproximadamente el número mínimo de generaciones celulares que serían
necesarias, en condiciones ideales de duplicación, para hacer crecer cualquier
animal hasta su tamaño máximo. Se puede suponer que los animales grandes no
están formados por células especialmente grandes; lo único que ocurre es que
tienen más células que los animales pequeños. Un cálculo ingenuo indica que
producir un ser humano adulto requeriría un mínimo de cuarenta y siete
generaciones de duplicación celular, y producir una ballena azul requeriría
sólo unas diez generaciones celulares más. Naturalmente, estas cifras son
subestimaciones, por la razón que he dado antes. No obstante, sigue siendo
cierto que el poder del crecimiento exponencial es tan grande que basta un
pequeño cambio en la duración del proceso de división de un determinado linaje
celular para obtener un cambio espectacular en el tamaño final del grupo de
células producido. Las mutaciones hacen esto a veces.
La
construcción de estos cuerpos colosales (colosales según los estándares de sus
constructores y pasajeros de DNA) puede calificarse de gigatecnología. La
gigatecnología es el arte de construir cosas al menos mil millones de veces
mayores que uno mismo. El arte de la gigatecnología es algo en lo que los
ingenieros humanos no tienen experiencia. Los mayores vehículos que construimos
para viajar en ellos (los grandes barcos) no son demasiado grandes en relación
a sus constructores, y en cuestión de minutos podemos
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recorrerlos
caminando. Cuando construimos algo como un barco, no tenemos la ventaja del
crecimiento exponencial. Para nosotros no hay otra manera de hacerlo que
pulular por toda su estructura y remachar cientos de placas de acero
prefabricadas para soldarlas.
El DNA, que
construye sus vehículos robot para viajar en ellos, tiene a su disposición el
recurso del crecimiento exponencial. El crecimiento exponencial pone un gran
poder en las manos de los genes seleccionados naturalmente, lo que significa
que un minúsculo ajuste en un detalle del control del crecimiento embrionario
puede tener un efecto de lo más espectacular sobre el resultado. Una mutación
que le diga a un sublinaje de células concreto que siga dividiéndose sólo una
vez más (pongamos que lo haga durante veinticinco generaciones celulares en
lugar de veinticuatro) puede en principio tener el efecto de duplicar el tamaño
de una determinada parte del cuerpo. El mismo truco de cambiar el número de
generaciones celulares o las tasas de división celular puede ser utilizado por
los genes durante la embriología para cambiar la forma de una porción del
cuerpo. Los seres humanos modernos poseemos un mentón prominente en comparación
con nuestro antepasado relativamente reciente, Homo erectus. Todo lo que hace
falta para cambiar la forma del mentón es un pequeño reajuste en el número de
generaciones celulares en regiones concretas del cráneo embrionario. Hasta
cierto punto, lo que resulta notable es que los linajes celulares dejen de
dividirse cuando se supone que les toca, de tal manera que todas nuestras
partes guarden las proporciones mutuas correctas. En algunos casos, sin
embargo, es notorio que los linajes celulares
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no cesan de
dividirse cuando debieran. Cuando eso ocurre, lo llamamos cáncer. En su
brillante libro (al que pusieron el excelente título de Darwinian Medicine
—Medicina darwiniana—, pero que después los editores sustituyeron por una serie
de títulos nada memorables y geográficamente variables) Randolph Nesse y George
Williams hacen un atinado comentario sobre el cáncer. Antes de preguntarnos por
qué tenemos cáncer, deberíamos preguntarnos por qué no lo tenemos todo el
tiempo.
Quién sabe
si algún día los seres humanos intentarán construir cosas mediante la
gigatecnología, pero ahora mismo ya se habla de nanotecnología. Así como «giga»
significa mil millones, «nano» significa una milmillonésima. La nanotecnología
tiene que ver con la construcción de cosas cuyo tamaño es una milmillonésima
parte del tamaño del constructor.
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Figura 9.5.
Una fantasía nanotecnológica. Dispositivos robotizados enviados para reparar
los glóbulos rojos de la sangre.
Hay
personas (y no se trata de adeptos del movimiento New Age ni fanáticos de
culto) que ya están diciendo que algo parecido a lo que aparece en la figura
9.5 será realidad en un futuro no muy distante. Si tienen razón, apenas habrá
un área de la vida humana que no resulte extraordinariamente afectada por ello.
La práctica médica es un ejemplo. Los cirujanos modernos son personas muy
preparadas que manejan instrumentos de precisión delicados. Extraer el
cristalino de un ojo que se ha vuelto opaco por culpa de una catarata y
reemplazarlo por una lente de sustitución, como hacen los cirujanos modernos,
es una extraordinaria proeza de habilidad. Los instrumentos que se utilizan son
asombrosamente finos y precisos.
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Pero,
comparados con la escala de la nanotecnología, aún son inmensamente toscos.
Escuchemos a Eric Drexler, el científico norteamericano que se está destacando
como el sumo sacerdote de la nanotecnología, cuando invoca una imagen
nanotecnológica de los escalpelos e instrumentos de sutura actuales:
«Los
escalpelos y suturas modernos son sencillamente demasiado toscos para reparar
capilares, células y moléculas. Considérese una cirugía “delicada” desde la
perspectiva de una célula: una enorme hoja penetra y pasa tajando ciegamente a
través de la maquinaria molecular de una multitud de células, matando miles de
ellas. Más tarde, un gran obelisco penetra a través de la dividida multitud,
arrastrando con él un cable tan grueso como un tren de carga para amarrarla de
nuevo. Desde la perspectiva de una célula, incluso la cirugía más delicada,
realizada con cuchillas exquisitas y gran destreza, sigue siendo un trabajo de
carnicero. Sólo la capacidad de las células de abandonar a sus muertos,
reagruparse y multiplicarse hace posible la curación».
El
«obelisco» es, obviamente, una delicada aguja quirúrgica, y el cable tan ancho
como un tren de mercancías es el hilo quirúrgico más fino. La nanotecnología
propone el sueño de construir instrumentos quirúrgicos lo bastante pequeños
para trabajar a la escala de las propias células. Tales instrumentos serían
demasiado pequeños para ser controlados por los dedos de un cirujano; si un
pedazo de hilo tiene el ancho de un tren de mercancías a la escala celular,
piénsese lo grandes que serían los dedos de un cirujano. Tendrían que ser
pequeñas máquinas automáticas, pequeños robots, no demasiado
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distintos
de versiones en miniatura de los robots industriales considerados al principio
de este capítulo.
Ahora bien,
un robot tan pequeño podría ser maravilloso para reparar, pongamos por caso, un
glóbulo rojo enfermo. Pero hay un ejército imponente de glóbulos rojos, capaz
de amedrentar al robot más animoso, alrededor de 30.000 millones en cada uno de
nosotros. Así pues, ¿cómo diantres puede habérselas el minúsculo robot
nanotecnológico con una multitud de ese calibre? El lector habrá adivinado ya
la respuesta: la multiplicación exponencial. La esperanza es que el robot
nanotecnológico utilice la misma técnica de automultiplicación que las propias
células sanguíneas. El robot se clonaría, se replicaría. Mediante el empleo del
poder del crecimiento exponencial, se supone que la población de robots
alcanzaría pronto los miles de millones de efectivos, exactamente igual que la
población de glóbulos rojos de la sangre.
La
nanotecnología pertenece por ahora al futuro, y puede que nunca llegue a
materializarse, pero la razón por la que sus proponentes piensan que vale la
pena es que saben que, por extraño y ajeno que pueda parecemos, su equivalente
ya está operando en nuestras células. El mundo de las moléculas de DNA y de
proteína es un mundo que opera a una escala que nosotros consideraríamos
nanotecnología. Cuando un médico nos inocula inmunoglobulinas para frenar una
hepatitis, está cargando nuestro torrente sanguíneo con el equivalente natural
de instrumentos nanotecnológicos. Cada molécula de inmunoglobulina es un objeto
complicado que, como cualquier otra molécula de proteína, se basa en su forma
para llevar
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a cabo su
trabajo (figura 9.6). Estos diminutos instrumentos médicos son efectivos
únicamente porque hay millones de ellos. Han sido producidos en masa (clonados)
mediante técnicas de crecimiento exponencial. En este caso se trata de técnicas
biológicas. Se suele inyectar para que se reproduzcan en la sangre de un
caballo, por ejemplo. Otras vacunas promueven la tendencia del propio cuerpo a
clonar anticuerpos como las inmunoglobulinas de caballo. La esperanza es poder
clonar herramientas nanotecnológicas, que se parecerán mucho a robots
industriales en miniatura, mediante procedimientos artificiales hábilmente
diseñados.
Figura 9.6.
Nanotecnología en la vida real: una molécula de inmunoglobulina.
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La
nanotecnología nos parece algo muy extraño, apenas creíble. El mundo de las
máquinas a escala molecular nos resulta pavorosamente extraño, más extraño que
la vida en otros planetas tal como la imaginan los escritores de ficción
científica. Para nosotros la nanotecnología es algo que pertenece al futuro,
algo apasionante, quizás un tanto, inquietante y en apariencia nuevo. Pero,
lejos de ser realmente nueva y extraña, la nanotecnología es antigua. Somos
nosotros, los seres grandes, los que somos nuevos, raros, extraños. Somos el
producto de una gigatecnología (giga desde el punto de vista de nuestros genes)
fulgurante y nueva. La vida se fundamenta en el nanomundo de lo muy pequeño
(nano desde nuestro punto de vista), un mundo de moléculas de proteína fabricadas
de acuerdo con las especificaciones codificadas en las moléculas de DNA y que
controlan las interacciones de otras moléculas.
