Uno de nosotros (Emilio Muñoz) estudia desde hace décadas la filosofía de la biología, con la evolución como soporte analítico. Este trabajo ha promovido la importancia de la regulación. Este artículo persigue aumentar la difusión de las relaciones entre el sorprendente fenómeno de regulación biológica con algunos de los grandes retos sociales y riesgos ambientales.
La epigenética ha experimentado avances impresionantes desde que en 1942 Conrad Waddington empezó a proponer este mecanismo bajo una visión híbrida, entre genética y embriología, para conectar el genotipo (el patrimonio genético de cada ser vivo) y el fenotipo (los caracteres perceptibles), incluso antes de conocer de qué estaban hechos los genes. El término hoy día engloba todos los procesos de regulación de la expresión génica, tanto en el desarrollo como en respuesta a las señales externas.
La epigenética en 2020 y más allá
Los mecanismos epigenéticos conocidos son cada día más variados. Esta variedad es mucho mayor en los organismos con núcleo celular (eucariotas) que en los más sencillos procariotas (bacterias y arqueobacterias). Existen datos fehacientes sobre procesos de transmisión a la descendencia: la langosta del desierto (Schistocerca gregaria) cambia su comportamiento en cuanto a agresividad, gregarismo e incluso estrategia de supervivencia, en cuanto se reúnen tres ejemplares de la especie.
Todos estos cambios que se conservan en la descendencia,los induce una única molécula, un precursor de la dopamina, la levodopa, que desencadena una serie de alteraciones en el desarrollo que se reflejan en la fisiología, un proceso que podemos considerar epigenético. Para reforzar estos argumentos: el comportamiento gregario induce grandes cambios en la expresión de los genes por el incremento en el nivel de otro neurotransmisor, la serotonina; sin estar codificado en los gametos, las madres los transmiten de generación en generación.
Una pregunta precisa se orienta de modo decisivo a mostrar evidencias que justifiquen la heredabilidad de las modificaciones epigenéticas. Vincent Colot, director de investigación del Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia, ha obtenido resultados fascinantes en plantas (Arabidopsis thaliana) que se resumen del modo siguiente: “Individuos que, con el mismo genoma, difieren en su perfil de metilación, una parte de cuyas diferencias se transmiten a lo largo de generaciones”.
A la pregunta ¿y en los animales? tanto Colot como Edith Heard, directora del Laboratorio Europeo de Biología Molecular en Heidelberg (Alemania) ofrecen ejemplos del gusano Caenorhabditis elegans. Este reacciona a agresiones ambientales con la producción de ácidos ribonucleicos (ARN) de pequeño tamaño, procesos de respuesta que se refuerzan y mantienen durante generaciones. Lo más sorprendente es que existe un mecanismo de retroacción que decide si perdura o se elimina esta respuesta epigenética.
Por su parte, Heard expone el caso de ratones derivados de experimentos del año 2000, en los que el gen que controla el color del pelaje – vía melanina – podía experimentar procesos de metilación que se conservan durante generaciones de forma estable con variabilidad en la progenie. Asimismo, es muy significativo que el régimen alimenticio parezca jugar un papel en mantener la herencia del estado deseado.
Incursión en la filosofía: evolución y selección natural
¿Qué papel tienen los estados epigenéticos sobre un proceso tan complejo como la selección natural? En línea con la cultura francesa, entramos en el terreno filosófico, donde las respuestas ya no pueden ser tan rotundas.
Los datos que ofrece Colot en Arabidopsis son significativos a nivel experimental con el modelo de plantas y tienen que ver con la intervención de esos elementos celulares fascinantes que son los transposones. Barbara McClintock, una heroína de la biología molecular, los descubrió en el maíz en la década de los 40 del siglo pasado, descubrimiento por el que recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1983.
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Heard, con menos experiencia sobre tales elementos al trabajar con animales, apostilla lo siguiente: “Recuperamos una hipótesis que Barbara McClintock formuló en 1950 cuando los descubrió; los consideraba elementos de control de la expresión de los genes, aunque no hablaba de epigenética”.
Los científicos, aún dentro de la prudencia, hablan del fenómeno de “plasticidad fenotípica”. Según esta, los transposones y sus vestigios podrían tener como función última la adaptabilidad para la selección natural. Heard reconoce este papel de los transposones y se pregunta algo tan valiente como “si son esenciales para la adaptación a entornos diferentes, las plantas quizá sean ejemplos más llamativos porque no se desplazan mientras que los animales gozan de esta propiedad”. Una afirmación plena de inteligencia y lógica científica.
Lamarck, al estrado
Con estos avances en la comprensión del fenómeno epigenético ya no se puede eludir la pregunta de que si hay que revisar los planteamientos de Lamarck. Colot, cultura francesa, admite que “el acercamiento se vuelve interesante”. Heard, educada en Cambridge y más rotunda en la _fe_por Darwin, señala que “el mecanismo que propuso Lamarck para adquirir rasgos hereditarios no es admisible porque la base de la selección son las mutaciones, son el motor último de la evolución”.
No obstante, reconoce que Lamarck tenía razón “al decir que hacían falta respuestas flexibles y rápidas al entorno y esto abriría la posibilidad a la plasticidad fenotípica de ser el motor de cambios más remotos”.
Interdependencia entre evolución, desigualdad y cambio climático
En función de lo que se ha expuesto sobre el potencial de la epigenética, se plantea una visión analítica de la relación entre evolución y dos grandes desafíos ambientales.
Uno es la desigualdad como gran reto social para la democracia neoliberal que ha sido promovida por el neoliberalismo especulativo, como ya sostienen con instrumentos de la ciencia económica un importante grupo de economistas como Stiglitz, Deaton, Piketty, Galbraith, Sachs y Pilling.
Otro es el cambio climático como gran desastre ambiental, tesis que ya incorporan economistas y un importante número de científicos de la ciencia del clima, que cuenta con un acervo impresionante de datos, opiniones y reclamaciones para la acción.
La desigualdad explotada desde el ámbito del desafío social deriva en la generación de riesgos ambientales para individuos, familias y colectivos que la sufren, como la pobreza energética, la dependencia, las preocupaciones económicas o problemas de salud mental. Tales presiones evolutivas relacionadas con la calidad de vida se pueden agravar en una sociedad tan consumista como la actual.
El cambio climático es el enorme riesgo ambiental de nuestros tiempos que causa y potencia los retos sociales: además su influencia con la producción de desastres naturales de notables dinámicas y dimensiones sobre los acervos genéticos y epigenéticos, puede llegar hasta a inducir mutaciones.
No seamos apocalípticos pero si analíticos. Proponemos la siguiente pauta de acción: “Más pensamiento crítico y reflexión, y menos populismo modelo Trump y Bannon”
La versión original de este artículo aparece publicada en la web de la Asociación Española para el Avance de la Ciencia (AEAC). Está inspirado en un artículo de la revista Investigación y Ciencia.