Teoría materialista de la evolución de Juan M. O. Alberdi (página 9)

Pero la ideología es inseparable de la ciencia. Sólo el progreso científico va desgranando la ideología de la ciencia, depurando a ésta de sus limitaciones y errores, y formulando postulados más sólidos, mejor fundados o más profundos. La ciencia se despega entonces de la ideología a costa de introducir nuevas ideologías y de convertirse ella misma en ideología. Como toda verdad, la ciencia es relativa en cada etapa del conocimiento a la que alcanza; cuando esa verdad relativa se pretende transformar en un absoluto, en un punto y final, se ha convertido en ideología porque ese punto y final no existe: toda tesis científica va a ser mejorada y superada por otra posterior.

Exponer las limitaciones de la genética no significa combatirla o menospreciarla, sino todo lo contrario. En la historia han existido puntos de partida peores que ese. Conocemos los casos de la astrología o la alquimia. Hoy se trata de disciplinas, cuando menos, despreciadas pero en su momento fueron el punto de arranque de la astronomía y de la química. Que la astronomía haya superado ampliamente la astrología no significa que en ella no se infiltren periódicamente concepciones ideológicas absurdas, como la hipótesis del big bang. Nadie es denostado en esa disciplina ni expulsado de ella por criticar esa u otras hipótesis, por más que se presenten en sociedad como tesis y tengan -nunca por casualidad- tamaña repercusión mediática.

Cuando una concepción es errónea no basta con criticarla, con el momento negativo, sino que es necesario, además, oponerle la concepción verdadera. La ciencia sigue un recorrido dialéctico: tesis, antítesis y síntesis. Como su propio nombre indica, la síntesis no se limita a enfrentarse con su contraria sino que la asimila en su interior, absorbe su núcleo racional, lo eleva y lo desarrolla en un plano más elevado. En toda síntesis científica hay, pues, algo de los postulados que le dieron origen y que fueron criticados. Por eso la genética del futuro partirá de los hallazgos encontrados en el siglo XX por erróneos que hayan sido sus planteamientos y fundamentos. Tendrá que partir de ahí porque no hay otros y la ciencia nunca empieza desde cero; la tabla rasa de los empiristas no existe.

Tendrá que partir de ese punto y comprender sus limitaciones internas, que son muchas y muy importantes, de las cuales la principal es que ha convertido una verdad relativa en una verdad absoluta. Cuando una verdad se presenta como absoluta es falsa con toda seguridad, lo cual no quiere decir que sea completamente falsa; lo que quiere decir es que, en realidad, es una verdad relativa.

Ningún fenómeno se puede analizar de forma estática, y la ciencia tampoco. En cada etapa del conocimiento no es posible saber qué postulados son verdaderos y cuáles falsos, cuáles se pueden reputar como ciencia y en dónde se ha infiltrado la ideología. Pero sí se pueden aventurar líneas de desarrollo, aunque para ello no basta ser un buen científico en una determinada especialidad sino que hay que conocer la historia de las ciencias (no de una sino de varias) y conocer cómo son sus evoluciones. Pero esto es algo vedado por el positivismo que no gusta ni del pasado ni del futuro.

Pretende que olvidemos aquello que dijo Henry Sigerist, el gran historiador de la medicina del siglo XX: "La historia de la medicina es parte de la medicina". Del mismo modo, cabe decir que la historia de la biología es parte de la ciencia de la biología. Recientemente lo viene denunciando magistralmente el microbiólogo británico Milton Wainwright, lamentando que sus colegas no estudien ni a los clásicos de la disciplina, ni ninguna obra científica que tenga una antigüedad superior a los diez años. Sin embargo, pronostica Wainwright agudamente, el futuro de la microbiología está en su pasado. Para avanzar hacia el futuro tendrá que mirar atrás, rescatar a aquellos que ha dejado olvidados en algún momento de su devenir (724). Las grandes innovaciones científicas no son las que están pendientes de ser expuestas sino las que esperan recibir la atención que se merecen. Si los planes de estudio no consideran que la historia de la biología forma parte de la biología están sustrayendo una parte capital del conocimiento de la disciplina a sus estudiantes. Es lamentable que se estén aprobando tesis doctorales sobre vacunación cuando casi nadie a leído a Jenner, que se estén impartiendo lecciones de 'bacteriología sin poder estudiar a Koch. Es inconcebible que las obras de los clásicos de una disciplina no estén ni traducidas al castellano, ni sean tampoco accesibles en las biliotecas universitarias. Es una de las demostraciones del escandaloso estado real de la ciencia contemporánea.

La ciencia se ahorraría muchos esfuerzos si fuera capaz de vislumbrar las líneas de desarrollo, para lo cual necesita conocer su propia historia. En el caso de la genética se trata de saber si esos desarrollos han ido confirmando las expectativas de las teorías formalistas o si, por el contrario, siguen derroteros diferentes. A mi juicio, 60 años después del informe de Lysenko la experimentación ha demostrado la falta de fundamentos consistentes de la genética, que necesita replantearse la mayor parte de las nociones tradicionales sobre las que se ha asentado, desde el concepto mismo de gen hasta la separación metafísica entre genotipo y fenotipo, pasando por el rechazo a la teoría de la herencia de los caracteres adquiridos (herencia con modificaciones, si se prefiere), la leyenda acerca de las leyes de Mendel, la teoría cromosómica y su "dogma central", entre otros.

En particular, el concepto de gen exige una clarificación que quizá sólo sea posible con su erradicación de la ciencia, como ya sucedió con el flogisto. No es en absoluto necesario para la genética. Una vez conocida la naturaleza material así como la forma de los ácidos nucleicos, la tarea de la genética reside en identificar sus distintos segmentos, clarificar las funciones que desempeñan cada uno de ellos, así como explicar las interacciones con aquello que los rodea. Los ácidos nucleicos ni son conceptos estadísticos, ni códigos universales, ni están tampoco encerrados en una caja fuerte inaccesible. A determinados efectos incluso es posible concebir cada uno de los segmentos de sus largas moléculas como una unidad; a otros efectos no son tal unidad sino que forman parte de una unidad superior. Sus diferentes regiones interactúan unas con otras porque la localización de cada una de ellas tiene un sentido posicional. También parece obvio constatar que los ácidos nucleicos interactúan con las proteínas a las que están tan estrechamente asociados en los cromosomas, con los demás componentes del citoplasma de cada célula y, por fin, con el ambiente externo. Como cualquier otra forma de materia del universo, los ácidos nucleicos se interrelacionan con otras formas de materia, evolucionan y cambian en función del estado de desarrollo del organismo del que forman parte. Unas secuencias se activan y otras permanecen latentes, unos se expresan en determinadas personas y en otras no, unos empiezan a cumplir su función en un determinado ciclo del desarrollo y otros en otro, etc.

Progresivamente el mendelismo se encierra sobre sí mismo; prefiere no mirar los hechos a la cara antes que alterar un ápice de su teoría sintética. Richard Dawkins expresó de una manera muy rumbosa la rotundidad con la que se niegan a reconocer la capitulación del dogma: "Para ser descarnadamente honesto, pienso que pocas cosas destruirían más mi visión del mundo que la demostración de la necesidad de volver a la teoría de la evolución que se atribuye tradicionalmente a Lamarck. Es una de las pocas circunstancias en las que me ofrecería a comerme mi sombrero" (725).

A pesar de esta ceguera empedernida, los fenómenos biológicos habitualmente calificados como lamarckistas siguen proliferando, constituyendo cada uno de ellos otras tantas muestras de la quiebra de la teoría sintética. De una manera creciente, las evidencias de transmisión de los caracteres adquiridos son ya abrumadoras. Como dice Mae Wan Ho, "existe abundante evidencia de la herencia de los caracteres adquiridos en muchas formas diferentes" (726). La microbiología es impensable sin admitir la herencia de lo adquirido. Por ejemplo, en 1950 el francés André Lwoff demostró que la lisogenia es heredable. La explicación es la siguiente: existen virus, denominados fagos, entre ellos el X, que se alojan en bacterias donde -en ocasiones- permanecen casi totalmente inactivos, sin destruirlas. Las bacterias infectadas por esos virus -denominadas lisogénicas- incorporan el genoma del invasor y, a través de sus divisiones sucesivas, ese genoma se reproduce junto con el genoma bacteriano. De esta manera la bacteria original transmite el virus a su progenie, con la particularidad de que se vuelven resistentes a ser infectadas de nuevo por el mismo tipo de virus que albergan o por otros similares a ellos. Esa resistencia adquirida es consecuencia de que el virus no permanece completamente inactivo dentro de la bacteria sino que segrega una proteína que impide la expresión de las demás secuencias de su ADN. Esa misma proteína represora actúa a la vez como un factor de inmunidad que impide la infección de la misma bacteria por otro virus.

Además Lwoff demostró que es posible reactivar externamente de manera artificial, con radiaciones, el virus lisogénico alojado en la bacteria de manera que provoque su lisis, es decir, que la destruya.