La
nanotecnología es cosa del futuro. Volvamos al principal mensaje de este
capítulo y del anterior. Los genes de un elefante o de un ser humano, como los
de un virus, pueden considerarse un programa informático «Duplícame». Los genes
víricos son instrucciones codificadas que dicen (si es que están parasitando un
elefante): «Células de elefante, duplicadme». Los genes de elefante dicen:
«Células de elefante, trabajad juntas para hacer un nuevo elefante, que a su
vez debe ser programado para crecer y hacer más elefantes, todo ello programado
para duplicarme». El principio es el mismo, sólo que algunos programas
«Duplícame» son más indirectos y prolijos que otros. Sólo los programas
parásitos pueden permitirse ser escuetos, porque utilizan maquinaria ya a punto
para obedecer sus
436
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instrucciones.
Los genes de elefante, más que programas no parásitos, son subrutinas
mutuamente parásitas. Los genes de elefante son como una colonia gigantesca de
virus que se apoyan mutuamente. Cada gen de elefante desempeña un papel no
mayor que el que desempeña un gen vírico. Cada uno desempeña su propio pequeño
papel en la construcción cooperativa de la maquinaria que todos ellos necesitan
para la ejecución de su programa. Cada uno prospera en presencia de los demás.
Los genes víricos prosperan igualmente en presencia del conjunto de genes
cooperativos de elefante, pero en cambio no aportan nada positivo. Si lo
hicieran, probablemente no los llamaríamos genes víricos, sino genes de
elefante. Dicho de otro modo, todo cuerpo contiene genes sociales y genes
antisociales. A los antisociales los denominamos genes víricos (y otros tipos
de genes parásitos). A los sociales los llamamos genes de elefante (o de ser
humano, de canguro, de sicómoro, etcétera). Pero los mismos genes, ya sean
sociales o antisociales, ya sean genes víricos o genes «propios», son sólo
instrucciones de DNA, y todas ellas dicen, de una manera o de otra, a las duras
o a las maduras, de forma sucinta o rebuscada, «Duplícame».
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Capítulo 10
Un jardín
cercado
Hemos
recorrido un largo camino y por fin, estamos preparados para volver al más
difícil y complicado de todos mis relatos: el del higo. Vamos a empezar con
algo que, a primera vista, parece otra guasa literaria propia del infortunado
conferenciante que he ridiculizado al principio de este libro. Un higo no es un
fruto, sino un jardín de flores vuelto del revés. Parece un fruto; sabe como un
fruto; ocupa un nicho en forma de fruto en nuestros menús mentales y en las
estructuras profundas reconocidas por los antropólogos. Sin embargo, no es un
fruto: es un jardín enclaustrado, un jardín colgante y una de las maravillas
del mundo. No voy a dejar esta afirmación en suspenso como algo profundo y
evidente que la gente «sensible» pueda extraer mientras el resto permanece
desconcertado. He aquí lo que significa. El significado está enraizado en la
evolución. Las higueras descienden, a través de una cadena de intermedios
infinitesimalmente escalonados, de antepasados superficialmente muy distintos
de las higueras modernas. Imaginemos una película
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temporal
compuesta como sigue. La primera imagen es un higo actual, cogido del árbol,
seccionado por la mitad, colocado sobre una hoja de cartulina y fotografiado.
La segunda imagen es un higo similar de hace un siglo. Sigamos procediendo a
través de los siglos, de higo en higo, de imagen en imagen, a través de un higo
que pudo comer Jesús, o ser recogido para Nabucodonosor por un esclavo en los
jardines colgantes de Babilonia, un higo del país de Nod, al este del Edén,
higos que endulzaron la corta vida, famélica de azúcar, de los Homo erectus,
los Homo habilis y la pequeña Lucy de Afar; retrocedamos hasta los tiempos
anteriores a la agricultura, hasta los higos silvestres del bosque y más allá.
Ahora proyectemos la película y observemos de qué modo el higo moderno se
transforma en su antepasado remoto. ¿Qué cambios contemplaremos?
Sin duda
habrá una reducción de tamaño a medida que retrocedemos, porque los higos
cultivados se han ido engrosando al cabo de los siglos a partir de antepasados
silvestres más pequeños y duros. Pero éste es un cambio secundario y, por
interesante que sea, habrá concluido pasados los primeros milenios de nuestro
viaje hacia atrás en el tiempo. Más radical y sorprendente es el cambio que
observaremos después de haber retrocedido millones de años. El «fruto» se
abrirá. El minúsculo agujero, casi invisible, en el ápice del higo fruncirá los
bordes como si de los labios de una boca se tratara, después se abrirá y
bostezará hasta que habrá dejado de ser un agujero para transformarse en una
copa. Si se observa atentamente la superficie interior de la copa se verá que
está tapizada de flores diminutas. Al principio la copa es honda; después, a
medida que
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seguimos
rebobinando la película hacia atrás en el tiempo, se hace paulatinamente más
abierta. Quizá pase por un estadio plano como un girasol, porque un girasol
está también formado por cientos de pequeñas flores, apretujadas en un lecho
masivo. Avanzando deprisa más allá del estadio de girasol, nuestro higo en
forma de copa se evagina hasta que las florecitas o flósculos se encuentran en
la parte exterior, como en una mora (el higo es un miembro del orden de las
moras). Más atrás en el tiempo, pasado el estadio de mora, los flósculos se
separan y se convierten en flores reconocibles individualmente, como en un
jacinto (aunque los jacintos no son parientes cercanos de los higos).
Describir
un único higo como «un jardín cercado» puede resultar un tanto artificioso,
incluso pretencioso. Después de todo, no solemos describir un jacinto o una
mora como un jardín expuesto. Mi defensa es buena y va más allá de una mera
obsesión personal por una frase del Cantar de los Cantares de Salomón.
Observemos un jardín a través de los ojos de los insectos que polinizan sus
flores. A escala humana, un jardín es una población de flores que cubre muchos
metros cuadrados. Los polinizadores de los higos son tan diminutos que, para
ellos, el interior de un único higo podría parecer un jardín (aunque, hay que
reconocerlo, un pequeño jardín de una casita de campo). En él hay plantadas
cientos de flores completas en miniatura, tanto masculinas como femeninas.
Además, para los diminutos polinizadores el higo es realmente un mundo
enclaustrado y en gran parte autosuficiente.
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Técnicamente,
los polinizadores pertenecen a una familia de avispas —los agaónidos— tan
minúsculas que sólo pueden verse claramente con ayuda de una lupa. Cuando digo
que «técnicamente» son avispas quiero significar que, aunque no advirtamos en
ellas un gran parecido con las avispas listadas de amarillo y negro que en
verano amenazan el bote de mermelada, las avispas de los higos comparten con
ellas un antepasado común. Las flores de los higos son polinizadas
exclusivamente por estas minúsculas avispillas (figura 10.1). Casi cada especie
de higuera (y hay más de 900) tiene una especie propia de avispa que ha sido su
compañero genético único a lo largo del tiempo evolutivo desde que ambos se
escindieron de sus ancestros respectivos.
Figura
10.1. Interior de un higo con machos y hembras de avispas de los higos.
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Las avispas
dependen por completo del higo para su alimentación, y los higos dependen
absolutamente de las avispas para el transporte de su polen. Cada una de estas
dos especies se extinguiría rápidamente sin la otra. Son las avispas hembras,
que abandonan su higo natal, las que transportan el polen. Tienen la forma que
uno esperaría de unas avispas miniaturizadas. Los machos, en cambio, carecen de
alas, porque nacen y mueren en el mundo cerrado y oscuro de un único higo, y
resulta difícil creer que son avispas, ni siquiera de la misma especie que las
hembras.
El problema
a la hora de contar el relato biológico de las avispas de los higos es que se
trata de un ciclo, y no es evidente en qué punto debe comenzar nuestra
descripción. Esto no tiene solución, de manera que partiré de la eclosión de
nuevas larvas de avispa, acurrucada cada una dentro de una minúscula cápsula en
la base de una de las flores femeninas situadas en la parte más interna del
jardín enclaustrado. Alimentándose de la semilla en desarrollo, la larva crece
y se transforma en adulto, se abre paso a mordiscos fuera de la cápsula y
emerge a la relativa libertad del oscuro interior del higo. A continuación,
machos y hembras siguen ciclos biológicos ligeramente distintos. Los machos
eclosionan antes, y cada uno explora el higo en busca de la cápsula de una
hembra nonata. Cuando encuentra una, se abre paso a través de la pared del
ovario y se aparea con la hembra aún por nacer. Después la hembra abandona su
cápsula y empieza su propio viaje por el jardín colgante en miniatura. Los
detalles de lo que ocurre a continuación varían ligeramente según la especie.
Lo que sigue es típico. La hembra busca
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flores
masculinas, que suelen encontrarse cerca de la entrada del higo. Valiéndose de
los cepillos de sus patas anteriores, expresamente construidos, trabaja sin
cesar en la oscuridad, traspasando sistemáticamente el polen a unos sacos
polínicos especiales que posee en el tórax. Resulta revelador que la avispa se
tome tanto trabajo para almacenar polen y que posea receptáculos especiales
para transportarlo. La mayoría de insectos polinizadores se ven simplemente
espolvoreados, lo quieran o no. Carecen del instinto de hacer acopio de polen y
de un aparato destinado a recogerlo y transportarlo. Las abejas sí lo tienen.
Poseen cestillos visibles como engrosamientos amarillos o pardos de polen
acumulado en las patas. Pero, a diferencia de las avispas de los higos, las
abejas transportan el polen para alimento de sus larvas. Las avispas de los
higos no transportan el polen para utilizarlo como alimento; lo cargan en
bolsillos especiales con el único propósito de fecundar los higos (lo cual
beneficia a las avispas sólo de forma indirecta). Volveremos más tarde a la
cuestión de la cooperación aparentemente amistosa entre los higos y sus
polinizadores.
