La evolución en todo su esplendor

Desde hace unos días, me he visto inmerso en varias discusiones en ciertos blogs creatas (1, 2) de estos que no hay quien se crea que haya gente que puede ser tan sumamente retrógrada, y que nieguen las evidencias de una forma tan absurda, en favor de la literalidad de un libro metafórico de hace siglos –algunos de los capítulos, milenios–.
De modo que finalmente me he decidido a plantear este post, que promete ser largo, pero que para beneficio de todos, voy a ir separando en capítulos.

A continuación, pasaré a explicar las evidencias que demuestran el hecho evolutivo y que se ven explicadas gracias a la teoría sintética de la evolución, leyes evolutivas mediante. Y para que se entienda de forma correcta, pasaré a exponerlas de un modo que un estudiante de segundo de educación secundaria obligatoria pueda comprenderlo. O esa es mi intención. Ocho capítulos os esperan.

Antes de nada quiero añadir una cosa. Las demostraciones a las que voy a acudir, no están basadas en ninguna creencia. No voy a utilizar ningún libro. Tampoco voy a usar ningún testimonio de nadie. Ni los libros ni los testimonios tienen validez empírica. La Biblia tiene tanto valor científico como El Señor de los Anillos o Harry Potter. Y del mismo modo que se puede usar la Biblia para "demostrar" que la Tierra tiene 6000 años, yo puedo usar El Silmarillion para "demostrar" con el mismo grado de validez, que fue creada por Eru Ilúvatar y moldeada por la Canción de los Ainur, para que Hombres y Elfos convivan en armonía.
No. Eso no es científico. Voy a omitir todo tipo de fe, de juicio de valor, y me voy a centrar única y exclusivamente en los únicos argumentos que realmente sabemos con certeza que son correctos: las evidencias científicas empíricas.

Vamos allá.

1. ¿Qué es evolución?

La evolución es el proceso mediante el cual unas especies de organismos cambian anatómica, morfológica y genéticamente, a otras especies diferentes de las anteriores. 

Esta definición tiene que quedar bien clara, y hay algunos errores que los creacionistas cometen muy a menudo. Hay que tener en cuenta que…

• Evolución no es que un gato se convierta en un rinoceronte
• Evolución no es que un elefante se convierta en un avestruz
• Evolución no es que una piedra se convierta en una mosca

Parecen tonterías, pero las tres son cosas que muchos creacionistas creen que es la evolución. Están equivocados.

Otras cosas que la evolución no postula, son…

• La evolución no habla del origen de la vida; sólo de los cambios de especie a especie.
• La evolución no afirma que todo se produzca por azar. Solo una parte de la evolución es azarosa: las mutaciones. La selección natural NO es azarosa.

Todo esto lo iremos explicando poco a poco.

Esquema filogenético simple, pero fiel
del Órden Primates. Sí, procedemos
 de un antepasado común con los monos.

Además de decir la definición de evolución –citada ahí arriba– me parece importante incluir aquí los dos motores principales que mueven la evolución en su constante y lento avance. Las mutaciones y la selección natural. Si bien es cierto que existen más –transferencia génica horizontal, por ejemplo–, me voy a centrar en estos dos, que son los importantes.

2. La mutación beneficiosa

Muchos creatas afirman que no existe algo así como una mutación beneficiosa. Afirman que las mutaciones nunca son positivas, o que la positividad de las mismas es irrelevante.

Nicolás Gonella dice en su blog, intentando sin éxito contradecir las evidencias científicas, y cito textualmente…

No se puede hacer omisión, de lo que no existe, es decir de una ganancia de función. Las mutaciones positivas son muy escasas, hasta tal punto que son irrelevantes, más aún con su dependencia del ambiente. Una mutación supuestamente “positiva”, a la larga termina siendo perjudicial, porque el individuo no logra adaptarse al ambiente que estaba diseñado para que ese individuo tuviera una configuración genotípica determinada, adaptada a ese ambiente. Si se modifica el diseño, por una mutación, entonces siempre será perjudicial, siempre el individuo quedará inferior a lo que era antes, desde un punto de vista genético.

Esto es falso. Y vamos a demostrar que es así. Pero para eso, primero hay que explicar un poco de genética.

