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Módulo 2. ¿Por qué molestarse con la ciencia? 


2.1 Introducción 


En primera instancia, se trata de cómo los científicos evalúan la información y extraen conclusiones. Comprender este proceso es un requisito para la vida moderna y es un aspecto importante de cada parte de nuestras vidas. Thomas Jefferson tiene fama de haber dicho: “una ciudadanía formada es el baluarte de una democracia..." Hoy, para ser un participante en la comunidad de “ciudadanía informada”, uno debe ser capaz de interpretar la información científica. Es difícil, si no imposible, funcionar con eficacia en la sociedad sin algún conocimiento del proceso científico. Todos los días el periódico o la televisión saca a relucir un gran tema que nos preocupa a cada uno de nosotros, pero ¿qué tan preparado estás, de verdad, para evaluar los argumentos de que el calentamiento global es real, afectará tu forma de vida, amenazará las costas, es responsable? De huracanes severos? ¿Realmente se pueden comparar los argumentos morales con los científicos sobre las células madre, la corrección de defectos genéticos, la manipulación médica de la fertilidad (para lograr la concepción o prevenirla) o el mantenimiento de la vida mediante el uso de máquinas? ¿Debería votar para proteger los humedales, prevenir futuras inundaciones, mantener una industria pesquera o permitir lugares de descanso para las aves migratorias? ¿O son los humedales simplemente criadores de mosquitos y lugares que podrían desarrollarse de manera rentable con fines comerciales o de vivienda? ¿Puede participar en una discusión significativa sobre los peligros de los reactores nucleares o los méritos o desventajas de los alimentos transgénicos? A un nivel más personal, ¿puede evaluar diferentes dietas potenciales o interpretar un anuncio de un medicamento? ¿Puede leer y comprender los prospectos de información en medicina? En última instancia, cada una de estas discusiones, y muchas más, dependen de detalles altamente técnicos que no se presentan fácilmente a los no científicos. Por otro lado, se espera que todos los científicos presenten sus datos de una manera que un rompecabezas pueda entenderse. Gran parte de la investigación científica está respaldada por los presupuestos de sus impuestos a través de programas de investigación patrocinados por el gobierno. Cada propuesta de investigación se presenta por un científico a una junta para su evaluación, pero la propuesta generalmente también contiene un resumen que se espera que sea significativo para un congresista que votará sobre el subsidio para el programa en general, y para los ciudadanos interesados que deseen saber cómo se gasta su dinero. Eso significa Usted. El objetivo del científico en resumen no es enseñar a un público no especializado los detalles altamente técnicos de una propuesta compleja, sino hacer que los objetivos, las limitaciones y el potencial de la investigación propuesta sean lo suficientemente claros como para que se comprenda el propósito y se esté de acuerdo en que es una buena idea y tiene el potencial de producir conocimientos de interés y valor para usted. Por lo tanto, el primer objetivo de este manuscrito y de este curso es prepararlo para este papel como ciudadano. Lo que esperamos lograr es darle una idea de cómo se recopilan y evalúan los datos científicos, para que pueda interpretar la información que lo inunda. Por lo tanto, a lo largo de esta narrativa estaremos enfatizando el método científico.


2.1 Evolución 


Hemos elegido el enfoque de ilustrar el método científico a través del estudio de la evolución. Hemos elegido la evolución por varias razones. En primer lugar, la evolución es la idea más importante del siglo XIX y la más influyente del siglo XXI. (Los científicos casi nunca hablan en términos absolutos, y casi inevitablemente califican o restringen cualquier declaración que hacen. Por lo tanto, tuve la tentación de afirmar, "la evolución es posiblemente la idea más importante..." pero en este caso parece haber pocas razones para negar esto. En segundo lugar, a diferencia de, por ejemplo, la astrofísica o la biología molecular, uno necesita relativamente poca formación técnica o familiaridad con temas muy abstrusos y abstractos para comprender lo que está sucediendo. Por estas razones, el tema parecía una elección lógica.


2.2 La ciencia es imaginación  


La evolución, como la astrofísica, carece de un elemento esencial de la ciencia de laboratorio: la capacidad de diseñar y realizar experimentos con facilidad. Es posible hacer predicciones, que en cierto sentido son experimentos mentales, y en algunos casos es posible diseñar y realizar experimentos, y abordaremos estos problemas lo mejor que podamos. En todos los demás sentidos, la evolución es una ciencia completa e ilustra la lógica y la construcción del pensamiento científico. Es decir, depende totalmente de tres elementos que defino como principio de imaginación: Evidencia, Lógica y Falsedad. Una idea científica debe basarse en evidencia, ya sea obtenida por observación o experimento. La evidencia sugiere un vínculo entre dos fenómenos. Un científico intentará comprender el vínculo estableciendo que un fenómeno causa otro, o en otras palabras, formará una hipótesis de causa y resultado. Por ejemplo, cada año, a medida que se acerca la primavera, el sol se eleva en el cielo y los días se alargan. Ésta es la evidencia —tanto la duración del día como la temperatura media— que podemos observar y medir. Una hipótesis razonable sería que el aumento de la luz solar calentó la tierra, en lugar de que el calentamiento de la tierra provocara la días más largos. Esta es la lógica de la hipótesis, que asocia el calor que uno siente a la luz del sol con el problema más amplio del aumento gradual del calor. Finalmente, el científico querrá probar la hipótesis. La forma en que se prueba una hipótesis es para tratar de refutarla: ¿Puedo crear o imaginar una situación en la que los días se alargarán pero la tierra NO se calentará? Si es así, ¿refuta nuestra hipótesis, o puede explicar la aparente contradicción de una manera que aún conserva la hipótesis? Este es el paso de falsedad. 


Esta forma de analizar la información no solo no es muy difícil, es algo que los humanos hacemos todos los días de nuestra vida. Los humanos en la etapa de cazadores, deben haberlo hecho al observar, "si las huellas de animales desde aquí van hacia el sol poniente (oeste), pero cuando estoy dos días camino hacia el sol poniente, las huellas de animales van hacia el sol naciente (este) entonces los animales deben dirigirse hacia un pozo de agua entre aquí y dos días de caminata al oeste de aquí ”,“ si esa planta grasa (cactus o suculenta) contenía agua para beber, tal vez esta planta grasa también contenga agua”. Estos son básicamente ejemplos de silogismos clásicos:


"Si todos los antílopes van al agua por la noche

y si todos los antílopes de aquí van al oeste por la noche

luego hay agua hacia el oeste ".


Cuando compras un bolígrafo y te dices a ti mismo: “me gusta mucho ese bolígrafo, pero cuesta cinco veces más que este bolígrafo, y por lo general pierdo bolígrafos en tres días, así que es mejor que compre uno barato", usar lógica científica, predicción y evaluación; si eliges el bolígrafo más caro, a pesar de la evidencia, estás realizando el experimento: “si mi motivación, presupuestaria o de deseo, es lo suficientemente fuerte, recordaré dónde coloqué el bolígrafo y tendré el placer de poseerlo". O nuevamente, supongamos que un candidato a la alcaldía de la ciudad anuncia una plataforma de estar “contra el crimen en las calles”. Es probable que diga: “eso está bien, ¿qué vas a hacer?" Si el candidato dice: “pondré a todos los criminales en la cárcel", es probable que diga: “¿cómo va a hacer eso?". Si el candidato continúa diciendo: “los arrestaré a todos", es probable que muy pronto se pregunte: “¿es práctico lo que sugiere el candidato?" ¿Va a amenazar o acosar a grupos específicos de ciudadanos inocentes? ¿Podemos permitirnos el plan, ya sea mejor iluminación, más policías, más jueces, más cárceles? ¿El plan exigirá demasiada información sobre nuestra vida? Si incluye restricciones de acceso a pistolas, cuchillos, botes de pintura en aerosol, cortadores de cajas, ¿es una buena idea? ¿Cuánto va a restringir nuestra vida? "En otras palabras, el candidato ha planteado la hipótesis de que un número específico de delincuentes habituales son la causa principal del delito (en contraposición, por ejemplo, a la pobreza, la falta de empleo, el cuidado y protección insuficiente de los objetos, la falta de actividades para adolescentes y jóvenes, u otras causas) y ha propuesto el experimento de que aislar a estos individuos eliminará el problema. Estás pidiendo pruebas que probarás con tu propia lógica. Bien puede aplicar una forma de falsificación a la hipótesis del candidato: “las tasas de arresto difieren de una ciudad a otra y de un estado a otro. ¿Los estados con tasas de arresto más altas o con un enjuiciamiento más agresivo de criminales tienen tasas de criminalidad más bajas? ¿Desempeñan algún papel otros factores, como el número de hombres jóvenes? ¿Qué hay de la disponibilidad de empleo o de centros juveniles?" La recopilación de parte o toda esta información sería, en esencia, un experimento en el mismo sentido en que un científico de laboratorio diseña un experimento. En otras palabras…


2.3 No es ciencia


Aplicas la lógica de la ciencia (con suerte) todos los días de tu vida. Una cadena de comida rápida local ofrece un gran helado que contiene “solo cinco calorías”; te preguntas si eso es cierto (cuál es la evidencia; qué tan lógicamente puede ser dulce sin azúcar).


Un día templado de invierno, un amigo comenta que la suavidad se debe al calentamiento global; se le pasa por la cabeza que la semana pasada fue una temperatura baja récord. En la televisión, un anuncio promociona un "pincel milagroso" que puede eliminar la pintura seca derramada con un solo golpe; es muy escéptico y mira muy de cerca el anuncio para juzgar si lo que se muestra realmente sucedió. Observa, en otro anuncio, para un régimen de pérdida de peso, que los actores en las Imag2 del "después" sonríen, flexionan los músculos, sostienen el estómago y están volteados para que sus partes menos favorecedoras sean difíciles de ver, mientras que en las "fotos del antes" no están sonriendo y no están haciendo ningún esfuerzo por ocultar su flacidez. Incluso la decisión de caminar o no hasta la siguiente parada de autobús en lugar de esperar, o tomar un taxi en lugar de esperar el autobús, se basa en una hipótesis sobre el tiempo en la ruta y su fatiga o energía. Este punto no se puede enfatizar demasiado: la lógica de la ciencia, y la estructura de la ciencia, es simplemente lógica humana. Requiere las mismas habilidades que usamos a diario, y no es más complejo que eso. Solo hay tres cosas que parecen ser difíciles de la ciencia: su uso de las matemáticas, su extenso y complejo vocabulario y la abstracción de muchos de sus conceptos. Ninguno de ellos presenta una barrera insuperable para el estudiante que quiere comprender cómo funciona la ciencia.


2.4 Matemáticas y términos técnicos  


Los científicos que trabajan deben comprender las matemáticas porque la cuantificación es un aspecto muy importante de lo que hacemos. Por razones obvias, necesitamos saber más que el hecho de que un volcán es por ser nombrado así. Necesitamos saber si entrará en erupción, que es un cálculo basado en la ubicación de su magma (roca fundida, lava), su historia pasada y la historia de volcanes similares, qué está haciendo la tierra debajo del volcán, etc. El volcán no está completamente muerto, necesitamos saber cuándo es probable que entre en erupción y qué tan severa es probable que sea. Todos estos requieren cálculos extensos, pero incluso una persona no matemática probablemente entenderá a un científico que dice: “la roca fundida se movió esta semana de media milla debajo del cono a menos de 600 metros del cono, y la temperatura de la superficie en el cono subió 500 °C. Consideramos que el volcán es peligroso". Asimismo, la estadística es una gran parte de la investigación médica y sociológica. Los nuevos tratamientos médicos y la concesión de licencias o la prohibición de medicamentos se basan en comparaciones de grupos realizadas mediante elaborados procedimientos matemáticos. Estos procedimientos se basan en análisis diseñados para eliminar sesgos involuntarios (los fumadores también pueden ser grandes bebedores; un grupo de usuarios de aspirina puede, en promedio, ser considerablemente más obesos que los que no consumen aspirina con los que se les compara; los vegetarianos pueden diferir en el estilo de vida de los que no consumen aspirina, vegetarianos en más formas que en la dieta. El no estadístico necesita saber qué tan confiables otros juzgan estas estadísticas y cuáles son las implicaciones, no las matemáticas de cómo se hacen. Los científicos usan términos técnicos como magma porque necesitan que otros científicos comprendan exactamente lo que significan. Ésta es una distinción importante del habla informal (aunque no de la escritura cuidadosa en cualquier disciplina). Escuche cuántas veces "ya sabes" como en "Es como ya sabes, genial, hombre" se traduce en "No he explicado esto coherentemente. Espero que pueda llenar los vacíos". Esto no quiere decir que el lenguaje común sea incorrecto o no sea apropiado; simplemente no tiene un lugar en la comunicación científica. 


Un verano trabajé en una fábrica y a un compañero de trabajo le gustaba conversar conmigo. Desafortunadamente, la mayor parte de su conversación consistió en una obscenidad “Wey”, usada como sustantivo, verbo y adjetivo: "¡Ese pitido hijo de un pitido de un pitido hijo de un pitido me hizo un pitido!" Mi participación en la primera parte de la mayoría de las conversaciones por lo general consistía en respuestas evasivas mientras buscaba (con frustración) el significado de lo que decía. Estaba hablando de nuestro jefe, de políticos, sus amigos en casa,  alguien lo había insultado y lo estafó. 


El vocabulario no tiene por qué ser abrumador. Los científicos usan un vocabulario complejo en parte porque a veces lo que las palabras describen no tienen contrapartida en el lenguaje común — ningún escritor bíblico u otro escritor novel realmente imaginó una molécula estructurada como el ADN — pero principalmente debido a la necesidad de precisión. El lenguaje científico busca una precisión que asegure que cualquier trabajador del mundo, al ver una palabra concreta, tendrá la misma imagen mental. Esto es muy diferente, y a veces mucho más seco, que el lenguaje común o poético. Un poeta puede describir a una mujer encantadora como de piel diáfana y cabello como un pétalo, pero la belleza de la poesía es que estas frases evocan una imagen en lugar de pintar un cuadro; el lenguaje evoca una imagen única para cada lector, basada en las experiencias y deseos de ese lector. Cada lector imaginará una mujer diferente y circunstancias diferentes, recolectando impresiones de su experiencia, y es de esperar que cada lector genere una imagen diferente, muy personal pero igualmente convincente y placentera. La poesía frecuentemente pierde su valor a medida que se vuelve más específica, ya que una película basada en una novela muy romántica puede resultar decepcionante si el héroe o la heroína de la película es muy diferente de la persona imaginada. Esto no es nada como un informe policial, dando altura, peso, forma de cabello, largo y color, edad, color de piel, forma de ojos, nariz, labios…, no es muy emocionante, pero todos tendrán la misma imagen. Nuevamente: ¿cuál de los siguientes pasajes evoca mejor el otoño? Alternativamente, si nunca hubiera oído hablar de la palabra “otoño” (por ejemplo, si hablaba tibetano y estaba aprendiendo español), ¿cuál le daría una idea mejor y más precisa del término?


“¡TEMPORADA de nieblas y fructificación suave!

Amigo íntimo del sol que madura;

conspirando con el cómo cargar y bendecir

de frutos corren las vides que rodean los techos de paja;

para doblar con manzanas las cabañas de musgo,

y llena toda la fruta con madurez hasta la médula;

para hinchar la calabaza y rellenar las cáscaras de avellana

con un grano dulce; para poner en ciernes más,

y aún más, flores posteriores para las abejas,

hasta que piensen que los días cálidos nunca cesarán

porque el verano ha rebosado sus húmedas células.

Keats, Oda al otoño


Compare el poema de Keats con esta descripción del otoño.


Un informe científico es mucho más parecido a un informe policial que a la poesía: el objetivo es que todos tengan la misma imagen más compatibles posible. El español hablado común no tiene este requisito. Cuando un mexicano se refiere a un petirrojo o al ave petirrojo de pecho rojo, está describiendo un pájaro muy diferente del tordo que los estadounidenses llaman petirrojo (porque los primeros ingleses del nuevo mundo pensaron que el pájaro era el mismo). Para evitar confusiones, los científicos utilizarían una tradición de 300 años, de una época en la que todas las personas educadas hablaban latín, y se referirían al ave europea con el nombre latino de Erithacus rubecula y al ave estadounidense como Turdus migratorius. El sistema de dos nombres funciona como el nombre o el nombre de pila y el apellido o el sistema de apellidos por el que se conoce a las personas en las sociedades occidentales. En el caso de los nombres latinos para animales, la primera palabra en mayúscula es el equivalente del apellido del pájaro americano, el nombre simplemente se traduce como "el tordo que migra". 


Como ilustración más específica del punto, veamos la palabra "significativo", que tiene varios significados. Su significado original, era "dar una señal", como en “para los griegos, era significativo que el general viera un meteorito la noche antes de la gran batalla". Otro significado común es "importante", "grande" o "considerable", ya que "la pérdida no fue significativa", y hay varias variantes de estos, como en “el otro significativo", que se refiere a una persona con la que uno está románticamente involucrado. En las ciencias biomédicas, la palabra solo tiene un sentido estadístico: una diferencia entre dos grupos que ocurriría tan raramente por casualidad que la diferencia probablemente apoya la hipótesis de una relación. Por ejemplo, si uno mide los cánceres de pulmón entre 100 masticadores de chicle y 100 no masticadores, y encuentra 2 cánceres en el primer grupo y 3 en el segundo, es probable que una repetición de la misma evaluación encuentre 3 cánceres en la próxima vez el primer grupo y 2 en el segundo. No hubo una diferencia real, solo una menor que dependía del azar. Por otro lado, si se comparan los cánceres de pulmón entre los fumadores y se encuentran 10 cánceres entre los fumadores y 1 entre los no fumadores, es probable que una repetición de la evaluación encuentre una diferencia similar la próxima vez, lo que respalda la hipótesis de que Fumar puede causar cáncer de pulmon. Los estadísticos pueden determinar matemáticamente la probabilidad de que los resultados se repitan, y los científicos biomédicos llamarían a la diferencia entre fumadores y no fumadores significativo. Este es el único sentido en el que un científico usaría la palabra. En un artículo científico, "significativo" NUNCA significa "importante".


2.5 Teorías científicas e hipótesis


En una conversación común, una teoría es una suposición de cómo funciona algo: “mi teoría es que el termostato enciende la bomba que hace circular el agua". Para un científico, una teoría no es una conjetura sino una hipótesis, es decir, una inferencia lógica sobre cómo funciona algo o sobre la relación de dos fenómenos, que ha sido probada muchas veces y cada vez apoyada por la prueba. Cuando los científicos revisan las solicitudes de otros científicos para respaldar su investigación, a menudo preguntan: "¿Se basa en una hipótesis de trabajo?" es decir, "¿Este científico ha creado un modelo, basado en evidencia preliminar, sobre cómo funciona esto?" Cuando muchos científicos han hecho esto, y han intentado muchas veces refutar su argumento (falseable), y todos los científicos llegan a la misma conclusión, la hipótesis gana el título de teoría. En general, llamar a algo una teoría significa que es lógico (lógica); en muchas situaciones es una explicación plausible de la relación de dos fenómenos (evidencia); y que muchos intentos de refutarlo han fracasado (falseable). Por lo tanto, otros científicos pueden, con cierta confianza, considerar la hipótesis lo suficientemente válida como para basar un trabajo adicional, extrapolado, en la suposición de que la hipótesis es verdadera. Esto es lo más cerca que llegamos a un nivel más alto de certeza, una ley. Para una ley, por ejemplo, la ley de la gravedad, estamos lo suficientemente seguros de que todos los cuerpos producen y responden a la gravedad para que podamos basar todo, desde la planificación de las órbitas de las naves espaciales hasta el cálculo de las mareas, la construcción de maquinaria médica y analítica muy exótica y aspectos de física atómica en el supuesto de que se aplicará la "ley" de la gravedad, y nos sorprendería genuinamente si no fuera así. Aunque la terminología es un poco confusa en las fronteras, no tenemos este nivel de confianza en una teoría. Solo estamos bastante seguros de que una teoría es verdadera. Una teoría, e incluso una ley, siempre puede ser refutada si un experimento o una observación pueden contradecirla y ninguna explicación razonable puede colocar el resultado en una categoría de excepciones interesantes pero comprensibles. La esencia de la ciencia es la capacidad de prueba y, por lo tanto, todo es provisional en espera del próximo experimento. Es bastante humillante y es una fuente de considerable fricción entre los científicos y la comprensión del público. Para un científico, "la teoría de la evolución" significa que la idea está bien pensada, basada en mucha evidencia y no refutada por ninguno de los innumerables experimentos, pero siempre existe la posibilidad externa de que algo que no hemos imaginado pueda algún día refutarlo, en el sentido de que no podemos predecir que un lago no aparecerá de repente en el medio de Michoacán. Para un científico, la "teoría de la evolución" NO significa "una suposición bastante casual de un grupo de personas que no han pensado en otras posibilidades". Y en cualquier caso, la ciencia se ocupa únicamente de la mecánica de cómo funcionan las cosas (que, por lo tanto, se pueden probar) y nunca aborda lo que no se puede comprobar.


2.6 Conceptos abstractos


Finalmente, la ciencia exige abstracciones, porque en la mayoría de los casos el tema de la ciencia es algo que no forma parte de la experiencia común. Por ejemplo, no podemos ver una molécula. Podemos crear una imagen de la misma, utilizando tecnología especializada como microscopía electrónica o microscopía de fuerza atómica, y podemos visualizar la imagen, o podemos usar varias máquinas complejas para detectar la presencia de moléculas y determinar sus propiedades. Lo que hacen los científicos es utilizar su información sobre lo que hacen estas máquinas para poder construir Imag2 mentales de las moléculas como si fueran 1.000.000 de veces más grandes. En resumen, la capacidad de pensar de manera abstracta es la capacidad de hacer que lo abstracto sea concreto. A lo largo de este manuscrito, intentaremos ayudarlo a usted lector, a imaginar algunos de estos conceptos abstractos y aparentemente difíciles.


2.7 Presentación científica: figuras, gráficos y tablas


¡Ahí lo tienes! Todos los estudiantes pueden comprender la ciencia, su lógica y sus hallazgos. Sin embargo, una tarea que debe emprender es algo que a menudo se descuida pero que es importante y que simplificará considerablemente su esfuerzo: mire las tablas y figuras que aparecen en el texto científico. Para los científicos que trabajan, las figuras no son barras laterales ni intentos de hacer que el texto sea más divertido. Las figuras bien diseñadas resumen puntos importantes, indican relaciones y sugieren una mayor expansión de una idea. Una figura puede contener las ideas y relaciones que tomaría páginas para explicar, y si uno puede comprender cómo lo hace, se habrá ahorrado toda esta memorización. Observe cuánto tiempo lleva explicar en palabras lo que se muestra en el gráfico y cuánto más claro es el gráfico que la explicación verbal.


2.8 Curiosidad y preguntas científicas válidas


El último punto para entender cómo funciona la ciencia se puede resumir en una sola palabra: curiosidad. Todos los niños son curiosos (solo escuche las conversaciones entre los niños de 2 a 6 años y sus padres) y algunos retienen esta curiosidad a lo largo de la vida, por lo que todo evoca una pregunta: “¿Cómo llegó aquí esta montaña? ¿Por qué los pájaros machos son de colores más brillantes que las hembras? ¿Cómo sobreviven los insectos al congelamiento en el invierno? ¿Por qué las hojas cambian de color? Esta curiosidad se puede resumir en un aforismo que conviene tener presente a lo largo de este curso: “Los fenómenos son preguntas”. En otras palabras, existe un mecanismo para explicar cómo las células migran a sus lugares adecuados en un embrión, cómo el cuerpo combate una infección, cómo los árboles mueven el agua a una altura de 300 metros, cómo un pájaro o una ballena encuentran su camino a a mitad de su recorrido por el mundo, o cómo el mundo está constituido de tal manera que las aves no voladoras parecidas a avestruces se encuentran en Australia, Nueva Zelanda, América del Sur y África, pero no en Europa, Asia o América del Norte. Hay dos modificaciones relacionadas con esta última declaración. La primera es que la ciencia trata sobre la mecánica de cómo funcionan las cosas. Por esta razón, una pregunta que comienza con "Por qué" casi nunca es una pregunta científica legítima. La ciencia se trata del cómo, no del por qué, y una buena pregunta sugiere un medio para probar el cómo. Rara vez es posible probar un "por qué". Esta es también la razón por la que la metodología científica presenta mucha menos confrontación con la religión de lo que muchos suponen. Una pregunta que comienza con "Por qué", cuando no carece de sentido, es una pregunta religiosa más que científica. Por ejemplo, "¿Por qué los conejos son marrones?" puede tener una respuesta religiosa ("Porque Dios los hizo marrones para que pudieran esconderse"), pero la pregunta científica podría ser cualquiera de varias: "¿Cuál es la ventaja selectiva del color marrón?" "¿Cuál es el mecanismo de herencia del marrón en comparación con otros colores?" "¿Qué mecanismo de desarrollo hace que el pigmento aparezca en la espalda, pero no en el vientre, del conejo?" "¿En qué células se encuentra el pigmento marrón?" "¿Cómo entran en la piel los melanocitos que llevan el pigmento marrón?" "¿Cuál es la vía bioquímica por la que se sintetiza el pigmento?" "¿Cuál es la estructura bioquímica del pigmento?" "¿Cómo absorbe la luz una molécula de pigmento?" Estas preguntas pueden profundizarse en la física subatómica, y todas son preguntas científicas legítimas porque, al menos indirectamente, sugieren posibles mecanismos que pueden probarse. Por esta razón, difieren de la pregunta no científica "¿Por qué los conejos son marrones?" 


En resumen, la ciencia no es un tema incomprensible. El metodología científica es un enfoque de comprensión idéntico al enfoque que usamos para comprender cualquier aspecto de nuestras vidas. Se diferencia solo en que tiene una serie de códigos y disciplinas específicos que permiten un medio muy estructurado de hacer preguntas, junto con reglas específicas sobre lo que constituye una respuesta significativa. Comprender cómo operan estas reglas puede desmitificar el mundo de la ciencia. Este manuscrito trata principalmente sobre las reglas de la ciencia, cómo funciona la ciencia, como se ilustra a través de ejemplos de experimentos, procesos de pensamiento e incidentes en la vida de los científicos, tomando como tema intelectual principal el desarrollo de una teoría importante. El tema de nuestra investigación y análisis será la evolución o, más propiamente, seleccion natural. 


La historia de la evolución abarca tres pasos importantes que se lograron a mediados del siglo XIX. La primera fue que los pensadores tuvieron que concluir que el mundo era mucho más antiguo que la aproximación bíblica de 6000 años. En segundo lugar, tuvieron que aceptar la idea de que las especies de plantas y animales podrían evolucionar o cambiar con el tiempo (descendencia con modificación). Este paso también requirió un sentido firme de lo que se quería decir con el término especie, que a su vez dependía considerablemente de hallazgos nuevos y confusos a medida que los europeos exploraban el Nuevo Mundo. Finalmente, tuvieron que aceptar la afirmación de Darwin de que descendencia con modificaciones fue dirigida por la supervivencia no aleatoria de ciertos individuos favorecidos en una intensa competencia por alimento, protección, recursos de anidación y apareamiento (selección natural). Como veremos, ninguna de estas ideas era particularmente nueva u original a mediados del siglo XIX, pero fue la conexión de todas estas ideas lo que revolucionó el mundo. Se sabía, por ejemplo, que los agricultores podían mejorar los cultivos utilizando únicamente semillas de plantas que mostraran las características deseadas. Los criadores de perros eran conscientes de que el apareamiento selectivo producía numerosas variaciones de perros. Por tanto, las especies pueden variar considerablemente. En unos pocos cientos de años, se podrían criar perros para producir perros salchicha, grandes daneses y bulldogs. Sin embargo, lo que no era obvio era cómo sería posible generar todas las variedades de plantas y animales del mundo en 6000 años. Además, la exploración del nuevo mundo había producido nuevos acertijos, basados ??en la comprensión de que diferentes continentes contenían diferentes animales y plantas, un hallazgo que no es tan obvio en la historia del Arca de Noé. Después de todo, todos los temas están relacionados en algún sentido: la exploración que llevó a los europeos a llegar a América no habría sido posible sin los avances en astronomía y física, y la historia de la Europa del siglo XVI habría sido muy diferente sin las luchas por adquirir la riquezas de las Américas. Donne (John Donne, To His Mistress Going to Bed) nunca se habría maravillado de una mujer, "¡Oh, América mía, mi tierra recién descubierta!" A veces es muy confuso, pero en última instancia estimulante, ver estas conexiones. Búscalas. Hay muchas recompensas. Primero, pensarás como un científico. Los hechos se volverán más ricos y significativos. Sobre todo, verá que reducirá la cantidad de tediosa memorización de memoria que tiene que hacer porque, una vez que ve la conexión, un hecho conduce necesariamente al siguiente. Por ejemplo, España no se convirtió en una potencia importante en Europa hasta que pudo aprovechar los recursos del Nuevo Mundo. Una vez que sepa la fecha 1492, puede aproximar las fechas de los próximos eventos en Europa. Una última nota: un vocabulario de nivel universitario maduro y bien desarrollado ayuda enormemente a aclarar problemas. Por lo tanto, no intentaremos "hablar mal" con usted, el estudiante, utilizando un vocabulario menos maduro y menos específico. Sin embargo, al introducir una palabra menos común intentaremos explicarlo de pasada. Al hacerlo, usaremos el truco de la versión King James de la Biblia. Los autores de esa traducción se enfrentaron al problema de que algunos de los ingleses, en su mayoría campesinos, hablaban sajón, derivado de las lenguas germánicas, mientras que la clase alta hablaba francés. Por lo tanto, repitieron muchos términos, dando una versión sajona y francesa de la misma declaración.


PREGUNTAS DE ESTUDIO 


1. Dé un ejemplo de la vida diaria y de una situación científico-técnica en la que pueda identificar evidencia, lógica y falsificación. Indique claramente qué aspectos son evidencia, qué lógica y qué falsificación. 

2. De la televisión o las noticias diarias, elija un ejemplo de una afirmación que se haga sobre un tema político o científico y diseccione la afirmación en evidencia, lógica y falsificación. 

3. Un informe médico señala que hubo una diferencia significativa en la supervivencia entre los pacientes que caminaban al menos una milla por día y los pacientes que no caminaban mucho. Explique lo que significa esta afirmación. 

4. Se anuncia un tratamiento para bajar de peso utilizando testimonios de clientes satisfechos. ¿Cómo evaluaría el anuncio? 

5. ¿Por qué damos nombres latinos a animales y plantas? 

6. Dé ejemplos de teorías, leyes e hipótesis. 

7. Elija un gráfico de un periódico o revista de noticias y escriba una descripción verbal de la información que se encuentra en el gráfico. Preste especial atención a la relación lógica entre los datos en abscisas (eje horizontal o X) y los datos en ordenadas (eje vertical o Y). 

8. Describe tres preguntas que hayas hecho en algún momento sobre cómo funciona algo. ¿Qué evidencia necesitaría para responder a su pregunta? 

¿Qué palabras no sabía cuando leyó este texto? ¿Cuál es el significado de estas palabras?


2.9 El origen de la tierra y de las especies 


Todas las sociedades se han enfrentado al problema de "¿De dónde vengo?" y por lo general han asignado una causa divina para la creación. Pocos han reflexionado más profundamente sobre el tema, debido a dos factores: primero, para todas las sociedades, el mundo es tolerablemente constante. En segundo lugar, en la sociedad occidental, la influencia de Aristóteles, Platón y el Antiguo Testamento, que se basaba en gran medida en el supuesto de la constancia, mitigó la exploración y análisis adicionales, incluso cuando se reconocieron las contradicciones lógicas. Un verano puede ser más cálido o un invierno más frío que otro, y puede haber otros cambios modestos en el clima o en el lecho exacto de un río, pero en general los ancianos pueden recordar veranos más calurosos o fríos más intensos. El mundo biológico también parece ser constante y discreto. Para tomar un ejemplo simplificado pero ilustrativo, cualquier persona razonablemente observadora se da cuenta de que hay diferentes tipos de aves en su vecindario. En un vecindario urbano o suburbano del bajío mexicano, por ejemplo, hay palomas, petirrojos, cardenales, gaviotas, gorriones, sinsontes, cuervos y gansos canadienses. También hay varios otros, como búhos y halcones, pero es posible que el observador casual no los note comúnmente. La cuestión es que uno no confunde una especie con otra. Las palomas pueden tener muchos colores, pero ciertamente no son petirrojos. Un cardenal hembra puede ser de color marrón verdoso, en lugar de rojo, pero la forma de su cuerpo, su corona, la forma de su pico y sus marcas la hacen distinguible de cualquier otra ave en los alrededores. No encontramos pájaros que estén a medio camino entre una paloma y un petirrojo, ni pájaros que no pudiéramos clasificar e identificar con un poco de esfuerzo. Incluso si una especie se extingue, se le conoce en sus últimas etapas como una especie rara y, a menos que uno intente específicamente documentar su existencia, su desaparición se percibe simplemente como la falta de un avistamiento reciente hasta que, en unos pocos años, se olvida. Con estas observaciones, hay pocas razones para suponer que el mundo no es como siempre ha sido, salvo por la ubicación divina de los humanos en la escena. El concepto de cambio no se vuelve obvio hasta que uno tiene un largo registro histórico (escrito) del mundo. Además, este registro debe preservar suficientemente los escritos anteriores y las generaciones posteriores deben poder leerlos, de modo que las diferencias entre entonces y ahora se hagan evidentes.


