Laboratorio de evolución
Laboratorio de evolución
La evolución no es solo algo que pasó hace mucho. Está pasando ahora mismo: en hospitales, en bosques y en cada niño que nace. Haz tú mismo seis experimentos y luego mira qué pasó cuando los científicos hicieron los reales.
1 · Bacterias contra antibióticos
Bacterias contra antibióticos
Las bacterias se extienden hacia dentro desde los dos bordes de una placa. Cada franja hacia el centro tiene diez veces más antibiótico que la anterior. Una bacteria no puede crecer en una franja a la que no resiste. Pero cada vez que se divide hay una pequeña probabilidad de mutación, y algunas mutaciones hacen a su descendencia un poco más resistente.
- Generaciones
- 0
- Franja más alta alcanzada
- sin fármaco
- Niveles de resistencia
Pulsa reproducir. Cada color es un nivel de resistencia. Observa dónde se frena el frente y dónde un solo mutante se abre paso.
El experimento real
En 2016, un equipo de Harvard preparó una placa gigante de 120 por 60 centímetros, con franjas del antibiótico trimetoprima que aumentaban diez veces hacia el centro, hasta 1000 veces la dosis que normalmente detiene a E. coli. Las bacterias liberadas en los bordes evolucionaron hasta la franja central en menos de dos semanas, y una cámara filmó cada paso. Una sorpresa: los mutantes más resistentes no siempre ganaron. A veces quedaron atrapados detrás de vecinos que crecían más despacio y resistían menos.
Por qué importa: el abuso de antibióticos repite este experimento a escala mundial. Cada uso favorece a las bacterias capaces de sobrevivirlo.
El experimento de evolución más largo
El 24 de febrero de 1988, Richard Lenski inició 12 matraces idénticos de E. coli. Cada día se pasa un poco de cada cultivo a alimento fresco, lo que da unas 6,6 generaciones al día. En agosto de 2024 las poblaciones superaron las 80 000 generaciones, más de seis veces las que ha vivido nuestra especie. Hacia la generación 31 000, una población desarrolló algo nuevo: la capacidad de alimentarse de citrato, que E. coli normalmente no puede usar en presencia de oxígeno.
¿Por qué tan rápido? En buenas condiciones, E. coli puede dividirse cada 20 minutos aproximadamente.
Estudios:Baym et al. 2016, Science ↗Blount et al. 2008, PNAS ↗Good et al. 2017, Nature ↗Experimento a largo plazo de la evolución de E. Coli ↗Resistencia a antibióticos ↗
2 · Sé el pájaro
Sé el pájaro
Las polillas del abedul descansan de día sobre la corteza de los árboles. La mayoría son claras y moteadas; unas pocas llevan una mutación que las vuelve negras. Eres un pájaro hambriento: haz clic en las polillas que veas. Las supervivientes ponen huevos y sus crías se parecen a sus padres.
El experimento real
Esto pasó de verdad. Las primeras polillas del abedul negras se registraron en Manchester en 1848. Al ennegrecer el hollín del carbón los árboles, se extendieron rápido, y hacia 1895 alrededor del 98 % de las polillas de Manchester eran negras. Tras las leyes de aire limpio de los años cincuenta, la corteza volvió a aclararse y las negras se hicieron raras. En 2016, unos genetistas encontraron la propia mutación: un trozo de «ADN saltarín» insertado en un gen llamado cortex, muy probablemente hacia 1819.
Pero ¿fueron de verdad los pájaros?
Para zanjar la cuestión, el biólogo Michael Majerus liberó 4864 polillas durante seis años y observó cuáles se comían los pájaros. Sobre la corteza limpia actual, los pájaros cazaron más polillas oscuras, lo bastante para explicar por qué las negras están desapareciendo.
Estudios:van't Hof et al. 2016, Nature ↗Cook et al. 2012, Biology Letters ↗Evolución de la polilla moteada ↗Selección natural ↗
3 · Mezclador de genes
Mezclador de genes
Cada niño recibe la mitad de sus genes de cada progenitor, pero qué mitad lo decide el azar. Conoce a dos criaturas imaginarias, cada una con dos copias de cinco genes. Una mayúscula es dominante: basta una copia para que el rasgo se vea. Haz clic en una letra para cambiar los genes de un progenitor.
Progenitor A
Progenitor B
Cría
Eres una de unos 70 billones de combinaciones
Cada uno de tus padres tenía 23 pares de cromosomas y transmitió un cromosoma de cada par, elegido al azar. Eso da 2²³ = 8 388 608 combinaciones posibles por progenitor, y unos 70 billones para una pareja, antes incluso de que los cromosomas intercambien trozos entre sí (sobrecruzamiento), lo que multiplica la cifra muchas veces más. Además, cada niño nace con unas 70 mutaciones nuevas que ninguno de sus padres tenía.
Gregor Mendel descubrió estas reglas en la década de 1860 cultivando y cruzando unas 28 000 plantas de guisante en el huerto de un monasterio. Nadie comprendió la importancia de su trabajo hasta 1900, dieciséis años después de su muerte.
Estudios:Jónsson et al. 2017, Nature ↗Leyes de Mendel ↗Entrecruzamiento cromosómico ↗Gregor Mendel ↗
4 · Pinzones de Darwin
Los pinzones de Darwin: tú controlas el clima
En Daphne Mayor, una diminuta isla de Galápagos, Peter y Rosemary Grant capturaron, midieron y siguieron a casi todos los pinzones durante décadas. Aquí decides tú el clima de cada año. El clima decide qué semillas quedan, y las semillas deciden qué picos sobreviven.
