Los humanos estamos creando una forma de “selección antinatural”

Pero como los humanos ahora dominan casi todos los entornos de la Tierra de una forma u otra, un nuevo factor ha entrado en la ecuación evolutiva: nosotros. Los humanos han dado forma a los cuerpos de otras criaturas al menos desde que los perros fueron domesticados hace unos 30.000 años. La urbanización es uno de los factores que pone presión sobre la evolución. Pero la combinación de agricultura industrializada, especies introducidas, urbanización, contaminación y cambio climático está creando presiones selectivas sin precedentes. Nos hemos convertido en la mayor fuerza evolutiva del mundo. El tiempo evolutivo, al menos para organismos más grandes y complejos, puede ser lento.

Esto hace que muchos animales sean incapaces de adaptarse lo suficientemente rápido para hacer frente a un planeta dominado por humanos, con una extinción actualmente hasta 1000 veces mayor que la tasa a la que se podría esperar que desaparezcan las especies sin la interferencia humana. Pero también es posible un cambio rápido, a través de una plasticidad genómica incorporada que permite a los animales individuales aprovechar una variedad de planes corporales y comportamientos que mejor se adaptan a las nuevas oportunidades y presiones.

El ejemplo de la polilla

Quizás el ejemplo más famoso sea la polilla moteada, que cambió de una coloración blanca moteada a negra en respuesta al hollín y la contaminación del aire que salían de las chimeneas de la Revolución Industrial en Gran Bretaña. Investigadores de la Universidad de Liverpool identificaron la mutación genética que causó el cambio de color y calcularon cuándo pudo haber ocurrido: 1819.

La polilla moteada cambió de una coloración blanca moteada a negra en respuesta al hollín y la contaminación del aire que salían de las chimeneas de la Revolución Industrial en Gran Bretaña.

El cambio de color de la polilla moteada fue observado por primera vez en 1878 por un coleccionista de mariposas que compartió su hallazgo con Charles Darwin.El gran hombre parece haber ignorado el descubrimiento, aunque más tarde otros lo sugirieron como prueba de sus ideas sobre la selección natural.El "melanismo industrial" de la polilla moteada fue, sin embargo, un ejemplo de selección antinatural. Y fue solo el comienzo. Se han observado cambios de rasgos inducidos por humanos en animales en todos los continentes excepto en Antártica.

Cambios por todas partes

Hoy en día, las abejas obreras en colmenas industriales, transportadas de granja en granja a través de EE.UU. en convoyes de camiones, son un tercio más grandes que sus primas salvajes y más dóciles.En los últimos 100 años, los pájaros cantores de América del Norte han modificado la forma de sus alas para hacer frente a los hábitats fragmentados por la deforestación. Bajo la presión de la caza furtiva, los elefantes de Zambia nacen sin colmillos.Una especie de mosquito ha evolucionado para vivir solo en los túneles del metro de Londres y ha perdido la capacidad de reproducirse con sus primos que viven en la superficie.

Se ha observado un declive similar en la diversidad genética en mosquitos en los sistemas de metro de New York y Chicago. El cambio climático ha obligado a muchas aves migratorias a cambiar sus rutas.

Las currucas capirotadas han cambiado sus rutas de migración de la Península Ibérica a Reino Unido a medida que el cambio climático amplía su área de distribución.

"Nunca ha habido otra especie que haya cambiado tan rápidamente el curso de la evolución", dice Sarah Otto, bióloga evolutiva de la Universidad de Columbia Británica. "¡Darwin se sorprendería!"

No podemos saber siempre qué causa un cambio en particular, dice Otto, ya sea la plasticidad en acción o el comienzo de la cladogénesis, donde se forman distintas subpoblaciones.

Pero hay suficientes ejemplos en los que está involucrado el cambio genético para saber que está sucediendo algo más profundo."Los cisnes que evitan las ciudades tienen una diferencia genética con respecto a los que toleran a los humanos", dice ella. Y señala que la diferencia entre las currucas capirotadas que migran a Reino Unido y las aves que todavía migran a Iberia es "muy claramente genética".

Un estudio encontró que la masa de plástico ahora es mayor que toda la biomasa viva."Los jóvenes llevan esta diferencia", dice ella. Cambios como este son los primeros pasos para el surgimiento de una nueva especie". "Los mosquitos del metro de Londres son un ejemplo en el que podríamos estar formando un nuevo nicho y creando nuevas oportunidades para la especiación", añade Otto.

Le pregunté si estamos reduciendo las oportunidades para que las especies evolucionen al interactuar con sus entornos: el 36% de la superficie terrestre del planeta se dedica a la agricultura, mientras que los entornos urbanos de todo el mundo se parecen cada vez más entre sí.
 

Cortesía

"La naturaleza ha encontrado solo un método para organizar la materia viva", declara Rossum, el científico en cuestión.

Las motas naranjas que rebotan podrían se palomitas de maíz (pochoclos, cabritas o crispetas son algunos de sus muchos nombres en español) que bailan en un plato caliente.

Pero hay algo extraño en la forma en que se mueven. Los granos individuales giran en círculos cerrados. Las parejas bailan un lento pas de deux. Un grupo hace una rotación completa en el sentido contrario a las agujas del reloj antes de dispersarse. Cada colisión desencadena un nuevo movimiento.