2.1 El ADN y las mutaciones

El ADN –Ácido desoxirribonucleico– es una molécula que forma una doble cadena en espiral, y a partir de la cual, se pueden sintetizar, mediante una codificación dada, las proteínas, que se encargan de dar forma, función y estructura a todo orgánulo celular, a toda célula, y a todo organismo. El ADN es la molécula donde se encuentra el mensaje original para codificar un ser vivo. Todas las células del cuerpo tienen, originalmente, el mismo ADN.

La cadena de ADN, como toda cadena, se encuentra compuesta de eslabones. En concreto, cuatro tipos de eslabones diferentes. Llamamos a estos eslabones los nucleótidos, y son la Adenina (A), la Citosina (C), la Guanina (G) y la Timina (T). 

La secuencia en la que se organizan estos cuatro nucleótidos es la que forma el mensaje. Y todo mensaje presenta un código. En este caso particular, el código se conforma de "palabras" compuestas por tres nucleótidos (o letras), que llamamos codones. Las cuatro letras, combinadas en grupos de tres, dan un total de 64 combinaciones posibles. A cada combinación le corresponde con un aminoácido diferente –del mismo modo que a cada palabra le corresponde un significado–. 

Los aminoácidos son las unidades básicas que forman las proteínas, que son las que van a dar lugar a la forma, función y estructura del organismo vivo dado. Además, los aminoácidos –que en las proteínas, son 20– son diferentes entre ellos, y un cambio en un aminoácido puede provocar un cambio en toda la proteína.

Y aunque hay aminoácidos que pueden conferirse mediante varias combinaciones de codón (por ejemplo, GGU y GGC forman, ambos, el aminoácido Glicina), cada combinación fabrica siempre el mismo aminoácido (por ejemplo, AUU produce Isoleucina, y SIEMPRE Isoleucina).

Una de las propiedades que tiene el ADN es la de replicarse. Puede crear copias de si mismo, en un mecanismo de replicación semiconservativa –en el cual, una de las hebras de la nueva cadena formada es la antigua, y la otra es una copia nueva–.

Y durante las copias, en ocasiones, se producen errores. La maquinaria bioquímica que se encarga de la replicación no es perfecta, y puede pasar, de vez en cuando, que la enzima que tiene que meter una A, se equivoque y meta una C, o elimine la A y no meta nada, o meta dos A seguidas. Por ejemplo. Eso son mutaciones. Existen muchísimos tipos de mutaciones, pero no voy a entrar a explicarlos todos. Solo me voy a centrar en los efectos que cualquier mutación puede provocar.

2.2 De la mutación al cambio de proteína

¿Y cual es la repercusión de estos cambios?

Veámoslo con ejemplos.

Supongamos un caso muy simple de una proteína –realmente es un oligopéptido, porque el que voy a escribir a continuación solo tendrá ocho aminoácidos–. Primero voy a colocar la cadena de ADN, debajo el ARN mensajero que se transcribe del primero, y debajo, el resultado en forma de aminoácidos. Usaré las abreviaturas oficiales de tres letras de los aminoácidos, y las iniciales de los nucleótidos, para que sea más comprensible.

Se marcará con una almohadilla (#) el inicio y el fin del péptido, a sabiendas de que el ribosoma comienza siempre a leer con una Metionina (AUG) y concluye siempre con uno de los tres corones "Stop" (UAA, UAG o UGA), que se marcarán en negrita en el ARN.

ADN: CCATTACTGTAGTTAAAACTGATAGCGATTACATTTTATT

ARN: GGUAUGGACAUCAAUUUUGACGUGCGCUAAUGUAAAAUAA

Prot: -#MetAspIleAsnFenAspValArg#-

Bien. Ahora vamos a ver qué ocurre si sufre una mutación. Yo he mencionado varios tipos de mutación. Para comprobar los diferentes efectos, voy a mencionar tres mutaciones de ejemplo. La primera de ellas  será sustituir la segunda G por una T. La segunda mutación será sustituir la tercera A por una T. Y la tercera mutación será eliminar la quinta A. En todos los casos, marcaré en negrita verde en el ADN, el ARN y la proteína el lugar de la mutación, mientras que en el ARN seguiré marcando las secuencias de inicio y fin.