La antigua Grecia construyó una imagen del mundo que no dependía de la creación divina. Así fue como los primeros griegos, Anaximandro, Anaxímenes, Empédocles y Demócrito, argumentaron que los humanos surgieron de la tierra o de un elemento húmedo primordial, engendrados por el calor del sol y surgiendo espontáneamente como los gusanos parecían hacerlo en la carne podrida. En general, quizás al notar la biología obvia y al comprender un mundo jerárquico en el que la animación (vida) era superior a la inanimación (rocas), el movimiento (animales) superior a la inmovilidad (plantas) y el pensamiento (humanos) superior al comportamiento reactivo (animales).  Percibieron una creación en la que las plantas precedieron a los animales y los animales a los humanos. Reconocieron, pero no abordaron el problema lógico del estado del primer ser humano. Si el primer ser humano aparece como un bebé, hay que cuidarlo, pero entonces, ¿quién (o qué) lo cuida? Con la creación divina, es posible aceptar la idea de que los primeros humanos aparecieran en la tierra como adultos, pero para los griegos esto era un enigma. Hasta donde sabemos, no abordaron este problema con gran entusiasmo ni profundidad, en parte debido a la creciente influencia de Platón y su alumno Aristóteles. Platón sintió que cada objeto en el universo era una representación imperfecta de un tipo o arquetipo ideal, y que el universo consistía en enfoques más o menos exitosos de ese arquetipo. Sin embargo, tenga en cuenta la inferencia: si hay arquetipos, entonces, por definición, los arquetipos no cambian. Por tanto, en el mundo biológico, las especies no cambian. Un petirrojo es una mejor o peor aproximación del ideal de “petirrojo”, pero ese petirrojo ideal, o arquetípico, persiste y permanecerá en todas las generaciones como la meta de los petirrojos. Aristóteles llevó esta idea más allá al intentar sistematizar o clasificar todas las formas de la naturaleza animada e inanimada, en su Escala de vida. Al igual que Platón, cada especie fue un intento de replicar un ideal absoluto, pero más allá de eso, el arquetipo de cada especie ocupaba un rango particular en la naturaleza. Así, los animales estaban por encima de las plantas, los vertebrados por encima de los invertebrados, las aves y los reptiles (que tenían huevos perfectos o sin cáscara) por encima de los peces (que tenían huevos imperfectos o blandos), los mamíferos por encima de los reptiles y las aves, y los humanos por encima de los mamíferos. Contó más de 500 eslabones en la cadena, o especies. Sus clasificaciones mejoraron en las versiones anteriores, como con o sin pies o alas. Todo esto está muy bien, pero finalmente se complica, ya que la escala aristotélica no permitía ambigüedades ni empates de rango. Así, por ejemplo, un melocotonero tenía que estar por encima o por debajo de un cerezo, una trucha por encima o por debajo de una lubina, un gato por encima o por debajo de un perro, una oveja por encima o por debajo de una cabra. Se podría crear vida, pero nuevos organismos se unirían a su rango apropiado. Entonces, según este argumento, no solo no había posibilidad de cambio de una sola especie, no había posibilidad de movimiento entre especies. No era posible que una cabra pasara a una oveja, o viceversa. En esta visión del mundo, la evolución es un absurdo. Cada especie está fija en su tipo y fija en relación con todas las demás especies. 


Junto con la visión judeocristiana de la creación, como se expresa en el Génesis, esta visión dominó la cultura occidental durante dos mil años. En Génesis, el mundo fue creado al mismo tiempo. Por lo tanto, todas las especies se formaron en ese período y, de nuevo, según este argumento, no había ningún medio lógico por el cual las especies pudieran cambiar o evolucionar de un tipo a otro. Los peces, ranas, reptiles, aves y mamíferos aparecieron por primera vez durante la creación y han estado presentes en la tierra desde entonces.


Así, entre las enseñanzas del Génesis (escritas aproximadamente en el 450 a. C. y relatando relatos de 1000 años antes) y las enseñanzas de Platón (427-c. 347 a. C.) y Aristóteles (384-322 a. C.) desde un punto de vista lógico y también a partir de la evidencia disponible, las especies eran fijas y había pocas razones para cuestionarse, o incluso preocuparse por la relación de un organismo con otro. Se había notado la similitud de los monos con los humanos, al igual que la similitud de órganos y huesos entre diferentes vertebrados, pero estas semejanzas se consideraban ejemplos de la elección de Dios o de la sabiduría de Dios, en lugar de peculiaridades del mundo que merecían atención y análisis.


2.10 ¿De donde vengo?


Hacia el siglo XVII, sin embargo, el mundo europeo había cambiado. El mundo ahora tenía una larga tradición de alfabetización, junto con imprentas que hicieron que el conocimiento fuera accesible a una población mucho más grande, y los exploradores estaban describiendo la extrañeza de los nuevos continentes que estaban explorando. Los filósofos, que en ese momento no se distinguían de los científicos, estaban reflexionando sobre el significado de todos los nuevos conocimientos y la evidencia de que la vida en la Europa del siglo XVII era muy diferente de lo que se había descrito en la Biblia y en Aristóteles. Eran susceptibles al concepto de cambio. En términos de estructura social, estructura económica, orden político e incluso valores y costumbres, el mundo actual (siglo XVII) es diferente de lo que era antes. Ha habido períodos de riqueza y pobreza, pestilencia y salud, democracia y tiranía; y lo que había sido una sociedad rural (Alemania, Inglaterra, Irlanda) se convirtió en una sociedad con grandes ciudades. El Islam apareció en el siglo VIII y se hizo lo suficientemente fuerte como para competir con el cristianismo, y las religiones de Oriente y del Nuevo Mundo muy diferentes. Por lo tanto, el mundo podría reestructurarse, quizás no frente a los ojos de uno, sino con el tiempo. ¿De dónde vino? ¿Qué provocó la reestructuración? ¿Era posible que el mundo natural también pudiera cambiar? Quizás la similitud de los huesos de un perro con los de un humano nos dijo más de lo que sospechábamos. Puede parecer sorprendente a muchos, pero muchos de los elementos principales de la historia de la evolución eran bien conocidos mucho antes de 1859 y fueron objeto de discusión popular entre miembros inteligentes y educados, pero no profesionales, de la sociedad de clase alta. La Ilustración no había inventado verdaderamente, sino que había traído a la vanguardia de la vida intelectual varias actitudes que continúan impregnando nuestra sociedad: un énfasis en la evidencia material y la lógica humana, en oposición al misticismo o la fe incuestionable, como base de la racionalidad (Galileo & Copernicus); un poderoso sentido de la construcción mecánica o física del universo (Galileo, Newton, Pascal); y una suposición generalizada pero esencialmente británica de progreso continuo en la historia de la tierra, que conduce, por supuesto, al summum bonum (bien máximo) ejemplificado por la sociedad británica contemporánea. 


Cada uno de los episodios que ahora identificamos como hitos en la historia de la ciencia se originó en el intento de abordar un problema práctico específico, y cada uno había generado éxito espectacular e inmediato. Estos éxitos validaron la suposición de que se podía aprender mucho del mundo físico y llevaron a nuevas indagaciones sobre las anomalías de la tierra, que van desde la curiosidad por el origen de las montañas hasta los esfuerzos por comprender los fósiles en el contexto de la descripción bíblica o en oposición a ella de la historia de la tierra. Discutiremos estos a continuación, pero para dar una idea del pragmatismo que permitió a los filósofos naturales ganar predominio sobre teólogos y filósofos, podemos citar algunos ejemplos: uno era que el movimiento estaba asociado con la vida y, por lo tanto, sus leyes eran dignas de exploración. Además, cuestiones como la trayectoria de las balas de cañón y, para los ejércitos y exploradores, la medición del movimiento alrededor de la tierra proporcionaron mucho trabajo para quienes finalmente se convertirían en físicos. Galileo era bien conocido por sus estudios de trayectorias y brújulas. Otras necesidades incluyeron la medición de la longitud y la interpretación de la enfermedad, como se describe a continuación.


2.11 La mecánica de la tierra


Tanto la inclinación filosófica como las consideraciones prácticas impulsaron el interés por el movimiento del siglo XVII. Desde el punto de vista filosófico, el movimiento, o al menos el movimiento dirigido, era uno de los pocos rasgos que separaban a los vivos de los inanimados. Así, la diferencia entre un perro, un caballo o un ser humano un minuto después de la muerte y un minuto antes de la muerte se manifestaba principalmente en el movimiento del pecho, el corazón, las extremidades o los ojos. Por lo tanto, a medida que el valor de la mecánica se imprimió más en la sociedad europea, la atención se centró en la comprensión del movimiento como parte de la búsqueda profundamente filosófica e incluso sagrada para responder a la antigua pregunta: "¿Qué es la vida?" En lugar de abordar esta cuestión desde términos puramente teóricos o filosóficos, los pensadores recurrieron a los mecánicos, o experimentadores, para ayudarlos a comprender. Había muchas razones para ver este enfoque con optimismo. La erudición griega había regresado a Europa a través de España, ya que el mundo islámico, a diferencia del cristiano, nunca la había perdido y los musulmanes, aunque ansiosos por mantenerse alejados de los "paganos", se comunicaban sin embargo a través de intermediarios, con frecuencia judíos. No fue casualidad que Maimónides, el más grande de los filósofos judíos, y ciertamente un gran médico y filósofo según cualquier criterio, tuviera una actitud fuertemente aristotélica, incluido el argumento de que los milagros de Dios obraron y no violaron las leyes físicas. Asimismo, los escritos de Nostradamus surgieron de un esfuerzo por reconciliar una lógica profunda con aparentes contradicciones en los escritos sagrados, el esfuerzo que dio lugar a la Kabala. De ahí el papel de (quizás) Arquímedes (287-212aC) en el diseño de catapultas y otros instrumentos de guerra basados ??en la comprensión teórica de la física de las palancas, y el beneficio práctico de su correlación entre la densidad de la materia y el desplazamiento del agua, de modo que podía decir si el oro había sido removido y sustituido en la corona del rey, eran familiares para los eruditos. La pregunta fue si tales enfoques podrían contribuir a varios problemas prácticos, que van desde la construcción de máquinas para realizar el trabajo pesado de construir grandes edificios o destruir las murallas de las fortalezas en la batalla según la predicción de las estaciones y la evaluación correcta de las fiestas de la Iglesia. Incluso había, para los jefes de Estado, un tema muy urgente y de gran envergadura. Para el siglo XVII era muy evidente que había mucha riqueza y recursos que ganar (o saquear) del Nuevo Mundo y de la ahora accesible Asia, y que el poder de un país dependería de su capacidad para afirmar su preeminencia en ese intercambio. 


Después de todo, países pequeños y relativamente débiles, como España, Portugal y Holanda, estaban logrando una influencia considerable a expensas de Inglaterra, Francia e Italia, que antes eran mucho más poderosas. Sin embargo, los viajes transoceánicos seguían siendo peligrosos y poco fiables. Un príncipe bien podría, a un gran costo, equipar una flota para intercambiar, saquear o recolectar la riqueza de otra tierra, pero si la flota se hundiera en una tormenta, se perdiera en una incursión o se hundiera de alguna otra manera, toda la inversión se hundiría estarían perdidos. Tal catástrofe era mucho más probable si la flota se desviaba del rumbo. Desviarse del rumbo era muy probable, ya que los capitanes de barco sabían cómo calcular la latitud (distancia al norte o al sur del ecuador) por la altura del sol al mediodía, de nuevo un resultado práctico del enfoque mecanicista de la filosofía de lo que era el mundo, pero no podían calcular la longitud, la distancia al este u oeste de su base de operaciones. Esta falta de información habría sido un inconveniente si los capitanes hubieran podido simplemente trazar su propio rumbo, por ejemplo en el viaje de regreso simplemente navegando a la latitud apropiada y luego navegando hacia el este, pero eran barcos de vela, y por lo tanto siguieron los vientos predominantes, que fluían básicamente hacia el oeste cerca del ecuador y hacia el este lejos del ecuador, con un área de relativamente poco movimiento (la calma) en el medio. Por lo tanto, tenían que ser capaces de evaluar sus posiciones con precisión, no fuera que, en el peor de los escenarios, un barco español cargado de oro que regresaba de México se encontraría, mientras aún se encontraba en la latitud de Inglaterra, acercándose a las costas europeas. Los ingleses hostiles bien podrían capturar el barco. Obviamente, existía una prima en la capacidad de la flota para regresar a su puerto base. De hecho, hubo tanta prima que el rey de España ofreció un importante premio en metálico a la persona o personas que pudieran idear un medio preciso para calcular la longitud. Esta competencia motivó a algunos de los mejores estudiosos de la época, incluido Galileo, quien, utilizando la disposición de lentes duales o compuesta recientemente inventada para diseñar un telescopio, buscó en los cielos marcadores que pudieran usarse para evaluar la longitud. ¡Fue tan asiduo en su búsqueda que incluso ideó un medio para determinar la longitud observando las posiciones de las lunas de Júpiter! Esta exploración, por supuesto, lo llevó también a darse cuenta de que la luna no era una esfera perfecta o un componente de una de las “esferas frías y criollas” elogiadas por John Donne, y a darse cuenta de que incluso podía calcular las alturas de las montañas en la luna. Este interés por el movimiento y la mecánica celeste le permitió incluso abordar el tema del movimiento de las mareas. Aunque ahora se considera que su interpretación es incorrecta, sus reglas para calcular o predecir las mareas tenían un valor obvio en una era en la que los barcos mercantes y militares se estaban volviendo más grandes y voluminosos, navegando mucho más abajo en el agua cuando estaban completamente cargados, pero a gran profundidad los puertos de agua aún no se estaban dragando.


La ciencia como medio para resolver problemas. Otra fuente de riqueza enormemente importante fueron los minerales. El carbón era conocido y buscado, aunque no en la medida en que lo sería más tarde, sino como una variedad de otros minerales, que iban desde el mármol para la construcción hasta el hierro para las herramientas y armas, el oro, la plata y las piedras preciosas para la posesión y exhibición de riquezas eran de gran demanda. Recordemos los mitos del deseo de Midas, anterior a la era cristiana, por el oro y las prendas opulentas, cosidas con hilo de oro e incrustadas de piedras preciosas, de la realeza. La función de estas prendas, pesadas casi hasta el punto de la inmovilidad, era impresionar a los demás, incluso hacer alarde, de la riqueza y, por inferencia, el poder del usuario. Los conquistadores españoles buscaron el oro con febril intensidad, incluso fundiendo maravillosos artefactos en lingotes y sobrecargando sus barcos de tal modo que se hundieron en el Caribe. No hace falta decir que en este tipo de atmósfera, el descubrimiento de piedras preciosas y metales preciosos era demasiado importante para dejarlo al azar. Por lo tanto, hubo un interés sustancial en comprender las características de la tierra para poder predecir las ubicaciones y excavar minas si fuera necesario. Las cortes de Europa buscaron observadores analíticos como Nicholaus Steno en términos de su contribución a la comprensión de la edad de la tierra. Es de notar que se sabía que incluso los humanos de la edad de piedra cavaban diez pies en el suelo para encontrar pedernal, lo que indica que entendían la estructura de la tierra, y que los chinos por el siglo VIII y Avicena y al-Biruni por el siglo X describía claramente la sedimentación y el significado de los fósiles, y las leyendas de los nativos americanos también daban alguna sugerencia de los masivos campos de sedimentación del centro de América del Norte. Toda esta comprensión era desconocida, perdida o suprimida por los eruditos y teólogos europeos. Asimismo, en medicina, las nuevas inquietudes exigieron una mayor atención a los detalles y aspectos prácticos de la vida. La peste había entrado en Europa en el siglo XIII y seguía siendo una enfermedad temida, claramente relacionada con la vida urbana pero de origen desconocido; reyes y reinas, a quienes se les había confiado (y dependiendo de) el bienestar de sus súbditos, necesitaban comprenderlo y controlarlo. La malaria, atribuida a los vapores alrededor de Venecia (literalmente, "malaria" significa "aire malo") podría incapacitar incluso a una ciudad rica, poderosa y elegante; un ejército caro, vasto y bien entrenado podía ser derrotado tan fácilmente por la enfermedad como por su enemigo; y, por supuesto, además del interés personal individual, había una motivación considerable en términos de herencia y control del gobierno para proteger (o terminar discretamente) la vida del regente o de sus posibles sucesores. Así, los tribunales tenían sus médicos reales, a menudo tan distinguidos como Maimónides en el siglo XIII o William Harvey en el siglo XVII. Este último, más tarde aprendió a hacer soluciones moderadamente antisépticas para lavar las heridas. Paracelso, el gran médico, reconoció que las enfermedades eran transmitidas y causadas por agentes externos (confirmado por la teoría de los gérmenes de Pasteur en 1862), y defendió el enfoque observacional y experimental en lugar de seguir los textos antiguos. Literalmente arrojó las obras de la venerada Avicena a las hogueras.


Del mismo modo, Andreas Vesalius despreció un seguimiento servil de los textos antiguos, lo que llevó al mundo a una nueva comprensión de la anatomía y la función del cuerpo, en el mismo año (1543) que Copérnico rechazó los elaborados modelos matemáticos del universo en favor de cálculos simples basados en la idea de que el centro de rotación era el sol, no la tierra. Para el siglo XVII, los experimentadores, como sus homólogos en física y geología, estaban a cargo: Francisco Redi había establecido que los gusanos en la carne expuesta provenían de los huevos de moscas, lo que llevó a Harvey a la conclusión “Ex ova omnia”. (“Toda [vida] de huevos”). Harvey también demostró en 1628 que el corazón bombeaba sangre en el cuerpo, lo que permitía comprender mejor la importancia de la deshidratación y el sangrado. Hubo muchas otras actividades científicas en ese momento, incluido, por supuesto, el trabajo de Sir Isaac Newton sobre la óptica, la gravedad y las leyes del movimiento.


Europa se encuentra con las Américas. Este mayor respeto e interés por los mecánicos y los manipuladores llevó a que los temas de la naciente investigación científica se convirtieran en un asunto de interés para toda la ciudadanía educada. De hecho, dado que toda exploración cuesta dinero; el dinero solo estaba disponible en las clases nobles y mercantiles; y los comerciantes estaban, en general, demasiado ocupados tratando de ganar dinero para ser muy filosóficos, la exploración científica era en gran medida un pasatiempo o una ocupación amateur (literalmente, amante) de la nobleza más relajada (¿ociosa?). Como tal, estas actividades fueron ampliamente discutidas en las clases altas. Se consideraron, se maravillaron y discutieron hallazgos curiosos en el sentido más amplio y original, que significa lo suficientemente inusual como para provocar asombro sobre su significado u origen. En la era de la exploración, hubo muchos hallazgos curiosos. Se traían del extranjero nuevos animales y plantas, y los informes de maravillas, y las exploraciones de la geología de Europa obligaban a la gente a hacer preguntas sobre su significado. El nivel de entusiasmo por las nuevas maravillas se puede apreciar en algunas anécdotas: el chocolate, traído de México, se presume que es un afrodisíaco poderoso y, por lo tanto, secuestrado a la nobleza; los tulipanes, traídos de Turquía, se consideraban tan preciosos que había un frenesí de tulipanes, con bulbos raros que se vendían, en una estructura similar a la del mercado de valores, al equivalente actual de cientos de pesos por bulbo; y los pueblos indígenas recién reunidos se interpretaban habitualmente como descendientes de una de las tribus perdidas de Israel. 


La comprensión de que el resto del mundo contenía especies novedosas inició la pregunta de cómo todo esto encajaba con la historia del Génesis, pero en casa, el interés recién descubierto en la estructura del Génesis significó que, en lugar de simplemente aceptar los fenómenos, los científicos basados ??en mecanismos comenzaron a preguntarse cómo surgieron los fenómenos. En términos comunes, la transición fue de “Sí, esas colinas tienen rayas divertidas [o bonitas]” a “¿Qué hizo esas rayas en esas colinas y por qué se parecen a las rayas de las colinas del otro lado del valle? " Esta fue la base de la identificación de Steno de los principios de la geología, pero en términos de evolución el argumento es mucho más convincente: “Sé que puedo obtener piedra caliza para hacer mi mortero de las áreas blancas de la tierra, pero esas áreas blancas son blancas porque están llenas con conchas viejas. Las conchas se parecen un poco a las de la playa, pero no son iguales y, además, están en la cima de una montaña. ¿Qué está pasando?" El descubrimiento de la anatomía plantea nuevos interrogantes Georges Cuvier, director del Musée d'Histoire Naturelle, era un maestro anatomista. Existen correlaciones específicas entre órganos y estructuras de modo que es posible evaluar el estilo de vida de un animal a partir de su apariencia general. Cualquier persona, y de hecho cualquier animal, puede distinguir entre un carnívoro peligroso como un tiburón o un león y un herbívoro pacífico como una cebra o un ganso. Nuestras películas y nuestra ficción creativa explotan esta habilidad, mostrando peligrosos depredadores ficticios como hombres lobo, zombis y extraterrestres del espacio exterior con la parafernalia apropiada de un depredador: dientes grandes, afilados y desgarradores como caninos, brazos fuertes con garras u otros cortes letales armas y ojos que miran hacia adelante y que juzgan la distancia. Una hipotética película de ciencia ficción que mostrara a personas aterrorizadas por una invasión de vacas o conejillos de indias se reiría en un teatro. Cuvier fue uno de los hombres que verbalizó estos juicios intuitivos, pero fue mucho más allá. Para Cuvier, cada parte de la anatomía está necesariamente relacionada con todas las demás, en el sentido de que, si se toma un fémur (hueso de la pierna) de un animal desconocido, la forma de las articulaciones indica cómo se adhirió a la pelvis y la tibia. (hueso de la parte inferior de la pierna) y a partir de este se puede determinar si el animal era realmente cuadrúpedo (cuatro patas) o caminaba erguido. De hecho, se decía de Cuvier, y él no lo negaba, que podía reconstruir un animal entero a partir de un solo hueso. Por este talento, era justamente famoso y, en la estructura de la sociedad en ese momento, él y su colega y hasta cierto punto mentor Geoffroy Saint-Hilaire se asociaron y fueron admirados por figuras literarias tan prominentes como Wolfgang Goethe, Etienne Balzac y Georges Sand. Goethe también fue un destacado botánico, habiendo reconocido que las flores y otros apéndices de las plantas eran hojas modificadas. En medio de la revolución francesa de 1830, Goethe estaba mucho más emocionado por la perspectiva de un debate entre Cuvier y Geoffroy que por las noticias de la guerra. Balzac estaba lo suficientemente interesado en el debate como para describirlo en su introducción a La Divina Comedia. Sin embargo, la estructura social es otra historia, y se cuenta con mayor extensión y detalle en otros lugares. Aquí es de interés lo que Cuvier aprendió de sus habilidades y conocimientos. Primero, se dio cuenta de que los fósiles en su museo y que se recolectaban a un ritmo cada vez mayor representaban animales reales, y que podía clasificar y para los que podía describir estilos de vida. En segundo lugar, como Geoffroy resumiría en un aforismo (“Solo hay un animal”), todos los vertebrados tetrápodos (de cuatro patas) tenían esencialmente los mismos huesos en sus extremidades, ya sea que las extremidades sirvieran para nadar (ballenas), volar (pájaros o murciélagos), caminar (perros), cavar (topos) o cargar (humanos). En tercer lugar, muchos de los animales representados por los fósiles no se parecían a nada visto en la tierra. En cuarto lugar, comprendiendo los principios de estratigrafía de Steno,  las más parecidas a las criaturas de hoy eran las más cercanas a los tiempos recientes y nunca aparecieron en las capas anteriores. Quinto, muchas especies finalmente habían desaparecido. Geoffroy había estudiado la anatomía de diferentes organismos hasta el punto de intentar identificar en los peces los homólogos (partes relacionadas por ascendencia) de los huesos del oído interno de los mamíferos. Para el lógico y analítico Cuvier, los datos tenían una sola interpretación: la estratificación de los fósiles contaba la historia de la vida animal y vegetal. Las criaturas encontradas en esta tierra habían cambiado con el tiempo, y algunos tipos de animales desaparecieron por completo del registro. La similitud de los huesos presagiaba un ancestro común. Expresó claramente este argumento en su primer gran libro sobre el tema, en 1812. Investigación sobre los huesos fósiles de cuadrúpedos, a partir del cual se restablecen las características de varias especies de animales que las transformaciones de la tierra parecen haber destruido. ¿Se podría enunciar más claramente el concepto de extinción y posiblemente evolución? ¿Por qué entonces marcamos 1859, el año de la publicación de “El origen de las especies”, como un punto de inflexión, en lugar de 1812? Cuvier vio lo que había sucedido, pero le faltaron dos puntos cruciales: primero, entendió la secuencia, pero no tenía idea del tiempo que tomó. En otras palabras, si vives en una ciudad grande o industrial, estás familiarizado con el hecho de que todos los días se acumula un poco de hollín. Puede imaginarse que, en el espacio de 1000 años, en un espacio no perturbado se acumularán unos pocos centímetros, digamos 10 cm. Si ahora encuentra una capa de hollín de 150cm de profundidad, podría concluir razonablemente que el hollín se había estado acumulando durante aproximadamente 10,000 años. Sin embargo, suponga que hay un volcán no muy lejos. Una sola erupción de un volcán puede producir 30cm de caída de ceniza. Seguramente puede establecer la secuencia de la acumulación, pero sin una tecnología moderna sofisticada, ¿puede argumentar inequívocamente que representa 10.000 años de acumulación, a diferencia de un solo día de erupción volcánica, o cualquier cosa intermedia? 


El segundo problema que tuvo fue la incapacidad, debido a la falta de este sentido del tiempo y del contexto social que lo llevó a formular las preguntas específicas, para conceptualizar una nueva gran teoría del mecanismo. En el mundo de Cuvier y Saint-Hilaire, la cuestión era mucho más cómo el hecho de que los huesos de los vertebrados fueran homólogos demostraría la sabiduría y la beneficencia de Dios. ¿Cuál fue la genialidad de utilizar el mismo plan básico para todos los vertebrados? Seguramente existía un método, pero ¿qué ventaja aportaba? El gran debate de 1830, seguido fervientemente por la comunidad intelectual y continuado con libros y folletos de seguimiento, no se centró en el tema de la evolución, sino en si el plan de Dios ordenaba tipos específicos de criaturas, cada una con una modesta variación de un tipo ideal teórico (Geoffroy) o si la sabiduría de Dios se mostró en el excelente ajuste que había construido a partir de un boceto básico para satisfacer las necesidades únicas de cada animal (nadar, correr, volar, caminar o cavar — Cuvier). Lo que Darwin aportó al cuadro fue la certeza de que el registro fósil era una verdadera representación de una secuencia de eventos históricos; que la especie había cambiado en lugar de ser reemplazada; que la tierra era lo suficientemente vieja para dar cuenta estos cambios (esta información era inaccesible para Cuvier pero se creyó ampliamente cuarenta años después); y, sobre todo, un MECANISMO por el que pudo haber ocurrido. El mecanismo, la Lógica del triunvirato (ELF), era obligatorio para una teoría de la evolución. Por lo tanto, la función de la discusión anterior es argumentar que la evidencia del registro fósil había estado disponible y que su implicación —la verdadera existencia de animales antecedentes y sus sucesivos reemplazos a lo largo del tiempo— fue bien aceptada. Además, existía un amplio conocimiento de la anatomía de los animales comunes y exóticos, y sus relaciones eran desconcertadas, desde las obvias homologías de los huesos hasta el desconcierto por la existencia de vestigios y huesos pélvicos completamente inútiles en morsas y algunas ballenas. Les preocupaban cuestiones tales como, si la falla de los huesos del cráneo para fusionarse antes del nacimiento en los mamíferos es una disposición divina para permitir que la cabeza sea más pequeña y se moldee durante el nacimiento, lo que exige menos distensión del canal del parto, ¿por qué los huesos del cráneo fueron de aves que no se fusionaron antes de la eclosión? Todo lo que tenían que hacer los pájaros era romper el caparazón, no atravesar la estrecha pelvis de la madre. Estas cuestiones también se debatían acaloradamente en Inglaterra, sobre todo por Richard Owen, "el Cuvier británico", que también estaba profundamente preocupado por la similitud de los huesos en las extremidades con funciones tan diferentes. Como escribió en 1848, “El reconocimiento de un ejemplo ideal para los animales vertebrados prueba que el conocimiento de un ser como el hombre debe haber existido antes de que apareciera el hombre. Porque la mente Divina que planeó el Arquetipo también conoció de antemano todas sus modificaciones". La embriología también estaba apareciendo en escena, ya que los microscopios y las técnicas mejoraron para permitir a los primeros embriólogos preservar, diseccionar y observar los embriones tempranos típicamente pequeños, acuosos y blandos de los animales. Lo que Ernst von Baer observó e interpretó correctamente en 1828 fue bastante sorprendente: los humanos embrionarios tenían colas como otros mamíferos y todos los embriones de vertebrados tenían branquias. Las colas humanas desaparecieron al no crecer al mismo ritmo que el resto del embrión, y finalmente se las vio como el extremo curvo interno de la columna, el cóccix. En los animales terrestres, las branquias finalmente terminaron como (se transformaron en) estructuras de la garganta. Si no hubiera rastreado su desarrollo, nunca habría reconocido la relación en el adulto. En cualquier caso, para von Baer estaba claro que el embrión de un humano contenía también las etapas embrionarias de las criaturas acuáticas y con cola. Consideró que estaban allí por herencia, pero no amplió el argumento. Una vez que se rompió la historia de la evolución, Ernst Haeckel hizo la conexión con su famoso aforismo, “la ontogenia recapitula la filogenia", lo que significa que las etapas de desarrollo indican la línea evolutiva de descendencia.


¿Qué significan las relaciones? Jean-Baptiste Lamarck es hoy algo injustamente ridiculizado por una de sus extrapolaciones de sus hallazgos, pero a principios del siglo XIX sus cuidadosas observaciones e interpretaciones contribuyeron a dar un paso más en la escalera de la historia de la selección natural. Lo que Lamarck vio fue el maravilloso ajuste de la forma para funcionar, tal que las alas de los pájaros les permitían volar mientras que las extremidades y la forma general de las marsopas estaban bien adaptadas para nadar. Las jirafas tenían cuellos largos para alimentarse de las acacias altas y los patos tenían patas palmeadas que les permitían nadar. La perfección de estos emparejamientos, según Lamarck, solo podría explicarse por (la generosidad de Dios al arreglar) la adaptación de los animales a sus necesidades. Siguiendo el ejemplo de la adaptación obvia de los individuos a las circunstancias cambiantes (los músculos crecen en individuos que realizan un trabajo físico duro y se atrofian en las extremidades inmovilizadas, y las plantas envían hojas hacia la luz y raíces al suelo), propuso que las adaptaciones de los animales a su entorno fue un crecimiento directo u otra respuesta a su situación. Además, estudió los moluscos fósiles, que a menudo son conchas con una historia larga y continua. Vio, en la serie que estudió, evidencia sustancial de un cambio gradual en la forma y el tamaño de las formas arcaicas a las modernas. Por lo que supo y vio, propuso que los animales se adaptaban a su entorno y que las adaptaciones serían heredadas. En este último punto se equivocó, ya que no tenía idea de que las células de la herencia, las células germinales, que producen los gametos (óvulos y espermatozoides) son independientes de las células corporales (células somáticas) y no pueden captar lo que hoy llamamos características adquiridas. Esta distinción fue descubierta solo en 1888 por August Weissmann, en una prueba directa de la teoría de Lamarck, e incluso Darwin asumió que las características del cuerpo drenaban hacia los gametos. Sin embargo, la observación fundamental de que las especies cambiaron con el tiempo fue provocadora. Desafió la suposición de Linneo de que las especies eran reparadas, lo que provocó una controversia y abrió la especulación sobre qué exactamente se habría llevado al Arca de Noé. Lo que era importante para esta historia es que puso sobre la mesa para todos, incluido Darwin, la evidencia de que las especies no fueron arregladas. No creía en la extinción, lo que socavaba sustancialmente su argumento. Aunque muchos argumentaron con vehemencia con su teoría, enfatizando la evidencia de una adaptación imperfecta como los órganos vestigiales y los enormes dientes de los tigres dientes de sable, no se negó la evidencia del cambio gradual de al menos las especies de moluscos. Cuvier demostró más tarde que muchos fósiles representaban criaturas que ya no se encuentran en la tierra[1]. Como señala Pietro Corsi, la de Lamarck fue "la primera síntesis evolucionista importante en la biología moderna[2]". 


2.12 La búsqueda de significado y el descubrimiento del tiempo 


La otra gran limitación de una teoría de la evolución era el tiempo. Para los anatomistas e intérpretes de fósiles como Cuvier, el relato bíblico, tal como lo interpretaron Ussher y otros, era dudoso, pero no tenían una vara de medir con la que juzgar la escala de los acontecimientos. A esta vara de medir, si no se construyó con precisión, al menos Charles Lyell le dio una existencia significativa[3]. Lyell, quien combinaba la precisión y la atención de un científico a los detalles con una capacidad de persuasión derivada de su carrera como abogado, se había propuesto negar la teoría del catastrofismo, la teoría de que todos los eventos y cambios en la tierra habían resultado de catástrofes (descritas por la Biblia) y eventos cataclísmicos. Argumentó que los grandes cambios que ahora se reconocen en la tierra podrían resultar de cambios graduales durante grandes períodos de tiempo. Por ejemplo, uno podría encontrar rocas sedimentarias plegadas masivamente capas horizontales superpuestas o subyacentes. 


Ya no se argumentó seriamente que las capas no se debían a la sedimentación, pero los catastrofistas argumentaron que las discontinuidades marcadas indicaban eventos catastróficos. Lyell argumentó, de manera bastante razonable, que la sedimentación ocurrió solo en un momento de flujo de agua pesado. Si un arroyo serpenteara silenciosamente hacia el mar, no tendría muchos sedimentos para depositar en el mar. De manera similar, si el nivel del agua cambia, los sedimentos se acumularán solo donde el agua se encuentra con el mar. Si el nivel del mar bajara, el área de acumulación de sedimentos se alejaría más. Si el frente de la playa se erosionara, el área de acumulación de sedimentos se movería más hacia el interior. Por lo tanto, una línea de discontinuidad pronunciada podría reflejar un período durante el cual el sedimento no se estaba acumulando, lo que sugiere un proceso muy lento en lugar de uno repentino. Aunque Cuvier había atribuido los cambios en los registros fósiles a catástrofes, en realidad todos los cambios importantes en el terreno podrían producirse mediante procesos graduales como los que se observan en la actualidad, pero estos requerirían grandes cantidades de tiempo, seguramente órdenes de magnitud mayores que el registro bíblico. Por supuesto que hubo muchas otras corrientes intelectuales. Las medidas de temperatura de Lord Kelvin, los esfuerzos de Linneo por clasificar todos los organismos y las observaciones y teorías de científicos sociales como Malthus y Adam Smith fueron parte del fomento intelectual de la ciencia del siglo XIX y serán discutidos en relación a los temas en los que influyeron.


PREGUNTAS DE ESTUDIO 


1. Haciendo sus mejores juicios sobre cómo está organizada la vida, construya su propia “Escala de Vida”. Explique los criterios por los que hace el juicio y compare su escala con las de Aristóteles y Linneo. 

2. ¿Cuáles son los criterios con los que se construyen las modernas “Balanzas de la vida”? 

3. ¿Es justo llamar a las agrupaciones actuales de animales y plantas una "Escala de vida"? ¿Por qué o por qué no? 

4. Mire alrededor de su entorno y observe cualquier evidencia de que el mundo físico es estable, ha cambiado o está cambiando. Si siente que está cambiando, estime qué tan rápido está cambiando. Esté preparado para defender sus argumentos en clase. 

5. Suponga que está hablando con alguien que nunca ha salido de la región y tiene pocos conocimientos de geografía, biología o historia del resto del mundo. ¿Cómo lo convencería de que las especies pueden variar? 

