El Exilio de la Ciencia

Nota: publiqué este artículo originalmente en Amazings el 12 de Noviembre de 2010.

Entre 1938 y 1940, Gerardo Tapia, cruzó la frontera francesa por un punto indeterminado. Fue uno de los 400.000 españoles que huyeron del país hacia Francia. Muchos otros fueron a Latinoamérica, Estados Unidos o a Reino Unido. Se fue sin saber si podría volver. Lo haría unos 40 años más tarde, tras la llegada de la democracia. La mayoría nunca volvió.

En la España de hoy, el exilio político es ya cosa del pasado. Muy lejano para los que hemos nacido con la democracia como cuna. Sufrimos, sin embargo, otro tipo de exilio. Un exilio sin la amenaza de fusiles pero no menos dramático para el futuro de nuestro país. El exilio de la Ciencia.

Los exiliados de hoy en día no cruzan la frontera en los Pirineos ni son retratados en blanco y negro por Robert Cappa. Vuelan en low cost hacia los Estados Unidos, Alemania o Reino Unido. Con sus retratos familiares guardados en Facebook y no en desgastados álbumes. Con el embutido envasado al vacío en vez de en hojas de periódico. Son jóvenes altamente formados: científicos, ingenieros y médicos que se van uno a uno. Poco a poco.

No saben si volverán. Creen que sí, pero probablemente no sea así. La mayoría de los científicos que abandonan España no vuelven nunca. Porque no pueden o porque ya no quieren.

La Dictadura no sólo exilió a soldados como Gerardo Tapia, también fue acompañada por un exilio intelectual y científico causado por una depuración de la universidad. Tras la llegada de la democracia, la Ciencia, al igual que otros campos del saber, comenzó otra vez a ver la luz. Estábamos tan cerca.

Los constantes recortes en I+D han roto el sueño de muchos de los que habitan otras tierras. Jóvenes investigadores aprendiendo o enseñando en los mejores centros del mundo.

Alemania ha mantenido el gasto en ciencia y en educación. Reino Unido lo quería bajar aunque parece que podría recular (en cualquier caso nada comparable a España), EEUU sigue como una locomotora y Asia ya abre las puertas a los investigadores europeos.

Un importante científico vasco comentaba el otro día a una amiga que España está ya tocada para los próximos 10 años. Difícil volver de Alemania, aunque dé con cuadratura del círculo. Diez años. Nadie va esperar tanto.

Muchos de los jóvenes que despunten en otros países no podrán volver. Les darán sus mejores años a otros países que no invirtieron nada en su educación. Mirarán de reojo la situación española. Quizás dentro de mucho tiempo pensarán que algo ha cambiado y que están dispuestos a trabajar con menos recursos, a ganar menos y a ser tratados peor. Todo por el país que les vio nacer. Entonces vendrá otra crisis, como ocurre en cada década, y será peor. A algunos les pillará con el sueño de volver y otros los derrumbará cuando ya estén en España. Cuando ya lo hayan sacrificado todo por volver.

Hablo de los jóvenes porque son los grandes perjudicados con estos recortes y porque son los que podrían iniciar el cambio de modelo. Y es que se nos olvida tan rápido que muchos de los avances de la Ciencia fueron impulsados por jóvenes investigadores.James Watson tenía 25 años cuando propuso junto a Francis Crick (37) la estructura de la doble hélice. Einstein tenía 26 cuando convulsionó la física. Ni siquiera hay que ir tan lejos. Mariano Barbacid tenía 33 años cuando realizó uno de los descubrimientos más importantes de la investigación contra el cáncerJuan Ignacio Cirac tenía 30 años cuando propuso su modelo de computación cuántica. El primero lo hizo desde los Estados Unidos y el segundo desde Austria. ¿Cuántos podrán cambiar el mundo desde España en esta década? ¿Llegará el día en que un científico extranjero realice un trabajo similar tras emigrar a España?

