ENTREVISTAS

El azar está siempre presente, porque la evolución no sigue ningún plan concreto

Evolución, competición/cooperación, entorno, azar y educación se dan la mano en esta bonita entrevista que he realizado al biólogo e Investigador de la Universiadad de Yale Djordje Bajić.

A través de ejemplos muy didácticos nos ilustrará sobre los procesos y potencialidades que nos puede ofrecer la Biología para comprender nuestros orígenes, pues “no hay mejor manera de aprender ciencia que haciendo ciencia”. Además, y como acompañamiento, podréis consultar videos ilustrativos sobre la cooperación en el mundo animal y un documental inspirador sobre la importancia de transmitir ciencia.

Carlos: Hola Djordje, primero muchas gracias por participar en el blog con esta entrevista. Para abrir quería hacer una reflexión: tengo la sensación de que nos han vendido que para triunfar, hay que comportarse de forma competitiva. De esta forma la educación trazó históricamente sus hilos y se ha filtrado en la sociedad. Y parecía apoyarse en una interpretación sobre las teorías de Darwin.

Djordje: Tienes razón. La competición como motor del progreso, como medio para triunfar, está en la base del sistema de valores establecido. Según el relato de las teorías de Darwin, las especies compiten en una lucha feroz por los recursos, que son limitados, y las que tienen más capacidad para acapararlos y usarlos ganan. Se vuelven gradualmente más eficientes, más rápidas, mejores…evolucionan y «triunfan». Este relato es una gran simplificación de las ideas del propio Darwin y de todo lo que hemos aprendido (y estamos aprendiendo) desde entonces. Pero sirve muy bien para justificar ciertas posturas ideológicas.

Un buen ejemplo para ilustrar esto es el experimento de Evolución a largo plazo de Richard Lenski, que es uno de los experimentos más interesantes de la biología evolutiva contemporánea. En 1988, Lenski inició doce poblaciones genéticamente idénticas de Escherichia coli creciendo en un medio muy simple y con glucosa como única fuente de carbono y energía. Hoy en día, el experimento sigue en curso, tras 60000 generaciones y casi 30 años renovando cada día el medio de cultivo. 60000 generaciones, que en humanos equivale a más de un millón de años de evolución.

Este experimento ha dado lugar a numerosos descubrimientos importantes. El primero de ellos es que las bacterias se hacen gradualmente mejores, más rápidas, alcanzan mayor densidad que la cepa ancestral. Esto es canónicamente darwinista, porque resulta de la competición entre distintas mutaciones que aparecen a lo largo del experimento.

Sin embargo, alrededor de la generación 30000 ocurre un hecho sorprendente: uno de los frascos aumenta bruscamente su tamaño de población. Resultó que habían aparecido bacterias capaces de crecer utilizando citrato, un compuesto auxiliar presente en el medio que E. coli en principio no era capaz de utilizar. Esto suponía que una innovación evolutiva se había producido bruscamente en una de las poblaciones del experimento.

Posteriormente, se demostró que esta nueva habilidad había aparecido gracias a la acumulación previa de varias mutaciones sin ningún efecto beneficioso, que se habían fijado por puro azar y sin mediar competición alguna. Esto estaba en la línea de lo que decía Stephen Jay Gould hace ya varias décadas de que el azar, la «contingencia histórica», tiene un papel central en la evolución, por lo que ésta es impredecible. De hecho, en once de las doce poblaciones iniciales esta innovación no se ha producido.

«El azar, la «contingencia histórica», tiene un papel central en la evolución»

Además, se observó que las bacterias especializadas en citrato y las especializadas en glucosa coexisten. En realidad, ninguna ha «ganado» a la otra, a pesar de que una ha adquirido una nueva capacidad. Esto sucede porque, para incorporar citrato, E. coli tiene que intercambiarlo por otros compuestos con valor nutritivo, que son liberados al medio. Estos compuestos pueden ser aprovechados también por otros individuos, en este caso el ancestro, que no desaparece.

De aquí, lo que creo que podemos sacar en claro es que la competición es importante, pero no menos importante es el entorno que, además puede ser modificado por los propios organismos, en detrimento o beneficio de otros, cambiando las reglas del juego en el que se compite. Y, por supuesto, el azar, que puede determinar eventos de gran calibre, como innovaciones evolutivas. Lo cual hace que la evolución no sea gradual en muchos casos (lo que se ve de forma muy clara en el registro fósil) y sea altamente impredecible…para nuestra desgracia, porque los humanos tendemos a sentirnos mucho más cómodos con lo gradual, que suele ser más predecible.

