Amasando la caja. Reflexiones sobre orientación y conducta |
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Marcos Rosetti, Luis Pacheco Cobos
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Muchos de los organismos que habitamos este planeta nos beneficiamos de la observación detallada de la conducta de otros. Los depredadores pueden estudiar atentamente los movimientos de sus posibles presas y detectar así el momento apropiado para atacar; por su parte, ellas están pendientes de los primeros para no convertirse en víctimas. El estudio biológico de la conducta comprende un enorme campo de fenómenos con múltiples niveles de explicación. Sin embargo, las unidades básicas se encuentran en la ejecución espacio-temporal de movimientos. Por ejemplo, para entender por qué migran las mariposas monarca y de qué manera logran orientarse hacia un punto en particular, debemos analizar su conducta junto con los estímulos ambientales que las rodean durante su migración.
En el tiempo, la conducta está compuesta por eventos de decisión que son de naturaleza discreta, un ciclo permanente donde el organismo siente, procesa y actúa; esta práctica le permite dirigir y ejecutar sus movimientos. A nivel sensomotor se busca definir las reglas que modulan los eventos de decisión en la relación estímulo-respuesta, ya que una unidad sensomotora representa el último producto de la interacción neural y el primero conductual. El estudio de las relaciones entre estímulos y respuestas intenta asociar la probabilidad que tiene un comportamiento de ocurrir bajo determinadas condiciones, exteriores e interiores, percibidas por los sistemas sensoriales de los organismos. En protozoarios y esponjas la transmisión de la información es de tipo neuroide; en el resto de los animales es neural, a través de fibras nerviosas y sinapsis —uniones especializadas entre células nerviosas en donde las señales eléctricas o químicas se mueven de una célula a otra. Los que tienen sistema nervioso central presentan agregaciones de un gran número de neuronas y fibras nerviosas, por lo que la evaluación interna de información, proveniente de los receptores, puede conducirse por medio de un gran número de canales y la transmisión seguir por caminos intrincados y desconocidos. La dificultad de rastrear la información sensorial y motora, dentro de esa enorme red de conexiones llevó a la propuesta de modelos simplificados de lo que ocurre en el sistema nervioso central, representados por una caja negra que sólo considera la conducta externa visible, mientras que el contenido puede representarse por varios mecanismos hipotéticos, sin revelar la ruta o el procesamiento que sigue la información, e ignorando la volubilidad del estado interno del organismo en el momento en que ésta recorre el camino entre la percepción y la acción. Encender un cerillo en la caja negra Después de muchos años de valiosos esfuerzos, permanece el reto de referir con detalle cómo se asocia el comportamiento observado a los mecanismos internos que lo producen. Al estudiar la conducta de un animal, captamos una propiedad emergente de la interacción de múltiples factores. El organismo recibe estímulos simultáneos y conduce esta información por distintos filtros o amplificadores para producir una respuesta altamente modulada. Y aunque es posible observar cierta consistencia en la conducta, ante condiciones ligeramente diferentes, los individuos de una misma especie se comportan de manera similar al cubrir determinada necesidad, y la expresión de la individualidad presenta aspectos rígidos —límites anatómicos, fisiológicos y psicológicos que definen el perfil de las conductas que pueden ejecutarse. Así, a medida que analizamos con mayor detalle un comportamiento, encontramos variaciones entre individuos o en un individuo, incluso cuando las condiciones ambientales parecen idénticas. Este tipo de análisis puede ayudarnos a contestar preguntas sobre cómo se integran los estímulos durante los procesos locomotores que componen la conducta. Por ejemplo, ¿existen estrategias individuales más ventajosas que otras?, o ¿podemos distinguir a un individuo sólo por las características de su conducta? No es raro esperar que algunos individuos tengan más éxito que otros. La ejecución de determinada conducta puede resultar en una ventaja y en la supervivencia, y si además es adaptativa y puede ser heredada, el beneficio es mayor. La individualidad permite la variación en el tipo y la forma de conducta y la exploración de múltiples estrategias y soluciones para un mismo problema promueve también la existencia de grupos más amplios, pues impulsa la especialización de los sujetos en papeles que les son más adecuados. Además, tanto el individuo como el ambiente son altamente dinámicos, lo que hace muy improbable que un mismo estímulo sea percibido en estados internos idénticos. Por ello, proponemos reemplazar el concepto de caja negra por el de masa negra (Black Blob), en el cual el procesamiento de la información ocurre dentro de una masa maleable que, influenciada por las condiciones internas y externas, cambia constantemente su configuración. Un estímulo que llegue a su superficie nunca encontrará la misma forma. Cada individuo tiene su masa particular con densidad, maleabilidad y límites propios. Estas propiedades son moldeadas por procesos genéticos, fisiológicos, evolutivos y ontogénicos. Las masas de una especie mantienen características comunes a pesar de su dinamismo, por ello se parecen más entre sí que con las de otras especies. Incluso podemos construir hipótesis acerca de cuál es la masa óptima para una especie ante determinadas situaciones o la masa que puede resultar adaptativa. Los enormes avances en la tecnología de análisis y registro han facilitado el estudio de la conducta. La capacidad técnica supera nuestras expectativas, podemos registrar en video las trayectorias seguidas por los individuos durante su locomoción y con un programa de cómputo analizarlas casi automáticamente, calculando la velocidad instantánea y la posición del sujeto en el espacio. Por esto, creemos que el momento es propicio para retomar los trabajos de microconducta, disciplina cuya popularidad disminuyó en las últimas décadas. El análisis detallado de la conducta permite elaborar algoritmos para describir cómo la información sensomotora es procesada por el sistema nervioso, con lo cual pueden generarse enormes bases de datos que son extremadamente útiles para modelar la conducta utilizando modelos artificiales. Con esto podemos incursionar en las reglas que rigen las interacciones dentro de la masa negra, no para indagar las causas, sino las consecuencias de las distintas combinaciones de estímulo, las vías que estos siguen y las diferentes respuestas que se producen. Conducta robótica La idea de utilizar sistemas artificiales como metáforas de los vivos tiene una larga historia. René Descartes sugirió que un mecanismo artificial que simule la conducta de uno natural con suficiente exactitud sería imposible de diferenciar. Algunos de los primeros robots, como los creados por W. Walter Grey, demostraron este punto, ya que se manejaban con tal autonomía y resolución que lograban confundir al espectador sobre la realidad de sus intenciones y crear dudas acerca de su naturaleza artificial. Sin embargo, no eran más que motores y sensores ingeniosamente conectados por circuitos sencillos, suficientes para mostrar numerosas conductas emergentes. Pero para entender su expresión en los sistemas naturales se requiere estudiar la interacción de todas las partes involucradas. La biorobótica es una rama de la robótica cuyo fin es crear robots para estudiar la conducta de los animales. Con esta metodología, generada en la última década, se busca representar físicamente las hipótesis sensomotoras de conductas naturales. Constituida por una serie de reacciones motoras autónomas que responden a características del medio, la conducta de los robots funciona a partir de la integración entre la entrada sensorial y la salida motora, unidades básicas necesarias para interactuar con el entorno. Las reglas que la controlan se hallan programadas dentro del biorobot, pero debido a la estrecha relación entre los cambios en el ambiente y las constantes decisiones sensomotoras tomadas por el robot, no es difícil que se logren observar aspectos conductuales que no se hayan programado. A pesar de su alto contenido técnico, la biorobótica mantiene sus principales intereses dentro de la biología y es una alternativa para estudiar cómo los organismos logran orientarse y resolver problemas en condiciones ambientales dinámicas. Para desarrollarla es fundamental contar con una descripción detallada de la secuencia de eventos motores del organismo vivo, con los posibles estímulos involucrados y, en caso de que exista, algún conocimiento del sistema neural que regula la interacción. La relación entre estímulos y movimientos puede ser planteada como un conjunto de reglas sencillas de interacción o algoritmo, que representa una hipótesis sobre la regulación sensomotora de una conducta. Su construcción no es tarea fácil, ya que esa conducta puede ser reproducida de distintas maneras. Aunado a ello, aunque el desempeño del modelo y del organismo modelado sea similar, es difícil concluir que los procesos son los mismos, porque no existen pruebas estándar que validen la similitud de ambos mecanismos. La conducta del robot debe someterse a distintas condiciones para obtener nuevas estimaciones de su semejanza con el sistema natural, y probar así el poder de explicación que tiene. Por otro lado, los robots no sirven para simular el funcionamiento de organismos completos, únicamente procesos sensomotores aislados y bien definidos. Por ello es recomendable intentar abordar la complejidad que caracteriza al comportamiento animal, buscando las reglas de interacción más sencillas posibles que logren explicar la mayor parte del fenómeno conductual. En los modelos biorobóticos podemos jugar con la entrada y salida de información; manipular los estímulos y las propiedades de los sensores, los caminos que sigue el procesamiento a través del algoritmo, las propiedades físicas y los límites de la conducta que produce. Modelando el proceso sensomotor mediante la modificación sistemática de las reglas de interacción, podemos crear un amplio espectro de variantes para una conducta. Con el conjunto universal de posibles respuestas pueden reproducirse algunos de los aspectos idiosincráticos de la conducta natural. Arriesgar para ganar La conducta es un fenómeno complejo que requiere métodos complejos para estudiarla. Con la observación detallada de la conducta individual podemos disectar uno a uno sus componentes y construir un sistema artificial que culmine en la retroalimentación del proceso de análisis. Aunque los hallazgos que puedan derivarse de esta metodología se obtendrán a largo plazo, la búsqueda de algoritmos controladores de la conducta puede contribuir a entender sus mecanismos fundamentales. En México, los estudios conductuales comienzan a tener una importante tradición de calidad y es esencial mantener el desarrollo de nuevas áreas para encontrar y contestar preguntas centrales para el estudio de la conducta. |
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Marcos Rosetti, Luis Pacheco Cobos, Robyn Hudson
Instituto de Investigaciones Biomédicas,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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Referencias bibliográficas:
Fraenkel G. y D. Gunn. 1961. The Orientation of Animals: Kineses, Taxes and Compass Reactions. Dover Publications, Nueva York.