6. ¿Qué hipótesis puedes generar para explicar las diferencias de animales y plantas entre los cinco continentes? 

7. En frases simples, describa las principales contribuciones de al menos cinco de las figuras históricas mencionadas en este capítulo. 

8. ¿Hasta qué punto el concepto de evolución anterior a Darwin se vio obstaculizado por el fracaso de la lógica ELF? 

9. ¿Habría sido posible desarrollar la teoría de la evolución sin explorar el mundo? ¿Por qué o por qué no? 

10. Argumente a favor o en contra de la proposición de que la persona que contribuyó de manera más importante al desarrollo de la teoría de la evolución fue Thomas Malthus[4]. 


2.13 Interpretaciones de fósiles marinos


La mayoría de nosotros, al encontrarnos con un animal desconocido por primera vez, podríamos hacer alguna evaluación de lo amenazante que podría ser. Ya sea que nos demos cuenta o no, notamos sus dientes, sus garras y la fuerza de sus patas para juzgar si es un carnívoro y qué tan rápido se puede mover. A partir de la experiencia, no del conocimiento directo, identificaríamos a los carnívoros por sus ojos orientados hacia adelante y su visión binocular, lo que les permite hacer un buen juicio de la distancia, y a los herbívoros por sus ojos orientados hacia los lados y una buena visión periférica, lo que les permite observar a los depredadores. acercándose desde arriba o desde atrás. Hay mucho más que un biólogo capacitado puede leer a partir de la apariencia de animales o plantas. Por ejemplo, un animal volador debe ser liviano, lo que significa que sus huesos deben ser pequeños o huecos; su peso debe estar equilibrado para volar; y debe tener uniones fuertes para sus músculos de vuelo. Los animales voladores necesitan aprovechar la elevación proporcionada por las corrientes térmicas, de modo que las criaturas voladoras, ya sean reptiles o aves, tengan configuración similar en vuelo. Hay razones físicas por las que las branquias funcionan en el agua y los pulmones funcionan para respirar aire, por lo que no vemos branquias en las criaturas que viven en la tierra o el aire, y podemos interpretar los pulmones de las ballenas y las marsopas como evidencia de que sus antepasados ??vivieron en la tierra.  Las cáscaras duras y las espinas sugieren peleas (generalmente entre machos) o protección contra los depredadores. Los animales que nadan tienden a tener la forma de un pez, porque las limitaciones físicas de moverse en el agua imponen ciertos límites a su forma. Los animales de sangre caliente necesitan algún tipo de aislamiento, como pelo o plumas, y también necesitan una mayor tasa de flujo sanguíneo. Las plantas con hojas muy grandes se secan rápidamente y, por lo tanto, necesitan mucha agua, mientras que las plantas que viven en regiones muy secas a menudo tienen hojas pequeñas o ausentes y tallos gruesos que retienen el agua. Un árbol con raíces difusas muy poco profundas puede crecer en terrenos rocosos con una capa superficial del suelo, mientras que los árboles con raíces profundas, aunque más estables con vientos fuertes, necesitan un suelo mucho más profundo. Por lo tanto, es posible emitir muchos juicios sobre la vida de las plantas o los animales con solo mirarlos. Lo mismo ocurre con los fósiles. Un pez es fácilmente identificable y no debe confundirse con ningún otro tipo de animal. Del mismo modo, aunque nunca hemos visto un trilobite vivo podemos reconocer una cierta similitud con el de los cangrejos herradura vivos y ciertamente podemos concluir, basándonos en su plan corporal general, patas, piezas bucales y estructuras branquiales, que era una criatura que se arrastraba por el fondo del océano y vivía una vida bastante similar a la del cangrejo herradura. Esto nos lleva al argumento principal, que era un tema conocido por Aristóteles y que cobró mayor importancia desde el siglo XVII hasta mediados del XIX. Hay fósiles, inequívocamente de animales marinos, cerca de las cimas de las montañas. ¿Por qué están ellos ahí? A lo largo de los siglos, se propusieron varias explicaciones: el mar alguna vez fue tan alto; los fósiles son evidencia de que la vida puede generarse a partir de rocas; los animales fueron depositados allí durante el diluvio de Noé; Dios los puso allí; el diablo los puso allí para confundir y desafiar a los humanos. Algunos pensadores fueron más analíticos. Ovidio escribió en Metamorfosis (Libro XV), “Nada dura mucho bajo la misma forma. He visto lo que una vez fue tierra sólida transformada en mar, y tierras creadas a partir de lo que una vez fue océano. Las conchas marinas se encuentran lejos de las olas del océano y se han encontrado anclas antiguas en las cimas de las montañas ". En una de las historias más notables e ilustrativas de la historia de la ciencia, un grupo sin restricciones por el compromiso con una teología o filosofía específicas había logrado claramente una comprensión de los estratos rocosos 500 años antes de que los primeros europeos se atrevieran a sugerir eso. Aristóteles había pensado que el mundo era eterno. En Siria, una secta mística de musulmanes chiítas, los "Hermanos de la Pureza", tenía un lema: “no evites la ciencia, no desprecies ningún libro, ni te aferres fanáticamente a un solo credo". En una enciclopedia que escribieron, describieron claramente la erosión de montañas y colinas por los ríos, el transporte de guijarros y rocas al mar, la conversión de las partículas más grandes en arena por la acción de las olas, el depósito de sedimentos de arena y arcilla en capas sedimentarias, y el eventual levantamiento de estas capas en nuevas colinas y montañas. El gran médico y erudito uzbeki/ persa Avicena (980-1037) también estaba familiarizado con las ideas, al igual que los eruditos judíos de la España medieval, pero la Europa cristiana era indiferente o francamente hostil a la idea de que el mundo era muy antiguo. 


En 1569, el viajero Jan Van Gorp encontró conchas en los Alpes Tridentinos, aunque se negó a creer que pudieran ser reales; y en Bolivia Albaro Alonzo Barba relató su asombro al encontrar conchas marinas (“Berberechos [el tipo de concha parecida a una almeja que se encuentra comúnmente en las orillas del mar]… con las lineas más pequeñas de esas conchas dibujadas con gran perfección”) a 13,000 metros sobre el nivel del mar. Aunque se conocían estos informes, no se conocía ningún medio para llevar allí los fósiles, y por lo general se interpretaba que eran cristalizaciones peculiares de piedras o evidencia de que se podía generar vida en las piedras. La cuestión de si la vida podía o no generarse espontáneamente persistió hasta mediados del siglo XIX. A mediados del siglo XVII, fueron los dientes de tiburón lo que interesó a Nicolai Steno, un monje florentino de origen danés. En varios lugares, pero especialmente en la isla de Malta, había formaciones peculiares conocidas como glossopetrae, literalmente piedras de lengua. Algunos eran bastante grandes, tan grandes como una mano humana, y había varias teorías sobre lo que eran. La interpretación más común fue que eran agentes curativos mágicos depositados en Malta en conmemoración de la milagrosa supervivencia del apóstol Pablo de una mordedura de serpiente en la isla. Fueron recolectados con entusiasmo y vendidos para obtener ganancias sustanciales. Aunque en el siglo anterior Guillaume Rondelet había notado que se parecían a dientes de tiburón, esta idea no tenía mucho peso. Hubo un apoyo financiero e ideológico sustancial para no cambiar la historia. También se consideró posible que estas y otras estructuras incrustadas crecieran espontáneamente en las rocas y fueran un ejemplo de la generación espontánea de vida. Desafortunadamente para este comercio, Steno reconoció lo obvio, que estos eran dientes de tiburón. Tras la disección de un gran tiburón blanco que había sido capturado y cuya cabeza traída a Florencia para que él la diseccionara, publicó este argumento con sus implicaciones de que la isla de Malta había estado en algún momento bajo el mar y que los tiburones gigantes, ya no se ven en la tierra, habían vivido en ese mar. Varias otras falacias estaban sujetas a la lógica despiadada de Steno. Una era la posibilidad de que las conchas crecieran en las rocas. Señaló que, si un organismo vivo creciera mientras está enterrado profundamente dentro de una roca, el crecimiento necesariamente dividiría la roca. Cualquiera que haya visto raíces atravesar aceras o paredes de sótanos apreciará este argumento. Además, señaló Steno, si el barro llega a cubrir una roca, el barro se amoldará a la forma de la roca. Generalizó este argumento en un principio: si algo plástico o semisólido entierra una sustancia dura como una roca, o una sal cristaliza a su alrededor, el material posterior se ajustará a la forma del anterior. En otras palabras, si el lodo se asienta sobre una roca y, a través de procesos químicos, el lodo se vuelve duro o parecido a una roca, el lodo se moldeará alrededor de la roca. Continuó señalando que la roca se amoldaba alrededor de las conchas. Por lo tanto, según Steno, las conchas se habían enterrado en lodo sedimentario y, finalmente, el lodo se había convertido en roca[5]. Las conchas no crecían en la roca. ¿Por qué asumió que las rocas habían sido lodo sedimentario? Había observado lo que sucede durante las inundaciones y cuando los arroyos se encuentran con el mar. Las inundaciones arrastran mucho lodo, que se deposita en la llanura aluvial cuando el caudal disminuye y las aguas se retiran. Este es un medio importante de nutrición de suelos como los del río Nilo. Además, por razones físico-químicas, se puede suspender mucho más sedimento en agua dulce que en agua salada. Cuando los arroyos ingresan al mar, debido a la desaceleración del caudal y la mezcla de las aguas, el lodo de los arroyos se asienta en grandes deltas, como se ve en muchas partes del mundo, como donde el Mississippi se encuentra con el Golfo de México. Steno había visto todo esto y se había dado cuenta de que las laderas que rodeaban los ríos y las bahías parecían ser un continuo de las inundaciones y la sedimentación del valle, incluso si las laderas ahora eran de roca. Esta conclusión no fue una suposición ociosa. Para convencerse a sí mismo, estudió las rocas de las laderas. Además de la evidencia de las líneas de sedimentación, miró la fina estructura. Tenían las características de las inundaciones. Primero, cuando el lodo se asienta sobre una superficie, por la ley de la deposición secundaria toma la forma de la superficie irregular sobre la que se asienta, pero la capa superior, que ahora se asienta por gravedad, será plana o más plana. Las líneas de las rocas mostraban esta característica. En segundo lugar, cuando el material comienza a sedimentarse, las partículas más pesadas (más grandes) se sedimentan primero, seguidas de las partículas más pequeñas. Uno puede ver esto fácilmente al suspender cualquier muestra de barro o arena en agua en un vaso y dejar que se asiente sin ser molestado. Habrá una distribución de partículas, con las más grandes en la parte inferior. Steno descubrió que esta característica también se aplica a las líneas de sedimentación de sus rocas. Finalmente, formuló su (obvia) Ley de Superposición: cuando se depositan sedimentos, los más nuevos estarán encima de los más viejos. Por lo tanto, incluso si las piedras se encuentran en ángulos extraños, es posible determinar cuál es la parte superior y cuál es la parte inferior. Esta lógica llevó a Steno a reconocer tanto que la tierra probablemente sería muy vieja; que mucho se había formado por sedimentación en el agua; que la altura de la tierra con respecto al mar había cambiado drásticamente; y que, desde los pliegues y ángulos de la sedimentación, la tierra había vivido una existencia violenta y torturada. A pesar de los hechos de su lógica impecable; que fue lo suficientemente considerado como para convertirse en obispo y en 1988 fue canonizado. La mayor limitación intelectual era el sentido del tiempo. Según Steno, era evidente que la tierra había cambiado. Era consciente de que durante su vida podía medir cambios muy lentos y graduales, pero aún no era totalmente aceptable extrapolar la tasa de las inundaciones masivas, como la de Noé, podrían dejar cientos de pies de sedimento, aunque uno habría hacer varias suposiciones para tener en cuenta las muchas capas, ya que el sedimento de una inundación debe ser solo una capa. Mientras no haya una sensación real de gran edad o tiempo, cualquier otra interpretación sería pura especulación, creando dudas en las mentes de los grandes pensadores, pero por lo demás no sería enormemente importante ni impactaría plenamente en el mundo. Por lo tanto, la evidencia y la lógica aún no habían madurado completamente. Estas evidencias incluyen las preguntas de qué significa la palabra "especie" y si las especies pueden cambiar o no. De ahí pasamos a la creciente evidencia del Nuevo Mundo que confirmó la sospecha de que el mundo era muy antiguo, y que no toda su historia había sido reportada en el Génesis.


2.14 La exploración del mundo 


La era de la exploración, o la era de los descubrimientos, trastornó gravemente la visión del mundo de Europa occidental. Como en otras sociedades relativamente confinadas, la teoría primaria de la creación (el Génesis judaico, aceptado por cristianos y musulmanes) fue razonablemente consistente y sin cuestionamientos. Había contradicciones e inconsistencias, así como leyendas paganas anteriores que eran lo suficientemente similares como para ser consideradas ancestrales, pero en general, la historia de la formación de la tierra, noche y día, plantas, animales y finalmente, Adán y Eva, junto con el Jardín del Edén, el diluvio de Noé y la secuencia de los patriarcas no desafiaron seriamente la lógica. Se conocía la existencia de fósiles marinos como los moluscos en las cimas de las montañas y, aunque Aristóteles había conjeturado correctamente que indicaban el levantamiento de la tierra del fondo del océano, en su mayor parte los fósiles se consideraron evidencia del Diluvio, una indicación de cómo la vida podría ser generado a partir de la roca, o trucos del diablo. Que algunos fósiles fueran muy diferentes de los animales y plantas modernos no era preocupante. Después de todo, pocos europeos habían visto un elefante o una jirafa, y estos animales no parecían más o menos fantásticos que los basiliscos, las mantícoras o los grifos. Había otro tema, que se explica mejor al discutir un poco de biología desde el punto de vista de uno de los grandes evolucionistas modernos. Esta es la naturaleza aparentemente estática de la biología y la tierra desde un solo punto de vista. Para un solo ser humano que vive en un lugar específico, la tierra es bastante estable. El agua fangosa puede correr por una ladera o una montaña, pero la colina no desaparece; un río puede desbordar sus orillas y abrir un nuevo canal, pero el río sigue prácticamente su curso primario. Las singularidades meteorológicas, como grandes tormentas, sequías, inundaciones o terremotos, pronto se convierten en leyendas e incluso mitos. Ernst Mayr, quien nos dio la base de nuestra comprensión actual de la relación entre la evolución, la formación de especies y la genética, enfatizó que lo mismo era cierto para nuestra comprensión de los animales y las plantas[6]. Una especie determinada puede ser más abundante en un año que en otro, pero en general la especie siempre estuvo ahí. Como ha argumentado Jared Diamond, incluso la extinción suele pasar desapercibida[7]. La generación humana en la que una especie se ha extinguido ha conocido a la especie solo como muy rara, y ha oído hablar de su abundancia solo por cuentos ancestrales. Así Diamond, joven y experto ornitólogo (uno que estudia aves), contó todas las aves que pudo identificar en una isla de Nueva Guinea. Al igual que Ernst Mayr, que le había precedido, preguntó a los miembros de la tribu que ya estaban alfabetizados cuántos tipos de aves había, y se le ocurrió una correspondencia esencialmente uno a uno. Diamond reconoció las diferencias entre dos especies extremadamente similares de interés moderado para la población nativa; los nativos consideraban que las dos eran la misma especie. En al menos un caso, los habitantes de Nueva Guinea fueron más perceptivos que él para distinguir especies. No llegó a la conclusión de que toda su educación y formación no le habían conducido a una mayor sofisticación que la de un cazador pre-alfabetizado. En cambio, llegó a la conclusión de que, en un territorio limitado como una isla, las especies eran bastante distintas y fáciles de discriminar. Fue solo cuando un zoólogo recorrió territorios más grandes y encontró una variación geográfica; por ejemplo, una rana del oeste de América del Norte podría ser más grande y más gorda, con un patrón de coloración ligeramente diferente, que una rana de la Costa Este, que se hizo difícil saber dónde, en términos de forma o color, terminaba una especie y comenzaba otra. Tales fueron las inquietantes observaciones de los exploradores, conquistadores y misioneros. La cosmovisión europea se vio obligada a cambiar notablemente. Pero primero, echemos un vistazo breve a esta cosmovisión europea. 


2.15 Clasificación de las especies


Noé llevó al Arca dos de cada especie; y estas especies salieron del arca y repoblaron el mundo. A pesar de la curiosidad, que debe haber existido en la Europa medieval, sobre cómo se llevaban los leones y los corderos, o la plaga de langostas y el trigo, o las bromas que también debían haber existido sobre por qué Noé se molestó en llevar mosquitos o ratas, estaba perfectamente dentro razón para suponer que había un número finito de animales y plantas en la tierra. Sería loable e incluso sagrado recopilar una lista completa de estos organismos. Así, motivado por razones teológicas y científicas, Carl Linnaeus, el padre sueco de la taxonomía o el sistema de clasificación, en 1735 (casi 250 años después del primer viaje de Colón, y 41 años antes de la Revolución Americana) publicó su primer esfuerzo por sistematizar la variada información botánica y zoológica del período y compilar un compendio completo de todas las criaturas vivientes[8]. El sistema de clasificación era uno que todavía utilizamos hoy, con lo que uno equivale a un apellido y un nombre de pila. El equivalente al apellido ("Smith") es el nombre del género e incluiría, por ejemplo, perros y lobos (Canis) o leopardos y tigres (Panthera) mientras que el equivalente al nombre de pila definiría la especie en sí (la común , familaris). Por lo tanto, el nombre de un perro sería Canis familaris (el género aparece en primer lugar y se escribe con mayúscula, como un apellido asiático, y el nombre de la especie aparece en segundo lugar y ambos en cursiva. Siguiendo las tradiciones de la época de Linneo, todos los científicos usan el latín, y el nombre simplemente se traduce del latín como el perro común o familiar. La tarea autoimpuesta de Linneo fue realmente hercúlea, pero él la consideró finita: es decir, hubo un final para el proyecto. Sería posible identificar y clasifica todos los seres vivos. Recuerde que estuvo trabajando aproximadamente 250 años después de que Colón llegara por primera vez a América. Parecía necesario emprender esta clasificación, porque los exploradores estaban trayendo plantas y animales que no se habían conocido en Europa, y la lista de criaturas conocidas comenzaba a expandirse. Sin embargo, el proyecto todavía parecía razonable. Sin embargo, las nubes comenzaban a aparecer en el horizonte. Podemos describirlo como el problema del canguro. El canguro australiano es un marsupial, lo que significa que aunque es de sangre caliente y tiene pelaje, sus crías nacen extremadamente inmaduras y migran rápidamente a una bolsa, donde se adhieren físicamente a una glándula productora de leche que no es exactamente la misma que la el pezón de un verdadero mamífero. Hay algunas otras diferencias que separan a los canguros, zarigüeyas y sus parientes de la mayoría de los demás mamíferos. Usar el canguro como ejemplo es algo engañoso, ya que los primeros canguros no fueron conocidos por los europeos hasta 1770, pero ilustran el problema introducido por los mapaches, zorrillos y zarigüeyas del nuevo mundo: ¿Cómo llegaron del Arca de Noé al Norte? y América del Sur sin ser visto, vivo o como fósiles, en Europa o el Medio Oriente? Uno podría adaptarse a la idea de que, por ejemplo, se veían leones en el norte de África o en Oriente Medio, pero no en Europa porque, después de todo, Europa era más fría. En teoría, era posible que los leones estuvieran en Europa, caminando por los enlaces terrestres del Mediterráneo oriental. A los leones simplemente no les gustaba estar en Europa. Sin embargo, el clima de América del Norte no era tan diferente al de Europa, y no había ninguna razón obvia por la que un mapache, una zarigüeya o una mofeta no pudieran vivir en Europa. Lo mismo podría decirse de los verdaderos cactus, las plantas espinosas, planas, ramificadas o en forma de bola nativas de los desiertos del Nuevo Mundo. Al contrario de las viejas películas de vaqueros y las Imag2 populares, no existían en los desiertos europeos, africanos o asiáticos. El mundo podría vivir sin la hiedra venenosa (aunque durante un breve período los ingleses la consideraron una atractiva planta de interior), pero las criaturas de considerable beneficio para los humanos, como el maíz, los tomates y las papas, la caña de azúcar, los girasoles y el chocolate, sí fueron bastante populares entre los nativos del Nuevo Mundo, al igual que el tabaco, pero eran desconocidos en el Viejo Mundo. ¿Por qué Dios no les había dado a los europeos los beneficios de los tomates, las patatas y el maíz? Seguramente el Arca no era un autobús sagrado, que dejaba pasajeros en diferentes continentes. Incluso los exploradores estaban confundidos. Los grandes exploradores eran personas valientes pero también muy conocedoras. Tuvieron que orientarse en el océano para regresar, por ejemplo, a España en lugar de ir demasiado al norte y correr hacia Inglaterra o demasiado al sur y correr hacia África; tenían que ser capaces de localizar agua dulce y buscar comida con éxito cada vez que llegaban a tierra; tuvieron que localizar árboles aptos para reparar e impermeabilizar sus embarcaciones (pinos de brea, llamados así por la savia impermeable que exudaban); tenían que poder defenderse o, preferiblemente, intercambiar y comerciar con personas cuyo idioma nunca habían conocido. Los traductores, los médicos, los naturalistas de estos barcos eran miembros muy importantes de la tripulación. Así fue como Colón, al llegar a La Española (Haití / República Dominicana) supo que había aterrizado en un isla porque no había grandes mamíferos allí, una observación astuta que se entendería siglos más tarde, pero que, sin embargo, dejó la pregunta persistente sobre la lógica de Dios al no distribuir grandes mamíferos en las islas. Más inquietantes, e incluso específicamente notados por Colón, fueron los perros silenciosos o sin ladridos del Caribe. 


La visión europea del mundo (o, como podríamos decir hoy, del medio ambiente) surgió en gran medida del Génesis. Todos los seres vivos sirvieron a la humanidad. Otras culturas, en Asia, América y África, tenían puntos de vista diferentes, pero los europeos entendieron que, aunque a veces el valor de algo como una pulga puede ser difícil de discernir, de una forma u otra todas las criaturas existían en el reflejo de los humanos en el centro de la creación. Y los eruditos se habían puesto a enumerar los "usos" de todas las criaturas. Por ejemplo, la función de un perro era proteger la propiedad de su amo, ladrando y si fuera necesario mordiendo a un intruso. Entonces, ¿cuál era el "uso" de un perro que no ladraba? Luego estaba Cuvier. Entre 1795 y 1832, Georges Cuvier fue profesor de anatomía animal en el Musée National d'Histoire Naturelle de París[9]. Había reconocido la relación entre forma y función en un animal y, lo que es más importante, había reconocido cómo todo estaba vinculado. Por ejemplo, lo más probable es que un carnívoro tenga una buena visión binocular para juzgar la distancia, dientes afilados y desgarrados, mandíbulas fuertes, garras afiladas y fuertes junto con extremidades fuertes y el tracto digestivo corto de un carnívoro. Sobre la base de esta comprensión, se consideró que Cuvier, probablemente correctamente, podía reconstruir un esqueleto a partir de un solo hueso. Como era tan erudito, sus opiniones fueron ampliamente respetadas. Su importancia en la historia de la evolución es la siguiente: también podría reconstruir los esqueletos de fósiles. Estos huesos enterrados se encontraban cada vez con mayor frecuencia. Cuvier podía distinguir fácilmente a los mamíferos de los reptiles y las aves, a los carnívoros de los herbívoros, etc. Los fósiles a menudo estaban incompletos, pero podía reconstruir a partir de un fragmento del animal su tamaño y apariencia probables. Y lo que encontró fue profundamente perturbador. Descubrió que las reconstrucciones a menudo conducían a animales probables que podían clasificarse o agruparse en categorías específicas, pero que los animales de estas categorías eran claramente diferentes de los animales vivos de las mismas categorías. Ahora reconocemos esto como parte de la historia de la evolución, pero en el sentido del Arca de Noé, el enfoque de su argumento era un poco diferente: las especies que reconstruyó a partir de huesos ya no existían. Se habían extinguido. ¿Cómo se relacionó la extinción con Génesis? ¿Eran estas criaturas de antes del Diluvio (ante-Diluviano)? ¿Habían sido llevados en el Arca y luego abandonados por Dios? ¿Y hace cuanto tiempo desaparecieron? ¿Por qué Dios habría puesto criaturas en esta tierra solo para llevárselas? Los animales domésticos eran otro enigma. Los perros eran lobos, pero si un extraterrestre llegara a la tierra, ¿este extraterrestre realmente consideraría que un chihuahua o un perro salchicha es lo mismo que un san bernardo, un galgo o un caniche? La domesticación se define como control humano de la cría, y estaba muy claro que los caballos, el ganado, las cabras, las ovejas, las aves y (en China) los peces podrían verse alterados notablemente por la elección humana de los compañeros de cría. Era menos obvio, pero al menos se entendía intuitivamente, que los cultivos domésticos podían mejorarse y cambiarse notablemente de sus ancestros silvestres mediante la reproducción selectiva. Entonces, ¿Noé tomó a bordo un pastor alemán o un caniche? En 1809, Jean-Baptiste Lamarck argumentaba sobre esta base, así como la de los fósiles de Cuvier, que Linneo estaba equivocado, que las especies no eran fijas pero que podían cambiar con el tiempo. Lamarck propuso que los animales y las plantas cambiaban en respuesta a su entorno. Hoy es objeto de algunas burlas porque ahora sabemos que interpretó mal las relaciones causales, pero de hecho fue un científico muy inteligente y perspicaz que influyó mucho en la teoría de su tiempo y llevó a avances. Así, la biología de los libros de hierbas y zoológicos era cada vez menos segura. Estas preocupaciones se unieron a un crecimiento similar de preocupaciones con respecto al mundo físico que había comenzado a crecer en Europa del Este. El polaco Nikolai Kopernik, más conocido por la forma latina de su nombre, Nicolaus Copernicus, en 1514, unos 25 años después del viaje de Colón, propuso que el sol, no la tierra, era el centro del sistema solar[10]. Las ideas de Copérnico no fueron aceptadas fácilmente, tanto por razones ideológicas como por razones relacionadas con la regla ELF: su evidencia no fue muy buena. Copérnico describió órbitas perfectamente circulares, pero con los cálculos de órbitas perfectamente circulares, la coincidencia con las trayectorias reales de los planetas no fue exacta. El gran astrónomo Tycho Brahe, que creía en los epiciclos (ruedas que giraban en los bordes de otras ruedas giratorias,  calculó epiciclos que se acercaban mucho más a coincidir con las posiciones reales de los planetas. Copérnico argumentó sobre la base de la lógica, similar a la de Guillermo de Occam, que la hipótesis más simple era la de creer (la navaja de Occam), que los epiciclos eran una afectación. Sin embargo, la Evidencia de Brahe fue más fuerte. No fue hasta que Johannes Kepler demostró que las órbitas de los planetas eran elípticas, esa lógica y evidencia se fusionaban[11]. El resultado del movimiento epicíclico sería una elipse, pero la hipótesis de una elipse alrededor del sol era mucho más simple que la hipótesis de los epiciclos alrededor de la Tierra. Este argumento continuó desarrollándose durante casi 100 años, hasta que en 1609 Galileo recibió un telescopio, que había sido inventado recientemente, y lo usó para demostrar que los cielos no estaban construidos como se creía. En 1612, Galileo estaba convencido de que la tierra giraba alrededor del sol, lo que condujo a la conocida prueba de 1616. La estabilidad de la tierra también era menos segura, y nuevamente la Era de la Exploración tuvo algún impacto. Primero, los cartógrafos habían estado haciendo mapas durante unos cientos de años. Aunque los contornos de los continentes eran bastante imprecisos, las líneas costeras eran importantes para los marineros y, especialmente, la ubicación de pequeñas islas y bancos de arena que constituían un peligro para los barcos. Comenzaba a hacerse evidente que en estos detalles las desembocaduras de los ríos podían cambiar a lo largo de los años a medida que el limo se acumulaba en algunas áreas y la erosión abría otras. En 1795, James Hutton de Escocia estaba sugiriendo que las características de la tierra no eran permanentes, sino que fueron cambiadas gradualmente con el tiempo por la erosión, la sedimentación y procesos similares[12]. Su teoría se llamó gradualismo. Y la exploración del Nuevo Mundo estaba planteando otras preguntas. Por ejemplo, el Gran Cañón fue informado por primera vez por García López de Cárdenas de España en 1540. Aunque los científicos no intentaron realmente comprender su construcción hasta 1870, estaba claro que el río Colorado lo había cortado, y cualquier estimación razonable de qué tan rápido un río corta un canal haría que uno se preguntara acerca de la edad de la tierra. En 1650, el obispo irlandés James Ussher había publicado la primera parte de una obra monumental, en la que contaba asiduamente todas las fechas y edades hacia atrás a través de la Biblia, comparaba algunas fechas con registros griegos y hacía una o dos suposiciones[13]. Usando estos cálculos, llegó a la conclusión de que el mundo había sido creado el 23 de octubre de 4004 a.C. Este cálculo parecía estar en línea con suposiciones anteriores, basadas en estimaciones de la Biblia; fue aclamado como un logro y aceptado sin excesiva circunspección durante casi 200 años. Sin embargo, formaciones geológicas como el Gran Cañón hicieron que uno se preguntara: ¿fueron aproximadamente 6000 años suficientes para cortar tal cañón? Entre los siglos XVI y XIX, muchas de las creencias aparentemente sólidas en las que se basó la interpretación del Génesis fueron cada vez más difíciles. La creciente confusión en cuanto a qué especie era exactamente hizo difícil entender si Noé, por ejemplo, habría traído a bordo un par de ranas toro orientales y un par de ranas toro occidentales, o solo un par de ranas toro, y no tenía sentido que el Arca tuvieran puntos específicos de entrega o paradas en la ruta. Dios parecía haber creado algunas especies solo para dejarlas morir. Los perros sin ladridos no servían a los humanos de la manera que los europeos entendían. La Biblia dio una edad máxima para la tierra de 6000 años, menos si se asumía que los más de 800 años de los patriarcas del Génesis eran alegóricos, pero había indicios de que algunas características de la tierra tardarían más en formarse. ¿Y por qué había conchas marinas en las montañas? 


PREGUNTAS DE ESTUDIO 


1. Observe cualquier tipo de organismo que encuentre comúnmente: gorriones, palomas, dientes de león, peces tropicales, arces. ¿Tiene alguna dificultad para identificarlo como miembro de una especie o tipo específico? ¿Cuánta variación hay entre los individuos? ¿Cómo se compara esta variación con la de organismos domésticos como gatos o perros? 

2. Describe cualquier animal o planta del que hayas oído hablar pero que nunca hayas visto. ¿En qué características se diferencia de los animales o plantas que conoces? ¿Estas características coinciden con algún animal o planta que considere ficticio? ¿Cómo saber cuáles son reales y cuáles ficticios? 

3. Observe la orilla de un río, la orilla de un lago, el delta de un río, una cadena montañosa, una falla que haya generado terremotos o cualquier estructura geológica cercana que pueda haber cambiado a lo largo de la historia de la tierra. ¿Hay alguna forma de que pueda estimar la tasa de cambio o ha cambiado y, a partir de este momento, el tiempo que esta característica ha estado presente? 

4. ¿Qué criterio utilizaría para decidir si especies específicas de animales o plantas están relacionadas entre sí y qué tan estrechamente podrían estar relacionadas? Por ejemplo, puede preguntar cuál es el pariente más cercano a un mapache, una mofeta o un murciélago. Defiende los criterios que elijas.


