A lo mejor tengo algún síndrome de manía persecutoria, pero en los últimos años he notado, primero una especie de querencia por la llamada Ciencia aplicada, luego cierta indiferencia a la llamada Ciencia básica, y últimamente un arrinconamiento, a mi entender injustificable, de esta última. Por cierto, ¿qué es la Ciencia básica? Para empezar nos podemos quedar con la definición que aparece en la Wikipedia: “es la ciencia o investigación científica que se lleva a cabo sin fines prácticos inmediatos, sino con el fin de incrementar el conocimiento de los principios fundamentales de la naturaleza o de la realidad por sí mismo” No es mal comienzo, aunque como bien dice Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) en un post que luego comentaré, la frontera entre la Ciencia básica y la aplicada es cada vez más difusa.
Pero insisto, toda esta percepción de persecución a lo mejor es infundada. La Ciencia y los científicos tenemos una buena valoración por parte de la sociedad, pero tal vez esta valoración positiva se ve frenada ante la pregunta, y esto ¿para que sirve? Cuando era un joven doctorando, esta pregunta en un entorno de amigos o de familia me solía dejar desarmado. Ya no. Últimamente siempre contesto, para vivir más y vivir mejor. Indudablemente las investigaciones que un humilde científico de provincias realiza, a lo mejor (o no...), no logran que ese “vivir más y vivir mejor” suba en un “nano tanto porciento” mínimamente notorio. Pero es una piedra, una pequeña piedra en la catedral del conocimiento. Y esto lo tenemos que tener claro: el conocimiento es la herramienta más importante del ser humano para vivir mejor y vivir mas.
La Ciencia básica es aquella que está en primera línea de batalla del descubrimiento científico. Un nuevo medicamento se puede desarrollar como consecuencia de que existen nuevas reacciones químicas que permiten obtener nuevos productos, u obtenerlos más baratos, o en más cantidad. Muchas de esas nuevas reacciones habrán sido realizadas en un laboratorio académico por un doctorando al que alguna vez le preguntarían, para qué valía lo que estaba haciendo.
Una cosa es clara, la Ciencia básica no suele dar un rédito económico a corto plazo, muchas veces ni a medio ni a largo, ni tan siquiera de forma directa al que la ha desarrollado. Y es aquí en donde mi sentimiento de persecución aparece. Cada vez hay menos dinero para la Ciencia, sí, pero para la llamada Ciencia fundamental, menos que menos. Cada vez hay menos becas para la Ciencia, pero para la Ciencia básica aún menos. Cada vez hay menos infraestructuras para la Ciencia, pero para la básica todavía menos. Tanto es así, que en muchas convocatorias no aparece sólo el adjetivo de fundamental sino que va acompañado por el de orientada. Ciencia orientada... Como si hubiera la posibilidad de una Ciencia desorientada.
Y cada vez son más las voces que urgen a la Universidad (y demás centros públicos de investigación) a transferir, a patentar, a dejar de jugar en el laboratorio para sacar publicaciones que sólo leen los colegas. Y es evidente, y lo quiero dejar bien claro, que en estos aspectos de transferencia la Universidad debe de incidir. En determinados Departamentos más aplicados estas actividades pueden ser una buena parte del trabajo de sus investigadores. ¿Pero debemos focalizar el esfuerzo investigador de la Universidad ahí solo? ¿Desvestir a un santo para vestir a otro? Dicho de otra forma, ¿aquella nación que pretendía estar entre las 8 más potentes, influyentes del mundo, puede dejar de hacer Ciencia básica? ¿Podemos afinar la frase de Unamuno y decir que la Ciencia básica la hagan otros? Mi respuesta es clara, un país desarrollado, que quiera avanzar, debe de cuidar su Ciencia, toda, y la básica o fundamental también y adecuarla a los parámetros de calidad del resto de los países del entorno. Y si estamos de acuerdo en esto, ¿en dónde debe realizarse esta investigación? ¿En las empresa, en los Centros Tecnológicos? Evidentemente estos últimos sí que tienen que estar más centrados en las aplicaciones de la Ciencia. ¿Quien tiene que hacer la Ciencia básica, fundamental u orientada? Las universidades y los centros públicos. ¿Quién si no? Bueno, pues esta idea que a mi me parece bastante obvia no debe de ser del común de los mortales. Y esta es una de las razones por las que los científicos debemos (sí, debemos) explicar lo que hacemos incluso si nos hacen la comprometedora pregunta; y esto, ¿para que vale? Debemos de ser hábiles, o por lo menos intentarlo, para comunicar la importancia de los avances, que son publicados en las mejores revistas internacionales. Explicar que el el dinero público que va a Ciencia básica esta bien invertido. Ah y para eso es indudable que una Cultura científica acorde al siglo en el que vivimos es fundamental. Y en esta tarea también debemos de participar los científicos.
Además la Ciencia básica permite hacer una cosa de manera excelente, formar científicos. Una Ciencia básica de calidad es la mejor plataforma para desarrollar el método científico, para dotar al futuro investigador de excelentes cualidades y herramientas. Cualidades que podrá desarrollar en futuros proyectos científicos de cualquier índole, incluso en empresas. Eso sí, en proyectos científicos, aplicados, pero científicos. A este respecto y relacionado también con el tema de la trasferencia hay un excelente post que ya he comentado de Juan Ignacio Pérez. Muchas frases se pueden destacar del post comopor ejemplo:
“cada vez me resulta más difícil establecer una distinción objetiva entre investigación básica e investigación aplicada”
“Por eso, la idea de tener que optar puede acabar siendo una idea muy peligrosa, porque no hay sistema de (buena) investigación, -incluida la modalidad aplicada-, que funcione sin una buena cantera, y la cantera no suele formarse en actividades de transferencia.”
