Previo
Siguiente Carlos von der Becke - Biolog�a 67
Previo
Siguiente Carlos von der Becke - Biolog�a 67
PRIMERA PARTE
NOCIONES DE ETOLOGIA
La fisiolog�a es el estudio de la constituci�n interna
Irritabilidad.
La irratibilidad, segun la Regla 28, es una caracter�stica de todos
los seres vivientes. Se llama as� a la capacidad de reaccionar externamente
a un est�mulo ambiental, ante el cual tambien reacciona fisiologicamente
en forma interna. Las irritabilidad es la m�s extendida de las adaptaciones.
Un ser vivo manifiesta irritabilidad al consumir un nutriente, al
buscar o evitar la luz, al perseguir una presa o enga�ar a un depredador,
al poner en marcha mecanismos que facilitan su supervivencia y que
ya sea que ha "inventado" la selecci�n natural o que es consecuencia
de cambios en las condiciones iniciales de un sistema complejo. El
tema, en parte, ya se ha tocado repetidas veces y se han dedicado
varias p�ginas a los sistemas de control de genes (Kauffman, Jacob
y Monod). El "invento" est� explicado por el principio de la homeostasis
de Walter B. Cannon, que explica que todo �rgano y todo organismo
tiende a la estabilidad en sus condiciones de mejor supervivencia,
como se ve claramente en el cerebro de los animales provistos de sistemas
nerviosos y que se discute en este mismo par�grafo. La homeostasis,
cuando se logra, exige la especial acci�n de mecanismos de control
por realimentaci�n y, en el cerebro, tambien de reentrada.
El hecho de que los organismos muestren irritabilidad es apenas un
aspecto externo de la condici�n fisiol�gica de autorregulaci�n ante
cambios. La mayor�a de los recursos autorregulantes son internos
al organismo y no se exteriorizan en una conducta de irritaci�n (sobre
todo en los animales) ni de tropismos (que es el t�rmino m�s usado
para plantas). Los seres vivos regulan todo lo que pueden sus funciones
internas y si a veces se transparentan esas regulaciones en conductas
o s�ntomas externos, muchas veces se los puede interpretar como b�squeda
de una autorregulaci�n por medios adicionales a los estrictamente
internos. Si la temperatura sube, se ponen en marcha respuestas internas
(metab�licas) del organismo, que se har�n externas como una posibilidad
adicional. Cuando aparece una elevaci�n o ca�da de temperatura o de
presi�n o de humedad o de pH o de tensi�n superficial o de alimentos
disponibles o de modificaci�n en la orientaci�n del campo gravitatorio
o de la luz, o del nivel de riesgo, o de tantas otras variables, el
organismo realiza ajustes en principio internos que si no alcanzan,
se pueden concretar en conductas visibles externamente, que llamamos
irritabilidad. Las diferentes conductas pueden ser parte del pasaje
de un gen, de un �rgano, de un proceso biol�gico, desde un estado
apagado (0) a un estado encendido (1) . Pasar de la infancia (0)
a la pubertad (1), pasar de un gameto no fertilizado (0) a uno fertilizado
(1), pasar un cultivo celular desde un crecimiento continuado (0)
a una inhibici�n por contacto (1), pasar una sanguijuela del estado
de saciedad (0) al estado de hambre (1), pasar la gl�ndula tiroides
de no producir calcitonina (0) a producirla (1), pasar un ni�o desde
la incapacidad de hablar (0) a la �poca propicia para aprender a hacerlo
(1), pasar un mam�fero del sue�o o de la hibernaci�n (0) a la vigilia
(1), pasar un caballo del paso al trote y del trote al galope, pasar
un invertebrado por etapas de metamorfosis, saltar un sistema de genes
de Kauffman desde una condici�n inicial a su atractor final, ir y
volver un reloj biol�gico de un atractor a otro u operar con los dedos
como hemos hecho al final del m�dulo I, son todos ejemplos de conductas
manifestadas externamente.
Comportamientos t�picos de la especie.
Reinos de protistas y plantas. Cada especie viviente debe
tener tipos de conducta que le permitan a cada integrante vivir como
individuo (sobre todo, conducta ante el alimento) y reproducirse como
especie (conducta de fertilizaci�n o de apareamiento, si la especie
es sexuada). No hay dos especies que logren estos fines compartiendo
los mismos tipos de conducta.
