10 nov. 2009

Richard Dawkins - ¿De dónde has sacado esos ojos?

 

 

Richard Dawkins El creacionismo tiene un atractivo perdurable, y no hay que ir muy lejos para encontrar la causa. Al menos para la mayoría de gente que conozco, no es a causa de un compromiso con la verdad literal del Génesis o alguna otra historia tribal sobre el origen. En cambio, la causa es que la gente descubre por sí misma la belleza y complejidad del mundo vivo y concluye que “obviamente” debe haber sido diseñada. Los creacionistas que reconocen que la evolución darwiniana proporciona algún tipo de alternativa a su teoría escrituraria, recurren a menudo a una objeción algo más sofisticada. Niegan la posibilidad de los intermediarios evolutivos. “X debe haber sido diseñado por un Creador”, dice la gente, “porque medio X no habría funcionado en absoluto. Todas las partes de X deben haberse juntado simultáneamente; no pueden haber evolucionado gradualmente”.

De ahí que la pregunta favorita de un creacionista sea: “¿Para qué sirve medio ojo?”. En realidad, esta pregunta tiene poca fuerza y es muy fácil de responder. Medio ojo es justamente un 1 por ciento mejor que el 49 por ciento de un ojo, que de por sí es mejor que un 48 por ciento, y la diferencia es significativa. Parece que hay una muestra de mayor peso tras la inevitable pregunta suplementaria: “Hablando como un físico, no puedo creerme que haya habido tiempo suficiente para que un órgano tan complicado como un ojo haya evolucionado de la nada. ¿De veras cree que ha habido tiempo suficiente?”. Ambas preguntas surgen del Argumento de Incredulidad Personal. Sin embargo, la audiencia aprecia una respuesta, y a menudo he recurrido al simple hecho de la magnitud del tiempo geológico.

La absurda enormidad del tiempo geológico resulta ser como usar un martillo hidráulico para cascar nueces. Un estudio reciente realizado por dos científicos suecos, Dan Nilsson y Susanne Pelger, sugiere que con una ridícula fracción de ese tiempo habría sobrado. Por cierto, cuando uno dice “el” ojo, implícitamente se refiere al ojo de los vertebrados, pero han evolucionado, de manera independiente y desde cero, entre 40 y 60 ojos útiles para formar imágenes en muchos grupos de invertebrados. Entre estas más de 40 evoluciones independientes, se han descubierto al menos nueve principios de diseño distintos, incluyendo el ojo estenopeico, el ojo lenticular, el ojo reflector curvo (“antena parabólica”), y varios tipos de ojos compuestos. Nilsson y Pelger se han concentrado en los ojos con lentes, como los que se encuentran bien desarrollados en los vertebrados y los pulpos.

¿Cómo se pone uno a estimar el tiempo requerido para una cierta cantidad de cambio evolutivo? Tenemos que encontrar una unidad para medir el tamaño de cada paso evolutivo, y es sensato expresarlo como un cambio porcentual de lo que ya hay. Nilsson y Pelger utilizaron el número de cambios sucesivos de x por ciento como su unidad para medir los cambios en las cantidades anatómicas.

Su tarea era realizar modelos informáticos de la evolución de los ojos para resolver dos preguntas. La primera era: ¿hay un gradiente suave de cambio, desde la piel lisa hasta un ojo lenticular, tal que cada paso intermedio sea una mejora? (A diferencia de los ingenieros humanos, la selección natural no puede ir colina abajo, aunque haya una tentadora colina más alta al otro lado del valle). Segundo: ¿cuánto tiempo tardaría en producirse la cantidad necesaria de cambio evolutivo?

En sus modelos informáticos, Nilsson y Pelger no intentaron simular el funcionamiento interno de las células. Comenzaron su historia a partir de la invención de una célula fotosensible individual –no hay problema en llamarla fotocélula. Estaría bien que en el futuro se diseñe otro modelo informático al nivel del interior de una célula, para mostrar cómo surgió la primera fotocélula a partir de modificaciones paso a paso de una célula más antigua y genérica. Pero hay que comenzar en algún punto, y Nilsson y Pelger comenzaron tras la invención de la fotocélula.

Trabajaron a nivel de los tejidos: el nivel de las cosas hechas de células, en lugar del nivel de las células individuales. La piel es un tejido, y también la funda de los intestinos, el músculo y el hígado. Los tejidos pueden cambiar de muchas maneras bajo la influencia de mutaciones aleatorias. Las láminas de tejido pueden crecer o disminuir en área. Pueden hacerse más gruesas o más delgadas. En el caso especial de los tejidos transparentes, como el tejido lenticular, puede cambiar el índice de refracción (su capacidad para desviar la luz) de partes locales del tejido.

La belleza de simular un ojo en lugar de, digamos, la pata de un guepardo al correr, estriba en que su eficiencia puede medirse fácilmente. El ojo es representado como una sección bidimensional y el ordenador puede calcular fácilmente su agudeza visual, o resolución espacial, mediante un único número real. Sería mucho más difícil averiguar una expresión numérica equivalente para la eficacia de la pata o la columna vertebral de un guepardo. Nilsson y Pelger empezaron con una retina plana encima de una capa plana de pigmento y coronada de una capa protectora transparente y plana. La capa transparente tenía la capacidad de experimentar mutaciones aleatorias localizadas de su índice de refracción. Luego dejaron que el modelo se deformara aleatoriamente, limitado sólo por el requerimiento de que todo cambio debía ser pequeño y debía ser una mejora de lo que había antes.