Resnick M., F. Martin, R. Sargent y B. Silverman. 1996. “Programmable bricks: Toys to think with”, en ibm Systems Journal, vol. 35, núm. 3 y 4, pp. 443-451.
Martin P. y P. Bateson. 1986. Measuring Behaviour: An Introductory Guide. Cambridge University Press, Cambridge.
Webb B. 1996. “A cricket robot”, en Scientific American, diciembre, pp. 94-99.
Descartes R. 1637. Discurso del Método. Porrúa, México, 1974.
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como citar este artículo → Rosetti, Marcos y Pacheco Luis, Hudson Robyn. (2005). Amasando la caja. Reflexiones sobre orientación y conducta. Ciencias 77, enero-marzo, 58-64. [En línea]
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bibliofilia | ||||
Ciencia , cyborgs y mujeres |
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Aída Hernández Castillo
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Ciencia, cyborgs y mujeres: la reinvención de la naturaleza, Donna J. Haraway. Cátedra. Traducido por Manuel Talens.
Madrid, 1995. 431 p.
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Donna Haraway, una de las pioneras en lo que ahora se conoce como estudios culturales de la ciencia, reúne en este excelente libro una serie de artículos publicados previamente en distintas revistas científicas. Sus trabajos inauguran nuevos espacios de etnografía para los antropólogos al recordarnos que las comunidades científicas también son comunidades culturales con visiones del mundo que alimentan y delimitan el tipo de conocimiento científico que se produce. Haraway muestra cómo los posicionamientos de clase, raza y género influyen en las formas y contenidos del conocimiento científico, ocultándose detrás de la retórica de objetividad y neutralidad producto de la Ilustración. Su trabajo nos recuerda que la ciencia es uno de los productos culturales de la civilización occidental y como tal no puede ser analizada al margen de las relaciones de poder que le dieron origen.
Haraway combina las reflexiones espistemológicas y la historia cultural de la primatología, con artículos de enfoque político en los que denuncia los efectos del poder que se ocultan detrás de la retórica de la objetividad científica. Así, por ejemplo, en el capítulo “Conocimientos situados: la cuestión científica en el feminismo y el privilegio de la perspectiva parcial”, hace una crítica al positivismo y señala sus vínculos con las perspectivas androcéntricas de la realidad. La autora nos propone sustituir el objetivismo patriarcal con conocimientos situados (situated knowledge) que reconozcan desde dónde hablamos, pero que a la vez no renuncien a la posibilidad de conocer, ni relativicen el valor ético y explicativo de cualquier otro conocimiento. Al respecto plantea “la alternativa al relativismo son los conocimientos parciales, localizables y críticos, que admiten la posibilidad de conexiones llamadas solidaridad en la política y conversaciones compartidas en la epistemología […] El relativismo es el perfecto espejo gemelo de la totalización, y ambos son “trucos divinos” que prometen, simultáneamente y en toda su extensión, la visión desde todas las posiciones y desde ningún lugar, mitos comunes en la retórica que rodea la ciencia. Pero es precisamente en la política y en epistemología de las perspectivas parciales donde se encuentra la posibilidad de una búsqueda objetiva, sostenida y racional”.
El capítulo “El manifiesto para cyborgs” resume las propuestas epistemológicas y políticas de la autora frente a la fractura de los ideales que regularon el proceso civilizatorio de la modernidad occidental —como historia, progreso, sujeto—; ante la diversificación de los signos y la multiplicidad de voces y significados; y frente al abandono de las certidumbres y la aceptación de los conocimientos parciales y relativos. Para Haraway, a pesar de la sofisticación de las formas de dominación, en el actual momento histórico, no todo es pesimismo, esta nueva etapa abre a la vez nuevos espacios de resistencia. Para hablar de los valores mezclados de esta época utiliza la metáfora de la cyborg, un fenómeno que viola ciertas distinciones antes dominantes, especialmente aquellas establecidas entre humanos y animales, humanos y máquinas, mentes y cuerpos, materialismo e idealismo. La cyborg rechaza las antiguas esperanzas en la unidad y la totalidad que se expresaban en la idea de una fuerza de trabajo liberada, la comunidad como familia y lo femenino como divinidad. Este nuevo sujeto histórico, no necesita crear mitos de origen de un pasado idílico, “la escritura de la cyborg no necesita ser acerca del había una vez un tiempo de integridad, antes del lenguaje, antes de la escritura y antes del Hombre. La escritura de la cyborg es acerca del poder para ser capaz de sobrevivir, no en base a una inocencia original, sino buscando las herramientas para marcar al mundo que alguna vez la aisló en la otredad”; en un momento histórico en el que la dominación se da a través de imágenes e información, el lenguaje y la escritura se convierte en una herramienta fundamental, “la escritura es la principal tecnología de la cyborg […] su forma de hacer política es la lucha por el lenguaje y contra la comunicación perfecta, contra ese código que asume que es capaz de traducir todos los significados perfectamente”.
Su compromiso con la transformación de la realidad y la necesidad de mantener una resistencia activa a las distintas formas de dominación es lo que la ha diferenciado de otros teóricos posmodernos, ubicando su trabajo en donde se cruzan la ciencia, la filosofía y la política.
Ciencia, cyborgs y mujeres es un libro indispensable no sólo para quienes están interesados en el estudio cultural de la ciencia o en los estudios de género, sino también para aquellos integrantes de las comunidades científicas que estén abiertos a reflexionar sobre las implicaciones políticas del tipo de conocimiento que producen.
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Aída Hernández Castillo
Centro de Investigaciones y Estudios Superiores en Antropología Social, D. F.
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como citar este artículo → Hernández Castillo, Aída. (2005). Ciencia, cyborgs y mujeres: la reinvención de la naturaleza. Ciencias 77, enero-marzo, 76-77. [En línea]
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De las secuencias de nucleótidos a la biología de sistemas |
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Fox Keller, Evelyn
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Actualmente, estamos presenciando cambios profundos en la dirección de la investigación científica —especialmente en biología—, que transforman nuestras preguntas, comprensión y expectativas. Como historiador del presente uno enfrenta toda clase de problemas, pero quizá el más serio, especialmente en tiempos tan agitados, es que la historia puede ir mucho más rápido de lo que un académico —al menos uno como yo— puede describirla.
Hace dos años y medio publiqué un libro llamado El siglo del gen. Era un intento por “mapear” una trayectoria del concepto desde la época del redescubrimiento de las leyes de Mendel, en 1900, hasta la secuenciación del genoma humano cien años después. Como tal era tanto una celebración a la productividad del concepto a través del siglo, como un argumento algo apasionado sobre la necesidad de continuar en lo que he llamado el siglo más allá del gen. Estuve de acuerdo con William Gelbart, un biólogo molecular de la universidad de Harvard, que escribió: “a diferencia de los cromosomas, los genes no son objetos físicos, sino conceptos que han adquirido un gran bagaje histórico durante las últimas décadas”, y “hemos llegado al punto donde el uso del término gen […] puede de hecho ser una limitante a nuestro entendimiento”. Algunos colegas suyos consideraron mi libro como “anti-genético”, lo que fue un error. Mi punto era que si el siglo xx se consideraba el siglo del gen, el XXI, con toda probabilidad, sería el siglo de la genética o de los sistemas genéticos. La diferencia es importante: la genética es el estudio del procesamiento del ácido desoxirribonucleico (dna) en la construcción de un fenotipo; mientras que los genes son las entidades que históricamente se asumen como las partículas de la herencia. La primera se refiere a las interacciones bioquímicas detrás de la construcción de los organismos; los genes, a un esquema conceptual hipotético, cuyo principal bagaje histórico data de su visión como unidades básicas —átomos— de la vida. Pero, ¿qué es un gen? El hecho es que los biólogos moleculares emplean un gran número de definiciones y que requieren toda esa variedad. En una son segmentos de dna que pasan intactos de generación en generación. Pero, ¿cuáles segmentos?, ¿los que codifican para proteínas?, ¿o deben ser incluidos los que lo hacen para cadenas de ácido ribonucleico (rna), que son cruciales para la regulación, pero nunca traducidos a proteínas? En otra definición un gen es la secuencia que codifica para una proteína particular —secuencia que, para los organismos superiores, existe sólo como un rna mensajero (m-rna), después de haber sido procesado. Sólo al separar los segmentos unidos del dna original y después del corte y unión de regiones codificantes —splicing—, una molécula puede corresponder a la proteína que se construirá, molécula que puede decirse existía como una entidad cromosómica sólo en potencia. Aún más problemáticas son aquellas proteínas construidas a partir de transcritos de m-rna y que han sido específicamente modificadas en ciertos estadios de desarrollo —por ejemplo, debido a la inserción de varios nucleótidos. Para ellas no hay secuencia correspondiente que pueda encontrarse en el dna, aun después de la separación y el corte. Así, cuando preguntamos cuántos genes componen el genoma humano, la respuesta varía de acuerdo con la definición empleada, quizás hasta en dos o tres órdenes de magnitud. Dadas las dificultades para el conteo de genes, Snyder y Gerstein hacen una interesante propuesta: “finalmente, podría ser mejor definir una lista de partes moleculares basadas en dominios de proteínas funcionales […] más que en los genes por sí solos”. Por otro lado, al contrario de lo que ocurre con el gen, sabemos lo que es el dna —podemos deletrear su secuencia y observar su notable estabilidad en el curso de varias generaciones. Pero la lección más importante que hemos aprendido es que el significado de cualquier secuencia de dna es relativo, ya que para la comprensión del desarrollo o la enfermedad, lo que realmente cuenta son los patrones de la expresión genética, controlados por un complejo y vasto aparato regulador que no pueden predecirse a partir del conocimiento de una sola secuencia. El siglo del gen La historia de la genética comenzó con grandes expectativas acerca