Selección natural:
el filtro creador

Contenido: Sergio de Régules Ruiz-Funes
Diseño: Javier Ernesto González Piña
Red Escolar, México 2007
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Cuando los capitanes de dos equipos contrincantes escogen a sus jugadores antes del partido en el patio de recreo, seleccionan con cuidado a los jugadores. Los capitanes actúan como filtros que dejan pasar a los jugadores que ellos creen que son buenos y dejan fuera a los otros. Así los capitanes crean un equipo fuerte, con más probabilidades de ganar…o por lo menos eso creen. A veces, filtrar es crear.

Las especies de seres vivos de hoy —desde las bacterias hasta las ballenas— son resultado de un proceso de filtrado de miles de millones de años. El filtro se llama selección natural y es el principal mecanismo generador de novedades biológicas en la naturaleza. Nadie la opera. El proceso surge de la manera más natural en ciertas condiciones. Veamos.

Cangrejos con cara de samurai

En una región de Japón hay una especie de cangrejos con marcas en el caparazón. Las marcas recuerdan la cara de un guerrero samurai. ¿Cómo es posible?

Cangrejo heike: producto de siglos de selección artificial.

Las marcas de los cangrejos dependen de los genes, de modo que varían de un cangrejo a otro, pero se parecen entre padres e hijos. Por efecto del puro azar, un cangrejo (o una familia) aparece con marcas que a un pescador japonés se le figuran vagamente una cara. Quizá ese pescador, al ver el caparazón del cangrejo que acaba de pescar, siente repugnancia de comerse ese cangrejo. Por lo tanto, lo devuelve al mar y pesca otros. El cangrejo marcado puede así tener hijos, a los cuales les heredará marcas parecidas a una cara.

Guerrero samurai

Al paso del tiempo, el proceso se repite miles de veces con otros cangrejos y otros pescadores, a lo largo de varios siglos: los pescadores se comen sin miramientos a los cangrejos que no les recuerdan nada, pero dejan libres a los que tienen marcas parecidas a rostros. Así, los cangrejos sin cara se van acabando y los que, por casualidad, tienen marcas de samurai, van quedando. Entre tanto, las marcas también van variando de un cangrejo al otro. Unas se parecen más a una cara, otras menos. Mientras más se parezcan las marcas a la cara de un guerrero, más probabilidades hay de que el pescador devuelva el cangrejo al mar. Para los cangrejos, parecerse a un samurai es una ventaja. El que más se parece, más probabilidades tiene de dejar descendencia. Así, al paso de las generaciones, los descendientes de los primeros cangrejos con marcas de cara se van pareciendo cada vez más a un guerrero samurai. La selección ha transformado a una población completa para convertirla en una nueva variedad de cangrejo.

La leyenda del príncipe Antoku, dirigente del clan heike. Antoku, de siete años, pereció en el mar con casi todo su clan en la batalla de Danno Ura, en 1185. Aún antes de la leyenda, a los pescadores puede haberles repugnado comerse un cangrejo con marcas parecidas a una cara.

En este caso la selección es artificial porque se debe a la acción seleccionadora de los pescadores, pero también podemos considerar a los pescadores como un elemento del entorno de los cangrejos. La selección de cangrejos con cara de guerrero samurai no se debe de ninguna manera a los deseos de los cangrejos. Se les impone desde afuera: su entorno contiene un filtro que favorece a unos y tiende a eliminar a otros. Ni siquiera tiene que ver con lo que les conviene a los cangrejos en general. Si esta historia hubiera ocurrido en otros mares, quizá los pescadores hubieran ido seleccionando cangrejos con marcas parecidas a los rostros de otras razas de humanos. Observen también que un cangrejo con marcas que recuerdan una cara no es ni mejor ni peor cangrejo: es sólo un cangrejo con más posibilidades de sobrevivir en un entorno que contiene pescadores humanos. La selección opera automáticamente y tiende a dejar individuos adaptados a las condiciones prevalecientes.

El cambio de color de la mariposa del abedul

En los bosques de abedules de Inglaterra vivía, a principios del siglo XIX, una especie de mariposa, la mariposa del abedul, de nombre científico Biston betularia . A los pájaros les encantaba comérselas. Pero la mariposa del abedul era difícil de ver, porque por su color se confundía con los líquenes que crecían en los troncos de los abedules. La mariposa estaba muy bien adaptada, luego de muchas generaciones de selección natural, a ese entorno en el que hay depredadores que se la quieren comer y abedules con líquenes que le permiten ocultarse.

Mariposa del abedul oculta (más o menos) entre lo líquenes para que no la vean sus depredadores.

Ocasionalmente, nacían mariposas del abedul completamente negras. Por supuesto, éstas no estaban protegidas. Los pájaros las veían con mucha facilidad y se las comían. Esos individuos casi nunca dejaban descendencia y la proporción de mariposas negras se mantenía muy baja en la población total.

