sábado, 21 de agosto de 2010

LAS DIMENSIONES BIOLÓGICAS:

FRAGMENTO TOMADO DE:




LAS DIMENSIONES BIOLÓGICAS:

EL TIEMPO ECOLÓGICO Y EL EVOLUTIVO

(Lección Inaugural)

José SARUKHAN

Miembro de El Colegio Nacional

.



La biología comparte con las ciencias sociales, una dimensión desconocida

y prácticamente irrelevante para otras ciencias naturales como la

física o la química: el tiempo. Esta similitud no es sorprendente, puesto

que el sujeto mismo de las ciencias sociales es un producto de la evolución

orgánica.

La dimensión temporal que afecta a la biología co-ocurre inseparablemente

con otra dimensión: la espacial. En consecuencia, la fenomenología

biológica debe estudiarse en una matriz compuesta por dos dimensiones:

la del espacio y la del tiempo, cuyos valores extremos difieren

por lo menos en 16 ordenes de magnitud y en la que los fenómenos

mas veloces ocurren en las dimensiones espaciales mas pequeñas y los

mas lentos en las dimensiones mayores. Sin embargo, la componente

temporal no es univoca; esto es, diversos acontecimientos a lo largo del

eje temporal afectan diferentemente el devenir de muchos fenómenos

biológicos. En consecuencia, la historia es un tercer parámetro relevante

en la biología.

La visión moderna de la biología se desplaza en tiempos que van desde

los microsegundos hasta los millones de años y en espacios que oscilan

desde unos cuantos micrómetros hasta la biósfera.

La escala más fácil de comprender del tiempo biológico es la que corresponde

a nosotros y a los demás organismos superiores y ocurre en

tiempos que van desde unos cuantos segundos o minutos para ciertas

acciones criticas, hasta varias décadas. Este es el tiempo organísmico, un

tiempo que parece sencillo solo superficialmente, pues depende de la interacción

de numerosos fenómenos físico-químicos. Ejemplo de ellos

son los que están involucrados en este mismo momento en que yo me

dirijo a ustedes y en el que mi voz genera, en cuestión de milisegundos,

ondas sonoras por la compresión del aire que nos rodea y que hace vibrar

sus tímpanos. Estas membranas transmiten la energía mecánica

del aire, a través de tres delicados huesos, a la concha acústica representada

por el oído interior, cuyas paredes están cubiertas por epitelios de

células sensoriales que responden a los cambios de tono e intensidad de

la vibración e inician una descarga eléctrica que activa a otras células

que conducen el impulso eléctrico por el nervio auditivo. Unos cuantos

milisegundos mas tarde, estas señales, debidamente codificadas, arriban

a la parte posterior de su cerebro, se distribuyen hacia el cerebro

medio, la corteza auditiva y el cerebro frontal, hasta producir una percepción

consciente. En este instante ustedes han escuchado mi voz. Si

mis palabras hubiesen formulado una pregunta especifica, los pulsos de sus

neuronas cambiarían en forma coordinada su secuencia a través de la

corteza cerebral, hacia centros especiales emotivos y de la memoria del

sistema limbico, generando selecciones y permutaciones instantáneas

de conceptos y palabras: estarían ustedes pensando. Sus cerebros combinarían

nueva información de los bancos de memoria de largo plazo a

los de memoria de corto plazo. En un proceso que consume unas fracciones

de segundo, las posibilidades relevantes de respuesta son evaluadas

por sus centros emotivos y, simultáneamente, las áreas de Broca y

Wernicke en la corteza parietal entran en acción, generando ordenes a

través de las células de la corteza motora hacia la lengua, los labios y la

laringe. En ese instante estarían ustedes emitiendo una respuesta a mi

pregunta. El tiempo total transcurrido en este proceso seria menor a tres

segundos. Esta dimensión organísmica, en la que átomos y moléculas se

encuentran agregados para formar células, tejidos y órganos, es en la

que nuestro corazón palpita, nuestros músculos se contraen y en el que

generamos toda nuestra actividad vital. Esta dimensión es también el

tiempo en el que nuestro cerebro opera para comprender los procesos

biológicos que ocurren en nuestro cuerpo.

La relación mas detallada de los procesos anteriores requiere de dimensiones

espaciales y temporales que se describen en unidades tales

como micrómetros y milisegundos. Esta es la única forma de observar y

estudiar la descarga que se produce a lo largo de la membrana de una

célula nerviosa y que genera una caída secuencial en el voltaje de la

misma conforme los iones de sodio penetran al interior de la membrana,

de tal manera que la señal eléctrica recorre todo el axon de la célula

(de unos 100 micrómetros de largo) a velocidades de 360 kilómetros por

hora. Esta es, igualmente, la dimensión en la que ocurren, en los genes,

las delicadas disecciones proteinicas por parte de moléculas enzimáticas

y que son responsables del funcionamiento del universo celular, de su

metabolismo y de las bases mismas que determinan los programas genéticos

de células o de organismos enteros. Estamos inmersos en el tiempo

bioquímico, una dimensión espacial y temporal a la que solamente

tenemos acceso indirecto a través de una tecnología que el hombre mismo

ha desarrollado.

La tercera dimensión biológica es la del tiempo ecológico. Una dimensión

en la que, comparada con el tiempo organísmico, los días equivalen

a fracciones de segundo, donde el espacio vital de un individuo no es

sino un punto en un enorme teatro, donde se representa un drama

biológico de dimensiones incomprensibles en nuestras escalas personales

de tiempo y espacio. Donde los días y las noches se suceden con velocidad

tal que nuestra visión es la de la penumbra y donde se es testigo

de un fenómeno nuevo: poblaciones enteras de organismos, cual anémonas

plásticas, cambian de tamaño y extensión en un vasto territorio.