En resumen, ¿es necesaria la Ciencia básica? Sí. ¿La debe de hacer España? Sí. ¿Debe realizarse en las Universidades y centros públicos? Sí, no queda otra. ¿Las Universidades solo deben hacer Ciencia básica? No, pero dejemos a los que hacen buena Ciencia básica seguir haciéndola. Y en clave más regional. ¿Debe o puede una pequeña región hacer Ciencia básica? ¿Por qué no, si la que se hace es de calidad según los parámetros estándar? Y aquí no puedo más que acordarme de la Ciencia quehacemos enel CISQ.
Una frase que resume en buena parte mi opinión sobre el tema es la de “no hay Ciencia básica y Ciencia aplicada, sino Ciencia y aplicaciones de la Ciencia”. Las miras cortoplacistas de este país no pueden impedir el fomento del pilar fundamental de la Ciencia. Para ello Gobierno, partidos e instituciones deben de mirar más allá de los cuatro años y los científicos, investigadores y profesores debemos ofrecer las mejores respuestas a las preguntas sobre nuestro trabajo ante una sociedad que a su vez debe elevar su conocimiento científico.
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1)Si los humanos vinieron de los simios,¿por qué los simios no están evolucionando en humanos?1
Los humanos,simios y monos son sólo distantes “primos” evolutivos.No venimos de los simios sino de un ancestro común que no fue ni simio ni humano que vivió millones de años en el pasado2.
De hecho,durante los últimos siete millones de años muchas especies similares a la humana han evolucionado;algunos ejemplos son3 el Homo habilis,el Homo erectus,y el Homo neanderthalensis.Todos ellos se extinguieron en momentos diferentes,dejándonos justamente a nosotros compartir el planeta con un puñado de otros primates.
Homo habilis
Tiktaalik
2)Hay demasiados espacios vacíos4 en el registro fósil como para que sea cierta la evolución:
En efecto,hay muchos fósiles intermedios.El Archaeopteryx,por ejemplo,es uno de los más antiguos fósiles conocidos de aves con un esqueleto reptiliano5 y plumas.Ahora hay evidencia de que algunos dinosaurios tenían pelo y plumas.Los Terápsidos son los intermedios entre los reptiles y los mamíferos,el Tiktaalik es un extinto pez de aleta lobulada intermedio a los anfibios,hay ahora al menos seis etapas de fósiles intermedios en la evolución de las ballenas,y en la evolución humana hay por lo menos una docena de etapas de fósiles intermedios desde que los homínidos se bifurcaron6 de los grandes simios hace seis millones de años.Considerando la probabilidad excepcionalmente baja de que una planta o animal muerto se fosilice es extraordinario que hayan tantos fósiles como los que tenemos7.Primero el animal muerto tiene que escapar de las mandíbulas de sus carroñeros.Luego tiene que ser enterrado bajo las extrañas circunstancias que la harán fosilizarse en vez de descomponerse.Posteriormente8 las fuerzas geológicas tienen que traer de algún modo el fósil hasta la superficie para ser descubierto millones de años después por un grupo de paleontólogos en su búsqueda.
Stephen Jay Gould
3)Si la evolución ocurrió gradualmente durante millones de años,¿por qué el registro fósil no muestra el cambio gradual?
Los cambios repentinos en el registro fósil no son evidencias faltantes del gradualismo;estas son evidencias vigentes de la puntuación.Las especies son estables durante largos periodos de tiempo por lo cual dejan muchos fósiles en los estratos mientras están en su estado estable.El cambio de una especie a otra,por tanto,sucede relativamente rápido (en una escala de tiempo geológico) en un proceso llamado equilibrio puntuado.Una especie puede hacer surgir una nueva9 cuando un pequeño grupo “fundador” se separa y se aísla del grupo ancestral.Este nuevo grupo fundador,mientras permanezca pequeño y distanciado,puede experimentar relativamente cambios rápidos (las poblaciones grandes son genéticamente estables).El cambio en la especiación10 sucede tan rápidamente que quedan pocos fósiles para registrarlo.Pero una vez cambiado en una nueva especie,los individuos conservarán su fenotipo por un largo tiempo,dejando muchos fósiles bien preservados.Millones de años después este proceso tiene como resultado un registro fósil que asienta11mayormente la estabilidad.La puntuación está allí entre el equilibrio.