2.16 Clasificaciones de criaturas vivientes de aristóteles y linano


La mente humana busca categorizar y clasificar. Así, Aristóteles reconoció a los animales como "de sangre" (vertebrados) y "sin sangre" (invertebrados) y describió con gran detalle las características de cada uno. Ninguna sociedad tiene problemas para distinguir en la mayoría de los casos entre peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Algunos animales causan problemas: se discutió ampliamente, hasta que los anatomistas decidieron si las ballenas, las focas y las marsopas eran mamíferos o peces, e incluso hubo algunas adaptaciones bastante divertidas: en el ritual católico, durante la Cuaresma y los viernes estaba prohibido comer carne (carne de mamíferos). En América del Sur y en América del Sur, respectivamente, las marsopas y los capibaras (un animal parecido a un conejillo de indias del tamaño de un cerdo que pasa gran parte de su tiempo en los ríos) fueron redefinidos como “peces honorarios” y, por lo tanto, permitidos para el consumo. Sin embargo, más allá de esta clasificación cruda, generalmente profundizamos más en los detalles siempre que nuestra curiosidad e interés económico nos impulsen. Entre los mamíferos, distinguimos gatos y perros, y entre los perros, cazadores, perros falderos, perros guardianes y perros de carreras. Los balleneros sabían qué ballenas eran demasiado difíciles o demasiado inútiles para cazar y cuáles eran valiosas y fáciles de cazar (la "ballena franca"). Los marineros que desembarcan en una costa extranjera y necesitan volver a calafatear sus barcos podrían identificar árboles que podrían suministrar la savia adecuada ("pinos de brea"). Sin embargo, la mayor parte de esta clasificación siguió siendo esporádica, inconsistente ¿un pingüino sería un pájaro o un pez?. En el siglo XVIII, se sabía lo suficiente sobre el mundo que una estructura tan desordenada era claramente insatisfactoria. Carolus Linnaeus cambió eso al intentar clasificar la gama completa de seres vivos conocidos. Esta clasificación, lograda a mediados del siglo XVIII, consolidó tres grandes logros: nomenclatura binomial, relaciones no lineales y estratificación. El cuarto y más importante logro, sin embargo, fue que el tercero fue tan claro y estructurado que condujo al eventual reconocimiento de su propia insuficiencia, convirtiéndose en la base del cuestionamiento que fue un elemento importante para la comprensión de la evolución. El primer logro atribuido a Linneo, la nomenclatura binomial, no fue, estrictamente hablando, suyo. Muchas sociedades han tenido medios generales y específicos para nombrar a los individuos, ya sea por linaje, por ocupación, característica o origen. Del mismo modo, los versados ??en latín los eruditos a menudo se referían a los animales y las plantas con dos nombres, pero más a menudo con descripciones detalladas. Los hermanos Bauhin en el siglo XVI habían intentado simplificar las anotaciones, como lo hacen los científicos de hoy en día en sus escritos. Un científico de hoy podría abreviar una descripción completa y difícil de manejar ("el fosfolípido fosfatidil serina (PS) unida a la membrana") y, de ahí en adelante, referirse en el texto solo a "PS". Los hermanos Bauhin utilizaron de manera similar un par de términos generales y específicos para referirse a organismos específicos. Sin embargo, Linneo fue el primero en usar esta taquigrafía de manera consistente y amplia, asignando el equivalente de un apellido y un nombre de pila. Dado que su clasificación fue ampliamente publicada y leída, se popularizó considerablemente estableciéndose como costumbre. El segundo logro de Linneo fue mostrar las relaciones no como un orden lineal, en el que cada organismo era necesariamente más alto o más bajo en perfección que cualquier otro organismo, sino más bien uno al lado del otro: los roedores no eran necesariamente más altos o más bajos que los caballos. o perros. Este fue el comienzo de la imagen del árbol ramificado que finalmente dibujó Darwin. En tercer lugar, construyó la clasificación en una jerarquía, estratificándola más allá de los niveles más simples de similitud. Más allá de la clasificación específica y genérica o de nombre-apellido (“Perro, el común” = Canis familaris o “Pantera, manchada” = Panthera pardus) agrupó los organismos en categorías cada vez más amplias, cada una reemplazando a la anterior ( perro–> mamífero carnívoro–> mamífero–> vertebrado–> animal–> organismo eucariota) en un árbol jerárquico. A lo largo de los años, mediante este heroico esfuerzo, puso en orden sistemático 4,400 especies de animales y 7,700 especies de plantas. Este logro fue múltiple. Primero, aunque el linaje no se entendió como un fenómeno biológico, indicó conexiones, ya que podríamos esperar niveles de similitud creciente en apariencia a medida que avanzamos a lo largo del árbol familiar humanos–> humanos caucásicos–> caucásicos europeos–> pueblos mediterráneos–> italianos– > personas de los alrededores de Nápoles (como en el apellido “Napolitano”) -> un individuo (Maria Napolitano). La existencia de esta secuencia de agrupaciones no podía dejar de suscitar interrogantes sobre el significado de las agrupaciones -¿por qué existen y por qué estos grupos de animales y plantas tienen las mismas estructuras básicas? - así como las limitaciones inferidas de las agrupaciones. —¿Por qué solo existen estos agrupamientos? ¿Por qué no hay animales con cuatro patas y alas (o existen tales animales? Tales preguntas comenzarían a atormentar al siglo XIX. El cuarto logro de Linneo fue que su tercer logro, el ordenamiento y clasificación de todos los organismos, fue tan completo que selló su propio destino. Linneo, con buen estilo protestante, sintió que estaba haciendo la obra de Dios y ayudando a comprender la creación de Dios al clasificar todos los organismos, aunque comprendió que enfureció al clero local al atreverse a clasificar a los humanos en el mismo grupo general que los chimpancés. De manera similar, los eruditos judíos estaban produciendo tratados sobre temas seculares (y por lo tanto prohibidos, o al menos desalentados) de zoología y anatomía, bajo el engaño de representar los animales del Antiguo Testamento. El problema era que, si bien su proyecto había comenzado porque la exploración del mundo había demostrado que había demasiadas criaturas en el mundo para comprender y estudiar a menos que fueran sistematizadas de alguna manera, esta sistematización rápidamente demostró ser una tarea interminable, ya que más y más especies fueron descubiertas y agregadas a la lista. Más importante aún, en el siglo XIX, aproximadamente cuarenta años después de que Linneo publicara su compendio, surgían argumentos sobre cómo clasificar los nuevos descubrimientos. Es bastante fácil clasificar monedas en centavos, cinco centavos, diez centavos, veinticinco centavos, medio dólar y dólares, pero ¿el centavo de acero de la Segunda Guerra Mundial es un centavo, como indica su forma, o un centavo, como indica su color? En términos biológicos que son relativamente fáciles de entender, los escarabajos mariquita son pequeños escarabajos rojos con manchas negras, pero pueden variar desde escarabajos casi completamente rojos con una pequeña mancha negra hasta escarabajos casi completamente negros con un rastro de rojo, y el rojo puede variar desde el carmesí pasando por el naranja hasta el amarillo. Según los términos de hoy, ahora que hemos resuelto gran parte de esto, son la misma especie si pueden reproducirse con éxito entre sí, pero para los científicos que realizan estas clasificaciones, ¿cuál era el verdadero carácter de la especie? ¿Son todos estos escarabajos una especie, dos especies o varias especies? Esta pregunta continúa hoy. En cualquier museo se puede ver una colección de variedades de mariposas, caracoles u otros organismos pequeños y fáciles de conservar, lo que demuestra la variabilidad de la vida animal y vegetal; y muchos coleccionistas apasionados coleccionan, fotografían o documentan la variación entre una sola especie. En el siglo XIX, esta situación no era un dato sino un dilema: ¿qué especie? ¿Había un tipo ideal para una especie, siendo todas las variantes intentos imperfectos de alcanzarlo, como argumentó Aristóteles? ¿Había límites? Si es así, ¿cuáles eran los límites? Si no había un continuo, ¿qué definió y decidió los límites? Si no había un límite claro, por ejemplo, si la rana verde más grande (conocida como Rana clamitans) tenía el mismo tamaño que la rana toro más pequeña (conocida como Rana catesbeiana, ¿significaba esto que no había una distinción clara entre una especie y otra? ¿Qué dijo la Biblia acerca de esto? 


Por lo tanto, el mismo sistema que Linneo había puesto en marcha para estructurar y clasificar toda la Creación fue, en última instancia, el socavar de la convicción de la creación única y específica. Aunque ahora pensamos que algunas de las clasificaciones de Linneo eran incorrectas, el patrón general permanecer esencialmente sin cambios. Lo que describió fue una jerarquía de similitudes. La pregunta es, ¿qué es realmente biológico y qué es un constructo de la imaginación humana? En otras palabras, ¿existe realmente una especie? ¿Existen realmente los géneros (el plural de "género")? La pregunta es más compleja de lo que uno podría imaginar atado en el fenómeno de las especies. Si uno atrapa una rana leopardo, no hay ningún problema en identificarla. Tampoco, en realidad, las ranas leopardo tienen problemas para identificarse entre sí. Las ranas leopardo de Quebec se parecen y se reproducen fácilmente con las ranas leopardo de Maine; los de Maine con los de Massachusetts; los de Massachusetts con los de Nueva York, etc. El problema surge cuando se compara una rana de Quebec con una de Louisiana. Se ven un poco diferentes. El de Luisiana es un poco más gordo y su nariz es más puntiaguda que la de la rana del norte. Tiene menos manchas y más redondas. Su llamada suena notablemente diferente. Más preocupante, si uno intenta que una rana de Quebec se reproduzca con una rana de Luisiana, el apareamiento no va del todo bien, e incluso si se aparean, los huevos rara vez o nunca eclosionan exitosamente. Si definimos una especie como una población que puede cruzarse con éxito, entonces las ranas de Louisiana y Quebec son dos especies; pero si vamos provincia y estado por estado a lo largo de su área de distribución, las ranas en la misma región pueden cruzarse, y en ningún momento encontramos un punto en el que Rana pipiens del norte esté claramente separada de Rana pipiens del sur. Entonces, según este criterio, son la misma especie.


Hay muchas situaciones similares. Por ejemplo, la gaviota argéntea común de las latitudes septentrionales varía ligeramente a lo largo de un patrón geográfico, desde Groenlandia hacia el oeste a través de América del Norte, continuando hacia Siberia y hacia Europa. En ningún momento existe una demarcación clara entre un tipo y otro. Sin embargo, las gaviotas de Groenlandia se ven notablemente diferentes a las de Inglaterra e Irlanda, y no se cruzan. Se podría argumentar que las gaviotas de Groenlandia y las gaviotas inglesas eran especies diferentes pero, siguiendo las variaciones hacia el oeste de Groenlandia, parecen ser una sola especie. En teoría, sigue siendo posible que una mutación que surja en una gaviota en Nueva Escocia llegue a la población de Irlanda, ya que sigue siendo teóricamente posible que una mutación que surja en una rana leopardo de Luisiana llegue a la población de Quebec. Situaciones como la existencia de especies pueden enseñarnos mucho sobre cómo surgen nuevas especies, y fue un argumento importante en el origen de las especies de Darwin. Para nuestros propósitos aquí, es suficiente entender que la capacidad de cruzarse es una verdadera distinción biológica y es utilizada por los biólogos para definir especies. Una especie es una población que se cruza con éxito, y la progenie (joven) tiene la misma salud y fertilidad que los padres. Esta regla separa, por ejemplo, el caballo y el burro. En cautiverio, se cruzarán y producirán mulas sanas y vigorosas. Sin embargo, las mulas son estériles y no habrá generación de nietos. Además, los organismos que no se reproducen sexualmente, sino que simplemente se dividen, como algunas bacterias, crean un problema para esta definición, pero, para la mayoría de los organismos fácilmente visibles que las personas encuentran, la definición funciona. Más allá de las especies, las definiciones se vuelven más arbitrarias. La estructura del árbol ramificado, que Linneo vio pero de la que no sacó ninguna conclusión, se convirtió en el centro de la hipótesis de Darwin sobre el origen de las especies pero no resuelve en última instancia las definiciones de géneros, familias, órdenes, clases, etc. y phyla, en el mismo sentido en que a menudo es difícil decidir, en los confines de una familia, quién es realmente un primo. En muchos países, la gente argumenta con vehemencia que un niño nacido en ese país pero de padres extranjeros no es realmente un miembro de ese país, y en los EE. UU. un individuo que representa la tercera generación nacida en los EE. UU. Pero que lleva un apellido o apariencia que no es del noroeste de Europa puede ser considerado como no verdaderamente americano. Hay una criatura que se ve y se siente básicamente como una lombriz de tierra, pero tiene patas carnosas y antenas carnosas como un milpiés. Si tuviera un caparazón duro y patas y antenas duras, se vería como un milpiés.¿Pertenece al filo de los gusanos (Annelida) o al filo de los animales articulados (Arthropoda)? Las formas juveniles de los chorros de mar, organismos marinos que básicamente parecen bolsas con dos orificios a través de los cuales bombean agua, tienen una notocorda con un cerebro por encima de la notocorda y nervios que corren a lo largo de la parte posterior de la misma, y ??tienen músculos de la cola en el cheurón patrón típico de pescado. ¿Estas estructuras los convierten en miembros portadores de tarjetas del filo cordado (que incluye a los vertebrados) o no? Hay criaturas peludas de sangre caliente que ponen huevos, como los ornitorrincos y los equidnas. Las ranas tienen la piel suave, húmeda y ponen sus huevos en grupos, mientras que los sapos tienen la piel seca y verrugosa y ponen sus huevos en hilos, pero hay anfibios cuyas pieles son intermedias y cuyos huevos están en lo que podría describirse como grupos alargados. El registro fósil incluye muchos intermedios como los dinosaurios con plumas que, a diferencia de las aves, tenían dientes y colas óseas. 


Hoy podemos rastrear por la evidencia del ADN cuándo los linajes se separaron entre sí y qué tan separados están, pero en última instancia, las designaciones por encima del nivel de especie son construcciones humanas. La mayoría de las especies son fácilmente clasificables, pero siempre hay ejemplos en los que los bordes son difusos. Para resumir: el concepto de especie es lo más cercano a una distinción verdaderamente biológica. El árbol ramificado con el que describimos la vida en la tierra refleja la forma en que la variedad de vida apareció en la tierra, pero, aunque muchas de las clasificaciones parecen ser obvias: aves versus reptiles, gatos versus perros, melocotones versus manzanas: conocemos muchos productos intermedios, y en las fronteras las distinciones son decisiones humanas.


PREGUNTAS DE ESTUDIO 


1. Compare y contraste los esquemas de clasificación de Aristóteles, Linneo y Darwin. ¿Cuáles son los puntos fuertes y débiles de cada uno? ¿Qué evidencia hay para defender cada uno? 

2. Tomando un ejemplo citado en el texto, si encontraras un animal que obviamente no podrías clasificar como una rana o un sapo, ¿con qué criterio lo clasificarías? ¿Hay alguna razón para clasificarlo? 

3. Hay algunas criaturas que normalmente se consideran peces (pez pulmonado) que tienen una piel viscosa y sin escamas a través de la cual pueden obtener oxígeno y pulmones primitivos para poder respirar aire. Sus aletas son bastante carnosas, lo que les permite arrastrarse por la tierra y pueden pasar un tiempo considerable fuera del agua. ¿Son anfibios o peces? ¿Cómo puedes saberlo? Especular sobre el tema en este punto le ayudará a comprender los problemas de las espacies.

4. Observa que, en un estanque local, algunas ranas cantan sus llamadas de apareamiento en las primeras horas de la noche, mientras que otras, que se ven iguales, cantan solo temprano en la mañana. De manera similar, algunas de las ranas hembras parecen escuchar canciones solo por la noche y otras solo por la mañana. ¿Son especies diferentes? Defiende tu argumento. 

5. Argumente contra la proposición de que todas las clasificaciones por encima del nivel de especie son arbitrarias. 

6. ¿Con qué criterios clasificamos a los murciélagos y las marsopas entre los mamíferos y a los pingüinos entre las aves? ¿Está de acuerdo o en desacuerdo con estas clasificaciones? Explicar. 

7. ¿Qué criterio utilizaría para distinguir entre diferentes grupos de plantas? ¿Por qué?



2.17 El mundo de Darwin


Cuando Louis Agassiz llegó a Harvard desde Suiza en 1846, trajo consigo no solo su considerable experiencia en biología, sino también una experiencia vitalicia en los Alpes suizos. En los Alpes, a menudo había observado el funcionamiento de los glaciares y había especulado que los glaciares alguna vez habían sido mucho más masivos. Los glaciares se forman cuando se acumula más nieve cada invierno de la que se puede derretir en la primavera. La nieve continúa amontonándose hasta que comprime la nieve debajo en una forma densa de hielo, tan densa que tiene un color azul. El hielo es azul por razones muy similares a las razones por las que el cielo es azul y el océano bajo la luz del sol es azul. Tiene que ver con la forma en que el agua transmite y refleja la luz. Pero esa es una historia diferente, quien ha patinado sobre hielo sabe que, a temperaturas adecuadas, el hielo, cuando se comprime, se derretirá. El patín de hielo coloca el peso de tu cuerpo sobre una superficie muy estrecha, comprimiendo el hielo y provocando que se derrita. Así, el patín se desliza fácilmente por el hielo. No funciona si el hielo está demasiado frío o el peso no es suficiente. Los glaciares hacen lo mismo. Con todo el peso del glaciar arriba, el hielo del fondo se derrite, lo que permite que el glaciar se deslice por la montaña. Los glaciares se deslizan por las laderas de las montañas a un ritmo de unos pocos centímetros a cientos de centimetros por año, como se ha documentado por objetos como tiendas de campaña de escaladores abandonadas que se mueven montaña abajo. En el extremo superior, el glaciar se renueva por la continua acumulación de nieve. Debajo del glaciar, el movimiento rueda o empuja rocas y, a menudo, las rompe; y el glaciar a menudo rompe pequeñas estructuras como partes irregulares de la tierra. El glaciar se expande en invierno y retrocede en verano, dejando montones de escombros que produjo. El glaciar en su conjunto se mueve como un río: el glaciar siempre está ahí, pero el agua en él cambia constantemente. El movimiento del glaciar produce marcas características, muy similares a las que se producirían si fregaras una olla sucia con limpiador o una piedra blanda como una piedra pómez. La superficie irregular (los restos de comida) se trituraría y el limpiador rayaría la olla, si fuera de metal blando. Los restos de comida se acumularían en el borde, donde se detuvo el fregado. Los valles glaciares se parecen mucho, si el glaciar todavía está allí o no. Las paredes son empinadas y dan la apariencia de haber sido perforadas desde afuera; las piedras de la base están rayadas o pulidas; y hay una cantidad considerable de escombros amontonados a los lados y al frente del glaciar. Estos montones de escombros se llaman morrenas, del dialecto francés que significa que se refiere a los tipos de colinas formadas por escombros. Puede imaginarse el desconcierto, el asombro y finalmente la sensación de asombro de Agassiz mientras recorría los Estados Unidos y comenzaba a darse cuenta de que las características del paisaje que estaba viendo: el terreno rocoso de Nueva Inglaterra y más al norte, en comparación con el suelo profundo de tierra al sur de Nueva Inglaterra; los Grandes Lagos y Finger Lakes; la apariencia rayada de las rocas y la ubicación extraña de enormes rocas, eran similares a las características de los valles glaciares suizos que él conocía, pero en una escala mucho mayor. Los valles glaciares de los Alpes no tienen más de unas pocas millas de largo y mucho menos de una milla de ancho. Los valles glaciares suelen ser mucho más largos y profundos que anchos. Esto también es una característica de los fiordos de Noruega, y es la forma en que se define un fiordo. Los fiordos fueron formados por glaciares, aunque esta asociación no se dio cuenta hasta que Agassiz lo reconoció. Sin embargo, lo que vio Agassiz sugirió glaciares del ancho de los continentes y ¡decenas de kilómetros de espesor! Hubo muchas características que Agassiz identificó, la mayoría de las cuales se pueden observar fácilmente en las partes del norte de los EE. UU. y Canadá. Primero, había lagos parecidos a fiordos, sobre todo los Finger Lakes del norte del estado de Nueva York. Luego estaban las áreas excavadas que se asemejaban a los lechos de agua en el frente de un glaciar en retroceso, pero mucho más vastas: las cuencas de los Grandes Lagos. 


Las montañas de Nueva Inglaterra a menudo eran lisas y pulidas en sus lados norte, pero ásperas y empinadas en sus lados sur. Y luego estaban las marcas de arañazos. En las rocas incrustadas en todo el norte, había marcas de arañazos, estrías glaciales, principalmente en una dirección de norte a sur. Son muy prominentes en Central Park de New York. Solo algo muy masivo y universal podría haber hecho todo esto. Finalmente, había enormes rocas, mucho más grandes de las que los humanos, los animales o las inundaciones podrían mover, ubicadas al azar en las cimas de las montañas, en los valles y en varios lugares. Tenían dos características en común: no mostraban ninguna relación con la tierra o las piedras de su vecindario, pero se parecían a las rocas de la tierra a cientos de millas al norte. Estos se denominan erráticos, más correctamente glaciares erráticos, y ahora sabemos que, de hecho, fueron llevados a su ubicación actual montando a cuestas en los glaciares. Había otras tres características que se podían señalar. Primero, la vegetación de Nueva Inglaterra y el norte del estado de Nueva York es muy diferente de la de las áreas inmediatamente al sur, y no solo por el clima. Al norte de Long Island Sound, en Connecticut, hay muy poca capa superficial del suelo y, en consecuencia, los árboles tienen raíces poco profundas, árboles claros como abedules y álamos. Diez millas de distancia, en Long Island, hay mucha más tierra, y los árboles pesados ??de raíces profundas como el arce y el roble son prominentes. Esta es muy visible en la cantidad de luz que llega al suelo del bosque. En segundo lugar, el suelo de la costa norte de Long Island es bastante peculiar. Es bastante arenoso, lleno de pequeños guijarros de varios tamaños. En tercer lugar, la costa norte de Long Island es muy montañosa, con las colinas separadas por profundos barrancos de norte a sur. Todas estas diferentes observaciones podrían adaptarse a una hipótesis general, impactante para el momento, pero quizás la única interpretación razonable. Por supuesto, la posibilidad de la existencia de glaciares masivos tenía varias implicaciones, ninguna de las cuales era compatible con la descripción bíblica del origen de la tierra. La primera preocupación, por supuesto, fue el génesis no describió un período de hielo ni una situación en la que el clima fuera sustancialmente diferente del clima actual. 


En segundo lugar, era evidente que el hielo de este orden de magnitud tardaría un tiempo extremadamente largo en formarse y derretirse, y el estado de los remanentes, incluidos los sedimentos encima de ellos, la erosión, como los cortes de los ríos en los remanentes, y las estimaciones de la edad de los remanentes, sugirieron un problema, un lapso de tiempo mucho más allá de los seis mil años calculados. Para estimar la edad de los remanentes, bastaba con mirar la tierra. El área inmediatamente al sur de los Grandes Lagos, quizás tres veces la superficie de los mismos lagos, es muy plana y arenosa, y fósiles acuáticos como peces se puede encontrar en toda la región. En Indiana, comenzando inmediatamente al sur del lago Michigan, hay dunas de arena que claramente parecen estar relacionadas con el fondo del lago. Cuanto más lejos está uno del lago, más asentado y maduro es el bosque: la capa superior del suelo es más espesa y los árboles se parecen más al resto de la región. En estas y otras áreas, si se pueden contar los anillos de los árboles actuales y fósiles, se puede obtener un linaje que se remonta a miles de años. 


Incluso las plantas del Nuevo Mundo apoyaron el argumento de la glaciación. Los glaciares cubrieron Europa y América del Norte, pero en Europa los glaciares expulsaron las plantas con flores del continente. En Europa después de que los glaciares se derritieran, tendrían que cruzar el desierto del Sahara y el Mediterráneo que se seca rápidamente.


En América del Norte, las plantas fueron llevadas a la parte sur de los Estados Unidos y México, y cuando los glaciares se derritieron, se expandieron nuevamente hacia el norte. La elección de Ponce de Leon de un nombre para lo que ahora es Florida ("Tierra de flores") no fue simplemente un truco publicitario. Para los europeos, América tenía muchas más variedades y números de flores, incluidas flores mucho más vistosas, que Europa. Todas estas observaciones sugieren que los Grandes Lagos fueron una vez mucho más masivos, como si fueran un depósito gigante para derretir el hielo, y que se han retirado considerablemente. También hay evidencia biológica de una Era de Hielo (en realidad, varias Eras de Hielo sucesivas). La mayoría de los animales y plantas viven en un clima característico preferido. No esperamos ver palmeras en Maine o abetos en Florida. Los arrecifes de coral son característicos del agua cálida, mientras que los alces y los caribúes son comunes en climas más fríos. Hay muchos indicios de los fósiles de los tipos de animales y plantas que durante el período en que se crearon estas formaciones geológicas, los organismos vivos fueron característicos de climas más fríos que el clima actual en la región. También se puede llegar a esta conclusión profundizando en un análisis más sutil: los granos de polen, por ejemplo, se conservan en muchos lugares, y se identifica el tipo de planta que los originó. Además, muchas reacciones químicas y bioquímicas se desarrollan de manera diferente a diferentes temperaturas, y todos los remanentes de estas reacciones indican un clima más frío. 


No solo fue asombroso sino que, debido a las muchas fuentes de evidencia convergentes, pronto se volvió incontrovertible que muchos miles de años atrás gran parte de la tierra había sido mucho más fría que el presente. Por lo menos sugirió que el Génesis estaba incompleto y que los esfuerzos para calcular la edad de la tierra a partir del Génesis probablemente estaban equivocados. En términos más generales, estos resultados fueron congruentes con los análisis emergentes de geólogos como Lyell en el sentido de que indicaban una edad mucho mayor para la Tierra. Cuando se desarrollaron otras ciencias, las diversas líneas de evidencia llevaron a la conclusión de que el universo era aproximadamente un millón de veces más antiguo, y que incluso los continentes eran al menos 100 veces más antiguos que los cálculos del obispo Ussher. También hubo varias otras consideraciones biológicas. Las criaturas que viven en la parte norte de América del Norte son muy diferentes de las que viven en la parte sur. Los bosques de alces y abetos de Canadá y Alaska son muy diferentes de los bosques de robles y arces de Virginia y Tennessee, los pantanos de cipreses infestados de caimanes de Florida, los robles y pinos del sur de los Estados Unidos o las palmeras de México. Si, por ejemplo, Kentucky alguna vez tuvo un clima como el norte de Ontario, muchos animales y plantas no habrían podido vivir allí, por lo que la distribución de los organismos vivos habría sido bastante diferente. Incluso aquellos que lograron resistir los cambios climáticos tendrían que ser muy ingeniosos o ser modificados para hacer frente al clima severamente cambiante. Como dice el lema, "adaptarse o morir". A lo largo de la escala de tiempo de generaciones, el clima cambiante debe ser muy estresante para todos los organismos.


Un ejemplo obvio es cómo los humanos se adaptan a diferentes climas. Toda la evidencia fósil sugiere un origen para los humanos en el África central oriental, y nuestra fisiología también refleja este origen. A diferencia de muchos mamíferos, sudamos a través de nuestra piel para deshacernos del exceso de calor y nos hemos vuelto casi sin pelo, presumiblemente para permitir que el sudor se evapore y enfríe. Todos los animales tienen lo que se llama una "temperatura neutra": una en la que se sienten cómodos. La temperatura neutra se puede reconocer como la temperatura a la que el consumo de energía del animal es más bajo, porque no tiene que temblar o moverse para mantenerse caliente o sudar o jadear para mantenerse fresco. La temperatura neutra para los animales de clima frío como los osos polares y los lobos es mucho más baja que la de los animales tropicales como los monos. La temperatura neutra para los humanos es idéntica a la de un animal tropical. Además, nos adaptamos al calor sudando y alterando nuestro metabolismo de forma mucho más eficaz de lo que nos adaptamos al frío. Entonces, ¿cómo es que los humanos viven en todos los continentes excepto en la Antártida? Simplemente trasladamos nuestro clima tropical a donde quiera que vayamos. Construimos casas que podemos mantener calientes usando fuego, y usamos pieles de mamíferos de clima frío para mantener nuestros cuerpos a temperaturas tropicales. Un ser humano desprotegido en una tormenta de nieve puede perder suficiente calor en 20 minutos para morir. Sin estas habilidades, los humanos nunca hubieran podido salir de los trópicos y, si por alguna razón, el clima se hubiera vuelto más frío, hubiéramos perecido. Nuestros parientes más cercanos, los grandes simios, que tienen una fisiología extremadamente similar a la nuestra, no saben encender o controlar el fuego, y no se visten. Por lo tanto, están confinados a África central y Asia, mientras que los humanos cubren la tierra. Podemos suponer que se imponen las mismas demandas a todos los animales y plantas. Por lo tanto, el hecho de que el clima de la tierra haya fluctuado fuertemente significa que las especies han sido empujadas de un lugar a otro y que con frecuencia han estado bajo un estrés severo, lo que quizás las obligó a cambiar. Además, interpretar la evidencia de la glaciación de manera consistente implica una historia extensa de la tierra, que es un tema adicional a abordar. Esta comprensión está creciendo a principios del siglo XIX. Para la ciencia europea y estadounidense, es casi un despertar: si el mundo no es lo que pensábamos que era, ¿qué es este mundo en el que vivimos? ¿Y cómo llegó a ser? Fue esta atmósfera la que Darwin encontró, en la que estaba concentrado cuando se unió al Beagle para su viaje alrededor del mundo.


PREGUNTAS DE ESTUDIO 


1. ¿Existe evidencia en la región en la que vive de una edad de hielo anterior? ¿Cuál es la evidencia? ¿Qué otras interpretaciones puede dar de lo que se dice que es su evidencia? ¿Qué otras hipótesis podría haber? 

2. ¿Existe alguna forma de evaluar la antigüedad de la evidencia que pueda identificar? 3. ¿Qué podría esperar que le suceda a la vida animal y vegetal en su región si el clima se vuelve notablemente más frío o más cálido? ¿Pueden todos migrar o la especie puede extenderse a otra parte? 

4. ¿Qué pasaría si el clima en su región se volviera notablemente más frío o más cálido y una especie de planta o animal no pudiera moverse? Por ejemplo, los peces en un lago pueden no tener medios para moverse; o los animales y las plantas dentro de un valle de montaña podrían no ser capaces de cruzar la barrera; o puede que no haya un clima adecuado en una elevación diferente de la montaña. 

5. ¿Es probable que cambie la cantidad de lluvia si el clima se vuelve más frío o más cálido?


2.18 El viaje de Beagle


“Después de haber sido rechazado dos veces por fuertes vendavales del suroeste, el Beagle sip de Su Majestad, un bergantín de diez cañones, bajo el mando del capitán Fitz Roy, RN, zarpó de Devon-port el 27 de diciembre, 1831. El objeto de la expedición era completar el reconocimiento de la Patagonia y Tierra del Fuego, iniciado bajo el mando del Capitán King en 1826 a 1830, inspeccionar las costas de Chile, Perú y algunas islas del Pacífico, y llevar un cadena de medidas cronométricas alrededor del mundo, así comienza uno de los libros más notables de todos los tiempos, el viaje del Beagle, de Charles Darwin. Este fue un viaje de lo más fortuito. El joven Charles tuvo suerte de estar a bordo. Nacido el mismo día que Abraham Lincoln y de una familia distinguida (su padre era un médico muy conocido e hijo del distinguido filósofo natural Erasmus Darwin, y su madre era una Wedgwood de la familia Wedgwood China), Charles no había sido demasiado prometedor como estudiante. Había comenzado la escuela de medicina pero, con náuseas por la cirugía en un momento en que no había anestesia, abandonó esta carrera. Luego probó la teología pero, según todas las apariencias, parecía pasar su tiempo recolectando escarabajos y cazando, y no le apasionaba una carrera en el clero. Aunque tenía un vínculo estrecho con un ministro que también era naturalista, era fácil imaginarlo como un inútil. Así, cuando propuso seguir el ejemplo de su mentor John Stevens Henslow para postularse para el puesto de naturalista y compañero del capitán del Beagle, su padre, quien consideró que el joven Charles realmente debería establecerse en una carrera, ofreció solo la tolerancia más rencorosa: “si puedes encontrar a algún hombre de sentido común que te aconseje que vayas, daré mi consentimiento". Afortunadamente, el tío de Charles, Josiah Wedgwood, a quien su padre respetaba mucho, le recomendó que fuera. Uno podría suponer que el Sr. Wedgwood era profético o simplemente estaba desesperado porque Charles no iba a ninguna parte y, con el tiempo para reflexionar en un largo viaje, aún podría encontrar una meta en la vida. Sin embargo, hay evidencia de que el joven Charles había mostrado cierta chispa de talento, pues Wedgwood lo describió como un hombre de "gran curiosidad" y Henslow lo recomendó diciendo: “considero que usted es la persona mejor calificada para emprender tal situación ampliamente calificada para recolectar, observar y anotar cualquier cosa digna de ser anotada en la historia natural”. Una vez a bordo, Darwin se ganó el apodo de "El filósofo" debido a su propensión a darse cuenta, cuestionar y analizar todo lo que sucedía. En cuanto al Capitán Fitz Roy, Darwin fue su cuarta opción. El capitán quería un compañero de viaje en el larguísimo viaje, un buen conversador inteligente que podría ser de utilidad en el barco. Dadas las convenciones de la época, era un hecho que el compañero debía ser de buena familia y bien educado. Este aspecto fue probablemente el que más le recomendó a Darwin a Fitz Roy. De hecho, el Beagle ya contaba con un naturalista, el cirujano principal del barco, Robert McCormick, a bordo. La conversación fácil y la cultura de Charles rápidamente lo hicieron interesarse por el capitán, y en cuatro meses, McCormick regresó a casa, convencido de que Charles era el favorito del capitán. En cualquier caso, fue una opción ideal para el viaje. Había estado leyendo con entusiasmo los últimos descubrimientos de Lyell en geología, que lo habían preparado tanto para el argumento del cambio gradual en la superficie de la tierra como para la posibilidad de que estos cambios tomaran mucho tiempo en realizarse. Además, como él mismo concluye, ahora era posible explorar el mundo como nunca antes: el breve espacio de sesenta años ha marcado una diferencia asombrosa en la facilidad de la navegación a distancia. Incluso en la época de Cook, un hombre que dejaba su hogar para tales expediciones sufría severas privaciones. Un yate ahora, con todos los lujos de la vida, puede dar la vuelta al mundo. De hecho, esta fue una mejora que hizo posible este tipo de exploración, pero no debemos subestimar lo que se necesitaría para pasar cinco años en el mar. Según los estándares actuales, todavía era muy exigente. Sobre el agua, Darwin estuvo la mayor parte del tiempo mareado. Siempre que el barco atracaba, iba a tierra para explorar. Aunque con frecuencia se quedaba con familias inglesas o de otras familias a las que tenía una introducción, muchas de sus exploraciones fueron a caballo, de una a doscientas millas a la vez, acampando o subiendo a las cimas de las montañas o atravesando bosques tan densos que aquí éramos más como peces luchando en una red que cualquier otro animal. El libro en sí es notable por muchas razones. Primero, es esencialmente un diario de un viaje de un joven, y principalmente describe la geología, la vida animal y vegetal de tierras extrañas. Sin embargo, se vendió muy bien. El siglo XIX fue un momento emocionante para Europa, con exploradores que iban a examinar países extranjeros, principalmente en busca de oportunidades comerciales u oportunidades para explotar otros países (después de todo, era el período de la construcción del Imperio Británico) y muchos que nunca salieron de casa estaban ansiosos por aprender todo lo que pudieran sobre estas tierras que no pudieron imaginar y nunca verían. En segundo lugar, escrito como está con la ingenuidad de un joven, proporciona un maravilloso ejemplo de su crecimiento y maduración, incluidas sus luchas y, de hecho, su aborrecimiento por el concepto y la práctica de la esclavitud, la contratación y las sociedades corruptas. En tercer lugar, revela de manera magistral los fundamentos de la ciencia y la mente de un científico. 