La microbiología está relanzando la intervención de los factores ambientales sobre el genoma: "El mundo de las bacterias en cualquier estadio de la historia de este planeta ha estado condicionado por el estado de su habitat", afirma Postgate (727). En efecto, los cambios en el habitat han condicionado la evolución de las bacterias, pero éstas también han condicionado los cambios en el habitat. Sin ellas no existiría, por ejemplo, oxígeno en la atmósfera. Otro ejemplo de herencia de lo adquirido es el descubrimiento de la resistencia creciente de las bacterias a los antibióticos. Cuando a partir de 1935 se empezaron a utilizar sulfamidas y luego antibióticos, se comprobó que las bacterias se adaptaban a ellos, adquiriendo una resistencia creciente, de manera que para lograr la efectividad del antibiótico era necesario aumentar la dosis o aplicar otro diferente. Los neodarwinistas ofrecen una explicación panglósica que recurre a la selección natural como tópico habitual para cualquier caso imaginable de evolución biológica: cuando una persona toma un antibiótico, mueren la inmensa mayoría de las bacterias, pero no todas; sólo sobreviven las que previamente son ya resistentes. En 1943 Luria y Delbrück llevaron a cabo un experimento con fagos para demostrar que las mutaciones no son consecuencia del cambio en el medio sino que se producen antes del cambio y como consecuencia de la intervención del azar. Poco después, en 1952, los Lederberg llevaron a cabo otro experimento equivalente (728). Apoyándose en su teoría de las mutaciones y en esos experimentos la teoría sintética sostiene que la penicilina es eficaz, de manera que muy pocas bacterias sobreviven en ese medio hostil. Por lo tanto, se produce un hecho diferencial: no todas las bacterias adquieren por igual resistencia frente al cambio ambiental, los Lederberg transfirieron las bacterias supervivientes a otro medio que no contenía penicilina, en el cual, una vez aniquilada la competencia, volvieron a proliferar sin impedimentos. Finalmente volvieron a colocar de nuevo las bacterias resistentes en un medio que contenía penicilina, constatando que todas ellas también eran resistentes, aunque no hubieran nacido en un habitat con penicilina. Según los neodarwinistas eso demuestra que las bacterias resistentes eran variantes producidas al azar que ya se encontraban previamente en la población original, siendo seleccionadas por el ambiente. El antibiótico -el medio- no crea un carácter nuevo en el organismo, la resistencia a los antibióticos, sino que se limita a seleccionar a las que ya lo eran.

Esta versión es preformista porque supone que entre los millones de bacterias que contiene cualquier tejido humano, algunas son ya resistentes a los antibióticos, a pesar de que las bacterias existen desde hace millones de años, los seres humanos desde hace unos cientos de miles y los antibióticos desde hace sólo cincuenta años. Los neodawinistas tienen dificultades para convencer de que ancestralmente las bacterias ya disponían de una capacidad natural de resistencia frente a una sustancia artificial, creada por el hombre muy recientemente. Del mismo modo, la posibilidad de que hoy existan bacterias resistentes frente a sustancias artificiales que aún no han sido inventadas, desborda la imaginación humana más creativa.

La resistencia adquirida no se ciñe sólo a las bacterias y a los antibióticos, sino que también se ha observado en fenómenos análogos, como en los insectos con respecto a los insecticidas, un fenómeno del que también se apuntan las mismas explicaciones que acabo de exponer. Así, Nichols comienza defendiendo la explicación mendelista, pero reconoce finalmente la insuficiencia de la misma: "La situación real es evidentemente un poco más compleja de lo que acabamos de describir […] En otras palabras, hay esistencia multifactorial además de resistencia debida a un único gen", una explicación en donde la expresión "multifactorial", como ya he expuesto, remite a los factores ambientales (729).

La plaga de conejos en Australia a partir de mediados del siglo XIX es otro fenómeno similar a los descritos. Para acabar con ellos, un siglo después introdujeron el virus del mixoma que, si bien acabó con muchos de ellos, creó estirpes resistentes no sólo porque mutaron los conejos, sino también los virus, que es la parte que la biología no atiende. Como explica Nichols, cuando un virus coloniza a un ser vivo, se producen interacciones recíprocas entre ambos: el conejo reacciona frente al virus y el virus frente al conejo. De esta manera es más obvio que la explicación de la resistencia adquirida no se puede buscar en la selección natural porque no sólo cambia el anfitrión sino también el huésped (730).

La resistencia bacteriana es uno de los fracasos de más largo alcance de las ciencias de la biomedicina, la veterinaria y la farmacia contemporáneas. Sirve de prototipo para el estudio de otros fracasos científicos, en el mismo terreno o en otros. Hace un siglo, desde el mismo origen de la microbiología como disciplina científica, los investigadores definieron a una parte de la naturaleza viva como un enemigo, como un riesgo para la salud del ser humano, desatando una paranoia de medidas higiénicas contra peligrosos parásitos. Buscaban un habitat aséptico, sin virus, bacterias, hongos o insectos, es decir, dieron por supuesto que eso era posible, como también supusieron que era posible fabricar sustancias químicas artificiales (antivirales, antibióticos, insecticidas) capaces de lograr su objetivo aniquilador. En los momentos típicos de euforia incluso llegaron a anunciar al más alto nivel que habían logrado o estaban a punto de lograr una aplastante victoria contra aquellos enemigos biológicos. En 1969 el Surgeon General, uno de los máximos responsables de la sanidad en Estados Unidos, se permitió la licencia de anunciar el final de las enfermedades infecciosas en un discurso ante los congresistas de su país. Desde el siglo XVIII las medidas sanitarias -personales y sociales- han tenido una importancia decisiva en la prolongación de la esperanza de vida de los seres humanos, controlando piojos, ratas y otros vectores transmisores de patógenos. Pero las campañas exterminadoras se hicieron erráticas precisamente cuando con la aparición de la microbiología pudieron obtener sus mejores frutos, colmando así una "lucha por la existencia" que ha durado cien años y en la que el hombre acabó perdiendo cuando creyó que con los antibióticos tenía en sus manos el arma definitiva. Sin embargo, los antibióticos no han acabado con las bacterias; las bacterias han acabado con los antibióticos. Aunque ha habido "bajas", ambas especies siguen existiendo; la "lucha por la existencia" se ha saldado con la subsistencia de ambos contendientes. Esta expedición bélica no ha sido, pues, una cuestión de bajas sino de altas, no ha sido cuantativo sino cualitativo: ahora existen bacterias más resistentes. El inicio de un manual de parasitología comienza precisamente con la apesadumbrada confesión de este fracaso:

Con la aparición casi simultánea de antibióticos, DDT, y otros insecticidas y diversos agentes antiparasitarios, por algún tiempo se pensó que desaparecerían las enfermedades infecciosas del panoprama clínico. Que esto no ha sucedido como se esperaba es, por demás, obvio. Apenas iniciado el uso de tales sustancias las bacterias se hicieron resistentes a ellos (731).

Por lo tanto, que tal y como estaba planteada esa guerra se iba a perder se sabía -o se debió sospechar- desde el principio porque lo advirió el mismo Fleming: la penicilina no exterminaba a las bacterias sino que las modificaba, creaba otras capaces de subsistir en un medio hostil (732). En consecuencia, lo que la ciencia tiene que averiguar son los motivos por los cuales, a pesar de ello, se entabló una batalla perdida de antemano, dónde se localizan los errores. Lo mismo que la ciencia, los errores científicos tampoco brotan por sí mismos; cuando se detectan se corrigen, salvo que resulten funcionales al dispositivo burocrático en el que se desenvuelven las ciencias de la vida. Es precisamente la "comunidad científica" la que impide no sólo que los errores se subsanen sino que se multipliquen.

Entre las causas de la resistencia bacteriana, las críticas apuntan a un consumo excesivo de antibióticos pero no desnudan los motivos de dicho exceso que, como las demás formas de intoxicación farmacológica, son características de la posguerra. Una parte muy importante de los motivos hay que buscarlos en la política comercial de las multinacionales farmacéuticas. No sólo han estado intoxicando al cuerpo humano con antibióticos sino que también se han utilizado para el engorde del ganado; no sólo han suministrado antibióticos al ganado cuando caía enfermo, sino también cuando estaba sano. En los años cuarenta se descubrió que los micelios secos de Streptomyces aureofaciens -una fuente de antibióticos tetracíclicos- favorecían determinadas interacciones intestinales que aumentaban el peso del ganado. La cadena trófica aumentaba la dosis propia de antibióticos que llega al cuerpo humano por medio de la carne, la leche, el queso, la mantequilla y otros derivados.

Una política comercial falta de escrúpulos hacia la salud no sólo ha propiciado un consumo excesivo de antibióticos sino, además, un consumo indebido. Por ejemplo, los médicos han estado -y siguen- prescribiendo antibióticos para el tratamiento de infecciones virales, como la gripe y el resfriado común. No obstante, sólo un 15 por ciento como máximo de las bronquitis están ocasionadas por bacterias, siendo el resto de origen viral. Lo mismo ocurre con la irritación de garganta y determinados casos de otitis. Algunos cálculos estiman que el 80 por ciento de los antibióticos que se prescriben en las consultas de atención primaria para tratar infecciones respiratorias no aportan ningún beneficio para la salud del paciente (733).