Dentro de 30 años algunos jóvenes volverán a España desde otros lugares del mundo. Vendrán a conocer el lugar que exilió a sus padres y que tantas veces han oído maldecir. No os preocupéis por ellos, al fin y al cabo están donde se les aprecia. Deberíais preocuparos por vosotros mismos, si os quedáis, ¿O acaso creéis que vuestras pensiones se van a pagar construyendo casas?

Fuente de la imagen: Foro por la Memoria

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¿Qué es la homeopatía?

La mayoría de los lectores de este blog habrán leído muchas noticias relacionadas con la homeopatía y cómo ésta se ha colado en nuestro sistema de salud. Si queréis indagar más sobre este tema podéis consultar esta pagína web que analiza la homeopatía desde el punto de vista histórico, legal y científico. La idea original de esta página venía de largo de la mano de Rinze y FerFrias. Yo pegué un empujoncito con una idea similar en Amazings y, tras el trabajo de la comunidad bloguera, este es el resultado: una página donde se analiza racionalmente la homeopatía.

Enlaces relacionados:

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El único hombre vivo con 2 premios Nobel

En 1975 un afortunado estudiante que pisara el Medical Research Council (MRC) de Cambridge podía tener la suerte de encontrarse con muchas de las grandes figuras de la bioquímica del siglo XX. Por los pasillos de este mítico centro de investigación se movían entre otros Max PerutzFrancis CrickTim HuntSydney Brenner. Los cuales eran ya o serían galardonados con el premio Nobel. Incluso los estudiantes más jóvenes podían disfrutar de un café en compañía de estos genios ¿de todos los que poblaban el MRC? Probablemente no de la compañía de Frederick Sanger.

Frederick Sanger había ganado el premio Nobel de Química en 1958 por sus estudios sobre la estructura de las proteínas y era una figura de relevancia mundial. Sin embargo, esto no varió considerablemente su curiosidad y dedicación al trabajo de laboratorio. En 1975, lejos de colgar la bata de laboratorio, Sanger pasaba interminables horas, prácticamente sólo, desarrollando un método para analizar secuencias de DNA. Aquellos que vivieron esos gloriosos días en el MRC, apenas recuerdan haber charlado con él. Su determinación le llevó a remover una vez más los cimientos de la bioquímica y por ello sería galardonado por segunda vez con el Nobel de Química en 1980. Se convertía así en la cuarta persona en conseguir el preciado galardón por 2 veces (los otros 3 fueron Marie Curie, Linus Pauling y John Bardeen) y el único que aun se encuentra entre nosotros.

¿Queréis saber cómo el Dr. Sanger cambio nuestro mundo?

Las proteínas poseen una estructura definida

Los años 50 fueron una época dorada para la bioquímica. En 1953 Watson y Crick publicaban la estructura del DNA respondiendo a una pregunta fundamental sobre la organización de la vida. El descubrimiento sirvió como pistoletazo de salida para la biología molecular  cuyas repercusiones tanto científicas, médicas y sociales son incalculables. Quedaba en el aire una pregunta fundamental más antigua que la organización del DNA: la estructura de las proteínas. No hay que olvidar que hasta una década antes las proteínas eran consideradas la base de la herencia y se sabía además que eran las máquinas que mantenían en funcionamiento a las células y por ende a nosotros. A principios de los 50 existía una presunción general de que las proteínas eran masas amorfas aunque ya en 1951  Linus Pauling publicaba un trabajo fundamental sobre la organización de los aminoácidos en la proteínas. Frederick Sanger abordó el problema desde otro punto de vista ¿Poseen todas las moléculas de un tipo de proteína, por ejemplo de insulina, la misma secuencia y estructura? Para ello ideó un astuto método para cortar la insulina en diferentes fragmentos y analizarlos mediante un método de separación por carga eléctrica y diferentes reacciones químicas. De esta forma podía deducir que aminoácido que complementaba cada fragmento. Repetido el proceso innumerables veces, y con ayuda de ciertas reacciones químicas específicas de algunos aminoácidos, averiguó por primera vez la secuencia completa de una proteína y demostró que éstas poseen una estructura definida. Un conocimiento que influenció notablemente a Francis Crick en su Hipótesis de la secuencia: una secuencia de DNA determina la de RNA producido, esta a su vez la secuencia proteica la cual determina su estructura tridimensional y su función.

