No, és clar que no i aquí no es pretén dir el contrari.
Segurament els que estaven equivocats van ser els seguidors de Darwin que van
extremar la seva teoria. Amb això tampoc vull defensar la teoria del disseny
intel·ligent, només faltaria. Una de les assignatures de la carrera que em
varen agradar més va ser la impartida pel catedràtic Ignacio Morgado
"Psicobiologia de la Intel ·ligència".
En ella s'explicaven conceptes d'evolució, significat de la intel·ligència,
bases biològiques del raonament, procés d'humanització, etc. Per pujar nota es
podia fer un treball consistent en una presentació pels alumnes de la classe.
El vaig fer sobre l'evolucionisme contra el creacionisme. Permeteu-me començar
amb una diapo similar a la que vaig incloure en aquell treball:
Figura
1. Diapositiva per explicar com l'atzar pot produir elements complexes, sense
necessitat d'un ser superior creador.
En ella volia desmuntar un dels arguments dels
creacionistes, que deien que per atzar era impossible que d’un conjunt de peces
de metall aparegués un Boeing 747 pel sol fet de combinar-les, per exemple, amb
un tornado. Aquest exemple poc elegant va aparèixer perquè la Teoria de
l'Evolució de Darwin-Wallace es basa en l’atzar de les mutacions genètiques. El
que no consideraven els creacionistes és que no estem parlant d'un sol pas,
sinó de centenars de milions de milers de petits atzarosos passos, representats
en la diapo pels diferents models d'antics avions. Precisament d'això és del
que vull parlar en aquest escrit. Sembla ser que la "rampa evolutiva"
que represento a la diapo potser no és tant lineal com sembla i podria tenir
algun que altre esglaó a mode de drecera.
Segur que em deixaré moltes variacions i descobriments
vers la teoria de l'evolució, disculpeu-me doncs, perquè només comentaré les
quatre que considero més rellevants. Començarem per l'epigenètica, els homeobox
i l’endosimbiosi a continuació, per acabar amb el sempre polèmic Lamarckisme.
De l'epigenètica ja vaig parlar-ne en el passat escrit
sobre la meditació. En poques paraules, l'epigenètica és la relació entre el
genoma dels individus i el seu entorn (Mendizabal et al., Integrative and Comparative Biology, 2014). Això vol dir
que en funció d'uns determinats estímuls ambientals els gens que tenim actius
són uns o són uns altres, estem parlant de la famosa expressió: "Genètica
x Ambient". Per exemple, el nostre grup de recerca ha demostrat que en un
model de ratolins amb envelliment accelerat (SAMP8) l'exercici aeròbic modifica
l'expressió gènica del BDNF (per si no
recordeu que és un factor neurotròfic: http://mossegadesdeneurociencia.blogspot.com.es/2015/08/12-green-exercise-perque-en-lesport-no.html)
i altres gens relacionats amb l'Alzheimer (Cosín-Tomás et al., Frontiers i Aging Neuroscience, 2014).
Com molts de vosaltres ja heu pogut endevinar,
l'epigenètica altera l'expressió gènica en funció d'un determinat entorn, però
aquesta alteració no passa de generació en generació. O potser si? Com es veurà
més endavant hi ha estudis que podrien anar en aquesta direcció. De fet,
actualment s’ha proposat el terme “epimutation” (o epimutació) per explicar com
els canvis de la interacció genètica x ambient poden passar de pares a fills/es
(Soubry, Progress in Biophysics and
Molecular Biology, 2015).
I si una sola mutació pogués canviar multitud de gens a
la vegada? I si aquests gens controlessin una gran part del cos? Segur que així
ens estalviaríem molts passos i aniríem molt més ràpid evolucionant. Això és
especialment crític quan parlem de grans estructures morfològiques. Aquests
packs de gens modificables en conjunt existeixen i s'anomenen HomeoBox. Els
gens dels homeobox (anomenats gens homeòtics o HOX) codifiquen proteïnes que
actuen com factors de transcripció d’altres gens i de cèl·lules morfològiques.
En altres paraules, tenim uns primers gens (HOX) que s’encarreguen de donar
instruccions a uns segons gens que es dediquen, principalment, a crear les
estructures morfològiques del nostre cos. Per tant, com pot l’evolució canviar
grans estructures morfològiques: mutant els gens que les creen? No! Modificant
els gens que donen les instruccions als gens que les creen. En resum, diguem
que els gens HOX són una mena de marcadors per organitzar el desenvolupament
morfològic del cos. És una mica complicat d’entendre, ho sé perquè jo tampoc
tinc gaire clares les bases moleculars. Lo important és quedar-se amb la idea,
que està molt ben resumida a la figura 2. Aquests gens no només es troben en
les mosques de la fruita, també en humans, per exemple, són els encarregats de
les costelles cervicals (una malformació innòcua que ocorre en el 0,6-0,8% de
la població). Per a més informació us recomano els llibres de “Deconstruyendo a
Darwin” (Sampedro, 2007) y “El cerebro en Evolución” (Allman, 2003).