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Figura
10.2. La puerta del jardín: exterior de un higo en el que se puede observar la
entrada.
Cargada con
el precioso polen, la hembra abandona el higo y se dirige hacia la libertad
aérea del mundo exterior. La forma de salir varía de una especie a otra. Unas
veces se arrastra a través de la «puerta del jardín», el pequeño agujero apical
del higo (figura 10.2). En otras especies les toca a los machos cortar un
agujero a través de la pared del higo (para lo cual cooperan docenas de
individuos) a través del cual salen volando las hembras. El papel del macho en
la vida ya ha concluido, pero la hembra tiene todavía ante sí su gran momento.
Se lanza al desacostumbrado medio aéreo en busca (probablemente por
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medio del
olfato) de otro higo perteneciente a la misma especie que el que la vio nacer.
El higo que busca tiene que encontrarse además en la fase adecuada de su vida,
la fase en que las flores femeninas han madurado. Una vez ha encontrado el tipo
de higo adecuado, la avispa localiza el minúsculo poro apical y se arrastra a
su través hacia el oscuro interior. La puerta es tan estrecha que es muy
probable que las alas del insecto resulten arrancadas de raíz. Cuando se
examinan con lupa, estos poros apicales suelen aparecer obstruidos por alas,
antenas y otros restos de avispa. Desde el punto de vista del higo, la ventaja
de tener una entrada tan incómodamente estrecha es que no permite el paso de
parásitos indeseables. La fricción quizá sirva también para limpiar al insecto
de bacterias y suciedad. Desde el punto de vista de la avispa, y aunque el
arrancamiento le resulte doloroso, nunca volverá a necesitar las alas, que en
todo caso serían un estorbo para moverse por los confines del jardín
enclaustrado. Recuérdese que las hormigas reina se arrancan a menudo las alas
de un mordisco cuando ha terminado su vuelo nupcial y se disponen a instalarse
bajo tierra.
En el
interior del higo la avispa hembra se prepara para su misión final antes de
morir. Esta misión es doble: polinizar todas las flores femeninas que visita en
el interior del higo y poner huevos en una parte de ellas. No en todas, porque
si pusiera huevos en todas las flores del higo éste fracasaría como órgano
reproductor del árbol (todas sus semillas serían devoradas por las queresas de
la avispa). ¿Se puede interpretar esta preservación de una parte de las flores
como una restricción altruista por parte de la avispa? Es una
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pregunta
que debe manejarse con cuidado. La evolución de esta autolimitación por parte
de las avispas podría justificarse de varias maneras respetables desde el punto
de vista darwinista. Pero hay al menos algunas especies en las que la higuera
vela por sus propios intereses racionando el número de flores en las que se
permite que las avispas pongan huevos. Las técnicas son ingeniosas, y me
desviaré de mi relato del ciclo vital usual sólo lo justo para describir dos de
ellas.
En algunas
especies el higo contiene dos tipos de flores femeninas, unas de estilo largo y
otras de estilo corto. (El estilo es el órgano femenino puntiagudo que surge
del centro de cualquier flor). La avispa intenta poner huevos en ambos tipos de
flor, pero su oviscapto es demasiado corto para las flores de estilo largo, de
modo que abandona y se va. Sólo cuando su oviscapto alcanza el fondo de una
flor de estilo corto la avispa pone un huevo. En otras especies de higuera
cuyos higos tienen flores homogéneas, el método de la higuera para mantener a
raya a las avispas podría ser más draconiano. Así lo cree W. D. Hamilton, en la
actualidad colega mío en Oxford y uno de los principales sucesores de Darwin.
Hamilton sugiere, sobre la base de observaciones propias en Brasil, que las
higueras pueden detectar si un higo ha sido sobreexplotado por las avispas. Los
higos con huevos en todas las flores son inútiles desde el punto de vista del
árbol. Las avispas han sido demasiado egoístas. Han matado la gallina de los
huevos de oro. Mejor dicho, según Hamilton la gallina se suicida. La higuera
hace que los higos sobreexplotados caigan al suelo, donde los huevos de avispa
que
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contiene
perecen. Es tentador considerar esto como una venganza, y existen modelos
matemáticos teóricamente respetables que podrían liberarnos de la sospecha de
antropomorfismo. Pero en este caso, lo que el árbol probablemente hace no es
tanto infligir venganza como reducir sus propias pérdidas. La maduración de un
higo tiene un precio en forma de recursos, y hacer madurar un higo infestado de
avispas codiciosas sería un despilfarro. Dicho sea de paso, este tipo de
lenguaje estratégico que no rehúye el uso de expresiones tales como «venganza»
o «mantener a raya», será recurrente en todo el capítulo. Es legítimo si se usa
adecuadamente, lo que casi siempre querrá decir que se está aplicando la teoría
matemática de juegos.
Volviendo
al ciclo biológico de la avispa de los higos típica, nuestra hembra acababa de
escurrirse como Alicia a través de una puerta diminuta para no volver a ver el
mundo exterior, y estaba empezando a desprenderse del polen recogido en el higo
donde nació. El comportamiento de polinización de la avispa de los higos es tal
que parece deliberado. Lejos de dejar que el polen simplemente se desprenda de
su cuerpo, como ocurre con la mayoría de insectos polinizadores, la hembra de
algunas especies deja su carga con la misma diligencia y atención que derrochó
al acumularla. De nuevo utiliza los cepillos de sus patas anteriores,
agitándolos vigorosamente sobre la superficie receptora de la flor femenina.
Con la
puesta de sus huevos nuestra avispa pone punto final al relato de su ciclo
biológico. Su vida también termina aquí. Se arrastra hasta alguna grieta húmeda
del jardín enclaustrado y muere, dejando tras
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ella
megabits de información genética fielmente registrada en sus huevos, y el ciclo
continúa.
El relato
que he contado, con algunas diferencias de detalle (que enseguida ampliaré), es
aplicable a la mayoría de especies de higueras. Ficus, el género de las
higueras, es uno de los más amplios y diversos del mundo vivo. Además de las
dos especies de higueras que producen higos comestibles (para nosotros), el
género incluye la higuera del caucho [F. elástico], el baniano sagrado o
higuera de Bengala [F. benghalensis], el árbol Bo o higuera de las pagodas (F.
religiosa), bajo el cual reflexionaba Buda, varios arbustos y plantas
trepadoras, y las siniestras higueras «estranguladoras» de los trópicos. Vale
la pena contar la historia de las higueras estranguladoras. El suelo de la
selva es un lugar oscuro, ávido de energía solar. El objetivo de cada uno de
los árboles de la selva es alcanzar el cielo abierto y el sol. Los troncos son
ascensores de hojas, dispositivos para elevar paneles solares (las hojas) por
encima de la sombra de los árboles rivales. La mayoría de árboles está
destinada a morir sin pasar de la fase de plantón. Sólo cuando un árbol viejo
se viene abajo, abatido por el viento y los años, tiene oportunidad de crecer
algún árbol joven. Este acontecimiento propicio puede que tenga lugar sólo una
vez cada cien años. Cuando ocurre, se produce una fiebre del oro en busca del
sol. Todos los plantones situados en el área recién despejada, pertenecientes a
muchas especies, entablan una temeraria carrera para ser los primeros en ocupar
el precioso claro en la bóveda arbórea.
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Figura
10.3. Higuera estranguladora (izquierda); baobab entrelazado por una higuera
estranguladora (derecha).
Pero las
higueras estranguladoras han encontrado su propio atajo siniestro, y su relato
robaría el protagonismo a la serpiente del Génesis (figura 10.3). En lugar de
esperar a que muera un árbol residente, lo matan. Una higuera estranguladora
empieza su vida como una planta trepadora. Se enrolla alrededor de un árbol
vivo de otra especie y crece como una clemátide o rosa trepadora. Pero, a
diferencia de una clemátide, los zarcillos de la higuera estranguladora
continúan creciendo y haciéndose cada vez más robustos y fuertes. De esta forma
estrecha inexorablemente su abrazo sobre el infortunado huésped, frenando su
crecimiento hasta que, al final, consigue el equivalente botánico de un
estrangulamiento hasta la muerte. Para entonces la higuera ha crecido hasta una
altura
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respetable,
lo que le permite ganar fácilmente la carrera hasta el retazo de luz que el
árbol asfixiado ha dejado vacante. El baniano es un tipo de higuera
estranguladora con un rasgo añadido notable. Después de haber ahogado a su
huésped original, emite raíces aéreas que, al entrar en contacto con el suelo,
se convierten en raíces absorbentes típicas, pero que por encima del suelo
sirven como tallos adicionales. De esta forma un único árbol se transforma en
todo un bosquecillo de hasta 300 metros de diámetro, que puede cobijar un
mercado cubierto mediano en la India.