de los poderes explicativos que tendría una unidad particular y material de la herencia. La estructura de ésta era la que daría cuenta de la estabilidad intergeneracional, de cómo los caracteres individuales —o fenotipos— se producían y de cómo la trayectoria del desarrollo individual era guiada con artística exquisitez y habilidad. Claro, mucho dependía de lo que esta entidad era y una porción significativa del esfuerzo científico en la primera mitad del siglo fue dedicada a la búsqueda de su naturaleza material, la cual culminó con el anuncio de Watson y Crick sobre la estructura del dna y, sorprendentemente, con los triunfos de la temprana biología molecular. Todos los supuestos con los que inició el siglo, que eran poco menos que ignorancia y esperanza, parecían haberse reivindicando completamente. Pasado medio siglo, todas las dudas remanentes acerca de la realidad material del gen se alejaron. Además, parecía que la fuente de estabilidad intergeneracional recaía en la estructura de ese material, ya que el proceso por el que la doble hélice se replicaba —con la simple complementariedad de bases— parecía suficiente para explicar la asombrosa fidelidad con que las características se transmiten a través de muchas generaciones sin modificación. Quizá, aún más notablemente, la secuencia de nucleótidos —basada en una moda que era reminiscencia de un programa de cómputo— parecía englobar no sólo la información genética especificando todas las proteínas que una célula —u organismo— necesitaría, sino también un programa —el genético— que guiaría el futuro desarrollo de todo el organismo. Con la identificación del dna como el material genético, y una secuencia específica de nucleótidos como el gen, esta entidad largamente hipotetizada estaba en camino de convertirse en el concepto fundacional capaz de unificar toda la biología. Como todos sabemos, el progreso que siguió a estos tempranos descubrimientos fue espectacular, y después de los setentas y el descubrimiento del dna recombinante se ha acelerado el ritmo con el que se acumula nueva información y nuevas técnicas. Sin embargo, el progreso de los recientes veinticinco años, la era postrecombinante, tiene por sí mismo una historia distinta de aquélla de la primera era, los primeros tiempos de gloria de la biología molecular. En particular, los asombrosos avances en genética molecular que han trabajado firmemente en disminuir la confianza que los primeros arquitectos de la genética habían construido, y que los inicios de la biología molecular parecían tan dramáticamente reivindicar. Por lo tanto, después de un siglo de genética, otra vez somos incapaces de definir lo que es un gen o lo que hace. Es un momento raro y maravilloso cuando el éxito nos enseña a ser humildes, y éste, creo yo, es precisamente el momento en que nos encontrábamos a fines del siglo xx. En efecto, bien puede ser que de todos los beneficios que la genómica nos ha traído, la humildad sea la que a largo plazo pueda probar su más grande contribución. Por casi cincuenta años, nos tranquilizamos creyendo que al descubrir las bases de la información genética, habríamos encontrado el secreto de la vida; confiábamos que con decodificar el mensaje del dna, entenderíamos el programa que hace a un organismo ser lo que es, que en la secuencia de nucleótidos hallaríamos la explicación de la vida. Y nos maravillaba cuán simple parecía ser esa explicación. Hoy nos sorprendemos no por la simplicidad de los secretos de la vida, sino por su complejidad. Asombrosamente, la genómica estructural nos ha dado las herramientas que necesitábamos para confrontar nuestra propia arrogancia, herramientas que pueden mostrRNAos los límites de la visión con que comenzamos. Así, la evidencia acumulada durante el último cuarto de siglo nos muestra que, desde el inicio, al gen se le ha pedido soportar una inmensa carga. Una sola entidad fue tomada como el garante de la estabilidad intergeneracional, el factor responsable de las características individuales y, al mismo tiempo, el agente responsable de dirigir el desarrollo del organismo. Nuevas clases de datos, reunidos durante las últimas décadas, han refrescado drásticamente nuestra comprensión del papel que desempeñan los genes en los procesos celulares y de los organismos, y aparentemente el peso de la carga que se le asigna excede lo que, razonablemente, puede esperarse de una sola entidad y, por lo tanto, lo apropiado es que sea distribuida entre los distintos actores en el juego de la vida. Aun tomando cargas por separado, pareciera que la evolución las ha distribuido entre una variedad de jugadores. Así, por ejemplo, hemos aprendido que la estructura del dna no es capaz de garantizar su propia fidelidad de una generación a otra, necesita de la ayuda de una compleja maquinaria de edición, corrección y reparación. La estabilidad intergeneracional es resultado de un complejo proceso dinámico, y la capacidad para tal proceso es en sí un logro evolutivo complejo. Aún más sorpresivamente estamos comenzando a entender que tales mecanismos no sólo mantienen fidelidad, sino que desempeñan un papel activo en establecer sus límites, al disparar otros mecanismos que activamente generan variabilidad genética bajo situaciones de estrés. También tenemos que revisar nuestras nociones acerca de lo que un gen hace. No sólo se ha complicado enormemente nuestra visión de “un gen, una característica”, sino también la más reciente de “un gen, una enzima”. Por mucho tiempo se ha sabido que la tasa de síntesis de proteínas requiere regulación celular, pero ahora resulta evidente que la clase de proteínas que se sintetiza aún es producto, en parte, del tipo y estado de la célula en que el dna se encuentra. En organismos superiores la secuencia de dna no se traduce automáticamente en una de aminoácidos; no lo hace por sí misma, lo que es suficiente para decirnos qué proteínas se producirán en determinada célula o en qué etapa de desarrollo. Esta función también está distribuida entre los muchos actores involucrados en la regulación postranscripcional, tal como sucede con la fidelidad. Todas las proteínas y las moléculas de rna que participan en tal regulación de orden superior necesitan ser sintetizadas y, por ello, en cierto sentido, deben estar codificadas en el dna; indudablemente, el estar atentos a esta necesidad presupone un programa genético dirigiendo los procesos. Pero esto nos lleva de regreso al problema de quién fue primero, el huevo o la gallina. Y hablando de ello, nuestra experiencia con la clonación nos ha mostrado la crítica necesidad de reprogramar apropiadamente el dna si deseamos producir un organismo viable, lo que claramente nos hace repensar nuestros supuestos sobre un programa inscrito en el dna. Lo que necesitamos, y me parece que urgentemente, es un concepto más dinámico de un programa distribuido, en donde dna, rna y los componentes de las proteínas funcionen alternativamente como instrucciones y como datos. Finalmente, algunos descubrimientos recientes, fuera de todo el paradigma genético, nos regresan a la preocupación central de muchos embriólogos de principios del siglo xx. Éste no es un problema de estabilidad genética, sino de estabilidad del desarrollo; la robustez conspicua de los procesos de desarrollo y su capacidad para mantenerse independientemente de las vicisitudes ambientales, celulares y aun genéticas. ¿Puede el lenguaje de la genética ser revisado para enfrentar tales efectos o necesita ser apoyado con diferentes conceptos y términos? Por ejemplo, los ingenieros han desarrollado un paquete de conceptos para el diseño de sistemas, como los aeroplanos o las computadoras, en que la confianza es el primer y más importante criterio. Como tal, su acercamiento puede decirse que es directamente complementario al de la genética. El propósito de los ingenieros es mantener un seguimiento de los sistemas; el de los genetistas, tradicionalmente, criticar esos seguimientos en forma que puedan observarse fácilmente; es decir, en primera instancia es la apariencia de los efectos fenotípicos observables de las mutaciones lo que ha llevado, históricamente, a los genetistas a la identificación y caracterización de los genes. Por definición, tal enfoque no es válido para el estudio de la robustez, y yo he sugerido que los genetistas podrían tomar prestados algunos conceptos y términos desarrollados en el estudio de la estabilidad dinámica de la ingeniería de sistemas para agrandar sus propias herramientas conceptuales. Del genoma a la biología de sistemas En el Proyecto Genoma Humano, donde nació la idea de secuenciarlo, un nuevo programa se está desarrollando. Se le ha denominado Devolver los genomas al programa de la vida. “Desde el establecimiento de las secuencias enteras del genoma, la aspiración de la biología es construir un nuevo entendimiento, completo y profundo, de los complejos sistemas vivos […] El actual paradigma en biología —descrito como del gen solitario, reduccionista o lineal— probablemente no sea exitoso por sí mismo […] En lugar de ello, la investigación tenderá a acercarse al enfoque de sistemas […] El nuevo paradigma crece a partir de los nuevos avances en la instrumentación para las biociencias, la mejora en la rapidez de cómputo y la capacidad de modelado, así como del creciente interés de científicos de la física y la informática en los problemas biológicos y el reconocimiento de que se necesitan nuevos acercamientos para que la biología alcance su objetivo completo, el de mejorar el bienestar humano”. Ahora, este programa no sólo está buscando juntar todo otra vez, sino también darle vida. Como ellos mismos escriben, “conocer las funciones de todos los genes en el genoma, por sí mismo no llevará a entender los procesos de los organismos vivos”. En alguna parte, a lo largo del camino, se ha entendido que el genoma, de hecho, no está vivo, que esa vitalidad, tal como hace tiempo nos recordó Linus Pauling, no reside en las moléculas, sino en las relaciones entre ellas; así, los artífices del nuevo programa escriben, “necesitamos entender lo que las partes hacen en su relación unas con otras”. En pocas palabras, lo que necesitamos es una biología de sistemas. Hace dos meses, en un tono similar, el Massachussets Institute of Technology (mit) tuvo su conferencia anual sobre la nueva Iniciativa en Sistemas Biológicos y Computacionales. Su misión: establecer los fundamentos para tratar las entidades biológicas como sistemas vivientes complejos y no como una amalgama de moléculas individuales. En el discurso inaugural, el presidente Charles M. Vest dijo, “hasta ahora los biólogos han aprendido más y más sobre la detallada estructura y las funciones de los componentes moleculares de la vida, pero no hemos entendido aún cómo los componentes individuales están entrelazados