Debate sobre la simbiosis como fuente de innovación evolutiva

En el reto del pasado mes de mayo nos planteábamos la capacidad de la teoría sintética de la evolución para explicar aquellos cambios evolutivos que implican un incremento en la complejidad de las especies y, al mismo tiempo, explorábamos otros puntos de vista alternativos, como los de Lynn Margulis o Máximo Sandín, que ponen especial énfasis en la adquisición de genomas a través de la simbiosis o de vectores víricos. Este artículo generó un importante volumen de respuestas por parte de los lectores y juzgamos por ello oportuno dedicar una nueva entrega a debatir los comentarios suscitados, así como a recoger las apreciaciones hechas por el propio profesor Sandín. Evidentemente, he tenido que resumir mucho las aportaciones de los lectores, pero, como siempre, puedo facilitar una copia íntegra a quien la solicite.

Sexo y transposones
Comencemos por Marcos Magallanes Vega, profesor de ciencias naturales en el Instituto de Enseñanza Secundaria Bosc de la Coma (Olot, Gerona), que considera que las propuestas de Sandín no contradicen la tesis ortodoxa, puesto que en ambas posturas el cambio evolutivo es, en última instancia, consecuencia de mecanismos de mutación-selección. Un segundo método, continúa, para generar diversidad es el sexo, especialmente indicado para “barajar la variación existente y probar cuál es la combinación más apta. Las condiciones ambientales decidirán cuál es la más estable, cuál hará copias de sí misma.”
Marcos considera la propuesta de Sandín como una ampliación del concepto de sexo: “El material genético de los virus (portador, muchas veces, de fragmentos de ácido nucleico perteneciente a células parasitadas con anterioridad) se inserta o se hibrida con el de las células de los nuevos huéspedes. Estas orgías sexuales suceden constantemente pero no justifican en absoluto, ni fundamentan, las teorías que proponen la evolución a saltos. (...) Dos millones de años son mucho tiempo, suficiente para permitir un cambio gradual.”
Siguiendo el mismo hilo argumental, Marcos acepta la gran capacidad de infección de los virus y admite que puedan insertar nuevo material genético en la línea germinal. “Si el virus saltador, transposón, tramposón o como quiera que le llamemos, es portador de una secuencia muy parecida a la del nuevo huésped (por eso se podrá hibridar con su ADN), entonces el cambio producido por la recombinación genética no será de mayor magnitud que el generado por el sexo ordinario. (...) No será sorprendente que ocurra esto, pero no conducirá a un salto evolutivo. Pueden darse intercambios de material genético cuya consecuencia sea una variación drástica, una morfología o una fisiología totalmente nuevas, pero ¿quién puede creer que esa nueva forma esté bien adaptada? Eso es igual de posible que suponer que una aberración cromosómica drástica, producida en un error meiótico, puede generar individuos mejor adaptados que sus progenitores.”
En definitiva, y en una nueva versión de la metáfora del relojero ciego, Marcos opina que del mismo modo que es imposible que los componentes de un automóvil se puedan ensamblar al azar, también es “impensable que un cambio brusco pueda introducir una mejora revolucionaria en una variedad aberrante que sea estable. (...) ¿Cómo podemos hacer de esta esencial dificultad el mecanismo principal del cambio evolutivo?”
Pedro E. Lanzas, por su parte, se hace eco de las críticas que el neodarwinismo ha recibido desde su fundación, así como de las alternativas planteadas por figuras críticas como Gould, Erldegbe o Kimura. Respecto a la teoría de Margulis sobre la simbiosis como motor de la evolución, si bien reconoce su éxito al explicar la aparición de la célula eucariota, lamenta ciertas afirmaciones osadas de esta autora, como cuando especula en su libro Microcosmos sobre la aparición de una futura raza humana con la cabeza poblada de cloroplastos, con función fotosintética y produciendo materia orgánica en cantidad.

Por el contrario, Pedro suscribe las hipótesis del profesor Sandín y propone en su misma línea que “la fuente de variabilidad genética en los organismos no tiene porqué ser exclusivamente producto de la mutación; también la inclusión de genomas procedentes de virus, bacterias o transposones a lo largo de la historia evolutiva de cualquier especie puede haber producido importantes cambios en la estructura genética de la misma y, por tanto, introducir variabilidad. Pero hemos de tener en cuenta que la gran mayoría de los genes que se expresan en proteínas y, por tanto, los que conforman el organismo, son de copia única, codificantes para una sola proteína o un grupo de ellas muy relacionadas. Un cambio o mutación en ellos sí podría afectar al fenotipo y serían material de trabajo para la selección natural. No ocurre lo mismo con las secuencias introducidas en los genes procedentes de virus o bacterias. Según parece, no es material traducible a proteínas sino que se acumula en el genoma, teniendo quizá una función importante en la regulación de otras secuencias codificantes y, por tanto, en la medida en que así actúan, cualquier mutación o cambio que afectara a este proceso de regulación también podría ser fuente de variabilidad y considerado a favor o en contra por la selección natural.” En definitiva, este lector afirma que la simbiosis entre especies ha de tener un papel importante como fuente de variabilidad genética.