Pero conviene volver a recordar que los factores económicos y sociales no han creado sino que sólo han sostenido una errónea concepción predominante dentro de la "comunidad científica", impidiendo que la misma fuera debidamente apreciada y corregida. La verdad siempre estuvo a la vista pero la ciencia miraba hacia otro lado, de manera que cuando los científicos descubrieron que determinadas bacterias -por ejemplo, las anaerobias- no eran ningún enemigo, el asunto dejó de interesarles. Ocurrió a partir de 1890 con la "flora de Vaillon", las bacterias que colonizan el interior del cuerpo humano. Durante décadas fue algo olvidado, reapareciendo en la década de los sesenta del siglo XX cuando aquellas bacterias inofensivas reaparecieron como patógenas, proceso que culmina en 1974 con los estudios de Weinstein (734). Es otro ejemplo del denostado antropocentrismo con el que seguimos contemplando a la naturaleza. La microbiología sólo presta atención a las bacterias perniciosas, creando la asociación característica entre la bacteria y su consecuencia perjudicial para la salud de los seres humanos. Sin embargo, lo que la ciencia tiene que analizar son las causas por las cuales en determinadas condiciones las bacterias se transforman en perjudiciales para la salud humana, algo que también sabíamos desde que al final de su vida Pasteur hizo su autocrítica: el problema no está en la bacteria sino en el terreno propicio que encuentra dentro del cuerpo humano. Cada vez que respiramos introducimos en nuestro cuerpo más de 1.800 tipos distintos de bacterias; el problema no puede estar ahí. Claude Bernard tenía razón, añadía Pasteur (735): lo que hay que vigilar no es el microbio sino a su anfitrión. El microbio causa un perjuicio cuando el organismo está debilitado. Es el caso de las múltiples infecciones contraídas por los pacientes ingresados en los hospitales, cuyo sistema inmune se encuentra extraordinariamente debilitado por la ingesta de antibióticos. La ciencia ha creado resistencia en las bacterias y debilidad en los seres humanos:

Quizás el factor que mejor caracteriza la evolución de los conceptos referentes a la infección nosocomial durante los últimos años es la importancia creciente que se le concede al huésped [anfitrión] en el desarrollo de la infección, condicionada por el hecho de que los pacientes hospitalizados cada vez más son más viejos, más enfermos, más inmunodeprimidos y por tanto más susceptibles. La mayor esperanza de vida, especialmente en lo que respecta a la prolongación de la vida en enfermos crónicos y terminales, conduce a un aumento de las susceptibilidades del paciente y por consiguiente a una elevación en el número de enfermedades nosocomiales. Es decir, la susceptibilidad del huésped [anfitrión] se ha convertido en uno de los principales condicionantes de las tasas de infección nosocomial (736).

Una vez situado el punto de vista de la resistencia bacteriana en el sistema inmunitario se comprende que el fenómeno nada tiene que ver con las explicaciones neodarwinistas. Frente al medio, las bacterias adquieren resistencia a los antibióticos modificando su genoma por varias vías y con varias rutas también distintas. Una de las más eficaces es la segregación de una enzima, la penicilinasa, que hidroliza el antibiótico, haciéndolo inoperante. La producción de esta enzima se debe a una mutación en su genoma, a una modificación de una secuencia de su ADN capaz de sintetizar la enzima enemiga. Esa mutación no es creador sino criatura, no es espontánea sino inducida por el medio. Un factor ambiental, el antibiótico, perturba la existencia de la bacteria y ésta reacciona desactivando los sistemas que normalmente controlan que la replicación del ADN sea la habitual. Barry G. Hall ha demostrado que las modificaciones del medio ambiente multiplican el número de mutaciones génicas de las bacterias. En condiciones de tensión ambiental, las células entran en una fase de hipermutaciones en las que aumenta la probabilidad de que adquieran un fenotipo que ayude a su supervivencia. La bacteria desarrolla una enorme cantidad de mutaciones en su genoma, genera numerosas variantes de sus secuencias de ADN. Algunas de ellas resultan ser resistentes al antibiótico en cuestión, y entonces empiezan a proliferar. El fenómeno, por lo tanto, es a la vez cuantitativo y cualitativo. Es cuantitativo porque en presencia del antibiótico aumenta la frecuencia de las mutaciones de 10 a 10.000 veces, hablándose entonces de hipermutaciones. Los antibióticos, en expresión de Mae Wan Ho, actúan como si fueran las hormonas sexuales de las bacterias. Es también cualitativo porque no se trata de mutaciones al azar sino dirigidas por el medio y adaptadas a él. No se modifica cualquier región del genoma sino precisamente aquellas que permiten a la bacteria subsistir en un medio modificado. Pero lo interesante es que el fármaco crea resistencias nuevas que luego se heredan en las sucesivas generaciones de bacterias. Es más: éstas intercambian ADN que les permite modificar la secuencia de ADN no sólo dentro de la misma especie, sino de una a otra especie.

Los animales superiores sólo elaboran una parte mínima de la cantidad y diversidad de anticuerpos que son capaces de producir. Cada linfocito B lleva consigo un anticuerpo distinto y las estimaciones indican que los mamíferos tenemos entre uno y diez millones de linfocitos B. Pero la variedad de anticuerpos que podemos producir, su potencia molecular, es de un orden varias veces mayor que ése. Ante la presencia de un antígeno (una bacteria patógena en el caso que aquí concierne), los linfocitos B que portan los anticuerpos correspondientes, interaccionan con él y comienzan a multiplicarse, un proceso que -una vez más- no es sólo cuantitativo sino también cualitativo, porque esos linfocitos modifican su ADN para que cada una de las copias que crean no sea idéntica al original y, por consiguiente, sea capaz de producir anticuerpos también diferentes. El antígeno induce una multiplicación cuantitativa acompañada de una diversificación cualitativa. Esa mutación inducida en el ADN no es aleatoria sino que se produce exactamente en la región del genoma que regula la producción de las regiones variables de la inmunoglobulina, que ocupa aproximadamente una millonésima parte del genoma celular. Según Milstein, se trata de hipermutaciones (especialmente sustituciones de bases) a una velocidad de mil por cada base y cada división celular, es decir, 10.000 veces superior a la observada en otras regiones del genoma. La velocidad de mutación, dice Milstein, es posible precisamente porque se concentra en una parte minúscula del genoma. Finalmente, Milstein sostiene que dichas mutaciones no son dirigidas de manera que muchos de los linfocitos perecen, aunque posiblemente una de cada diez o veinte prospera, creando un anticuerpo mejor contra el antígeno. En estos casos la interacción entre el antígeno y el anticuerpo envía señales al núcleo del linfocito B para que continúe el proceso de división. Sin embargo, más adelante sostiene lo contrario: "Los linfocitos B tienen una maquinaria especial que dirige ese proceso de hipermutación de una manera mucho más simple y eficiente de lo que nosotros podemos hacer por bioingeniería" (737).

La segunda vía por la cual las bacterias adquieren resistencia a los antibióticos es por medio del intercambio de ADN entre las bacterias, que es otra de las grandes sorpresas que la genética actual depara a la teoría sintética. Aunque durante años los genetistas aseguraron que el ADN provenía exclusivamente de los ancestros, hoy está comprobado que una buena parte de sus secuencias provienen de virus exteriores al organismo, utilizando la perífrasis "transferencia horizontal de ADN" para disimular la intervención de los factores ambientales sobre el genoma. La transgénesis es un proceso que se verifica de manera natural entre los seres vivos, los cuales intercambian ADN entre sí no sólo a través de la reproducción, sino también por la actividad de virus y bacterias. El ADN vírico puede integrarse por sí mismo en el genoma de la célula anfitriona. Este fenómeno permite que secuencias de ADN de una especie se incorporen al genoma de la otra. Así, una babosa marina, Elysia chlorotica, es capaz de sintetizar clorofila por una transferencia de ADN entre la babosa y las algas que consume. Como consecuencia de esa transferencia horizontal, un animal puede fabricar un pigmento vegetal. A través de los virus recibimos secuencias de ADN de muy diversas procedencias: de bacterias, de otros animales e incluso de especies alejadas, como las plantas. Más de 200 secuencias del genoma humano provienen de microrganismos. Más en concreto, el ADN extracromosómico (el que se aloja en las mitocondrias, cloroplastos y plásmidos del citoplasma) no son más que bacterias alojadas dentro de nuestras células. Dentro de los cromosomas los cambios de posición de las secuencias de ADN no sólo tienen una causa externa al propio genoma sino que también tienen un origen vírico. El intercambio genómico entre especies está modificando la concepción de la evolución, que no progresa sólo como una diversificación de organismos en especies separadas, cada uno de los cuales evoluciona por su cuenta, sino que las especies siguen interaccionando continuamente unas con otras. El origen de la célula eucariota (nucleada) y, por tanto, de los primeros componentes de los seres vivos tiene su origen en el acoplamiento de virus y bacterias. Según esta concepción, los seres vivos serían agregados de bacterias que se van especializando progresivamente con el transcurso del tiempo. Las bacterias no sólo fueron los primeros organismos vivos que aparecieron en la Tierra sino las creadoras de las condiciones para la aparición de la vida. Su desarrollo se produjo por mutua asociación entre ellas: unas bacterias asimilaron a otras pero no las digirieron.