para controlar la fisiología. Ahora estamos en una posición en que empezamos la búsqueda para entender nuestras máquinas moleculares y circuitos celulares, cómo las partes se conectan y cómo operan. En una tercera transformación revolucionaria, la biología se convertirá en una ciencia de sistemas”. Hay una amplia sensación de que la fase reduccionista de la investigación genética ha terminado. Steven Brenner habla a nombre de muchos cuando dice que “secuenciar el genoma humano representa una culminación, de formas […] de reduccionismo químico, y ahora necesitamos movernos y continuar”. Pero también, al completarse la primera fase del proyecto, hay cierto grado de decepción. El genoma humano ha sido secuenciado, pero nos ha fallado en explicar quiénes somos. Como el nuevo programa lo describe, “ahora tenemos las listas de partes para estos organismos, y podemos ver que conocer las partes, e incluso sus funciones, no es suficiente”. Pero el proyecto del genoma humano y la genética molecular nos han dado más que una lista de partes durante las últimas décadas; quizá más importantes han sido las nuevas herramientas para ir más allá de las partes individuales, algunas de las cuales permiten probar la complejidad de la dinámica celular. La primera consecuencia de estos avances tecnológicos fue un enorme caudal de datos. Sydney Brenner lo planteó hace algunos años, “parece no haber límite en la cantidad de información que podemos acumular y, hoy, al fin del milenio, enfrentamos el reto de saber qué vamos a hacer con toda esa información”. Pero hay otro efecto, entre más sabemos acerca de cómo trabajan las partes juntas, de la extraordinaria complejidad y versatilidad de la regulación genética, y de la variedad de mecanismos epigenéticos de la herencia, más confusa nos parece la situación, y más urgente es la necesidad de encontrar nuevas herramientas de análisis y nuevas formas de expresRNAos al respecto. Brenner argumenta que “la tarea intelectual primordial es la de construir un marco teórico apropiado para la biología”. Yo añadiría que un objetivo igualmente obligado es idear un marco lingüístico más apropiado, que nos lleve más allá de la formación de un todo con base en las partes y comenzar a acomodar la construcción histórica de las partes y los todos, que es un tema central de la biología evolutiva. Gracias a los extraordinarios desarrollos técnicos que hemos visto en años recientes, ha comenzado a ser posible explorar las interacciones dinámicas que no sólo unen partes en un todo, sino que igualmente revelan las formas en que esas interacciones constituyen las partes en sí mismas. Por ello, los genetistas están encontrando nuevas formas de pensar acerca de las funciones biológicas, buscando las pistas para cada función particular, no tanto en los genes, ni en la estructura de dna, sino en las redes de comunicación de las cuales el dna es una parte. Mientras todos estos esfuerzos siguen su proceso, las secuencias de dna permanecen como un recurso absolutamente crítico, tanto para el investigador como para la célula; estamos comenzando a ver un cambio en la búsqueda de la función biológica hacia los procesos celulares de crecimiento y adaptación, y a los cruces entre todos los actores de la orquesta celular. Uno podría decir que la comunicación se ha convertido en la nueva palabra clave conforme los científicos del reduccionismo biológico empiezan a descubrir los poderes de la sociabilidad. Por supuesto, para que este cambio se dé, los investigadores también necesitan tener confianza en que hay una ruta alternativa, y ésta proviene de los avances técnicos en computación, especialmente de la unión de herramientas computacionales con las técnicas de análisis molecular —por ejemplo, los chips genéticos—, así como de la proximidad con el análisis computacional que ha surgido en años recientes para manejar grandes cantidades de datos complejos. En relación con qué significa un sistema y qué es la biología de sistemas, me parece que aún es un asunto por definir. El término en sí mismo nos lleva a Von Bertalanffy, a los años treintas, cuando escribió con una modestia poco característica: “la noción de un sistema puede ser vista en términos autoconscientes y genéricos para explicar la dinámica de relación de los componentes”. Hoy, sin embargo, los partidarios de la biología de sistemas tienen más elementos con qué trabajar y, de acuerdo con ello, son menos modestos. En el mit Vest esbozó grandes esperanzas en su discurso. “Esperamos que la habilidad para entender mejor y predecir las acciones de los sistemas biológicos complejos lleve a nuevos avances en el diseño de medicamentos, el diagnóstico de enfermedades, computadoras biológicamente inspiradas, salud ambiental y defensa nacional”. Otro ejemplo es lo dicho por Leroy Hood, fundador del área de sistemas biológicos y de cómputo en Seattle: “a diferencia de la biología tradicional que ha examinado proteínas y genes aislados, la de sistemas estudia simultáneamente la interacción compleja de muchos niveles de información biológica, dna genómico, m-rna, proteínas, proteínas funcionales, rutas y redes informacionales, para entender cómo trabajan unidas. Otra descripción de esta área sostiene que “la biología de sistemas es un nuevo campo que busca entender los sistemas biológicos a nivel de sistemas […] ese nivel esencialmente requiere entender la estructura del sistema, su comportamiento, su control y diseño”. En otras palabras, como se usa actualmente, la biología de sistemas es un concepto muy plástico y multifacético, abarca una gran variedad de temas y es prometedor en un amplio espectro de resultados. Es como un canto de las sirenas que escuchan los científicos de distintas disciplinas en donde la biología experimental ha tenido tradicionalmente poco uso —como la ingeniería, las ciencias computacionales, la física y las matemáticas. Por lo tanto, un poco es una reminiscencia de los seis personajes de Pirandello en busca de un autor. Podemos estar seguros que las habilidades de los científicos computacionales, matemáticos y físicos no habían sido demandadas en la biología como ahora. Pero hay algo nuevo en esta reencRNAación de una biología matemática o computacional. Quizá por primera vez en la historia son los biólogos quienes están estableciendo los términos de esta petición; lo que piden es que se les ayude a integrar y dar un sentido funcional a los datos que han resultado en los últimos tiempos en la materia. ¿Una red teórica apropiada? De dónde puede provenir y cómo debería ser la red teórica a la que se refiere Sydney Brenner son interrogantes que nos llevan a la disciplina que históricamente ha sido el árbitro en la teoría de las ciencias naturales: la física. Para muchos científicos las palabras teoría y física son sinónimo. Por lo tanto, no es sorprendente que el pasado verano, en las afueras de Aspen, Colorado, varias docenas de físicos teóricos con interés en biología se reunieran para celebrar, y aquí tomo una nota de la revista Nature, “el creciente sentimiento de que sus opiniones serían cruciales para cosechar los frutos de la era biológica postgenómica”. Y no sólo en Aspen, sino en todo el país, y aún más en el mundo, continuamente los físicos y matemáticos voltean hacia las ciencias de la vida en busca de nuevos campos para trabajar, en lo que un reportero llamó la “bioenvidia”. Algunos dicen que los físicos están buscando formas para recobrar su gloria perdida, otros sugieren un objetivo más pragmático, que es en la biología donde está ahora el dinero o la acción intelectual y científica. Si el siglo pasado perteneció a los físicos, el nuevo, frecuentemente se dice, pertenecerá a la biología. Los observadores también hacen notar que el movimiento de la física a la biología no es tan simple, hay un vacío cultural entre las disciplinas que debe llenarse. Biólogos y físicos tienen distintos objetivos y tradiciones, buscan respuestas a preguntas diferentes, y quizá incluso buscan distintas clases de respuestas. Por ello, en la primera parte de la historia fue difícil que físicos y matemáticos voltearan hacia la biología en busca de nuevos problemas y campos que cultivar, y el testimonio de tales empeños es de alguna manera desesperanzador —por lo menos desde la perspectiva de tender puentes entre las dos culturas, ya que los biólogos han mostrado poco interés en los esfuerzos anteriores por matematizar o “teorizar” su disciplina; es más, típicamente habían mostrado cierta indignación. Aparentemente este ya no es el caso; hoy existen en todos lados colaboraciones entre biólogos experimentales, físicos y matemáticos. Durante los últimos años, tanto la National Science Foundation como el National Institute of Health han lanzado un buen número de iniciativas organizadas específicamente para encontrar el potencial de la investigación matemática y computacional en biología. Desde 1983, la proporción de financiamiento para investigación matemática y computacional que aporta la División Biológica de la National Science Foundation se ha incrementado cincuenta veces. Por lo tanto, las quejas más frecuentes que se escuchan en la actualidad son acerca de la falta de información para los interesados, más que de una carencia de fondos. El incremento en recursos se refleja en un crecimiento correspondiente en la tasa de publicación y en la elaboración de nuevos programas en biología matemática y computacional. A diferencia de sus precursores, muchos de éstos están situados en departamentos de biología experimental más que en los de matemática y ciencias de la computación. Además, aquellos que provienen de las ciencias matemáticas no sólo colaboran con biólogos experimentales, sino que frecuentemente se convierten en biólogos. Por el contrario, los biólogos ya no necesitan trasladar sus datos a otras personas, gracias al surgimiento de una cultura computacional y al desarrollo de programas más amigables, con técnicas de análisis matemático que no exigen entrenamiento exhaustivo. Ahora pueden construir —por sí mismos o como participantes activos— sus propios modelos teóricos y matemáticos. El efecto real es el inicio de una cultura enteramente nueva que es al mismo tiempo teórica y experimental, dando lugar a lo que Dearden y Akam llaman “una mezcla de biólogos matemáticos tan familiarizados con ecuaciones diferenciales como con las limitaciones de datos experimentales desarreglados”. Pero si como algunos dicen ahora, “una nueva biología matemática está emergiendo”, no llega sólo con nuevas capacidades, sino con nuevos valores epistemológicos, dando lugar a una disciplina que tiene muy poco parecido con los anteriores esfuerzos de las matemáticas y la física para hacer por la biología lo que la matemática hizo por la física, una ciencia teórica. Esto promete mucho más que una