Nada nuevo bajo el sol
Un punto de vista más beligerante es el de Juan Moreno Klemming, profesor de investigación del CSIC, que no se sorprende del énfasis puesto en las interacciones competitivas o de explotación en la literatura evolucionista, puesto que “la mayoría de las especies animales existentes actualmente son parásitos y el consumo de otros organismos es una estrategia generalizada en la naturaleza. De hecho, existe un gradiente desde la depredación hasta el mutualismo pasando por interacciones competitivas, parasitarias o comensales, y muchas veces una interacción aparentemente mutualista puede convertirse en competitiva o parasitaria y viceversa. (...) Si se pudiera, veríamos que en muchas interacciones hay una parte que obtiene mayores beneficios que la otra, que quizás podría prescindir de la interacción sin demasiados costes. Esto es más un caso de explotación que de ayuda mutua.”
Respecto al papel de bacterias y virus como vectores genéticos, afirma que “la incorporación de estos genes extraños no es nada que no pueda explicar el darwinismo más clásico adaptado a nuestro tiempo por Hamilton y Dawkins. La replicación de los genes es favorecida por la selección natural, ya sea estando incorporados a organismos libres víricos o bacterianos o como genes incorporados a genomas extraños. Allí se dedican a ser parásitos sin función útil alguna para la célula hospedadora. Son el parásito definitivo, pues no pueden ser erradicados. La existencia de estos genes parásitos sin beneficio para las células hospedadoras se considera una prueba de selección a favor de la capacidad de replicación por muchos autores darwinistas. Sólo si los genes incorporados tienen alguna función beneficiosa para la célula podemos hablar de simbiosis, pero en esos casos habrá habido procesos de selección que hayan favorecido el mantenimiento de esos genes.”
A continuación afirma que la integración de distintos tipos bacterianos para la formación de células eucariotas es algo ya admitido desde prácticamente todo el ámbito científico y que no es además contradictorio con los procesos de mutación-selección. En cualquier caso, este tipo de fenómenos sería el resultado de “un ajuste cada vez más fino entre los distintos organismos por coevolución y por el mecanismo de la selección natural. Estoy de acuerdo en que la teoría de Margulis ha enriquecido nuestros conocimientos sobre la evolución, pero lo ha hecho al aportar un nuevo elemento respecto a la creación de nueva variación genética sobre la que puede operar la selección natural. (...) En definitiva no todo es mutación, pero todo cambio genético en un organismo, si tiene expresión fenotípica, acaba enfrentándose a las ricas interacciones ecológicas con el medio circundante y la selección termina actuando. La creencia en que todo cambio brusco funciona y el desprecio de la adaptación al medio nos llevaría a no poder explicar la variación observable y, a la postre, a dar la razón al creacionismo: si la adaptación innegable que observamos no se debe a un proceso también observable como es la selección natural, se tiene que deber a un diseñador todopoderoso. Incorporemos pues la simbiosis a las teorías de la evolución, pero sin olvidar el papel de la selección natural en adaptar a los fenotipos a su medio en el transcurso de dilatados periodos de tiempo.”

El ambiguo papel
de la simbiosis
Martín Francisco Arévalo, de Madrid, coincide con alguno de los puntos de vista de Juan Moreno cuando afirma: “No me gusta hablar de simbiosis. En toda relación no existe igualdad. Quizá mejor es el término parasitismo recíproco. Las bacterias y los virus nos parasitan. No serán tan malos cuando todavía seguimos vivos. ¿Se puede obtener algún beneficio? Es más que posible. Puede que haya algún tipo de ser vivo (virus, bacterias, invertebrados) que sirvan de vector para añadir o modificar material genético de él mismo o de otras especies que impliquen una alteración celular, metabólica o genética al hospedador. Quizá las especies más evolucionadas estén aprovechando de seres inferiores la capacidad de mutación y/o transmisión de información genética de unas a otras. De hecho, las bacterias habitan la Tierra desde el principio y nosotros somos los últimos inquilinos. Nos hemos tenido que adaptar y convivir con ellas.”
Por último, Óscar Prada Campaña, desde su bucólico refugio vascongado, comienza con la siguiente cita de Jorge Wagensberg: “Sabemos muy bien que las reglas son bastante inalterables, sobre todo porque se basan en las leyes fundamentales de la naturaleza, la física, la química, los valores de las constantes de difusión, etc. Pero yo creo que los saltos importantes se deben en gran parte a un cambio de reglas. Un ejemplo especialmente significativo es la simbiosis. Es una manera de establecer nuevos pactos, nuevas unidades, y en los contratos que resultan es donde pueden aparecer reglas que están por encima de las constantes de difusión.