Figura
2: Imatge de les estructures controlades pels homeobox en la mosca de la
fruita. Exemple didàctic: modificant el gen HOX Antp podem tenir en una sola
mutació una mosca amb dues ales.
Sabeu quin ha estat el pas més difícil en l'evolució de
la vida? Ser de sang calenta? De rèptils a mamífers? L'aparició de la vista?
Fred, fred, el més difícil, per molt bàsic que pugui semblar, va ser passar de
la cèl·lula procariota (sense nucli) a la eucariota (amb nucli). Només un
nucli? us preguntareu. Doncs sí. De sobte, sense cap pas intermedi, unes
cèl·lules simples van ser capaces de doblar la seva mida i complexitat (molt grosso modo) d'un dia per l'altre.
Màgia? Déu? Dieta rica en greixos? No, la Teoria Endosimbiòtica.
La endosimbiosi es defineix com l’associació on un organisme viu dins un altre.
La teoria endosimbiòtica diu que el que era en origen una bactèria (cèl·lula
procariota) es va agrupar amb un altre, de fet se la va menjar, fagocitosis, però en comptes de
“digerir-la” la va deixar vivint dins seu, creant un organisme més complexa
(podríem dir-ne eucariota). L’associació va anar tan bé que va anar repetint-se
fins als nostres dies, en alguns casos afegint altres organismes. Nosaltres
estem fets de cèl·lules eucariotes i l’exemple actual que millor explica
aquesta teoria són les mitocòndries. I com una imatge val més que mil paraules,
vegeu la figura 3. Si en voleu saber-ne més podeu consultar:
Aquest és el primer article on s’exposa la teoria: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022519367900793 (tinc el pdf, me’l podeu demanar).
Figura
3. Imatge extremadament simple, però extremadament entenedora per comprendre la
base de la teoria endosimbiòtica.
Finalment arribem al punt culminant. Recordeu quan éreu
petits i els mestres us deien que hi havia dues teories evolucionistes, la de
Darwin (els més joves la coneixeu com a Darwin-Wallace) i la de Lamarck, i us
remarcaven que Lamarck estava equivocat... doncs us estaven mentin! igual que
quan us deien que treure males notes a la ESO faria perillar el vostre futur per sempre.
Potser alguns de vosaltres penseu que us estic mentint jo al suggerir que
Lamarck i el Lamarckisme, recordeu: "l'herència dels caràcters
adquirits" (figura 4), són vertaders. No em mal interpreteu, no dic que
Lamarck tingui 100% raó i Darwin estigués equivocat, sinó que podria haver
certes característiques que segueixin una evolució Lamarckiana conjuntament amb
la Teoria
de Darwin-Wallace (encara que també hi ha científics en contra: Whitelaw, Genome Biology, 2015). Us posaré un
parell d'exemples del meu camp. I per molt que els autors no parlin de
Lamarckisme per por a no poder publicar, ja ho dic jo sense eufemismes. Lamarck
potser no anava tant errat.
Figura
4. És l'exemple clàssic del Lamarckisme, on la necessitat de menjar les
fulles altes provoca que el coll de les girafes s'estiri. Les girafes que
aconsegueixin estirar-lo més, menjaran més i millor, tindran més fills i tots
amb el coll alt. En poques generacions el coll de totes les girafes augmentarà
en comparació a les primeres generacions. Exemple de com un caràcter adquirit i
propiciat per l'ambient passa de pares a fills.
El primer exemple tracta sobre la dieta alta en greixos,
que com tots sabeu és ja la pandèmia del segle XXI. El grup de l'australiana
Margaret J. Morris (Ng et al., Nature, 2010)
estudià genèticament a les filles de rates mascles alimentades amb una dieta
alta en greixos. Per què pares? Doncs perquè si agaféssim les mares es podria
pensar que els efectes nocius venen per la connexió placentària (Bale, Nature Reviews Neuroscience, 2015) (figura
5); els pares només posen el semen, només posen els gens –en alguns casos també
aporten proteïnes i lípids, però ja és entrar en masses detalls (Crean i
Bonduriansky, Trends in Ecology &
Evolution, 2014). Els autors descobriren alteracions negatives per la salut
en gens relacionats amb intolerància a la insulina i la glucosa (a nivell
pancreàtic). En altres paraules, que si agafem un pare rata sa, l'inflem a
menjar poc saludable, tindrà filles amb problemes de salut derivats de la dieta
insana del pare. No dic que el pare sigui obès de naixement, sinó que adquireix
aquesta obesitat poc saludable en vida i la transmet a la prole. En un estudi
més recent i seguint la mateixa metodologia (Ng et al., The FASEB Journal, 2014), els autors trobaren també canvis
en els gens relacionats amb el greix retroperitoneal. Per fer-vos una idea de
la magnitud dels dos estudis i la complexitat d'estudiar els efectes genètics,
en el primer estudi van trobar una alteració de 642 gens i en el segon de 5.295
gens.