reivindicación de fallas pasadas; por ejemplo, la transformación de los métodos, objetivos y el sustrato epistemológico de esfuerzos anteriores. Déjenme, brevemente, delinear lo que veo como las características clave de esta transformación. Primero, los esfuerzos más exitosos en modelación sugieren la necesidad de repensar el significado de palabras como esencial y fundamental; no es más la esencia de un proceso que debe verse en leyes simples o abstractas, sino la desordenada especificidad de adaptaciones particulares que han cobrado existencia por medio de un proceso azaroso de evolución. Con demasiada frecuencia las particularidades accidentales de la estructura biológica —como la del dna— son lo fundamental, por ejemplo en el sentido de que fueron construidas sobre un piso base y allí se han enraizado profundamente. Si los físicos han sido de mucha ayuda al forjar una red teóricamente apropiada, necesitarán repensar algunos de sus más básicos supuestos. Sólo como un ejemplo cito aquí algunas notas de la literatura reciente: “la biología hoy está donde la física estaba al comienzo del siglo xx”, o “se enfrenta con muchos hechos que necesitan explicación”, o “la física nos da un entendimiento más profundo; puede ofrecer a la biología explicaciones fundamentales”. El hecho es que la biología nos lleva a una muy seria “torcedura ajustable” de todos nuestros supuestos tradicionales acerca de lo que cuenta como profundo o fundamental, como una explicación o más aún, como progreso. Los sistemas biológicos son, como sabemos, extraordinariamente complejos; pero otra vez, por la evolución son complejos en formas de alguna manera distintas a lo que en física se entiende como sistemas complejos; es decir, que siempre e inevitablemente son jerárquicos. De acuerdo con ello, las nociones de emergencia, enraizadas en la dinámica no-lineal de sistemas uniformes —gases, fluidos o redes—, no son adecuadas para este propósito. Hiroaki Kitano dice que lo que es diferente para la realidad de los sistemas biológicos es que “aquí grandes cantidades de grupos de elementos funcionalmente diversos, y frecuentemente multifuncionales, interactúan selectiva y no linealmente para producir comportamientos más bien coherentes que complejos”. El punto central es que la no-homogeneidad y el orden particular de los sistemas biológicos son esenciales para su funcionamiento y, por lo tanto, no pueden ser ignorados; lo contrario puede conducir exactamente a la clase de irrelevancia biológica que históricamente ha sido el destino de tantos modelos matemáticos en biología. Dado el carácter de la complejidad biológica, los modelos útiles de los sistemas biológicos tienden a no ser matemáticos en el sentido usual, más frecuentemente son computacionales. Éstos no son pasos hacia una teoría final, sino que son la teoría. O para ponerlo de otra manera, la biología teórica no será formulada en unas cuantas ecuaciones diferenciales, sino más bien en un desarreglado complejo de algoritmos, amplios sistemas de ecuaciones diferenciales, análisis estadísticos y simulaciones. Tales modelos sólo pueden ser exitosamente formulados en una relación muy íntima de ida y vuelta con la experimentación. De hecho, algunas veces pienso que el mejor uso del término modelo en biología es como un verbo. Finalmente, las diferencias entre puro y aplicado, entre teórico y práctico, que son tan básicas en nuestra visión contemporánea de la física, también deben cambiar; y esto es, en gran medida, consecuencia de la tecnología que ha permitido recolectar tantos datos. Las técnicas de dna recombinante han hecho posible intervenir en la dinámica interna de desarrollo, han transformado los marcadores genéticos en herramientas para efectuar formas específicas de cambio. Abreviando, la tecnología que ha pavimentado el camino para una biología teórica ha convertido también, y simultáneamente, la ingeniería genética en una realidad y, como tal, en un negocio. La biología se ha vuelto una ciencia práctica en la misma medida en que tiende a teorizarse, por lo tanto, ambos términos son difíciles de disociar.
Claramente, el modelo tradicional matemático o físico teórico invocado, no sólo en el pasado sino por muchos autores contemporáneos, no es aplicable en su concepción original y no es apropiado. El asunto es qué se puede salvar del modelo. El segundo y, en muchas formas, más prometedor candidato para una nueva red teórica que me gustaría discutir viene de la ciencia computacional, de nuestro antiguo romance con la imagen de concebir al organismo como una computadora y a la biología como una ciencia digital. Y digo que es más prometedor precisamente porque la computación nos ha ofrecido ricas herramientas para pensar sobre los sistemas interactivos, herramientas y metáforas que nos acercan a la complejidad de los sistemas biológicos mucho más que los modelos tradicionales de la física teórica. Pero seguramente hay un serio error en sobrevalorar los aspectos digitales del procesamiento genético y pasar por alto la naturaleza fundamentalmente análoga de la química que le subyace. Aquí también tenemos que aprender una lección de la historia. Como científicos, nuestra forma de pensar sobre fenómenos que no entendemos es, y siempre ha sido pero no necesariamente debe ser, igualar lo no familiar con lo familiar. Así, la imagen del organismo como una máquina nos regresa a la antigua teorización acerca de la naturaleza de la vida; lo único que ha cambiado es lo que concebimos como una máquina. El diseñar a partir de poleas, hidrobombas, relojes, máquinas de vapor, etcétera, es una muestra de extraordinaria ingenuidad para construir máquinas aún más versátiles e inspiradas. Igualar al organismo con estas máquinas fue interesante en el pasado, hacerlo a partir de nuestras más recientes máquinas puede ser instructivo también. Pero sería poco razonable suponer que se nos ha agotado la ingenuidad, que no seguiremos construyendo máquinas parecidas a la vida. De hecho, nuestros mejores científicos en computación han aportado su habilidad para hacerlo y, otra vez, están buscando su inspiración en la biología. Así que tomemos los términos y las imágenes de la computación para ayudRNAos a pensar acerca de las propiedades sistémicas de las células y los organismos, pero no debemos olvidar que estos sistemas biológicos todavía tienen algunos trucos que enseñar a los ingenieros. Mucha gente argumenta que la biología de sistemas debe acercarse más a las ingenierías que a las ciencias físicas. Pero nuestros ingenieros aún tienen que construir un sistema que sea autodiseñado y autogenerado, que podríamos llamar vivo. No digo que un objetivo así sea imposible, sólo que nuestras actuales computadoras, los más recientes aviones y los más sofisticados sistemas de internet, no están listos para tal objetivo. ¿Qué se requerirá para devolver el genoma a la vida? No lo sé, pero si hablamos de probabilidades yo pondría atención en los límites de la ingeniería de diseño y la genómica. Y entonces preguntaría a nuestros más avanzados científicos en ingeniería: ¿hemos invertido suficiente tiempo para dar vida a estos sistemas?, ¿hemos tomado en cuenta suficientemente su dinámica temporal?, ¿hemos puesto atención al tiempo de mantenimiento de nuestro sistema regulador?, ¿es suficiente pensar en los genes como apagados y prendidos o deben los genetistas, como sus colegas en neurociencias, comenzar a examinar el tiempo preciso de encendido y apagado de los interruptores, relativamente uno con respecto al otro, y a la dinámica temporal del proceso global en la célula? Creo que yo apostaría por ello como el siguiente paso. Estas sólo son conjeturas, pero difícilmente existe otra pregunta para la que la biología molecular postgenómica requiera nuevos métodos de análisis y nuevas bases conceptuales. Llámesele biología de sistemas si se quiere; lo que es exactamente creo que tendremos que descubrirlo. |
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Evelyn Fox Keller
Massachussets Institute of Technology.
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Nota
Fragmento de una conferencia presentada en Valencia, España, en julio de 2003.
Traducción Patricia Magaña R.
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como citar este artículo → Fox Keller, Evelyn. (2005). De las secuencias de nucleótidos a la biología de sistemas. Ciencias 77, enero-marzo, 4-15. [En línea]
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del herbario | ||||
De quelites me como un taco |
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L. M. Mera Ovando y otros
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México, país lleno de tradiciones y con alta diversidad vegetal, es uno de los centros de origen de la agricultura y de domesticación de numerosas plantas. Sus características geográficas y culturales lo hacen sumamente favorable para efectuar estudios etnobotánicos sobre arvenses y poblaciones silvestres que parecen estar bajo un dinámico proceso de domesticación. Un claro ejemplo son los quelites, que por sus altos valores en vitaminas y minerales, así como sus elevados contenidos en fibra, constituyen un valioso complemento en la alimentación de la población rural. Generalmente, son plantas recolectadas dentro de los campos de cultivo con tecnología tradicional. En ocasiones existe tolerancia o inducción al cultivo de especies de los géneros Brassica, Physalis y Solanum. Otras, son objeto de algún tipo de manejo, como colecta y almacenamiento de semillas; también se ha observado el cultivo de plantas de las especies Amaranthus cruentus L. y Amaranthus hypochondriacus L.
Los quelites presentan valores en nutrimentos similares y en ocasiones superiores a los de las hortalizas comerciales, mismas que están desplazando su uso. Distribuidos en amplias zonas del país, el término quilitl significa planta cuyo follaje tierno es comestible como verdura. Las formas de preparación y consumo varían de un lugar a otro. Se pueden comer crudos, cocidos, asados, fritos, guisados o al vapor, también son usados como condimento. En una dieta basada en el consumo de maíz, fríjol y chile, los quelites brindan diversidad tanto en sabores como en nutrimentos.
La mayoría son plantas autóctonas y representan un recurso conocido y utilizado desde tiempos prehispánicos. Sin embargo, actualmente se registra una fuerte reducción en su uso, ya que muchos pobladores prefieren consumir las hortalizas introducidas y comerciales. Aunado a ello, existe un gran desconocimiento entre los jóvenes sobre la importancia de estas plantas en su dieta. En este contexto surge la propuesta de impulsar una revaloración de los quelites, en zonas donde los alimentos industrializados y poco nutritivos han cobrado mayor importancia, para mantener en la población la tradición de consumirlos.