«La competición es importante, pero no menos importante es el entorno»

Carlos:  ¿Qué suponen estos descubrimientos para las interpretaciones de Darwin que todos conocemos? ¿Cómo se ven afectados al filtrarse a la opinión pública?

Djordje:  Bueno, en realidad ninguna de estas observaciones contradice la teoría de Darwin; más bien la complementan. Con las que no casan muy bien son con las interpretaciones simplistas que se hacen para justificar posturas ideológicas, y que generalmente se omiten. Hay una tendencia a utilizar hechos científicos de manera simplificada y, a menudo, sesgada, como argumento de fuerza para cerrar debates ideológicos. Esto es un problema cada vez más extendido.

Por ejemplo, vemos cómo los políticos justifican medidas de austeridad con unos supuestos modelos, haciéndonos creer que estas decisiones se toman con una base científica, que son lo objetivamente correcto, para ocultar que, en realidad, se trata de decisiones políticas con una base ideológica que favorecen determinados intereses. Cuando colocan a gobiernos antidemocráticos con la misión de implementar esas políticas, los llaman tecnócratas para darles un revestimiento científico. La realidad es que, variando las asunciones iniciales, a menudo puedes construir modelos que te lleven a una interpretacion o a la contraria. Interpretas generalizando a la carta, luego otros interpretan esas interpretaciones y dicen que se basan en una investigación científica, y se acabó la discusión. Y así puedes supuestamente basarte en hechos científicos para justificar una cosa o la contraria, según te interese.

Mi opinión es que debemos tener mucho cuidado de no extrapolar conclusiones que extraigamos de bacterias (u otros organismos) al mundo de los seres humanos. Principalmente porque en la naturaleza no hay moral. En realidad, nadie compite ni colabora, en el sentido humano; solo existen organismos en diversas formas, unas más estables que otras y que interaccionan de diversas maneras.

«En la naturaleza no hay moral. En realidad, nadie compite ni colabora, en el sentido humano»

Dicho esto, mi visión personal es que en el mundo de los humanos, aparte de las habilidades y la capacidad de trabajo, para «triunfar» (sea lo que sea eso) lo primero que hay que tener es un entorno adecuado, y luego, suerte. Por cada Bill Gates, ¿cuántos tipos listos y capaces, incluso en un entorno adecuado, probaron ideas en su garaje y «fracasaron»?

«Para «triunfar» (sea lo que sea eso) lo primero que hay que tener es un entorno adecuado, y luego, suerte. Por cada Bill Gates, ¿cuántos tipos listos y capaces, incluso en un entorno adecuado, probaron ideas en su garaje y «fracasaron»?»

Carlos: ¿Cómo y dónde se sitúa la colaboración en la evolución de las especies? Porque estos enfoques no han sido tan difundidos, cuando, en cambio, son tremendamente proactivos.

Djordje: En Biología, la cooperación se define como cualquier «comportamiento de un individuo que le supone un coste, pero beneficia a otros». Aunque pueda tener beneficio colectivo a largo plazo, la teoría predice que no es estable.

Por ejemplo, imaginate una población en la que el comportamiento cooperativo consiste en producir un bien común que se libera al medio y que todas las especies pueden usar. Esta población es vulnerable a la invasión por parte de mutantes «tramposos» que compiten mejor porque usan el bien común pero no lo producen.

«En Biología, la cooperación se define como cualquier comportamiento de un individuo que le supone un coste, pero beneficia a otros»

Hay una hipótesis reciente, llamada “Hipótesis de la Reina Negra que plantea que las bacterias son subóptimas; gastan energía y recursos para producir moléculas que necesitan para vivir como, por ejemplo, aminoácidos, pero una parte de estos se les escapan, porque las membranas no son perfectas y demás. Para otras especies, estas moléculas pueden ser valiosas y, pasado el tiempo, pueden incluso perder la capacidad de producirlas ellas mismas, porque están en el medio y se ahorran el coste.

A la larga, las especies se hacen dependientes unas de otras. Aquí, el comportamiento colaborativo (costoso para el individuo, pero beneficioso para el grupo) está mediado por los límites físicos del sistema, que literalmente obligan a que parte de lo que cada uno produce sea liberado al medio, donde está disponible para el resto. Es decir, es inevitable. En este caso, la tendencia a economizar no lleva a la exclusión de competidores peores, sino a la evolución de diferentes especialistas, generando un aumento de la diversidad.