Hackeando el código genético

Lejos de colgar la bata al recibir el premio Nobel, Sanger dedicó sus estudios a la genética y en 1964 descubrió el iniciador de la transcripción en bacterias que sería una de las guindas del descubrimiento del código genético.

Secuenciación del DNA

Hasta que Sanger abordó el problema la secuenciación de moléculas de DNA era una tarea titánica y muy limitada. El que fuera pionero en la secuenciación de proteínas se aventuraba a un problema de enorme magnitud. Para entenderlo hay que pensar en 3 variables importantes:

  • 1.-La secuencia de de DNA que codifica una proteína es, cómo mínimo, 3 veces más larga (un codón = 3 bases).
  • 2.- Sólo hay 4 bases diferentes frente a los 20 aminoácidos lo que limita las métodos de detección
  • 4.- Las diferencias entre las bases son mínimas.

El sistema ideado por Sanger en los años 70 fue tan ingenioso como sencillo. Consistía en replicar el DNA en 4 tubos diferentes. El secreto de su éxito estaba en añadir en cada tubo las 4 bases no marcadas y una pequeña proporción de 1 de las 4 bases marcada con un isótopo radiactivo de forma que cada tubo contenía una de ellas marcada. Dichas bases marcadas estaban convenientemente modificadas de forma que paraban la replicación, como la incorporación de la misma base marcada y la no marcada se hace de forma aleatoria el resultado eran cadenas de DNA con diferente longitud siempre acabadas en la base marcada. Teniendo en cuanta la gran cantidad de cadenas que se generan, éstas cubren todo el rango de longitud de la cadena inicial y por tanto todas las incorporaciones de esa base en cuestión. Cómo se puede observar en la figura sólo restaba separar las cadenas mediante una carga eléctrica (proporcional al tamaño) hasta una resolución de una base e ir contando en cada salto que tubo de los 4 es el que tiene la señal radiactiva que finalizó la replicación. (Podéis ojear este vídeo para entenderlo mejor)

Utilizando este método, Sanger secuenció el primer genoma (el de un virus bacteriano) y abrió la puerta de la genómica. Su método secuención, con ciertas mejoras (tipo de marcaje y método de detección), fue determinante para la secuenciación del genoma humano y sigue siendo el sistema dominante en todo el mundo, si bien nuevos métodos desarrollados en la última década lo están desplazando.  En 1980 Sanger recibió el premio Nobel junto a Walter GilbertPaul Berg por sus trabajos en la secuenciación de cadenas de DNA.

El jardinero con 2 premios Nobel

A los 65 se retiró de la ciencia. La leyenda dice (y él lo medio confirma en el siguiente vídeo) que incluso entonces seguía trabajando regularmente en el laboratorio y nada más cumplir los 65 dejó su pipeta en el laboratorio, colgó la bata, y ya no volvió más. Actualmente el Dr. Sanger vive con su mujer en las afueras de Cambridge y dedica su tiempo a la jardinería. Si os pasáis por la aldea de Swaffham Bulbeck, buscad la casa con los geranios y las rosas más bellas, seguro que allí hallareis a uno de los pocos hombres vivos que de verdad ha cambiado nuestra concepción del mundo.

Podéis escucharle en esta reciente entrevista, desgraciadamente ya mayor y con algunas lagunas de memoria:

Si te ha gustado puedes menearlo aquí.

Referencias:

Me enteré de que Sanger estaba aun vivo gracias a un tweet de @kurioso sobre los 20 científicos vivos más influyentes. Podéis leer algo más sobre Fred Sanger en la biografía que aparece en el Instituto Sanger. También podéis leer sobre aquella maravillosa época en el MRC en esta entrevista a Eddy de Robertis [pdf].

Las imágenes provienen de la Wikipedia y el UWEC. Podéis encontrar mucha de la información que he usado en el post en la página que wikipedia dedica a Fred Sanger.