Una experiencia en Puebla Estudios etnobotánicos sobre plantas comestibles realizados durante varias décadas en la Sierra Norte de Puebla, permitieron compilar un inventario de 80 especies comestibles, que fue la base para determinar la colecta de veinticinco especies de quelites, cuyos análisis bromatológicos, de nutrimentos inorgánicos y vitaminas, fueron realizados por personal del Instituto Nacional de la Nutrición Salvador Zubirán. La selección de las veinticinco especies se efectuó bajo el criterio de amplia distribución y mayor aceptación en la Sierra Norte. Estos trabajos se inscriben en el marco del proyecto milpa Conservación de la Diversidad genética y el mejoramiento de la producción agrícola en México: un acercamiento con la colaboración de los productores, del Programa de Investigación Cooperativa de Cultivos. Sus objetivos, analizar en la milpa la situación y dinámica de la diversidad genética de las especies vegetales, conservar esa diversidad en sistemas tradicionales de labranza e intentar el mejoramiento de cultivos basado en los conocimientos del agricultor, por ejemplo, promoviendo la selección genética, el rescate de valores culturales de las plantas comestibles y de las prácticas agrícolas adecuadas. Los principales resultados del estudio en la Sierra Norte de Puebla fueron presentados en las comunidades de Naupan, Zoatecpan y Tuxtla en Puebla, y Ayapango en el Estado de México, a través de la exposición “De quelites me como un taco”, montada en tres idiomas —nahuatl, totonaco y español. Dirigida a estudiantes de nivel medio y básico, enfatizando la importancia de incluir en la dieta diaria estas plantas, la exposición mostraba información acerca de los grupos de alimentos y la forma en que son utilizados por el cuerpo humano; el significado nacional, histórico y cultural de los quelites; el papel que juegan en la dieta y la importancia de su consumo a nivel nacional. También se incluyó material herborizado para destacar la relevancia de hacer colectas botánicas y llevar a cabo su identificación. Al salir de la exposición, los visitantes degustaban platillos preparados para la ocasión, incluyendo la receta, y podían participar en un juego de lotería, la lotería de la alimentación que agrupa quelites de la Sierra y otros productos de los diferentes grupos alimenticios.
Resultado de un trabajo colectivo, en el que participamos junto con autoridades y profesores de las comunidades, representantes de la radiodifusora xectz La voz de la Sierra Norte y de la Red de Promotoras Nacional (cadem), entre otros, la presentación de los diversos materiales y eventos que formaban la exposición causó un fuerte impacto entre los pobladores, sobre todo entre los profesores, quienes solicitaron copias de algunos carteles con el fin de apoyar sus labores docentes en el aula. Entre los materiales elaborados puede mencionarse una memoria, hecha con dibujos de los niños para inventariar los quelites que conocían; un recetario con las diferentes formas de preparación y consumo de los quelites, el cual involucra recetas de dos comunidades de la zona; un cuento titulado Amaranta y los quelites, dirigido a niños de 7 a 12 años de edad, donde se explica la importancia cultural y nutritiva de estos recursos, y se señala que su uso no sólo es regional sino nacional. El cuento fue traducido al nahuatl y al totonaco, y también fue transmitido en la estación de radio.
Todos los materiales y actividades desarrolladas tenían un fin común, mostrar la posibilidad de incluir los quelites en la dieta diaria, por ser un alimento que no afecta la economía familiar. La recolección de este recurso en los sistemas de agricultura tradicional mantiene la diversidad vegetal en sus parcelas. Por lo tanto, si conservar es proteger muestras de la naturaleza que son base de fuentes de alimentación y supervivencia, la revaloración de los quelites favorece la conservación de los recursos naturales en las comunidades rurales de México.
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L. M. Mera Ovando, R. Alvarado Flores,
F. Basurto Peña, R. Bye Boettler, D. Castro Lara,
V. Evangelista, C. Mapes Sánchez,
M. Á. Martínez Alfaro, N. Molina y J. Saldívar
Instituto de Biología,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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Referencias bibliográficas:
Basurto Peña, F., G. Villalobos y M. A. Martínez. 1998. “Los quelites de la Sierra Norte de Puebla, México: Inventario y formas de preparación”, en Bol. Soc. Bot., núm. 62, pp. 49-62, México.
Bye, R. 1981. “Quelites-ethnoecology of edible greens-past, present and future”, en Journal of Ethnobiology, vol. 1, núm. 1, pp. 109-123.
Bye, R. 1979. “Incipient domestication of mustards in northwest México”, en Kiva, vol. 44, núm. 2-3, pp. 237-256.
Casas, A., J. Caballero, C. Mapes y S. Zárate. 1997. “Manejo de la vegetación, domesticación de plantas y origen de la agricultura en Mesoamérica”, en Bol. Soc. Bot., núm. 61, pp. 31-47, México.
Castro, D. 2000. Etnobotánica y papel económico de cuatro especies de quelites en Zapotitlán de Mendéz, Puebla. Tesis de licenciatura en Biología. Facultad de Ciencias, unam, México.
icmnsz. 2002. Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán. México.
Linares, E. y J. Aguirre (eds.). 1992. Los Quelites, Un tesoro Culinario. Instituto de Biología, unam.
Ysunza Ogazón A., S. Diez Urdanivia y L. López Núñez. 1998. Manual para la utilización de plantas comestibles de la Sierra Juárez de Oaxaca. innsz-ceciproc-Oaxaca, México.
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como citar este artículo → Mera, Luz María y et. al. (2005). De quelites me como un taco. Ciencias 77, enero-marzo, 36-38. [En línea]
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Manuel Miranda Anaya
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Cada año, con el avance de las estaciones, en la mayor parte del planeta suceden cambios en la longitud de la fase luminosa del día que únicamente a nivel del ecuador no son notables. En ambientes donde las estaciones son contrastantes, la migración de aves y la preparación para la hibernación en mamíferos, son los primeros rasgos de conducta que suelen aparecer como respuesta a los rigores ambientales anunciados por esos cambios. Aun en nuestra vida cotidiana, la información proporcionada por la longitud del día desempeña un papel importante. Normalmente, las variaciones que implica cada estación son anticipadas por el reloj biológico, con la participación de dos mecanismos fundamentales: la regulación circanual —programación endógena de una conducta en un ciclo anual— y la inducción fotoperiódica —desencadenamiento de una respuesta biológica por la influencia de la luz diaria.
El primero consiste en respuestas generadas por el propio organismo que se acoplan a las modificaciones ambientales del fotoperiodo natural. Esto es, un proceso biológico que en condiciones naturales aparece anualmente, aun sin señales de cambio en la longitud del día, y se mantiene con la misma periodicidad aproximadamente, lo cual indica la presencia de un proceso endógenamente controlado que puede calcular el paso de las estaciones a lo largo de un año y que, al parecer, subyace en la capacidad de medir el tiempo en un día —fotoperiodismo—, particularmente la longitud de su fase luminosa. Tal mecanismo, conocido como reloj circadiano, ha sido ampliamente observado en varios animales y vegetales. Sin embargo, la forma en que regula la respuesta circanual, no ha podido aún ser decifrada.
La inducción fotoperiódica consiste en el inicio de una respuesta biológica por cambios en la longitud luminosa del día o la presencia de luz durante algunos momentos de la fase de oscuridad. Este proceso se ha explicado mediante dos diferentes hipótesis, la del reloj de arena y la coincidencia con el reloj circadiano. La primera sostiene que al cambiar la longitud del día se induce la respuesta sin participación de un sistema que mida el tiempo. Algo así como que el reloj de arena inicia su marcha tan pronto le damos vuelta, y la magnitud y duración de la respuesta estará en función de la cantidad de arena depositada en cada compartimento del reloj.
La segunda, intuye la participación del reloj circadiano como determinante para definir la fase —hora del día interno— en que puede llevarse a cabo la inducción fotoperiódica. Esta hipótesis tiene dos interpretaciones principales. Por un lado, la propuesta por el botánico alemán E. Bünning en 1936, la cual considera que en un ciclo circadiano o un fotoperiodo natural hay una fase que suele presentarse durante la oscuridad —escotofila— y otra durante la luz —fotofila. La longitud de cada fase está bien definida y cuando, con el transcurso de las estaciones del año, la luz ambiental incide sobre la fase que normalmente se presentaba en oscuridad, suele inducirse una respuesta biológica. Es decir, la longitud del día natural en una época del año será capaz de incidir en la fase fotosensible del ciclo circadiano y, por lo tanto, inducir las respuestas biológicas de preparación al cambio de estaciones. A esto se le conoce como el modelo de coincidencia externa.
La segunda interpretación de la participación del reloj circadiano en la inducción fotoperiódica estipula que la longitud de la luz durante un día influye sobre varios osciladores circadianos con distintas fases entre ellos. Por ejemplo, en el transcurso de un día, diversas funciones fisiológicas cíclicas tienen sus máximos valores a distintas horas. Tal es el caso del aumento de cortisol en nuestra sangre antes de despertar, la máxima temperatura corporal durante la tarde o la elevada síntesis de melatonina pineal durante la media noche. Cuando extrapolamos los valores máximos de una función fisiológica cíclica, con respecto a la hora en que se presenta el fotoperiodo al que estamos expuestos, observamos que cada variable conserva una relación de fase estable con el ciclo de luz-oscuridad, lo que necesariamente incluye los propios osciladores. Cuando cambiamos la longitud del día, modificamos también la relación de fase entre los osciladores responsables de coordinar los ritmos observados, con lo que disminuye o aumenta la susceptibilidad de desarrollar una respuesta biológica específica. A este modelo se le conoce como de coincidencia interna y fue planteado en 1960 por C. Pittendrigh.
Los ritmos circanuales no son tan universales como los circadianos, y las respuestas estacionales que observamos en muchos animales y plantas posiblemente son reguladas tanto por un mecanismo circanual de medir el tiempo, como por la inducción fotoperiódica. En los vertebrados, la medición fotoperiódica de la longitud del día es complementada por el reloj circadiano. Actualmente, los modelos de incidencia interna y externa son ampliamente aceptados. Particularmente la glándula pineal en los vertebrados, que juega un importante papel en estos procesos de regulación, ya que sirve de regulador endocrino del fotoperiodismo. En vertebrados no mamíferos el ritmo de secreción de la melatonina pineal es controlado por señales de distintos osciladores que parecen radicar en la misma pineal; mientras que en mamíferos es regulado particularmente por el núcleo supraquiasmático del hipotálamo.
