por John Hewitt, 2 de enero de 2014
En 2002, el Secretario de Defensa Donald Rumsfeld hizo aquellas famosas declaraciones sobre las armas de destrucción masiva, de si había pruebas de su existencia o se carecía de ellas: “Como sabemos, hay cosas conocidas conocidas. Hay cosas que sabemos que sabemos. También hay desconocidos conocidos. Es decir, cosas que sabemos que no sabemos”. En el caso que nos ocupa, las ideas evolucionistas de Darwin, la Biología evolutiva ha generado cantidad ingente de ideas que pertenecen a la misma categoría que lo expresado por Rumsfeld.
Los mecanismos que generan la vida, y que la siguen remodelando, son todavía desconocidos, algo que todavía estamos lejos de comprender. El mismo concepto de mutación genética aleatoria se enfrenta a una intrincada barrera para la comprensión de la variación en el mundo natural. Para tratar de superar estos impedimentos, los científicos han regresado a las ideas de Lamarck. Uno de los últimos artículos que se acaba de publicar sobre este asunto ha aparecido en el servidor arxiv y su autor es el neurocirujano de Harvard Ziv Williams.
Los resultados de Ziv se obtuvieron a partir de la experimentación con moscas y siguen la estela de los resultados obtenidos con el murino (un ratón) sobre la herencia de los miedos ancestrales. Este último estudio ha permitido que sean posibles los experimentos científicos en este terreno. Es la demostración de que no sólo hay un mecanismo específico de transmisión a través de los espermatozoides de los rasgos adquiridos por el padre, sino también de una modificación precisa de los circuitos neuronales. El estudio ha puesto el listón muy alto sobre los límites de lo que se puede probar y también de lo que la comunidad en general puede aceptar.
En los ratones es posible aislar el mecanismo de transmisión de una experiencia en particular en el esperma del padre realizando una inseminación in vitro. Sin embargo, esto no resulta tan sencillo en las moscas, pero tiene la ventaja de que se puede trabajar con un gran número de moscas. Este factor es muy importante para discernir los complejos, y a menudo débiles, efectos. El principio de que la información de carácter hereditario sólo se mueve desde los genes a las células y no en sentido contrario es lo que se conoce como la barrera de Weismann. Se espera que cualquier disfunción en este diodo evolutivo ( tal como una retroalimentación de las células somáticas a las células germinales) sería muy débil, ya que el ancho de banda para la transmisión de las experiencias a las células germinales sería, a simple vista, muy limitado.
Hay que señalar que muchas de las terapias genéticas que se utilizan hoy en día están basadas en el tratamiento de las células somáticas. Si los cambios hereditarios en el genoma se pueden introducir a través de los resquicios existentes en la barrera de Weismann, como muchos expertos creen que existen, será algo sobre lo que queramos saber más. Si observamos las plantas, veremos que cambios genéticos en las líneas germinales se pueden producir como consecuencia de cambios genéticos en las líneas somáticas. Los linajes de células somáticas ( meristemas vegetativos) pueden haber acumulado gran cantidad de mutaciones sometidas a la selección natural desde la germinación de la semilla.
Los neurobiólogos están más interesados en aquellas habilidades que se puedan heredar o experiencias que se puedan transferir a las líneas germinales, quizás casi al instante. En muchas especies, los espermatozoides se producen con mucha rapidez y se transforman a diario. En sus experimentos con las moscas. Ziv emparejó dos estímulos diferentes , uno aversivo y otro apetecible, y las entrenó durante unos días para realizar las asociaciones adecuadas.
El estímulo aversivo era producido por una rejilla de cobre electrificada, lo cual debía de ser bastante desagradable, sin que llegase a ser letal, pero lo suficientemente intenso para que se produjese una interacción y aprendizaje. Una descarga eléctrica quizás no sea el estímulo más limpio (de hecho ya sabemos por los experimentos de Miller y Urey que electricidad de un cierto voltaje puede producir aminoácidos a partir de ciertos gases), pero es adecuada para dejar un efecto perdurable. El estímulo apetecible era algo muy agradable: harina de maíz y azúcar. Si bien lo contrario de una descarga eléctrica no sea un bocado de azúcar, sí que supone un considerable contraste.
Si los mecanismos precisos de la herencia se pueden atribuir a los detalles específicos de un estímulo, los detalles particulares de los olores (3-octanol (OCT) o 4-Methylcyclohexanol (MCH)) son importantes en estos estudios. En otros experimentos, como el realizado en los ratones, se utilizó acetofenona, porque ya se conoce algo sobre los receptores y los circuitos implicados en su detección. Usando una configuración de un laberinto en T, Ziv fue capaz demostrar que después de que los padres dominaban ya la asociación de olores con el estímulo bueno y malo, la descendencia de moscas también mostró sensibilidad hacia esos estímulos. Sin embargo, por alguna razón el efecto sólo fue fuerte en el caso del MCH y su correspondiente estímulo aversivo. No sólo eso, sino que la respuesta a MCH fue la contraria a la que los padres habían aprendido: la descendencia se dirigía hacia MCH en lugar de evitarlo.
Ziv sugiere que se heredó la sensibilidad hacia el MCH, pero no la respuesta esperada, evitarlo. Por lo tanto, no se heredarían los cambios realizados en los circuitos neuronales. Esto puede ser una conclusión certera, pues no podemos ir mucho más allá en obtener conclusiones más tajantes. Ziv, como otros investigadores de la herencia lamarckiana, realiza un estudio con los mismos márgenes de error que otras investigaciones científicas publicadas. Sin consideramos el valor nominal de una de ellas, estamos considerando a todas.
Los científicos están tratando de buscar aquellas experiencias específicas que se puedan heredar y que de una forma rápida se inserten en el animal, para luego medir los efectos. Para investigar más profundamente estos fenómenos del comportamiento, Ziv sugiere que los procesos olfativos podrían delimitarse en diferentes etapas en los adultos. Al contrario, una de las formas de conseguirlo sería modificando los caminos específicos usando transgenes dominantes sensibles a la temperatura, como por ejemplo UAS-Shi.
Por último, los científicos quieren avanzar más allá de los efectos pasajeros y explorar la transmisión hereditaria de características físicas, como los cuellos más largos de la jirafas o las manos más grandes de los hijos de los agricultores. Los críticos podrían argumentar que cualquier resultado significativo que se pudiera obtener no sería otra cosa que descubrir vías genéticas anteriores ya incorporadas en el organismo. Nos encontramos con el mismo cuello de botella al que acuden los neurobiólogos sensoriales para explicar la interpretación de la gran cantidad de información de un estímulo visual que pasa a través de la retina, y se dirige hacia el nervio óptico. Sin embargo, si consideramos la retina entera, o el cuerpo entero, como un volumen computacional molecular y a escala más pequeña, antes que considerar solamente los canales restrictivos de la membrana, entonces estaríamos ante otras vías de explicación.
Más información: arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1312/1312.7331.pdf
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Procedencia: http://phys.org/news/2014-01-boundaries-evolutionary-science.html
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