viernes, 18 de diciembre de 2015

Simetrías

Al observar la morfología de los seres vivos encontramos regularidades, simetrías y repeticiones por doquier.
 Gran parte de los seres vivos tienen simetría bilateral (los lados izquierdo y derecho son iguales), también existen muchos animales formados por segmentos que se repiten a lo largo de su estructura (por ejemplo, los artrópodos, el filo más grande del reino animal), e incluso, otros, con una impresionante simetría radial (una estructura se repite girando en torno a un eje). 
La regularidad es tal que un criterio para encontrar vida en un planeta remoto es encontrar estas simetrías o repeticiones. ¿Por qué? ¿Por qué los seres vivos no somos más irregulares?
La respuesta consiste en economizar. En una naturaleza en competencia los recursos suelen ser escasos, por lo que la selección natural premiará los sistemas de almacenamiento de información más económicos, aquellos que transmitan la mayor cantidad de información con los mínimos medios. 
Estoy seguro que, en los albores de la vida, diversos modelos de almacenamiento de información compitieron en función de su eficiencia.
 El modelo actual de ADN tuvo que ser el vencedor, si bien dista mucho de ser perfecto.
Generar un organismo irregular requiere mucha más información que generar uno más repetitivo. Pensemos que en un ser irregular, cada parte diferente de las otras requiere una nueva serie de instrucciones para su creación, mientras que cuantas más repeticiones tenga, menos instrucciones harán falta.
 En el caso de la simetría bilateral nos ahorramos, nada más y nada menos, que la mitad de las instrucciones. Creamos un lado y, simplemente, decimos: “Ahora repite lo mismo en el otro”. 
Desde una perspectiva mutacional, la simetría bilateral tiene otra gran ventaja. 
Si tenemos un insecto al que una mutación le otorga una nueva pata en uno de sus lados, si la misma mutación no le crea otra igual en el otro lado, el insecto debería esperar quién sabe cuánto tiempo biológico hasta tener una nueva mutación que cree una nueva pata en el lugar requerido.
 La simetría bilateral suele ir acompañada del hecho de que ciertas mutaciones afectan por igual a ambos lados: una mutación que haga aparecer dos nuevas patas y no solo una (lo que Dawkins llamará una “embriología caleidoscópica”) será mucho más beneficiosa para su portador. Esto ocurre, de forma muy ilustrativa, en los organismos segmentados: es muy económico repetir una y otra vez la misma instrucción y muy útil que una misma mutación pueda afectar por igual a muchas partes del animal. Es una idea sumamente interesante.
 Si, para que una mutación tenga un efecto de largo alcance, tiene que darse en fase embrionaria, una gran estrategia evolutiva consistirá en tener un desarrollo embrionario que prevea que si se van a dar mutaciones, éstas tengan el mejor efecto posible. Que las mutaciones tengan efectos bilaterales o que se repitan en muchos segmentos es un claro ejemplo de embriologías que “se llevan mejor con las mutaciones” que otras.
 Estamos hablando de metaevolución, de controlar los mismos mecanismos evolutivos. Igual que ahora tenemos ingeniería genética, mucho antes que nosotros ya había métodos para intervenir en el proceso evolutivo. 
La evolucionabilidad evoluciona.
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Pero, si la selección natural ha premiado diseños bilaterales, ¿por qué no ha premiado la simetría dorso-ventral (ser iguales por arriba y por abajo?
 ¿No seguiríamos ahorrando instrucciones? Tal simetría se da, por ejemplo, en organismos que viven en medios acuáticos (un atún tiene más simetría dorso-ventral que un caballo), pero en los organismos terrestres no.
 La razón está en que vivimos en un planeta con un suelo plano que nos atrae mediante la fuerza de la gravedad. 
Si vives en el suelo, tienes que adaptarte al suelo. 
Una babosa o un caracol son un ejemplo muy claro: por debajo son planos ya que se arrastran, mientras que por arriba no es nada útil ser también plano. 
Además, si tienes que desplazarte pronto desarrollarás sistemas de locomoción que se localizarán en tu parte ventral, siendo absurdo que lo hagan también en la dorsal (si eres un caballo, no tiene sentido tener patas en tu espalda).
 Pero si eres un organismo que, simplemente, flota en un medio líquido (una bacteria, por ejemplo) y no tienes sistema de locomoción autónomo, no hace falta que rompas tu simetría (por eso las bacterias son, en muchos casos, simples formas redondeadas: cocos o bacilos).
¿Y qué pasa con la simetría anteroposterior (ser iguales por delante y por detrás)? ¿Por qué no es demasiado exitosa en la mayoría de los animales? Porque éstos pronto desarrollaron sistemas perceptivos. 
Si aprendes a moverte parece muy útil saber a dónde vas, por lo que obtener información sensorial de tu entorno parece esencial. 
Siempre que te muevas lo harás en una única dirección, por lo que es conveniente que tu aparato perceptivo esté en la parte anterior de tu organismo si te mueves hacia delante (de poco vale tener ojos en el trasero). Hay que alinear tu visión con tu movimiento. Por eso la mayoría de los animales tienen sus ojos o sus antenas delante y no detrás ni en cualquier otro lado, rompiendo así su simetría anteroposterior. 
Y por esa misma razón el núcleo de sus sistemas nerviosos también suele estar delante. 
Si lo que hace principalmente tu cerebro es procesar información sensorial, lo lógico es que esté lo más cerca posible de tus principales órganos perceptivos.
El premio a la economía informacional se lo llevan, con mucho, los radiolarios. Son un grupo de protozoos cuyas estructuras representan una intrincada red de simetrías sorprendentes, tanto por su complejidad como por su belleza.
 Ernst Haeckel, el Huxley alemán, nos regaló unas hermosas ilustraciones de estos seres. Por su semejanza estructural con los cristales y sus esqueletos silíceos, Haeckel pensaba erróneamente que procedían directamente de los minerales, siendo un ejemplo de paso de la vida inorgánica a la orgánica. 
Nada más lejos de la realidad aunque su aspecto así lo sugiera.
Haeckel_Acanthophracta

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