Observamos un alga microsc�pica, la Chlamydomonas y le encontramos
una mancha roja denominada mancha ocular. Con ella detectan la luz
del microscopio. Cuando la luz no es demasiado fuerte, las algas
se acumulan en la parte iluminada. Cuando la luz es demasiado fuerte,
huyen de ella. En habitats naturales se agrupan en zonas de iluminaci�n
intermedia. Al oscurecer el campo con la mano, las algas se sobresaltan
y nadan a mayor velocidad, lo mismo que con demasiada luz. Las manchas
oculares les permiten apreciar variaciones o fluctuaciones positivas
o negativas. Cuando encuentra tanto luz como temperatura adecuada,
el alga crece rapidamente y luego se divide.
Todos hemos observado que las plantas se suelen mover en busca de
mejores condiciones, como es t�pico de la gigantesca flor del girasol. Tambien
las ra�ces de un �rbol que crece cerca de una barranca que empieza
a derrumbarse buscan de nuevo la verticalidad y en el laboratorio
se observa que los detectores de fuerzas gravitatorias monitorean
y empiezan a corregir el cambio sufrido por el derrumbe en menos de
un minuto. Las enredaderas y las plantas par�sitas buscan la luz
en las alturas. Si un nuevo �rbol quita la luz a otro, este �ltimo
se suele torcer hasta volver a encontrarla. Los tallos y las flores
del girasol responden al est�mulo luminoso con el denominado fototropismo
positivo. Las ra�ces detectan los nuevos centros de gravedad con motivo
de poseer un geotropismo negativo. Tambien los ra�ces vegetales exhiben
una neta respuesta a la presencia de agua, hacia la cual prefieren
tender. Toda vez que un tallo o una ra�z de formas aproximadamente
cil�ndricas necesitan curvarse para buscar el campo gravitatorio,
o la luz y el agua, uno de los costados del cilindro debe crecer m�s
velozmente que el costado opuesto, para lograr la curvatura ansiada. La
hormona que ayuda en ese crecimiento diferencial se denomina auxina. La
auxina se acumula en el lado m�s sombr�o del tallo, que entonces se
dobla hacia la luz. Todo sucede como si la auxina fuese destru�da
por la luz, lo cual explica que una planta iluminada resta m�s baja
de altura que una planta crecida en la oscuridad.
Ya hemos considerado en el m�dulo I los movimientos nocturnos de las
flores que, dijimos, se justificaban debido a las plantas evitaban
confundir un plenilunio con un d�a nublado. El reloj biol�gico que
abre y cierra a las flores o a las hojas de la mimosa no se atribuye
a la auxina, sino a los per�odos de flaccidez nocturna y turgencia
diurna cuya explicaci�n resulta interesante.
Los movimientos que aparecen en las plantas se pueden deber a dos
causas: 1) el crecimiento (por ejemplo, con auxina) y 2) los fen�menos
osm�ticos (como es el caso de la turgencia y la flaccidez)
.
Las hojas de las plantas carn�voras (por ejemplo las sensitivas tambi�n
muestran neta prevalencia de los mecanismos que consiguen mover a
los vegetales y la selecci�n natural busca respuestas r�pidas para
atrapar a los insectos enga�ados con formas o aromas sexuales. Los
insectos no atrapados ni enga�ados son los que tienen un genoma con
mayor valor de informaci�n, que empieza a prevalecer de generaci�n
en generaci�n, a lo cual las plantas carn�voras responden con una
mayor perfecci�n en el oficio que han elegido, oficio que les ahorra
la tarea de sintetizar, con el sol, algunos amino-�cidos m�s complejos.
En todos estos ejemplos se aprecia c�mo un organismo responde a los
est�mulos del habitat mediante respuestas que alteran la primitiva
relaci�n organismo/medio. Al conjunto de estas respuestas heredadas
se lo denomina comportamiento; a los genes que intervienen los llamamos
comportamentales. La conducta tiene entonces una base biol�gica, cuyo
estudio es la Etolog�a.
Genes comportamentales.
Reino animal.
Mecanismos de sinapsis y aprendizaje.
Sentidos fisiol�gicos.