La tesis de la herencia citoplasmática es otra de las vías que se han ido abriendo camino en la genética de la posguerra, resultando comprobada experimentalmente por el belga Maurice Chevremont en 1972. Hoy sabemos que hay ADN en las mitocondrias, cloroplastos y plástidos. En 1988 se lograron aislar las mitocondrias del resto de la célula. Cada una de ellas tiene cientos de mitocondrias, y algunas, como las hepáticas, más de mil. Cada mitocondria tiene su propio ADN del que depende casi un millar de proteínas que son enviadas al núcleo celular e intervienen decisivamente en la programación de la información genética nuclear. Como ya he expuesto, la herencia citoplasmática no responde a las leyes de Mendel y su código es diferente del cromosómico. Hoy su importancia científica no para de crecer. Según Briggs y Walters, "los estudios rápidamente desarrollados sobre la herencia no cromosomática pueden hacer aceptables de nuevo las ideas neolamarckianas sobre la posibilidad de la herencia de caracteres adquiridos. Tales ideas no están de ningún modo muertas" (738). Como he dicho antes, el ADN citoplasmático presenta una fuerte dependencia de factores ambientales. Por ejemplo, la tasa de reproducción de sus componentes se puede controlar por medio de la luz, la temperatura y la nutrición. Por ello muta mucho más rápidamente, ya que, además, no dispone de enzimas reparadoras.

La herencia citoplasmática no es un fenómeno secundario frente a la herencia cromosómica (739).

Por ejemplo, en la bacteria Rizhobium leguminosarum son los plásmidos los que fijan el nitrógeno, contribuyendo a una fase fundamental del ciclo biogeoquímico. A efectos evolutivos, el estudio de la herencia extranuclear tiene mucha mayor importancia que la nuclear y, según ha reconocido Margulis, está en el origen de su teoría simbiótica, la cual "está transformando la genética citoplasmática, anteriormente marginal, en una materia fundamental para los estudios genéticos"

(740). Por otro lado, la herencia citoplasmática es el centro de la ingeniería genética porque algunos plásmidos son integrativos, pudiendo insertar secuencias de ADN en los cromosomas nucleares. Se denominan "vectores" y están disponibles para uso comercial, así como para disponer de copias de secuencias particulares de ADN. Cuando un plásmido se inserta entre los cromosomas nucleares, se convierte en una parte de su genoma y recibe el nombre de episoma. Al integrarse en el cromosoma, el plásmido modifica el funcionamiento de la secuencia de ADN, pudiendo llegar a impedir su expresión. Los plásmidos también pueden retornar del cromosoma al plásmido, o incorporarse a otros plásmidos dentro del mismo citoplasma.

No obstante, en definitiva, tanto las mitocondrias en los animales, como los cloroplastos en los vegetales y los plásmidos en las bacterias, aunque se encuentren fuera del núcleo celular, constituyen formas de herencia basadas en el ADN. Además, las proteínas también desempeñan un papel fundamental en los fenómenos biológicos. La embriología experimental ha demostrado la trascendencia del citoplasma en el transcurso de las primeras etapas del desarrollo embrionario. Son las proteínas sintetizadas en el citoplasma las que controlan la actividad de las secuencias de ADN nuclear. Al principio del desarrollo, la síntesis de estas proteínas la codifican mensajeros estables, preexistentes, que tienen un origen materno. Por consiguiente, en las primeras fases embrionarias es el citoplasma, el cuerpo de la célula, el que orienta el conjunto del desarrollo. Luego, a lo largo del desarrollo posterior se producen interacciones continuas entre el núcleo y el citoplasma que conducen finalmente a la diferenciación celular. El citoplasma pone en funcionamiento las secuencias de ADN nuclear en función del estadio de desarrollo alcanzado por la célula.

Posteriormente el protagonismo del núcleo y las secuencias de ADN cromosómico crece con la gastrulación y se reafirma cada vez más cuando las células de los diversos tejidos se diferencian. El núcleo es imprescindible para que el desarrollo continúe más allá del periodo inicial de segmentación del huevo. En ausencia completa del núcleo, en el mejor de los casos, el huevo se segmenta incontroladamente varias veces. Por sí mismos los núcleos de las células embrionarias son equipotenciales, es decir, pueden desarrollarse en muchas direcciones distintas. Si se injertan núcleos idénticos en citoplasmas heterogéneos, bajo la influencia de cada uno de éstos, los núcleos se modifican de tal manera que algunas de sus secuencias de ADN se activan; a su vez, esto provoca modificaciones del citoplasma circundante, que se vuelve entonces aún más heterogéneo.

Algunas proteínas del citoplasma, los priones, también son hereditarias, es decir, que existen formas de transmisión de caracteres que no se fundamentan en el ADN y que, como las demás formas de herencia citoplasmática, se transmiten contraviniendo los postulados mendelistas. Los priones son proteínas de unos 250 aminoácidos con la misma secuencia lineal que otras, de las que se diferencian por el pliegue tridimensional. En una predominan los pliegues a (en espiral) mientras que los P (en láminas) predominan en la otra. Como dos proteínas funcionan de manera diferente según su configuración espacial, los priones también se diferencian funcionalmente de las proteínas con las que comparten la misma secuencia de aminoácidos. Como he puesto de relieve anteriormente, esta configuración espacial de las proteínas desmentía la hipótesis secuencial que Crick había defendido en 1957: la secuencia de aminoácidos no determina la forma de plegamiento de la proteína puesto aque una misna secuencia tiene dos pliegues diferentes; por consiguiente, dicho plegamiento tampoco viene determinado por la secuencia de bases del ADN.

Como sucede con los fenómenos biológicos que contradicen el mendelismo, los priones se han considerado hasta ahora exclusivamente como patologías, algo más propio de la medicina que de la biología. A consecuencia de ello, en los mamíferos las formas proteínicas con pliegues a se designan como PrPc y las que los tienen [3 como PrPsc, donde se se toma de scrapie, la enfermedad que provoca tembleque en la ovejas. Virchow dio el nombre de amiloides a las sustancias compuestas por proteínas con pliegues de tipo [3 que, ciertamente, en ocasiones están ligadas a patologías (amiloidosis) progresivas y letales. Por ejemplo, en mamíferos las proteínas con pliegues de tipo P provocan graves trastornos neurológicos. La PrPc forma parte de las membranas de algunos tipos de células, entre ellas las nerviosas. En 1931 el chino Hsien Wu propuso que el pliegue de la cadena polipeptídica da a las proteínas nativas una estructura tridimensional específica estabilizada por enlaces débiles, no covalentes. Los cambios de configuración tridimensional de las proteínas con las altas temperaturas y presiones así como con los valores bajos de pH modifican esa configuración y, en consecuencia, su función biológica original. Es la causa de que la clara de un huevo cocido sea blanca y sólida como el almidón. No obstante, la formación de amiloides no es necesariamente patológica. Por el contrario, según Yuri O. Chernoff, es una de las formas de pliegue más antiguas de las proteínas, desempeñando un papel evolutivo y adaptativo en determinados seres vivos. Se han encontrado configuraciones amiloides funcionales en todos los seres vivos, desde las bacterias a los mamíferos. Algunos priones de la levadura son similares a las de los mamíferos.

También se han encontrado priones en hongos, donde desempeñan funciones tan importantes como la regulación del nitrógeno. Un prión como PSI+ es un mecanismo de variación genética y diversidad fenotípica que responde a cambios en el entorno. La evidencia experimental apunta a que los priones modulan epigenéticamente una gran variedad de procesos biológicos fundamentales, muchos de los cuales están aún por descubrir. Sufren mutaciones que les permiten adaptase al medio en el que se encuentran. Una población de priones clonados, idénticos, se vuelve heterogénea debido a la acumulación de mutantes.

Como los ácidos nucleicos, los priones también se auto-replican. La proteínas con pliegues amiloides inducen a cambiar los pliegues a de las demás proteínas, es decir, no se multiplican generando nuevas copias de sí mismas sino que contagian su forma a la otras. Si un animal no tiene la proteína normal PrPc, el prión no se replica aunque se le inocule desde fuera, resultando inmune a la enfermedad. El ritmo de transformación del plegamiento a al [3 es exponencial, con largos periodos de incubación al principio y un final muy rápido que acaba provocando una degradación irreversible del tejido nervioso.

Apenas es posible concebir un hallazgo que sacuda de una manera más frontal al mendelismo que la mera posibilidad de una herencia que se fundamenta no en el ADN sino en proteínas. Por eso los priones han sido otro de los jarros de agua fría arrojados contra el mendelismo, que ha reaccionado de la manera acostumbrada, calificando como seudociencia algunas de las investigaciones al respecto. En un artículo Chernoff comentaba la airada carta que recibió de un biólogo: "Después de publicar uno de mis artículos que tratan sobre los priones de la levadura, recibí una carta de un biólogo que trabaja en un campo diferente, que rechazó airadamente los priones como pseudociencia debido a que tal concepto contradice, a su entender, las leyes básicas de la biología.

Esta carta condujo mi atención hacia el hecho de que en su conjunto la comunidad biológica siempre tiene dificultades para situar los fenómenos del prión en un cuadro general de los procesos moleculares que se producen en los sistemas biológicos. Ciertamente no les ayuda que las pruebas de los priones, otros trastornos del acoplamiento de proteínas y los fenómenos de herencia estructural, se han acumulado en diferentes modelos experimentales y utilizando técnicas muy diversas". Comenta Chernoff que la importancia de los priones y lo que califica como "herencia estructural" o herencia basada en proteínas es tan abrumadora que se ha hecho necesaria la publicación de una nueva revista exclusivamente dedicada a este fenómeno (741).