4)Nadie ha visto ocurrir la evolución:
La evolución es una ciencia histórica confirmada por el hecho de que muchas líneas independientes de evidencia convergen en esta única conclusión.Grupos independientes de datos de la geología,paleontología,botánica,zoología,biogeografía,anatomía y fisiología comparada,genética,biología molecular,biología del desarrollo,embriología,genética de las poblaciones,secuenciación del genoma,y muchas otras ciencias señalan cada una que la vida evolucionó.Los creacionistas exigen “sólo una forma de fósil transicional”12 que muestre la evolución.Pero la evolución no es probada a través de un simple fósil.Es probada a través de una convergencia de fósiles,junto con una convergencia de comparaciones genéticas entre las especies,y una convergencia de comparaciones anatómicas y fisiológicas entre las especies,y muchas otras líneas de investigación.(De hecho podemos ver ocurrir la evolución-especialmente entre organismos con cortos ciclos reproductivos que están sujetos a extremas presiones ambientales.El conocimiento de la evolución de los virus y las bacterias es vital para la ciencia médica)
5)La ciencia sostiene que la evolución ocurre por azar13:
La selección natural ni es “aleatoria” ni opera por “suerte”14.La selección natural preserva los beneficios y elimina las equivocaciones.Para ilustrar esto,imagine un mono en una máquina de escribir.Para que el mono tipee las primeras 13 letras del soliloquio de Hamlet por suerte,le tomaría un número de 2613 intentos para lograrlo15.Esto es 16 veces tan grande como el número total de segundos transcurridos en el tiempo de vida del sistema solar.Pero si se preserva cada letra correcta y se elimina cada letra incorrecta,la frase “seronoser”16 sería “seleccionada” en sólo 335 intentos,o en sólo segundos en un programa de computadora.Richard Dawkins define la evolución como “una mutación aleatoria más una selección cumulativa no aleatoria”17.Es la selección cumulativa la que conduce la evolución.El ojo evolucionó de una única,ligeramente sensible mancha en una célula al complejo ojo de hoy no por azar,sino mediante miles de pasos intermedios,cada uno preservado porque hicieron un ojo mejor.
Muchos de estos pasos aún existen en la naturaleza en organismos más simples.
6)Sólo un diseñador inteligente pudo haber hecho algo tan complejo como un ojo:
La anatomía del ojo humano muestra que no hay nada “diseñado inteligentemente”.Este está construido al revés y hacia atrás,con fotones de luz teniendo que viajar a través de la córnea,el cristalino,el líquido acuoso18,los vasos sanguíneos,las células ganglionares,las células amacrinas,las células horizontales,y las células bipolares19,antes de llegar a los fotosensibles20 conos y bastones que convierten el estímulo luminoso21en impulsos nerviosos,los cuales son enviados a la corteza visual en la parte posterior del cerebro22 para procesarse en patrones con significado.Para una visión óptima,¿por qué un diseñador inteligente habría construido un ojo al revés y hacia atrás?Este “diseño” sólo tiene sentido si la selección natural construye ojos a partir de materiales disponibles,y en la configuración particular de las estructuras orgánicas preexistentes en un organismo ancestral.El ojo muestra las vías de la historia evolutiva,no el diseño inteligente.
Trilobite (Koneprusia brutoni)
7)La evolución es sólo una teoría:
Todas las ramas de la ciencia están basadas en teorías,las cuales están basadas en hipótesis demostrables y explican un largo y diverso grupo de hechos sobre el mundo.Una teoría es considerada robusta si predice consistentemente nuevos fenómenos que se observan consecuentemente.Los hechos son los datos del mundo.Las teorías son ideas explicativas sobre estos datos.Los relatos inventados23 y otras afirmaciones no demostradas no son parte de la ciencia.La teoría de la evolución cumple todos los criterios de la buena ciencia,como lo determinó el Juez William Overton en el juicio de Arkansas contra el creacionismo:
-Es guiado por la ley natural. -Tiene que ser explicativa por referencia de la ley natural. -Es demostrable de cara24 al mundo empírico. -Sus conclusiones son tanteables25. -Es demostrable y falsable.
Si usted puede encontrar fósiles de mamíferos en el mismo estrato geológico que los trilobites entonces la evolución sería falsada.Hasta ahora nadie ha encontrado tales datos contradictorios.
8)La evidencia de la evolución humana ha resultado ser un engaño,un fraude,o una fantasía:
El “Hombre de Piltdown”, un gran engaño.
Ansiosos por desacreditar la evolución,los creacionistas ignoran los descubrimientos de fósiles de homínidos y seleccionan ejemplos-cereza26 de engaños y errores en la creencia de que los errores en la ciencia son un signo de debilidad.Este es un craso malentendido de la naturaleza de la ciencia,la cual avanza constantemente al usar tanto los errores como los aciertos.Su habilidad para construir acumulativamente en el pasado es como la ciencia progresa.La característica autocorrectiva del método científico es una de sus ventajas más poderosas.Engaños como el Hombre de Piltdown,y errores honestos como el Hombre de Nebraska,el Cráneo de Calaveras,y el Hespero-pithecus,son,en su momento,corregidos.De hecho,no fueron los creacionistas quienes expusieron estos errores,fueron los científicos quienes lo hicieron.Los creacionistas simplemente leen la exposición científica de estos errores,y entonces aseveran doblemente los suyos propios.
9)La Segunda Ley de la Termodinámica prueba que la evolución es imposible:
La Segunda Ley de la Termodinámica aplica para sistemas cerrados y aislados.Desde que la Tierra recibe una constante entrada de energía del sol -este es un sistema abierto-disipativo- la entropía puede disminuir o aumentar el orden (aunque el sol por sí mismo se está agotando en el proceso).Por tanto,la tierra no es estrictamente un sistema cerrado y la vida puede evolucionar sin violar la ley natural.Mientras el sol siga calentando,la vida puede continuar floreciendo y evolucionando,justo como a los automóviles se les puede prevenir de la oxidación,a las hamburgesas se les puede calentar en los hornos,y todos los tipos de cosas en aparente violación de la entropía en la Segunda Ley pueden continuar.Pero tan pronto como el sol se apague,la entropía seguirá su rumbo y cesará la vida en la Tierra.
