NeoFronteras

Siempre hay posibilidades de mejorar evolutivamente

Área: Biología — Domingo, 17 de Noviembre de 2013

No importa lo bien adaptada que este una especie, siempre hay posibilidades de mejora.

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Cultivo de E. coli realizado por Richard Lenski. Foto: Greg Kohuth, Michigan State University.

Uno de los experimentos más bonitos de la historia de la ciencia es el que está realizando Richard Lenski (Michigan State University) desde 1988. Entonces empezó a cuidar 12 cultivos bacterianos de E. coli en un medio nutritivo y condiciones simples y estables. Cada 500 generaciones Lenski toma una muestra de cada una y la congela para su posterior análisis. Desde entonces se han sucedido 58.000 generaciones, el equivalente en tiempo humano a un millón y medio de años.
Este experimento, que todavía continua, permite ver cómo funciona la evolución y contrastar sus resultados con los modelos propuestos sin necesidad de esperar millones de años. Así por ejemplo, se pudo comprobar que las bacterias evolucionaron para metabolizar citrato, un compuesto que normalmente no consumían o que las mutaciones se van acumulando silenciosamente sin ningún efecto hasta que se obtiene el conjunto adecuado de genes que confiere una determinada ventaja adaptativa.
El caso es que ya se han acumulado datos como para hacer estudios cuantitativos interesantes. Después de 10.000 generaciones, Lenski pensó que sus bacterias habían alcanzado el límite de adaptación y que no se podía mejorar más. Pero los datos del resto de las generaciones muestran que no es así. Las nuevas generaciones crecen mejor y más rápido que las antiguas, lo que viene a decir que la adaptación nunca para de mejorar.
Michael Wiser, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Lenski, ha calculado cómo es esta mejora en la adaptación y ha descubierto que sigue una ley de potencia.
Esto viene a decir que siempre hay espacio para la mejora, incluso cuando pasen millones de generaciones. ¿Y por qué es este resultado importante?
En una de las metáforas favoritas de los biólogos, se había propuesto que la evolución era cómo subir una cadena montañosa. La evolución va operando y se va subiendo por la pendiente, hasta que se alcanza un pico. Esto se daría cuando se tiene el conjunto perfecto de genes que dan la adaptación máxima. A partir de ahí, de ese pico de adaptación, sólo se puede descender, es decir, no hay mejora posible y sólo se puede reducir la adaptación. Una mutación más y se va cuesta abajo.
Pero los datos de este experimento contradicen esta propuesta teórica, pues incluso después de un cuarto de siglo las bacterias siguen mejorando su adaptación pese a que su ambiente es absolutamente estable. No hay meta a la vista, no hay pico de adaptabilidad. La adaptación es cada vez más lenta, pero la mejora no se detiene, tal y como indica la ley de potencia. La pendiente se hace menos empinada con el tiempo, pero no se alcanza nunca el pico.
La moraleja es que no importa lo bien adaptada que este una especie, siempre hay posibilidades de mejora.
Lo curioso es que una ley tan simple describa el comportamiento evolutivo en este experimento, pese a que sus comienzos fueran tan agitados. Esto sugiere que, pese a que los sistemas biológicos son inherentemente complicados, están gobernados por principios generales que pueden describirse cuantitativamente de manera sencilla.
Después de 25 años este experimento sigue proporcionando resultados excitantes y es más valioso según pasa más tiempo. “A partir de modelos podemos predecir cómo las cosas evolucionan, cómo estas bacterias se adaptarán, si las futuras generaciones de científicos continúan el experimento después de que yo me haya ido”, dice Lenski. Este investigador espera que el experimento continúe por siempre.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
Evolución en 40000 generaciones .
Evolución en 56000 generaciones

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7 Comentarios

  1. Juan Manuel:

    Personalmente pienso que la adaptación no termina, pero si el ambiente ha llegado en condiciones naturales a una cierta estabilidad, lo que ha de suceder es que no veremos variaciones fenotípicas evidentes en una población dada, pero el genotipo ha de operar activamante siempre para mantener esa aparente “quietud” , A mi juicio nunca hay un conjunto perfecto de genes inmóvil y definitivo “para siempre” pero sí un conjunto óptimo que siempre está cambiando.