He estado
contando historias sobre higos e higueras para, en parte, demostrar que los
hechos sobre ellos son, como mínimo, tan cautivadores como cualquier cosa que
pudiera desenterrar de la mitología o la literatura mi conferenciante del
capítulo 1, pero también para ilustrar un estilo científico de abordar
cuestiones que podría servir de ejemplo saludable para aquel diletante
literario. Los hechos que he contado tan sumariamente son el producto de muchos
años-hombre de trabajo meticuloso e ingenioso; trabajo que merece la distinción
de «científico» no porque haga uso de un aparato complejo o caro, sino porque
está disciplinado por una determinada actitud mental. Gran parte del
desentrañamiento de la historia de la polinización de la avispa habría implicado
sencillamente seccionar higos y mirar en su interior. Pero la palabra «mirar»
da una impresión de excesiva pasividad. No se trata de observaciones casuales,
sino de una inspección cuidadosamente planificada que proporciona números con
los que efectuar cálculos. No se trata sólo de coger higos y rebanarlos; se
trata de hacer un muestreo sistemático de higos de
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gran número
de árboles, a alturas fijadas y en determinadas estaciones del año. No basta
con mirar las avispas que se retuercen dentro: hay que identificarlas,
fotografiarlas, dibujarlas con precisión, contarlas y medirlas; hay que
clasificarlas según su especie, sexo y situación dentro del higo; hay que
enviar especímenes a museos para su identificación mediante la comparación
detallada con patrones reconocidos internacionalmente. No se trata de efectuar
medidas y recuentos indiscriminados porque sí, sino con el fin de comprobar
hipótesis formuladas previamente; y cuando se observa para comprobar si los
recuentos y medidas encajan con las expectativas de nuestra hipótesis, hay que
considerar, con un calculado detalle, la probabilidad de que nuestros resultados
sean producto de la casualidad y no signifiquen nada.
Pero
volvamos a las avispas de los higos. Como he dicho antes, en el caso de muchas
especies los machos cooperan para excavar un agujero a través del cual salen
las hembras. ¿Por qué ocurre esto? ¿No sería mejor para un macho concreto —dado
que sus colegas van a hacer el agujero— dejar que sean otros los que trabajen?
He aquí, en versión microcósmica, un enigma que intriga continuamente a los
biólogos: el rompecabezas del altruismo. Un problema adicional importuna al
biólogo que pretende explicar el asunto a los no especialistas, y es que el
sentido común rara vez lo percibe como un enigma. Antes de dedicarse a ensalzar
lo ingenioso de la solución, el biólogo tiene que persuadir a su audiencia de
que efectivamente existía un enigma que requería una solución especial. En el
caso concreto de los machos de las avispas de los higos, la razón por la
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que su
cooperación es un enigma es la siguiente. Un macho que se acomodara y dejara a
sus colegas el trabajo de hacer el agujero podría dedicar toda su energía a
aparearse con las hembras, confiando en que no tendría necesidad de reservarse
para el esfuerzo de hacer el agujero. Si lo demás no cambia, los genes de los
individuos no cooperativos se propagarán a expensas de los genes para cooperar
en la perforación del agujero. Decir que los genes X se propagarán a expensas
de los genes Y es equivalente a decir que el rasgo Y desaparecerá de la escena,
suplantado por X. La consecuencia obvia de ello sería que no se excavaría
ningún agujero, y todos los machos saldrían perdiendo al final. Pero ésta no es
en sí misma una razón para esperar que los machos cooperen. Podría serlo si
tuvieran nuestra visión de futuro, pero si asumimos que no la tienen, la
selección natural siempre favorecerá el beneficio a corto plazo. Dado que el
resto de machos se dedicará a excavar, un individuo de sexo masculino que opte
por no cooperar y guardarse su energía gozará de un beneficio a corto plazo. De
acuerdo con este argumento, la excavación cooperativa tendría que desaparecer
de la población, excluida por la selección natural. El que esto no suceda
plantea un enigma. Por suerte es un enigma que, en principio, tiene solución.
Una parte
de la solución puede residir en el parentesco: en la elevada probabilidad de
que todos los machos de un higo determinado sean hermanos. Los hermanos tienden
a compartir copias de los mismos genes. Una avispa macho que ayude a perforar
un agujero estará abriendo paso no sólo a las hembras con las que se ha
apareado él, sino a las que se han apareado con sus hermanos. Por el agujero
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saldrán a
borbotones copias de los genes que promueven la excavación cooperativa, a
caballo de los cuerpos de todas estas hembras. Ésta es la razón por la que
tales genes persisten, y aquí tenemos una buena explicación de la persistencia
de la conducta cooperativa entre los machos.
Pero el
parentesco no lo explica todo. No voy a describirlo en detalle, pero hay un
elemento en este juego que no tiene conexión con el hecho de ser hermanos, y
que se aplica a la cooperación entre la avispa y el higo. Toda la historia de
las avispas y los higos sugiere un duro regateo entre confianza y traición, la
tentación de desertar castigada con represalias inconscientes. Ya hemos tenido
un anticipo de ello en la teoría de Hamilton sobre los higos sobreexplotados
que caen al suelo. Como tantas veces, debo hacer la advertencia ritual de que
todo este regateo es inconsciente. Esto resulta obvio para la mitad de la
historia (la de la higuera), porque ninguna persona en sus cabales puede pensar
que las plantas tienen conciencia. Las avispas podrían tenerla o no, pero para
los fines de este capítulo trataremos la estrategia de la avispa al mismo nivel
que la estrategia palmariamente inconsciente de una higuera.
El jardín
cercado es un paraíso cultivado para el beneficio de pequeños insectos, y no
puede sorprender que albergue una rica y bulliciosa fauna liliputiense, además
de las avispas cuyos servicios de polinización lo hacen posible en último
término. Hay abundancia de escarabajos, polillas y moscas miniaturizados, así
como ácaros y pequeños gusanos. También hay depredadores que acechan a la
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puerta
misma del jardín, a la espera de sacar provecho de la rica fauna del interior
(figura 10.4).
Figura
10.4. Peligros de ser una avispa de los higos. Una hormiga acecha en el
exterior de la puerta del jardín, a la espera de que salgan las avispas.
Las avispas
genuinamente polinizadoras no son las únicas que viven dentro de los higos y
que se agrupan bajo la denominación general de «avispas de los higos». También
hay gorrones, parientes lejanos de los polinizadores genuinos y parásitos de
éstos. En lugar de penetrar en el higo a través del agujero apical, estas
avispas parásitas suelen ser inyectadas en forma de huevo a través de la pared
del higo mediante la jeringa hipodérmica espectacularmente larga y delgada que
constituye el oviscapto de su madre, único y especializado (figura 10.5). En
las profundidades del higo, la punta de la jeringa hipodérmica busca las
pequeñas flores en las que han sido
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depositados
los huevos de las avispas polinizadoras genuinas. Una hembra de avispa parásita
es una especie de equipo de perforación y funciona como tal; el agujero que
excava a través de la pared del higo es, a su propia escala, equivalente a un
pozo de 30 metros. Los machos suelen ser ápteros, como los de las verdaderas
avispas de los higos (figura 10.6). Para rematar la historia, hay parásitos de
segundo orden, avispas que acechan junto a una avispa tipo «equipo de
perforación» a la espera de que termine su trabajo. Tan pronto como ésta retira
su oviscapto, el hiperparásito introduce el suyo, más modesto, en el agujero e
inserta su propio huevo.
Figura
10.5. Higo seccionado con hembras de avispas parásitas que ondean en el aire
sus «equipos de perforación».
Al igual
que las propias avispas polinizadoras, las diversas especies parásitas que
viven a expensas de ellas participan en complicados
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juegos de
estrategia. Esto fue investigado por el mismo W. D.
Hamilton,
que trabajó en Brasil con su esposa Christine.
Figura
10.6. Avispas parásitas, Apocrypta perplexa, que no realizan la polinización
pero sacan provecho del higo; a) Hembra; b) aspecto reducido de la hembra en su
posición de «equipo de perforación»; c) macho, sin alas y en apariencia muy
distinto de una avispa.
A
diferencia de las avispas polinizadoras, los machos de las especies parásitas
suelen ser alados como las hembras. En algunas especies hay machos alados y
machos ápteros, y en otras todos los machos son ápteros. Los machos ápteros, al
igual que los de las especies
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polinizadoras,
nunca abandonan su higo natal, dentro del cual luchan, se aparean y mueren. Los
machos alados, en cambio, abandonan volando su higo natal junto con las hembras
y, una vez fuera, se aparean con cualquier hembra que no lo haya hecho ya. Así pues,
hay dos maneras alternativas de ser macho, y en algunas especies se dan ambas.
Un hecho interesante es que las especies más raras frecuentemente son aladas,
mientras que las más corrientes tienden a ser ápteras. Esto tiene sentido,
porque un macho de una especie corriente tiene muchas posibilidades de
encontrar una hembra de su misma especie dentro del mismo higo. En cambio, un
macho de una especie rara tiene muchas posibilidades de ser el único miembro de
su especie dentro de su higo. Su mejor esperanza de encontrar pareja es salir a
buscarla. De hecho, los Hamilton encontraron que los machos alados rehúsan
aparearse hasta que han abandonado su higo natal.
Desde el
punto de vista estratégico, nos interesan especialmente aquellas especies con
dos tipos de machos. Los machos alados son casi como un tercer sexo. De hecho,
estos machos se parecen mucho más a hembras que a machos ápteros. Tanto las
hembras como los machos alados son identificables como avispas, aunque
diminutas. Pero los machos ápteros no parecen avispas en absoluto. Muchos
poseen mandíbulas con enormes pinzas que hacen que parezcan tijeretas en
miniatura que caminan al revés. Parece ser que sólo utilizan estas mandíbulas
para luchar, lacerando y tajando hasta la muerte a los machos competidores que
les salen al paso mientras patrullan a lo largo y ancho del jardín oscuro,
húmedo y silencioso
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que es su
único mundo. El profesor Hamilton nos ofrece una descripción memorable.