Macaca mulatta
10)La evolución no puede explicar la moralidad:
Como especie primate social evolucionamos un sentido profundo de lo bueno y de lo malo con el objetivo de acentuar y recompensar la cooperación y la reciprocidad,y para atenuar y castigar el egoísmo y el parasitismo.También,la evolución creó las emociones morales que nos indican que la mentira,el adulterio y el robo son malos porque destruyen la confianza en las relaciones humanas que dependen de decir la verdad,de la fidelidad,y del respeto por la propiedad.No sería posible para una especie primate social sobrevivir sin algo de sentido moral.En la constitución de la naturaleza humana se construyen las constituciones de las sociedades humanas.
“Si la evolución es tan cierta como dicen, ¿por qué es una Teoría y no una Ley?. Bueno, de hecho la evolución es tan solo una teoría“…
¿Cuántas, pero cuántas veces han llegado esas frases a nuestros oídos? ¿Cuántas veces han sido plasmadas en libros de propaganda y en páginas güeb de dudosa calidad? ¿Y cuántas veces hemos puesto los ojos en blanco y pensado “ya estamos otra vez…”? Parece ser que en el movimiento creacionista y tendencias afines (como el Diseño Inteligente); desvirtuar las ideas de su contexto original y mezclarlas con ingredientes “de diversa índole” es una práctica recurrente.
Tal día como hoy se cumplen 150 años desde la publicación del libro “El Origen de las Especies por medio de la Selección Natural“, obra del naturalista británico Charles Darwin. Lo cual sentó como una ducha de agua fría a mucha gente. Desde entonces han sido vistas críticas a la Biología Evolutiva de todos los tipos.
Quizás una de las más curiosas y gastadas, y cansinas, es aquella en la cual el personal pide una Ley de la Evolución… ¡Pues bien! ¡Qué no se preocupen! ¡Aquí y ahora le vamos a enseñar esa Ley tan buscada! E incluso se la vamos a describir matemáticamente. Total, los biólogos disponen de ella desde hace más de un siglo… El problema es que no se le ha publicitado como debiere fuera del mundo académico.
Dentro del marco científico tenemos tres cosas muy diferentes: los hechos, la descripción de esos hechos y las explicaciones dadas a esos hechos.
Discusiones filosóficas aparte, ya que nos vamos a mover en la esfera de lo científico y nos vamos a acotar a lo que se describe dentro de la misma, podríamos decir que los hechos son aquellos eventos que son al margen de nuestra existencia. Están ahí y nosotros nos topamos con ellos, cuando sucede esto, hacemos algunas cosas. Los científicos optan por describirlos y explicarlos.
Estas descripciones de los hechos serán, lógicamente, realizadas según un criterio humano. Si fuéramos somormujos los describiríamos dentro de los límites, posibilidades y criterios de los somormujos. Estas descripciones no son otra cosa que las Leyes, una formulación basada en palabras o en el lenguaje matemático que pretende decir cómo se comporta un fenómeno en un contexto dado y preciso. Esto último es fundamental, sin contexto, sin precisión en los términos elegidos, no hay Ley que valga. Y tal es así que si los somormujos contaran con científicos que también formularan Leyes, si las contextualizáramos correctamente, tanto sus Leyes como las nuestras coincidirían.
Y distinto a lo anterior, son las hipótesis, los modelos y las teoríascientíficas. Los tres términos anteriores se refieren a, en un orden creciente de certeza, la explicación de cómo debe ser la naturaleza íntima de un hecho, por qué lo describimos de ese modo y no otro, así como el intento de resolver el origen de tales eventos. En definitiva, son una explicación de nuestro mundo, cotidiano o menos cotidiano. Y de todas las opciones anteriores la que tiene mayor grado de certeza es la Teoría Científica, que vienen a ser aquellas explicaciones que han soportado todos los envites de aquellos que han intentado refutarlas, o en otras palabras, las teorías científicas son aquellas explicaciones que han sido corroboradas continuamente hasta el día de hoy y no desmentidas por los sucesivos descubrimientos. Si bien, en la práctica, parece ser que el término teoría también se emplea casi como sinónimo de modelo, una explicación seria con bastante poder explicativo, sin el carácter tan especulativo de la hipótesis y apoyada o en múltiples hechos o en un potentísimo aparato matemático (mientras espera de recibir evidencias a favor o en contra).
Simpático esquemita del método científico 1.- Observa tu mundo; 2.- Planteate preguntas; 3.- Planifica un experimento; 4.- Hazte con el instrumental adecuado; 5.- Consulta una bibliografía como FSM manda!; 6.- Organiza la información obtenida; 7.- Consulta varias fuentes; 8.- Experimenta y pon los resultados a prueba con el análisis estadístico pertinente; 9 y 10.- Acepta o rechaza tu planteamiento inicial en función de los resultados, propón nuevas cuestiones y vuelta a empezar... Crédito: Cientec
De ese modo, en el campo de la Biología Evolutiva tenemos las tres cosas.
