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.
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