Relacionado:

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De vuelta al blog

Tras varios meses de inactividad debido a mis proyectos de investigación vuelvo al blog. A partir de esta semana retomaré la publicación de artículos de divulgación científica en este blog así cómo en Amazings y en el Heraldo de Aragón.

¡Nos vemos por aquí!

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Descifrando el gran código

En los años 60, y tras el descubrimiento por Watson y Crick de la estructura del DNA, comenzó la carrera para descifrar el código genético, la piedra Rosetta de la bioquímica.

Esta es la historia de la lucha entre Marshall NirenbergSevero Ochoa para romper el código más importante al que el ser humano ha hecho frente.

La competición de dos grandes mentes

En 1959 Severo Ochoa era galardonado con el premio Nobel por sus investigaciones sobre la síntesis del RNA, el intermediario entre la información genética del DNA y las “máquinas” proteicas. Sus trabajos le habían puesto a la cabeza de una de las búsquedas más importantes que había conocido la ciencia: la clave del código genético. Sin embargo, a principios de los años 60 un recién llegado al campo, el Prof. Marshall Nirenberg, pondría a prueba al genio español.

Ambos investigadores analizaron que combinaciones de bases de DNA generaban in vitro cada aminoácido utilizando técnicas derivadas de las investigaciones de Ochoa (por ejemplo una cadena de RNA CCCCCC… siempre genera el aminoácido prolina). La pelea entre ambos investigadores fue desigual: Ochoa estaba a la cabeza de dichos descubrimientos al disponer de las grandes herramientas que había desarrollado durante la década anterior. Sin embargo Nirenberg había atraído, con razón, la atención del mismísimo Francis Crick.

El primer gran paso consistió en descifrar el número de bases de DNA que codificaban cada uno de los 22 aminoácidos. 2 bases de RNA parecían quedarse cortas (4 tipos de base (A,U,G,C) en dos posiciones = 16 combinaciones) mientras que 3 bases (tripletes) se quedaban muy largas, 64 combinaciones. Si bien Francis Crick, entre otros, había sugerido esta opción razonando que varios tripletes codificarían un único aminoácido.El uso de polinucleótidos desordenados que contenían sólo dos bases (A,C en cualquier orden, por ejeemplo CCCAAACCACACAAC…) y un buen análisis estadístico de los aminoácidos generados permitió al grupo de Niremberg demostrar que la proporción de 2 de los aminoácidos generados sólo era posible mediante tripletes: combinaciones de dos C y una A para los dos casos, aunque aun no sabían el orden. (ver figura 1). Por primera vez el grupo de Nirenberg parecía imponerse al de Ochoa.

Frecuencias teóricas de cada codón posible con combinaciones de las bases A,C y la frecuencias de cada aminoácido producido por dicho RNA

Varios códigos para cada aminoácido

Llegados a este punto, en 1963, se conocían las composiciones de lo que se denominó codones (el tripléte que codifica un aminoácido) pero no su secuencia. Ese mismo año se descubría la forma en la que los aminoácidos se unían a los ribosomas para formar las proteínas: utilizando unos intermediarios denominados tRNAs, específicos para cada aminoácido. Mediante un simple pero brillante experimento de unión+filtración el grupo de Nirenberg descubrió que podían retener un aminoácido específico junto a su tRNA (fenilalanina-tRNA) sólo con tripletes UUU pero no con dobletes UU. La rueda se puso en marcha: si podían conseguir todos los aminoácidos junto a sus tRNA y los 64 tripletes posibles podrían romper el código genético analizando todas las combinaciones posibles. El problema es que en esa época no se podían sintetizar casi ningún triplete y los dobletes eran caros y difíciles de conseguir. El grupo de Nirenberg se hizo con todas las 16 combinaciones de dos bases de RNA posibles a un precio astronómico: más de 25.000 dólares de la época ¡probablemente más de lo que ganaban todos los miembros del laboratorio en un año!. Con gran habilidad y ayuda de la gran bioquímica Maxine Singer consiguieron unir diferentes combinaciones de dobletes a bases sueltas, generando casi todos los tripletes posibles, y realizar los ensayos de unión y filtración.