Una aguda capacidad de medir la longitud del día permite que muchos mamíferos que viven en latitudes alejadas del ecuador se preparen conductual y metabólicamente para el cambio de las estaciones, anticipando las necesidades energéticas que exige el invierno y las indispensables para reproducirse en las condiciones favorables de la primavera o el verano.
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Manuel Miranda Anaya
Facultad de Ciencias,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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Referencias bibliográficas:
Gruart A., J. M. Delgado, C. Escobar y R. Aguilar. 2002. Los relojes que gobiernan la vida. sep/fce/conacyt, Ciencia para todos, núm. 188, México.
Ward R. R. L. 1977. Los Relojes Vivientes. 2, Biología y Psicología de hoy. Grijalbo.
Saunders D. S. 1979. Insect clocks. Pergamon Press.
Dunlap J. C., J. J. Loros, P. J. DeCoursey (eds). 2004. Chronobiology, Biological Timekeeping. Sinauer Associates.
Aschoff J. (ed.). Handbook of behavioral Neurobiology, Vol 4, Biological Rhythms. Plenum Press, Nueva York.
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como citar este artículo → Miranda Anaya, Manuel. (2005). El calendario biológico y la inducción fotoperiódica. Ciencias 77, enero-marzo, 56-57. [En línea]
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El clan Leakey. Percepciones femeninas en la primatología
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María Emilia Beyer Ruiz
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La ciencia, característica intelectual de nuestra especie, es una actividad que busca respuestas a los fenómenos que nos rodean. Durante siglos el ejercicio de la profesión científica fue prerrogativa del género masculino; con el argumento de que esta labor requería el uso del intelecto y la educación formal, se afirmaba que las mujeres poco podrían aportar en dichas áreas pues la educación escolarizada les estaba vetada y de acuerdo con la visión masculina su intelecto era inferior.
Así, por mucho tiempo las contribuciones del género femenino a la ciencia estuvieron limitadas. Sin embargo, no todos los investigadores desdeñaron la colaboración de mujeres —ejemplos clásicos son los descubrimientos compartidos de los esposos Curie. En diversos momentos fue posible la espléndida y fructífera labor que surge de la participación de hombres y mujeres en la búsqueda de respuestas que expliquen desde un punto de vista científico el mundo que nos rodea. Uno de estos casos se fraguó en torno a la figura de Louis Leakey, hombre comprometido con la formación de recursos humanos para continuar las tareas por él iniciadas, que organizó un pequeño y selecto grupo de mujeres investigadoras que influyeron en el desarrollo de la primatología y la etología.
Leakey, uno de los antropólogos más reconocidos, inició en 1931 la búsqueda de los restos que posteriormente arrojaron luz sobre los orígenes del hombre en el continente africano. Hasta su muerte en 1972, prolongó sus pesquisas dando frutos y respuestas para la comprensión del surgimiento de nuestra especie. La aportación que realizó a las ciencias naturales surge de su visión más que de su actividad. Convencido de que el hombre primitivo mantenía un estrecho contacto con la naturaleza, decidió impulsar una serie de investigaciones desde la perspectiva de la biología y la ecología. Específicamente, Leakey tenía la hipótesis de que para conocer mejor la estructura social y la forma de vida del hombre primitivo era necesario estudiar la conducta de los primates vivos más cercanos al hombre: el chimpancé, el gorila y el orangután. Según sus propias palabras, “la conducta no se fosiliza”, con lo que indicaba estar consciente de que no todas las respuestas están al alcance mediante el estudio de los objetos y los materiales.
Leakey creía firmemente en las ventajas del género femenino para desarrollar un profundo poder de observación y un verdadero compromiso a largo plazo, dos factores fundamentales para la ciencia y, en particular, para los difíciles estudios en primates. La sugerencia de introducir mujeres en un estudio de campo en condiciones de total aislamiento causó intensa controversia, pero Leakey la afrontó convencido de su éxito. A la sazón, ya contaba con el primer miembro del grupo, una secretaria inglesa de nombre Jane Goodall.
Jane Goodall y los chimpancés Después de trabajar en la Universidad de Oxford, Goodall, nacida en 1934, reunió el dinero suficiente para viajar a África, donde conoció a Leakey; éste le proporcionó un trabajo como secretaria en el Museo Coryndon de Nairobi, pero sus planes para ella eran definitivamente distintos. En 1960 Leakey consiguió los permisos para iniciar el estudio de los chimpancés de Gombe, a orillas del Lago Tangañica. Estos primates habían compartido el ecosistema con los seres humanos primitivos, por lo tanto eran una muestra viviente de comportamientos y estructuras sociales para relacionarse con este ambiente. La idea de estudiar a los primates para encontrar raíces comunes a las conductas humanas no era nueva, el psicólogo Robert Yerkes había fundado y dirigido un laboratorio de biología en primates en 1924 en la Universidad de Yale. Sin embargo, el estudio de campo con chimpancés había dado escasos resultados. Los reportes de Vernon Reynolds indicaban que resultaba imposible habituar a los chimpancés a la presencia de observadores humanos. Por su lado, el investigador Henry Nissen permaneció más de cuatro años estudiando los chimpancés sin conseguir un acercamiento óptimo para el estudio de sus conductas.
En 1960, acompañada por su madre —las autoridades se negaron a aceptar que una joven viviera sola— y un cocinero que hablaba las lenguas nativas, Jane inició los estudios a orillas del Lago Tangañica. La beca asignada para su estancia en Gombe tenía una temporalidad únicamente de 18 meses, y antes de que ésta concluyera, Jane Goodall ya era mundialmente famosa y la vida social de los chimpancés de Gombe conocida en el planeta gracias a los constantes y apasionantes artículos que se publicaron en la revista National Geographic.
Goodall carecía de título universitario, y éste fue uno de los principales ataques que recibió tras la publicación de sus textos. No utilizaba las metodologías preestablecidas, desconocía el lenguaje científico básico y los modelos etológicos para el estudio de los animales. Aunque al principio Leakey pensó que la carencia de método permitiría a Jane aproximarse al estudio de los chimpancés con propuestas novedosas, las constantes críticas lo motivaron a insistir en la necesidad de que Jane obtuviera grados académicos en la Universidad de Cambridge. Esta tarea resultó ardua y conflictiva, ya que ella enfrentó constantemente a sus sinodales varones, que consideraban sus metodologías absurdas y femeninas porque, en lugar de numerar a los individuos, Jane bautizó a los chimpancés y desarrolló sus árboles genealógicos para enfatizar la importancia de los lazos familiares en el desarrollo individual; en lugar de datos bioestadísticos, gráficas o fórmulas, presentaba largos textos anecdóticos donde registraba las conductas que le maravillaban. Lejos de asumir su estatus como científica, ella estableció contacto profundo con los chimpancés que le rodeaban, llegando incluso a asegurar —con el consiguiente escándalo— que para cuidar a su primogénito había obtenido todo el conocimiento necesario de la chimpancé Flo, que a la sazón tenía un hijo de la misma edad que el suyo. Sin embargo, los datos eran tan originales e interesantes que finalmente la tesis de maestría fue aceptada, y posteriormente obtuvo el doctorado en etología por la Universidad de Cambridge. Cabe señalar que únicamente siete personas antes que ella obtuvieron un doctorado en Cambridge sin contar con una licenciatura previa.
Dian Fossey y los gorilas
En 1964 Louis Leakey integró al grupo a Dian Fossey; los gorilas eran el nuevo modelo de estudio que le interesaba en la constante búsqueda por relacionar al hombre con el resto de los primates. Dian nació en 1932, en San Francisco, y desde niña desarrolló un intenso cariño por los animales, demostrando un carácter impulsivo y sumamente apasionado que posteriormente se hizo patente en la convivencia con los gorilas. Fossey contaba con un título en terapia ocupacional, pero al igual que Jane Goodall, carecía de la necesaria instrucción formal en ciencias para aproximarse al estudio etológico de estos grandes primates. Para cubrir esta falla Dian revisó, entre otras, las propuestas metodológicas de George Schaller, quien estudió los gorilas de Zaire durante un año en 1950. Mientras trabajaba como terapeuta, reunió el dinero suficiente para lograr el sueño de conocer África; en 1963 visitó las excavaciones que los esposos Leakey desarrollaban en Olduvai. A pesar de que durante el recorrido tuvo un accidente y se rompió el tobillo, dos semanas después Dian viajó a Zaire para encontrarse por primera vez con los gorilas. Esta prueba de fortaleza dejó a Leakey impresionado. En 1966 ambos retomaron el contacto, y el resultado fue que Dian llegó al Parque Nacional del Congo ese mismo año para iniciar el estudio de estos gentiles gigantes, como ella los apodó.
La motivación personal de Fossey rozó la extravagancia desde el principio; temerosa de que algún factor externo interrumpiera sus estudios, se sometió a una cirugía para extirparse el apéndice con la intención de evitar posibles complicaciones de salud. Su metodología consistía en buscar la aceptación del grupo de gorilas mediante la imitación de su conducta, pretendía alimentarse con las mismas plantas, aprendió a diferenciar los sonidos y sus significados, caminaba en cuclillas por la montaña, etcétera. Del mismo modo que Goodall, Dian entabló una estrecha relación con el grupo de gorilas que la rodeaba. La aceptación de su presencia le permitió estudiarlos y obtener asombrosos resultados para la comunidad científica, gracias a la cual obtuvo su doctorado en zoología por la Universidad de Cambridge en 1974.
A diferencia de Goodall, la metodología que Dian impuso se basó en la observación y el cauteloso registro de datos. Su tesis contenía numerosas gráficas y mapas, y el alimento de los gorilas se clasificó taxonómicamente. Por ello, los sinodales aceptaron los resultados con una visión más positiva que la demostrada para los estudios en chimpancés. Además, Dian tenía estrictamente prohibido alimentar a los gorilas, no se les llamaba por su nombre, y no permitía tomar fotografías. El fotógrafo que envió la National Geographic a la reserva recuerda la frustración que vivió cuando, después de doce meses, únicamente contaba con dos buenas imágenes de ella con los gorilas.
