La biología evolutiva que viene

The Future of Evolutionary Biology. Evolutionary biology is probably the most ambitious research theory program of biology. Such a thesis is justified because, with the growing instrumentation of biology and easier access to previously unavailable or reliable information sources, on any scale, we find ourselves in a situation that is incomparably better than when Darwin formulated his theory of evolution. This enables us to answer accurately the most important unanswered questions of our time. Formulation is critical concerning the negative effect that positive knowledge, although important, has on the founding aims of biological study. It is also optimistic and open, giving rise to the understanding that, as yet, all is not done, and we are close to new and great theoretical formulations which may explain the origin, development and evolution of living beings.

Biología evolutiva y posotivismo en ciencia

Desde la perspectiva de valorar el alcance de la explicación de la biología en torno al origen, función, evolución y desarrollo de los organismos, podemos afirmar sin mucho esfuerzo que si hay una ciencia en la actualidad que está literalmente esclavizada y puesta en manos de sus propias aplicaciones es la biología. Tal reflexión merece, ciertamente, una explicación aclaratoria. Tomemos el ejemplo mas señero de la biología molecular, tras el descubrimiento de la estructura del DNA: la ingeniería genética. Su nombre hace referencia al potencial tecnológico y de intervención humana de una disciplina concreta sobre los genes de los organismos. La ingeniería genética, que alberga un abundante repertorio de procedimientos para manipular la estructura y la función de los genes, transfiriéndolos de unas especies a otras, ha posibilitado y posibilitará desde soluciones maravillosas de problemas relacionados con la salud humana hasta la determinación de la composición del genoma de múltiples especies, es decir, la secuencia lineal de sus bases nucleotídicas. No hay suficientes manos, probablemente, para entrar en la investigación de todas esas nuevas soluciones relacionadas con la salud humana, la alimentación, el desarrollo de organismos animales o vegetales con determinadas capacidades, etc. Tales hallazgos ponen de manifiesto el carácter eminentemente positivo y aplicado que ese tipo de biología puede alcanzar. Vayamos un poco más allá. Consideremos, por ejemplo, el caso de la investigación en genómica, tanto estructural como funcional. ¿Hasta dónde hemos llegado, que no haya sido algo más que una mera descripción de la información que empieza a acumularse en nuestros ordenadores?

Ciertamente no hay que minusvalorar el haber podido llegar a tal descripción. La biocomputación asociada a la genómica es un campo en constante crecimiento, donde se desarrollan nuevas técnicas algorítmicas para la identificación inequívoca y ubicación correcta de los genes y otros componentes nucleotídicos de los genomas. Tal es así que nos estamos encontrando con multitud de nuevos genes con funciones desconocidas por comparación estructural con genes de función conocida. Esto por lo que hace a la parte estructural. Por lo que hace a la parte funcional podemos hacernos una pregunta de mayor enjundia: ¿disponemos de una tipología, por no decir una teoría, de todos los sistemas posibles de regulación de los genes?; ¿estamos capacitados ahora mismo para abordar la complejidad de las interacciones entre genes y entre genes y proteínas que se despliegan a lo largo del desarrollo de un organismo?; ¿cómo se ha generado tal entramado? A pesar de los enormes logros de una tecnología, sus logros positivos, seguimos enfrentados a grandes retos intelectuales, a grandes preguntas que habitualmente no se hacen, que deliberada o inconscientemente no se plantean. Lewontin (2000) es clarividente como pocos al respecto. Dice el profesor americano que una característica propia de la ciencia, de la que no se sustrae la biología, es que la instrumentalización ejerce el poderoso efecto de hacer que nos planteemos resolver sólo aquello que el instrumento posibilita. Dicho de otra forma, solamente nos preguntamos aquello que podemos responder de antemano. El carácter acomodaticio de tales tipos de preguntas es mayor cuanto más positivo es el resultado que se puede derivar de la respuesta. Por ejemplo, la nada trivial cuestión de resolver o detectar la causa de una enfermedad de naturaleza genética.

Durante mucho tiempo se ha dado un claro retraso tecnológico, instrumental y teórico en la biología, y por extensión en la biología evolutiva, en buena medida debido a la naturaleza propiamente compleja del objeto de estudio de esta disciplina: el ser vivo y todas sus manifestaciones. Pero como comentaba más arriba, ahora nos encontramos en una situación pretendidamente diferente, porque la instrumentación biológica es cada vez más poderosa, más fina, llega más lejos tanto en la dirección de lo muy pequeño (moléculas individuales) como muy grande (ecosistemas). Pero dos son los componentes del retraso: el tecnológico y el teórico. Muchas preguntas sencillas, aunque trascendentales, relacionadas en buena medida con la disponibilidad tecnológica, alcanzan solución, afortunadamente. Pero hay otras cuya resolución no depende, en tanta medida, de la disponibilidad instrumental, sino de teorías explicativas suficientemente profundas. Las cuestiones formuladas anteriormente, propias de la biología evolutiva, ponen de manifiesto que esta materia tiene por delante grandes retos teóricos, aunque hayamos dado pasos de gigante en su resolución solamente por el desarrollo y aplicación de unas poderosas tecnologías resolutivas.