La primera de ellas es el hecho, el hecho indiscutible de la evolución. Está claro que los seres vivos cambian a lo largo del tiempo, que no son tan estables como algunos imaginan, que no existe un tipoúnico sino un gradiente en los seres vivos, que antaño existieron seres muy distintos a los de ahora y que a nivel general seres totalmente dispares pueden tener un grado de semejanza tal que asustaría al más pintado, desde el nivel bioquímico hasta el anatómico o ecológico. No solo eso. En la práctica agraria de los últimos milenios, en el mundillo de los aficionados a tener bichos domésticos y en los laboratorios de microbiología de todo el planeta, esto es pan de cada día.
En segundo lugar tenemos las múltiples explicaciones que han surgido en torno a este hecho. Podríamos recordar a Jean-Baptiste Lamark, pero también a Charles Darwin o a Alfred Russel Wallace; a Aldous Leonard Huxley o a Theodosius Dobzhansky; a Richard Dawkins, Stephen Jay Gould, Motō Kimura o Lynn Margulis, entre otros muchos. Todos ellos aportaron bases y conocimientos para intentar comprender cómo funciona ese fenómeno conocido como Evolución. La Biología Evolutiva descansa sobre hombros de gigantes.
Finalmente, tenemos las Leyes. Una fórmula descriptiva de un fenómeno determinado. Los creacionistas están encabezonados en qué si la “evolución es tan chachi-guachi debe ser una Ley“; y ya vemos que en ciencia hay planteamientos tan o más importantes que las leyes mismas. Y además, laevolución es mucho más que eso. Pero aún así quieren, desean, anhelan o incluso rezan por ver una Ley de la Evolución… ¿O solo lo dicen para incordiar? En cualquier caso, señoras, caballeros, platelmintos, muones, he aquí ante vuesas mercedes, la Ley de la Evolución:
En una población de elevado número de individuos, con reproducción aleatoria entre ellos y sin que actúe ninguna fuerza evolutiva, las proporciones de los alelos de un gen se mantienen estables, generación tras generación.
Formulada matemáticamente, en su forma más sencilla, se representa así:
(p + q)2 = p2 + 2pq + q2 = 1
Mola, ¿eh?
La definición y la fórmula que hemos presentado es la famosa Ley de Hardy-Weinberg, también llamada Principio de Hardy-Weinberg o Equilibrio de Hardy-Weinberg; en honor a sus descubridores. Su función primordial es describir si una población de organismos está evolucionando o no, pero no seamos tan raudos.
Este es otro de esos llamativos casos de la actividad científica en los que los descubrimientos convergen por pares casi al mismo tiempo. Esta Ley, o Principio, como gusten llamarla, fué formulada por primera vez y casi al mismo tiempo por el matemático británico Godfrey Harold Hardy y el médico alemán Wilhelm Weinberg, a inicios del siglo XX, concretamente en el año 1908:
Wilhelm Weinberg (1862-1937) fue un pionero en el estudio de los gemelos y de cómo se conjugaban el ambiente y la herencia para originar lo que nosotros conocemos como fenotipo. Ideó por su cuenta lo que posteriormente será recordado como la Ley de Hardy-Weinberg, lo cual fue mostrado al gran público el 13 de Enero de 1908, ante la Verein für väterlandish Naturkunde in Württemberg (Sociedad de la Historia Natural de la Patria de Württemberg), seis meses antes que G. H. Hardy.
Godfrey Harold Hardy (1877-1947), fue un genial matemático británico, en su curriculum figuran importantes avances para las matemáticas puras; junto al indio Srinivāsa A. Rāmānujan ideó una fórmula (llamada fórmula asintótica de Hardy-Ramanujan) que aplicada en física ha resultado muy importante para el estudio del núcleo atómico; y el 10 de Julio del año 1908 publicó en la prestigiosa revisa Science un breve artículo titulado “Mendelian Proportions in a Mixed Population” (también disponible aquí) con el que serían sentadas las bases de su futura Ley.
A la izquierda, el matemático británico Godfrey Harold Hardy (1877-1947). A la derecha, el médico alemán Wilhelm Weinberg (1862-1937). Cada uno por su cuenta fueron los autores de la Ley de Hardy-Weinberg
¿Pero qué encarna la presente Ley en la Biología Evolutiva? ¿Qué nos quiere decir el Principio de Hardy-Weinberg?
Los genes son segmentos de DNA que codifican proteínas, esas nano-máquinas que emplea la célula para realizar sus labores de mantenimiento, gestión de recursos, producción de energía, síntesis de moléculas útiles, etc. Pero un gen determinado no es algo único, en la naturaleza para cada gen existen múltiples variedades. Estas variedades reciben el de alelos.
De ese modo, en una población de individuos, para un gen concreto, la frecuencia de un alelo es la proporción que presenta ese alelo frente al conjunto de todos alelos de la población. O dicho de otra manera, si un alelo tiene una frecuencia de 0.3, podemos decir que ese alelo representa el 30% de todos los alelos de la población.
Y esto nos lleva directamente a la Ley de Hardy-Weinberg, que nos dice que: “En una población de elevado número de individuos, con reproducción aleatoria entre ellos y sin que actúe ningunafuerza evolutiva, las proporciones de los alelos de un gen se mantienen estables, generación tras generación”.
Esto implica que si tenemos una gran población de organismos donde prácticamente todos tienen las mismas posibilidades de reproducirse y donde además no existe ningún “factor evolutivo” (más adelante veremos cuáles son), las frecuencias alélicas de una población permanecen estables, sin cambios, de una generación a la siguiente. Si os dais cuenta, esta es nuestra definición de la evolución pero en sentido contrario:
“La evolución se define comola variación de las frecuencias alélicas de una población a lo largo del tiempo”
Definición general de evolución biológica
Aprendiendo de evolución con conejitos suicidas. Si la flecha señala un lapso de diez generaciones, por ejemplo, la población A es un ejemplo de una población que ha evolucionado; mientras que la población B es un ejemplo de una población que no ha evolucionado.