Otro descubrimiento reciente, la tolerancia humana a la lactosa, ilustra con claridad los dilemas en los que se desenvuelve la genética contemporánea, por lo que es interesante exponer con un cierto detalle este fenómeno, que tiene una relación estrecha con la teoría de la evolución.

Después de la II Guerra Mundial, para aliviar el hambre y las enfermedades que asolaban a grandes regiones del planeta, Estados Unidos envió toneladas de leche en polvo a muchos países necesitados. Es un ejemplo característico de la manera en que se implementa la ayuda internacional.

En Europa y Estados Unidos la leche ha sido y es el alimento por antonomasia. Está presente en numerosos derivados como el queso, la cuajada, la mantequilla, el kéfir, la nata, el flan, las natillas y el yogurt, que proporcionan calcio y otros elementos nutritivos esenciales tales como potasio, magnesio, vitaminas y proteínas. El consumo de leche previene el raquitismo, la osteomalacia y otras enfermedades que tienen su origen en la falta de calcio dietético. No obstante, la mayor parte de la población mundial, un 70 por ciento aproximadamente de los adultos, no la consume porque no puede digerirla; en estos casos las bacterias del intestino grueso fermentan la lactosa ingerida, que se transforma en productos tóxicos, ácido láctico y gases como el anhídrido carbónico y el hidrógeno que ocasionan diarreas y espasmos abdominales. Tras años de investigaciones sobre el origen de esta indisposición, se descubrió que fuera de Europa y Estados Unidos la mayor parte de la población mundial no digiere la lactosa, el azúcar que contiene la leche. La intolerancia a la lactosa se debe a la disminución o ausencia de lactasa en el tracto digestivo, una enzima que hidroliza el azúcar de la leche, transformando el hidrato de carbono principal en azúcares más sencillos capaces de ser metabolizados por el intestino (742).

En los primeros años de su vida los mamíferos se nutren de leche materna pero, cuando al llegar a cierta edad se les priva de ella, el intestino disminuye considerablemente la producción de lactasa, apareciendo entonces la intolerancia al azúcar lácteo. Algunos humanos son los únicos seres vivos que beben leche después de la infancia, una leche que, además, no es la suya propia sino de otra especie animal diferente. Por consiguiente, la intolerancia humana a la lactosa no es ninguna enfermedad ni ningún tipo de deficiencia génica; es lo normal: lo anómalo es lo contrario, es decir, que los mamíferos en edad adulta sean capaces de digerir la leche. La producción de lactasa en mamíferos adultos es, pues, un carácter adquirido que apareció muy recientemente en el transcurso de la evolución, consecuencia de una nueva práctica económica: la domesticación, cría y ordeño del ganado lechero (vacas, camellos, ovejas, cabras). Hasta finales de la Edad de Piedra, es decir, 10.000 años antes de nuestra era aproximadamente, no se encuentran vestigios de las primeras prácticas ganaderas y un consumo habitual de leche. Antes de la domesticación del ganado los seres humanos sobrevivieron sin ella. Posteriormente, tras muchos años de consumo, algunos adultos adquirieron la capacidad de asimilarla, lo cual, a su vez, introdujo una modificación en el genoma humano capaz de segregar la enzima digestiva.

Ésa es la explicación lamarckista de los motivos por los cuales se produjo el cambio genético. La versión neodarwinista asegura, por el contrario, que todo comenzó a causa de una mutación aleatoria que favoreció la capacidad de elaborar lactasa, algo que no concuerda con los hechos porque se trataría de una mutación que sólo se produjo en Europa y no en el resto de la población mundial. La mayor parte del mundo sigue siendo incapaz de digerir la lactosa. Por otro lado, la tolerancia a la lactosa coincide con aquellas regiones en las que se ha domesticado la ganadería lechera. No obstante, los neodarwinistas invierten el argumento: la cría de ganado lechero es consecuencia y no causa de la mutación génica, ya que las ventajas nutritivas de la leche permitieron una mejor adaptación y una mayor reproducción de sus consumidores. Se trata, pues, de un retorno de la dicotomía metafísica del huevo y la gallina.

Alrededor del 85 por ciento de la población adulta del norte de Europa es capaz de digerir lactosa. A medida que se desciende hacia el sur, se observa una disminución del porcentaje entre la población adulta, con niveles bajos en España, Italia y Grecia. En Estados Unidos el 75 por ciento de la población de origen latino sufre de intolerancia a la lactosa y menos del 5 por ciento de la población adulta de China, Japón y Corea. En Oceanía y Latinoamérica, la tolerancia también es muy baja, sobre todo entre la población autóctona. En África también es baja, si bien asciende entre determinados pueblos pastoriles que ordeñan sus camellos. En el continente negro la leche, aunque inicialmente careciera de valor nutritivo, se utilizaba como un sustitutivo del agua en situaciones de sequía.

La enzima digestiva la produce la proteína LPH a partir de la secuencia génica LCT. Sin embargo, la mutación no está localizada en la propia secuencia LCT sino en una contigua, llamada MCM6 y, además, esta mutación no es la misma entre las poblaciones europeas y africanas, aunque produce los mismos efectos. Este argumento es más contundente si, al mismo tiempo, se tiene en cuenta que entre las poblaciones africanas tolerantes a la lactosa no se ha encontrado una única mutación sino tres distintas que, añadida a la europea, suman cuatro. Tras realizar ensayos en 43 grupos étnicos de África oriental, un equipo de investigación halló tres mutaciones distintas que activan la secuencia génica de la lactasa. La principal apareció entre 2.700 y 6.800 años atrás en los grupos étnicos de habla nilo-sahariana de Kenia y Tanzania. Las otras dos se encontraron entre los beja del noreste de Sudán y en tribus de la misma familia lingüística, el afroasiático, al norte de Kenia. Por tanto, no se trató de una mutación sino de cuatro mutaciones que, además, son convergentes. Demasiada casualidad. Se trata de poblaciones que a lo largo de la evolución han adquido un mismo carácter por cuatro vías independientes una de otra. Lo que coincide no son las secuencias de ADN ni tampoco sus mutaciones, sino el medio.

Aún se puede añadir otro argumento adicional a favor de la tesis lamarckista: la tolerancia a la lactosa no se relaciona sólo con la domesticación del ganado sino con la variabilidad del mismo.

Las zonas de Europa en las que existe mayor diversidad entre el ganado vacuno son las zonas donde el índice de población tolerante a la lactosa es mayor. Para llegar a estas conclusiones, se analizaron los patrones geográficos de variación de las secuencias de ADN que elaboran las seis proteínas principales de la leche en 70 variedades de ganado europeas. Esta investigación confirma la interacción mutua del hombre con los animales domesticados. El hombre selecciona la ganadería como medio alimenticio que, por retroalimentación, va a seleccionarle a su vez. Como se observa, es una selección muy poco "natural".

Aunque el fenómeno ya había sido advertido por Waddington décadas atrás, es conveniente un último apunte sobre la lactosa para consignar las investigaciones más recientes llevadas a cabo sobre mutaciones adaptativas. La teoría sintética había venido sosteniendo que las mutaciones, además de aleatorias, provocaban también modificaciones aleatorias o no adaptativas en el cuerpo que, además, normalmente, no son beneficiosas para el organismo. Sin embargo, en un artículo de 1974 Barry Hall y Daniel Hartl identificaron una secuencia de ADN en la bacteria Escherichia coli responsable de metabolizar la lactosa, la eliminaron y luego permitieron que la bacteria se multiplicara en un entorno diferente que contenía lactosa. En 24 horas dicha bacteria había desarrollado la capacidad de utilizar la lactosa, por medio de una ruta similar a la anterior pero bioquímicamente distinta que involucraba a dos secuencias mutadas.

En otro experimento Hall sumergió a sus bacterias en un sustrato mezclado con salicina y observó que más de una mutación de las bacterias estaba dirigida a satisfacer las nuevas necesidades impuestas por el medio ambiente. Las mutaciones en el genoma de las bacterias les permiten sobrevivir y crecer en un entorno modificado. Las bacterias poseen una versatilidad genómica que les permite adaptarse a ese entorno cambiante reordenando varios tramos de su genoma: 'Ahora damos por sentada la noción de que la expresión génica está regulada, por ejemplo, con sujeción a la modulación de las condiciones ambientales […] Ahora tenemos que examinar la idea implícita en estos resultados, de que la mutación, al igual que otros procesos biológicos, está sujeta a regulación por factores ambientales" (743).