Con este paso el grupo de Nirenberg rompía el código de casi todos los aminoácidos corroborando que varios tripletes eran responsables de que un único aminoácido (analizaron 54 de las 64 combinaciones posibles), . Además encontraban los patrones de degeneración del código: la última base del triplete podía variar en 4 tipos de combinaciones posibles. El gran Gobind Khorana descifró gran parte de los restantes y confirmó los datos del grupo de Nirenberg.

Donde empieza y termina todo

Código genético

Los últimos retoques del gran código involucraban preguntas muy relevantes ¿Por donde empieza y acaba una secuencia de RNA que debe ser traducida? Los científicos Brian Clark y K. Marcker abordaron dicha cuestión en 1966 descubriendo que la síntesis de proteínas comenzaba con una metionina usando el triplete AUG, mientras que Sidney Brenner and Alan Garen pusieron el broche al descubrir las secuencias que terminaban con la traducción UAA, UGA y UAG.

Roto el código genético, utilizando básicamente enzimas bacterianos, se planteó si dicho código era universal o existían varios en la naturaleza (plantas, bacterias, animales…). Con dicha pregunta en mente, Thomas Caskey and Richard Marshal analizaron los códigos de un tipo de rana, un hamster y la bacteria E. coli descubriendo que el código era esencialmente igual. Así se finalizaba el desciframiento del código genético, la gran proeza de la bioquímica en el siglo XX, nuestro coloso de Rodas.

Premios, reconocimientos y anécdotas

Marshall Nirenberg recibió el premio Nobel junto a Gobind Khorana y Robert Holley (estructura del tRNA) en 1968 por su destacada participación en el descubrimiento del código genético. Se quedaban fuera del premio el propio Ochoa, que podría haber conseguido el segundo, y Maxine Singer entre otras grandes figuras de esta cruzada. El propio Nirenberg reconoció la aportación de Severo Ochoa al desciframiento del código genético. Curiosamente ambos investigadores pasaron muchos años compitiendo sin conocerse. Cuando lo hicieron Nirenberg ofreció colaboración en la búsqueda que Ochoa rechazó. Podría pensarse que fue un error de Ochoa pero ¿Se habría descifrado el código tan rápido sin esa lucha? Como dice Arturo Pérez Reverte “un buen enemigo te mantiene alerta”.

Marshall Nirenberg murió hace 5 meses con 83 años. No sólo nos legó el desciframiento de nuestro código genético sino que fue un gran modelo para muchos científicos. Nunca dejó de perseguir el conocimiento y tras el código genético ser lanzó a la conquista de la neurobiología.

Referencias:

Casi todos los datos los he obtenido de una revisión del propio Nirenberg que creo todos los bioquímicos deberían leer. A partir de ahí he revisado algunas referencias de artículos originales. Algunos hechos y datos los había oído de boca del propio Brian Clark, postdoc en el laboratorio de Nirenberg y codescubridor de la iniciación de la síntesis de proteínas. Tuve la suerte de conocerle hace unos años en un congreso para estudiantes de doctorado. Más información en el obituario de Nirenberg que publicó la revista Nature.

Figuras obtenidas de la revisión del propio Nirenberg y de esta web.

Enlaces relacionados, y muy recomendables, escritos por expertos:

Nota: este artículo fue publicado originalmente en Amazings.

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Directo, como una ameba en un laberinto

Laberinto cerrado (Fuente Red Escolar)

En la mítica leyenda del minotauro, Teseo ata un ovillo a uno de los extremos del laberinto para poder encontrar la salida tras matar al monstruo. Aunque el plan resulta útil, Teseo bien podría haberlo abordado como un problema de topología matemática. En los laberintos cerrados (todos los muros conectados) basta con poner una mano en la pared y comenzar a andar sin quitarla: si todos los muros están conectados al final se alcanza el muro que lleva a la salida. Si el laberinto está simplemente conectado (Puede haber muros sueltos) el problema es igual pero requiere memorizar por donde hemos pasado y si volvemos al mismo sitio basta con pasarse al siguiente muro.