ADN: CCATTACTGTATTTAAAACTGATAGCGATTACATTTTATT

ARN: GGUAUGGACAUAAAUUUUGACGUGCGCUAAUGUAAAAUAA

Prot: -#MetAspIleAsnFenAspValArg#-

¡Sorpresa! con la primera mutación no hemos sufrido ningún cambio en la proteína. Esto es porque hay tres codones diferentes que codifican para Ile: AUU, AUC y AUA.

ADN: CCATTACTGTTGTTAAAACTGATAGCGATTACATTTTATT

ARN: GGUAUGGACAACAAUUUUGACGUGCGCUAAUGUAAAAUAA

Prot: -#MetAspAsnAsnFenAspValArg#-

Isoleucina (Ile)

Asparagina (Asn)

Con la segunda de las mutaciones, nos encontramos que hemos cambiado la Ile por un Asn. Esos dos aminoácidos son muy diferentes, como podemos observar. Mientras que la asparagina es de carácter básico la isoleucina es neutro. Además, la rama de la Ile tiene cuatro carbonos, mientras que la de la Asn tiene solo dos. Ese cambio sutil en uno solo de los nucleótidos ha provocado que la proteína sintetizada sea notablemente diferente. Pero vamos un poco más allá.

ADN: CCATTACTGTAGTTAAACTGATAGCGATTACATTTTATT

ARN: GGUAUGGACAUCAAUUUGACGUGCGCUAAUGUAAAAUAA

Prot: -#MetAspIleAsnLeuTreCisAlaAsnValLys#-

Una delación de una base (que es lo que hemos producido) no solo cambia el aminoácido en el que estaba la base antes, sino toda la proteína desde ese punto, ya que el mensaje completo ha cambiado. Recordemos que nos movíamos en bloques de tres en tres. Cuando antes teníamos UUU, ahora solo nos queda UU, y tenemos que coger el siguiente nucleótido para poder leerlo: UUG; de este modo, hemos dado un salto en toda la secuencia, que se nos traduce como un cambio en toda la proteína, y no es sólo un cambio de un aminoácido; una buena parte de los aminoácidos son diferentes, e incluso la longitud de la molécula ha cambiado. Antes teníamos un péptido de 8 aminoácidos, ahora es de 11.

Del mismo modo, podríamos tener una mutación por duplicación de un nucleótido; de esta forma, no solo estaríamos cambiando toda la proteína, sino que además, estaríamos incorporando nuevo material al genoma del organismo. 

2.3 De la proteína modificada al cambio de función

El hecho de que se cambie una proteína de tal forma, puede provocar muchas consecuencias.

Tal vez la proteína deje de funcionar. O tal vez funcione de una forma diferente. Tal vez pierda su antigua función y gane una función nueva. Eso provoca, queramos o no, cambios en el organismo.

El caso es que las mutaciones, algunas, terminan produciendo cambios en el organismo que las sufre. Muchos cánceres son producto de una mutación. Pero, por ejemplo, que existan personas con ojos azules también es, de causa primera, una mutación.

Me voy a centrar en una mutación concreta, que es el albinismo. El albinismo es una mutación que hace que un organismo deje de expresar coloración en la piel y el pelo: el organismo se queda de color blanco.

¿Es esta mutación beneficiosa o perjudicial? Eso ya no depende de nuestro criterio, sino de cómo es el ambiente en el que esta mutación ocurre. Lo cual me lleva a hablar del segundo motor de la evolución.

3. Seleccionando

3.1 El mutante en clima hostil

Si observamos una manada de zorros en una región boscosa de clima templado, nos encontramos con que la mayor parte de éstos son de color rojizo. En primavera y verano, el sol es tapado por los árboles, generando una penumbra en el sotobosque, que favorece el pelaje oscuro: las presas del zorro no lo ven venir. Durante el otoño y el invierno, las hojas caídas, que son de color pardo rojizo, y los arbustos secos, siguen favoreciendo a los usuarios de estas tonalidades, que siguen pudiendo atacar sin ser vistos.

Si en este ambiente concreto, nace un zorrito blanco, producto de una mutación –que como hemos visto, es algo que puede ocurrir–, éste se encuentra con un problema.

Durante la primavera y el verano, el sotobosque está en penumbra, y el pelaje blanco llama mucho la atención: al animal le cuesta alimentarse, porque sus presas le ven venir.