Son numerosas las investigaciones que acreditan que por lo menos algunas de las mutaciones genómicas están orientadas por y para el entorno. Las bacterias se adaptan muy rápidamente al medio, de manera que las modificaciones del sustrato provocan reordenaciones en su genoma. En cultivos en laboratorio llevados a cabo en 1988 con Escherichia coli Cairns, junto con Overbaugh y Miller, logró que este microrganismo perdiera la capacidad de asimilar sus nutrientes habituales, sustituyéndolos por otros, como la lactosa. Comprobó que si colocaban las bacterias en un medio pobre en cualquier nutriente pero rico en lactosa, aparecían mutantes capaces de metabolizar la lactosa. A falta de otros alimentos, esos mutantes aparecían con una frecuencia muy superior a la normal. Como no había otro suministro, la necesidad de alimentarse de leche favorecía la aparición de mutaciones que permitían asimilar ese nutriente. Cairns, Overbaugh y Miller utilizaron expresiones muy discretas para poder publicar su artículo en Nature y también porque, según decían, el asunto "es demasiado importante como para ser resuelto con tres o cuatro experimentos bastante ambiguos". Las mutaciones espontáneas no eran espontáneas, es decir, que no se debían al azar sino que eran una respuesta a la presión ambiental. Es un ejemplo parecido al que hemos expuesto en relación con la resistencia bacteriana a los antibióticos: las bacterias comienzan a mutar rápidamente, esas mutaciones se verifican sólo en las secuencias genómicas que les permiten aprovechar el nutriente y, por lo tanto, crecer. Los mutantes, pues, no preexisten; sólo surgen después de que las células fueron colocadas en ese medio, y no lo hacen a menos que el alimento esté presente. Cairns, Overbaugh y Miller consideran que la biología molecular ha estado sumida en el reduccionismo, mientras que "ahora casi cualquier cosa parece posible", concluyendo que esas posibilidades son otras tantas expresiones de la herencia de los caracteres adquiridos:

En ciertos sistemas la información fluye libremente de retorno desde el ARN al ADN, la inestabilidad genómica se puede activar en condiciones de estrés y se desconecta cuando la tensión es mayor, y existen casos en los que las células son capaces de generar una variabilidad extrema en regiones localizadas de su genoma. La única forma importante de transferencia de información que no se ha descrito es entre las proteínas y el ARN mensajero (ARNm) que las fabricó. Si una célula descubriera cómo hacer esa conexión, podría ser capaz de tomar alguna decisión sobre qué mutaciones aceptar y cuáles rechazar.

Dado que este es el tipo de versatilidad y capacidad de adaptación que parece que estamos viendo en estos experimentos con E. coli, vale la pena considerar brevemente cómo se puede hacer esta conexión. De una manera muy directa, la célula puede producir un conjunto muy variable de moléculas de ARNm y luego realizar la transcripción inversa desde la que hizo la mejor proteína (744).

El artículo de Cairns en 1988 levantó la oleada característica de comentarios y críticas desaforadas contra lo que se calificó como mutaciones adaptativas o dirigidas. El cambio genómico no era aleatorio sino, como había defendido Waddington, "canalizado" en una determinada dirección. El vendaval obligó a Cairns a rectificar cuatro años después. Reaparecían los viejos fantasmas del finalismo y el lamarckismo, aunque ni había motivo para ello, ni tampoco había finalismo de ninguna clase. Este fenómeno era conocido de antaño; por ejemplo, se sabía que ante la falta de nutrientes en el medio algunas bacterias se transforman en endosporas. Es un supuesto característico de acción reactiva de la bacteria respecto al medio. Es un mecanismo de supervivencia que convierte a la bacteria en una especie de célula inerte, con un metabolismo anulado, y resistente a la temperatura, la acidez o las radiaciones, para reaparecer si el entorno vuelve a ser favorable. La esporulación demostraba también el carácter pleomórfico de las bacterias, capaces de modificar su morfología en función de los cambios en el medio, lo cual demostraba -al menos en parte- la validez de las tesis defendidas por Béchamp frente a Koch y Pasteur. No obstante, se restringió el fenómeno a un determinado tipo de bacterias, unos 20 tipos de ellas.

Otro mecanismo del que disponen las bacterias para responder en un medio hostil es la formación de "biofilms" o colonias adheridas a una superficie, como ya he expuesto antes. De ese modo las bacterias se disponen a sobrevivir mediante una defensa colectiva y coordinada {quorum sensing).

El índice de supervivencia de las bacterias previamente no resistentes es muy superior cuando conviven con bacterias que sí lo son. Una de esas formas de defensa colectiva es el intercambio de ADN entre ellas. Sobra decir que, por su propia naturaleza, este tipo de fenómenos no pueden ser nunca aleatorios.

Los microbios fotosintéticos también han aportado evidencias de evolución orientada, demostrando su capacidad para adaptarse a condiciones extremas, aguas contaminadas o tóxicos por medio de cambios fisiológicos y genómicos. Por consiguiente, el fitoplancton puede habitar tanto en ambientes no extremos como en otros extremos, tóxicos o contaminados (745).

En 2009 Zhang y Saier descubrieron un mecanismo de mutación adaptativa que utiliza un transposón de la bacteria Escherichia coli para adaptarse a un medio del cual se elimina el glicerol (745b).

La prehistoria de una ciencia

No va a ser fácil asimilar los hallazgos que han ido apareciendo y los que van a continuar en lo sucesivo. La presión ideológica sobre la genética ha sido tan fuerte que una investigación tan importante como la de Barbara McClintock, que rompía bastantes moldes, fue silenciada durante más de 30 años. La conferencia que pronunció en 1983 al recibir el premio Nobel se titulaba "El significado de las respuestas del genoma a los estímulos" (745c). En ella explicó cómo las células responden a la presión ambiental a la que se ven sometidos los organismos vivos mediante una reestructuración de su genoma. En los genomas hay secuencias móviles de ADN, llamados transposones, que cambian de lugar siguiendo estímulos ambientales. Los elementos genómicos transponibles producen mutaciones y forman la mayor parte del ADN, aunque inicialmente se le despreció como parte integrante del ADN "basura" porque no cumplían la función genética prevista por la teoría sintética. Son secuencias de ADN redundantes ya que se repiten por tramos muy cortos que a veces se llaman microsatélites y minisatélites. Como sus mutaciones son más frecuentes, varían mucho con cada individuo y por eso se utilizan en los análisis forenses como prueba de identificación. En las bacterias patógenas estas secuencias son las que les permiten sobrevivir ante cambios hostiles del entorno, como los antibióticos, mediante mutaciones.

El sistema inmunitario es buen ejemplo sobre el que estudiar el funcionamiento del genoma: la teoría sintética debería ser capaz de explicar la fabricación de los 10.000 millones de anticuerpos diferentes que -al menos- puede elaborar el organismo humano con un número reducido de secuencias de ADN. Desde que en 1900 comenzaron los estudios inmunológicos, se sospechaba que el sistema inmunitario era un caso bastante claro de herencia de los caracteres adquiridos (746). Las concepciones inmunológicas han caminado de espaldas a las controversias genéticas; ambos terrenos científicos eran contradictorios y a lo largo del siglo pasado se expusieron numerosas hipótesis para tratar de conciliar genes y anticuerpos (747). Cuando en la década de los sesenta se logró conocer la estructura de los anticuerpos, las contradicciones se duplicaron porque se observó que se trataba de cadenas de proteínas (llamadas inmunoglobulinas) que tenían una parte constante y una variable. Si las mutaciones podían explicar la variabilidad, contradecían la constancia: ¿cómo podía mutar una parte y permanecer invariable la otra? El transcurso del tiempo fue sacando a la luz nuevas incongruencias que muestran la peculiaridad del sistema inmunitario como efecto reverso y acumulativo del ambiente en el organismo: el sistema inmunitario es adquirido, al menos en parte.

En 1976 el japonés Tonegawa ofreció una respuesta que seguía la pauta de McClintock: los linfocitos B maduros contienen un ADN diferente del de las células madre que elaboran la sangre; su genoma se transforma y reorganiza con la diferenciación celular. Por consiguiente, no existe ninguna copia perfecta, no todas las células tienen idéntico genoma. Se habla hoy (Mae Wan Ho, Howard B.Urnovitz) de un genoma dinámico o fluido que se desarrolla al mismo tiempo que el resto del cuerpo y en respuesta a los estímulos del medio externo. Éste no sólo modifica la expresión del genoma sino el genoma mismo. Éste tiene que modificarse tanto para mantener la estabilidad fisiológica del organismo en condiciones normales como para responder a los cambios ambientales. En palabras de Novick:

La explicación tradicional sostenía que la constitución genética de una especie variaba poco de una célula a otra y permanecía constante durante mucho tiempo. Se sabe ahora que una proporción significativa de los rasgos genéticos, no sólo de las bacterias sino también de los organismos superiores, son variables (presentes en algunas células o estirpes y ausentes en otras), lábiles (se adquieren o pierden con facilidad) y móviles (transferibles entre células o transponibles de un lugar a otro de una célula), todo ello debido a que estos rasgos están asociados con plásmidos y otros sistemas genéticos atípicos (748).

Entre los avances contemporáneos más importantes sobre la evolución está el que sitúa al ARN en el origen y, por tanto, en el centro de la teoría: el ARN precede al ADN (749). Es otro de los últimos vuelcos padecidos por la biología. Hasta la fecha el ARN parecía desempeñar un papel subordinado en la biología molecular, mero vehículo transmisor. Luria había dejado escrito que el ADN es el sol y el ARN los planetas, que sólo podía brillar con luz refleja (750). Ahora, sin embargo, adquiere un protagonismo no sólo cuantitativo sino lo cualitativo. En 2011 se comprobó que el ARN no desempeña un papel pasivo de intermediario entre el ADN y las proteínas. El ARN no se corresponde exactamente con el ADN, no es un mensajero fiel, ni comete "errores" de transcripción, ni se aprecia aleatoriedad de ninguna clase en este fenómeno. El ARN modifica de manera sistemática -hasta un 97 por ciento- de las transcripciones de ADN que recibe. No es un mecanismo aleatorio porque se han observado los mismos cambios en diferentes especies, en individuos diferentes, en diferentes tipos de células. Esos cambios afectan a una tercera parte del genoma (751).