Un sector de la biología evolutiva particularmente proclive a la necesidad de nuevas formulaciones teóricas, por decirlo de una manera que sea general a todos los niveles de la organización biológica, es el de la interacción de las múltiples partes que componen una entidad determinada, mucho más allá de los modelos experimentales sencillos basados en la interacción de pocas partes. Así: ¿cómo interaccionan los componentes genéticos y ambientales para, a lo largo del desarrollo, formar un individuo?, ¿cómo interaccionan las neuronas?, ¿cómo interaccionan los individuos de una especie?, ¿cómo interaccionan las especies en un ecosistema? Ciertamente se trata de poder explicar ciertas conductas en cada uno de esos niveles. Así, el de poder predecir cómo será un individuo, o cuándo aparecerá, según el estado de excitación de un conjunto de neuronas, determinado tipo de comportamiento, o el de poder comprender el crecimiento de una población o el tamaño o riqueza en especies de un ecosistema. Tales preguntas, podemos pensar, tienen un marco de explicación suficiente al que llamamos teoría darwiniana de la evolución biológica. Pero ese marco, aunque es el punto de referencia en la biología evolutiva reciente, también constituye, especialmente cuando afrontamos cuestiones como las anteriores, y al decir de algunos autores, un marco estrecho e insuficiente. El debate está servido. Lo que hemos ganado para la biología evolutiva del nuevo milenio es la instrumentalización, y la posibilidad de reformular la teoría darwiniana de la evolución con o sin nuevos aditamentos teóricos.

A modo de programa teórico para la nueva biología evolutiva

    Se ha dicho que con el advenimiento de la nueva era de la genómica el futuro de la biología será más teórico que experimental, más relacionado con el descubrimiento de nuevos principios integradores que con la búsqueda de nuevos fenómenos biológicos. Esta perspectiva es la consecuencia de tener tanto información genómica sobre especies representativas de las grandes agrupaciones biológicas, desde las bacterias hasta el hombre, pasando por protistas, hongos, plantas, gusanos, e insectos, como un conocimiento parcial de las leyes responsables de la transformación de tal información genómica en individuos adultos.

    Ahora, como en los tiempos de Darwin, la teoría de la evolución es un permanente reto intelectual para comprender el origen y la evolución de ese fenómeno tan complejo que denominamos vida, con todas sus manifestaciones. La teoría de la evolución constituye, entre otras cosas, un método de hacer biología. Para responder a preguntas relativas a los seres vivos en cualquiera de sus diferentes niveles de organización, nos servimos de diferentes métodos, pero ninguna de ellas tendrá respuesta adecuada sin recurrir a la biología evolutiva. Necesitamos biología evolutiva para explicar el origen y la evolución del sida y de la malaria (dos ejemplos particulares que claman al cielo), pero también del sexo, del envejecimiento, de la muerte, de la célula, de las especies, del hombre, etc. La teoría de la evolución ofrece, además, un puente entre las ciencias naturales y sociales en la medida que nos suministra una explicación de la existencia de la vida y del hombre en nuestro planeta, explicación integrada a su vez en la del origen y evolución del universo. La biología evolutiva es un lugar de encuentro obligado entre dos culturas separadas desde la Ilustración: las humanidades y la ciencias.

    La biología evolutiva del nuevo milenio es la biología de la genómica comparada, del desarrollo y de los sistemas complejos. No se trata de tres avenidas excluyentes de investigación. Tienen la impronta común de la complejidad, y ahora empezamos a disponer de herramientas teóricas y computacionales para dar con explicaciones holistas que otrora fueron consideradas metafísicas, insuficientes o, simplemente, inverificables. Las tres avenidas de investigación, aunque con representación desigual a lo largo de la historia, han estado presentes en la biología evolutiva de todos los tiempos. Los recientes avances, tanto teóricos como metodológicos, nos aproximan a una explicación –no sabría decir si comprensión– más profunda de la vida en su totalidad.
 
Bibliografía
Lewontin, R. C., 2000.
Genes, organismo y ambiente. Las relaciones de causa y efecto en biología. Editorial Gedisa.
Barcelona.

Andrés Moya. Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva de la Universitat de València.
© Mètode 28, Invierno 2000/01. 

 

La instrumentación biológica es cada vez más poderosa, más fina, llega más lejos tanto en el análisis de elementos muy pequeños (moléculas individuales) como muy grandes (ecosistemas).                         
Fotos: Jordi Domingo, Sara Lapesa i Jorge Ciros. 

 

«Ahora, como en los tiempos de Darwin, la teoría de la evolución es un permanente reto intelectual para comprender el origen y la evolución de ese fenómeno tan complejo que denominamos vida, con todas sus manifestaciones»

© Mètode 2013 - 28. Evolución - Disponible solo en versión digital. Invierno 2000/01

Catedrático de Genética, Universitat de València.