De modo que esta Ley nos describe el comportamiento evolutivo de una población a través de su genética, permitiéndonos discernir si la población que estamos estudiando está o NO en plena evolución.
Para detectar esto aplicando la Ley de Hardy-Weinberg hemos de estudiar las proporciones dehomocigotos y heterocigotos para un gen dado. Nosotros tenemos dos alelos de cada gen, uno de ellos proveniente de nuestro padre y el otro proveniente de nuestra madre, si los dos alelos son iguales, seremos homocigotos para ese gen; si ambos alelos son distintos, seremos heterocigotospara ese gen.
En una población en Equilibrio de Hardy-Weinberg, la probabilidad de tener esa combinación genética dependerá de la frecuencia de cada alelo en la población. Considerando el caso más sencillo, el de un gen con tan solo dos alelos (un alelo A y un alelo a), la probabilidad de tener cada combinación, cadagenotipo, será la siguiente:
Donde p es la frecuencia del alelo A en la población y q es la frecuencia del alelo a en la población. Como la suma de todos los genotipos es el total de los genotipos de la población, la suma de todos los genotipos (proporcionalmente hablando) tiene un valor de 1. Lo que no es otra cosa que la expresión matemática más sencilla de la Ley de Hardy-Weinberg: p2 + 2pq + q2 = 1
¿De qué nos sirve esto para detectar si una población está evolucionando o no? Bueno, pongamos un ejemplo… En una población en Equilibrio de Hardy-Weinberg donde la frecuencia de A es 0.5 (p=0.5) y la frecuencia de a es 0.5 (q=0.5), como ha de cumplirse que p2 + 2pq + q2 = 1, hemos de tener las siguientes proporciones en las combinaciones alélicas:
Esta población se encuentra en Equilibrio de Hardy-Weinberg, es decir, no está evolucionando. Ya que vemos que se cumplen las frecuencias características de esta situación: p2 = 0.25; q2 = 0.25 y 2pq=0.5 (dado que pq=0.25).
Podríamos dar un paso más allá y decir, que todas las posibles situaciones de equilibrio para todas las posibles combinaciones alélicas (de un gen que solo tenga dos alelos) son las siguientes:
Pero otra cosa sucedería si tuviéramos el siguiente panorama:
También tenemos que la frecuencia de A es 0.5 (p=0.5) y la frecuencia de a es 0.5 (q=0.5), pero no se cumple que p2 = 0.25; q2 = 0.25 y 2pq=0.5 (que es el valor que se obtiene cuando pq=0.25); por lo que la población no está en Equilibrio de Hardy-Weinberg. Esto implica que hay algo que está desviando, alejando, las proporciones de los genotipos de su punto de equilibrio. Ahora viene la pregunta clave ¿Qué está ocasionando algo así?
.
En estos casos están interviniendo uno de esos factores que anteriormente hemos llamado “factores de evolución”. ¿Quiénes son? Pues a saber:
1.- La Selección Natural y la Selección Sexual. Que puede actuar presionando sobre los genotipos a favor o en contra.
2.- La mutación y otros fenómenos que alteran el genotipo. Ya que pueden crear o destruir alelos por sí solos.
3.- La Deriva Genética. Ya que en la práctica, como contamos con poblaciones finitas, los alelos menos comunes tienden a perderse incluso con apareamientos “solo al azar”…
4.- La migración. Que puede traer genotipos de otras poblaciones o bien llevarse los presentes en nuestra población a otras tierras.
5.- Poblaciones muy pequeñas. Dónde los efectos de la Deriva Genética son muchos más intensos. Por ello las condiciones idóneas del Equilibrio de Hardy-Weinberg se dan en poblaciones infinitas.
6.- Apareamientos no al azar. Dónde esto es consecuencia de cualquiera de los fenómenos anteriores, en especial por la Selección Natural y Sexual.
Alguien podría pensar, ¡oye, que eso es trampa! ¡Siempre se cumple alguno de los puntos anteriores y encima las poblaciones nunca son infinitas! Pues ese alguien tiene razón. Es raro que se alcance el Equilibrio de Hardy-Weinberg… en ese sentido, según esta Ley, es raro, tremendamente raro que una población no evolucione.
Los eventos de Selección pueden provocar la ruptura del Equilibrio de Hardy-Weinberg (pulsar para ampliar)
¿Hasta qué punto es útil esta Ley? Pues mucho. Esta es la base de una rama completa de la Biología Evolutiva, la Genética de Poblaciones, que como su nombre indica, se encarga de estudiar cómo se comportan los genotipos en una población (o en varias poblaciones) a lo largo del tiempo y de cómo actúan lo que nosotros hemos llamado “factores de evolución” sobre las mismas. De hecho, si queremos estudiar que factores están afectando a la evolución de un grupo de organismos, es útil saber primero si, para empezar, una población está evolucionando o no. Esta Ley nos sirve para averiguarlo.