Una Biston betularia negra al descubierto en un tronco claro. Las aves no tenían dificultad en localizarlas y comérselas.

Durante la Revolución Industrial proliferaron las fábricas con máquinas de vapor. Esas fábricas tenían chimeneas que vomitaban humo negro. El humo se difundió por los bosques y empezó a cubrir de hollín los troncos de los abedules en los que se ocultaban las mariposas. El entorno de la Biston betularia cambió repentinamente. Las mariposas del abedul normales no estaban bien adaptadas para este nuevo entorno.

La Revolución Industrial. El humo de las fábricas volvió negros los troncos de los abedules. La mariposa del abedul ya no tenía dónde ocultarse. Por suerte, las mariposas no son todas iguales. La variabilidad genética salvó a la especie.

Pero las negras sí. Los papeles se invirtieron debido al cambio del entorno. Las aves empezaron a comerse a las mariposas moteadas como líquenes y las negras pudieron dejar descendencia. Al cabo de unos cuantos decenios, la proporción de mariposas del abedul negras aumentó muchísimo.

Antes y después. Estar bien adaptado depende de tu entorno. Antes de la contaminación debida a la Revolución Industrial, cuando los abedules estaban cubiertos de líquenes, la Biston betularia moteada tenía más probabilidades de sobrevivir y dejar descendencia. Por lo tanto, era más numerosa. Cuando los troncos se cubrieron de hollín, la variedad negra proliferó porque las aves no la veían.

Observen que el proceso de selección es completamente automático. Lo único que se requiere es: 1) variabilidad genética (que al reproducirse no todos los individuos salgan iguales; en el caso de la Biston, que algunos individuos nazcan negros) y 2) un rasgo del entorno que sirva como filtro (porque favorece a unos y desfavorece a otros; en este caso, las aves que se comen preferentemente a las mariposas que ven).

Noten también que no son los individuos los que se adaptan con la selección natural y la evolución: una mariposa negra siempre será negra y una moteada siempre será moteada. El cambio opera sobre la población a lo largo de varias generaciones. Las mariposas moteadas no se transforman en negras, sino que la proporción de mariposas negras aumenta y la de moteadas disminuye.

Las Biston betularia negras no son una nueva especie porque se pueden aparear perfectamente bien con las moteadas. Para que surjan nuevas especies hace falta que se acumulen muchos cambios adaptativos como éste, y eso toma muchas generaciones y muchos cambios en el entorno. Todas las especies que existen hoy —bacterias, hongos, plantas, animales— son producto de unos 4000 millones de años de selección natural desde que apareció la vida en la Tierra.

La guerra de los antibióticos

En 1928 Alexander Fleming descubrió una sustancia muy eficaz para matar bacterias patógenas (que causan enfermedades): la penicilina. Al poco tiempo, el primer antibiótico empezó a producirse masivamente.

En 1947 se detectó la primera cepa de bacterias que no se dejaban eliminar con el nuevo fármaco: un tipo de estafilococo áureo, causante de enfermedades respiratorias y de la piel. ¿De dónde salieron estas bacterias resistentes a nuestra arma más poderosa de aquellos tiempos?

La respuesta está en la selección natural. Las bacterias, como todas las especies, pueden sufrir cambios accidentales del material genético. Estos cambios se llaman mutaciones y ocurren al azar: en una población de bacterias siempre hay mutaciones que les confieren características distintas a las bacterias que las poseen. La mayoría de las mutaciones son dañinas para los individuos a los que afectan, o por lo menos indiferentes (que ni los benefician ni los perjudican). Pero las poblaciones de bacterias en un organismo enfermo son tan grandes, que habrá muchas bacterias con mutaciones benéficas (para ellas).

Estafilococo áureo, la primera bacteria que desarrolló resistencia a la penicilina.

Cuando atacamos con antibióticos, eliminamos a la mayoría de las bacterias. Pero el azar (y las mutaciones) hacen que haya individuos más resistentes, los cuales tendrán más probabilidades de sobrevivir a los ataques con antibióticos. Si sobreviven, se reproducirán y dejarán más individuos dotados de resistencia. Así, al cabo del tiempo, la población de bacterias estará compuesta casi exclusivamente por individuos resistentes. El filtro de la selección natural ha creado una nueva cepa.

El problema de las superbacterias, por cierto, es grave. Después de 1947 han ocurrido muchos casos más de agentes patógenos que se vuelven resistentes a los antibióticos por selección natural y evolución. Por eso los médicos recomiendan no tomar antibióticos a menos que los recete el doctor, y sobre todo no dejar a medias un tratamiento con antibióticos. Aunque uno ya se sienta bien, hay que terminar el tratamiento para no dejar la vía libre a las bacterias resistentes.