Los resultados fueron rápidos y decisivos. Una trayectoria de continua mejora de la agudeza condujo directamente, mediante un ligero proceso de depresión, desde el comienzo plano hasta una oquedad cada vez más profunda, al irse deformando el modelo de ojo en la pantalla del ordenador. La capa transparente se hizo más gruesa para llenar la oquedad y combó ligeramente su superficie exterior en una curva. Y luego, casi como por arte de magia, una porción de este relleno transparente se condensó en una subregión local esférica de mayor índice de refracción. No uniformemente mayor, sino con un gradiente de índices de refracción tal que la región esférica funcionaba como una excelente lente de índice graduado.

Los fabricantes de lentes humanos no están familiarizados con las lentes de índice graduado, pero éstas son comunes en los ojos del mundo vivo. Los humanos hacen lentes puliendo el vidrio para que adquiera una forma particular. Hacemos lentes compuestas, como las caras lentes de color violeta de las cámaras modernas, montando varias lentes juntas; pero cada una de las lentes individuales está hecha de un vidrio de grosor uniforme. En contraste, una lente de índice graduado tiene un índice de refracción que varía gradualmente dentro de su propia sustancia. Normalmente tiene un índice de refracción alto cerca del centro de la lente. Los ojos de los peces tienen lentes de índice graduado. Hace tiempo que se sabe que, en una lente de índice graduado, los resultados menos sujetos a aberración se obtienen al alcanzar un valor teórico óptimo para la relación entre la longitud focal de la lente y su radio. Esta relación se conoce como coeficiente de Mattiessen. El modelo informático de Nilsson y Pelger se dirigió de manera infalible hacia el coeficiente de Mattiessen.

Y así llegamos a la cuestión de cuánto pudo haber tardado en producirse todo este cambio evolutivo. Para poder contestar a esto, Nilsson y Pelger tuvieron que hacer algunas suposiciones sobre la genética de las poblaciones naturales. Necesitaban darle a su modelo valores plausibles de magnitudes como la “heredabilidad”. La heredabilidad nos dice en qué medida la variación está gobernada por la herencia. La manera más utilizada de medirla es ver cuánto se parecen dos gemelos monocigóticos (es decir, “idénticos”) comparados con mellizos ordinarios. Un estudió halló que la heredabilidad de la longitud de la pierna en los humanos varones es del 77 por ciento. Un porcentaje de heredabilidad muy alto significaría que se podría medir la pierna de un gemelo idéntico y obtener un conocimiento perfecto de la longitud de la pierna del otro gemelo, aunque los gemelos hubieran crecido separados. Una heredabilidad del 0 por ciento significaría que las piernas de los gemelos monocigóticos no tienen mayor semejanza entre ellas que con las piernas de miembros al azar de una población específica en un ambiente dado. Otras heredabilidades medidas en los humanos son el 95 por ciento para el perímetro de la cabeza, el 85 por ciento para la estatura sentado, el 80 por ciento para la longitud del brazo, y el 79 por ciento para la estatura.

Frecuentemente, las heredabilidades son mayores del 50 por ciento y, por tanto, Nilsson y Pelger introdujeron confiadamente una heredabilidad del 50 por ciento en su modelo del ojo. Esto era una suposición conservadora o “pesimista”. Comparada con una suposición más realista de, digamos, un 70 por ciento, una suposición pesimista tiende a incrementar el tiempo final estimado para que evolucione el ojo. Querían equivocarse por el lado de la sobreestimación, porque intuitivamente somos escépticos ante las estimaciones cortas del tiempo que tarda en evolucionar algo tan complicado como un ojo.

Por esa misma razón, eligieron valores pesimistas para el coeficiente de variación (esto es, cuánta variación hay típicamente en la población) y para la intensidad de la selección (la cantidad de ventaja en la supervivencia que confiere una visión mejorada). Llegaron incluso a suponer que cada generación nueva difería sólo en una parte del ojo al mismo tiempo: los cambios simultáneos en partes diferentes del ojo, algo que habría aumentado mucho la velocidad de la evolución, fueron prohibidos. Pero incluso con estas suposiciones conservadoras, el tiempo que tardó en evolucionar el ojo de un pez a partir de la piel lisa fue minúsculo: menos de 400.000 generaciones. Para el tipo de animales pequeños que estamos tratando, podemos suponer una generación por año, así que parece que tardaría menos de medio millón de años en evolucionar un buen ojo.

Bajo la luz de los resultados de Nilsson y Pelger, no es de extrañar que “el” ojo haya evolucionado al menos 40 veces de manera independiente por todo el reino animal. Ha habido suficiente tiempo para que evolucione desde la nada 1.500 veces en sucesión dentro de cualquier linaje individual. Suponiendo unas duraciones típicas para las generaciones de los animales pequeños, el tiempo que se necesita para la evolución de un ojo, lejos de aumentar la credulidad con su inmensidad, ¡resulta ser demasiado corto para que los geólogos lo puedan medir! Es un abrir y cerrar de ojos geológico.

 

Traducción: Gabriel Rodríguez Alberich

 

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