Los animales normalmente usamos intuitivamente un método similar al segundo. Empezamos a recorrer el laberinto hasta que vemos un punto repetido y cambiamos la pauta hasta que vuelva a surgir el problema. Si se dispone de una buena memoria, la siguiente vez que uno se enfrente al laberinto buscará esos nodos (cruces de caminos) conocidos para alcanzar la salida rápidamente. Esto es precisamente  lo que hacen los ratones en los laberintos. Requiere una inteligencia que sólo los vertebrados con un cerebro suficiente desarrollado pueden acometer.

¿Pero que ocurre si añadimos un aliciente? Una voz que nos llama al final del laberinto para una persona o alimento con buen olor para un ratón. Entonces el asunto cambia. Dichos efectos (sonido , olor, etc) se distribuyen en el laberinto de acuerdo con la teoría de la dinámica de fases*. Esto significa que la señal se distribuye en ondas y llega más rápido y concentrada por el camino más corto.  Si seguimos la llamada en función de su volumen, al igual que el ratón sigue a su olfato, podemos acortar considerablemente la búsqueda de la salida.

La incorporación de un factor que indique la salida supone un salto en el tipo de organismos capaces de solucionar el problema. Animales tan simples como las bacterias pueden entonces ser atraídos a la salida por quimiotaxis. La corona de rey del laberinto salta entonces desde los vertebrados a organismos simples como el Plasmodium pseudopodia, una seudo-ameba que se organiza en tubos o prolongaciones (seudópodos) que buscan alimento. Si dejamos a esta ameba en un laberinto comenzará a explorar todos los pasillos de igual forma que Teseo desenredaba el ovillo mientras se adentraba en él. Sin embargo esta ameba va mucho más allá del simple plan del mítico joven griego. Una vez que ha encontrado todas las rutas que le llevan a la salida, pondera la distancia de todas las conexiones eliminando las más largas y dejando un único “cordel” que une la distancia más corta de un punto a otro del laberinto.

Esquema de la solución del laberinto realizada por la pseudoameba. Inicialmente la pseudoameba (amarillo) explora todo el laberinto. Cuando encuentra las zonas con alimento (rojo) destruye las conexiones más largas continuando conectada por el camino más corto (Fuente Wikipedia. CC)

¿Cómo funciona?

Este organismo opera como una computadora que calcula las concentraciones del compuesto en cada nodo (cruce de caminos), eliminando las intersecciones que no difunden compuestos/alimentos  y analizando las que si difunden dichos compuestos mediante ondas contráctiles. Este sistema es similar a tensar dos cuerdas que unen dos puntos por diferentes caminos, una vez tensas las hacemos vibrar en un extremo y observamos la amplitud que llega al otro extremo. La amplitud es inversamente proporcional a la distancia recorrida, así que analizando este valor se puede determinar la ruta más corta a cada nodo y eliminar las rutas más largas. Esto funciona para laberintos más complejos o diferentes estructuras como poliedros donde este organismo siempre alcanza el camino más eficaz que une los puntos que contienen el alimento. Dicha computación está lejos de ser trivial si existen muchos nodos y  requiere una compleja red de información cuyas bases químicas no se conocen con exactitud.

Notas y Referencias:

El artículo original de la seudo-ameba fue publicado como comunicación breve en Nature (Intelligence: Maze-solving by an amoeboid organism. Nakagaki et al. 2000). Curiosamente recibió el premio Ig-Nobel en 2008 (premio a las investigaciones más inusuales o inútiles). De  igual forma que hay premios Nobel incomprensibles, hay Ig-Nobel sacados de la chistera. Esta breve comunicación ha sido citada más de un centenar de veces -¡más quisiera yo que alguno de mis artículos generara tanto diálogo!- y es una análisis muy interesante sobre la inteligencia más primitiva. Dichos conocimientos son útiles para comprender  la física y evolución de la distribución de señales bioquímicas que podría ser indispensable para generar robots/organismos capaces de solucionar problemas de forma eficiente. Hay más información sobre su capacidad de solucionar problemas de topología matemática aquí [EN, Google Scholar] y en este otro artículo “Smart network solutions in an amoeboid organism” de los mismos autores. El propio grupo de Toshiyuki Nakagaki publicó recientemente un report en Science sobre la optimización de conexiones utilizando el mapa de trenes de Tokio que consiguió cierta notoriedad y que demuestra que la computación de estos organismos resuelve problemas de topología altamente complejos. Podéis leer algo más sobre laberintos y matemáticas aquí. Si os gusta la mitología griega podéis echarle un vistazo a la página de la wikipedia sobre Teseo.

