NeoFronteras

Competición y evolución

Área: Biología — jueves, 23 de junio de 2011

En un estudio de laboratorio con microorganismos logran demostrar la hipótesis de Darwin según la cual las especies más emparentadas compiten más entre ellas.

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Paramecios. Fuente: Lin Jiang.

La competitividad entre especies puede ser feroz, sobre todo si dos especies compiten por la misma fuente de alimentos y el mismo espacio. Si dos especies se enfrentan bajo esas circunstancias una de las dos está condenada a la extinción. Al menos eso es lo que dice la teoría evolutiva tradicional introducida por Charles Darwin en el siglo XIX. Según Darwin, cuanto más emparentadas estén dos especies más competirán entre ellas. Después de todo, las especies más emparentadas son más propensas a depender del mismo hábitat y comida, por lo que compiten por los mismos recursos.
En un ecosistema grande hay muchos factores que nos pueden confundir y el trabajo de campo puede verse confundido por muchos factores. Dos especies pueden estar emparentadas, pero están rodeadas de muchas otras que coexisten con ellas. Así por ejemplo, un depredador puede entrar en la relación y eliminar a una de las especies de la ecuación. Así que cuanto más simple y pequeño es un ecosistema mejor es a la hora de estudiar estos aspectos.
No es fácil demostrar los distintos aspectos de las teorías que tratan de explicar el hecho evolutivo. Las generaciones se suceden demasiado lentamente y no podemos ver cómo se comporta la evolución a no se que esperemos mucho tiempo. Pero los microorganismos pueden servirnos de ayuda ya que producen una nueva generación cada poco tiempo. Basta ponerlos sobre unas placas de Petri y ver qué pasa sin que nos muramos de viejos.
Ahora, Lin Jiang, del Instituto Tecnológico de Georgia en Atlanta ha realizado un experimento de este tipo para comprobar si la hipótesis de Darwin sobre la competitividad entre especies emparentadas es cierta. Como ecosistema sencillo escogió precisamente cultivos de microorganismos sencillos, concretamente protozoos entre los que había paramecios. Estos microorganismos viven de forma natural en las aguas estancadas y se alimentan de bacterias.
Jiang y sus colaboradores escogieron 10 especies distintas de protistas, algunas estaban emparentadas entre sí estrechamente, mientras que otras eran parientes lejanos. Las emparejaron en las 45 combinaciones posibles y se les puso en sus respectivos contenedores con agua y nutrientes. A estos ecosistemas artificiales se les suele llamar microcosmos.
Después estudiaron durante 10 semanas estos cultivos, tomando muestras de cada uno de los contenedores cada semana.
En ese tiempo fueron analizando la relación entre las poblaciones de las dos especies de cada caso para ver si había un dominio de una especie sobre la otra. Resultó que al final del experimento la mitad de los microcosmos contenían sólo una especie de protista.
El análisis comparativo entre el resultado y lo predicho por la teoría evolutiva según el grado de parentesco dio como resultado un fuerte apoyo a la hipótesis de Darwin. Cuanto más emparentadas estaban las dos especies más fácil que al final sólo quedara una de ellas. Cuanto más alejadas estaban desde el punto de vista genético más fácil que se mantuvieran poblaciones estables de ambas especies.
Aunque los ecólogos se han basado durante 150 años en esta hipótesis, hasta ahora no se había comprobado experimentalmente de esta manera. El estudio de Jiang es el primero en ponerla a prueba de un modo controlado en el laboratorio.
El trabajo además puede ayudar de un modo práctico. Comprender el modo en el que las especies compiten entre sí es importante a la hora de aprender a restaurar hábitats, evitar las especies invasoras, mantener los ecosistemas naturales y aumentar la diversidad de los organismos que viven en ellos.
La pregunta es si esto se puede mantener en otros grupos de organismos distintos a los microbios. Eso es algo que habrá que comprobar, pero probablemente se mantenga la hipótesis de Darwin.

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Fuentes y referencias:
Noticia en Science.
Artículo original (en abierto).

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14 Comentarios

  1. pvl:

    Un par de comentarios:
    1º El que la biología pueda simular experimentalmente y comprobar empírica y objetivamente la validez de sus enunciados (en este caso ni más ni menos que una de las predicciones de Darwin) me parece un hecho muy importante tanto para el rigor de la propia disciplina científica como para acallar para siempre los que critican (incluso desde posiciones científicas) el Darwinismo como una teoría no falsable: si ese resultado no es falsable entonces que venga Dios y lo vea.
    2º ¿La extinción de los neandertales pudo ser debida al mismo principio darwinista de competencia entre dos especies estrechamente emparentadas?