 Es interesante cómo esta no-optimalidad de los organismos ha sido obviada. Los organismos vivos nos fascinan, por lo que tendemos a sobrevalorarlos. Creemos que son óptimos, que son perfectos cuando en realidad no es así, porque la evolución es ciega, no tiene objetivo ni voluntad, y porque antes que nada hay unas leyes físicas a las que nada escapa. El hecho de que ningún organismo sea perfecto puede llevar a comportamientos aparentemente cooperativos.

Carlos: Entonces esta triada de competición-cooperación-azar ¿cómo va evolucionando a medida que las especies se van haciendo más complejas? Parece que hay muchos ejemplos de especies que colaboran por el pro-común, lo que hace que evolucionen.

Djordje: En la historia de la vida en la Tierra se han producido varias «grandes transiciones evolutivas», y varias de éstas implican diversas formas de cooperación. Por ejemplo, la evolución de la célula eucariota resulta de la simbiosis entre una bacteria y una arquea; o la evolución de los organismos multicelulares, donde vemos conjuntos de células «cooperar», dividiéndose el trabajo.

«En la historia de la vida en la Tierra se han producido varias «grandes transiciones evolutivas», y varias de éstas implican diversas formas de cooperación»

Ahora, esto no implica que desaparezca la competición; simplemente se traslada a otro nivel. Por ejemplo, en organismos multicelulares son, en todo caso, los individuos los que compiten unos contra otros, pero no las celulas de un mismo individuo entre ellas. Además, y el azar está siempre presente, porque la evolución no sigue ningún plan concreto.

Cuando llegamos a las sociedades primates – entre las cuales se encuentra la nuestra – la cooperación adquiere niveles espectaculares. Por ejemplo, millones de personas poniendo de su trabajo en un bote común del que se financian los servicios públicos. Y la aparición de las sociedades es también evolución. Pero cuando volvemos al nivel supuestamente menos complejo, las bacterias, también vemos ejemplos de cooperación aparente.

«El azar está siempre presente, porque la evolución no sigue ningún plan concreto»

Carlos: ¿Cómo crees que podemos hacer llegar de forma didáctica todas estas teorías a los espacios educativos y fomentar la idea de que la colaboración o la cooperación son una parte importante de nuestra convivencia como especie? ¿Y cómo podemos transmitir una visión menos «canibal» y mediatizada de la competición? ¿Crees que la Biología con sus ejemplos e investigaciones puede ayudarnos?

Djordje: En Biología, tratamos de entender en qué condiciones aparecen la competición y la cooperación, entendidas como interacciones entre individuos y especies, en un entorno desprovisto de restricciones éticas o morales como es la naturaleza. Educarnos en esas cuestiones puede ser útil precisamente para entender por qué aparecen algunas normas morales en los seres humanos, o por qué y cómo evolucionan las instituciones. Y creo que también nos vacuna contra los intentos de usar la evolución (de manera sesgada) para censurar determinados debates ideológicos.

«Educarnos en esas cuestiones puede ser útil precisamente para entender por qué aparecen algunas normas morales en los seres humanos»

Carlos: ¿En qué líneas de trabajo se maneja este área en la biología actual?

Djordje: El estudio de cómo aparece y cómo se mantiene la cooperación sigue siendo, después de tantas décadas, un campo muy activo. Creo que esto se debe a que en la naturaleza observamos múltiples ejemplos de cosas que podríamos llamar cooperación, pero que sin embargo seguimos sin saber explicar muy bien. Por ejemplo, la aparición de organismos multicelulares, que son (somos) conjuntos de células que cooperan muy estrechamente para un fin común.

La microbiología, el campo de la ecología microbiana es muy boyante actualmente. En el grupo en el que trabajo actualmente, una de las cosas que tratamos de entender es cómo se mantiene y organiza la diversidad de las comunidades bacterianas. Según la teoría ecológica clásica, en presencia de un único nutriente (fuente de carbono) no puede haber coexistencia de varias especies: la especie más eficaz consumiendo ese nutriente terminará excluyendo a las demás. Nosotros estamos viendo que como norma general, esto no es así. Siempre vemos múltiples especies coexistiendo. Parece ser que esto se debe a que las bacterias liberan al medio multitud de nutrientes secundarios, y cada miembro de la comunidad se especializa, en cierta medida, en un nutriente diferente.