Modelo simplificado: la supervivencia depende de lo bien que un pico se ajusta a las semillas que quedan ese año, y la profundidad del pico se hereda con una heredabilidad de 0,75, cercana a la que midieron los Grant. La reproducción sigue la secuencia real de años clave, pero las cifras son simuladas.
El experimento real
En 1977 solo cayeron unos 24 milímetros de lluvia en Daphne Mayor. Las semillas pequeñas y blandas se agotaron y la mayoría de los pinzones terrestres medianos de la isla murieron. Los supervivientes eran sobre todo aves grandes de pico profundo, capaces de partir las semillas grandes y duras del abrojo. Sus crías tenían picos alrededor de un 4 % más profundos que la población anterior a la sequía: evolución medida con calibre, en una sola generación.
Luego la evolución cambió de dirección
Las lluvias de El Niño de 1982–83 inundaron la isla de semillas pequeñas, y en los años siguientes les fue mejor a los picos más pequeños. En 1982 unos pocos pinzones terrestres grandes se habían asentado en la isla. En la sequía de 2004 se quedaron con las semillas grandes, y los picos de los pinzones medianos se hicieron más pequeños: el cambio evolutivo más fuerte que los Grant registraron en 33 años. En 2016, unos genetistas vincularon este cambio con una región génica llamada HMGA2. La lección de los Grant tras 30 años: a corto plazo la evolución se puede predecir; a largo plazo no, porque el clima tampoco.
Estudios:Boag & Grant 1981, Science ↗Grant & Grant 2002, Science ↗Grant & Grant 2006, Science ↗Lamichhaney et al. 2016, Science ↗Pinzón de Darwin ↗
5 · Domestica un zorro
Cría un zorro manso
En 1959, el genetista soviético Dmitri Beliáyev inició un experimento en Siberia. De los zorros plateados criados en granjas peleteras, solo los más tranquilos y amistosos podían tener cachorros. Ahora el criador eres tú: elige los padres de cada nueva generación y mira qué más cambia por el camino.
Modelo simplificado: la mansedumbre depende de muchos genes más el azar. Las manchas blancas, las orejas caídas y las colas enroscadas aparecen raras veces, y algo más a menudo en zorros mansos, como se vio en el experimento; por qué ocurre aún se debate.
El experimento real
En el experimento real, menos del 10 % de cada generación llegaba a ser padre. En la cuarta generación, los primeros cachorros movieron la cola ante las personas. La «élite», zorros que buscan a los humanos, gimotean y lamen como perros, era el 1,8 % de los cachorros en la generación 6, el 18 % en la 10, el 35 % en la 20 y el 49 % en la 30. Hacia 2005–2006 casi toda la población era élite, y sus niveles de hormonas del estrés habían caído a un tercio de los de los zorros de granja corrientes, o menos.
Orejas caídas que nadie eligió
Solo se seleccionaba la conducta, y aun así tras 8–10 generaciones aparecieron manchas blancas en «estrella», y algunos zorros desarrollaron orejas caídas y colas enroscadas, rasgos presentes en muchos animales domésticos. Beliáyev creía que seleccionar solo por mansedumbre cambia cómo se activan los genes durante el desarrollo. Esa idea hoy se debate: en 2020, unos investigadores rastrearon el origen de sus zorros hasta granjas peleteras del este de Canadá, donde ya se criaban desde hacía décadas, y sostuvieron que las conclusiones del experimento se han exagerado. En 2018, el genoma del zorro reveló regiones ligadas a la conducta mansa y agresiva.
Estudios:Trut et al. 2009, BioEssays ↗Kukekova et al. 2018, Nature Ecology & Evolution ↗Lord et al. 2020, Trends in Ecology & Evolution ↗Zorro domesticado ruso ↗
6 · Tu propio mundo
Construye tu propio mundo
Aquí viven pequeñas criaturas imaginarias. Comen, huyen, envejecen y tienen descendencia. Cada una lleva cuatro genes, de tamaño, velocidad, color y pelaje, y los transmite con pequeños cambios al azar. Nadie las diseña. Cambia su mundo y mira cómo la selección natural las transforma.
Prueba esto
- Pon el suelo de arena clara y añade muchos depredadores. Espera un rato y cambia a lava oscura. ¿Qué pasa con el color de las criaturas?
- Empieza una glaciación. ¿Quién sobrevive, las de pelaje grueso o las de pelaje fino? Luego cambia a calor desértico.
- Pasa la comida de abundante a escasa y mira la gráfica de población. ¿Cuántas criaturas puede alimentar el mundo?
- Pulsa «Empezar de nuevo» y solo observa. Las primeras criaturas son de tamaño y velocidad medios. ¿Dónde se estabilizan solas, y por qué?
Es una simulación, no un ecosistema real, pero sigue las mismas tres reglas que la vida: variación, herencia, y supervivencia y reproducción desiguales.
Cada gen tiene un precio
Un cuerpo más grande es más difícil de abatir para un depredador, pero necesita más comida. La velocidad ayuda a huir y a encontrar comida, pero quema energía. El pelaje protege del frío, pero en el desierto da un calor excesivo. El camuflaje solo funciona en el suelo adecuado. La selección nunca encuentra una criatura perfecta; encuentra un compromiso que encaja con el mundo tal como es ahora. Cambia el mundo y el compromiso cambia.
Nada aquí está programado para evolucionar
El código no contiene ninguna orden como «oscurécete» o «haz crecer pelo». Solo dice cómo se mueven las criaturas, comen, pagan por su cuerpo, son cazadas y se reproducen, con pequeños errores de copia. Cada tendencia de las gráficas surge solo de eso, que es exactamente lo que dijo Darwin.
Más información:Selección natural ↗Camuflaje ↗