Los animales, debido a su mayor autonom�a, tienen oficios que requieren
en general sentidos fisiol�gicos mucho m�s agudos que las plantas.
La excepci�n la proporcionan los espongiarios y las tenias; hay casos
intermedios donde los invertebrados no tienen respuestas ni r�pidas
ni elaboradas frente a los est�mulos ambientales.
Continuando con el ejemplo del est�mulo interno de un dolor de cabeza,
es posible distinguir dos comportamientos diferentes. Por un lado,
est� el comportamiento innato debido a genes comportamentales, por
otro lado est� el comportamiento adquirido por aprendizaje sobre la
base de las posibilidades geneticamente admisibles. (Regla ). El
primero requiere un primer intento bien orientado que luego promueve
un h�bito rapidamente establecido, como se ha visto con los p�jaros
aislados de sus cong�neres que necesitan escuchar aunque sea una vez
de una cinta magnetof�nica con grabaciones mixtas de varias especies,
el canto t�pico de la suya, para disitinguirlo e imitarlo, a lo cual
llamamos innato.
Vamos a justificar esa explicaci�n, que es enteramente general y que
aqu� se particulariza para mayor claridad.. El cerebro de un p�jaro
tiene no menos de mil millones de sinapsis. Es impensable, segun opini�n
habitual, que todas ellas est�n geneticamente programadas de antemano. Est�
programado, en cambio, el siguiente mecanismo, m�s compacto en instrucciones
del DNA: las neuronas realizan sinapsis entre s� al azar, motivadas
por prote�nas membranarias denominadas N-CAM (o sea Neural Cell Adhesion
Molecule, mol�cula adhesiva de c�lulas neuronales) que permiten el
reconocimiento de dos de ellas, vecinas entre s� en alguna de sus
ramificaciones (una en cada una de las dos neuronas destinadas por
azar a hacer sinapsis o sea construir botones sin�pticos). Esto puede
suceder en etapas embrionarias tard�as, despues de un intenso fluir
de neuronas en duplicaci�n que transitan de un lado a otro programadamente,
motivadas por difusiones de mol�culas de prote�nas tales como la cbc-2
Cada cerebro de esa especie de aves es embrionariamente distinto en
esos detalles de todos los dem�s de la misma especie, por la componente
al azar de las sinapsis iniciales.
La zona encargada del canto (algo as� como el �rea de Broca humana)
en el cerebro aviar tiene de entrada muchas m�s neuronas y sinapsis
que las que finalmente van a ser �tiles para reconocer el canto y
entonarlo "en forma innata".
Reconocido el canto, se refuerzan hebbianamente
Hay que repetir una explicaci�n similar para la emisi�n del canto
en v�as de ser aprendido. Los movimientos musculares asociados con
el canto correcto se deben tratar de obtener sobre la base de los
circuitos al azar previos, reforzando hebbiananmente los que permiten
obtener resultados aceptables. Al reforzarse algunas sinapsis se desencadena
la muerte de todas las neuronas, que son muchas, que han quedado fuera
del circuito reforzado (mecanismo antihebbiano de inhibici�n), segun
la tercera parte de la Regla 31 de Edelman).
La referida Regla merece un estudio m�s detallado, que haremos leyendo
las explicaciones de Edelman. En forma previa debe aclararse el concepto
de reentrada
LECTURA 64
GERALD EDELMAN
En la lectura 59, Edelman explic� datos b�sicos de una teor�a de la
selecci�n, donde se consideraba el compromiso entre
la especificidad y la generalidad del grupo de materiales
que selecciona. El tema tiene aspectos en com�n con la biolog�a de las
poblaciones, disciplina
que se integra tambi�n dentro de la biolog�a unificada, disciplina
que Edelman ampl�a a otros dos casos. Se trata de la biolog�a
de las poblaciones
LECTURA 65
LEGAY Y DEBOUZIE
SEGUNDA PARTE
ETOLOGIA GENES Y MEMES
Dawkins habla de genes ego�stas que necesitan construir organismos vivientes para
sobrevivir. En toda evoluci�n gen�tica la informaci�n es transmitida por estos genes.