Figura
5: En aquesta figura es pot veure com l’ambient de la mare afecta a la criatura
gestant a través de la placenta, tant per efectes ambientals com epigenètics.
(Figura de: Bale, Nature Reviews Neuroscience, 2015.)
El segon exemple tracta sobre exercici (Yin, et al., Behavioral Brain Research,
2013). Abans d'explicar-vos-el vull remarcar que em sorprèn la revista on està
publicat. No és una revista dolenta, però pel resultat que veureu jo hagués
escollit alguna cosa millor (llegir el
blog: http://croniquescanadenques.blogspot.com.es/2012/10/5-nessiteras-rhombopteryx.html
per saber més sobre les categories de les revistes), potser els autors ja
ho van intentar amb Nature o Science i els hi van dir que no, ser xinès o
espanyol en el món de la ciència no està gaire ben vist. Però deixem-nos de
racisme i de politiqueo de cafeteria i passem al que ens interessa. Els autors
agafaren ratolins mascles i els feren fer exercici aeròbic durant 6 setmanes a
uns (grup experimental) i res als altres (grup control). Immediatament després
de les 6 setmanes els aparellaren amb una ratolina atractiva, varen ser
feliços, menjaren perdius i tingueren fills. Aquests fills foren testats en el
laberint aquàtic de Morris (MorrisWater Maze – un morris diferent a l’australiana d’abans) i se'ls hi mirava el factor neurotrofic BDNF a
l'hipocamp. Els resultats conductuals indicaren que els fills dels corredors en la prova final del
laberint de morris estigueren més temps en el quadrant on estava la plataforma
de sortida (major memòria) que els fills dels controls (figura 6). A nivell
d'expressió de BDNF hipocampal, els fills dels corredors en tingueren
significativament més que els dels controls (figura 7). Finalment, també es va
aplicar un test d'ansietat (Open Field o
Camp Obert) i els fills dels corredores es mostraren menys ansiosos que els
dels controls.
Figura
6. Els fills dels ratolins corredors (EM) estan més temps en el quadrant on es
trobava la plataforma d'escapada en comparació als fills dels controls (CM). Hi
ha 4 quadrants, per això el 25% seria el temps per atzar.
Figura
7. Es mostren els nivells de BDNF en les 4 zones de l'hipocamp (CA1, CA2, CA3 i
DG), sent les columnes blanques el grup de fills dels controls (CM) i en
gris els fills dels exercitats (EM).
També s’han trobat efectes epigenètics paternals
transgeneracionals (estudis en rosegadors) tant en estrès i ansietat conductual
(Dietz et al., Biol Psychiatry, 2011) com
en una desregulació de l’eix HPA (Rodgers et al., The Journal of Neuroscience, 2013) quan els pares estaven
exposats, abans de tenir prole, a un entorn altament estressant i depressiu.
Actualment la societat accepta que fer exercici aeròbic
és bo, com hem explicat en el blog, els beneficis són nombrosos a nivell
cognitiu i emocional, encara que amb algunes matisacions. El que han descobert
els xinesos és brutal. No han trobat que el fet de fer exercici sigui bo, sinó
que si els pares fan exercici són capaços de transmetre els beneficis d'aquests
a la seva prole, als seus fills i aquests efectes es veuen a nivell conductual.
En altres paraules, evidència a favor que caràcters adquirits (menys estrès i
més memòria, per un augment del BDNF) es transmeten a la propera generació. No
sé si sou conscients del que això significa. Fins ara era impensable que un
canvi en la vida dels pares passés a través de l'ADN als fills; potser, en un
parell d'anys es descobreix que els resultats eren falsos, però avui per avui
s'acaba d'obrir una nova porta en la ciència. L'estudi deixa de banda les
filles. Això no és nou, la ciència és molt masclista (per sort, no tots els
estudis són així). Dedicaré aquest escrit del blog a una gran dona que ha fet
molt en l'estudi de la biologia i de l'evolució (la que proposà la teoria
endosimbiòtica, en base a una primera idea sense elaboració ni difusió del rus Merezhkovski),
la recentment desapareguda Dra. Lynn Margulis.
[en aquest link podeu veure la conferència que va impartir
a la Universitat Autònoma de Barcelona quan la varen fer doctora Honoris Causa. Afortunadament vaig poder
assistir a l'acte: http://www.uab.cat/web/videos/reproduccio-1192707516892.html?param1=20institucional¶m2=30honoriscausa&url_video=1186036488373]