Durante el verano y el invierno, el sotobosque está cubierto de matorrales pardos y hojas secas. Sigue siendo el pelaje blanco un gran problema para nuestro pequeño zorro blanco, ya que sigue llamando mucho la atención. Termina por morir de hambre antes de reproducirse. No deja descendencia y su genoma, su ADN, donde estaba incluida la información del pelaje blanco, desaparece en el olvido.

3.2 El mutante en su nuevo clima

Pero el clima es una entidad cambiante. Sabemos que el clima cambia. Con tan solo observar los depósitos que aparecen en una turbera, o las formaciones geológicas producto de glaciares, podemos observar que a lo largo del tiempo el clima cambia, se modifica. Donde antes había río, ahora puede haber secarral. Y donde antes había un bosque templado de caducifolias, ahora puede haber, por ejemplo, un glaciar.

Centremonos en esa opción. Al fin y al cabo estamos en un ejemplo.

Imaginemos que nuestra especie de zorro rojo vive en varios bosques de la región. Pero porque el clima es una entidad cambiante –y me da igual cuál sea la causa de dicho cambio, eso no entra en el campo de la teoría evolutiva– uno de los bosques en los que vive nuestro zorrito se ve, en pocas décadas, cubierto por nieves perpetuas. La vegetación cambia. El paisaje cambia. Y nuestros zorros rojos, de repente, notan que les cuesta más alimentarse. Antes, durante todo el año, su pelaje pardo rojizo les beneficiaba para pasar desapercibidos y cazar de forma más eficiente. Pero ya no. Ahora, el paisaje es siempre blanco, y el color pardo hace que se les vea muy bien incluso de lejos. Se ven obligados a cazar de noche, pero es algo que nunca han hecho, y les cuesta mucho trabajo.

Sin embargo en esta población, nace un zorrito mutante, con el pelo blanco.

Las presas no son capaces de verle, pues se mimética perfectamente con el fondo blanco del paisaje. Este zorro se alimenta bien. Crece fuerte y sano. Y se aparea al llegar a adulto mucho más fácilmente que cualquiera de sus hermanitos marrones, que están débiles y sin energía.

Y si se aparea con una zorrita parda –porque nuestro zorro blanco es el único que ha nacido blanco de todos los demás– y consigue sacar adelante a la manada, porque él puede cazar para ella, y la tiene bien alimentada. Y algunos de los cachorros nacen pardos –por mamá–, y otros blancos –por papá–.

Y la historia se repite generación tras generación. En este blanco paisaje, los zorros blancos comen más y mejor, y los zorros pardos tienden a morir de hambre. El pelo blanco será cada vez más habitual, y el pelo pardo irá desapareciendo paulatinamente.

Ha aparecido un nuevo "tipo" de zorro. Un zorro blanco, diferente, genética y morfológicamente, al zorro rojo original. El zorro ha EVOLUCIONADO. 

Esto lo hemos observado con todas las especies, animales y vegetales, de que disponemos para uso doméstico. Desde la banana hasta la oveja, hemos llevado a cabo artificialmente la selección. En vez de una selección natural, realizamos una selección artificial. Pero sigue siendo una selección al fin y al cabo.

Y leyendo de nuevo el fragmento de nuestro amigo Nicolás…

Si se modifica el diseño, por una mutación, entonces siempre será perjudicial, siempre el individuo quedará inferior a lo que era antes, desde un punto de vista genético.

Hemos descubierto mediante este sencillo ejemplo, que es FALSO. Que una mutación sea beneficiosa o perjudicial no es algo absoluto y fijo, sino que es dependiente del ambiente. Muchas mutaciones que pueden parecer perjudiciales en un ambiente dado, pueden resultar muy beneficiosas en otros tipos de ambientes. Me viene a la cabeza incluso, unos curiosos ejemplos en que la desaparición de fragmentos completos de genoma es beneficiosa para el organismo: caso de parásitos y endosimbiontes. Si tengo menos genoma, tengo menos cantidad de genoma que replicar y gasto menos energía en replicarlo.

Entonces, un creacionista levanta la mano y dice. "Pero señor, eso de los zorros no es macro-evolución, sino micro-evolución. Los dos zorros, el blanco y el rojo, siguen siendo la misma especie, son solo variedades". 