Por analog�a, Dawkins habla de memes, palabra que usa para la evoluci�n cultural. Son
memes las porciones de informaci�n que pasan conductualmente de un individuo a otro. En
ambas evoluciones hay selecci�n natural. Sabemos, adem�s, que en la evoluci�n gen�tica
hay autoorganizaci�n. Un padre y una madre, o una madre solamente, transmiten
informaci�n autoorganizable exclusivamente a sus descendientes y s�lo en el momento de
la fecundaci�n, incentivados por esos genes ego�stas. En la evoluci�n cultural un
individuo puede recibir "memes" de muchos otros, siendo esos memes informaci�n
organizada desde afuera y que dicho individuo puede compartir, a su vez, con otros en
cualquier momento. La evoluci�n gen�tica es muy lenta, la mem�tica puede ser sumamente
r�pida. La evoluci�n gen�tica es comandada por el genomio; la evoluci�n mem�tica o
cultural es comandada por el cerebro, que selecciona del ambiente lo que merece imitarse
e internalizarse. Ambos son sistemas complejos capaces de recibir, almacenar, procesar
y transmitir informaci�n. En �ltimo an�lisis, el cerebro es un invento del genomio para
perpetuar mejor la informaci�n valiosa de los genes y los memes son subterfugios
adicionales para perfeccionar a�n m�s esa perpetuaci�n.
La diferencia entre los antropoides y el humano reside en que el ciclo de duplicaci�n de
las c�lulas nerviosas es m�s prolongado en este �ltimo. En los antropoides el cerebro
deja de proliferar al poco tiempo; no as� en el humano. El reloj biol�gico que
interrumpe la fabricaci�n de las neuronas con habilidad duplicatoria, es diferente en
antropoides y en el humano. Quiz�s sean apenas unos pocos genes. Perdida la capacidad
duplicatoria, el �nico fen�meno que sobrevive es el de captar la validez de diferentes
memes, seleccionandolos por selecci�n "natural". Hay maneras de vivir m�s riesgosas
(drogas, oficios letales, descuidos) que llevan a quien las practica a una escasez de
oportunidades para que sus genes se perpet�en. Hay diversos pasos hacia el desarrollo de
la cultura. Como en el giro evolucionario de Reid, la inicial rigidez fue siendo
sustituida por una cada vez mayor flexibilidad en la adaptaci�n al medio. Lo mismo se
observa con Reid en la evoluci�n gen�tica, que tuvo que flexibilizarse desde una r�gida
reproducci�n vegetativa por bipartici�n de la madre, pasando por la reproducci�n asexual
con mutaciones, hasta una final reproducci�n sexual con mutaciones y recombinaci�n,
clave de los progresos ulteriores. La inicial rigidez comportamental de las bacterias
m�viles se vi� superada por su capacidad de recibir informaci�n de otras bacterias,
reaccionando en consecuencia; hasta conducirse como un hipot�tico organismo pluricelular
con c�lulas individuales ligadas entre s� por mensajes qu�micos, como es cualquier hongo
que adopta la forma de pie, sombrilla y ra�ces a partir de una colonia de unicelulares
con divisi�n de trabajo. La evoluci�n de los sistemas de comunicaci�n permite distinguir
lo que pasa en las colonias de bacterias de lo que se observa en sociedades de insectos
y de mam�feros. La capacidad de aprendizaje y la capacidad de decisi�n son
progresivamente exhibidas por los animales con sistema nervioso a medida que adoptan
formas biol�gicas superiores.
La cultura misma tambi�n sufre evoluci�n. Los pinzones de las Gal�pagos aprenden a usar
espinas para sacar larvas de las cortezas de �rboles, las focas usan piedras para romper
caparazones de moluscos, los chimpanc�s preparan ramitas para sacar termitas, los mansos
elefantes africanos aprenden a ser esquivos y agresivos frente al hombre, el herrerillo
que se le ocurri� perforar con su pico la tapa de una botella de leche de d�cadas
pasadas para tomarse la crema y que, imitado luego por sus cong�neres, convirti� la
costumbre en una plaga, los humanos que inventan herramientas, lenguaje y escritura. La
presi�n selectiva de un entorno cambiante ha conducido circularmente a cerebros
perfeccionados que permiten respuestas r�pidas y eficaces.
John T. Bonner - La evoluci�n de la cultura en los animales - Alianza Editorial- Madrid
- 1982.