«Se diría
que su lucha es a la vez cruel y cautelosa; cobarde sería la palabra, sólo que,
si se piensa en ello, este calificativo parece injusto en una situación que
sólo puede equipararse, en términos humanos, a una habitación oscurecida llena
de personas que forcejean entre sí y entre las cuales, o bien acechando en
alacenas y escondrijos que se abren por todos lados, hay una docena de maníacos
homicidas armados con cuchillos. Un mordisco puede ser fatal. Un gran macho de
Idarnes es capaz de cortar a otro por la mitad de un mordisco, pero con
frecuencia una pequeña perforación en el cuerpo resulta letal. La parálisis que
sigue con rapidez y regularidad a una pequeña herida sugiere el uso de algún
veneno… Si del primer o segundo ataque recíproco no resulta una herida grave,
uno de los machos, quizá herido por la pérdida de un pie o sintiéndose de
alguna forma superado, se retira e intenta esconderse… Desde esta posición
puede morder los pies del vencedor u otro macho que pase por ahí con mucho
menos peligro… Una fructificación de un árbol grande de Ficus supone
probablemente varios millones de muertes en combate». El fenómeno de una
especie con dos tipos distintos de machos no es desconocido en el resto del
reino animal, pero nunca es tan pronunciado como en el caso de las avispas
parásitas de los higos. Hay machos de ciervo rojo, los llamados mochos, que
carecen de cornamenta y, sin embargo, parecen tener una ejecutoria respetable a
la hora de reproducirse en competencia con sus rivales cornudos. Los teóricos
distinguen dos explicaciones posibles de lo que ocurre en
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tales
casos. Una es la teoría del «de lo perdido, saca lo que puedas». Probablemente
es aplicable a una especie de abeja solitaria llamada Centris pallida. Los
machos de esta especie se pueden clasificar en «rondadores» y «cernedores». Los
rondadores son grandes. Excavan activamente en busca de hembras que aún no han
salido del huevo dentro de sus guarderías subterráneas y se aparean con ellas
bajo tierra. Los cernedores son pequeños. No excavan, sino que se ciernen en el
aire a la espera de que salgan las pocas hembras voladoras que se dejaron los
rondadores bajo tierra. La evidencia sugiere que los rondadores se las arreglan
mejor que los cernedores, pero, dado que éstos últimos son machos pequeños con
pocas posibilidades de éxito como rondadores, sacan el máximo partido de lo
perdido cerniéndose en el aire en lugar de excavar. Como siempre, estamos
hablando de una elección genética, no consciente. La otra teoría que pretende
explicar la coexistencia en una misma especie de dos tipos de machos es la del
equilibrio estable. La idea aquí es que ambos tipos de macho tienen el mismo
éxito cuando coexisten en una proporción equilibrada, estable, en la población.
Lo que mantiene el equilibrio poblacional es lo siguiente. Cuando un macho es
del tipo más raro se desenvuelve bien, precisamente porque es raro. Por lo
tanto, nacen más como él, y en consecuencia su tipo deja de ser raro. Si tienen
tanto éxito que se hacen predominantes, el otro tipo de macho, al hacerse
relativamente raro, tendrá ventaja, y en consecuencia se hará de nuevo más
frecuente. La proporción de machos de uno y otro tipo es regulada casi a la
manera de un termostato. He descrito la situación como si diera origen a
grandes oscilaciones, pero esto no
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tiene por
qué ser así (la temperatura de una habitación controlada por un termostato no
oscila de manera violenta). La proporción estable tampoco tiene por qué ser
50:50. Sea cual sea la proporción de equilibrio, la selección natural sigue
empujando la población hacia ella. La proporción de equilibrio es aquélla para
la que ambos tipos de macho se desenvuelven igualmente bien.
¿Cómo
podría algo así surtir efecto en el caso de las avispas parásitas de los higos?
Lo primero que hace falta es que las hembras de estas especies tiendan a poner
sólo uno o dos huevos en un higo antes de irse a otro (recuerde el lector que
introducen su oviscapto desde el exterior). Hay buenas razones para ello. Si
una hembra colocara todos sus huevos en un único higo, muy probablemente sus
hijas e hijos (ápteros) se aparearían entre sí, y hay buenas razones para
pensar que el incesto es indeseable, por lo mismo que las flores evitan la
autopolinización. En cualquier caso, es un hecho que las hembras reparten
ampliamente su progenie entre los higos. Una consecuencia de esto es que, por
azar, habrá cierto número de higos que no contendrá ningún huevo de la especie;
y también habrá cierto número de higos que no contendrá ningún huevo masculino
y cierto número de higos que no contendrá ningún huevo femenino.
Piénsese
ahora en las posibilidades que tiene un macho de avispa áptero. Si eclosiona en
un higo sin hembras, no podrá hacer nada. En términos genéticos, es el fin.
Pero si en su higo hay algunas hembras, podrá aprovechar la ocasión, aunque sea
en competencia con otros machos de su especie (no es de extrañar que estos
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diminutos
machos figuren entre los luchadores mejor armados y más despiadados del reino
animal).
Figura
10.7. Un jardín cercado.
Si dentro
del higo hay algún macho áptero, pocas hembras lo abandonarán sin haber sido
fecundadas. Por otra parte, algunos higos tendrán huevos femeninos pero no
masculinos. Estas hembras abandonarán el higo sin haber sido fecundadas, y los
únicos machos que podrán aparearse con ellas serán los machos alados del
exterior. Así pues, los machos alados sólo podrán prosperar cuando haya higos
que contengan avispas hembra pero no machos ápteros. ¿Qué probabilidad hay de
ello? Dependerá de lo densa que sea la población
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de avispas
en relación a la de higos, y dependerá también de la fracción de machos alados.
Si las avispas son escasas en relación al número de higos, los higos que
contengan huevos de avispa estarán muy alejados entre sí, y se puede esperar
que haya al menos algunos higos que sólo contengan hembras. Los machos alados
se desenvolverán relativamente bien en estas condiciones. Veamos ahora qué
ocurre cuando la población de avispas es elevada. En ese caso la mayoría de
higos tendrá varias avispas de ambos sexos en su interior. La mayoría de
hembras será fecundada por machos ápteros antes de abandonar sus higos, y los
machos alados tendrán pocas opciones.
Hamilton
hizo cálculos precisos y llegó a la conclusión de que si el número medio de
huevos masculinos por higo es, en números redondos, superior a tres, los machos
alados casi nunca se reproducirán. A densidades superiores, la selección
favorecerá a los machos sin alas. Si el número promedio de huevos masculinos
por higo es inferior a uno, los machos ápteros se desenvolverán mal, porque
casi nunca se encontrarán compartiendo un higo con otra avispa de su especie,
por no decir una hembra. En estas condiciones la selección natural favorecerá
la presencia de alas en los machos. A densidades de población intermedias,
entra en liza la teoría del equilibrio estable y la selección natural favorece
una mezcla de machos alados y ápteros en la población.
Una vez se
aplica la teoría del equilibrio estable, la selección natural favorece a
cualquiera de los dos tipos de macho que se encuentre en minoría o, más bien, a
cualquiera de los dos tipos de macho que se
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encuentre
por debajo de la frecuencia crítica, sea cual sea ésta. Podemos decir
sucintamente que la selección natural favorece la frecuencia crítica. Esta
frecuencia crítica variará de una especie a otra en función dela densidad
absoluta de avispas en relación a la de higos. Podemos imaginar las diferentes
especies de avispa, con sus diversas densidades avispa/higo, como habitaciones
reguladas por un termostato. Cada habitación tiene su termostato ajustado a una
temperatura distinta. Por ejemplo, en una especie en la que el número promedio
de huevos masculinos por higo sea de tres, la selección natural favorecerá una
proporción de machos ápteros cercana al 90%. En una especie en la que el número
promedio de huevos masculinos por higo sea de dos, la selección natural
favorecerá una proporción de machos ápteros cercana al 80%. Recuérdese que la
condición de la que estamos hablando es un promedio de dos machos por higo.
Esto no significa que cada higo contenga exactamente dos machos. Habrá higos
sin ningún macho, con uno, con dos y con más de dos. El 20% de los machos
alados se gana genéticamente la vida no gracias a los higos con dos machos
(cuyas hembras probablemente habrán sido fecundadas antes de emprender el
vuelo), sino gracias a los higos vacíos de machos.
¿Hay alguna
evidencia de que estas avispas se ajusten más a un modelo de equilibrio estable
que a uno del tipo «de lo perdido, saca lo que puedas»? La diferencia clave
entre una y otra teoría es que en la primera los dos tipos de macho tienen el
mismo éxito, lo que no ocurre en la segunda. Los Hamilton encontraron
evidencias que sugieren que ambos tipos de macho tienen un éxito equivalente a
la
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hora de
aparearse con las hembras. Observaron diez especies distintas, y encontraron
que en todas ellas la proporción de machos alados a machos ápteros era
aproximadamente igual a la proporción de hembras que abandonaban sus higos
natales sin ser fecundadas. Así, una especie en la que el 80% de las hembras
abandonaba sus higos natales sin haber perdido la virginidad era también una
especie en la que el 80% de los machos tenía alas. Una especie en la que las
hembras fecundadas antes de abandonar su higo natal representaban el 70% era
también una especie en la que el 70% de los machos carecía de alas. Es como si
las proporciones de ambos tipos de machos fueran exactamente las que debieran
ser para asegurar una cuota equitativa de hembras para todos. Esto respalda la
teoría del equilibrio estable en contra de la teoría del «de lo perdido, saca
lo que puedas». Siento que todo esto sea tan complicado, pero así son las cosas
en el mundo de los higos.
Dejemos de
lado las avispas parásitas y volvamos a las avispas de los higos genuinas, las
encargadas de la polinización. Si el lector piensa que la saga de las avispas
parásitas es complicada, prepárese para el que va a ser mi último relato. Tengo
a gala el procurar explicar de la mejor manera posible temas difíciles y
complicados, pero lo que sigue podría derrotarme. Permítaseme poner todo mi
empeño en ello y, si fracaso, échesele la culpa a los higos y sus socias las
avispas. Aunque, en vez de culparme a mí o los higos o las avispas, uno puede
rendirse ante la sutil maravilla de la compleja danza de la evolución a lo
largo del tiempo geológico. Costará un poco de trabajo seguir
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estas
páginas finales del libro, pero me gusta pensar que el esfuerzo merece la pena.