  2. lluís:

    Estoy de acuero con pvl.Ese experimento me parece muy relevante a la hora de demostrar esa hipotesis Darwiniana.Puestos a hacer analogías, podríamos fijarnos en las llamadas “guerras civiles”, en las que en cierta manera se puede decir que se compite por los mismos recursos entre especies estrechamente emparentadas, en esos enfrentamientos la “competencia” acostumbra a ser feroz, por lo que reflejan los libros de historia.
    Y ya que pvl habla de “falsación”,no me acaba de convencer la idea de Popper sobre criterios de veracidad de una teoría,si la “falsabilidad” es de una observancia estricta, resultaría que todas las teorías falsas acabarían siendo ciertas.
    Saludos.

  3. NeoFronteras:

    La falsación quiere decir que una teoría puede someterse a una prueba o experimento (para ello debe proporcionar alguna predicción) en la que sea posible demostrar que es falsa, aunque el resultado pueda ser el contrario (lo que apoyaría la teoría temporalmente).
    Toda teoría científica, al ser un modelo cultural y no algo metafísico, es provisional y es válida mientras que no haya experimentos o medidas observacionales que digan lo contrario. Por tanto su validez depende básicamente de la gama de situaciones a la que pueda ser sometida sin que falle. Al final será sustituida o englobada por otra que amplíe esa gama experimental.
    Incluso se puede mantener una teoría que sea falsa si sólo la vamos a utilizar en determinado régimen de aplicabilidad. La Relatividad incluye la Mecánica newtoniana, pero un automóvil se construyen con la segunda, sino sería aún más caro. Eso sí, el GPS del mismo usa la Relatividad.
    Por tanto, toda teoría científica es provisional hasta que se encuentra otra mejor.
    Todo esto está muy claro, pero a veces los científicos se mueven por fronteras límites un tanto confusas. Pueden, por ejemplo, tratar de extrapolar las cosas que ya se saben a regímenes en los que todavía no (o nunca) se puede experimentar. Esto se da bastante en la parte más especulativa de la Física en donde habrá aspectos sobre los que nunca se podrá aplicar el método científico, como los universos paralelos y similares.
    La ciencia o el método científico no es omnipotente. Hay también límites temporales, económicos, energéticos, etc. que no podremos nunca superar para poder comprobar nuestras teorías.
    Luego hay muchos otros aspectos que nos dicen si una teoría es mejor o peor, independientemente de su falsabilidad, ya que podemos tener varias que predigan lo mismo.
    Una teoría debe ser sencilla y, aunque a veces no lo parezca, incluso las más difíciles de entender como la MC o la RG lo son. Debe además tener muy pocos parámetros libres, porque de otro modo podemos ajustarla a nuestra conveniencia y además su capacidad predictiva es escasa. Así, el Modelo Estándar de partículas elementales tiene demasiados parámetros libres. Las cuerdas son aún mucho peores en este aspecto (y los demás aspectos).
    También es de esperar que se pueda expresar matemáticamente, porque así se evitan las ambigüedades del lenguaje normal y se facilitan las medidas y experimentos.
    Curiosamente todos estos argumentos son filosóficos y no científicos, pues no hay manera de someterlos al método científico.

    En cuanto a la la Teoría Evolutiva no hace falta llegar al resultado relatado aquí para saber que es científica.
    Y una vez más, una cosa es la teoría (construcción intelectual que trata de explicar el mundo observable) y otra el hecho que trata de explicar. El hecho evolutivo existe al igual que existe la gravedad y otra cosa son las teorías que tratan de explicarlo.

  4. Miguel Angel:

    Carl Sagan decía que para hacer Ciencia había que mantener un delicado equlibrio entre escepticismo e imaginación: si nos quedamos solo con el escepticismo no avanzamos (y si solo usamos la imaginación no es Ciencia).

    Einstein apostaba por dejar volar la imaginación, cuestionando hechos y teorías, pero todo esto basándose en la enorme base matemática que le proporcionaron medio siglo antes matemáticos de la talla de Gauss o Rienmann.

    Feynmann también defendió la imaginación, aconsejaba a sus alumnos no dejarse llevar por convencionalismos.

    Saludos/abrazos.

  5. Miguel Angel:

    Perdón: Riemann, Feynman…¿tengo el dedo pegado a la “n”?

  6. Miguel Angel:

    Estimado pvl:

    Sobre la extinción de los neardentales, se ha postulado la competencia con el homo sapiens como posible factor determinante, pero no hay consenso al respecto. Sabemos que durante el periodo en que coexistieron ambas especies no eran infrecuentes las muertes violentas por enfrentamiento entre grupos (de la misma especie o no) y que tanto unos como otros practicaban el canibalismo, pero no sabemos si el factor principal fue la competencia con el homo sapiens o tuvo un papel mas decisivo la glaciación, que también estuvo a punto de acabar con los homo sapiens.