Otra pregunta relacionada que estamos explorando en nuestro laboratorio es cómo esta liberación de compuestos al medio, construcción del ambiente, influye en la evolución, y cómo esto depende del metabolismo. No es una idea nueva – ya en los años 80, Richard Levins y a Richard Lewontin decían que «los organismos influyen en su propia evolución, siendo a la vez objetos de la selección natural y creadores de las condiciones de esa selección». Nosotros ahora estamos tratando de caminar a hombros de esos gigantes, usando algunas herramientas experimentales y teóricas más sofisticadas que están hoy a nuestro alcance, para tratar de entender mejor esta cuestión, de manera más exhaustiva y detallada.

«los organismos influyen en su propia evolución, siendo a la vez objetos de la selección natural y creadores de las condiciones de esa selección» Richard Levins y Richard Lewontin

Carlos: ¿Que papel puede jugar la biología a través de investigaciones tan interesantes y necesarias como las vuestras, a la hora de comprender mejor nuestro entorno, evolución y de esta forma hacerlo más sostenible? Hace poco leí un artículo donde se planteaba seriamente la posibilidad de hacer transcender las investigaciones científicas y que lleguen de forma didáctica y transversal a diferentes capas de la sociedad usando diferentes medios. ¿Crees que esto es posible? ¿Que ingredientes necesitamos especialmente en el área educativa?

Djordje: Estoy de acuerdo en que los medios pueden facilitar mucho la enseñanza y el aprendizaje, pero también que hay un punto importante de hype (bombo publicitario) en todo ello. Hay una tendencia a convertir todo en un «espectáculo de luces» dejando a menudo aspectos sustanciales en segundo plano. Por lo demás, no me parece mal usar diferentes medios. Personalmente creo que lo más útil sería hacer a la gente partícipe de la ciencia – especialmente al alumnado en etapas educativas. No hay mejor manera de aprender ciencia que haciendo ciencia. Y no hace falta hacer experimentos, que necesitan infraestructura y medios. Internet está lleno de datos gratis que se pueden usar para investigar todo tipo de preguntas e hipótesis, es decir, para hacer ciencia. Se pueden hacer cosas sorprendentemente potentes con un simple ordenador. Está al alcance de prácticamente cualquiera.

«No hay mejor manera de aprender ciencia que haciendo ciencia»

Esto por supuesto se puede facilitar. Por ejemplo, sería interesante enseñarle a la gente dónde encontrar datos y cómo manipularlos, y proporcionar herramientas intuitivas que permitan jugar con ellos. Aquí, los investigadores e investigadoras profesionales tenemos una responsabillidad enorme para acercar nuestro trabajo a la gente y someterlo a debate público. Porque, aparte de curas para las enfermedades, materiales más resistentes, o ordenadores más potentes, la ciencia enseña a la gente a ser crítica, a analizar las cosas antes de creérselas de primeras, y a ser humilde. Y esto último es un requisito indispensable para cualquier descubrimiento futuro.

«La ciencia enseña a la gente a ser crítica, a analizar las cosas antes de creérselas de primeras, y a ser humilde»

Carlos: No hay mejor final que esta cita de Djorje sobre la humildad y el sentido crítico. Quiero agradecer especialmente y con cariño a Djordje por su dedicación al mundo de la ciencia, por su pasión y por su gentileza de haber participando en el blog con esta maravillosa entrevista. 

_

Djordje Bajić es bioquímico. Se doctoró en 2016 por la Universidad Autónoma de Madrid, aunque el trabajo fue realizado en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC. Esá interesado fundamentalmente en preguntas relacionadas con la evolución. Su trabajo combina enfoques computacionales y experimentales en la interfaz de la microbiología, la genética y la ecología. Actualmente trabaja como investigador postdoctoral en el Departamento de Ecología y Evolución de la Universidad de Yale, en EE.UU.

_

Y no queríamos terminar este artículo rindiendo un homenaje a un ciéntifico que a ambos nos gusta: Richard Feynman,  fue un físico teórico estadounidense. Es por ello que queremos compartir este bonito documental «el fantástico Mr. Feynman» y este bonito artículo de Guillermo Orts-Gil «Educación, ciencia y éxito según el fantástico Mr. Feynman»

Image and video hosting by TinyPic



Previous Post Next Post

You Might Also Like