Donde algunas de estas poblaciones se expanden colonizando nuevas

áreas y quizá otras desaparecen del escenario. Donde los fenómenos

físicos del ambiente revelan claramente sus tendencias y donde los ecosistemas

y las poblaciones que los constituyen, se convierten en los sujetos

de estudio.

En esta dimensión, el escenario relevante puede ser el de un gran valle

rodeado de montañas nevadas, donde un volcán, apenas reconocible

como una pequeña prominencia entre muchas otras, vomita violentamente

las entrañas pastosas de la tierra, devastando todo a su paso: plantas,

animales, edificios piramidales; la lava extiende su cobija ardiente

sobre una gran área, se fragua y se enfría casi instantáneamente; primero

líquenes, luego musgos y pequeñas plantas se suceden en rápida

secuencia sobre la piel rugosa y desnuda del pedregal, para dar paso en

Seguida a una pléyade de plantas y animales que constituyen un frondoso

bosque de pinos y encinos. Reaparece la única especie animal bípeda

que poblaba el área antes de la erupción; en rápida secuencia erige

pequeñas construcciones en las que habita, construcciones que aceleradamente

se agregan en conglomerados mayores. Como si lo afectase un

fulminante cáncer, el bosque empieza a desaparecer depredado por la

acción de esta especie que se multiplica rápidamente; el paisaje se transforma

abruptamente en una gran plancha de piedra artificial, vidrio y

metal, cubierta de una atmósfera turbia. Ya no podemos ver lo que

ocurre debajo de ella.

En esta escala los eventos bioquímicos se han comprimido en el tiempo

de tal forma que son absolutamente irreconocibles. Los organismos

individuales han perdido significado y son definidos solamente por

ecuaciones matemáticas que describen las tasas de fecundidad, mortalidad

y crecimiento de sus poblaciones. Cada uno de los organismos queda

absorbido, en forma de ADN, en el contingente genético de su especie,

disuelto en una progresión geométrica creciente por los consecutivos

eventos de reproducción y combinación génica, hasta perder toda relevancia

biológica. Los elementos químicos que formaban a cada individuo

empiezan a recorrer el largo camino de los ciclos minerales en el planeta,

formando, en diversas etapas, parte constituyente de otros organismos.

Nos encontramos, en este punto, en el umbral del tiempo evolutivo, un

tiempo en el que podemos observar la diferenciación de una especie en

dos o mas especies, observar como se constituye el tridimensional árbol

de las relaciones filogenéticas de los diferentes grupos orgánicos, un

árbol que se define por la interacción de los agentes selectivos del medio

con la capacidad de los organismos para adaptarse a dichas causas selectivas.

Estamos en el tiempo profundo, esa gran dimensión del tiempo

que solo fue imaginable por los estudiosos de la naturaleza hasta el

advenimiento de las grandiosas obras de James Hutton y Charles Lyell

acerca de la historia geológica de !a Tierra y su interpretación. Estaremos

transportándonos en la escala de los cientos o miles de millones

de años y de un entorno espacial que abarca la biósfera entera.

He descrito cuatro tiempos biológicos, que a su vez apuntan a correspondientes

enfoques disciplinarios en la biología, cada uno necesario para

entender a los otros. La biología organísmica es fundamentalmente el

terreno de los fisiólogos y los médicos, así como de algunos bioquímicas.

La biología molecular se encuentra en la base de la pirámide de

los niveles organizativos de la biología, ya que al final todo debe tener

una explicación en la escala de los eventos ultramicroscópicos, que son el

inicio de las manifestaciones de la vida.

No obstante su posición básica, la biología molecular, al estar mucho

mas cerca de los eventos físicos y químicos, no puede individualizar los

parámetros de tiempo, espacio e historia que son esenciales para el entendimiento

de otros niveles de organización biológica, particularmente

los de la ecología y !a biología evolutiva. Si la componente de tiempo

fuese univoca, las características y el comportamiento de los organismos

de cada especie serian totalmente explicables sobre la base del conocimiento

de su estructura genética y finalmente de su funcionamiento

molecular. Que no es este el caso y que por lo tanto la historia juega un

papel crucial como parámetro de la biología, queda demostrado por la

influencia que el medio ambiente tiene sobre la expresión morfológica

y conductual de cada individuo y de cada especie.

Las características mismas de los genes, que constituyen el sujeto de

estudio de la biología molecular, son el resultado de una larga historia

de mutaciones y fenómenos selectivos en ambientes constantemente

cambiables, que les proporcionan sus características peculiares. Sin embargo,

el reconocimiento, hace apenas una década, de que los fenómenos

biológicos del tiempo bioquímico deben entenderse a la luz de

fenómenos históricos que ocurren en el tiempo evolutivo, ha sido el avance

mas importante de la historia moderna de la biologìa y constituye lo

que podría considerarse como una Segunda síntesis del pensamiento darwiniano.

Un pensamiento, que hace apenas un siglo y cuarto, desató una revolución

científica y social con un poder tal, que modifico de raíz el concepto

del "orden sobre la Tierra" que tenia la civilización occidental.

De los cuatro tiempos biológicos a los que me he referido, mi formación

profesional se inscribe en los dos últimos (el ecológico y el evolutivo),

que representan a lo que frecuentemente he llamado el enfoque supraorganismico

de la biología.

La temática que es posible cubrir en estos dos grandes enfoques de la

Biologìa es asaz rica y amplia. Presenta, en adición, importantes intersecciones

con disciplinas de las ciencias sociales, como la economía, la

sociología y la antropología, puesto que el hombre ha jugado, en los

fenómenos biológicos de la escala ecológica y evolutiva, un papel que

ningún otro organismo ha jugado.

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada