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EL áRBOL ENMARAñADO

David Quammen  

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Fragmento

TRES SORPRESAS

Una introducción

Hasta donde sabemos, y poco importa cuán intensamente podamos imaginar lo contrario, la vida en el universo es un fenómeno peculiar limitado al planeta Tierra. Hay mucha especulación y mucho mejunje probabilista, pero ninguna prueba de lo contrario. La probabilidad y las circunstancias químicas parecen indicar que la vida tendría que existir en otros lugares, pero, hasta la fecha, no tenemos experiencia alguna de la realidad de esa otra vida, si es que la hay. Es una conjetura, mientras que la terrestre es un hecho. Si mañana, o el año que viene, o mucho después, cuando el lector y yo ya no estemos, se anunciase el asombroso descubrimiento de seres extraterrestres, la impresión de que la Tierra es única se desvanecería. Sin embargo, por ahora, esto es lo que tenemos: la vida es algo que se ha desarrollado solo aquí, en esta esfera rocosa relativamente pequeña situada en un discreto rincón de una galaxia mediana. Se trata de una historia que, hasta donde sabemos, ha ocurrido solo una vez.

Por eso mismo, la estructura de esta narración, tanto en sus grandes rasgos como en sus más mínimos detalles, tiene su interés.

¿Qué sucedió en el transcurso de aproximadamente cuatro mil millones de años para que la vida se ramificase desde su origen primordial hasta generar la diversidad y complejidad que conocemos hoy? ¿Cómo sucedió? ¿Qué concatenación de accidentes y determinaciones hizo que apareciesen criaturas tan maravillosas como los humanos o las ballenas azules, los tiranosaurios o las secuoyas gigantes? Sabemos que hubo transiciones cruciales en la historia de la evolución, casos improbables de convergencia, vías muertas, extinciones masivas, grandes acontecimientos y pequeños sucesos con enormes consecuencias, incluidas algunas contingencias fatales de cuyo acaecimiento quedaron pruebas sutilmente impresas en el registro fósil y en el mundo actual. Si, en un experimento imaginario, alterásemos esas pocas contingencias, todo sería diferente. Sencillamente, nosotros no existiríamos. Los animales y las plantas tampoco. ¿Por qué todo sucedió así y no de otra manera? Las religiones tienen sus respuestas particulares a estas preguntas, pero la ciencia aún debe descubrir las suyas, para luego sustentarlas con pruebas empíricas, no recibirlas en estado de sagrado trance.

Este libro trata de un nuevo método para narrar esta historia, para inferirla, y expone ciertas ideas inesperadas que han brotado de él. Este método responde al nombre de «filogenética molecular». Algún lector arrugará la nariz ante este término tan sofisticado, lo cual es bastante comprensible, pero, de hecho, lo que significa es bastante simple: la lectura de la historia profunda de la vida y los patrones de parentesco en la secuencia de las unidades constituyentes de ciertas moléculas largas, unas moléculas que hoy en día sabemos que existen en los seres vivos. Estas moléculas son principalmente el ADN, el ARN y algunas proteínas específicas. Las unidades constituyentes son, por una parte, bases de nucleótidos y, por otra, aminoácidos; más adelante los definiré. Las ideas inesperadas que mencionábamos antes han remodelado de manera fundamental lo que creemos saber sobre la historia de la vida y las partes funcionales de los seres vivos, nosotros incluidos. Nos han dado, en particular, tres grandes sorpresas sobre quiénes somos —nosotros, los animales multicelulares, y en particular, nosotros, los humanos—, qué somos y cómo evolucionó la vida en nuestro planeta.

Una de ellas es la existencia de unas criaturas anómalas, que conforman una categoría integral de forma de vida, antes insospechadas y ahora conocidas con el nombre de «arqueas», Archaea cuando nos refiramos formalmente al dominio. Otra es una modalidad de cambio hereditario asimismo inopinado, a la que ahora se llama «transferencia horizontal de genes». La tercera es todo un hallazgo o, en todo caso, una posibilidad con bastante fundamento, en relación con nuestra ascendencia más profunda. Es probable que nosotros —nosotros, los humanos— provengamos de criaturas que hace solo cuarenta años desconocíamos.

El descubrimiento y la identificación de las arqueas, a las que durante mucho tiempo se había tomado por un subgrupo de bacterias, revelaron que la vida actual a escala microbiana es muy diferente de lo que la ciencia había creído hasta entonces, y que la historia temprana de la vida también fue muy diferente. El reconocimiento de la transferencia horizontal de genes —THG, en la sopa de letras de los expertos— como fenómeno generalizado ha dado un vuelco a la certeza tradicional de que los genes fluían solo verticalmente, de padres a hijos, y no podía haber intercambio lateral, que traspasara las fronteras de las especies. La última noticia sobre las arqueas es que todos los animales, todas las plantas, todos los hongos y todas las demás criaturas complejas compuestas de células con ADN en su núcleo —la lista nos incluye— descienden de estos antiguos y extraños microbios. Tal vez. Es como si alguien se enterase de pronto de que su tatarabuelo no era de Lituania, sino de Marte.

Las tres sorpresas, juntas, dan lugar a nuevas incertidumbres, pues acarrean importantes implicaciones sobre la identidad, la individualidad y la salud humanas. No somos precisamente lo que pensábamos que éramos. Somos criaturas compuestas, cuya ascendencia parece provenir de una zona oscura del mundo viviente, de un grupo de criaturas cuya existencia la ciencia ignoraba hasta hace unas décadas. La evolución es más complicada, es mucho más intrincada de lo que habíamos pensado. El árbol de la vida está más enmarañado. Los genes no se mueven solo de forma vertical. También pueden hacerlo lateralmente, traspasando los límites de las especies a través de brechas más anchas, incluso entre los distintos reinos de la vida, y algunos han entrado de esta manera en nuestro linaje —el de los primates—, procedentes de fuentes inesperadas ajenas a él. Es el equivalente genético de una transfusión de sangre o —con otra de las metáforas preferidas de algunos científicos— de una infección que transformase la identidad: una «herencia infectiva». Diré más sobre esto en su momento.

Y hablando de infecciones, otro resultado de este movimiento lateral de genes se relaciona con el actual desafío médico global de las bacterias resistentes a los antibióticos, una crisis silenciosa que con el tiempo empezará a hacer ruido. Microbios peligrosos, como el SARM —el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina, que mata a más de once mil personas al año en Estados Unidos y a muchas más en todo el mundo—, pueden adquirir de repente, a partir de bacterias del todo distintas, paquetes enteros de genes de resistencia a los antibióticos mediante la transferencia horizontal de genes. Esta es la razón de que el problema de las superbacterias resistentes a múltiples fármacos —bacterias a las que no podemos matar— se haya extendido tan rápidamente por todo el mundo. De repente, estos hallazgos, de carácter tan material como profundo, nos desafían a reajustar la concepción básica de lo que los humanos somos, de qué ha tomado parte en nuestra aparición y de cómo funciona el mundo de los seres vivos.

Este reinicio radical del pensamiento biológico ha tenido su origen en varios puntos espaciales y temporales. Uno de ellos, tal vez el más crucial, merece especial mención. Se trata de algo que ocurrió en el otoño de 1977; el lugar era Urbana, en Illinois, el mismo sitio donde un científico llamado Carl Woese posó de manera informal para un fotógrafo de The New York Times, sentado y con los pies encima de su escritorio, delante de una pizarra llena de notas y números. La noticia que cubría The Times, para la cual se tomó la foto, era que Woese y sus colegas habían descubierto «una forma de vida aparte», que constituía un «tercer reino» de formas biológicas además de los dos reconocidos, y se publicó el 3 de noviembre de 1977.[1] Apareció en la portada, en el extremo superior, junto a las informaciones sobre la rica heredera secuestrada Patty Hearst y un embargo de armas contra el régimen del apartheid en Sudáfrica. Era una gran noticia, atrajera o no al lector común de The Times con su escueto comentario, que hablaba de «una forma de vida aparte». El artículo proporcionó a Woese el momento cumbre de su fama, los quince minutos que prometía Warhol, y luego, de vuelta al laboratorio. El científico introdujo cambios radicales —en su campo, en la historia de la vida— y, sin embargo, sigue siendo desconocido para la mayoría de las personas fuera de los semidesiertos corredores de la biología molecular.

Carl Woese era un hombre complicado —enteramente dedicado a su trabajo y muy reservado—, que se concentró en cuestiones profundas, improvisó técnicas ingeniosas para indagar en esas cuestiones, desdeñó algunas de las reglas del decoro científico, se ganó enemigos, ignoró sutilezas, dijo lo que pensaba, se centró obsesivamente en su propio programa de investigación hasta el punto de dejar de lado casi cualquier otra preocupación y se alzó con al menos uno o dos descubrimientos que sacudieron los pilares del pensamiento biológico. Para sus amigos más cercanos era un tipo accesible y divertido, cáustico pero irónico, amante del jazz, aficionado a la cerveza y al whisky escocés, y con cierta facilidad para tocar el piano aunque fuera de forma rudimentaria. Para la mayoría de sus alumnos de posgrado, becarios posdoctorales y ayudantes de laboratorio era un buen jefe y un mentor que los inspiraba, a veces —pero no siempre— generoso, sabio y afectuoso.

Como profesor en el sentido más estricto —enseñaba microbiología en la Universidad de Illinois—, fue una figura casi inexistente según la opinión de los estudiantes. No era de los que aguantan ante grandes bancos repletos de alumnos ansiosos y despistados para explicar con paciencia el abecé de las bacterias. Las clases no eran su fuerte, o de su interés, y carecía de elocuencia incluso para presentar en congresos científicos su propio trabajo. No le gustaban las reuniones. No le gustaba viajar. No era de los que crean un ambiente de alegría y compañerismo en el laboratorio, a base de organizar seminarios y fiestas navideñas para aparecer en fotos de grupo, como hacen muchos científicos veteranos. Claro que tenía amigos entre la juventud, a los que él escogía, y algunos de ellos recuerdan buenos momentos, risas y barbacoas con cerveza en su casa, a pocos pasos del campus universitario. Pero eran los pocos elegidos que, de alguna manera, por simpatía o por suerte, habían conseguido acceder al círculo.

En años posteriores, a medida que era objeto de cada vez mayor admiración y recibía honores de todo tipo —menos el Premio Nobel—, Woese parecía mostrarse cada vez más amargado. Se consideraba un marginal. Lo eligieron para la Academia Nacional de Ciencias, un prestigioso cuerpo, pero con tardanza, a los sesenta años, y esa demora lo molestó. Según ciertas informaciones, se distanció de su familia —una esposa y dos hijos, raramente mencionados en las publicaciones de sus trabajos científicos—. Era un brillante heterodoxo, y su trabajo dio pie a una drástica revisión de uno de los conceptos más básicos de la biología, el de la idea del árbol de la vida, la gran imagen arbórea del parentesco y de la diversificación. Es por eso por lo que el momento triunfal de Woese en Urbana, el 3 de noviembre de 1977, ocupa casi un lugar central en este libro.

Otros científicos y otros descubrimientos están conectados a Woese y su árbol. Por ejemplo, a mediados de la década de los veinte, un médico británico poco conocido llamado Fred Griffith notó, mientras investigaba la neumonía para el Ministerio de Salud, una transformación inesperada en las bacterias; una cepa se convertía de forma repentina e instantánea en otra, de ser inofensiva pasaba a hacerse virulenta y mortal. Este hecho era importante para la salud pública —la neumonía bacteriana era en aquel entonces una de las principales causas de mortalidad—, pero, también, una pista de ciertas verdades más profundas de la ciencia, cuestión de la que Griffith no se dio cuenta.

El mecanismo de la desconcertante transformación que observó Griffith se mantuvo en la oscuridad hasta 1944, cuando un investigador discreto y concienzudo llamado Oswald Avery, del Instituto Rockefeller de Nueva York, identificó la sustancia, el «principio transformador» capaz de ocasionar un cambio tan repentino de una identidad bacteriana a otra. Era el ácido desoxirribonucleico o ADN. Menos de una década después, Joshua Lederberg y sus colegas demostraron que este tipo de transformación, clasificada como «herencia infectiva», era un proceso rutinario e importante en las bacterias —y, como demostraría en su trabajo posterior, no solo en ellas—. Entretanto, Barbara McClintock, experta en la genética del maíz, que tenía entre manos el descubrimiento de unos genes que rebotaban de un punto a otro en los cromosomas de su planta favorita, trabajó con muy poco apoyo o reconocimiento durante los mejores años de su carrera. Finalmente recibiría el Premio Nobel a la edad de ochenta y un años.

Lynn Margulis, una microbióloga formada en Chicago y un personaje único en casi en todos los sentidos, compartía al menos una cosa con McClintock, a saber, las frustraciones de ser menospreciada por algunos colegas como una mujer excéntrica y testaruda, en su caso, por resucitar una vieja idea que durante mucho tiempo se había considerado disparatada, la de la endosimbiosis. Este concepto significa en términos generales, la integración cooperativa de seres vivos dentro de seres vivos. Es decir, no hablaríamos solo de criaturas diminutas que habitan dentro del vientre o la nariz de criaturas de mayor tamaño, sino de células dentro de células. Más específicamente, Margulis argumentaba que las células que forman cada criatura en las más complejas divisiones de la vida —cada ser humano, cada animal, cada planta, cada hongo— tienen un carácter quimérico, constituidas por bacterias capturadas en el interior de receptáculos no bacterianos. Con el tiempo, estas particulares bacterias se transformaron en órganos celulares. Imaginemos una ostra trasplantada a una vaca que se convierte en un riñón bovino funcional. Esto parecía una locura cuando Margulis lo propuso en 1967. Pero tenía razón en la mayor parte.

Fred Sanger, Francis Crick, Linus Pauling, Tsutomu Watanabe y otros científicos también tuvieron un papel crucial en esta cadena de episodios, a veces tanto por la fuerza de su personalidad como por su brillantez científica. Algo más atrás en el tiempo encontramos oscuras figuras como Ferdinand Cohn, Edward Hitchcock o Augustin Augier, así como otras más famosas, como Ernst Haeckel, August Weismann o Carl Linnaeus (Linneo). El fantasma de Jean-Baptiste Lamarck se levanta de su tumba para merodear entre las sombras del pensamiento evolucionista.

Todas estas figuras, que contribuyeron a alterar el pensamiento científico, son de interés por la forma en que sus obras brotaron de su vida. Sirven como buenos recordatorios de que la ciencia en sí misma, por precisa y objetiva que sea, es una actividad humana. Es una forma de preguntarse y de conocer. Es un proceso, no un cuerpo de hechos o leyes. Como la música, como la poesía, como el béisbol, como el ajedrez de los grandes maestros, es algo gloriosamente imperfecto que los humanos hacen. Las borrosas huellas de nuestra humanidad están por todas partes.

Pero los humanos no son los únicos personajes importantes de este libro. En él hay también muchas otras criaturas vivientes cuyas particulares hazañas y rarezas ilustran distintos aspectos de la historia que aquí trato de contar. Muchas de ellas son microbios, las bacterias que he mencionado, las arqueas y otras entidades diminutas. Que no nos engañe su pequeñez; las implicaciones y las repercusiones que conllevan son grandes. Y no nos dejemos intimidar por los nombres que tienen, en su mayoría del latín científico, como Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Methanobacterium ruminantium y otros monstruosos trabalenguas. La razón por la que los llamo así no es porque me gusten las lenguas muertas, sino porque no hay otro modo de hacerlo. Por lo general, no se tiene la deferencia de poner un nombre más común a las especies microbianas, como puedan serlo «jirafa del sur», «emberiza del olivo», «mariposa monarca» o «dragón de Komodo». Si a la bacteria conocida como Haemophilus influenzae la llamasen «tocanarices de Fleming», usaría aquí ese nombre.

Hay otro personaje destacado, este del género humano, que debo mencionar aquí. Es un barbudo microbiólogo estadounidense, con cierta inclinación a la meditación filosófica, recluido en una universidad de Nueva Escocia. Este personaje ha sintetizado a Carl Woese, Lynn Margulis y gran parte del reciente trabajo en filogenia molecular en un fenomenal desafío contra la metáfora central de la biología. Se llama Ford Doolittle; es un hombre alto, tímido en la actitud aunque no en el pensamiento, y disfruta cuando causa un poco de malestar intelectual. En el cambio de milenio, Doolittle publicó un ensayo titulado «Arrancando el árbol de la vida», que provocó una cascada de discusiones. Fue gracias a este y a otros escritos relacionados que supe de su existencia, en particular aquellos en los que discutía la transferencia horizontal de genes y sus implicaciones. «¿Qué es horizontal?», fue lo primero que pensé. Entonces fui en peregrinación a Halifax y acampé durante días en su despacho. Doolittle está medio retirado, sigue guiando a estudiantes de posgrado y todavía disfruta de una prestigiosa beca de investigación, pero ya no se dedica a multiplicar bacterias radiactivas en el laboratorio para deducir fragmentos de su genoma —la total

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