<<OFF TOPIC: “Factores de evolución” es un término que he empleado por mi cuenta para englobar los 6 puntos anteriores de un plumazo, pero no se emplea en Biología Evolutiva, sino que a cada “factor” se le llama por su nombre y ya está>>
Pero no solo eso. El Principio de Hardy-Weinberg también nos permite estudiar el comportamiento de diversas enfermedades humanas de base genética, este Principio nos permite calcular su incidencia en la población y su devenir futuro. ¿Quién decía que “la evolución no servía para nada”? Pero no solo eso, también nos permite emplear los bancos genéticos humanos, disponibles actualmente, para localizar alelos que produzcan enfermedades (a menudo graves) o la susceptibilidad a las mismas, en base a la localización de desviaciones en los Equilibrios de Hardy-Weinberg para estos alelos.
Y ahora, ale, un poco de alegría, “Children of Evolution” por “Darwin & The Naked Apes”
La Ley de la Evolución, la Ley de Hardy-Weinberg. Nos describe si una población está evolucionando o no; es la base de toda una rama de la ciencia, la Genética de Poblaciones; y es una herramienta indispensable en múltiples estudios de la biología, así como un instrumento más de la medicina. ¿Alguien puede pedir más?
El 15 de julio de 1965 la sonda Mariner 4 enviaba a la Tierra la primera fotografía del planeta Marte obtenida por una sonda espacial. Los ingenieros de la misión estaban ansiosos por ver esa imagen…
El primer intento de fotografiar Marte fue la sonda espacial Mariner 3, pero un problema en el lanzamiento hizo fracasar la misión. Su sucesora, la Mariner 4, logró llegar a Marte y tomar una serie de fotografías que se enviaron a la Tierra a la fabulosa velocidad de 33 bauidos (Si, he dicho baudios, bits por segundo).
Una vez se terminó de recibir la primera imagen, los ingenieros de la misión estaban tan ansiosos por verla que no podían esperar a que el laboratorio de tratamiento de datos la procesara, así que se tuvieron una curiosa idea; la Mariner enviaba las imágenes como datos digitales, un número para cada pixel de la imagen que representaba el brillo.
Los ingenieros imprimieron esos números en tiras de papel, una tira para cada línea de la imágen, y luego las colorearon con un lápiz, aplicando la intensidad según el número que aparecía impreso.
Esto es lo que les quedó:
Y esta es la imágen que entregó el laboratorio despues de procesar los datos:
Se encuentra a más de 2 km bajo la superficie de Ontario y ha permanecido inalterada y sin contacto con el exterior durante al menos 1.500 millones de años
Recolección del agua
Un equipo de investigadores de Gran Bretaña y Canadá acaba de hacer público el descubrimiento del agua más antigua del mundo. Está a dos km. y medio bajo la superficie de Ontario y ha permanecidoinalterada y sin contacto alguno con el exterior durante al menos 1.500 millones de años (podría llegar a 2.640 millones de años). El agua, en la que abundan los elementos químicos necesarios para la vida, dará nuevas pistas sobre cómo ésta surgió en nuestro planeta, y posiblemente en otros. El trabajo se publica hoy en Nature.
Estas reservas de agua, dicen los investigadores, podrían incluso contener alguna forma de vida, ya que tienen todos los elementos necesarios para ello. Pero no solo eso. En efecto, las rocas que la mantienen atrapada son muy parecidas a las de Marte, lo que reaviva las esperanzas de encontrar vida bajo la superficie del Planeta Rojo. El hallazgo podría obligar a cambiar las ideas establecidas sobre qué lugares de nuestro propio mundo son aptos para la vida, así como ofrecer nuevas pistas sobre cómo pueden desarrollarse y evolucionar microorganismos en condiciones de completo aislamiento.
Hidrógeno y metano
Los investigadores, de las universidades de Manchester, Lancaster, Toronto y McMaster, analizaron el agua filtrada a través de rocas de una mina que se encuentra a 2.400 metros de profundidad. Y lo que encontraron es que ese agua contiene gases como hidrógeno y metano en diferentes formas (isótopos), así como gases nobles como helio, neon, argon y xenon. De hecho, se da una mayor concentración de hidrógeno que, por ejemplo, la que existe alrededor de las chimeneas hidrotermales de las profundidades oceánicas, a cuyo alrededor existe abundante vida.
El hidrógeno y el metano se deben a la interacción del agua con las rocas de alrededor. Y son precisamente esos gases los que podrían haber proporcionado la energía necesaria para la supervivencia de microorganismos que no han visto la luz del Sol durante casi 2.000 millones de años. Las rocas que rodean el agua han sido datadas en 2.700 millones de años, aunque los científicos no creen que el agua tenga esa misma edad.
Utilizando técnicas de medición subterránea desarrolladas en la Universidad de Manchester, los científicos mostraron que el agua tiene, por lo menos, 1.500 millones de años de antiguedad.
Para el coautor del estudio Chris Ballentine, de la Universidad de Manchester, que ha dirigido el proyecto, "hemos encontrado un sistema hídrico interconectado en las profundidades de Canadá que tiene miles de millones de años de antigüedad y que es capaz de sustentar vida. Nuestro hallazgo es del máximo interés para los investigadores que tratan de comprender cómo los microorganismos pueden evolucionar en condiciones de aislamiento, y resulta crucial para estudiar la cuestión del origen de la vida, su sostenibilidad y desarrollo tanto en ambientes extremos como en otros planetas".