Y yo responderé: "¿Está usted seguro?"

Ese es otro problema de los creatas. No comprenden que lo que ellos llaman "macro-"evolución no es más que la consecuencia inherente e inevitable de la que llaman "micro-"evolución.

Pero vamos a explicarlo, también.

¿Esos dos zorros son de la misma especie, o son especies diferentes?

Para eso, hay que hablar de la capacidad acumulativa de los cambios.

4. La lotería seleccionada

Como hemos visto, hay dos principales factores que mueven el proceso evolutivo. Uno es la mutación. El otro, la selección.

Si contáramos solo con la mutación, tendríamos un problema. Y es que necesitaríamos que para que se diera la evolución, todos los cambios ocurrieran a la vez; algo que es prácticamente imposible.

Sin embargo, el factor selección es lo que nos permite acumular una mutación tras otra, adquiriendo, perdiendo o modificando características, funciones y material genético.

El simil de la lotería me parece uno de los mejores.

Supongamos que tenemos un número de cuatro cifras de una lotería. El 5498.

La probabilidad de sacar ese número de una sola vez, de cuatro bombos con 10 cifras cada bombo, y en el orden correcto, es de uno entre 10 000 (P=0,0001). Una proeza realmente complicada.

Sin embargo, si vamos sacando de los cuatro bombos, y cada vez que uno de los bombos acierta, GUARDAMOS ese número –realizamos la SELECCIÓN–, la probabilidad de acertar cambia: ahora es de uno entre 40 (P=0,025)

Voy a hacer una prueba. Otro experimento. Para que no os quejéis. En la columna de la izquierda, cuatro números aleatorios en unos cuantos intentos, sin guardar la tirada. En la columna de la derecha, los mismos intentos –las mismas tiradas–, pero guardando las tiradas exitosas. Lo voy a hacer con dados de rol de 10 caras, que son muy apropiados para este tipo de experimentos, y lo voy a realizar hasta que uno de los dos resultados tenga éxito completo.

1. 0638 / 0638

2. 6646 / 6648

3. 8696 / 8698

4. 7599 / 7598

5. 9130 / 9198

6. 5273 / 5298

7. 1658 / 5698

8. 8070 / 5098

9. 1439 / 5498

…

Como podemos observar, en nueve tiradas, guardando el valor exitoso –es decir, con selección– hemos logrado el objetivo. 

La evolución, por tanto, no es un proceso únicamente azaroso.

5. La nueva especie

Existen muchas definiciones de especie; prácticamente cada biólogo te va a definir el término "especie" un poco a su modo. Pero todos los biólogos del mundo coinciden en una cosa. Dos organismos no pueden ser de la misma especie si no pueden reproducirse entre si según su sexo y dar descendencia fértil.

Es cierto que existen híbridos entre muchas especies. Siendo los híbridos fértiles muy raros, y solo mínimamente frecuentes entre los vegetales.

Cuando dos organismos morfológicamente diferentes pueden reproducirse dando descendencia fértil, podemos dudar de si son o no la misma especie.

Sin embargo, no cabe ninguna duda de que si dos individuos que, siendo ambos fértiles y del sexo opuesto, no pueden reproducirse, es que no son de la misma especie. 

Planteo ahora otro supuesto. Del mismo modo que una mutación puede provocar un cambio en el color del pelo, puede también provocar un cambio en el órgano reproductor. Un cambio anatómico. O tal vez, puede producirse una incompatibilidad genética. Siguen siendo cambios que son posibles mediante mutaciones. Como ya hemos visto, las mutaciones seleccionadas por el ambiente tienen un carácter acumulativo. De modo que los cambios que pueden ocurrir son, en ocasiones, de enormes proporciones.