    Los resto fósiles hallados en los últimos años nos han mostreado a unos neandertales muchos mas parecidos a los homo sapiens de lo que se creía hace solo 30 años. Se ha postulado que solo una leve diferencia en la sofisticación pudo ser decisiva: los homo sapiens eran algo mas sofisticados, fabricaban adornos mas complejos. Sin embargo el cerebro mas grande lo tenían los neandertales…

  7. Miguel Angel:

    A Darwin hay que darle todo el mérito de haber descubierto el fenómeno de la evolución, pero su interpretación en lo referente al “determinismo evolutivo” podría ser errónea y peligrosa (se ha usado el argumento para justificar la supremacia de ciertas razas sobre otras) según algunos ciéntificos como Stephen Jay Gould o Mario Bunge.

    De hecho el propio Darwin no fué capaz de escaparse del todo a los prejucios de la época victoriana (describió a los indios patagones como salvajes desnudos y sin moral).

    De esto mismo se acusa a Dawkins, que además se autodeclara como escéptico cuándo sus teorías de memes y gen egoista no son falsables…cosas de la vida.

  8. Miguel Angel:

    …y lo mismo hay que aplicarles a los partidarios del “teismo evolutivo”, otra teoría no falsable, no puede ser nunca estrictamente Ciencia.

    Recientemente el que fué director del exitoso proyecto “Genoma Humano” Francis Collins se ha dedicado a meter la pata intentando esgrimir 2 pruebas sobre la existencia de Dios, una de las cuales era nada mas ni nada menos que el “argumento antropocéntrico”.

    Saludos/abrazos

  9. NeoFronteras:

    Estimado Miguel Ángel:
    Da la impresión de que mantiene conversaciones con sigo mismo moduladas por ciertos prejuicios.
    Ni Darwin era perfecto ni lo era Newton, que se dedicó a ahorcar falsificadores de moneda y que era una mala persona. Lavoisier terminó en la guillotina por su afán recaudatorio de impuestos. La ciencia era algo a lo que se podía dedicar porque no era un pobre muerto de hambre como la mayoría de sus congéneres y si encima los explotas puedes terminar mal en una revolución.
    Tampoco parecen buenas personas algún que otro premio Nobel alemán nazi que abogaba por la ciencia aria y, ¿cómo no?, el exterminio de judíos. Incluso Heisenberg participo, como jefe científico, en el proyecto de la bomba atómica alemana.
    La catadura moral, general o puntual, de un científico no tiene nada que ver con sus logros científicos, aunque nos gustaría que un gran hombre lo fuera en todos los aspecto, muchas veces no es así.
    Ni Darwin, ni Newton, ni Einstein ni cualquier otro científico acertaron siempre en todos los aspectos de sus teorías. Eran genios, pero humanos.
    Tampoco hay que confundir las opiniones de los científicos con su ciencia. Que Dawkins diga lo que diga sobre la religión no lo está haciendo en calidad de científico. Es su opinión, y es tan buena o tan mala como cualquier otra condicionada por la ideología.
    El concepto de meme sería más bien un hipótesis, más que una teoría. Y el concepto de “gen egoístas” es más que nada una interpretación que tiene cierta base experimental que otra cosa. El estudio genético de los insectos sociales apoya esta interpretación (y probablemente muchas otras). Si fuéramos tan estrictos con otros campos del saber sería un desastre. No habría, por ejemplo, Historia.

    Por último, ¿qué es el teísmo evolutivo? Si se refiere a que la teología ha ido evolucionando y cambiando sus dogmas a lo largo de los tiempo quizás tenga razón.

  10. Miguel Angel:

    Estimado Neo:

    Si pensase que estoy libre de caer en la extensa lista de prejuicios cognitivos no haría sino caer en otro (autoengaño).

    Lo que si lamento es si mi participación tiene la apariencia de una autocharla: si envio varios comentarios sobre el mismo tema es porque creo que son mas atractivos para leer. La disparidad de mis horarios es consecuencia de la turnicidad de mi trabajo.

    De acuerdo con separar el trabajo de los científicos de su catadura moral. En lo que espero no estar equivocado es en lo siguiente: cuando un científico conocido y con peso específico argumenta acerca de la existencia de Dios se beneficia de su reputación como hombre de Ciencia y arrastar a algunos seguidores que pueden caer en el prejuicio del “argumento de autoridad” (ahora mismo no recuerdo el término en latín)…

  11. Miguel Angel:

    Sobre el “teismo evolutivo” me refiero a aquella corriente que trata de rellenar los huecos de la teoría de la evolución mediante la intervención del Dios creador (también es determinista).