    Con el mejor deseo de que este trabajo se mantenga activo por muchas más generaciones humanas, en el futuro se podrá comprobar con mayor certeza la regularidad y permanencia de este mejoramiento constante observado hasta hoy; lo que habría que cuidar como un tesoro es el manejo para que el ambiente permanezca óptima y absolutamente constante (y eso si me parece un reto), aunque deben existir protocolos de operación habrá necesariamente cambio de manos, si algo falla el estudio se va a pique.

    Adelante con esto, poca gente tiene el privilegio de observar lo que ocurre con tantas generaciones de organismos de una población, algo imposible de hacer con organismos de larga esperanza de vida.

  2. Miguel Angel:

    Coincido con Neo en situar a este experimento entre los más hermosos de la Ciencia: es la evolución delante de nuestros ojos, siempre en movimiento, siempre fascinante.
    El experimento nos sirve para constatar que aunque no se produzcan cambios en el medio, la evolución no se detiene: en cada nueva generación siguen apareciendo mutaciones, inversiones, recombinaciones, etc, que ponen sobre el tapete a seres diferentes. A medida que el tiempo pasa, las adaptaciones están cada vez mejor ajustadas y es más infrecuente que vuelva a sonar la flauta y se produzca una nueva mejora, con lo que vamos llegando a esa cuasimeseta que se menciona en la noticia.

  3. valentin spindler:

    cuestionable usar ‘mejorar’ para decir ‘más adaptado’. Vale para evoulicionistas, pero NO para el ser humano . ¿Quién define la jerarquía o el sistema de ‘valores’ para decir ‘mejorar’?

  4. NeoFronteras:

    Como ya se ha dicho por aquí repetidamente, “evolución” significa “cambio” y no significa “progreso”. Hay muchos casos de seres que se han simplificado a lo largo de la evolución, sobre todo parásitos.
    En el contexto de esta noticia “mejora” significa “mejor adaptación”, nada más.
    Lamentablemente en el lenguaje vernáculo se suele asociar evolución con progreso o una mayor complejidad, pero no es así.

    El ser humano sigue evolucionando, entre otras cosas porque no le queda más remedio. La presión de selección puede incluso cambiar en el tiempo, por lo que siempre hay evolución. A los casos recientes de hace 10.000 años o menos de tolerancia a la lactosa o más copias de genes de amilasa se unen otros. Ahora, por ejemplo, el ser humano se reproduce más tarde y esto filtra enfermedades tempranas.

    De todos modos la evolución humana no es el tema de este hilo. Asimismo, hay que recordar que cualquier atisbo de comentario creacionista o religioso será parado en seco.

  5. tomás:

    Entonces esa “cuasimeseta” que menciona Miguel Ángel es como una asíntota horizontal a la que una especie tendería sin alcanzar jamás. Lo que pasa es que esa experiencia, a la que no resto valor alguno y de la que comparto la opinión de que es una idea extraordinaria, no puede darse jamás en la naturaleza, porque la propia especie interactua con el medio y se da una coevolución conjunta.

  6. tomás:

    Bien, está claro que no puede darse en la naturaleza. Imagino que la experiencia puede ser algo así como un cultivo de bacterias en un medio como agua a la que se le va añadiendo un nutriente determinado. En la naturaleza lo que sucedería es que la fuente del nutriente tendría alguna relación, quizá muy indirecta, con el cultivo y ahí se daría la coevolución.
    Es un meditar.

  7. Miguel Ángel:

    Pues bien meditado, “tomás”: sólo bajo condiciones experimentales se puede conseguir un entorno tan estable.

    Abrazos.

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