Búsqueda en Marte
Antes de este hallazgo, la única agua con una edad parecida fue hallada en pequeñas burbujas en el interior de rocas, y ese agua no podía sustentar vida. Pero el agua encontrada en la mina canadiense se filtra por las rocas en una cantidad que se ha estimado en dos litros por minuto, algo muy parecido a la encontrada en una mina sudafricana a 2.800 metros de profundidad y en la que sí se encontraron formas de vida.
Ballentine y sus colegas no están seguros aún si en el sistema subterráneo canadiense hay o no vida, aunque el autor principal del estudio, Greg Holland, de la Universidad de Lancaster, afirma que "nuestros colegas canadienses están aún intentando determinar si en ese agua hay alguna forma de vida. De lo que podemos estar seguros es que hemos identificado una forma en que los planetas pueden crear y preservar un ambiente favorable para los micoorganismos durante miles de millones de años. Y todo ello, además, con independencia de cómo de hospitalaria pueda ser la superficie. Se abre así la posibilidad de que existan ambientes similares también bajo la superficie de Marte".
Las cámaras están listas, los científicos atentos y cada vez más gente en el mundo está pendiente, aprovechando la transmisión en vivo... una gota está por caer y nadie se lo quiere perder.
El profesor Mainstone no se quiere perder el momento en el que caiga la gota.
El objeto de fascinación es un embudo de vidrio con brea, que está alojado detrás de un vidrio en el vestíbulo de la escuela de Matemáticas y Física de la Universidad de Queensland, en Australia.
Y la gota en cuestión será la novena en caer desde 1927, cuando el primer profesor de física de la universidad, Thomas Parnell, empezó el experimento.
Parnell quería demostrarle a los estudiantes que hasta los materiales ordinarios tenían cualidades extraordinarias.
A temperatura ambiente, la brea -que se usaba en grandes cantidades hasta principios del siglo XX para calafatear los barcos de madera- se siente sólida y hasta se puede quebrar en pedacitos con un martillo.
Lo asombroso es que realmente es un fluido: un líquido altamente viscoso con apariencia de sólido.
La sexta gota fue más rápida: sólo tomó 9 años para caer
Efectivamente caen
Para ilustrar lo que al tocar el material parecía un cuento raro, el profesor Parnell calentó una muestra de brea y la vertió en un embudo con la pipa sellada.
Pasaron tres años antes de que la brea se asentara, así que no fue sino hasta 1930 que removió el sello.
Desde entonces, como ocurriría con cualquier otro líquido que esté en un recipiente con un hueco, la brea se ha estado regando, gota a gota.
Sólo que quizás sea más apropiado escribir...
gota
a
gota.
Y es que éste es el ritmo al que han estado cayendo:
1938 - diciembre
Primera gota
1947 - febrero
Segunda gota
1954 - abril
Tercera gota
1962 - mayo
Cuarta gota
1970 - agosto
Quinta gota
1979 - abril
Sexta gota
1988 - julio
Séptima gota
2000 - 28 de noviembre
Octava gota
La novena
Se espera que caiga este año.
Ahora, la razón de tanta excitación es que la novena gota está a punto de caer.
No sólo eso, ésta vez es probable que por primera vez en estas ocho décadas de historia alguien podrá presenciar tan singular evento.
"He visto varias gotas en gestión, pero no las he visto caer", le dijo a la BBC el físico John Mainstone, custodio del experimento.
"Si uno parpadea, se lo pierde: ¡todo ocurre en una décima de segundo, una vez cada 10 o 12 años!".
Pero, ¿por qué persistir con el experimiento?
La respuesta de los científicos y los curiosos es simple: si uno ve algo inusual, quiere saber más sobre ello. Sin embargo, lo que tanto se espera que pase, ya pasó ocho veces antes. Y la brea o el alquitrán, ya no son tan extraños.
"Por mi parte -explica Mainstone- lo que más me interesa son los dos o tres segundos antes de que la gota caiga".
"En las últimas etapas, la gota misma -que es muy bella- está colgada de unas cuatro fibras. Sospecho que en algún momento, una de ellas se rompe, lo que crea una situación inestable, así que las otras se rompen y la gota cae. Pero tengo que valerme de otros métodos de observación aparte de mis ojos para comprobar si lo que intuyo es la verdad".
En esta ocasión, hay varias cámaras grabando el evento -y transmitiéndolo en vivo para los curiosos con tiempo libre-.
Pero a veces, eso no es suficiente.
"La vez pasada, yo estaba en Londres y recibí tres emails: el primero decía 'parece que va a suceder'. El segundo, 'Lo siento, la gota cayó'. Contesté, 'no se preocupen, cuando vuelva lo veo en la memoria digital'. El tercer email decía: 'oh, no, no podrá hacerlo: el sistema nos falló'".
Eso sucedió en noviembre de 2000 y Mainstone ha estado esperando desde entonces.
"Ya tengo 78 años de edad y es improbable que la décima gota caiga antes de que pasen otros diez años, así que este podría ser mi último chance de verlo".
1.- Observa tu mundo; 2.- Planteate preguntas; 3.- Planifica un experimento; 4.- Hazte con el instrumental adecuado; 5.- Consulta una bibliografía como FSM manda!; 6.- Organiza la información obtenida; 7.- Consulta varias fuentes; 8.- Experimenta y pon los resultados a prueba con el análisis estadístico pertinente; 9 y 10.- Acepta o rechaza tu planteamiento inicial en función de los resultados, propón nuevas cuestiones y vuelta a empezar... Crédito: Cientec