Darwin nunca advierte una anomalía, pero cuestiona cómo llegó a ser: por qué algunos animales y plantas se encuentran en un lugar y no en otro; por qué islas similares en diferentes océanos tienen diferente flora y fauna; cómo se levantan las montañas y se forman los valles; cómo se forman los arrecifes de coral y los atolones; en resumen, cómo funciona el mundo. Finalmente, el libro es tentador porque cada vez que Darwin nota algo y cuestiona su origen, uno ve las raíces de lo que se convertirá en El origen de las especies. Al tocar el borde de estas grandes ideas, se vuelve más poético: “No es posible que la mente comprenda, excepto por un proceso lento, cualquier efecto que sea producido por una causa repetida tan a menudo, que el multiplicador mismo transmite una idea, no más definida de lo que implica el salvaje cuando señala los cabellos de su cabeza. Tan a menudo como he visto lechos de barro, arena y guijarros acumulados hasta un espesor de muchos miles de pies, me he sentido inclinado a exclamar que causas, como los ríos y las playas actuales, nunca podrían haber derribado y producido tales masas. Pero, por otro lado, al escuchar el traqueteo de estos torrentes, y recordar que razas enteras de animales han desaparecido de la faz de la tierra, y que durante todo este período, día y noche, estas piedras han ido traqueteando en su curso, me he preguntado a mí mismo, ¿puede alguna montaña, cualquier continente, resistir semejante desperdicio? […] Diariamente, el geólogo debe recordar que nada, ni siquiera el viento que sopla, es tan inestable como el nivel de la corteza de esta tierra". Aquí expresa los primeros indicios de su comprensión de la gran edad de la tierra, una comprensión necesaria si ha de haber tiempo para que ocurra la evolución. El libro es eminentemente legible, incluso para un no científico, y muy recomendable, por su importancia en la cultura del siglo XIX; por las viñetas de Darwin de las estructuras sociales de las sociedades que visitó; y por su imagen del crecimiento de un joven notable. Cuando Darwin firmó como naturalista para el Beagle, tenía una tarea grande pero relativamente simple por delante. Reforzados por barcos confiables y relativamente seguros y medios para identificar tanto la longitud como la latitud, así como el potencial de encontrar nuevas tierras y recursos para la economía, muchas naciones estaban explorando la tierra. Les interesaba el oro, la plata, el cobre y la madera del Nuevo Mundo, así como la posibilidad de convertir al cristianismo (y muy probablemente subyugar) a sus habitantes. Su curiosidad fue picada por los extraños animales y plantas descritos por los exploradores. Dado el sentido de que todos los seres vivos fueron hechos para servir a los humanos, los europeos querían para saber qué había ahí fuera y, dado que el mundo cómodo y seguro de Linneo estaba confundido por los nuevos hallazgos, la comunidad científica estaba tratando de relacionar los nuevos materiales con la estructura ordenada del universo. Como incentivo adicional, exploradores anteriores habían traído a Europa nuevos animales y plantas valiosos. Estas criaturas incluían algodón americano, tomates, papas, maíz, chiles, chocolate, aguacate, caña de azúcar y tabaco, así como animales con pieles como mapaches y animales comestibles como pavos, así como plantas potencialmente útiles con fines medicinales, muchas flores y otros animales y plantas menos valiosos pero, sin embargo, inusuales como los armadillos. El algodón y la caña de azúcar existían en Oriente Medio y Asia, pero no habían atraído la atención ni el interés de los europeos. Siempre existía la esperanza de que se encontraran más. Por tanto, el trabajo de Darwin consistía en recopilar, catalogar y clasificar cualquier planta o animal que pudiera. Darwin, sin embargo, también fue un hombre reflexivo, considerando la relación de las ideas provocadoras de su abuelo, Erasmus Darwin, con su formación en teología, así como las apasionantes ideas de geólogos como Lyell. 


Hubo al menos dos problemas que fueron bastante difíciles de resolver. Primero, a menos que cada especie fuera bastante constante y discreta, sería bastante difícil entender cómo Noé pudo haber acomodado en el Arca toda la gama de la vida. En segundo lugar, si las especies no fueran constantes pero pudieran cambiar, como seguramente podrían hacerlo los animales domesticados bajo la cría selectiva de los humanos, ¿podría ese cambio haber producido todo lo que existe en la tierra? En 6000 años, uno podría obtener diferentes variedades de perros, pero ¿podría uno generar todo tipo de animales y plantas? Muchos “naturalistas” reflexivos, incluido el abuelo de Charles Darwin, Erasmus Darwin, habían formulado sugerencias de que las especies podían cambiar, pero en todos los casos sus argumentos fueron forzados y fácilmente socavados, o no se sugirió ningún mecanismo y, por lo tanto, no había ninguna razón de peso para creer en estos naturalistas. Lo que se requería era (a) evidencia de que las especies no eran estables; (b) tiempo suficiente para permitir el cambio de especie; y (c) un mecanismo por el cual podría ocurrir la evolución. Durante el viaje del Beagle, Darwin acumuló la evidencia de (a) y observó lo suficiente para convencerlo de (b). Dado que continuó haciendo preguntas sobre sus preguntas y presionó tenazmente hasta que tuvo soluciones, durante los siguientes veinte años elaboró ??los mecanismos mediante los cuales se podría explicar la evidencia que había acumulado. Cuando publicó su explicación, en 1859, era tan clara y convincente que, como todas las grandes ideas y poesía, uno solo podía preguntarse, "¿por qué no pensé en eso?" Sin embargo, fue bastante doloroso, ya que el argumento era que la creación de la especie no necesitaba un Creador, sino que podía producirse a través de mecanismos naturales. Para Darwin, admitir esta posibilidad era "como confesar un asesinato". Sin embargo, El origen de las especies hoy en día es bastante aburrido de leer. Lo que lo hace aburrido es que Darwin hace un punto y luego lo documenta asiduamente con muchos ejemplos.  Esto se debe a que hoy estamos tan profundamente imbuidos de la idea de que no necesitamos el convencimiento que era necesario a mediados del siglo XIX. 


2.19 Beagle: descubrimientos y fenómenos que hicieron dudar a Darwin


El primer problema al que se enfrentó Darwin era el sentido del tiempo. La mayoría de los esfuerzos anteriores para argumentar la evolución de los organismos habían fracasado en la ridiculez de la idea de que todo en la tierra podría haber sido producido por cualquier mecanismo no Divino en 6000 años. Sin embargo, Lyell había argumentado que las grandes características de la tierra podrían explicarse por procesos graduales que se conocían en la tierra actual: sedimentación, erosión y terremotos, pero que interpretando la estructura de colinas y las formaciones geológicas de esta manera sugerirían extensiones de tiempo mucho más vastas. Darwin estaba leyendo y pensando en los argumentos de Lyell mientras estaba en el mar (le dedicó el libro a Lyell) y lo que vio lo asombró. Las grandes llanuras de la Patagonia parecían nacidas de la lejana Cordillera de los Andes, que en sí misma es una magnífica cadena montañosa que alcanza en algunos lugares 7,000 metros. Fue esta comprensión la que provocó la protesta citada anteriormente. Mientras aún reflexionaba sobre estos pensamientos, el barco llegó a Concepción, Chile, donde hubo un gran terremoto. Cuando terminó, los llanos submareales que habían estado bajo el agua ahora estaban sobre el mar, habiendo sido levantados de tres a dos metros y medio. Darwin, que había estado en las montañas maravillándose de los fósiles de conchas marinas a 400 metros sobre el nivel del mar e incluso hasta 4,300 metros, se dio cuenta de que terremotos como el que había presenciado podrían explicar su elevación. Más tarde (aunque no en El viaje del Beagle) estimaría, a partir de registros españoles, la frecuencia de terremotos de esa magnitud en los Andes y calcularía el tiempo que tardaría en levantar las montañas 6,000 metros. Su cálculo tenía demasiadas suposiciones y era bastante inexacto, pero estaba más allá de cualquier cálculo bíblico. Cuando escribió El origen de las especies, estaba calculando a partir de las tasas de erosión de los acantilados y la tasa de acumulación de sedimentos las edades de varias extensiones de tierra en Inglaterra. Sus cifras, de más de 360 ??millones de años, todavía no eran correctas, pero tampoco estaban terriblemente equivocadas, y eran 6,000 veces más largas que el tiempo bíblico. Bastaría con permitir la evolución que describió. La segunda cuestión que cobró importancia durante el viaje fue la forma aparentemente idiosincrásica en la que se distribuían los animales por todo el mundo. Cuanto más lejos va, más le molestan estos problemas: las Islas Cabo Verde y las Islas Galápagos son muy similares en estructura física y proximidad al ecuador, pero la vida en estas dos islas es muy diferente. ¿Por qué los organismos vivos de Galápagos se parecen a los de América del Sur, mientras que los de las Islas Cabo Verde se parecen a los de África? ¿Por qué la fauna de las islas es tan limitada, en particular, carece de grandes mamíferos y ranas? ¿Por qué uno encuentra los fósiles de armadillos gigantes solo en las tierras donde ahora se encuentran pequeños armadillos, y los fósiles de perezosos gigantes solo en las tierras donde ahora se encuentran perezosos más pequeños? Por qué hay camellos en África, pero llamas en Sudamérica? ¿Por qué especies similares no comparten territorios? Por ejemplo, hay un ave grande y no voladora llamada ñandú en América del Sur; pero, de hecho, hay dos especies, como Darwin se dio cuenta y señaló, de modo que una ahora lleva su nombre. Los rangos de las dos especies colindan pero no se superponen. Darwin se preguntó por qué. Si las especies fueron creadas por la dirección del Creador, ¿por qué diferían claramente por ubicación, de modo que algunos sistemáticos insistirían en que las variantes eran especies diferentes? 


Darwin se preguntó sobre todas estas cosas. De hecho, se preguntaba por qué la gente no se preguntaba: “Mi examen geológico del país en general generó una gran sorpresa entre los chilenos: pasó mucho tiempo antes de que pudieran estar convencidos de que yo no estaba buscando minas. Esto a veces era problemático: encontré la forma más fácil de explicar mi empleo, era preguntarles cómo era que ellos mismos no sentían curiosidad por los terremotos y los volcanes. ¿Por qué algunos manantiales eran calientes y otros fríos? - ¿Por qué había montañas en Chile y no un cerro en La Plata? Estas simples preguntas satisfacían y silenciaban a la vez a la mayoría; algunos, sin embargo (como unos pocos en Inglaterra que tienen un siglo de retraso), pensaron que todas esas indagaciones eran inútiles e impías; y que bastaba con que Dios hubiera hecho así los montes”. Cabe señalar que, mediante una encuesta informal, un gran número de científicos en ejercicio de la actualidad tenían el apodo de "preguntas" o su equivalente. Todos los niños son curiosos. Muchos de los que no pierden esa curiosidad se convierten en científicos. Finalmente, el Beagle llegó a las Islas Galápagos (Islas Tortuga), un grupo de islas volcánicas aproximadamente a 804,672 km al oeste de Ecuador. Según entendió, las islas eran de origen relativamente reciente y nunca habían estado conectadas a tierra. Lo que vio en las Galápagos le preocupó mucho y, aunque no entendió lo que vio e incluso pasó por alto uno de los puntos más importantes, la diferencia entre aves de diferentes islas, por lo que las agrupó a todas. Sin embargo, sintió que era tremendamente importante: “considerando el pequeño tamaño de las islas, nos sentimos más asombrados por la cantidad de sus seres aborígenes, y por su área de distribución limitada. Al ver cada altura coronada con su cráter, y los límites de la mayoría de las corrientes de lava aún distintos, se nos hace creer que dentro de un período geológicamente reciente el océano ininterrumpido se extendió aquí. Por tanto, en el espacio como en el tiempo, parece que nos acercamos un poco a ese gran hecho, ese misterio de misterios, la primera aparición de nuevos seres en esta tierra”. Las islas fueron nombradas por su gran población de tortugas gigantes y lagartijas. De acuerdo con la falta de grandes mamíferos depredadores, estos reptiles no muestran miedo a los humanos y, cuando están asustados, corren del mar a la orilla en lugar de al mar. Como Darwin aprendió de los residentes y observó por sí mismo, las tortugas de cada isla se podían distinguir fácilmente. ¿Por qué deberían existir aquí, de todos los lugares, y luego variar de una isla a otra? Aún más curiosos fueron los pájaros. Todos eran únicos, pero relativamente similares entre sí y había vastas variedades, distinguibles por el tamaño de sus picos. El tamaño del pico era importante, ya que las diferentes aves comían diferentes tipos de semillas. Incluso había un pájaro que actuaba como un pájaro carpintero. Aunque no tenía el pico muy duro de un pájaro carpintero y cuello fuerte, arrancó las espinas de los cactus y usó las espinas como sondas para excavar insectos dentro de los cactus. Aún más curioso que esto, todas las aves parecían ser pinzones, estrechamente relacionados, pero distintos, a un pinzón que se encuentra en Ecuador. ¿Por qué estas especies únicas se encuentran solo en un pequeño archipiélago de la costa de América del Sur? y ¿por qué estas aves deberían ser similares a una especie continental? Si Dios creó estas especies en la creación, ¿por qué no deberían ser las mismas que se encuentran en otras partes del mundo, por ejemplo, en las islas de Cabo Verde? 


Una última maravilla de Voyage of the Beagle es un pasaje que solo se relaciona indirectamente con la historia de la evolución, pero que representa un triunfo científico en sí mismo y por el cual, entre los geólogos, es justamente famoso. Pues observó los atolones — curiosos anillos de coral, de muchos kilómetros de diámetro, rodeando una laguna poco profunda y, a veces, una isla central— del Pacífico Sur, y dio la primera explicación clara y convincente de su origen. Es posible que tenga una imagen de lo que pueden ser, ya que estas son las famosas y románticas islas del Mar del Sur, como Bikini, las islas del Mar del Coral, las Islas Caicos y las Islas Marshall, que son escondites idílicos bien conocidos. Sin embargo, lo interesante del análisis de Darwin es su uso perfecto de la lógica ELF. Lo falseable experimental no es posible, pero lo que hace es recopilar tanta evidencia como sea posible: las pendientes del fondo del mar dentro y fuera de la laguna; la pendiente y configuración de las islas centrales, incluidos ríos y valles; la biología de los organismos formadores de corales, que sobreviven solo desde la superficie del mar hasta una profundidad de 10 metros; la textura y composición de los suelos subyacentes; la similitud de los corales de atolón con los corales de barrera y de franja; y muchas otras funciones. Luego aplica la lógica al ensamblaje de esta información, relacionando los patrones que ve con fuerzas físicas conocidas, como la destructividad de las olas en la parte superior del coral y lo que determina un ángulo específico de pendiente, y de esta manera descarta la mayoría de las hipótesis en competencia, dejándolo con la hipótesis sobreviviente. La hipótesis sobreviviente puede ser sorprendente pero, a la luz de su lógica y evidencia, es la conclusión inevitable de su argumento: que un atolón comenzó su vida como un volcán. El volcán finalmente se extinguió y estaba rodeado de coral. Luego, en el transcurso de milenios, el volcán se hundió lentamente en el mar. Mientras lo hacía, el coral nuevo crecía sobre el coral viejo, manteniendo el anillo incluso cuando la montaña desaparecía bajo las aguas. Si este argumento no te convence, como no debería, dado que no se ha presentado evidencia que lo sustente, ciertamente deberías leer las treinta y tantos páginas en las que desarrolla su argumento. Es una exposición brillante y una demostración magistral del poder de la lógica ELF. Sigue siendo la interpretación aceptada del origen de los atolones. 


Cuando Darwin regresó a Inglaterra, había visto muchas cosas y, como cualquier científico, quería saber cómo funcionaba, cómo se producían las distribuciones de especies. Estaba profundamente preocupado por la distribución extraña y aparentemente idiosincrásica de animales y plantas en todo el mundo; apreció la evidencia de la gran edad de la tierra; había visto cómo las poblaciones podían expandirse, al igual que los caballos salvajes en Argentina, que habían escapado de los españoles y ahora se contaban en miles; había visto especies fusionarse unas con otras, y especies muy similares que colindan con territorios, pero no se mezclan, mientras que no existen otras en el mundo; y había visto fósiles de animales únicos, como armadillos gigantes y perezosos, en tierras donde existían versiones más pequeñas, pero en ningún otro lugar. Incluso había notado al pasar un peculiar cangrejo de tierra en las Islas Cocos que subsistía comiendo cocos. Más tarde se convertiría en un punto importante en el origen de las especies, ya que el cangrejo estaba adaptado, tanto en comportamiento como en forma, para comerse el coco. Primero arrancaría la cáscara al final donde se encontraron los ojos del coco. Luego, con una tenaza fuerte martillaba uno de los ojos hasta que se rompía, y finalmente se volvía y con una pata trasera más pequeña llegaba al coco para extraer la pulpa. En el sentido de "¿cómo funciona?" se preguntaba cómo era posible que una especie pudiera adaptarse tan perfectamente a otra especie, al igual que los cangrejos ermitaños que encajaban perfectamente con las conchas que habían tomado prestadas o cómo una polilla de halcón tenía una lengua que encajaba en una flor en forma de trompeta que parecía estar diseñado para la polilla del halcón. Había tal flor, una orquídea, en la que el néctar se encontraba a 30 cm de la abertura. En 1862, Darwin predijo que se encontraría una polilla de halcón. Veintiún años después, se identificó al insecto y se le dio el nombre de subespecie praedicta, que significa "predicho". Por lo tanto, cuando Darwin regresó, tenía la evidencia. Buscó la lógica de ¿cómo funciona? lo que le permitiría construir argumentos intelectuales para probar al intentar falsear predicciones. Darwin reflexionó sobre las implicaciones durante muchos años. Unos años después de regresar a Inglaterra, leyó el ensayo de Malthus y se dio cuenta de que el argumento que Malthus presentaba para las ciudades se aplicaba también al mundo animal. No inventó los términos (Herbert Spencer usó por primera vez "supervivencia del más apto", pero hizo la conexión entre la variación, el valor de alguna variación y el sacrificio de una especie. Darwin fue hasta cierto punto temía el tipo de escándalo que recibió a Robert Chambers y hasta cierto punto deseaba abordar todas las implicaciones de su teoría, mientras trabajaba hacia una gran presentación enciclopédica de su idea, cuando Alfred Russel Wallace le escribió. Wallace, también un naturalista que había visitado Brasil y luego se abrió camino hasta Malasia, había observado la variación geográfica e individual de las especies. Luego, mientras se recuperaba de un ataque de malaria, también leyó a Malthus y reconoció la misma conexión. En 1858, redactó un ensayo para describir la conexión entre la lógica maltusiana y la evolución de las especies, y se lo envió al ahora renombrado Darwin con la esperanza de que Darwin pudiera comentarlo y quizás presentarlo. Darwin, un hombre honorable, se puso en contacto con Lyell y le dijo que él, Darwin, estaba obligado a presentar el artículo de Wallace como la primera publicación de la idea. Lyell, sin embargo, sabía que Darwin había escrito notas describiendo la teoría mucho antes y había publicado algunos artículos en los que se insinuaba o mencionaba tranquilamente la teoría[14]. Por lo tanto, Lyell dispuso que ambos artículos se presentaran simultáneamente en 1858. El argumento de Wallace, aunque menos detallado, es muy claro y fácil de leer y está disponible en un sitio web[15]. Se diferencia del libro de Darwin principalmente en que es un resumen (un resumen de ideas) basado en la lógica de la sobre el análisis de animales y la ausencia normal de explosiones de población. También pone más énfasis en la selección de variedades que de individuos y considera que la cría controlada de animales domésticos es tan diferente de la naturaleza como no instructiva, mientras que Darwin argumentó que eran diferentes manifestaciones del mismo proceso (selección humana de rasgos deseados por los humanos, en oposición a la selección natural de rasgos adecuados para la supervivencia). Sin embargo, la similitud de la tesis de Wallace con la de Darwin es notable, y el artículo de Wallace es muy recomendable. Hoy hablamos de Darwin, pero rara vez mencionamos a Wallace por algunas razones. Primero, Darwin estaba en Inglaterra, ya era conocido y respetado por sus análisis de escarabajos y moluscos, y por su explicación de los atolones; y era descendiente de una familia distinguida. Wallace permaneció en el Este, era mucho menos conocido y no tenía el respaldo que le hubiera dado una familia más prestigiosa. Mucho de esto suena como si las diferencias fueran completamente sociales, pero Darwin siguió publicando 18 meses después lo que consideró un resumen de su teoría completa, que era lo que hoy consideramos el rico y voluminoso Origen de las especies, mientras que Wallace publicó mucho menos, se mostró reticente y, en última instancia, se mantuvo en un segundo plano. El origen de las especies se agotó de inmediato, se reimprimió muchas veces y fue objeto de acalorados debates. Aunque Darwin no gozaba de buena salud y no hablaba mucho en público, permaneció en estrecho contacto con sus partidarios más fuertes, como inicialmente Lyell y luego Thomas Huxley, quienes defendieron públicamente su caso. Wallace continuó una carrera distinguida y hoy en día también es conocido por su reconocimiento de lo que ahora se conoce como la línea de Wallace, una línea imaginaria que corre más o menos de este a oeste a través de las islas de Malasia. En el lado norte de la línea, la flora y la fauna son esencialmente todas asiáticas, mientras que en el lado sur de la línea, son predominantemente australianas. Hoy sabemos que corrientes muy fuertes y los vientos impidieron que las diversas especies se expandieran desde sus orígenes continentales más allá de esas islas. Los límites geográficos que observó Wallace le ayudaron a formular su hipótesis. La última pregunta es cómo se le ocurrió la teoría de la selección natural a dos individuos casi simultáneamente. La simultaneidad proporciona un excelente ejemplo de la regla ELF. A mediados del siglo XIX, la evidencia basada en la exploración se había acumulado y el paso inicial de la lógica fue presentado por Malthus. Había llegado el momento de preguntar de dónde venían las especies, y era una pregunta "candente" en ese momento, tanto como había una carrera para comprender la estructura del ADN y dilucidar el código genético. El componente final fue la falsificación, que en este caso permitió tanto a Darwin como a Wallace probar su hipótesis frente a varias situaciones nuevas y concluir que todas las demás teorías quedaron en el camino. Encontraremos una aparente coincidencia similar en la situación del redescubrimiento simultáneo de los experimentos de Mendel. Nuevamente, como aquí, la actitud intelectual del momento es muy importante para impulsar la ciencia.


PREGUNTAS DE ESTUDIO 

1. ¿Cuál fue la evidencia más fuerte de la biología que encontró Darwin que lo llevó a su hipótesis? 

2. ¿Cuál fue la evidencia más fuerte de la geología y la geografía que llevó a Darwin a su hipótesis? 

3. ¿Cuál fue la evidencia más fuerte del registro fósil que llevó a Darwin a su hipótesis? 4. ¿Qué características de la personalidad y el estilo de Darwin fueron importantes para asegurar que extraería las teorías de sus experiencias? 

5. Argumente a favor o en contra de la hipótesis de que es el tiempo o el momento histórico, no el individuo, lo que determina cuándo se hacen los grandes avances en la ciencia.



2.20 ¿Es la tierra suficientemente antigua para la evolución? 


Uno de los pasajes más importantes de Voyage of the Beagle es la descripción de Darwin de sus exploraciones en la Cordillera de los Andes. Había escalado las montañas de Chile, observando fósiles marinos a gran altura y notado que cuanto más alto subía, más se diferenciaban de los de la costa. Estaba reflexionando sobre los comentarios de Lyell sobre ellos y debatiendo su origen. Cuando regresó a Santiago, observó los efectos de un terremoto que había ocurrido mientras se encontraba en la montaña. La tierra se había elevado aproximadamente un metro, y las plataformas de tierra que antes habían estado en aguas poco profundas ahora se levantaron por encima del agua, y los moluscos que vivían allí estaban muertos y secándose. Al ver esto, Darwin se preguntó si los Andes habían sido levantados por cambios tan incrementales como Lyell había propuesto. La frecuencia de los terremotos y sus efectos se habían observado desde que los españoles ocuparon la tierra 500 años antes. Usando estas cifras: altura de los Andes, pies elevados por episodio y número de episodios en 500 años, Darwin pudo calcular una edad aproximada de los Andes. La cifra que se le ocurrió, 100.000 años, resultó ser bastante inexacta, pero sirvió para un propósito principal. La cifra estaba mucho más allá de la edad teológica de 4000 años, y sugería que la tierra era mucho más antigua que eso. 


2.21 ¿Cómo se mide la edad de la tierra? 


¿Cual es la edad de la Tierra? ¿Y cómo podríamos medir algo como la edad de la tierra? Para medir algo se necesita una regla, una escala o un reloj. El dispositivo de medición debe calibrarse de alguna manera, incluso si la calibración es burda. Por ejemplo, una pulgada era la longitud del segmento final del pulgar (todavía conserva el nombre "pulgar" en francés) y un pie era la longitud del pie del rey. Puede ser más preciso, como una fracción específica del diámetro de la tierra (kilómetro) o el peso de un volumen específico de agua a una temperatura específica (gramos), pero un aspecto de la calibración y la medición es que debe poder establecer ambos extremos de la medida. Podemos obtener relojes muy precisos, pero no se puede simplemente leer un reloj al revés para encontrar el comienzo del tiempo. Es un problema como el de un reloj digital. Si se corta la energía, el reloj se detiene. Se reiniciará, mostrando medianoche, cuando se restablezca la energía, y continuará a partir de ese momento. Si regresa a casa, por ejemplo, a las 6 p.m., y descubre que el reloj se ha detenido y reiniciado, y que ahora marca las 2 a.m., puede concluir que se restableció la energía dos horas antes, a las 4 p.m. Sin embargo, no puede determinar en qué punto se perdió la energía. Científicos de varias disciplinas se preguntaron si había alguna forma de juzgar la edad de la tierra. Durante los siglos XVIII y XIX, algunas técnicas se volvieron accesibles, y hoy tenemos varios medios mucho más complejos, y todos convergen en un número común. La presentación de esta historia enfatiza dos temas principales de la investigación científica: la convergencia de evidencia de medios de evaluación múltiples e independientes y el concepto de falseable de una hipótesis.  Desde que Galileo había visto cráteres en la luna por primera vez, los astrónomos habían reconocido que los cráteres se parecían a los creados por el impacto de meteoritos en la tierra, y se dio cuenta de que en realidad eran cráteres de impacto de meteoritos. En la luna, no hay viento ni agua, por lo que un cráter, una vez formado, no se deteriora, erosiona ni se llena de limo o polvo. Hay dos características de estos cráteres que permiten hacer una estimación de la edad de la luna. Primero, los meteoritos todavía golpean la luna, por lo que al menos se puede calcular la tasa actual de formación. En segundo lugar, se puede determinar el orden en que ocurrieron los impactos.  Tales observaciones permiten la construcción de un calendario crudo. Si se supone que la lluvia de meteoritos es constante (no lo es, pero se pueden identificar los impactos simultáneos), contando el número de impactos, se puede establecer una estimación de cuánto tiempo hace que ocurrió el primer impacto, de la misma manera que se puede determinar la edad de un árbol contando anillos y sabiendo que se forma un anillo cada año. 


2.22 Lord Kelvin y la refrigeración térmica


Seguramente está familiarizado con el hecho de que cuando un objeto caliente se retira de la fuente de calor, se enfría lentamente, y el exterior se enfría antes que el interior. Si un objeto grande y un objeto pequeño se calientan a la misma temperatura, por ejemplo, colocándolos en agua hirviendo, el objeto más pequeño se enfriará más rápido que el objeto más grande. La cantidad total de calor en el objeto se llama capacidad calorífica. La velocidad a la que se enfría un objeto depende de su tamaño, cuánta superficie tiene, su capacidad calorífica, la diferencia entre su temperatura y la de su entorno y la capacidad del entorno para absorber el calor. Cada uno de estos factores se conoce o se puede medir. Así, en 1841, Lord Kelvin (para quien se nombra la escala de temperatura Kelvin) había calculado la temperatura del sol, basándose en el hecho de que el color emitido por un objeto cambia con la temperatura (el acero al rojo vivo es de aproximadamente 1800° K (2800° F ), el acero blanco caliente es 5500° (9500 ° F) y una llama azul caliente es 16,000° K (28,000 ° F)). Sabiendo por los mineros y por los volcanes que el centro de la Tierra estaba caliente, hizo la suposición teórica (hipótesis) de que la tierra se había liberado del sol, comenzando a la misma temperatura, y desde ese momento era un objeto esférico grande enfriándose en el espacio. Utilizando las mismas leyes de transferencia de calor que se usaron para los objetos comunes y corrigiendo el efecto de calentamiento del sol, calculó cuánto tiempo tardaría la Tierra en enfriarse a su temperatura actual, probando su hipótesis al ver si podía llegar con una figura razonable. Se le ocurrió el valor de que el mundo tenía cientos de millones de años. Más tarde revisó sus cálculos, finalmente estableciendo algo menos de 20 millones de años, pero aún era al menos 5,000 veces más largo que la edad bíblica. Este cálculo resultó ser muy inexacto, ya que la radiactividad, de la que no sabía nada, aporta un calor sustancial a la tierra. Sin embargo, fue un argumento más que la Tierra era bastante antigua. Los cálculos de hoy, corregidos por radiactividad, dan una cifra en los 4.5 mil millones de años. 


EROSIÓN 


La erosión se puede medir de varias formas. Una bastante fácil, si se tiene un registro histórico, es seguir el cambio de forma de la tierra a lo largo del tiempo y reconocer hasta qué punto la tierra refleja un proceso continuo. Por ejemplo, las islas de barrera generalmente cambian o retroceden con el tiempo, y los cambios se pueden seguir comparando documentos. De manera similar, las Cataratas del Niágara se han abierto camino desde el acantilado original durante aproximadamente doce mil años, y el río Mississippi ha depositado continuamente lodo donde se encuentra con el Golfo de México, formando un gran delta. 


SEDIMENTACIÓN 


El barro y las piedras se depositan en el fondo del agua, y el carácter de lo que se lava al agua cambia la naturaleza del sedimento, formando capas. A partir de los patrones de sedimentación, se puede interpretar fácilmente el orden de los eventos. Por ejemplo, el sedimento posterior estará encima del sedimento anterior y, en un solo incidente, las piedras más grandes se asentarán más rápido que los guijarros y la arena. Este argumento adaptado por Nicholas Steno a finales del siglo XVII. Por lo tanto, se puede distinguir entre los sedimentos traídos por una inundación y los sedimentos que se acumulan lentamente a medida que se asientan un río fangoso. La limitación de este análisis es que, aunque el orden de los eventos es claro, es difícil establecer una escala de tiempo. Un río puede sedimentarse a un ritmo que acumula un 2.5cm de suelo cada diez años, pero una gran inundación puede traer suficiente sedimento para agregar diez pulgadas de sedimento en un evento. Lo que hizo que esta pregunta fuera importante fue darse cuenta de que había enormes profundidades de suelo que parecían sedimentarias. Algunos de los mejores ejemplos se encuentran en el oeste americano. Las rayas indicaron tres aspectos de considerable interés. Primero, las condiciones deben haberse alternado durante la formación de estos suelos. Por ejemplo, las franjas rojas eran rojas porque contenían mucho hierro (óxido), lo que indicaba que contenían sales marinas y se formaron en el agua del mar. Las franjas blancas alternas representaban condiciones de más agua dulce. Las franjas negras generalmente contenían mucha materia orgánica y evidencia de plantas de marismas, pero las franjas blancas con las que alternaban eran blancas debido a los restos de mariscos, lo que indica aguas más profundas. Por lo tanto, el nivel del mar en relación con la tierra debe haber fluctuado. 


En segundo lugar, al permitir una tasa razonable de acumulación de sedimentos comparable a la que podemos observar hoy en día, debe haber sido necesario muchos miles de años, tal vez incluso millones, para construir sedimentos de esta manera. Esto sería mucho más largo que los 6000 años bíblicos para la edad de la tierra. Si se defendía la continuidad de los procesos, o la formación gradual de suelos, como argumentó Lyell  en contraposición a una formación repentina y catastrófica de estos suelos, entonces había un conflicto que resolver. Finalmente, estas rocas sedimentarias se encuentran a una altura considerable (más de 1500 metros). ¿Por qué habría de encontrar sedimentos marinos en montañas? Como mínimo, era plausible argumentar que la Tierra podría tener más de 6,000 años. Este argumento sería particularmente contundente en el caso del Gran Cañón, que, aunque fue visto por primera vez por los europeos antes, fue estudiado con considerable interés a principios del siglo XIX. No solo las profundidades de los sedimentos eran enormes, sino que suponiendo que el río Colorado había cortado el cañón, lo que parecía razonable en base a su apariencia y la estructura obvia de pequeños cañones y lechos de arroyos en el oeste, entonces uno se enfrentaba a la posibilidad de que se necesitaran cientos de miles de años para que el río cortara el cañón. Además, hay fósiles marinos en la parte superior del cañón, a 2000 metros. Haciendo estimaciones incluso razonables de las tasas de acumulación de sedimentos y las tasas de erosión, obtenemos cifras que, antes de la exploración del mundo, hubieran sido inconcebibles. La datación actual indica que el sedimento se depositó durante un período de 1.6 mil millones de años y que el río Colorado cortó 1400 metros de esta acumulación en aproximadamente 5 millones de años. 


2.23 Construcción de montañas


Lyell había propuesto que las tierras podrían ser levantadas de los mares mediante procesos desconocidos que hoy describiríamos como construcción de montañas. Aunque no se conocían los mecanismos, la existencia de fósiles marinos en las laderas nuevamente argumentó que tales procesos ocurrieron y deben ser dolorosamente lentos. Lyell y otros intentaron estimar la velocidad a la que ocurrieron, nuevamente argumentando que el proceso fue gradual en lugar de catastrófico. Darwin se llevó el último libro de Lyell sobre el Beagle y, al encontrarse con un terremoto en la costa de Chile, lo utilizó para examinar la hipótesis de Lyell. En resumen, hizo un cálculo simple. El terremoto levantó la costa aproximadamente 90 cm. Según los registros que se llevan desde que los españoles estuvieron en Chile, terremotos de esta magnitud ocurren aproximadamente cada veinte años. Los Andes alcanzan alturas de 4,200 metros. ¿Qué edad tienen los Andes, si esta hipótesis es correcta?


2.24 La crisis de la evolución la crisis de la evolución


A fines del siglo XIX, la evidencia de que las especies podían variar y cambiar era abrumadora, por lo que ya no se necesitaba el tedio de la exhaustiva documentación de Darwin. Del mismo modo, aunque la prueba más firme de la edad de la tierra (datación radioisotópica, medición del tiempo utilizando las características físicas de la luz y documentación de la deriva continental) aún estaba por llegar, numerosas líneas de evidencia incluyendo astronomía, física, varios argumentos de geología, y la biología convergieron en la conclusión de que la tierra tenía al menos millones de años en lugar de miles de años. Por lo tanto, hubo tiempo para producir no solo todas las razas de perros, sino incluso para producir mamíferos, pájaros, ranas, insectos o pastos, árboles, musgos y helechos. Uno de los principales impedimentos para aceptar la idea de que la Tierra podía cambiar se resolvió ahora, y la idea de la evolución comenzó a lograr aceptación. Sin embargo, este conocimiento condujo a un problema imprevisto. A medida que la gente empezó a aceptar la idea de evolución, empezaron a explorar los mecanismos por los que podría ocurrir. Y ahora apareció un gran problema teórico: por un entendimiento común de la herencia, la evolución no podría funcionar. Veremos en breve que el entendimiento común se basaba en la negación de lo obvio, pero, sin embargo, era competencia del pensamiento científico contemporáneo y, por lo tanto, este cuestionamiento hizo que finalmente Darwin dudara de su propia hipótesis. El argumento fue el siguiente: a lo largo de la historia y en muchas sociedades, el papel de la mujer en la herencia ha sido tratado con cierto desdén, incluso con argumentos completamente contradictorios; “dar a luz solo a los hombres varones" (Macbeth a Lady Macbeth) sugiere simultáneamente que las mujeres tienen control sobre la elección y que traicionan a los hombres al no producir niños, o que deciden el sexo de los niños, o que proporcionan un terreno fértil o infértil para el desarrollo de los hijos varones aportados por el padre, como lo demuestra la terminación de muchos matrimonios reales (por un medio u otro) porque la Reina no engendró un hijo[16]. En el siglo XIX, con la observación de los espermatozoides, la interpretación centrada en el hombre era que el hombre implantaba un niño microscópico en la mujer (un homúnculo), y la mujer era una especie de maceta ambulante.