Lo que parecen granos individuales en este breve video son, de hecho, un enjambre de "xenobots" microscópicos: pequeños robots vivos, ensamblados a partir de células de rana.

Si bien los robots vivos pueden parecer un concepto extraño, de hecho, los primeros robots estaban hechos de carne, no de metal.

La palabra fue acuñada en 1921, en una obra de teatro del dramaturgo checo Karel Ĉapek.

R.U.R. (Robots Universales Rossum) fue un experimento mental del estilo del Frankenstein de Mary Shelley, sobre el deseo de un científico de crear personas artificiales.

"La naturaleza ha encontrado solo un método para organizar la materia viva", declara Rossum, el científico en cuestión.

"Hay, sin embargo, otro método, más simple, flexible y rápido que aún no se le ha ocurrido a la naturaleza".



Los primeros robots estaban hechos de carne, no de metal. En el siglo siguiente, sin embargo, los robots se desarrollaron como cosas de acero y alambre, en lugar de tejido vivo.

"Imagínalo sentado mirando un tubo de ensayo y pensando cómo todo el árbol de la vida crecería de él", dice otro personaje.

En el siglo siguiente, sin embargo, los robots se desarrollaron como cosas de acero y alambre, en lugar de tejido vivo.

"La ingeniería se movió más rápido que la biología", dice Douglas Blackiston, biólogo de la Universidad de Tufts, en Estados Unidos.

Pero la biología se está poniendo al día rápidamente. Blackiston forma parte de un equipo de científicos que diseña "xenobots": diminutos robots vivientes, minuciosamente construidos a partir de tejido obtenido de Xenopus laevis, la rana con garras africana.

Flexibilidad
Los primeros xenobots se dieron a conocer al mundo a principios de 2020: minúsculos cubos formados por células de la piel y propulsados ​​por dos piernas rechonchas hechas de músculo cardíaco.



Los robots vivientes creados por científicos de la Universidad de Tufts desarrollaron características corporales únicas, como cilios similares a pelos para ayudarlos a moverse (Crédito: Douglas Blackiston/Sam Kriegman)

 
Fueron diseñados por un algoritmo informático y construidos a mano por investigadores con el objetivo de hacer caminar a los xenobots.

Estos autómatas orgánicos también podrían trabajar juntos para mover partículas alrededor de su entorno y, a diferencia de los robots mecánicos, se curan a sí mismos cuando se lesionan.

Pero si la idea de los robots orgánicos no era lo suficientemente extraña, las cosas se pusieron realmente raras con la generación siguiente.

"Si tomo todas las partes de tu automóvil y las engancho al azar, uno esperaría que quede mal", dice Blackiston.

"Pero resulta que la biología tiene mucha más flexibilidad que eso". Los Xenobots 2.0 se formaron a partir de células madre extraídas de embriones de rana y se les permitió desarrollarse sin depender del algoritmo.

Independientemente, las células comenzaron a desarrollar planes corporales completamente nuevos.

Cilios móviles parecidos a cabellos crecían por toda su superficie, una característica que generalmente se encuentra en los pulmones, pero estos cilios eran como extremidades, agitándose rápidamente para permitir que el xenobot nadase en su entorno.

En este video, un xenobot navega por un laberinto en forma de pretzel sin tocar los lados.

En lugar de construir un renacuajo, las células madre respondieron a las condiciones únicas del entorno del laboratorio para construir cuerpos totalmente diferentes a sus orígenes anfibios.

Se autoensamblaron espontáneamente, saltando (por así decirlo) la evolución.

Con ayuda de IA
Buscando una manera de mejorar aún más el rendimiento de los xenobots, Blackiston y su equipo le pidieron a la inteligencia artificial (IA) que presentara un diseño mejorado.

El modelo de IA produjo xenobots con forma de Pacman con muescas que parecen bocas.

El tiempo evolutivo, al menos para organismos más grandes y complejos, puede ser lento.

Esta tercera generación tuvo una sorpresa más: al reunir cientos de células madre en sus "bocas" pudieron moldear nuevos xenobots (como se muestra en la imagen en la parte superior de esta página).

En otras palabras, habían desarrollado una forma completamente nueva de reproducirse, diferente a todo lo visto en otras partes de la naturaleza.

Las generaciones futuras podrían desarrollarse diseñando los entornos con los que interactúan.

"Ahora que estamos entendiendo las entradas del sistema", dice Blackiston, "estamos analizando cómo podemos hacer que el entorno ayude a dar forma a los diseños: señales químicas, entornos pegajosos, compresión, etc.".

Los xenobots son "un organismo imperfecto", dice. Aunque cumplen con la mayoría de los criterios de los sistemas vivos, su reproducción implica hacer "autocopias funcionales": ensamblar nuevas versiones que se vean y se comporten de la misma manera pero que no sean idénticas. Aún así, la creación de xenobots podría considerarse un microcosmos de algo que sucede mucho más ampliamente en todo el mundo a medida que los organismos responden creativamente a las presiones que les imponemos.

El impacto humano

Todos los seres vivos están en constante negociación con su entorno y es esta interacción la que impulsa la evolución.