Las
higueras en las que transcurre la historia que voy a contar son «dioicas». Esto
significa que, en vez de producir higos con flores masculinas y femeninas, como
las higueras «monoicas» de las que hemos estado hablando hasta ahora, hay
árboles masculinos y árboles femeninos. Los árboles femeninos producen higos
que solamente contienen flores femeninas. Los árboles masculinos, por su parte,
producen higos que contienen flores masculinas. Pero esto no es todo. Estos
higos masculinos contienen también flores pseudofemeninas, lo cual es muy
importante para las avispas. A diferencia de las flores femeninas verdaderas de
los higos femeninos, las flores pseudofemeninas de los higos masculinos no
producen semillas aunque sean polinizadas. Están ahí para proporcionar alimento
a las crías de avispa, pero —y sobre esto hay mucho que decir— deben ser
previamente polinizadas. Las flores femeninas fértiles de los higos enteramente
femeninos son un cementerio genético para las avispas, aunque son vitales para
la reproducción de las higueras. Las avispas hembras penetran en ellas y las
polinizan, pero sus huevos no pueden crecer en su interior.
Tenemos
aquí los elementos de un rico juego estratégico describible en términos de los
«deseos» (en el particular sentido darwiniano) de los diversos jugadores. Tanto
los higos masculinos como los femeninos «desean» que las avispas penetren en
ellos, pero éstas sólo desean entrar en los higos masculinos, y sólo por las
flores pseudofemeninas nutritivas que contienen. Las higueras masculinas
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desean que
se pongan huevos en sus flores pseudofemeninas para que las crías femeninas que
eclosionen se carguen con el polen masculino de sus higos y se lo lleven
volando. El árbol no tiene un interés directo en que dentro de sus higos
eclosionen avispas masculinas, porque éstas no transportan polen. Esto quizá
sorprenda, porque, después de todo, los machos de avispa son necesarios para la
continuación de la estirpe de las avispas de los higos. Dada nuestra tendencia
a contemplar el futuro y meditar sobre las consecuencias de nuestras acciones,
nos resulta difícil desembarazar nuestra mente de la idea de que la selección
natural también contempla el futuro. Ya he subrayado esto en otro contexto. Si
la selección natural fuera capaz de hacer planes a largo plazo, animales y
plantas tomarían medidas para preservar su estirpe (la suya propia y la de los
organismos de los que dependen, ya sean presas ya polinizadores). Pero la
naturaleza, a diferencia de los seres humanos provistos de cerebro, es incapaz
de prever. Los «genes egoístas» y el beneficio a corto plazo se verán siempre
favorecidos en un mundo en el que otros se hagan cargo de las necesidades a
largo plazo de la estirpe. Si una higuera concreta pudiera dedicarse
impunemente a nutrir sólo hembras de avispa y dejar que las otras higueras se
ocuparan de criar los machos necesarios para preservar la estirpe de las
avispas, así lo haría. La cuestión es que, mientras los demás árboles estarían
produciendo machos de avispa, una única higuera egoísta y rebelde que
descubriera una forma de aumentar su producción de hembras de avispa —y con
ello la cantidad de polen exportable— tendría ventaja. A medida que pasaran las
generaciones,
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cada vez
más higueras se tornarían egoístas, y serían cada vez menos los árboles
encargados de criar las avispas macho necesarias. Finalmente, la estirpe de los
árboles productores de avispas macho desaparecería, desplazada por sus rivales
dedicados a la producción exclusiva de avispas hembra polinizadoras.
Por suerte,
no parece que las higueras tengan control alguno sobre la proporción de avispas
macho que se crían en sus higos. Si pudieran controlarla, es probable que los
machos acabasen desapareciendo y con ellos la estirpe de las avispas de los
higos. Naturalmente, en ese caso la estirpe de las higueras se extinguiría
junto con sus polinizadoras, lo cual no dejaría de ser una tragedia. La
selección natural no puede anticipar tanto. La razón por la cual las higueras
no ejercen control alguno sobre la proporción sexual de las avispas es
probablemente que éstas, interesadas también en controlar su propia proporción
sexual, llevan la voz cantante.
Una higuera
femenina también desea (de nuevo en sentido darwiniano) que las avispas hembra
penetren en sus higos; de otro modo sus flores femeninas nunca serán
polinizadas. Lo que desea una avispa hembra es penetrar en higos masculinos,
porque sólo allí encontrará las flores pseudofemeninas en las que pueden crecer
sus larvas. Debe huir de los higos femeninos como de la peste, porque si entra
en uno de ellos estará genéticamente muerta. No dejará descendientes. Expresado
con más rigor, los genes que hagan que las avispas entren en higos femeninos no
serán transmitidos a las generaciones futuras. Si la selección natural operara
sólo sobre las avispas, el mundo estaría lleno de avispas que discriminarían
los
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higos
femeninos en favor de los higos masculinos con sus deliciosos y pseudofemeninos
receptores de huevos.
Una vez
más, sentimos la tentación de interrumpir y decir: «Pero seguramente las
avispas de los higos debieran desear que algunos de sus individuos penetraran
en los higos femeninos porque, aunque constituyan cementerios para los genes de
avispas individuales, son vitales para la continuación de la estirpe de las
higueras, y si la estirpe de las higueras se extingue, la de las avispas de los
higos se extinguirá con ella». Ésta es la imagen especular de nuestro
razonamiento anterior. Si las avispas de los higos fueran lo bastante tontas, o
altruistas, para introducirse en higos femeninos, la selección natural
favorecería a cualquier avispa egoísta que descubriera cómo evitar los higos
femeninos y entrara sólo en los masculinos. Es seguro que este egoísmo se verá
favorecido frente a cualquier inclinación a trabajar abnegadamente por la
continuidad de la especie. Entonces, ¿por qué no se extinguen las higueras y
las avispas de los higos? No por altruismo o previsión, sino porque el egoísmo
en cada lado de la divisoria avispa/higuera es contrarrestado por contramedidas
egoístas en el otro bando. Lo que impide que las avispas hembra se comporten de
forma egoísta y eviten los higos femeninos es la acción directa emprendida por
las propias higueras para frustrar a las avispas potencialmente egoístas. La
selección natural ha favorecido tácticas de engaño que hacen que los higos
femeninos sean tan parecidos a los masculinos que las avispas no pueden
distinguir la diferencia.
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Nuestro
juego entre avispas e higos tiene una simetría fascinante. En ambos bandos hay
oportunidades para que los individuos se comporten de manera egoísta. Si
cualquiera de estos dos impulsos egoístas tuviera éxito, tanto las avispas como
las higueras se extinguirían. Lo que evita que tal cosa suceda no es la
renuncia altruista ni la conciencia de las relaciones ecológicas. Lo que evita
que tal cosa suceda es la represión policial directa que ejercen los jugadores
individuales sobre la otra parte, actuando en su propio interés egoísta. Si
pudieran, las higueras suprimirían las avispas macho, con lo que se asegurarían
de paso la extinción de las avispas y la suya propia. Las avispas impiden que
hagan tal cosa, porque les interesa que las higueras críen tanto hembras como
machos. Si pudieran, las avispas de los higos evitarían penetrar en los higos
femeninos, y con ello se asegurarían la extinción de las higueras y la suya
propia. Los árboles impiden que las avispas hagan esto dificultándoles la
distinción entre higos masculinos y femeninos.
Para
resumir lo dicho hasta aquí, podemos esperar que las higueras masculinas y
femeninas hagan todo lo que puedan para atraer a las avispas hacia su propia
clase de higo, y podemos esperar que las avispas hagan todo lo que puedan para
distinguir los higos masculinos de los femeninos y evitar los segundos.
Recuérdese que «hagan todo lo que puedan» significa que, al cabo del tiempo
evolutivo, las avispas llegarán a poseer genes que les conferirán una
predilección por los higos masculinos. Más retorcida es la expectativa de que
tanto las higueras masculinas como las femeninas estarán interesadas en nutrir
a las avispas que van a penetrar en los higos
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del otro
sexo. Para este complejo razonamiento me estoy basando en un brillante artículo
de dos biólogos ingleses: Alan Grafen, uno de los principales teóricos
matemáticos del darwinismo moderno, y Charles Godfray, conocido ecólogo y
entomólogo.
¿Con qué
armas cuentan las higueras para jugar su juego de estrategia? Los árboles
femeninos pueden hacer que sus higos tengan un aspecto (y un olor) lo más
parecido posible al de los higos masculinos. El mimetismo, como hemos visto en
capítulos anteriores, es un fenómeno común en el mundo vivo. Los insectos palo
semejan ramitas no comestibles, por lo que son ignorados por las aves. Muchas
mariposas comestibles se parecen a mariposas de mal sabor pertenecientes a una
especie completamente distinta que las aves han aprendido a evitar. Orquídeas
de diversas especies imitan abejas, moscas o avispas. Esta clase de mimetismo
ha deleitado a los naturalistas desde el siglo diecinueve, y con frecuencia ha
engañado a los coleccionistas con la misma efectividad con que presumiblemente
engaña a otros animales. Aunque en el pasado suscitó tanta admiración como
incomprensión, hoy en día resulta obvio que el mimetismo, de una perfección
casi ilimitada, evoluciona fácilmente por selección natural. Ciertamente cabe
esperar un mimetismo de higos masculinos (deseables para las avispas) por parte
de los higos femeninos (indeseables para las avispas), pero la secuela es, por
decirlo suavemente, menos evidente y requiere una buena dosis de reflexión:
cabe esperar además que los higos masculinos se tomen el trabajo de semejar
higos femeninos y oler como ellos. He aquí el porqué.