INFORMACION
La existencia de los seres vivos depende del fen�meno de la trnasmisi�n y la recepci�n
de informaci�n. Incluso el ser unicelular m�s elemental precisa conocer datos sobre el
ambiente que lo rodea para llevar a cabo sus actividades vitales y aumentar sus
posibilidades de supervivencia. Esta necesidad se multiplica enormemente cuando varios
organismos elementales se agrupan para constituir un ente de orden superior, cuya
viabilidad depende de la existencia de una coordinaci�n perfecta entre los diversos
individuos que lo componen. ??? Hace unos 800 millones de a�os aparecieron en la tierra
los seres pluricelulares. Las fuerzas de la evoluci�n dieron lugar a la aparici�n en
muchos de estos organismos, de sistemas de transmisi�n y recepci�n de informaci�n. Los
diversos sentidos permiten recibir datos sobre el ambiente exterior. Los sistemas
nervioso y hormonal gobiernan el reparto interno de la informaci�n a trav�s de impulsos
el�ctricos ??? el primero y de las concentraciones de ciertas sustancias qu�micas el
segundo.
La sociedad humana se puede considerar como un superorganismo formado por multitud de
entes individuales, unidos entre s� de una forma semejante, aunque menos r�gida, que las
c�lulas que componen el cuerpo de un ser pluricelular. Como tal organismo complejo, la
sociedad precisa de mecanismos de transmisi�n de informaci�n para poder organizarse y
sobrevivir. El m�s importante de estos mecanismos es el lenguaje.
Desde hace dos millones y medio de a�os, el hombre y los protohom�nidos han utilizado
herramientas. Estas han ido complic�ndose con el tiempo, hasta convertirse en m�quinas
complejas. Hasta hace poco menos de 40 a�os, todas estas m�quinas se gobernaban con
pocas �rdenes, de naturaleza principalmente mec�nica, f�ciles de aprender y de
practicar. Con la invenci�n del computador digital, el control exige gran cantidad de
informaci�n y de nuevo la invenci�n de un lenguaje com�n.
Manuel Alfonseca y Mar�a Luisa Tavera, La traducci�n de los lenguajes de computador
Inv y Ciencia, p. 8, N� 48, set 1980
SELECCION DE ESPECIES
Los darwinianos puntualistas han adoptado el concepto de selecci�n natural de especies,
como un todo, lo cual ampl�a el campo de la selecci�n natural (que de ordinario se
refiere a individuos y m�s concretamente, a genes).
Esta noci�n supone que una especie dotada de un cierto atributo terndr� mayor
probabilidad de perdurar y dar origen a otras nuevas que una que carezca de �l. Por
ejemplo, en un cierto grupo de organismos, pudiera ocurrir que aquellas especies cuyos
individuos fueran de mayor tama�o, dieran lugar a nuevas especies o evitaran la
extinci�n con mayor facilidad que otras especies cuyos individuos fuesen de menores
dimensiones. Con esto se observar� que el grupo de especies estar� aumentando de tama�o
promedio, promedio influ�do por el n�mero creciente de individuos de la especie m�s
alta.
Se puede decir que los genes compiten entre s� por la supremac�a en el acervo g�nico de
una poblaci�n, al conferir efectos adaptativos a sus portadores. Pero las especies, en
cambio, cuando est�n emparentadas, no compiten. Esto se ve en la Drosophila donde
especies emparentadas coexisten con nichos u oficios diferentes: utilizan el ambiente
de forma dispar. El que una especie desaparezca no suele deberse a ser derrotada por la
competencia con otras especies, sino a que el acervo g�nico es poco flexible para
adaptarse al cambio ambiental. Por lo cual la selecci�n de especies es de dudoso valor
frente a la selecci�n g�nica. El destino de las especies depende de la capacidad de los
individuos que las componen para enfrentarse con el medio. Tal aptitud solo proviene de
la selecci�n natural de los genes.
LA EVOLUCION DEL DARWINISMO G-LEYLARD STEBBINS Y FRANCISCO J. AYALA - INV Y C, P 42,
N�108, SET 1985
TEORIA DE LA SELECCION DE LOS GRUPOS NEURONALES
BIOLOGIA DE LAS POBLACIONES
PrevioSiguiente