Actualización: Si te ha gustado la entrada, puedes menearla aquí.

*Kuramoto, Y. in Chemical Oscillations, Waves and Turbulence (Springer, Berlin, 1984). No he encontrado un buen enlace en la red.

Imágenes: Red Escolar y Wikipedia

Enlaces relacionados:

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Los 10 pasos evolutivos más relevantes

La evolución de las especies a lo largo de su historia ha permitido la aparición de cualidades impresionantes a los seres vivos. En este post me gustaría repasar los que creo son los 10 cambios más relevantes que han ocurrido en la historia de la vida en la Tierra desde que aparecieron los primeros seres vivos. Evidentemente estos pasos fueron todos muy graduales y es difícil acotarlos en “un paso”. La lista está ordenada por orden cronológico de aparición partiendo de los primeros seres replicantes cuyas características concretas sólo podemos especular actualmente:

1-La fidelidad en la copia del DNA

Una bacteria actual comete un error en la copia del DNA cada 10E10 generaciones aproximadamente. Este ratio entre mutaciones y fidelidad permite adaptaciones pero limitando acumular grandes errores rápidamente que acabarían con la especie. La principal artífice de esta maravilla evolutiva se llama DNA polimerasa que por si sola es capaz de copiar fielmente varios miles de bases de DNA  antes de cometer un error. Las versiones más avanzadas y que aparecieron más tarde en la evolución de los eucariotas tienen además mecanismos de revisión para minimizar los errores cometidos. Su necesidad para la vida es tal que no existen seres vivos que carezcan de este mecanismo. Sólo algunos virus como el HIV que a cambio utilizan la perfecta maquinaria celular.

2-El flagelo

Flagelo bacteriano

De esperar a que la comida llegue, a ir a p0r ella. Este uno de los cambios principales cambios que supuso el flagelo. Aunque anteriormente las bacterias desarrollaron pequeños filamentos (cilios) que permitían cierto movimiento lo cierto es que estás estaban totalmente sometidas a las fuerzas que gobiernan el movimiento browniano: Imaginad que estáis dentro de una piscina llena de canicas que se propulsan a toda velocidad en todas direcciones. El flagelo suponía además una mejora en la capacidad de colonizar nuevos y lejanos ambientes o de escapar de circunstanrcias adversas. Puedes ver un vídeo sobre la evolución del flagelo aquí donde se postula su aparición a partir de un organulo destinado a la sujeción.

2-El fotoreceptor

Y se hizo la luz. La capacidad de reconocer la luz suponía inicialmente acceso a alimento (la síntesis de muchos compuestos orgánicos es catalizada por la luz) y una guía para el movimiento (define arriba y abajo). Sin embargo este pequeño avance sembraría la semilla para dos futuros mecanismos de gran relevancia: la fotosíntesis y la visión. Los fotoreceptores se basan en pigmentos capaces de excitarse con la luz y de transmitir dicho estado excitado a alguna proteína.

3-La fotosíntesis

¿Quién necesita comida cuando puedes fabricarla? Este es quizás el salto evolutivo más impresionante: la capacidad de producir compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, mucho más abundantes. Estas reacciones requieren de gran energía que los seres vivos obtienen del calor, degradación de otros compuestos orgánicos/ inorgánicos o de la luz. Podéis leer algo más sobre la fotosíntesis en este otro post que escribí. La fotosíntesis no podría ser posible sin los fotoreceptores que además probablemente coevolucionaron con la mejora del flagelo. Ninguno de estos “castillos de naipes” habria aguantado sin la fidelidad en la copia del DNA. Sigue leyendo

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