2.25 El origen de la herencia


Incluso cuando los hombres reflexivos concedieron alguna contribución de parte de las mujeres al niño (ya que los niños podían parecerse a su madre), la forma en que se hizo esta contribución fue cuestión de algunas especulaciones. La idea más razonable parecía ser que las esencias de los padres se destilaban en las gónadas y de alguna manera se empaquetaban en lo que eventualmente se reconocería como óvulos y esperma. Después de todo, los niños tienden a parecerse a los padres. Si el padre tuviera los dedos peludos, ¿cómo llegaría esa información al niño si no fuera a través de la sangre a los testículos y luego al esperma? Asimismo, los padres fuertes y atléticos tienden a tener hijos fuertes y atléticos. Los padres no nacieron fuertes. De alguna manera, la fuerza que habían adquirido se reunió y se entregó a los niños. Algo de esta mitología todavía existe en las reglas y clasificaciones en la cría de caballos, lo que distingue a los caballos que se han criado previamente de los que no lo han hecho. Hay dos problemas aquí. Una es que las características se recopilan y destilan en los niños, y la otra es que las características (como la fuerza) pueden modificarse a lo largo de la vida y la forma modificada se puede transmitir al niño. El argumento de la modificación conlleva una implicación comprobable específica, es decir, es una hipótesis comprobable, y fue ampliamente probado durante la segunda mitad del siglo XIX. La hipótesis era la herencia de características adquiridas, como lo representa la siguiente lógica: el cuello largo de una jirafa surgió porque generación tras generación de proto-jirafas alcanzaron cada vez más hojas en los árboles, sus cuellos crecieron con estiramiento constante y sus hijos heredaron los más largos cuellos. Algunos roedores, como los conejillos de indias o los hámsteres, tienen cola corta o no tienen cola. Por tanto, el experimento consiste en cortar las colas de sucesivas generaciones de ratones. Eventualmente no debería haber nada que destilar a los bebés (o, como mínimo, las colas nunca se han usado y deberían atrofiarse) y los bebés nacerían sin cola. Lamarck había propuesto específicamente este argumento, y los experimentos se repitieron muchas veces, siempre con los mismos resultados: los bebés siempre tenían la cola completa. Por lo tanto, este elemento del argumento, que las características modificadas (adquiridas) podrían ser heredadas, cayó en una derrota rotunda. El otro problema es la destilación de características. Si uno discutiera la destilación de características, entonces tendría que lidiar con la posibilidad de que las mujeres pudieran destilar características en huevos y, después de todo, tanto los niños como las niñas podrían tomar el lado de la familia de su madre, pero esto creó un comportamiento intelectual muy peligroso, un problema: dilución. En pocas palabras, este es el problema de una utopía: tener una característica completamente nueva, una que, en términos de Darwin, me hace extremadamente, digamos que puedo fotosintetizar mi propia comida. Mis hijos deberían poblar la tierra. Sin embargo, somos, para usar la terminología del siglo XIX, un "deporte", lo que hoy llamaríamos un mutante. La característica apareció por primera vez eso significa, por supuesto, que la mujer con la que elijo casarme no tiene la característica. Dado que ella contribuye al huevo que construye, admitamos que contribuye con la mitad de las características. Eso significa que mi hijo obtiene solo la mitad de mi capacidad de fotosíntesis. Dado que mi hijo probablemente elegirá una pareja que no sea de la familia, en lugar de un hermano o hermana, mis nietos solo tendrá, una cuarta parte de mi capacidad de fotosíntesis. En el transcurso de unas pocas generaciones, mi maravillosa habilidad se habrá diluido a niveles inconmensurables o ineficaces. Un "deporte" o una nueva mutación o una nueva variante no se puede propagar en una población; inevitablemente se diluirá en la inexistencia. Entonces tenemos un problema: la evolución es lógica, tiene sentido, hay evidencia de que ha ocurrido, pero no hay forma de que pueda ocurrir. A menos que podamos resolver este problema, tenemos que descartar toda la hipótesis. La hipótesis falla en la parte L (lógica) de la regla ELF.


SOLUCIONES AL PROBLEMA 


Hacia fines del siglo XIX, una observación dio una pista de lo que podría suceder y, armados con esta pista, varios científicos se propusieron ver si podían encontrar una solución. La pista provino de la embriología. August Weissmann, al hacer un estudio muy cuidadoso de cómo se desarrollaban los óvulos y los embriones, se había encontrado con algunos cuerpos de colores muy peculiares[17] (la traducción literal de los cromosomas) que experimentaban un elaborado ballet cada vez que las células se dividían. No solo se sometieron a un elaborado ballet, el ballet en la división celular que produjo un óvulo o un espermatozoide fue muy diferente al que se produjo cuando, por ejemplo, una célula del hígado se dividió. Llamó a la división ordinaria de células mitosis y a la división (en realidad un par de divisiones) de un óvulo o de un espermatozoide meiosis. Le ayudó a llegar a esta conclusión el hecho de que había elegido para estudiar algunos gusanos e insectos muy pequeños, de modo que pudiera ver los cromosomas sin tener que cortar a los animales. En estos animales, el comportamiento diferente de los cromosomas durante la meiosis en comparación con la mitosis es espectacular. Lo que vio Weissmann fue que, para que una célula produzca dos células, los cromosomas se duplicaron antes de que la célula se dividiera, y luego la mitad de la población total de cromosomas fue a cada célula. Por tanto, cada célula hija tenía tantos cromosomas como la célula original antes de la división. Curiosamente, en la meiosis, los cromosomas se duplicaron una vez, pero la célula se dividió dos veces, de modo que cada una de las cuatro células hijas (óvulos o espermatozoides) terminó con la mitad del número de cromosomas que la célula original. Cuando el nuevo individuo se reconstituyó con un óvulo y un espermatozoide, se restauró el número original de cromosomas. ¡Así es como funcionó! Cada individuo estaba formado por la mitad de los cromosomas de su madre y la mitad de los cromosomas de su padre. De adulto, este individuo produciría óvulos o espermatozoides con la mitad de cromosomas y la fertilización restablecería el número. Weissmann también había reconocido las células que dan lugar a las células sexuales (óvulos y espermatozoides) y comenzó la investigación que llevó a una segunda conclusión muy importante. En algunos animales, las células que dan lugar a las células sexuales, conocidas como células germinales, son reconocibles en embriones muy jóvenes, a veces tan pronto como se forman, y pueden seguirse durante todo el desarrollo del embrión. En insectos, las células germinales, incluso en un punto, residen fuera del cuerpo embrionario propiamente dicho. Así, además de la falta de evidencia que respalde la hipótesis de Lamarck, ahora se podría argumentar que las células germinales estaban físicamente separadas del cuerpo, las características de cada individuo eran transportadas en los cromosomas que residían en las células germinales, y que los cromosomas no migrarían de las células del cuerpo (o soma, de la palabra griega que significa, como era de esperar, "cuerpo") a las células germinales. Por lo tanto, hubo más pruebas en contra de la hipótesis de herencia de características adquiridas. Hemos progresado hasta el punto de que hoy en día se pueden trasplantar células germinales de un animal a otro, y los resultados son consistentes con la interpretación de que no cambian. Por ejemplo, si uno identifica una característica fácilmente reconocible, como el color del cuerpo, y trasplanta las células germinales de una mosca de la fruta de cuerpo de ébano a un huevo de una mosca de la fruta de cuerpo amarillo, el huevo se convertirá en una mosca de la fruta de cuerpo amarillo normal y fértil, vuela, pero dará a luz crías de cuerpo de ébano. Las características heredadas están determinadas por las características de las células germinales. En cuanto al problema principal, el de la dilución de mutaciones, el reconocimiento de cromosomas sugirió una posible solución. Los cromosomas no se diluyeron de generación en generación. Se duplicaron, se dividieron en partes iguales y se recombinaron para formar un nuevo individuo. ¿Quizás era posible que las características heredadas también pudieran conservarse intactas? Pero los cromosomas no pueden ser características. Los seres humanos tienen solo 46 cromosomas (23 pares) pero obviamente poseen mucho más de 23 o 46 características diferentes. Algunos animales y plantas tienen solo 4 o 5 pares de cromosomas, e incluso hay algunos con un solo par de cromosomas. ¿Cuál fue la conexión?


2.26 La búsqueda de la resolución del problema


Así, en 1900 hubo un fomento científico considerable, con la pregunta de cómo se podría resolver el problema de la dilución, evidencia de que las células germinales no cambiaban por su residencia dentro del cuerpo, y alguna sugerencia de un medio de no diluir las características. Por lo tanto, no fue un accidente afortunado o extraño, sino un producto de la forma en que funciona la ciencia, que tres laboratorios redescubrieran simultáneamente el artículo original de Mendel, que llevaba la posible solución al problema de la dilución. El artículo de Mendel no era del todo oscuro. Fue publicado en una revista de renombre, pero era matemático, teórico y, para ser franco, probablemente aburrido para los teóricos evolucionistas. Lo que Mendel había hecho era ver si las leyes del azar, luego de ser elaboradas por matemáticos para comprender cómo funcionaban los juegos de azar (y por la razón práctica de ayudar a los casinos, que entonces eran muy populares, a calcular probabilidades que aseguraran un beneficio), se aplicaría también a la herencia de características. En otras palabras, quería ver si la posibilidad de tener ojos azules seguía las mismas leyes matemáticas que la posibilidad de sacar dos caras en un lanzamiento de moneda o de sacar dos caras con un dado. En 1900, tres grupos finalmente se dieron cuenta de que este árido ejercicio matemático proporcionaba la clave del problema de la dilución. Las características pueden transmitirse de generación en generación sin dilución. La clave estaba en la forma en que Mendel hizo su experimento[18]. Lo que hizo Mendel fue muy simple: en lugar de preguntar, en efecto, "¿Esta niña se parece más a su madre o su padre?" preguntó: “¿Es el color de sus ojos el de su madre o el de su padre? ¿El color de su cabello es el de su madre o el de su padre? En otras palabras, subdividió las impresiones generales en características altamente localizadas o específicas, y solo entonces vio patrones muy claros. Específicamente, vio que algunas características podían ocultar otras características, pero que las características ocultas podrían reaparecer en generaciones posteriores, sin cambios, sin diluir y sin verse afectadas por el paso en un individuo con características diferentes. Todo esto suena muy abstracto, pero puede describirse en términos fácilmente comprensibles, y en términos que los científicos de la época podrían haber reconocido si hubieran entendido que la herencia humana era como la herencia animal y vegetal. En todo el mundo, pero especialmente en el noroeste, norte y este de Europa, la mayoría de los científicos se habían encontrado con la situación en la que nació un niño pelirrojo de una pareja de cabello oscuro pero en cuyas familias se habían visto pelirrojos. Era simplemente la situación de "¡La pequeña María tiene el pelo rojo del tío Ed!" Ésta era la esencia de lo que Mendel había descrito. Las características (pelo rojo) pueden pasar ocultas de una generación a otra y reaparecer incorruptas en una nueva generación. Debería haber sido obvio para cualquiera que lo pensara, resolvió el enigma del problema de la dilución y se necesitaron 35 años para redescubrir el experimento que lo explicaba.


2.27 Mendel salva la teoría de la evolución


El redescubrimiento de Mendel resolvió ese último gran obstáculo para la aceptación intelectual de la evolución y llevó a la aceptación general en la comunidad científica de la teoría de la evolución. Esta aceptación general y popularización de la teoría llevó a un resurgimiento de desafíos teológicos y religiosos. En esta etapa es importante comprender cuáles fueron los experimentos y resultados de Mendel, y cómo se interpretaron. Como toda la información científica, lo que Mendel vio e interpretó ha sido sometido a algún ajuste, ya que han salido a la luz algunas variaciones y detalles más finos, pero la esencia de sus resultados es la siguiente. Puede leer su artículo original en Web http://www.mendelweb.org/. Mendel era un monje austríaco que cultivaba guisantes en su jardín. Quería ver cómo se heredaban las características de los guisantes y, como se señaló anteriormente, subdividió las características que eligió observar. Las plantas de guisantes pueden diferir en muchas características: las plantas pueden ser altas o bajas; los guisantes pueden ser amarillos o verdes; pueden ser arrugadas o redondas; las flores pueden ser moradas o blancas; etc. En lugar de tratar la herencia como un embrollo complejo, hizo preguntas muy simples: si cruzaba guisantes con flores púrpuras con guisantes con flores blancas, ¿serían púrpuras las flores de las plantas de guisantes resultantes (los hijos) violeta claro o blanco? Si cruza guisantes altos con guisantes cortos, ¿la desendencia serían altos, bajos o intermedios? Si cruzara plantas con guisantes amarillos con plantas con guisantes verdes, ¿los guisantes serían amarillos, verdes o amarillo verdosos? ¿La descendencia de las plantas con guisantes arrugados y de plantas con guisantes redondos sería arrugada, redonda o intermedia? Lo que encontró fue sorprendentemente simple y desconcertante. Para aclarar esta discusión, será útil utilizar la terminología que utilizan los genetistas. Los cruces se originan entre dos líneas de pura cría, es decir, los guisantes que siempre producen flores moradas se cruzan con guisantes que siempre producen flores blancas. Los guisantes en esta cruza son los padres o la generación P. Las semillas que se producen en este cruce se convierten en la primera generación filial o F1. (Los estudiantes familiarizados con cualquier lengua romance reconocerán la raíz fil como hijo o hija). Estas plantas se cruzan entre sí (no hay leyes o costumbres que prohíban los matrimonios entre hermanos en el fitomejoramiento) y las semillas producidas a partir de estas los cruces son la segunda generación filial o F2. En forma simbólica:


Imagen


Lo que vio Mendel fue lo siguiente: TODA la generación F1 parecía a uno de los padres, no el otro. En otras palabras, en el cruce del color de la flor, todas las plantas F1 produjeron flores púrpuras. No había flores de color violeta claro ni flores blancas. La característica blanca había desaparecido. De manera similar, en el cruce alto/bajo, toda la progenie era alta; en la cruz de guisantes amarillos/verdes, todos tenían guisantes amarillos; y en la cruz arrugada/redonda, todos los guisantes eran redondos. No había intermedios y una característica había desaparecido. Luego, creó la generación F1 para obtener una generación F2. En esta segunda generación reaparecieron las características perdidas. No hubo intermediarios, pero sí flores blancas, plantas cortas, guisantes verdes y guisantes arrugados. No solo reaparecieron estas características perdidas, sino que reaparecieron en un patrón específico. Las características perdidas reaparecieron como aproximadamente una cuarta parte de las plantas. Había tres plantas con flores púrpuras por cada planta con flores blancas, y así sucesivamente. Los datos reales del experimento de Mendel se muestran en la tabla 1. Para Mendel, esta era una distribución que indicaba que las características se combinaban como una cuestión de azar, ya que las matemáticas eran las mismas que para lanzar monedas: inventó una descripción específica: los rasgos que aparecieron en la generación F1 eran "dominantes" (hoy decimos “dominantes”) y los que desaparecieron fueron “recesivos”. Mendel reconoció que lo que vio fue una recombinación al azar. Por ejemplo, si uno lanza dos monedas, tiene la misma probabilidad de obtener cada una de estas cuatro combinaciones: dos caras; cara, luego cruz; cruz, luego cara; y dos colas. Si uno ignora la cruz y cuenta solo las veces que obtiene al menos una cara, entonces obtendrá al menos una cara en tres de cada cuatro tiros dobles. Mendel explicó que, si el rasgo púrpura podía ocultar el rasgo blanco, como se vio en la generación F1, entonces la proporción de tres púrpuras a una blanca era idéntica a la proporción de "al menos una cabeza". Todo lo que tenía para plantear la hipótesis era que cada planta parental contribuía al menos con una "moneda" o característica de color. Las flores púrpuras de pura raza producirían solo características púrpuras, y las flores blancas de pura raza solo producirían blancas características. Cada planta tendría dos de cada característica, ya que la F1 tenía que tener dos. La cruz quedaría como sigue:


Morado, morado x blanco, blanco → morado, blanco, que sería morado porque el morado podría ocultar el blanco.


Aquí necesitamos un poco de terminología. La planta F1 tiene un fenotipo (apariencia) de color púrpura, ya que es púrpura. Sin embargo, su genotipo es híbrido; tiene un carácter púrpura de uno de los padres y un carácter blanco del otro. Por lo tanto, se diferencia del padre violeta, que solo tiene características moradas, y del padre blanco, que solo tiene características blancas. Dado que la planta a medida que crece tiene dos copias de un rasgo de color, es diploide, y los óvulos (semillas) y el esperma (polen) no fertilizados, que tienen cada uno una sola copia, son haploides. Las cepas de reproducción pura, que tienen los genotipos púrpura, púrpura o blanco, blanco, son homocigotas (del griego, "como huevos") y la planta F1, que tiene el genotipo púrpura, blanco, es heterocigótica ("huevos diferentes ”).


2.28 Interpretación de Mendel


Es útil tener una pequeña idea de cómo funciona esto. En muchas situaciones, la forma recesiva es la ausencia de la forma dominante. Por ejemplo, para las flores púrpuras y blancas, las plantas que producen flores blancas no pueden producir el pigmento púrpura. Por lo general, esto sucede porque la planta que porta el rasgo recesivo ha perdido el mecanismo (una enzima) para producir el pigmento. Cuando se cruza con una planta que puede producir el pigmento, la planta resultante ahora tiene la enzima, se produce el pigmento y las flores son de color púrpura. Es muy similar a lo siguiente: si tanto usted como su cónyuge tienen las llaves del automóvil, incluso si pierde la suya, aún podrá conducir el automóvil mientras tenga una llave. Llamaremos gen a la característica, y usaremos el término en el sentido de que “él porta un gen para el pelo rojo”. El gen que puede enmascarar a otro gen es un gen dominante y uno que puede enmascararse es un gen recesivo. Por ejemplo, el cabello rojo zanahoria suele ser recesivo al cabello verdaderamente negro. Si uno de los padres proviene de una línea de solo personas de cabello negro y el otro de una línea de solo pelirrojos, es probable que el niño (F1) sea de cabello negro (heterocigoto, portador del gen del cabello negro y el gen del rojo cabello), pero podría tener hijos pelirrojos (F2) si se casara con alguien que de manera similar portara un gen para el cabello rojo. Aunque la situación es más compleja y necesitaremos alguna explicación más de la estructura de los genes, por el momento consideraremos que un gen es la información para fabricar algo, como un pigmento. El gen en sí es ADN y lleva la información de cómo producir una enzima, que es una proteína que puede llevar a cabo una reacción específica, por ejemplo, convertir un pigmento rojo en uno negro. A partir de esto, puede ver cómo funcionan la mayoría de los genes dominantes y recesivos. Los pigmentos del cabello están hechos de sustancias químicas (moléculas, que son las partículas individuales de sustancias químicas) de diferentes colores, en la siguiente secuencia: 

1. Un pigmento incoloro se convierte en un pigmento amarillento. 

2. El pigmento amarillento se convierte en un pigmento naranja. 

3. El pigmento naranja se convierte en un pigmento rojo. 

4. El pigmento rojo se convierte en un pigmento marrón. 

5. El pigmento marrón se convierte en un pigmento negro. 


Cada paso aquí lo realiza una enzima específica. Una persona pelirroja tiene las enzimas para completar los pasos 1, 2 y 3, pero carece de la enzima para completar el paso 4 y la síntesis se detiene en ese punto. 


Los genes son físicamente muy pequeños y ahora sabemos que están alineados en los cromosomas. Por ejemplo, hay entre 21,000 genes humanos[19] y 23 pares cromosomas, lo que hace un promedio de 1000 genes por cromosoma[20]. Cada vez que una célula se divide, ya sea en mitosis o meiosis, la duplicación y el movimiento de los cromosomas transportan los genes de manera apropiada a las nuevas células. Así, 1900 fue un punto de inflexión para la aceptación de la teoría de la evolución. La evidencia de las relaciones entre animales y plantas fue abundante; se pueden encontrar ejemplos de selección en casi cualquier lugar donde se mire; ahora era evidente que la tierra era lo suficientemente vieja como para haber soportado la evolución de todas las especies conocidas; y que las características podían sobrevivir y transmitirse a las generaciones futuras. 


2.29 La base química de la evolución: genes, cromosomas y genética mendeliana


La ciencia es una cebolla. Consiste en preguntas, pero cada respuesta abre una nueva pregunta, tanto como una cebolla consiste en capa tras capa de hojas modificadas. No es inusual que un científico publique cientos de artículos a lo largo de su vida, pero con cada artículo insiste en que está trabajando en el mismo problema, simplemente ahondando cada vez más en el problema, quitando otra capa de la cebolla. Es más o menos el mismo problema que darse cuenta de las muchas capas de lo que parece ser una pregunta simple que un niño podría hacer. Por ejemplo, el niño podría preguntar: "¿Por qué los conejos son marrones?”. Dado que la ciencia se ocupa de los mecanismos, más que de las causas primarias, "por qué" no es una apertura apropiada, pero, dado que los niños a menudo usan la expresión, continuaremos en esta línea. Una respuesta podría ser: "Porque Dios lo hizo marrón”, lo que probablemente lleve a la siguiente pregunta: “¿Por qué Dios lo hizo marrón?”. Una respuesta podría ser: "Permitirle que se esconda de sus enemigos". En este punto, la consulta podría ir en varias direcciones: hablar de selección natural, documentar que el color sí marca la diferencia, considerar la relación del color del conejo con el color de su entorno y la presencia de depredadores, discutir la genética de la pigmentación, o la bioquímica de la síntesis de pigmentos. Si se sigue el último argumento, la síntesis de pigmentos, esto podría llevar a la pregunta de por qué algunas moléculas son transparentes y otras tienen colores, lo que podría conducir a una exploración de cómo los átomos se mantienen juntos en moléculas y cómo tiene lugar la interacción de los átomos. La estructura con luz conduce, en algunos casos, a que la luz atraviese el átomo o la molécula y, en otros casos, a que la luz sea absorbida o reflejada. Es por eso que los grandes pensadores de la Grecia clásica, China, India, la Ilustración u otras culturas no resolvieron para siempre las preguntas planteadas. Este estilo está bellamente ilustrado por la búsqueda de la pregunta generalizada, "¿Cuál es la base de la herencia?" Esta búsqueda condujo a la identificación del ADN como material genético y, posteriormente, a la comprensión de cómo el ADN transportaba información y cómo esta información se transformó en los componentes básicos de todos los organismos. Esta es la historia del auge de la biología molecular, seguramente uno de los grandes episodios de la historia de la ciencia. Es tan abstruso y enrarecido como cualquier nivel de conocimiento actual, pero no hay ninguna razón por la que un estudiante no pueda entender cómo sucedió. La historia ilustra espectacularmente bien cómo los científicos hacen preguntas y las siguen. En su mayor parte, hacer la pregunta y obtener una respuesta era cuestión de juegos y trucos. En lengua vernácula, "La biología molecular no es ciencia especial". En su mayoría, se trata de trucos geniales.


Una vez que se reconoció que el esperma y el óvulo se unían para formar un nuevo individuo con las características de sus padres, había que preguntarse qué había en el espermatozoide y el óvulo que portaba las características. El huevo contiene yema y nutrientes para el embrión. El esperma es mucho más simple, contiene principalmente ADN y proteínas, pero también hay muchos otros componentes. Al nivel de habilidad bioquímica disponible en la década de 1930, incluso los espermatozoides eran demasiado complejos para analizar esta cuestión. Se necesitaba un modelo más simple. Este modelo provino de microbiólogos preocupados por cómo se transmitían las enfermedades. En su búsqueda de esta pregunta, aprendieron que las bacterias pueden transmitir características de un organismo a otro, y que incluso las bacterias muertas pueden transmitir sus características a las bacterias vivas. Por lo tanto, todo lo que portara la característica tenía que ser químico y no era una "fuerza vital" u otra característica única de los organismos vivos. La primera suposición que todos hicieron fue que la sustancia química era una proteína. Esto parecía muy lógico. Las proteínas son estructuras muy complejas, que consisten en una cadena de una mezcla de veinte bloques de construcción diferentes llamados aminoácidos, mientras que los ácidos nucleicos son mucho más simples, siendo una cadena de solo cuatro tipos de sus bloques de construcción, llamados bases. Si considera que los aminoácidos y las bases son letras en un alfabeto, un alfabeto con 20 letras puede producir muchas más palabras que un alfabeto con solo cuatro letras. Con un alfabeto de veinte letras, tenemos un idioma. Con cuatro letras, no tenemos mucho. Incluso permitiendo que las palabras tengan diferentes longitudes y permitiendo que las letras se usen dos o tres veces en la misma palabra el idioma es muy restringido. Según la lógica, solo las proteínas tienen la complejidad para almacenar toda la información necesaria para construir un organismo. Desafortunadamente, sin embargo, la primera química razonable comenzó a dar una respuesta diferente. Los experimentos críticos, conocidos como los experimentos de Avery-MacLeod-McCarty[21], fueron los siguientes: Avery y MacLeod, que trabajaban en lo que ahora es la Universidad Rockefeller, estaban estudiando un tipo de neumonía causada por bacterias en ratones. Estaban trabajando con bacterias que causan neumonía y habían aislado una cepa variante (mutante) que no mató a los ratones. Las bacterias se pueden cultivar en placas de Petri, en las que cada bacteria se multiplica y forma una sola mancha o colonia en la placa, por mucho que pueda ver que el moho brota de varios puntos aislados en un trozo de pan. La forma virulenta o mortal formó colonias lisas que parecían pequeñas gotas, mientras que la forma no virulenta o no mortal formó colonias que tenían bordes irregulares y ásperos.


Ahora sabemos que las bacterias que forman las colonias lisas secretan un material algo gelatinoso que crea la apariencia suave y protege a las bacterias del ataque de las defensas del ratón, su sistema inmunológico. Las bacterias de la variante rugosa no pueden producir este material y son rápidamente destruidas por el sistema inmunológico del ratón. Avery y MacLeod estaban tratando de comprender la diferencia entre las bacterias rugosas y lisas, y qué marcaba la diferencia en la virulencia. En una serie de experimentos, inyectaron a un ratón simultáneamente con bacterias lisas hervidas (muertas) y bacterias ásperas vivas. Descubrieron, para su sorpresa, que los ratones murieron. Cuando tomaron muestras de los ratones muertos y los cultivaron, encontraron que lo que crecía en el cultivo eran bacterias suaves y virulentas. Esto fue tremendamente emocionante, porque significaba que algo de las bacterias muertas podía convertir las bacterias rugosas en bacterias lisas. Dado que los experimentadores podían hacer crecer las bacterias e inyectarlas en nuevos ratones, que posteriormente morirían, las bacterias rugosas se habían convertido permanentemente, o transformadas, en el tipo peligroso. Avery y MacLeod confirmaron que no podrían producir bacterias lisas a partir del cultivo hervido o causar enfermedades si las bacterias lisas muertas se inyectaran solas. Lo que esto significaba era que algún químico de las bacterias lisas sobrevivió y transformó las bacterias rugosas en lisas. No se trataba simplemente de que el producto químico recubre las bacterias rugosas y proteja esa generación de bacterias, ya que se podrían cultivar más bacterias lisas en el cultivo e infectar a más ratones. Las bacterias ásperas realmente se habían transformado. Ahora se reconoció que existía una sustancia química que podía transportar información genética y transformar una variante de bacteria en otra. Ahora fue posible intentar purificar este químico y, utilizando el criterio de transformación, identificar qué era. Los científicos persiguieron este objetivo y llegaron a una conclusión sorprendente: el material transformador era ADN, no proteína. Nadie les creyó realmente. El ADN era una molécula demasiado aburrida y poco informativa para transportar información. Además, los métodos químicos no eran tan buenos e incluso el ADN más puro estaba contaminado con un pequeño porcentaje de proteína. Obviamente, el material genético real tenía que ser una especie de superproteína que quedaba durante el intento de separar el ADN de la proteína. Los resultados no se descartaron de antemano, porque después de todo no había nada malo con los datos o la forma en que se hizo el experimento, pero nadie estaba realmente satisfecho. La lógica aún no estaba ahí.


La pregunta seguía viva, hasta que finalmente se desarrolló un método refinado para hacer esta evaluación. Esto lo podemos describir como el batido bacteriano, o el truco #2 realmente genial. La cuestión era, ¿se puede obtener ADN y proteínas realmente puros, de modo que sea posible identificar la “superproteína” o confirmar que el material genético realmente es ADN? Alfred Hershey y Martha Chase abordaron esta cuestión en 1952[22]. Aprovecharon una parte interesante de la biología y utilizaron un truco de cocina para obtener una respuesta. La parte interesante de la biología se puede resumir en el conocido poema, "Los insectos grandes tienen insectos pequeños / En sus espaldas para picarme/ Los insectos pequeños tienen insectos menores/ y así hasta el infinito". Esto se traduce en que incluso las bacterias tienen parásitos. Los parásitos bacterianos se denominan bacteriófagos o "comedores de bacterias". Estos son virus que atacan a las bacterias, comen todo dentro de la bacteria y producen nuevos bacteriófagos o fagos que atacarán a otras bacterias. Son bastante viciosos: si uno tiene un "césped" de bacterias (una capa delgada de bacterias que cubre toda una placa de Petri de modo que toda la superficie es grisácea), un solo fago y su progenie matará a todas las bacterias dentro del rango, creando un claro, mancha o "placa" en el césped. Lo que hace que esta disposición sea tan interesante es la forma en que un tipo de fago ataca a un tipo de bacteria común. Este tipo de fago, que parece una mini piruleta, se adhiere a la bacteria, primero con el extremo del palillo. Inyecta algo en la bacteria, dejando la cáscara de la piruleta en el exterior. Obviamente, lo que entra en el interior es la fuente del nuevo fago, en otras palabras, el material genético. Lo que queda afuera no juega ningún papel adicional, siendo abandonado con la membrana y la pared bacteriana cuando la bacteria moribunda explota, liberando el nuevo fago en el medio. El ciclo de vida completo dura unos 20 minutos. La pregunta entonces es, ¿qué hay dentro? Para el científico, la cuestión es cómo determinar qué hay dentro. Si esa pregunta cambia a si es ADN o proteína lo que entra, hay una manera de responder a la pregunta. El ADN contiene mucho fósforo pero no azufre, mientras que las proteínas contienen mucho azufre y poco fósforo. Cuando llegaron Hershey y Chase, el auge de la era atómica significó que los reactores producían, como subproductos, azufre radiactivo y fósforo radiactivo. Los materiales radiactivos (radioisótopos) se pueden medir en cantidades extremadamente pequeñas o, lo que es más importante, se pueden detectar trazas de contaminación a niveles aproximadamente 10,000 veces menores que los que se pueden detectar químicamente. Por lo tanto, el problema de la contaminación podría abordarse, si se pudiera separar lo que entró de lo que quedó fuera. Este problema se manejó con una simplicidad sorprendente. En pocas palabras, el experimento fue el siguiente: los fagos se cultivaron en presencia de azufre radiactivo y fósforo radiactivo. Estos fagos se utilizaron para infectar bacterias. Después de un tiempo, pero antes de que el fago pudiera matar las bacterias, las bacterias infectadas se arrojaron a una licuadora de cocina común y se mezclaron. Esto elimina el fago de las bacterias. Luego, la mezcla se colocó en una centrífuga, que hace girar la mezcla a alta velocidad, forzando todas las partículas al fondo del tubo de centrífuga. Lo que desciende son las bacterias infectadas. Lo que queda en el medio es lo que no entró y fue eliminado de las bacterias. Hershey y Chase, que ahora tenían el exterior de las bacterias separado del interior, emplearon la radiactividad. La respuesta fue inequívoca: el fósforo (ADN) entró, mientras que el azufre (proteína) se quedó afuera. Se pudo determinar que la cantidad de proteína que ingresó era inferior al 0.1%. Por lo tanto, se volvió casi imposible mantener el argumento a favor de la "superproteína", y el mundo científico, a regañadientes, comenzó a admitir que el material genético era ADN. La pregunta ahora era, ¿cómo funcionó?


Había muchas direcciones diferentes desde las que se podía abordar esta cuestión, todas las cuales tenían valor, pero el siguiente truco genial fue un juego de billar molecular que hizo que fuera intelectualmente necesario que el ADN fuera el material genético. Esto fue lo que ahora se conoce como desarrollo del modelo Watson-Crick para ADN ver https://www.nature.com/collections/mvrzbllfvv. La expresión “intelectualmente necesario para que el ADN sea el material genético” es un poco difícil de aceptar. El primer problema que tenemos que abordar es cómo se resolvió la estructura del ADN[23]. Aunque el mecanismo involucra algunos de los aspectos más difíciles de la química biofísica, el principio es comprensible si se toma un poco de tiempo para pensarlo. Se conocía la química del ADN. Uno puede aprender lo suficiente sobre química para saber que algunas reacciones son posibles y otras no. Por ejemplo, los ácidos reaccionan con las bases (el vinagre reacciona con el bicarbonato de sodio), pero los ácidos generalmente no reaccionan entre sí. El hierro reacciona con el oxígeno para formar óxido, pero el oro no. Usando este tipo de argumentos, los químicos habían deducido que el ADN consistía en una larga cadena de moléculas de fosfato de azúcar (fosfato de desoxirribosa) unidas de un extremo a otro:


→ azúcar → fosfato → azúcar → fosfato → azúcar → fosfato →


Los azúcares simples están formados por unos pocos átomos de carbono. En el caso de la desoxirribosa, hay cinco carbonos por azúcar. A un carbono de cada uno de los azúcares se le unió una molécula de tamaño aproximadamente similar llamada base. Dado que estos no formaban la columna vertebral de la cadena, se consideraron cadenas laterales.