El ARN tiene propiedades sorprendentes que, desde luego, no están presentes en el ADN: tiene capacidad para replicarse por sí mismo. Frente al ADN, que necesita de enzimas como catalizadores para elaborar proteínas, el ARN es autosuficiente, al menos en algunos microrganismos primitivos.

Esto ha llevado a algunos a pensar que el ARN está en el origen de la vida, porque realizaba algunas de las funciones celulares que llevan a cabo las proteínas.

Sólo era la primera sacudida. A mediados de los años cincuenta se descubrió que algunos virus se componen de ARN exclusivamente, lo cual resultó un misterio en medio de la fiesta que había puesto al ADN y la doble hélice en el centro del universo científico. Analizando células tumorales de pollo, Howard Temin venía defendiendo desde 1962 que el flujo de acción génica también marchaba en contra de la dirección prevista por el dogma: del ARN al ADN. En 1970 David Baltimore lo demostró experimentalmente en ratones y Mirko Beljanski en bacterias. Los retrovirus, cuyo material genético es ARN, tienen la potestad de sintetizar ADN mediante la transcriptasa inversa. Por lo tanto, el ARN no se limita a transmitir la información procedente del ADN sino que también puede crearla. Además de su papel en la fabricación de proteínas, la cualidad más significativa del ARN es la de transformarse en ADN, una de cuyas aplicaciones es contribuir a reparar parte de los errores o daños que sufre el ADN cromosómico. Los retrovirus capaces de realizar esta operación se vincularon inmediatamente a las secuencias móviles de McClintock y está engendrando todo un cúmulo de nuevos conceptos exactamente simétricos a los hasta ahora conocidos, opuestos y a la vez compatibles con ellos:

– a los virus añade los retrovirus

– a las transcriptasas añade las transcriptasas inversas

– a los transposones añade los retrotransposones

Cuando Howard Temin comenzó a postular la existencia de una transcripción inversa, fue recibido con una "sorna generalizada" (751b) entre eso que llaman la "comunidad científica", algo que ya es común cuando aparece un fenómeno lamarckiano. Como su propio nombre indica, la transcripción inversa es lo contrario de la fenomenología común en los manuales de genética, ya que expresa la mutua reacción del cuerpo sobre el plama, del fenotipo sobre el genotipo, así como el decisivo papel que en ello juega el ARN. Las mayores concentraciones de ARN se encuentran en el citoplasma que envuelve al núcleo de las células. Según las viejas concepciones mendelistas, si el ARN no forma parte del "cuerpo", por oposición al plasma, es algo en íntima conexión con él. Con el ARN está sucediendo lo mismo que con la herencia citoplasmática: si ésta no sustituye a la herencia cromosómca, el ARN no sustituye al ADN sino que se complementa con él. Al flujo unidireccional de información añade el flujo en la dirección inversa y al carácter transmisor del ARN le añade también el carácter creador.

La reacción de los mendelistas fue la esperada, entre las cuales la de Monod resultó característica.

La primera edición de su obra "Azar y necesidad" fue criticada por Piaget, al no tener en cuenta el reciente hallazgo del papel de la transcriptasa inversa, manteniendo una posición dogmática y cerrada. Monod ni siquiera mencionaba el descubrimiento, que había sido realizado, entre otros, por Beljanski, trabajando bajo su dirección científica en el CNRS y el Instituto Pasteur en un clima de censura y obstáculos cada vez mayores que acabarían en una verdadera persecución policial y judicial, claramente heredera del informe Flexner. Aunque en la segunda edición de la obra Monod tampoco rectificó ni un ápice sus solemnes declaraciones, añadió una nota en la que afirmaba que nada había cambiado. El mecanismo de transcripción es irreversible de manera que todo el organismo vivo no es más que "la expresión epigenética de un mensaje genético". No solamente cualquier otra tesis es falsa, añade Monod, sino que ni siquiera es concebible que la información pueda circular en una dirección diferente. Un siglo después, Monod lo mismo que Weismann, no imagina que se pueda demostrar algo contrario a "uno de los principios fundamentales de la biología moderna". El mendelismo no tiene alternativa conceptual. Para refrendarlo Monod despliega las expresiones más contundentes que es capaz de encontrar: relaciones de sentido único, un sistema cerrado sobre sí mismo, no es posible transferir al ADN la más mínima información procedente del mundo exterior, etc., para acabar extrayendo otras tantas conclusiones seudofilosóficas, según las cuales el dogma mendelista es "cartesiano" y no hegeliano (752).

Finalmente, Monod quedó como galardonado y Beljanski como maldito, otro más para añadir a una lista que corre el riesgo de no acabar nunca (753).

En 1979 el inmunólogo australiano Steel se apoyó en el descubrimiento de la transcriptasa inversa para explicar la transmisión hereditaria del sistema inmunitario a la descendencia, una teoría a la que ya he hecho referencia antes y que Steel denominó "selección somática". Es una versión moderna de la pangénesis de Darwin cuyos precedentes cabe buscar también en el inmunólogo checo Hasek. Por su propio origen, la inmunología siempre se ha prestado a conclusiones lamarckistas, siendo también característico que mientras en sí mismo el fenómeno parece acreditado solventemente, no así las vías a través de las cuales se produce, es decir, que no parece tan evidente que la vía por la cual las modificaciones en las células somáticas (los linfocitos de la sangre en este caso) influyen sobre el genoma sea por medio de la transcriptasa inversa. En los dos artículos publicados en 1980, a los que ya me he referido, manifestó que la tolerancia de una estirpe de ratones, que es un carácter adquirido, es hereditaria y se transmite durante dos generaciones por el linaje masculino. Según Steel, los retrovirus endógenos del genoma capturan el ARN de las células somáticas, transcriben el ARN en ADN que se incorpora a las células germinales por recombinación. Steel explica que se produce una retroalimentación entre el cuerpo y el genoma en la que interviene la transcriptasa inversa y, en suma, que los cambios en el cuerpo afectan a la línea germinal, conservándose así para el futuro.

Como en el caso de Hasek, los guardianes de la ortodoxia reaccionaron inmediatamente. Nisbet- Brown y Wegmann replicaron en una de las revistas en la que había publicado su artículo Steel, Proceedings ofthe National Academy of Sciences, para recordar lo que ya sabíamos: que los resultados de Steel eran de limitada aplicación (754). Por su parte, Brent, Medawar y otros publicaron otros dos artículos en Nature, que era otra de las revistas que había acogido las tesis de Steel (755). Volvió la caza de brujas. Como está ocurriendo desde 1859, la controversia no se limitó a las revistas científicas sino que también alcanzó a las revistas de divulgación (756), e incluso a la televisión. El 8 de abril de 1981, Steele defendió su tesis en un programa sobre ciencias de la BBC, que dio lugar a un altercado con el entonces editor de Nature, John Maddox. Al final de la emisión, Maddox anunció que al día siguiente su revista publicaría otro artículo refutando la tesis de Steele.

Unas semanas más tarde tuvo lugar otro debate, también en la televisión, y volvieron a aparecer imediatamente nuevas réplicas en varias revistas científicas. En un artículo publicado en Science, Steele manifestó que existía una "conspiración científica" en su contra. En una entrevista en el programa LateLine de la cadena de televisión ABC, declaró que se sentía discriminado a causa de sus convicciones científicas: "Ser catalogado como un hereje y un paria significó que mis posibilidades de continuar investigando en este campo quedaron muy limitadas". A pesar de la avalancha, a diferencia de Hasek, el biólogo australiano siguió defendiendo sus tesis e inició un ciclo de conferencias por el mundo en defensa de sus convicciones. El 7 de mayo publicó en New Scientist otro artículo titulado Lamarck and immunity: a conflict resolved (757). En 1982 Brent, Medawar y los talibanes de la teoría sintética replican en el MacMiller Journal con la consabida receta: hemos repetido el experimento de Steele -dicen- pero no logramos obtener las mismas conclusiones del australiano. Se han aprendido al consigna de memoria: los lamarckistas falsifican sus experimentos y si no los falsifican la teoría sintética siempre tiene una explicación mejor que ofrecer.

Como las biografías de Gastón Naessens o Mirko Beljanski en Francia, la de Steel en Australia también tuvo su continuación en el banquillo de los tribunales. Fue expulsado de su cátedra por la universidad, viéndose obligado a demandarla en un juicio sin precedentes en aquel país que, finalmente, ganó, lo cual no impidió que la universidad le apartara de sus aulas de manera definitiva.