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Una higuera
masculina «desea» que las avispas hembra penetren en sus higos y pongan huevos
en las flores pseudofemeninas que contiene. Pero el árbol sólo ganará algo con
ello si las avispas hembra que posteriormente eclosionen interpretan el papel
que les corresponde. Las nuevas hembras deben cargarse de polen, abandonar su
higo natal y después (al menos algunas) deben penetrar en el cementerio
genético de un higo femenino y polinizarlo (con lo que perpetuarán los genes de
la higuera, pero no los suyos propios). Un higo masculino claramente
diferenciable de los femeninos puede ayudar a las avispas hembra a conseguir su
objetivo de poner sus huevos dentro de flores masculinas. Pero las hijas de
estas avispas tenderán a heredar el gusto de sus madres. Las avispas hijas
heredarán una preferencia por los higos masculinos, por lo que no servirán para
propagar los genes del higo en que nacieron (aunque propagarán eficazmente sus
propios genes).
Considérese
ahora una higuera masculina rival cuyos higos parezcan femeninos. Quizá le
resulte más difícil atraer avispas hembra (pues éstas tenderán a evitar los
higos de aspecto femenino), pero aquellas hembras que consiga atraer
constituirán un conjunto especialmente selecto: serán hembras de avispa que han
sido lo bastante necias (desde su propio punto de vista) para introducirse en
un higo de aspecto femenino. Como antes, estas avispas pondrán sus huevos en
las flores pseudofemeninas. Como antes, sus hijas heredarán el gusto de sus
madres. Pensemos ahora cuál será dicho gusto: las avispas madres penetraron,
voluntaria y afanosamente, en un higo masculino que parecía un higo femenino, y
sus hijas heredarán su propensión
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(absurda
desde su propio punto de vista). Estas avispas se lanzarán al mundo en busca de
higos de aspecto femenino, y buena parte de ellas se introducirá en higos que,
además de parecer femeninos, serán femeninos (lo que equivaldrá a un suicidio
genético, pero habrán llevado el polen de la higuera masculina justo donde ésta
quería). Estas hembras engañadas tiran por la borda sus propios genes, pero
portan en sus cestillos de polen genes de higuera exitosos, entre ellos los
encargados de hacer que los higos masculinos imiten higos femeninos. Genes de
higueras rivales que hagan que los higos masculinos sean muy distintos de los
femeninos también serán transportados en los cestillos de polen de las avispas.
Pero esta carga de polen tiene más posibilidades de desperdiciarse (desde el
punto de vista de la higuera masculina) en el cementerio genético masculino. De
ahí que los higos masculinos «conspirarán» con los femeninos para hacer que las
avispas tengan dificultades para discriminarlos y eviten su cementerio genético.
Los higos masculinos y los femeninos «se pondrán de acuerdo» en «desear» ser
indistinguibles unos de otros.
Como
exclamó Einstein en cierta ocasión, ¡sutil es el Señor! Pero, si el lector
puede resistirlo, el argumento se complica. Las flores pseudofemeninas dentro
de los higos masculinos requieren ser polinizadas para proporcionar el alimento
que necesita una larva de avispa. No es difícil comprender, desde el punto de
vista de una avispa hembra, por qué se carga activamente de polen; no hay
dificultad en comprender por qué las hembras poseen cestillos especiales para
transportarlo. Al hacer acopio de polen, las hembras de avispa tienen todo que
ganar. Lo necesitan para hacer que las
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flores
pseudofemeninas produzcan alimento para sus queresas. Pero Grafen y Godfray
señalan que todavía surge un problema en la otra cara de esta notable relación.
¿Por qué razón las flores pseudofemeninas de un higo masculino necesitan ser
polinizadas antes de poder alimentar a las larvas de avispa? ¿Acaso no sería
más sencillo que pudiesen proporcionar alimento a las larvas sin necesidad de
ser polinizadas? Los higos masculinos deben alimentar a las larvas de avispa
para que éstas lleven su polen hasta los higos femeninos. ¿Por qué insisten
entonces las flores pseudofemeninas en ser polinizadas antes de producir
alimento?
Imaginemos
que una higuera masculina se hiciera menos exigente en virtud de una mutación
que relajara este requerimiento y permitiera que las larvas de avispa se
desarrollaran en flores no necesariamente polinizadas. Este árbol mutante
parecería tener ventaja sobre sus rivales más remilgados, dado que produciría
una mayor cosecha de jóvenes avispas. Pensemos en ello. Cualquier higo puede
ser visitado por hembras que, por una u otra razón, no lleven nada de polen en
sus cestillos. En el higo exigente estas hembras pueden poner huevos, pero las
larvas resultantes morirán y de ellas no surgirán avispas jóvenes
polinizadoras. Veamos ahora el higo mutante, no exigente. Si es visitado por
una hembra sin polen, no importa: sus larvas crecerán igualmente y se transformarán
en avispas jóvenes y sanas. El higo no exigente producirá un mayor lote de
avispas jóvenes porque criará la progenie no sólo de las avispas portadoras de
polen, sino también de aquellas que no pudieron aportarlo. El higo masculino no
exigente tendrá, pues, una clara ventaja sobre el higo
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masculino
exigente, porque producirá un ejército mayor de jóvenes hembras dispuestas a
transportar su polen al exterior y al futuro genético. ¿No es así?
No, no lo
es, y aquí va la sutileza casi intolerablemente retorcida identificada por
Grafen y Godfray. Ese pequeño gran ejército de jóvenes avispas hembra que sale
del higo no exigente será ciertamente numeroso. Pero (el razonamiento es como
antes) habrán heredado las inclinaciones de sus madres. Ahora bien, estas
madres, en especial las de las avispas suplementarias (las que el higo no
exigente produce en adición al número de las que producen sus rivales
exigentes), tenían un defecto. No habían polinizado la flor en la que crecieron
sus larvas porque no habían recolectado polen o por alguna otra razón. Es por
esto por lo que las larvas suplementarias son precisamente eso, suplementarias.
Las larvas suplementarias tenderán a heredar el defecto de sus madres. Por la
razón que sea, tenderán a ser malas polinizadoras. Es casi como si el higo
masculino exigente hiciera pasar un examen a las avispas que entran en él. Las
pone a prueba para ver si hacen con las flores pseudofemeninas lo que se supone
que tienen que hacer con una flor femenina verdadera. Si no lo hacen, no
permite que sus larvas se desarrollen. Al hacerles pasar esta prueba, el higo
masculino está seleccionando los genes de avispa que tienden a hacer que las
hembras transmitan eficazmente los genes de higuera. Grafen y Godfray la
denominan «selección vicaria». Es un poco como la selección artificial que
vimos en el capítulo 1, pero con alguna diferencia. Las flores pseudofemeninas
son como los simuladores de vuelo que se utilizan para eliminar a los
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pilotos no
cualificados para volar en aviones reales. La selección vicaria es una idea
novedosa que proporciona respuestas a problemas todavía más sutiles. Los genes
de las higueras y los de las avispas son como una pareja de baile, trabados en
un vals vertiginoso a través del tiempo geológico. La mayoría de especies de
higuera tiene, como hemos visto, su propia especie de avispa. Las higueras y
sus polinizadoras privadas han evolucionado juntas (han coevolucionado)
acompasadamente, y sin seguir el paso de otras especies de higueras y avispas.
Hemos visto la ventaja de ello desde el punto de vista de la higuera. Su
especie privada de avispa polinizadora es lo último en balas mágicas. Al
cultivar una especie de avispa, y sólo una, dirigen su polen estrictamente
hacia higos femeninos de su propia especie y ninguna otra. No malgastan polen
como lo harían si tuvieran que compartir la misma especie de avispa, una que
visitara de forma promiscua todas las especies de higuera. No está tan claro
que la lealtad absoluta a una especie de higuera beneficie de la misma manera a
las avispas, pero probablemente no tienen elección. Por razones en las que no
es necesario entrar, las poblaciones de una especie evolucionan ocasionalmente
de manera divergente. En el caso de las higueras, esta divergencia en el tiempo
evolutivo bien puede modificar los santos y señas químicos mediante los que las
avispas reconocen los higos, y quizá también detalles de tipo llave y
cerradura, como la altura de sus diminutas flores. Las avispas se ven forzadas
a hacer lo mismo. Por ejemplo, el alargamiento gradual de las flores por parte
del higo (cerradura) impone un alargamiento gradual de los oviscaptos por parte
de la avispa (llave).
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Lo que
viene ahora es un problema peculiar reconocido también por Grafen y Godfray.
Extendamos la analogía de la cerradura y la llave. Las especies de higuera
evolucionan alejándose mutuamente al cambiar sus cerraduras, y las avispas
hacen lo mismo con sus llaves. Algo parecido debió ocurrir cuando las orquídeas
ancestrales divergieron en orquídeas de abejas, orquídeas de moscas y orquídeas
de avispas. Pero en este caso es fácil ver cómo se produjo la coevolución. Las
higueras plantean un problema especialmente exasperante, el último que trataré
en este libro. Si la historia de las higueras y las avispas se ajustara al plan
coevolutivo usual, esperaríamos ver algo parecido a lo que sigue. Entre los
higos femeninos se seleccionarían, por ejemplo, genes para flores más altas.
Esto crearía una presión de selección en favor de oviscaptos más largos entre
las avispas. Pero la extraña historia natural de estas higueras hace que este
modelo normal de coevolución no pueda funcionar. Las únicas flores femeninas que
transmiten sus genes son las flores femeninas verdaderas, no los floretes
pseudofemeninos que hay dentro de los higos masculinos; en cambio, las únicas
hembras de avispa que transmiten sus genes son las que ponen sus huevos en
flores pseudofemeninas, no las que los ponen en flores femeninas verdaderas.