Esa fue la química. La pregunta era, ¿cómo encajaba realmente en el espacio? Para determinar eso, uno tenía que obtener un buen cristal de ADN y luego aplicar algunos trucos bastante sencillos y pensar para descubrir cómo funcionaba. Varios laboratorios intentaron cristalizar el ADN, y Maurice Wilkins y Rosalind Franklin produjeron los mejores cristales[24]. Ahora vino la pregunta de qué era el cristal. Mediante un juego de billar molecular, fue posible predecir que la cadena de ADN era helicoidal. Linus Pauling había demostrado unos años antes que muchas proteínas, que son cadenas de aminoácidos, adquirían una estructura helicoidal (la hélice alfa) y había demostrado cómo reconocer una estructura molecular[25]. Puede comprender el principio con bastante facilidad. Lanza dos piedras simultáneamente en cualquier cuerpo de agua adecuado y observa las ondas, especialmente donde se encuentran: como se ilustra aquí, donde las ondas se unen, se reforzarán entre sí, produciendo una onda más fuerte. Donde la parte superior de una onda se encuentra con la parte inferior de otra onda, se anularán entre sí. Los físicos describen esto como ondas en fase o fuera de fase. Al observar las secciones transversales de dos ondas. Cuando las ondas están en fase, el resultado es una onda más fuerte (línea superior en negrita). Cuando las ondas son de fase opuesta (el valle de la onda coincide con el pico de la otra), la onda se cancela. El punto de esto es que el sonido y la luz hacen lo mismo. Los auriculares con "cancelación de ruido" que se venden para viajar en avión cancelan el sonido del motor al generar ondas de sonido desfasadas con las producidas por el avión, y la iridiscencia brillante que se ve en los charcos después de una lluvia es producida por la luz reflejada de la superficie superior e inferior de una capa muy fina de aceite que flota en el agua. Pueden hacer eso porque la capa de aceite es lo suficientemente delgada como para causar la menor reflexión para estar fuera de fase. Si las ondas de luz tuvieran la misma longitud que el interior de las moléculas, podríamos ver el equivalente a la iridiscencia de las moléculas y ser capaces de medir la molécula. Desafortunadamente, las ondas de luz son mucho más grandes que eso. Sin embargo, las ondas de los rayos X, que en cierto sentido son una forma de luz mucho más intensa, tienen aproximadamente el tamaño que esperamos que tengan las moléculas. Si luego apuntamos los rayos X a una molécula, podríamos decir algo sobre su estructura. Específicamente, si dos ondas sucesivas pueden rebotar en dos unidades repetidas de una molécula, producirán reflejos en fase o fuera de fase, dependiendo de la distancia entre las unidades repetidas. Este es entonces el juego de billar molecular. Se conoce la longitud de onda de los rayos X. Cuando se disparan rayos X al cristal, los rayos (bolas de billar) rebotan en estructuras sucesivas que se repiten en la molécula. Si la película de rayos X se coloca en el punto adecuado, donde los rayos X (bolas) impactan en fase, se producirá un punto, y su posición será una medida de la distancia entre unidades repetidas. A partir de él, fue posible concluir que el patrón era consistente con una estructura helicoidal. En otras palabras, los rayos X rebotaban en sucesivos bucles de la espiral. La pregunta entonces fue, ¿cómo era la espiral? Las hélices pueden presentarse en muchas formas, y era importante comprender de qué se trataba. Una pista fue la densidad del cristal. Suponga que tiene un montón de resortes bastante sueltos, como los que entran en contacto con el polo negativo de las baterías en los equipos electrónicos portátiles: tiene una caja llena de ellos, que representará su cristal. Pueden estar todos sueltos, en cuyo caso la caja pesará una cierta cantidad, digamos una libra. También es posible que los resortes se entrelacen entre sí. 


Por ejemplo, podría tener dos resortes o tres resortes en casi la misma cantidad de espacio que tiene uno: en el primer caso, la caja pesaría dos libras, y en el segundo caso, pesaría tres libras. Dado que el tamaño de la caja es siempre el mismo, la densidad (peso por volumen) se duplica y triplica. Pesando el cristal de ADN y midiendo su volumen, fue posible afirmar que el cristal consistía probablemente en dos y posiblemente tres hélices entrelazadas entre sí, en lugar de una o cuatro. La pregunta final, entonces, es cómo encajan. Conociendo las formas de los fosfatos de azúcar y las bases, y las distancias entre las unidades repetidas, Crick y Watson literalmente comenzaron a ensamblar modelos de cómo las diferentes partes podrían encajar. Entre las diversas estructuras posibles, encontraron una que coincidía bastante bien con los números. Más importante aún, tenía limitaciones que llevaron a la conclusión con la que comenzamos, que era intelectualmente necesario que el ADN fuera el material genético. Las limitaciones resultaron de las medidas de la hélice, que indicaron que la hélice de ADN era en realidad dos hebras (una doble hélice). A partir de su conocimiento de la forma en que se construyó la hélice, pudieron identificar tanto el paso (distancia de bucle a bucle) como el diámetro de la hélice. La restricción fue impuesta por el diámetro. Nuevamente, según los datos de rayos X, parecía que las bases (recuerde: las cadenas laterales) estaban en el interior de la hélice, proyectándose  hacia el centro del tubo. Sin embargo, el espacio en el centro del tubo no era muy generoso, dado el tamaño de las bases. De hecho, había muy pocas formas de encajar las bases. Había dos limitaciones en la forma en que podían encajar las bases. Primero, las bases son de dos tipos generales: una forma voluminosa (purinas) en la que todos los átomos forman dos anillos unidos entre sí, y una forma más pequeña (pirimidinas) en la que todos los átomos forman un solo anillo. No había suficiente espacio dentro de la hebra para que dos purinas se posicionaran una al lado de la otra. La única forma en que funcionaría sería que dos pirimidinas o una purina y una pirimidina se posicionaran una al lado de la otra. En segundo lugar, las moléculas pueden tener cargas locales, vagamente como los polos norte y sur de un imán, pero aquí se denominan positivas y negativas. Funcionan como imanes, en el sentido de que las cargas iguales se repelen y las cargas diferentes se atraen. Dos de las cuatro posibles bases son purinas y dos son pirimidinas. Sin embargo, debido a la forma en que se distribuyen las cargas en las moléculas y la forma en que encajarían dentro de la hélice, no todas las combinaciones son posibles. De hecho, como Watson y Crick se dieron cuenta, solo había dos combinaciones posibles que funcionarían: base A (adenina) frente a base T (timidina) y base G (guanidina) frente a la base C (citosina). Esto finalmente explicaría una curiosidad conocida como regla de Chargaff, que afirmaba que, independientemente de la composición del ADN, la cantidad de A siempre era igual a la cantidad de T y G = C. Pero explicar este acertijo no era el tema importante. El emparejamiento de A con T y G con C explicó cómo el ADN podría ser el material genético y lo hizo intelectualmente necesario para que fuera así. En resumen, si separó las dos hebras y reconstruyó, para cada hebra, una nueva segunda hebra, entonces la nueva segunda hebra sería necesariamente un duplicado de la hebra que se había arrancado. Si la hebra 1 tenía una A, la hebra 2 tenía una T, y la nueva hebra 2 (2a) también tendría que tener una T, mientras que la nueva hebra 1 (1a) construida sobre la antigua hebra 2 tendría que tener una A, en otras palabras, cada hebra podría crear una nueva hebra como la que había perdido. Esto resolvió el problema de las muñecas rusas. Es posible que conozca las muñecas rusas, o matrioshkas, que se deshacen, revelando una muñeca más pequeña en su interior; la muñeca más pequeña también se deshace, revelando una muñeca aún más pequeña. En muñecas de alta calidad, puede haber diez muñecas diferentes, una dentro de la otra. En biología, el problema de la muñeca rusa consiste en lo siguiente (suponiendo que el material genético es proteína, que forma la mayor parte de nuestro cuerpo): si la proteína es el material genético que lleva la información para producir (codificar) proteínas, ¿qué codifica para el material genético? En otras palabras, ¿qué produce la proteína que produce la proteína que produce la proteína? El modelo de Watson y Crick demostró que, según la estructura de la doble hélice, cada hebra serviría como plantilla (molde) para una nueva hebra SIN TENER MÁS INFORMACIÓN DISPONIBLE. En otras palabras, si las hebras pudieran separarse y se pudiera ensamblar una nueva hebra en cada hebra antigua, la molécula podría replicarse. Este fue el elemento verdaderamente importante del modelo de ADN de Watson-Crick. Habían identificado una molécula que, por su estructura, podía copiarse sin tener un código para el código para el código para el código para el código... Ahora no solo era posible que el ADN fuera el material genético, porque el ADN daba un escape del problema de las muñecas rusas, dado que ninguna otra molécula tenía esta propiedad, era incluso necesario que el ADN fuera considerado el material genético. Luego, la pregunta se centró en cómo era posible que el ADN transportara la información para producir un ser humano o cualquier otro organismo. Sin embargo, antes de explorar esa pregunta, es posible que desee observar cuántas ciencias en última instancia llegó a influir en esta única pregunta. Los químicos habían establecido mecanismos de reacción y medios para calcular e inferir las formas de átomos y moléculas; los físicos habían entendido las propiedades ondulatorias de la luz y los rayos X y cómo interpretarlos; y los biofísicos habían aprendido a interpretar patrones complejos para revelar las estructuras de las moléculas. Esto es típico de cualquier ciencia, que cada fase depende enormemente del trabajo de los predecesores, incluso en campos lejanos, y los argumentos verdaderamente convincentes se basan en la acumulación de datos y la comprensión de muchos campos diferentes. Esto es particularmente cierto para la teoría de la evolución y siguientes, la consistencia de los datos de muchos campos es uno de los argumentos más fuertes posibles para el argumento de que la evolución ha ocurrido. Otro punto que quizás le interese notar es el siguiente: ahora podemos ensamblar un modelo de la molécula e incluso verlo en un microscopio electrónico (otra herramienta que contribuye a nuestra comprensión). Una de las experiencias más satisfactorias de toda la ciencia es ver que una predicción intelectual resulta ser cierta.


El ADN es una cadena de azúcares con bases adheridas y las proteínas son cadenas de aminoácidos. Por tanto, era lógico suponer que la cadena de ADN debía representar de alguna manera la cadena de proteínas. Ya se sabía que el material genético debe disponerse en orden lineal en el cromosoma. Esta información fue determinada por una lógica muy simple. Dado que el número de cromosomas es limitado, debe haber 1000 o más genes individuales por cromosoma. Si diferentes genes están en cromosomas separados, se separarán al azar, de acuerdo con la genética mendeliana. Si diferentes genes están en los mismos cromosomas, no deberían separarse en absoluto, a menos que los cromosomas puedan romperse y reorganizarse (lo que hacen). Si los cromosomas pueden romperse y reorganizarse en ubicaciones aleatorias, entonces cuanto más cerca estén dos genes entre sí, con menos frecuencia se deben separar, en el mismo sentido que, en una cadena de 1000 eslabones, la posibilidad de separar el eslabón 671 del eslabón 672 en una ruptura aleatoria es 1/1000 o 0,1%, mientras que la probabilidad de separar el enlace 1 del enlace 1000 es del 100%. Se puede determinar el orden lineal de genes en un cromosoma de esta manera. En cromosomas que son lo suficientemente grandes para analizar, como los de la mosca de la fruta Drosophila, el orden es el mismo que indica la genética.


Francis Crick demostró matemáticamente que si esto fuera así, se necesitaría una secuencia de tres bases seguidas para representar un aminoácido. Las matemáticas son muy simples. Si una base es igual a un aminoácido, entonces solo puede haber cuatro tipos de aminoácidos, pero en realidad hay veinte. Si dos bases seguidas representan un aminoácido, entonces hay dieciséis pares posibles de las cuatro bases: cerca, pero no puro. 


Tabla 2. Bases


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Si tres bases seguidas representan un aminoácido, entonces hay sesenta y cuatro combinaciones posibles. Por lo tanto, tres bases era el número mínimo posible para que funcionara tal codificación. Incluso hizo un experimento para probarlo. Su hipótesis era que la cadena lineal de ADN codificaba la cadena lineal de aminoácidos, con tres bases en el ADN que representan un aminoácido. También planteó la hipótesis de que el código se leyó solo identificando la primera base y pasando por tres.


Por lo tanto, propuso que salirse de la secuencia sería un desastre. Se sabía que ciertas sustancias químicas podrían dañar el ADN (causar una mutación) al enredarse en la hélice y hacer que el ADN agregue una base extra cuando se replica, mientras que la radiación y otras sustancias químicas podrían dañar una base y hacer que se pierda. Por lo tanto, propuso el siguiente experimento: se propuso el ADN para codificar enzimas, proteínas que pueden llevar a cabo reacciones como la digestión de alimentos. Si en las bacterias pudiera causar una mutación agregando una base, la enzima resultante sería un desastre y no funcionaría.


Luego hizo el experimento y obtuvo una enzima que no era tan buena como la original, pero funcionó. Por lo tanto, la evidencia apoyó el argumento de que el código era una secuencia de tres bases que representan un aminoácido, y la pregunta se centró en cuál era el código. Para entender cómo se hizo eso, necesitamos saber un poco más sobre cómo es posible obtener las mutaciones que uno quiere usar para poder examinar un fenómeno. En otras palabras, ¿cómo pudo Crick conseguir bacterias que llevaran precisamente las dos mutaciones que necesitaría para responder a su pregunta? La historia de cómo se hizo esto incluye algunos de los trucos más geniales que conozco, que es la historia del origen de la biología molecular.


El uso de mutantes para estudiar mecanismos fue obviamente una buena idea (podemos averiguar si esta bombilla es la bombilla parpadeante en la cadena de luces navideñas reemplazándola por una bombilla diferente), pero esperar encontrar la mutación correcta no era el camino a seguir. Herman Muller mejoró la situación al mostrar que los rayos X pueden causar mutaciones y luego producir muchas de ellas en las moscas de la fruta, pero incluso las moscas de la fruta tardan dos semanas en crecer y requieren mucho cuidado[26]. Las bacterias crecen muy rápida y económicamente (cualquiera que haya dejado que una botella de leche se eche a perder sabe que se pueden obtener millones de bacterias en un litro de leche). Se dividen cada veinte minutos. Una bacteria se convertirá en un millón en 20 generaciones, o menos de 7 horas. En teoría, podría convertirse en casi 5 billones de billones de billones en un día. Por supuesto que no. Se quedaría sin comida. Las bacterias también tienen otra ventaja: son haploides, lo que significa que solo tienen una copia de cada gen. Por lo tanto, cualquier mutación sería inmediatamente obvia, a diferencia de la situación de la mayoría de los organismos diploides, en la que una característica puede estar oculta por otra y ser identificable solo por reproducción. Por ejemplo, si uno de tus padres tiene cabello negro y el otro cabello rojo, tú podrías tener cabello negro pero llevar la característica de cabello rojo que oculta el negro, y nadie sabría que lo tenías a menos que uno de tus hijos o nietos fuera Pelirrojo. Sin embargo, existían dos limitaciones en el uso de bacterias para estudiar la genética. Primero, el estilo haploide puede ser una ventaja pero también una desventaja. Dado que las bacterias no tienen características como el color de los ojos o la forma de las alas, la mayoría de las mutaciones que las personas pueden identificar son la pérdida de la capacidad de usar algo, por ejemplo, el azúcar de la leche, lactosa, como alimento. Si uno está buscando nuevas mutaciones, la evidencia más clara de que ha encontrado la mutación es que la bacteria ha muerto, en cuyo caso, por supuesto, la mutación se ha perdido: toda una vergüenza. Peor aún, a principios de la década de 1950 se pensaba que las bacterias no se recombinaban sexualmente. Se consideró que simplemente seguían dividiéndose, replicando los mismos cromosomas una y otra vez. Por lo tanto, conseguir mutaciones para estudiar cómo funcionaban las cosas era un ejercicio en la frustración. Si quisiera preguntar, por ejemplo, si la capacidad de una bacteria para resistir la penicilina estaba relacionada con su capacidad para resistir la estreptomicina, podría obtener un mutante que resistiera la penicilina y podría obtener un mutante que resistiera la estreptomicina, pero no tendría forma de hacer optener ambas mutaciones en el mismo organismo. Edward Tatum planteó este problema[27] a un joven estudiante de posgrado en Yale, Joshua Lederberg. Lederberg, literalmente jugando con el equipo, descubrió cómo no perder una nueva mutación. Al hacerlo, demostró que las bacterias podían recombinarse con éxito y lanzó la era de la biología molecular. Lo que hizo Lederberg fue exasperantemente simple, en el sentido de que los experimentos brillantes generalmente conducen a un "¿Por qué no pensé en eso?" como respuesta. Hizo un sello de goma. Lo que realmente hizo, según se cuenta la historia, es que le pidió prestado un trozo de terciopelo a su esposa. Cuando ve una gota de bacteria creciendo en una placa de Petri o en un frasco de gelatina, lo que está viendo es una colonia de clones. Una bacteria aterrizó allí, encontró alimento y siguió dividiéndose hasta que hay cientos de miles o incluso millones de bacterias, cada una genéticamente idéntica a su progenitor, hermanos y progenie. Si toca un trozo de terciopelo a la colonia, el terciopelo recogerá algo de las bacterias. Si ahora toca ese terciopelo con otra placa de Petri, dejará algunas de las bacterias en la segunda placa, de la misma forma que un sello de goma deja tinta en los lugares apropiados de una hoja de papel. La genialidad de este experimento es que puede probar los defectos, como la incapacidad de producir el aminoácido arginina o triptófano, elevando las bacterias en medios que carecen de estos ingredientes, pero no ha perdido la colonia original, que todavía está creciendo en la placa de Petri original que contiene todos los nutrientes posibles. Al usar este truco, Lederberg pudo identificar y recolectar muchos tipos de mutantes. Otros habían sospechado que existían tales mutantes, pero siempre los habían perdido. El propósito de recolectar los mutantes era que Lederberg ahora pudiera hacer la pregunta básica, ¿podrían las bacterias recombinarse sexualmente? Era la misma pregunta que preguntar si un león y un leopardo podían aparearse y producir crías, o si un melocotón y una ciruela podían cruzarse para producir una nectarina. Una vez más, el experimento básico fue muy simple. Lederberg tenía un mutante que no podía producir el aminoácido arginina. Llamémoslo arg–. Por lo tanto, no podría crecer en medios que carezcan de arginina. Sabía que solo podía volver a mutar en muy raras ocasiones a una forma que pudiera producir arginina (arg +). Aproximadamente una de cada 1.000.000 de bacterias podría hacer eso. En otras palabras, si diluye las bacterias en un medio de manera que haya 10,000,000 de bacterias por ml y esparce ese mililitro de suspensión bacteriana en una placa de Petri que contenga un medio que carezca de arginina, crecerán aproximadamente 10 colonias. Asimismo, tenía otro mutante que no podía producir otro aminoácido, el triptófano (trp–), y podía retromutar al mismo ritmo. Luego mezcló bacterias que podrían producir arginina pero no triptófano (arg +, trp–) con bacterias que podrían producir triptófano pero no arginina (arg–, trp +) y las colocó en un medio que no contenía ni triptófano ni arginina. Las únicas bacterias que podrían sobrevivir en este plato deberían poder producir tanto arginina como triptófano (arg +, trp +). Esto podría surgir de una de estas cuatro formas: el organismo que requiere arginina podría volver a mutar; el organismo que necesita triptófano podría volver a mutar; uno podría producir una sustancia química que el otro podría usar (esto fue descartado por otros experimentos) o podrían compartir genes, de modo que el organismo deficiente en arginina podría obtener un buen gen de arginina del organismo deficiente en triptófano, y viceversa . ¿Cómo podía saberlo? Los números lo delataron. Como mencionamos anteriormente, cuando los organismos arg– se colocaron en placas en la placa que carece de arginina, solo alrededor de uno en un millón pudo crecer. El mismo resultado ocurrió si los organismos trp– se colocaron en placa en la placa sin triptófano. Sin embargo, cuando mezcló los dos tipos y los colocó en un plato que carecía de arginina y triptófano, crecieron mil colonias. En otras palabras, simplemente mezclando las bacterias, obtuvo un aumento de 100 veces en la conversión. Cultivó estas bacterias para demostrar que realmente se trataba de una diferencia hereditaria y, por lo demás, eliminó la hipótesis de que esto podría ser un reemplazo químico de los nutrientes faltantes. Al eliminar todas las demás hipótesis o interpretaciones, se vio obligado a concluir que mezclar los dos tipos de bacterias les permitía intercambiar material genético. En otras palabras, las bacterias podrían recombinarse sexualmente. Esto no fue simplemente una rareza o una historia tonta para contar en una fiesta. Abrió la posibilidad de mover genes en bacterias para finalmente aprender qué eran los genes y cómo funcionaban, lo que hizo posible hacer toda la biología molecular que conocemos hoy. 


Además, esta recombinación es el medio principal por el cual las bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos y resistencia múltiple (a muchos antibióticos). También es un medio importante de mutación viral y es un componente importante en la generación de células cancerosas. La mayoría de las mutaciones que utilizó Lederberg fueron la incapacidad de producir o digerir los productos que necesitaba la bacteria. En otras palabras, fueron fallas de las enzimas necesarias para sintetizar el producto o descomponerlo en una forma utilizable. Las enzimas están hechas de proteínas y volvemos a la cuestión de cómo el ADN transporta la información. Una vez que fue posible producir bacterias con muchos tipos de mutaciones, también fue posible preguntarse cómo se construían los genes y cómo el ADN transportaba información para producir proteínas. Hay muchas historias sobre esta búsqueda, la mayoría de las cuales involucran trucos realmente interesantes para lograr que estas moléculas revelen sus secretos, pero no podemos contarlas todas y no tenemos que mantener una secuencia histórica estricta. Comencemos con la cuestión de aprender a identificar la secuencia de bases en el ADN y aprender a leer esa secuencia. El primer problema con el que tenemos que lidiar es que hay MUCHO ADN. Tenemos suficiente ADN para producir 1,500,000 genes, aunque en realidad solo tenemos 21,000 genes (el otro 98.4% del ADN aparentemente es inútil y se usa para instrucciones sobre cuándo estar activo u otras funciones desconocidas) genes, y las ranas tienen aún más. Todavía estamos en el nivel de intentar averiguar cómo se codifican tres bases para un solo aminoácido. ¿Donde empezamos? Los trucos que recogemos aquí son los mismos que eventualmente se utilizarán para el análisis forense, para rastrear la evolución de los humanos, para determinar si los neandertales están relacionados con nosotros o no, y para la ingeniería genética, ya sea para la producción de cultivos, reparación de enfermedad, o empresas más dudosas. Comenzamos cortando el ADN en tamaños manejables, bajo circunstancias controladas, de modo que sepamos exactamente dónde lo estamos cortando. Esto funciona porque la naturaleza lo hace por nosotros.


Ahora que tenemos una gama completa de criaturas en la tierra, ¿qué presiones impulsan la evolución? En otras palabras, ¿qué fuerzas causan la selección? Algunas son obvias: los animales de presa deben evitar a los depredadores y los depredadores necesitan atrapar a sus presas. Otros mecanismos son menos obvios. ¿Por qué tenemos criaturas que viven en los entornos más horribles o comen los alimentos más restringidos y desagradables en nuestra mente, y por qué algunas criaturas pasan tanto tiempo en el cortejo, o lucen accesorios tan extraños de su sexo que su movimiento es realmente restringido, sometiéndolos a un grave peligro de depredadores? Discutiremos estos temas en esta sección sobre cómo se forman las especies. Comencemos por considerar algunos de los estilos de vida más extraños. El argumento de que arquitecto  hizo criaturas para satisfacer todas las necesidades de la tierra, desde carroñeros de carroña y despojos hasta parásitos de parásitos, es satisfactorio en cierto nivel, pero, para tomar solo la situación humana, la mayoría de nosotros tendemos a entender que la vida en una tierra helada donde puede que no haya sol durante la mitad del año, o en medio de una selva tropical cálida (más de 100º F), húmeda y llena de insectos portadores de enfermedades, no es tan agradable como podría ser, y podríamos preguntarnos por qué la gente vive en tales condiciones. De hecho, podemos preguntarnos por qué hay criaturas viviendo en manantiales tan calientes que el agua nos quemaría rápidamente la piel; en agua de tres a diez veces más salada que el océano; en agua sobre enfriada (agua por debajo de su punto de congelación, que por razones técnicas no se ha convertido en hielo, pero puede hacerlo si se agita o cae un poco de polvo); en desiertos tan secos que las criaturas pueden moverse sólo uno o dos días al año. O se puede preguntar por algunas cigarras que vivan como larvas durante 17 años y emerjan como adultos para vivir y aparearse en el espacio de una semana más o menos, o efímeras hasta tres años como larva y menos de un día como adulto; o por qué una planta debería tardar diez años en florecer y la floración dura menos de un día; o por qué algunos animales existen en existencias notablemente restringidas, como ser un parásito en cierta parte de una sola especie de animal (los piojos que habitan el cabello humano, el vello corporal y el vello púbico son especies diferentes) o subsisten con alimentos nocivos o de muy mala calidad nutricional. Como de costumbre, una pregunta que comienza con "Por qué" no nos apunta en una dirección muy fructífera, pero podemos reformularla para preguntarnos qué presiones de selección funcionan de manera que sería una ventaja para los organismos que eligen el estilo de vida más ascético. Aquí debemos abordar verdaderamente el tema del nicho biológico.


2.30 El nicho biológico


“Nicho”, como recordará, es la palabra francesa que significa “nido” y se refiere al segmento particular de actividad mundial ocupado por una especie determinada. La definición del término "segmento" es particularmente vaga, ya que podría ser cualquier cosa, desde "devorador de ratones" hasta "atrapador de insectos que vuelan al amanecer", pasando por "parásito en los intestinos de las termitas" y "pasto que puede crecer a temperaturas inferiores 35º F”. Lo importante es que las especies cumplan una función y un papel único, ya que dos especies que cumplen el mismo papel competirán entre sí y, a la larga, solo un contendiente sobrevivirá. Una criatura puede ocupar varios nichos simultáneamente —dónde anida, qué come en verano, qué come en invierno— pero debe defender su posición en cada nicho. La idea de que estos roles existen y se pueden definir está bien respaldada por la existencia previa de criaturas marsupiales parecidas a perros llamadas lobos de Tasmania en Australia y la existencia de marsupiales, igualmente en Australia, donde no había otros mamíferos verdaderos, llenando el espacio. roles de conejos, ratones, ardillas y vacas. Vemos expansiones similares de roles en muchos entornos aislados, particularmente islas, donde los lagartos pueden ser los principales herbívoros, o una especie completamente sorprendente puede cumplir un rol normalmente asociado con otra especie. Por ejemplo, en las Islas Galápagos, uno de los pinzones actúa como un pájaro carpintero, un pájaro que puede hacer un agujero en un árbol para sacar un insecto que vive en la madera. El pinzón no tiene la cabeza y el cuello reforzados o la lengua larga de un pájaro carpintero, y extrae insectos de cactus menos leñosos usando una espina para cavar el hoyo. Más interesante es la pregunta de por qué debería haber tantas variaciones de pinzones en las Galápagos. Tiene mucho que ver con la cuestión de competir por nichos. Recuerde que un nicho puede ser cualquier cosa (discutiremos a continuación nichos no relacionados con la comida), pero puede entender el concepto imaginando que los humanos y las ardillas viven en una isla en la que el único material comestible son las nueces, pero hay muchos tipos de nueces disponibles. Van desde nueces gigantes como las semillas de mangos o aguacates hasta semillas diminutas con forma de polvo como semillas de pasto, incluyendo maní, nueces, anacardos, etc. Si los humanos y las ardillas descubren que no pueden abrir las semillas de aguacate y no pueden obtener suficiente nutrición de las semillas de la hierba para que valgan la pena, ambos buscarán la semilla de girasol al tipo de semilla de nuez, y entre los dos pueden consumir todas las semillas disponibles, de modo que ambos finalmente mueran de hambre; o, finalmente, una especie podrá alejar a la otra de la comida, de modo que esta última se morirá de hambre y solo una especie sobrevivirá. En este caso, no es necesariamente el humano. Ha habido muchos casos en los que los humanos no pudieron proteger los almacenes de granos contra las ratas, o incluso el moho, y la población humana ha perecido.


Si los humanos logran aprender a romper las semillas de aguacate, que las ardillas no pueden tocar; o si las ardillas logran tolerar las semillas de la hierba, la convivencia será posible. Lo más probable es que, entre todas las ardillas, unas pocas, tal vez las más pequeñas, en su desesperación prueben las semillas más pequeñas, y algunas de ellas sobrevivirán mientras que otras, compitiendo con los humanos por las semillas más grandes que los humanos ahora han aprendido a proteger redes morirá de hambre. La generación de ardillas supervivientes será la más pequeña, portadora de genes que expresarán estas características (de menor tamaño) en su descendencia, y la especie sobrevivirá evolucionando. Eventualmente, ambas especies continuarán sobreviviendo en la isla, los humanos comiendo las semillas más grandes y las ardillas las más pequeñas. Esto es lo que queremos decir cuando afirmamos que solo una especie puede ocupar un nicho determinado, y que las otras especies deben evolucionar para definir un nuevo nicho o se extinguirá. Sin embargo, este ejemplo es bastante extremo y tiene la intención de demostrar algo. Por lo general, la competencia ocurrirá entre dos especies estrechamente relacionadas que, después de ser separadas, expanden sus áreas de distribución para encontrarse entre sí. En esta circunstancia, ambas especies deberán evolucionar para evitar competir entre sí.


Si una especie se alimenta por la mañana y la otra por la noche, estas adaptaciones pueden ser suficientes para evitar la competencia. Del mismo modo, si una especie se adapta para comer un animal o una planta desagradable, esto también puede ser suficiente. 


2.31 Efecto fundador


A veces, la especiación puede ser accidental. Las palomas muestran una amplia variedad de colores. Supongamos que, durante un huracán, un par de palomas o incluso una sola hembra preñada fueran llevadas a una isla donde podría sobrevivir. Esta hembra, sin embargo, era una paloma blanca. La colonia que fundó, a diferencia de la colonia madre, podría consistir completamente en palomas blancas y, al evolucionar en la isla, podría terminar siendo muy diferente de la colonia madre. Tales transferencias se han visto muchas veces. Además del presunto origen de las aves de Galápagos y Cabo Verde, en la década de 1970 un huracán arrastró algunos loros desde Guatemala hasta Florida, donde ahora han establecido su residencia y su número se está expandiendo. Es muy dudoso que representen toda la gama de posibilidades genéticas de los loros guatemaltecos. 


2.32 Especiación alopátrica y simpátrica


Los ejemplos anteriores ilustran la evolución de las especies causada por la competencia con organismos muy diferentes y el aislamiento accidental. Lo primero puede provocar cambios en una especie, pero no necesariamente la especiación o la creación de una nueva especie. Esto ocurre a menudo cuando poblaciones diferentes de una sola especie compiten entre sí. Esta hipótesis sostiene que a menudo surgen nuevas especies cuando una población común se separa en dos poblaciones aisladas. Cada población continúa en su camino de adaptación hasta que uno conquista la barrera y las dos poblaciones se reencuentran. Si las dos poblaciones ahora difieren tanto que los híbridos tienen menos éxito, cualquier individuo que elija un compañero de la otra población tendrá menos posibilidades de dejar a los jóvenes para la próxima generación, y la selección operará para eliminar tal cruzamiento. Una vez que se completa la barrera al cruzamiento, la especie única ahora es dos, y cada una continuará su evolución independientemente de la otra. Tal proceso parece haber ocurrido en las Islas Galápagos, en las que varias especies diferentes de pinzones se distinguen esencialmente por el tamaño de sus picos lo que define que pueden comer. Algunos pinzones comen insectos. Otros comen semillas grandes, medianas o pequeñas. Dicho proceso, el aislamiento repetido, la adaptación, el reencuentro y el aislamiento reproductivo pueden generar un gran número de especies, como los trece o catorce tipos de pinzones de las Galápagos y las muchas variedades de animales y plantas que aparecen cuando se trata de una especie totalmente virgen la tierra se ocupa primero, como la aparición de muchos tipos de marsupiales carnívoros y herbívoros en Australia. En estas condiciones se denomina radiación adaptativa. No necesitamos una tierra totalmente virgen. El surgimiento de los reptiles fue presagiado por la desaparición de los anfibios de sus nichos, al igual que el surgimiento de los mamíferos tras la desaparición de los reptiles. Este tipo de especiación, la especiación alopátrica, parece ser la más común, y la interpretación de las especies de anillos es que, sin aislamiento geográfico, las gaviotas, las ranas leopardo o los ratones domésticos nunca pueden convertirse en especies verdaderamente separadas. Sin embargo, existe evidencia de que las especies pueden dividirse en dos poblaciones incluso dentro de la misma región geográfica al cambiar la especialización. Una pulga que infesta tanto a aves como a mamíferos puede desarrollar poblaciones que prefieran mucho a las aves y poblaciones que prefieran enormemente a los mamíferos. Si las dos poblaciones no se cruzan durante la reproducción, están efectivamente aisladas entre sí. Aunque es menos obvio en Galápagos, la mayoría de las aves cambian de alimento con las estaciones, comen insectos cuando hay abundancia y semillas cuando los insectos no abundan. Dos pájaros que prefieren la misma semilla podrían diferenciarse en dos nichos si las estaciones en las que cambiaran de semillas a pájaros y viceversa fueran diferentes. Un pájaro puede comer solo las semillas verdes y otro solo las semillas maduras. O un pájaro podría alimentarse solo de las semillas que cayeron al suelo, y el otro podría tomarlas del árbol. O un pájaro puede volar y comer semillas sobre más de 30 metros del suelo, y el otro solo de las ramas inferiores. Cualquier mecanismo que reduzca la competencia entre dos especies permitirá que ambas sobrevivan o, desde el punto de vista de las especies menos favorecidas, le permitirá escapar de la extinción. Esta competencia involucra más que comida. Muchos otros factores pueden entrar en la competencia. Los sitios de anidación brindan mayor o menor protección contra los depredadores o el clima, y ??en este sentido un nido en la parte más periférica de una rama difiere de uno en la entrepierna de una rama, y ??ambos difieren de uno en un agujero en el árbol; o un nido en un abeto difiere de uno en un arce. Un cazador que puede encontrar comida cuando el suelo está cubierto de nieve o puede sobrevivir a períodos de cobertura de nieve hibernando o sin comer puede extender su territorio a regiones donde sus competidores no pueden ir. Un animal que puede hacer un túnel en el suelo puede vivir de manera diferente a un animal que simplemente puede cavar un hoyo.