Los mendelistas pueden seguir con los ojos cerrados indefinidamente pero en 2006 un grupo de investigadores italianos ha vuelto a confirmar experimentalmente la manera en que los retrotransposones rompen la barrera de Weismann incorporando las modificaciones somáticas a las células germinales de los ratones y otras 30 especies diferentes (758). En la actualidad parece fuera de duda que lo que hace funcionar al ADN es lo que está fuera de él mismo, que el ADN no es un regulador sino parte integrante de un sistema regulado o, en otras palabras, que el ADN no crea la vida sino que es la vida la que crea el ADN. En lugar de acción génica se habla de activación génica, de secuencias del genoma que se activan y desactivan, con especial énfasis cuando se trata de estudiar los problemas de desarrollo de los embriones y la diferenciación celular. No todo el genoma está en funcionamiento siempre y al mismo tiempo: "En cualquier célula que imaginemos, sólo se activa una fracción pequeña de los genes, es decir, se transcribe activamente. Así es como las células con la misma dotación de ADN se las arreglan para ser diferentes. Todo lo que necesitan es transcribir diferentes zonas de su ADN y sintetizar, por tanto, distintos conjuntos de proteínas"

(759). Entonces la pregunta es inevitable: ¿qué es lo que activa o desactiva el funcionamiento de las secuencias del genoma? ¿Quién pulsa el conmutador génico? Y sobre todo, ¿por qué motivos activa unas secuencias y desactiva otras? En 1961 Jacob y Monod propusieron el modelo del operón, una secuencia de ADN que regula la actividad de otras secuencias y extendieron esa idea a otros mecanismos análogos en los que se observan variaciones en el desarrollo embrionario. La interpretación del operón parecía la pescadilla que se muerde la cola: unos genes controlan a otros genes y unos programas a otros programas… así hasta el infinito.

El operón remite a un proceso claramente lamarckista. Pero, en primer lugar, hay que poner de manifiesto que las investigaciones sobre los operones se llevaron a cabo con bacterias (Escherichia colí) en un medio ambiente láctico, por lo que cualquier pretensión de extender el fenómeno a organismos más complejos se debe tomar siempre con las debidas reservas y precauciones. En cualquier caso, los operones demuestran la falacia de los genes como partículas indivisibles, ya que los operones coordinan la actuación conjunta y simultánea de múltiples secuencias de ADN en los cromosomas. La teoría del operón afirma que son las proteínas las que activan o desactivan las secuencias de ADN. De aquí concluye Christian de Duve que los operones son las secuencias de ADN que transmiten las órdenes del citoplasma al núcleo de la célula indicándole qué secuencias deben activarse y cuáles deben inhibirse. A partir de esta conclusión, De Duve ofrece una relación causal bien diferente a la que estamos acostumbrados en las recetas formalistas:

El núcleo de una célula diferenciada no se halla obligado a expresar, de forma irrevocable, un sólo conjunto de genes. Su genoma puede volver a despertar, en su propio núcleo, o en núcleos derivados del mismo por división mitótica, a instancias de mensajes que se originan en el citoplasma. Resulta obvio que es el citoplasma del óvulo quien imparte las órdenes al núcleo de la célula intestinal, o de su descendencia, para volver a poner en acción todo el programa de desarrollo de la especie […]

El mero hecho de haberse conseguido la clonación debería bastarnos para corregir cualquier idea exagerada que pudiéramos habernos formado acerca del poder del núcleo. A pesar de su situación central en la célula y su papel de guardián último de la dotación genética del organismo, el núcleo no es el déspota autocrático que hubiéramos podido sospechar. Antes bien, se trata de una marioneta articulada, admirablemente construida y programada, pero manipulada sin cesar por los mismos objetos sujetos a control. Cuando un núcleo activa o desactiva determinados genes, lo hace en respuesta a órdenes recibidas del citoplasma que le envuelve, o, a veces, de territorios más alejados a través de mensajeros producidos por otras células, de fármacos, contaminantes u otras sustancias procedentes del mundo exterior. El citoplasma no es, sin embargo, más 'jefe' que el núcleo. Sus mensajes son transmitidos o producidos por proteínas sintetizadas de acuerdo con las instrucciones del núcleo. En otras palabras, núcleo y citoplasma se limitan a interactuar entre sí en coordinación recíproca. La célula es un sistema cibernético. Y también lo es el organismo a través de una red superimpuesta de interacciones intercelulares (760).

Poco más adelante, De Duve llega mucho más lejos y sostiene con claridad la siguiente tesis, en relación con la biología del desarrollo: "El desarrollo no es una simple cuestión de activar o desactivar determinados genes en el momento apropiado, sino que el propio genoma podría sufrir reorganizaciones programadas" (761). No es, pues, el genoma, ni las modificaciones del genoma, lo que explica la evolución sino que, por el contrario, el genoma es una consecuencia de la evolución.

Históricamente, Waddington ofreció otra explicación del mismo fenómeno impulsando su teoría epigenética, un término que desde entonces ha tenido una clara evolución. La epigenética surgió a comienzos de los años cuarenta por iniciativa de algunos biólogos para explicar el desarrollo embrionario de los organismos, al margen de la teoría sintética y continuando con la tradición de autores como Wolff o Von Baer. Además de Waddington, entre los precursores de la epigenética hay que mencionar a Goldschmidt, al biólogo soviético I.I.Schmalhausen y su teoría de la "selección estabilizadora", una especie de retroalimentación negativa procedente del entorno, así como el suizo Jean Piaget (762). Se trata de una reducida corriente cuya marginación hay que atribuir, además de sus referencias ambientalistas, a sus pretensiones "teóricas", es decir, a su esfuerzo por explicar no sólo el cómo sino el por qué, una pretensión de la que el positivismo desconfía.

Inicialmente, en su etapa moderna, la epigenética siguió ligada a la teoría del desarrollo, "redescubriendo" la epigénesis, es decir, la construcción progresiva de los organismos en su proceso de cambio y diferenciación, enlazando con la idea de que no todo está ya escrito en el ADN sino que depende de las condiciones en las que se desarrolle la vida del organismo. Sin embargo, la epigenética ha acabado siendo algo mucho más amplio que choca frontalmente con la teoría sintética, un claro retorno a la vieja herejía lamarckista. La epigenética sostiene, en suma, que es el epigenoma lo que regula al genoma, que es el entorno el que hace que unas determinadas secuencias de ADN se activen y otras se inhiban. El entorno actúa a través de señales bioquímicas, alterando la composición del citoplasma, las proteínas o los metabolitos que rodean al ADN. Según Wayt Gibbs, existen "rasgos importantes que se transmiten por vía epigenética a través de los cromosomas pero fuera del ADN" (763).

En 1986 la revista médica The Lancet publicó el primero de dos artículos innovadores que demostraban que una alimentación deficitaria o deficiente de la madre se transmite a la descendencia, de manera que los hijos tendrán un índice de riesgo muy por encima de la media de contraer determinadas patologías en la vida adulta. Un caso típico de estudio de los efectos a largo plazo del hambre sobre la salud humana fue la hambruna que se desencadenó en Holanda entre noviembre de 1944 y febrero de 1945, cuando murieron más de 30.000 personas. Soportando el duro invierno y el embargo de alimentos, un grupo de mujeres holandesas embarazadas dio a luz una generación de neonatos de tamaño relativamente pequeño, más propensos a contraer enfermedades. Cuando estos niños crecieron y tuvieron su propia descendencia, éstos también eran de reducido tamaño. Los análisis médicos realizados a los supervivientes 60 años después encontraron en las generaciones sucesivas rastros de delgadez hereditarios. El efecto del hambre en las madres holandesas de la posguerra se había perpetuado hasta afectar a sus nietos. Desde 1992 Lumey, Roseboom y otros han publicado una copiosa bibliografía sobre la disminución en el peso de los recién nacidos holandeses a causa del hambre causada por la ocupación nazi del país, un asunto que ha pasado a formar parte de los anales de la historia de medicina (764).

Bajo la dirección de Marcus Pembrey, entre en 1991 y 1992 el programa ALSPAC (Avon Longitudinal Study ofParents and Children) de la Universidad de Bristol llevó a cabo una de las investigaciones más interesantes sobre epigenética, estudiando a miles de niños y a sus padres desde antes de que los primeros nacieran para observar la interacción del genoma con el entorno, así como la influencia de éste sobre el desarrollo y la salud. Reunieron a 14.024 madres embarazadas, el 70 por ciento de todas las mujeres en el área de Bristol que estaban encinta durante el periodo que duró el experimento. Los padres y los niños de ALSPAC fueron examinados detenidamente desde puntos de vista psicológicos y médicos, todos los años desde el comienzo de la investigación.

En 1996 Pembrey publicó un artículo muy poco conocido en una revista italiana (765) en el que planteaba que, a diferencia del ADN, que goza de una estabilidad relativa, las señales epigenéticas se insertan y se borran de manera instantánea. El ADN no está capacitado para modificar sus reacciones y actuar flexiblemente ante un entorno que cada vez cambia de una manera más acelerada. A diferencia de la genética, la epigenética es una evolución rápida, instantánea.

En Suecia las investigaciones de Lars Olov Bygren marcharon en paralelo con las de Pembrey.

Durante 20 años estudió los datos de tres generaciones de 320 habitantes de un pueblo de su país, remontándose hasta 1890 para detectar en los expedientes médicos de los ascendientes paternos y maternos dos factores distintos: si habían padecido hambre y si habían fumado tabaco. Pero no estudió estas variables en la edad adulta de los progenitores sino en su etapa inmediatamente anterior a la pubertad. Las consecuencias a analizar eran, por un lado, el peso en el momento del nacimiento como indicador de la salud de las futuras generaciones, y la longevidad, por el otro.