    Creo que el “determinismo evolutivo” de Darwin y Dawkins es eminentemente pragmático.

    ¿Es incuestionable el caracter determista de la evolución? ¿Están excluídos en esta teoría el “libre albedrío” o el principio de incertidumbre de Heisemberg? …¿y si respondiera mas bien a la teoría del caos?

    Saludos/abrazos

  12. NeoFronteras:

    Incluso la Mecánica Cuántica es determinista, pues tiene una ecuación de evolución temporal precisa. Lo difícil es determinar las condiciones iniciales con precisión.
    Digamos que existe lo que se llama caos determinista. Tiene efecto mariposa y una pequeña variación en las condiciones iniciales produce un gran cambio al cabo de un tiempo. Incluso puede verse influido por casi cualquier y minúscula perturbación.
    La evolución es contingente no es determinista. Aquí se entiende “determinismo” como la imposibilidad de predecir qué especies van a surgir o cómo van a cambiar, ya que todo puede depender de una minúscula contingencia.
    Se puede decir que, en última instancia, todo es determinista desde el punto de vista Laplaciano e indeterminista en la práctica.

    Dawkins tiene libertad de expresión, así que puede decir lo que quiera respecto a la religión, aunque no guste a los religiosos. Si el “principio de autoridad” está mal empleado en este caso también lo estará al contrario, cuando una personalidad, científico, literato, etc, manifieste su credo y haga proselitismo.
    Si hay suficiente cultura y formación el oyente sabe distinguir estos casos. Luego es libre de hacer caso o no.

    Las religiones evolucionan y según aparecen cosas nuevas las incorporan. Actualmente la Iglesia Católica reconoce la evolución y el Big Bang. Si no evolucionasen desaparecerían.
    Frente a lo desconocido se coloca a Dios, y una vez se conoce el misterio se retira. Otras veces surge el conflicto hasta que los teólogos encuentran la manera de incorporar a Dios y entonces el conflicto desaparece.
    Lo malo de colocar a Dios en algún plano físico es que tarde o temprano hay que quitarlo. Así que lo mejor es no colocarlo en primera instancia. Si se tiene fe en un Dios lo mejor es que sea completamente abstracto en un plano puramente metafísico.

  13. Miguel Angel:

    Estimado Neo:

    Su comentario es una auténtica perla. Ninguna matización por mi parte (creo que lo que comenta se puede defender ante cualquiera).

    Al final, ninguna de las dos hipotesis son satisfactorias, el planteamiento del origen del Universo está fuera de nuestro alcance y comprensión ¿como pudo haber un origen?¿qué había antes si nos remontamos cada vez mas en el tiempo: ¿otro origen? en la teísta seguiríamos sin resolver la naturaleza de ese Ente al retroceder mas y mas en el tiempo, la hipótesis atea plantea el mismo problema sin solución. Y al final se llega argumentar lo mismo “Dios existe desde siempre” o “el Universo existe desde siempre”.

    Así que admitamos que no tenemos ni idea, ni siquiera podemos definir el concepto de Dios ni su naturaleza y que la probabilidad de que exista Dios sólo sabemos que es superior al 0% e inferior al 100% (lo cual no es decir nada).

    Abrazos exponenciales

  14. tomás:

    Estimado Neo: Tu 12 no tiene desperdicio, en especial la frase que incorporaré a mi repertorio de extraordinarias “…todo es determinista desde el punto de vista laplaciano e indeterminista en la práctica”. En mis razonamientos suelo emplear algo parecido distinguiendo entre determinista -todo- y determinable -unas pocas realidades y sólo limitadamente-.
    Estimado Miguel Angel: Estoy contigo en esa probabilidad > del 0% que asignas a dios. La misma que puede tener el fabuloso unicornio, sobre todo si lo pensamos de chocolate. Pero no tomes a mal mi comentario, pues dices otras muchas cosas dignas de ser meditadas. En mi particular concepción de la realidad, al haber eliminado el tiempo, no tengo ese problema del inicio del Universo, pero ¿como demostrarlo?. Cuando, en mi ya lejana juventud, leía a Rey Pastor hablando del orden numérico y de que ese orden no era temporal, me exprimía el cerebro para concluir escribiendo al margen que, al enumerar, no había más remedio que decir antes el uno y, sucesivamente, los demás, por lo que aquel orden tenía al menos una acepción temporal. ¿Qué hubiera pensado él? Ojalá pudiera preguntarle ahora, porque era una mente admirable.
    Un cordial saludo para ti y para Neo.

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