Este es el meollo del argumento: los animales y las plantas compiten por todos los recursos del planeta y las reglas del juego son simples pero brutales: gana la competencia; encontrar otro juego; o morir. Puede que sea o no el Plan del arquitecto encontrar una criatura para comer hiedra venenosa o poner un camarón en salmuera en el Gran Lago Salado, pero la mecánica del proceso es sencilla: el atractivo del nicho extraño, precario o raro es que ofrece libertad frente a la competencia. El organismo que puede hacer frente a esa situación puede vivir sin ser expulsado por otro organismo, y la especie puede evolucionar para volverse cada vez más especializada para hacer frente a las circunstancias inusuales, haciéndolo aún más capaz de defenderse de los desafíos futuros. Su tracto digestivo puede evolucionar para lidiar con alimentos de valor nutricional más cuestionable o para desintoxicar toxinas particularmente viles. Algunos ejemplos bien conocidos son las termitas, que contienen en sus tractos digestivos animales unicelulares que pueden digerir la madera; varios animales, entre ellos la larva de la mariposa monarca, que incorporan toxinas mortales de las plantas que comen, para que no resulten dañados pero sigan siendo tóxicos para otros animales; otros que reabsorben agua de los alimentos más secos e incluso animales y plantas que pueden absorber agua de la humedad en el aire. Otros pueden expulsar sales de sus cuerpos en los entornos más salados o extraer las sales necesarias de los entornos menos prometedores. Los roedores del desierto pueden extraer y producir suficiente agua de las semillas para vivir toda su vida sin una sola bebida, y los camellos pueden almacenar suficientes recursos hídricos para cruzar el desierto. Otros animales y plantas han desarrollado modificaciones de proteínas para que puedan sobrevivir a ambientes extremos de calor, frío, acidez y alcalinidad. Algunas ranas pueden completar su ciclo de vida en un estanque temporal que dura menos de un mes, mientras que otras pueden hacerlo en el agua que se acumula en una hoja en la selva tropical. Las plantas carnívoras compensan el bajo contenido de nitrógeno de los pantanos ácidos atrapando y digiriendo insectos. Hay criaturas que viven solo en los oídos de una especie específica de mamífero o ave o en las raíces de una especie específica de planta. Algunos peces e invertebrados viven, se alimentan y se esconden entre corales mortales. Otros se encuentran solo en la niebla de grandes cascadas, o en el agua acumulada por ciertas plantas aéreas en un bosque lluvioso, o en los nidos de especies específicas de hormigas o abejas. Otras criaturas anidan o ponen sus huevos en los lugares más insólitos. Hay criaturas que viven en la oscuridad permanente, millas debajo de la superficie del océano, subsistiendo de detritos que se hunden desde la superficie o de químicos producidos por volcanes submarinos, y líquenes y bacterias que sobreviven de lo que puedan consumir en la Antártida. Se puede suponer que, si un entorno determinado no es completamente hostil a la vida, algún animal o planta ha encontrado una forma de vivir allí. El principio general es que, si una especie puede especializarse para evitar la competencia con otras especies, tiene el potencial de sobrevivir. La alternativa es demasiado horrible para contemplarla. La mecánica de la adaptación a condiciones aparentemente espantosas es escapar de la competencia aniquiladora.


Cualquier adolescente dará fe del hecho de que el cortejo requiere considerable energía y tiempo, ya sea que el cortejo consista en ganar suficiente dinero e invertir el tiempo para tener un automóvil atractivo, practicar pasos de baile, trabajar para convertirse en un atleta destacado, invertir en productos de cuidado personal o ropa, unirse a actividades específicas o trabajar para ser aceptado en instituciones específicas, o cualquier otra de las innumerables inversiones diseñadas para mejorar las posibilidades de éxito. Muchas sociedades siguen este principio, manteniendo actividades elaboradas y extremadamente atléticas, como los bailes folclóricos, en los que participan los jóvenes y por los que los mejores o campeones son muy admirados. 


Lo que no se aprecia a menudo es la importancia de tales actividades en todas las especies sexuales de la tierra. Podemos iniciar esta discusión señalando que los animales realizan las siguientes actividades que obviamente no promueven una vida larga y saludable: (1) luchan entre ellos, más comúnmente los machos pelean por las hembras; (2) realizan cortejos largos y arduos, que no solo interfieren con la recolección de alimentos, pueden ser agotadores (en algunos animales, como el elefante marino, un macho puede recolectar un harén y luego pasar todo el verano defendiendo el harén contra otros machos, ni siquiera se detiene a alimentarse.); (3) En el curso del cortejo, se exponen a un peligro considerable, por coloración brillante, exhibición pública prominente (una rana toro intentará posicionarse en medio de un estanque para cantar; las garzas y otras aves zancudas son conscientes de esto y lo buscará como presa), o estructuras grandes y complejas (la cola de un pavo real) que en última instancia deben considerarse un obstáculo para su movimiento, camuflaje o escape; (4) muchos animales tienen genitales extremadamente elaborados y exóticos, tan complejos que a veces los compañeros que copulan se pegan entre sí y no pueden separarse. El principio del cortejo elaborado parece aplicarse incluso a los animales presuntamente más tontos y menos reflexivos, como las cucarachas. Seguramente estas criaturas no están escribiendo baladas ensalzando la belleza o el encanto de su pareja, y obviamente les importa poco más allá del acto sexual, ya que las parejas se separan y van por caminos separados una vez que se ha alcanzado la consumación. Aunque no es obvio, las plantas muestran una selectividad similar en la identificación del polen apropiado por la semilla apropiada. Aunque por razones obvias los bailes u otros movimientos no son parte del cortejo, las llamativas flores que producen las plantas modernas para atraer insectos u otros polinizadores son muy caras en términos de la energía necesaria para construirlos y la energía que podría haber sido capturada si la flor hubiera sido una hoja, invitado al riesgo que suponen al disminuir la estabilidad de la planta al viento, y la cantidad de agua que pueden perder. 


La pregunta, entonces, es por qué casi todos los organismos sexuales invierten tanta energía para atraer y elegir parejas. Los organismos como los erizos de mar, las estrellas de mar y los moluscos, que no se mueven mucho, se contentan simplemente con dispersar los óvulos y los espermatozoides en el agua. Existe un cierto nivel de selectividad, ya que las proteínas específicas en la superficie del espermatozoide y el óvulo deben interactuar para asegurar que el espermatozoide correcto fertilice el óvulo correcto, pero esta selección está a nivel de la especie, no del individuo. No tenemos evidencia de que el esperma A encuentre al óvulo A específicamente atractivo o viceversa; simplemente se trata de qué espermatozoides y óvulos están disponibles simultáneamente en un lugar determinado. Por lo tanto, la pregunta es la siguiente: aunque podría no ser tan divertido, ¿no habría más ganancias si el acoplamiento fuera indiferente o aleatorio y el dinero se invirtiera en educación universitaria o en una casa, en lugar de un auto deportivo sexy o un vestido elegante? Para esto, como para todas las preguntas en evolución, el argumento es que no existe un mecanismo para propagar dentro de una especie cualquier modificación que no proporcione un beneficio tangible, lo que significa una mayor probabilidad de dejar descendencia a la siguiente generación. En el mejor de los casos, una modificación del impacto neutral persistirá en la frecuencia muy baja a la que apareció (si apareció en un individuo de 10,000, seguirá siendo una característica de uno de cada 10,000). Si es perjudicial en algún aspecto, será expulsado de la población. Por lo tanto, si encontramos una característica ampliamente compartida en una gran población, debemos asumir que ha habido selección para el rasgo. En otras palabras, los primeros portadores del rasgo tuvieron más éxito en dejar jóvenes a la siguiente generación que aquellos que no lo tenían. Si encontramos características similares en muchos grupos diversos de organismos, la fuerza del argumento se redobla: la característica debe tener un valor decidido en la evolución. Mediante hipótesis, observación, experimentación y análisis hemos llegado a reconocer varias virtudes que definen el valor del noviazgo. Estos incluyen primero, el valor de la recombinación sexual para la supervivencia de la especie; segundo, la importancia de distinguir entre socios apropiados (socios de la misma especie) y socios inapropiados (criaturas de apariencia similar de otra especie); tercero, sincronizar el estado de preparación de los socios; y cuarto y extremadamente importante, usar el noviazgo para identificar y seleccionar las parejas más saludables y deseables.


Hay muchas criaturas asexuales en este mundo, comenzando con bacterias, amebas y otros organismos pequeños que se reproducen simplemente dividiéndose, sin despeinarse, sin problemas. Incluso algunos animales pequeños, como los gusanos planos y las anémonas de mar, lo hacen con bastante regularidad. Muchas plantas se propagan enviando corredores, dejando caer ramas para echar raíces o produciendo semillas o plántulas sin el beneficio de la recombinación sexual, y hay razas de organismos predominantemente sexuales como las lagartijas en las que las hembras ponen huevos fértiles sin molestarse para encontrar un macho. Sin embargo, en general, la gran mayoría del mundo viviente es sexual. La sexualidad puede tomar formas muy ingeniosas, con varios sexos para una sola especie (levadura), el sexo decidido por la temperatura a la que se incuba el huevo (algunos reptiles) o por el entorno o la presencia de una pareja potencial del sexo opuesto (algunos moluscos, gusanos y peces), sexos fácilmente convertibles (algunos peces), especies en las que las opciones sexuales son machos o hermafroditas (machos y hembras combinados), y especies en las que el macho se reduce a una pequeña protuberancia parásita en la hembra (algunos peces, insectos y otros animales). Hay organismos (helechos) en los que la fase sexual, el equivalente a nosotros, es una estructura diminuta y microscópica, mientras que una fase asexual, que si existiera en los mamíferos podría ser aproximadamente equivalente a que nuestros huevos y espermatozoides formen organismos completos por sí mismos, es una planta grande y espectacular, que incluso alcanza el tamaño de un árbol. Hay otros (pulgones) que pasan todo el verano reproduciéndose asexualmente, la hembra engendra hembra en una serie de inmaculadas concepciones, sin perder tiempo ni correr riesgos en el cortejo. Para ser antropomórfica al respecto, no invierte dinero ni tiempo en maquillaje, lápiz labial o disfraces, no va a bailes, clubes nocturnos o bares, y no hay hombres que realicen acrobacias peligrosas para lucirse o se peleen por ella. Puede que esto no sea tan divertido, pero, en términos de eficiencia, la energía invertida producirá muchos más jóvenes. Pero, incluso en el caso del pulgón, cuando llega el otoño, produce una generación alada de machos y hembras, que emprenden las formas habituales de cortejo y apareamiento para producir huevos que hibernan. Entonces, la pregunta sigue siendo, ¿por qué la gran mayoría de animales y plantas emprenden la reproducción sexual, con todos los peligros y costos que conlleva? Por contrario, a la impresión común y justificable, el mundo es sexual: “varón y hembra los creó". No cuestionamos el papel del sexo para toda la vida: los niños de dos años insistirán en que no los clasifique erróneamente: “¡soy un niño, no una niña!", Y los niños de tres y cuatro años querrán saber, al encontrarnos con cualquier animal, si es un niño o una niña, ¿por qué el mundo debería estar construido de esta manera?


Lo que podemos hacer es ver qué logra la reproducción sexual que es diferente de la reproducción asexual, generar una hipótesis sobre el beneficio de esta diferencia y, con suerte, diseñar un experimento para probar la hipótesis. La suposición que era común en los libros de texto anteriores era que la mezcla de genes producía niños más sanos y una mayor variedad. El argumento de que la recombinación sexual produjo niños más sanos derivó del fenómeno de la heterosis, la observación de que la progenie híbrida (los niños) a menudo eran más fuertes y saludables que sus padres de raza pura. Esta diferencia probablemente se deba al hecho de que los purasangre a menudo tienen dos copias en lugar de una de genes levemente defectuosos y, por lo tanto, defectos menores, mientras que en sus hijos los genes defectuosos están cubiertos o compensados ??por buenas copias (del otro padre) de los genes. Sin embargo, en la naturaleza, la mayoría de los organismos no son de raza pura, y parece que el efecto de heterosis es un artefacto de la tendencia humana a crear razas puras para fines humanos. Por lo tanto, el problema es más una debilidad endogámica del pura sangre que un aumento en la salud del híbrido. Por tanto, necesitamos mejores argumentos. El argumento de la variedad es bastante teórico: se basa en la suposición de que, si bien las especies suelen adaptarse bien a sus entornos, con el tiempo el entorno cambiará de alguna manera y que algunas de las formas variantes producidas por la reproducción sexual resultarán mejor adaptadas "en forma" que sus padres. Si bien esto es posible, no explica la retención de la sexualidad en organismos como los cangrejos herradura, que viven en entornos relativamente constantes, que en consecuencia han evolucionado muy poco a lo largo de la historia evolutiva. Una nueva hipótesis se basó en observaciones agudas de las características de los ganadores y perdedores de la selección sexual, lo que llevó a experimentos para probar la validez de las interpretaciones de la elección y, finalmente, a experimentos para probar la eficacia de la elección. La hipótesis era que la selección sexual eligió los ejemplares más sanos. Reconociendo que las características sexuales requieren altas demandas metabólicas o de otro tipo, los investigadores probaron dos sub-hipótesis relacionadas: que las hembras eligieron los machos más llamativos o espectaculares, y que estos machos eran los más sanos o con mayor probabilidad de engendrar con éxito y, si es necesario, criar una prole. Este argumento se presenta en el supuesto de que los hombres muestran o cortejan a las mujeres, y que las mujeres eligen entre los hombres competidores. Este es a menudo, pero no siempre el caso; hay casos en los que las mujeres cortejan a los hombres, o en los que el noviazgo es mutuo.


La primera subhipótesis fue fácil de probar. Si bien hubo muchos intentos de probar la hipótesis, quizás el más fácil de imaginar es la espectacular exhibición de la cola de un pavo real. No hay duda de que se trata de una exhibición sexual: el macho abre con orgullo las plumas de la cola y se pavonea frente a la hembra, colocándose para mostrar su cola de la mejor manera. La hembra observa estas exhibiciones de acicalamiento de varios machos y finalmente se mueve y acepta las insinuaciones del afortunado macho. Los investigadores contaron el número de plumas y manchas en las colas de los machos competidores y encontraron que las hembras seleccionaban casi invariablemente al macho con la mayor cantidad de manchas oculares en la cola. Luego arrancaron algunas plumas de la cola del macho exitoso, por lo que inmediatamente perdió popularidad entre las jóvenes. Esta observación ha sido ampliamente confirmada entre muchas especies: las hembras seleccionan al macho con las plumas de la cola más simétricas o con el color más brillante o vistoso; donde los machos compiten en una batalla u otra lucha física, seleccionan al más fuerte, al ganador o al macho que hace la danza más elaborada. Algunas arañas, insectos y águilas pescadoras traen a sus citas "ofrendas nupciales": comida u otra indicación de  buenos proveedores que serán. Las hembras seleccionan al pretendiente con el mejor regalo. Cuando es posible interferir con las características físicas nativas de los machos, opacando los colores de un campeón o mejorando los colores de los machos de bajo rango, o ajustes similares, es previsible que altere la clasificación del macho. No hay mucho pensamiento ni matices en estas decisiones. Las hembras identifican una característica, llamada liberador, y responden a ella, ignorando cualquier otro parámetro. Para algunos animales, esta respuesta puede llevarse experimentalmente al ridículo. En el pez espinoso, por ejemplo, el vientre del macho se pone rojo durante el cortejo. Los machos se alejarán unos a otros y las hembras se convertirán en machos de vientre rojo. Sin embargo, los machos atacarán y las hembras llegarán a discos con la mitad inferior pintada de rojo, y si uno pinta el vientre de una hembra de rojo, esta desventurada criatura será acosada por machos y abordada por hembras. La observación de las jirafas y de los huesos del cuello (y por lo tanto de la musculatura del cuello) de los brontosaurios, sugiere que la búsqueda de alimento no fue la ventaja lograda por sus cuellos largos. Por el contrario, los machos de jirafa pelean durante el cortejo empujándose unos a otros con la cabeza y el cuello. Es más probable que el cuello largo sea un accesorio de exhibición sexual, cortejo o rivalidad. Del mismo modo, dado que parece que el cuello largo de los dinosaurios normalmente no llevaban la cabeza erguida, es posible que se alzaran en toda su estatura solo para lucirse, presumiblemente los machos hacia las hembras. Si las hembras siempre prefieren a los machos más espectaculares, ¿cuál es el valor de esta elección? Esta pregunta llevó a un examen más detenido de la hipótesis. Ciertamente, en las pruebas de fuerza física, el macho más poderoso podrá defender el mejor sitio de anidación o ahuyentar a los depredadores con más éxito, pero incluso el color o la agilidad en el baile dice algo importante. Los animales enfermos no son muy animados, están un poco andrajosos y sus colores no son muy buenos; cetrino es el término que usamos para una tez enfermiza. Los investigadores estudiaron pájaros y peces machos brillantes y apagados y rápidamente se dieron cuenta de que los machos más apagados y menos enérgicos soportaban la mayor carga de parásitos como pulgas y garrapatas. Brillante, metabólicamente caro, arriesgado, o actividades arduas eran indicadores de buena salud y ausencia de enfermedades, por la siguiente lógica: "Tengo tanta energía disponible que puedo desperdiciarla en esta elaborada exhibición que no mejorará, e incluso puede poner en riesgo mi vida". Para las hembras, esta es una línea de recogida muy atractiva. Incluso para los humanos, este tipo de lógica juega algún papel, como se manifiesta en extenuantes bailes folclóricos, que a veces requieren una gran agilidad y velocidad, así como la capacidad de actuar con espadas, fuego u otros implementos peligrosos. Además, es sorprendente la frecuencia con la que los conceptos humanos de fealdad se correlacionan con los síntomas de enfermedades comunes o previamente comunes.


Por lo tanto, la evidencia observacional y experimental apoya la hipótesis de que la selección de pareja es la selección del mejor proveedor, ya sea que esto se represente como la capacidad de asegurar y defender el sitio de anidación preferido o el menos afectado por enfermedades parasitarias u otras enfermedades crónicas. Pero, ¿qué pasa con el hecho de la sexualidad en sí? ¿No sería más fácil simplemente evitar todo el alboroto y el desorden del cortejo y simplemente producir crías sin pareja? Como se ve en muchos animales, es posible evitar todos los gastos y el tiempo que implica el cortejo y pasar directamente a la reproducción. Imagínese un mundo en el que no hubiera adolescentes, y las adolescentes de, digamos, 18 años, simplemente quedaron embarazadas por sí mismas con clones femeninos de sí mismas. Puede que no sea muy divertido, pero considere cuánto menos esfuerzo sería: nada de autos costosos, ropa, maquillaje, peinados; no se invierte tiempo en tratar de encontrar una pareja atractiva, iniciar una conversación, pedir tímidamente una cita; sin pérdida de tiempo ni gastos en fechas; sin bravatas o acrobacias arriesgadas para impresionar a alguien; sin ansiedad ni horas dedicadas a preocuparse por el matrimonio, o planificar y llevar a cabo un matrimonio; no es necesario disponer de privacidad para el acoplamiento, la lista puede seguir y seguir. La reproducción sexual es una gran inversión.


2.33 Coevolución


Nuevamente, usando el argumento evolutivo, tal energía no se invierte a menos que haya una gran recompensa (biológica). Aquí, a diferencia del argumento anterior sobre la heterosis planteado anteriormente, hay una hipótesis lógica que puede probarse. Siguiendo el ejemplo de los experimentadores que reconocieron la influencia del parasitismo, a partir de la década de 1970 se desarrolló la idea de que el parasitismo era en sí mismo la base de la sexualidad. La lógica de la hipótesis es la situación en la que se encuentran el depredador y la presa. Esta situación se puede describir de la siguiente manera: si el depredador se vuelve demasiado eficiente, capturará a todas sus presas y finalmente morirá de hambre. Si la presa se vuelve demasiado buena para escapar del depredador, rápidamente se sobrecruzará y despojará a la tierra de toda comida, muriendo finalmente de hambre. Por tanto, ninguno de los dos puede llegar a ser demasiado bueno en lo que hace. Para la sexualidad, consideremos qué puede hacer la recombinación genética para los guppies: un pequeño pez tropical de América Central y del Sur. Viven en pequeños estanques, que a menudo contienen parásitos de peces. Supongamos que el parásito se vuelve muy bueno en lo que hace y ataca a todos los guppies del estanque. Todos se enferman gravemente o mueren, el parásito no tiene más huéspedes y todos pierden. Sin embargo, los parásitos suelen ser muy específicos en su elección de anfitriones. Una defensa que tiene el pez es que quizás exista una variación que, por una razón u otra, no sea muy atractiva para el parásito. 


Esta variante de guppy sobrevivirá y florecerá, mientras que sus hermanos y hermanas más susceptibles sufrirán el parásito. Al final, el estanque se llenará de peces resistentes. Sin embargo, el parásito ahora está en problemas, a menos que, por supuesto, también pueda generar variedades de parásitos. Una variedad puede atacar a la floreciente variedad de guppy. Así, eventualmente, el parásito regresa (evoluciona) para infestar este tipo de guppy. La principal defensa de la especie guppy es generar una variedad resistente a esta nueva variedad de parásito, y la ronda continúa. Los clones o líneas de raza pura no pueden generar fácilmente muchas variedades, pero las poblaciones heterocigotas pueden hacerlo mediante la mezcla sexual de genes. 


Por lo tanto, dice la lógica, la sexualidad proporciona el rango de variación necesario para mantener estas interacciones huésped-parásito. Esto sugiere un experimento: si liberamos guppies en estanques repletos de parásitos o libres de parásitos, ¿veremos una mayor cantidad de variaciones en el estanque con los parásitos? El experimento se realizó en Trinidad, donde los manantiales volcánicos han producido recientemente en la historia geológica estanques que aún no han sido alcanzados ni por guppy ni por parásitos. Los resultados fueron los previstos. Los peces prosperaron en estanques con parásitos solo cuando mantuvieron una gran variedad genética, sujetos en cualquier momento a una mezcla considerable. No fue posible evaluar la variabilidad genética del parásito; esto se asumió. Por lo tanto, el argumento es el siguiente para la población: si la población mantiene la variedad, tiene la capacidad de resistir invasiones de nuevos parásitos. Aunque la selección en el nivel minuto a minuto funciona en el individuo, en la escala más grande es la selección para la población altamente variable la que puede adaptarse a numerosos ataques de parásitos que cambian rápidamente, a diferencia de los genéticamente puros, no -población variable, eso cuenta. Quizás la población genéticamente pura puede hacerlo extremadamente bien en algunas circunstancias, pero es vulnerable a una destrucción masiva. Este es un gran problema para nuestra agricultura, en la que hemos buscado cepas específicas de alto rendimiento y las hemos cultivado en monocultivo. Una enfermedad epidémica puede acabar con todo el cultivo. Si hubiera muchas variedades de, por ejemplo, trigo o maíz, la población en su conjunto resistiría mucho mejor, pero entonces su rendimiento incluso en años buenos podría ser mucho menor que el del monocultivo. Intentamos sacar lo mejor de ambos mundos manteniendo en reserva variedades de semillas resistentes a diversas enfermedades, pero es difícil. Como nota final y una consideración para nuestra comprensión de la ciencia experimental, nos tomó mucho tiempo reconocer esta ventaja muy importante y, en última instancia, obvia de la reproducción sexual, precisamente porque, en el entorno de laboratorio, nos esforzamos por mantener los cultivos de animales más saludables. y por lo tanto intentar eliminar de nuestras culturas enfermedades parasitarias y de otro tipo.


Uno de los aspectos más peculiares e interesantes de la evolución es la adaptación de una especie a otra. Estas adaptaciones son tan comunes y tan obvias que a menudo se presentan como prueba de la sabiduría y el propósito del arquitecto. Ya hemos mencionado de pasada dos de estos emparejamientos que llamaron la atención de Darwin: la capacidad del cangrejo de los cocoteros para abrir cocos y la coadaptación de una flor de trompeta y una polilla de halcón. Hay muchas otras adaptaciones, algunas de las cuales pueden identificarse mediante una observación casual. En años posteriores, Darwin invirtió un esfuerzo considerable en un estudio de la variación extrema en las variedades de orquídeas, y señaló que muchas orquídeas se parecían mucho a los insectos hembras. Algunos fueron tan efectivos en este mimetismo que los machos intentaron copular con las flores, polinizándolas en el proceso. En un entorno más local, si vas a cualquier exhibición grande de flores al aire libre y miras de cerca, encontrarás insectos que percibes como avispas o avispones, pero que en una inspección más cercana resultan ser moscas inofensivas que simplemente parecen avispas. Si tiene un árbol de sasafrás cerca, es posible que observe algunas hojas enrolladas. Si desenrollas la hoja, de repente te saltará una gran cabeza verde con ojos amenazantes y una lengua naranja maloliente. Si no está demasiado asustado (se ha visto a los pájaros retroceder asustados), verá que solo es una oruga verde relativamente grande que finge ser una serpiente. La larva de la mariposa monarca se alimenta de algodoncillo e incorpora suficiente toxina para enfermar a un pájaro. Un pájaro que se come una de estas hermosas y vistosas mariposas no tocará a otra durante años, y hay una mariposa completamente inofensiva que se parece tanto a ella que los animales y los humanos generalmente no pueden notar la diferencia. Muchas especies de avispas u otras criaturas amenazadoras tienden a parecerse mucho. Incluso algunas polillas de halcón tienen un color corporal que las hace parecer avispas cuando se ciernen cerca de una flor. Todos estos son ejemplos de mimetismo aposemático, en el que una criatura inofensiva imita a otra más peligrosa y, por lo tanto, obtiene la protección de una identidad equivocada. Otros organismos cooperan en beneficio mutuo. Los líquenes, comunes en climas adversos, se conocen como especies individuales, pero son una combinación de un alga, que puede realizar la fotosíntesis y, por lo tanto, producir energía biológica, y un hongo, que proporciona una estructura estable de retención de agua en la que el alga puede sobrevivir. La planta de yuca, una suculenta grande y espectacular del desierto occidental, produce flores más duraderas que la mayoría de las plantas del desierto. La hembra de una especie de polilla recolecta deliberadamente polen de una planta, vuela a otra y empaqueta el polen en el pistilo (el órgano reproductor femenino) de la flor de la otra planta. Luego pone sus huevos en la flor. Las orugas eclosionan y comen algunas pero no todas las semillas, y el trato está completo: algunas semillas han sido fertilizadas y maduras, y la polilla también ha asegurado la supervivencia de la próxima generación. Algunos animales marinos son tóxicos porque permiten que las anémonas punzantes se adhieran a sus caparazones. Otros organismos usan el mimetismo y otras formas de adaptaciones para muchos propósitos. Los bastones y los insectos de las hojas se parecen mucho a las plantas en las que viven, al igual que muchos otros animales. Un rape luce un apéndice parecido a una sonda que se parece mucho a un pez pequeño, inocente pero sabroso, que cuelga directamente sobre su boca grande pero por lo demás discreta. Para muchos insectos residentes de plantas frutales, la fruta es amarga y desagradable o incluso venenosa (como la solanácea o el tomate) hasta que está madura, después de lo cual se vuelve de color y se vuelve dulce. Incluso entonces, la semilla es indigerible o desagradable de modo que se escupe o, mejor aún, se pasa intacta a través del tracto digestivo para depositarse en una pequeña pila de fertilizante. La hiedra venenosa, adherida a los troncos de los árboles, se vuelve de un rojo espectacular justo cuando maduran sus bayas, atrayendo la atención de las aves migratorias, que consumen ansiosamente las bayas ricas en energía, mientras escupen o excretan las semillas desagradables. Todos estos ejemplos describen una forma de cooperación entre dos o más especies completamente no relacionadas, pero se clasifican en diferentes categorías. En algunos casos, dos especies cooperan para proporcionar una garantía eficiente de supervivencia o reproducción para ambas especies. Muchos tipos de organismos se esconden imitando plantas, animales u objetos en su entorno. En otros casos, una especie encuentra protección en su parecido con una especie nociva no relacionada. Las especies venenosas o peligrosas con frecuencia son bastante llamativas (REALMENTE quieren que se difunda su mensaje de "no te metas conmigo") y, a menudo, se parecen, de modo que un depredador potencial solo necesita aprender una vez que un patrón llamativo en particular significa peligro. Podemos clasificar las formas de cooperación en diferentes grupos. El mutualismo describe la situación general en la que dos especies no relacionadas residen juntas en un arreglo cooperativo. El mutualismo puede abarcar situaciones desde las más casuales hasta las más íntimas. Por ejemplo, los peces lechón o las rémoras se adhieren a los cuerpos de los tiburones, comen restos que estos comedores bastante desordenados dejan caer, y convenientemente para estos eliminan los parásitos de las branquias de los tiburones. En este caso, ambos viven libremente pero se benefician del acuerdo cooperativo. Lo mismo ocurre con los tordos que merodean y se sientan sobre el ganado, comiendo las moscas parásitas que continuamente atacan al ganado. Pero el mutualismo puede ir más allá, involucrando a dos especies que no pueden sobrevivir una sin la otra, como los líquenes o los protozoos que digieren la madera que viven en el estómago de las termitas. Se demuestra fácilmente que muchos roedores obtienen muchas de sus vitaminas de las bacterias que residen en sus intestinos y morirán si los antibióticos destruyen las bacterias. 


Los seres humanos también obtienen muchos nutrientes de las bacterias en sus intestinos, y el ganado (rumiantes o animales que "rumian") puede vivir solo con pasto porque las bacterias descomponen toda la celulosa y la convierten en azúcar. El bolo alimenticio es una masa de hierba y bacterias, retenida en una especie de pre-estómago, que el ganado puede traer de vuelta y volver a masticar, descomponiéndola físicamente para que las bacterias puedan llegar a ella. Algunos protozoos se benefician de bacterias comensales que respiran o fotosintetizan, y hoy creemos que las mitocondrias y los cloroplastos son los descendientes evolutivos de una disposición originalmente comensal. Sin embargo, las mitocondrias y los cloroplastos ya no pueden vivir de forma independiente. Las modificaciones de la forma y el color del cuerpo suelen ser formas de mimetismo, pero el mimetismo puede ser directo, protector, camuflaje o aposemático. Una especie utiliza el mimetismo directo para engañar a otra, al igual que la orquídea para imitar a un insecto. El mimetismo protector o de camuflaje tiene el propósito obvio de hacer potencial presa animales menos visibles para los depredadores y puede funcionar muy bien. La piel no solo tiene el color y las protuberancias del entorno, es muy importante que el contorno de los ojos, que tienen una forma similar entre todos los vertebrados, y el contorno del cuerpo sean menos fáciles de discernir. Por tanto, las marcas y las protuberancias tienen el efecto de confundir la discriminación general de la forma. Incluso los colores brillantes pueden funcionar con este efecto. Los brillantes colores azules reflectantes de la mariposa morpho, por ejemplo, son muy confusos en su entorno nativo. La luz en una selva tropical es tenue y moteada, interrumpida por rayos de luz brillante. La parte inferior de las alas de la mariposa es marrón y moteada, como los troncos y el suelo del bosque. Cuando vuela, abre brevemente sus alas, y uno ve un destello brillante de luz azul, luego cierra sus alas y astas, volviéndose casi invisible. De repente aparece un nuevo destello de luz en otra parte. Es casi imposible seguir el vuelo de la mariposa. De una manera menos espectacular, las polillas subalares, muy comunes, realizan el mismo truco. Sus alas superiores son bastante crípticas y sus alas inferiores son de color rojo brillante o amarillo y negro. Un depredador persigue a esta polilla comestible de colores brillantes, pero tan pronto como la polilla aterriza, cubre sus alas traseras, y la polilla que perseguía el depredador se ha desvanecido. Por último, las criaturas peligrosas aprovechan la ventaja real para hacer alarde de su amenaza al tener una coloración aposemática o de advertencia, bien entendida por la mayoría de los depredadores, y muchos animales se benefician fingiendo que ellos también son peligrosos. En un momento en que se consideraba que el metro de Nueva York era peligroso, una defensa que se consideraba razonablemente eficaz era mantener una postura y una expresión facial que comunicaran: "Podría ser un policía encubierto y estar armado". Esto es un mimetismo aposemático. Estos tipos de interrelaciones sirven para muchos propósitos, pero todos abordan esencialmente el mismo problema. Una forma de asegurar un nicho es desarrollar una relación con otro organismo, de manera que ambas especies se benefician y ninguna es destruida por la otra. Esta relación puede resultar en una reducción considerable del costo de vida, como en la situación del liquen. El alga necesitaría construir paredes celulares elaboradas u otros medios para retener o atrapar agua en un ambiente de sequedad severa, pero el hongo ya tiene esa capacidad y puede proteger el alga, mientras que el alga puede atrapar la luz solar para producir productos digeribles que el hongo puede utilizar. Por asombrosamente elaboradas que sean estas relaciones, se supone que han evolucionado mediante la selección continua de una interacción o semejanza inicialmente incidental. Un ejemplo sería el parecido de la mariposa virrey con la monarca. Estrictamente hablando, esto no es mutualismo, ya que el monarca no se beneficia de la relación. Más bien, es comensal, lo que significa que solo se beneficia uno de los socios. Los parientes más cercanos del virrey no se parecen a las monarcas, aparte de la estructura general de las alas de las mariposas y el diseño básico de los patrones de las alas de las mariposas. Los parientes son mariposas de color negro violáceo. Uno puede imaginar una situación pasada en la que entre los antepasados ??del virrey había individuos con variaciones en el color. Algunos tenían una mutación de modo que el color negro violáceo no era tan intenso y era un poco más rojo. Los insectos, por lo que sabemos, ven el rojo como el negro, pero pueden distinguir los colores un poco en el ultravioleta, por lo que los colores que vemos pueden haber sido más o menos obvios para los insectos o pájaros depredadores. Todo lo que necesitamos es que la variante genere suficientes dudas en la mente de un pájaro o un insecto depredador que vacila y abandona la persecución un pequeño porcentaje de las veces. La selección favorecerá a la variante y, en generaciones futuras, la selección continuará, favoreciendo siempre la variante que es más difícil de distinguir de la monarca tóxica. Hoy en día, un entomólogo experto puede distinguir fácilmente los dos. El virrey es más pequeño, tiene una raya extra delgada en sus alas traseras y se desliza con las alas planas en lugar de en una V ancha como lo hace la monarca. Por otro lado, si fuera a tomar rápidamente una fruta o un sándwich de la fila de la cafetería, y una de las frutas o sándwiches se viera descolorida, potencialmente estropeada y capaz de enfermarlo, ¿qué haría? 


En última instancia, en muchas situaciones, la ventaja para ambos lados es tal que la selección de ambos se mueve hacia el mismo objetivo. Por ejemplo, aunque la yuca pierde muchas semillas por las orugas de la polilla de la yuca, la polinización garantizada de algunas asegura una reproducción más exitosa que la atracción aleatoria de insectos polinizadores en una situación desértica en la que el agua perdida por las flores es muy costosa para la planta. Esta forma de selección funciona tan bien que, en general, se considera que los organismos patógenos más virulentos son aquellos que sólo recientemente han comenzado a atacar a sus huéspedes. Muchos organismos que causan una enfermedad grave en un huésped producen síntomas extremadamente leves o nulos en otros huéspedes. En estos casos, a menudo se puede demostrar mediante la secuenciación del ADN que el huésped con la forma más leve de la enfermedad es el huésped original. Una bacteria o virus que mata rápidamente a su anfitrión no solo ha perdido su recurso, sino que puede que no tenga los medios para encontrar un nuevo anfitrión. Un medio mucho mejor, aunque menos dramático, de supervivencia sería simplemente seguir el camino, sin debilitar al anfitrión de ninguna manera y, si es posible, apoyando la supervivencia del anfitrión. Así, tanto el parásito como el huésped evolucionan hacia una forma de interacción menos nociva. 

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