Esto quiere decir que aquellas avispas provistas de oviscaptos largos que les
permitan alcanzar el fondo de las flores femeninas largas no transmitirán sus
genes para oviscaptos largos. Las avispas que transmitirán sus genes serán
aquéllas cuyos oviscaptos alcancen el fondo de las flores pseudofemeninas. Pero
en este caso los genes para flores largas no se transmitirán. Tenemos un
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nuevo
enigma. De nuevo, la respuesta parece residir en la selección vicaria:
simuladores de vuelo precisos para pilotos a prueba. Los higos masculinos
«desean» que las avispas que exportan sean eficaces a la hora de polinizar
flores femeninas verdaderas. Por lo tanto, en nuestro ejemplo hipotético,
desean que tengan oviscaptos largos. La mejor manera de que un higo masculino
se asegure de ello es permitir poner huevos en sus flores pseudofemeninas sólo
a las madres con oviscaptos largos. Al expresar la idea en los términos de este
ejemplo concreto se corre el riesgo de hacer que todo parezca demasiado
intencionado, como si los higos masculinos «supieran» que las flores femeninas
son altas. La selección natural lo haría automáticamente,
favoreciendo
aquellos higos masculinos cuyas flores pseudofemeninas se parecieran a flores
femeninas verdaderas en todos los aspectos, incluida la altura.
Las
higueras y las avispas de los higos ocupan las tierras altas de los logros
evolutivos: un pináculo espectacular del monte Improbable. Su relación es
tortuosa y sutil hasta casi lo absurdo, tanto que pide a gritos una
interpretación en el lenguaje del cálculo deliberado, consciente, maquiavélico.
Sin embargo, se consigue en total ausencia de deliberación, sin poder cerebral
ni inteligencia de ningún tipo. Podemos asimilarlo porque los actores son, por
un lado, una avispa diminuta con un cerebro minúsculo y, por otro, un árbol sin
cerebro alguno. Todo es el producto de un ajuste darwiniano inconsciente, cuya
intrincada perfección no creeríamos si no la tuviéramos delante de nuestros
ojos. Hay en marcha una suerte de cálculo (o, más bien, millones de cálculos
paralelos) de costes y beneficios. Los cálculos
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son de tal
complejidad que abrumarían a nuestros mejores ordenadores. Pero el «ordenador»
que los está realizando no está hecho de componentes electrónicos, ni siquiera
está constituido por componentes neuronales. No se localiza tampoco en un lugar
concreto del espacio. Es un ordenador automático y disperso cuyos bits de datos
están almacenados en código de DNA, distribuidos en millones de cuerpos
individuales, y que van y vienen de un cuerpo a otro, a través del proceso de
reproducción.
En un
famoso pasaje, el famoso fisiólogo de Oxford Sir Charles Sherrington comparó el
cerebro con un telar encantado:
«Es como si
la Vía Láctea emprendiera una danza cósmica. El cerebro se convierte
rápidamente en un telar encantado en el que millones de lanzaderas fulgurantes
tejen un motivo que se disuelve, un motivo siempre significativo pero nunca
duradero; una cambiante armonía de submotivos».
Fue la
aparición de los sistemas nerviosos y los cerebros lo que trajo los objetos
diseñados al mundo. Los propios sistemas nerviosos, y todos los objetos
diseñoides, son producto de una danza cósmica más antigua y más lenta. La
visión de Sherrington le ayudó a convertirse en uno de los principales
investigadores del sistema nervioso en la primera mitad de este siglo. Podemos
tomar prestada una visión paralela. La evolución es un telar encantado de
códigos de DNA que van y vienen, cuyos motivos evanescentes, a medida que hacen
danzar a sus parejas a través del tiempo geológico, tejen una enorme base de
datos de sabiduría ancestral, una descripción codificada
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digitalmente
de mundos ancestrales y de lo que costó sobrevivir en ellos.
Pero ésta
es una línea de pensamiento que tendrá que esperar a otro libro. La principal
lección de éste es que no se puede acceder precipitadamente a las tierras altas
de la evolución. Se pueden resolver incluso los problemas más difíciles y se
pueden escalar incluso las alturas más escarpadas; sólo hay que encontrar un
sendero lento, gradual, escalonado. No se puede tomar por asalto el monte
Improbable. Hay que escalarlo siempre de manera gradual, si no lenta.
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Procedencia
de las ilustraciones
• Dibujos
de Lalla Ward: 1.7, 1.9, 1.10, 1.13, 1.14, 2.9, 3.1, 3.3, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5,
4.6, 4.7, 5.1, 5.15, 6.3, 6.4, 6.10, 6.13, 6.15,
7.3, 7.8,
7.15a, 7.16, 8.2, 8.3, 8.6; 1.2 (de Holldobler y Wilson);
1.3 (de
Wilson); 1.11 (de Eberhard); 2.6 (de Bristowe); 5.30 (de
M. F.
Land); 7.10 (de Brusca y Brusca); 7.11 (de Collins Guide to Insects); 7.17 (de
Brusca y Brusca); 10.6 (de Heijn from Ulenberg).
• Imágenes
generadas mediante ordenador por el autor (las marcadas con un asterisco están
redibujadas por Nigel Andrews): 1.14, 1.15, 1.16, 5.3*, 5.5*, 5.6*, 5.7*, 5.9*,
5.10*, 5.11*, 5.12, 5.20*, 5.28, 6.2*, 6.3*, 6.5, 6.6, 6.8, 6.11, 6.12,
6.14, 7.1,
7.9, 7.12, 7.13, 7.14; por Jeremy Hopes: 5.13.
• Heather
Angel: 1.5, 1.11b, 5.21, 8.1, Ardea: 1.8 (Hans D. Dossenbach), l. lla (Ton y
Beamish), 6.7 (P. Morris), 9.3e (Bob Gibbons). Euan N. K. Clarkson: 5.28. Bruce
Coleman: 10.3a (Gerald Cubitt). W. D. Hamilton: 10.1, 10.2, 10.4, 10.5, 10.7.
Ole Munk: 5.31. NHPA: 6.1 (James Carmichael Jr). Chris
O’Toole:
1.6a y b. Oxford Scientific Films: 1.4 (Rudie Kuiter),
2.1 (Densey
Clyne), 5.19 (Michael Leach), 5.19b (J. A. L. Cooke), 10.2b (K. Jell), 10.3b
(David Cayless). Portech Mobile Robotics Laboratory, Portsmouth: 9.2. Prema
Photos: 8.5 (K.
G.
Preston-Mafham). David M. Raup: 6.9. Science Photo Library: 9.3a (A. B.
Dowsett), 9.3b (John Bavosi), 9.3c (Manfred Kage), 9.3d (David Patterson), 9.6
(J. C. Revy). Dr. Fritz Vollrath: 2.2, 2.3, 2.4, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13. Zefa:
9.1.
• 1.1 de
Micheli, J. (1978) Simulacra. Thames & Hudson. Londres.
• 2.5 de
Hansell (1984).
• 2.7 y 2.8
de Robinson (1991).
• 2.14 y
2.15 de Terzopoulos et al. (1995) © 1995 Massachusetts Institute of Technology.
• 3.2
cortesía del Hamilton Spectator, Canadá.
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• 4.1
cortesía de J. T. Bonner 1965, © Princeton University Press.
• 5.2 de
Dawkins (1986) (dibujo de Bridget Peace).
• 5.4a, b y
d, 5.8a-e, 5.24a y b de Land (1980) (redibujado de Hesse, 1899).
• 5.4c de
Salvini-Plawen y Mayr (1977) (según Hesse, 1899).
• 5.16a y b
de Hesse, Untersuchungen über die organe der Lichtempfindung bei niederen
thieren, Zeitschrift für Wissenschaftliche Zoologie, 1899.
• 5.17,
519d y e, 5.25, 5.26 cortesía de M. F. Land.
• 5.18a y
f, 5.27, 5.30 dibujos de Nigel Andrews.
• 5.22
dibujo de Kuno Kirschfeld, reproducido con autorización de
Naturwissenschaftliche Rundschau, Stuttgart.
• 5.23
cortesía de Dan E. Nilsson de Stavenga & Hardie (eds.) (1989).
• 5.29a-e
cortesía de Walter J. Gehring et al., de Georg Halder et al. (1995).
• 6.16 de
Meinhardt (1995).
• 7.2, 7.4,
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• 8.4 de
Wilson (1971) (de Wheeler, 1910, según F. Dahl).
• 9.4 Jean
Dawkins.
• 9.5 © K.
Eric Drexler, Chris Peterson y Gayle Pergamit. Reservados todos los derechos.
Reproducido con autorización de Unbounding the Future: The Nanotechnology
Revolution. William Morrow, 1991.
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Libros
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El autor
RICHARD
DAWKINS (Nairobi en 1941). Se educó en la Universidad de Oxford. Ha obtenido
las cátedras Gifford de la Universidad de Glasgow y Sidwick del Newnham College
de Cambridge. Además de enseñar zoología en las universidades de
California
y Oxford, ha presentado programas de televisión en la BBC y dirigido varias
publicaciones científicas. En 1995 se convirtió en el primer titular de la
recién creada cátedra Charles Simony de Divulgación Científica en la
Universidad de Oxford. Autor de títulos tan
decisivos
como El gen egoísta (1976 y 1989), El fenotipo extendido (1982), El relojero
ciego (1986) o River Out of Eden (1995), de él ya publicamos en 1998 y 2000
Escalando el monte Improbable (Metatemas 53) y Destejiendo el arco iris
(Metatemas 58).
FIN