Se han observado casos. Ya los cite en este mismo blog, aquí. Pero en resumen, podemos citar, por poner algunos ejemplos…

• La oveja doméstica, producto de evolución a partir de las variedades salvajes. En reproducción no dan descendencia fértil, ergo son especies diferentes.
• Los procesos de especiación de Drosophila pseudoobscura llevados a cabo por la Dra. Diane Dodd (1989). Las poblaciones obtenidas no podían reproducirse entre si, ergo eran especies diferentes.
• Poliploidia de Primula floribunda cuyos descendientes poliploides ya no pueden reproducirse con los organismos no poliploides, por incompatibilidad genética. Especies diferentes.
• Culex molestus, especiado desde C.pipiens al verse aislada una población durante décadas. No pueden reproducirse entre sí. (Burdick, 2001)

A todos estos ejemplos, los más evidentes, podemos añadir los cambios que se producen al cultivar bacterias. Vamos a poner, de nuevo, un ejemplo de evolución. Un experimento que se puede repetir casi en cualquier laboratorio de microbiología mínimamente equipado.

6. Bacterias evolucionando - La prueba genética

Disponemos de cuatro placas de petri, con el mismo medio de cultivo en todas ellas.

En la placa 1 sembramos una bacteria.

Separamos las bacterias crecidas en dos placas. La original (1) y una nueva placa 2. A esta placa 2, añadimos estreptomicina (Str).

Cuando hayan crecido, separaremos las que hayan crecido, de nuevo en dos. Una de ellas, la original (2), y otra nueva, 3.

Repetimos la operación, añadiendo penicilina (Pnc) a la placa 3. De nuevo dejamos crecer y la dividimos en dos, y a la placa nueva, la 4, le añadimos amoxicilina (Amx). Dejamos crecer.

De modo que nos encontramos con que la relación placa-antibiótico será la siguiente.

AB P1 P2 P3 P4

Str -  +  +  +

Pnc -  -  +  +

Amx -  -  -  +

Bien. Si ahora tomamos una muestra de las bacterias supervivientes de cada una de las placas y hacemos una extracción de su ADN, y lo pasamos por un gel… en resumen, hacemos un análisis de ADN comparando estas cinco placas, nos encontramos con que los "parecidos familiares" siguen este esquema.

1 2 3 4

\ \ \ |

 \ \ \|

  \ \ |

   \ \|

    \ |

     \|

      \

¿Qué representa esto? Sencillo. Que primero se separó la bacteria 1 –sensible a Str– del resto, que, mutantes, se mantuvieron iguales entre sí–resistentes a Str–. Después, con la incorporación de la Pnc, 3 y 4, nuevas mutantes, se hicieron resistentes, mientras que 2 se mantuvo sensible. Finalmente, vemos que las bacterias 3 y 4 se separan recientemente, por adquirir una la resistencia a Amx (4) que no adquirió la otra (3).

Estamos observando un dendrograma filogenético.

Y como dijo Jackes Monod, «Lo que es válido para la bacteria es válido para el elefante». Si nosotros hacemos ese mismo estudio genético en otros organismos, podemos comprobar, igual que lo hacemos con las bacterias, la ascendencia de los diferentes linajes.

7. ¿Existen más pruebas?

Por supuesto que existen. Si no fuera poco la observación directa que he expuesto, y las inferencias directas obtenidas por las evidencias genéticas existentes, disponemos de un amplio registro fósil que, si bien incompleto, es perfectamente congruente con el hecho evolutivo –y por cierto, inconsistente con la idea creacionista–. 

La datación por radiocarbono es correcta –por mucho que a Nicolas o a JuanC les moleste–.

Las evidencias paleoclimáticas existen.

Las evidencias paleontológicas también.

Y las paleogeográficas.

Y las anatómicas.

…

Pero esas, las dejaremos para otro día.

8. Dedicatoria y bibliografía

Estimados amigos creacionistas. Si habéis conseguido llegar hasta aquí, me alegro –y me sorprenderé–.

Sólo haceros una recomendación. La evolución no es cosa de religiones, credos o fe. La evolución es cosa de ciencia. 

Si vais a hablar de evolución, criticar, falsar, o intentar destrozar la evolución, hacedlo desde la ciencia. Citar testimonios y libros no es válido en ciencia. Citad evidencias científicas y dejad de decir tonterías.

Un saludo.

P.D. Las aves SON, de hecho, reptiles. Aunque no lo queráis reconocer.

Bibliografía citada:

Dodd, D. (1989) Reproductive isolation as a consquence of adaptive divergence in Drosophila pseudoobscura. Evolution 43:1308-1311.

Burdick, A. (2001). Insect From the Underground - London, England Underground home to different species of mosquitos. Natural History.