A pesar de los éxitos académicos y publicitarios, los problemas derivados de la fuerte personalidad de Dian no se hicieron esperar, tras siete meses de observación, fue arrestada por la policía del Congo. Una vez libre, decidió mudar su campamento a Karisoke, en las montañas de Rwanda. Allí se instaló en total aislamiento, con el eventual apoyo de algunos nativos que la apodaron Nyiramachabelli, que significa la mujer que vive sola en la montaña.
Mientras que los resultados de Jane Goodall y los chimpancés atraían constantes donativos, el proyecto de los gorilas con Dian Fossey a la cabeza ocasionaba críticas y problemas financieros. Ella, en incesante y feroz conflicto con los cazadores locales, pagaba más de 100 dólares para sobornarles y evitar las matanzas de gorilas. El método, además de costoso, no tenía fin. Dian reportó que la población de gorilas declinaba aceleradamente; de 480 iniciales, en 1980 sólo pudo encontrar 240. A pesar de su temperamento solitario, en 1978 realizó campañas publicitarias y fundó una asociación para obtener dinero y contratar vigilantes para la supervivencia de los gorilas.
Poco a poco, los rumores de una Dian Fossey que torturaba a los cazadores furtivos y disparaba contra los turistas obligó a la National Geographic a cuestionar la permanencia del proyecto. Para reducir tensiones, Dian regresó a los Estados Unidos en 1980. Mientras se recuperaba de serios problemas de salud originados por la falta de una adecuada alimentación, impartió clases en la Universidad de Cornell y escribió su famoso libro Gorilas en la niebla, que posteriormente fue adaptado para el guión de una película con el mismo nombre.
Dian tardó tres años en regresar a las montañas y al estudio de campo con los gorilas. A pesar del tiempo transcurrido, las tensiones se reestablecieron rápidamente. Los conflictos entre ella y los cazadores culminaron con su asesinato en las montañas de Karisoke en 1985.
Biruté y los orangutanes Leakey introdujo en 1970 a Biruté Galdikas como el tercer elemento del grupo. A diferencia de las dos anteriores, ésta contaba con un posgrado en antropología que le brindaba las credenciales académicas por cuya ausencia la comunidad científica atacaba a Jane y Dian. Sin embargo, Leakey no eligió a Biruté por ese motivo. Por el contrario, la seleccionó gracias a las habilidades de observación que demostró durante la entrevista. El proyecto para estudiar orangutanes en los bosques tropicales de Indonesia tardó un par de años en iniciar debido a la falta de presupuesto. Para esta época, Leakey estaba débil y enfermo. Sin embargo, para los miembros del grupo no era admisible detener la expansión de los estudios hacia los orangutanes. A pesar de la falta de presupuesto, Biruté llegó a Borneo acompañada por su esposo en 1971. Pasaron tres años antes de que aceptara salir de ahí para hablar en un congreso de primatología. El clan Leakey estaba completo.
El estudio de los orangutanes realizado por Biruté se considera el mejor desde la perspectiva de la comunidad científica. Sus registros cuentan con numerosas gráficas, tablas comparativas, mapas de distribución y estadística. A diferencia de Jane y Dian, el objeto de estudio de Biruté es un animal solitario, que únicamente se reúne con otros individuos para el cortejo, apareamiento o cuidado maternal de los hijos.
Biruté planteó su metodología con mayor apego al protocolo científico. Sin embargo, incurrió en los mismos errores que anteriormente se les señalaran a Jane y Dian, esto es, adoptar a los orangutanes como parte fundamental de su vida y su familia. El esposo de Biruté, quien le acompañó durante un par de años, se divorció indicando que no estaba dispuesto a compartir la cama con más orangutanes huérfanos.
Aportaciones científicas Antes de Jane Goodall el conocimiento de los chimpancés era escaso y equivocado. Los naturalistas que habían tenido contacto con estos primates señalaban las conductas agresivas y viciosas desarrolladas por los chimpancés. Jane constató durante los primeros meses que establecer un punto de observación adecuado era muy difícil, ella observaba a los chimpancés, pero ellos también la observaban y se cuidaban de permanecer inaccesibles. Con paciencia y un método improvisado, las aportaciones de Goodall a la primatología se consideran muy valiosas actualmente. Gracias a sus cuidadosas observaciones y al grado de acercamiento que logró con la colonia de chimpancés en Gombe, ahora sabemos que los chimpancés son los primates más cercanos al ser humano —no sólo genéticamente, sino en cuanto a su conducta y estructura social—, que utilizan herramientas para manipular y conseguir alimentos, cuando ésta se consideraba una cualidad exclusiva del ser humano. Cuando reportó este descubrimiento, Leakey señaló: “considero que los científicos tienen tres opciones, deben aceptar a los chimpancés como seres humanos por definición, deben redefinir al ser humano o deben redefinir el concepto de herramientas”.
Los chimpancés no son estrictos vegetarianos, mediante una compleja organización realizan cacerías para alimentarse con carne de pequeños mamíferos, como venados y crías de otros primates. Su conducta social de acicalamiento tiene una importancia fundamental para establecer relaciones amistosas dentro del grupo, y pueden desarrollar conductas maternales tan complejas como los de los seres humanos o albergar emociones como amor, solidaridad, profunda tristeza y una rivalidad que culmine en asesinato.
Por su parte, los estudios de Dian Fossey arrojaron datos novedosos y absolutamente contrastantes con la idea que se tenía de los gorilas. Estos gigantes viven en colonias jerárquicas donde el macho dominante lleva la absoluta responsabilidad de defender el grupo, se alimentan exclusivamente de plantas y tienen una extensa comunicación basada en diversas vocalizaciones y gruñidos. Invierten la mayor parte del día en alimentarse o jugar con los pequeños y construyen nidos temporales para dormir siestas o pasar la noche, porque básicamente son nómadas.
Finalmente, los estudios desarrollados por Biruté Galdikas reportan que los orangutanes son prácticamente arbóreos, son primates solitarios que, una vez adultos, se reúnen casi exclusivamente para copular. El cortejo puede durar hasta tres días, durante los cuales la pareja viaja sola por los árboles, se acaricia y copula repetidas veces.
Existe una práctica de violación entre los machos subadultos y las hembras adultas. En casos aislados, se sabe que un macho puede sentirse atraído hacia una mujer, por lo que Biruté vigila que las estudiantes no permanezcan solas cerca de los machos. Éstos luchan por el territorio y por las hembras. Una conducta agresiva común consiste en que desprendan ramas y las arrojen desde lo alto de los árboles, por lo que los observadores deben tener cuidado al estudiarlos.
A pesar de las numerosas aportaciones, los tres proyectos han sido duramente criticados por la comunidad científica en distintos momentos. Después de todo, ninguna de estas valerosas mujeres se ciñó a los protocolos científicos. Sin embargo, las tres marcaron un hito en los estudios acerca de los grandes primates. Louis Leakey no pudo disfrutar de los resultados, murió sin tener oportunidad de visitar los campamentos. Hoy, Jane Goodall es una de las científicas más reconocidas a nivel mundial y su fundación trabaja por la conservación ambiental y, en particular, de los chimpancés en diversos países. El libro de Dian Fossey Gorilas en la niebla fue llevado al cine y el Campamento Leakey de Biruté Galdikas tiene abundancia de donativos, estudiantes voluntarios de todo el mundo y reporteros que realizan documentales para la televisión. A pesar de esto, a ninguna de ellas les interesó la fama. Biruté incluso señala que apenas en un segundo lugar le interesa la ciencia —sus escasas publicaciones están escritas en indonesio. Para todas, el motor fundamental es el incremento de una conciencia ecológica para la protección de los hábitats y de las especies con las que conviven.
Por ello, independientemente de las controversias y la trágica muerte de Dian Fossey, el Clan Leakey logró su principal misión, detectar aquéllos elementos conductuales, tanto a nivel individual como social, que nos reafirman un ancestro común con los grandes primates, además de revelarnos elementos que antes se asumían como exclusivos de los seres humanos, los cuales derivan en una moraleja de tolerancia y respeto.
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Maria Emilia Beyer Ruiz
Dirección General de Divulgación
de la Ciencia, Universidad Nacional
Autónoma de México.
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Referencias bibliográficas:
Montgomery, Sy. 1991. Walking with the great apes. Houghton Mifflin Company, Nueva York.
Stille, Darlene. 1995. Extraordinary Women Scientists. Childrens Press Chicago, pp. 70-73 y 78-81.
Fossey, D. 2000. Gorillas in the mist. Houghton Mifflin Company, Nueva York (hay traducción en español, Salvat).
Goodall, J. 1999. Reason for hope: a spiritual journey. Warner Books, Nueva York.
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como citar este artículo → Beyer Ruiz, María Emilia. (2005). El clan Leakey. Percepciones femeninas en la primatología. Ciencias 77, enero-marzo, 28-34. [En línea]
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El sesgo hereditario |
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Caja de herramientas para hacer astronomía
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El sesgo hereditario. Ámbitos históricos del concepto de herencia biológica,
Carlos López Beltrán Estudios sobre la Ciencia, Coordinación de Humanidades, Universidad Nacional Autónoma de México, 2004. |
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Las raíces de la herencia humana se hunden en la percepción de que los vínculos genealógicos conllevan mucho más que puros lazos sociales, que en ellos existe una atadura física que se revela en semejanzas corporales, temperamentales y de salud. La inferencia de que algo debe pasar de padres a hijos por medio del acto de la generación es bastante directa, y en muchas culturas aparece de una u otra forma en diversas épocas. Médicos, naturalistas, clérigos, antropólogos, filósofos sociales, y muchos políticos y reformadores más o menos altruistas participan del espacio de delimitación de la noción de herencia. A todos les incumbe e importa el desenlace, por ello su historia tiene numerosas aristas. Puede ser contada como historia social, ideológica, disciplinaria o conceptual. Todas iluminarían ciertas facetas y eclipsarían otras; sin embargo, la última permite asomarnos a ratos a cada una de las otras y facilita un hilo más o menos claro para la narrativa; la cual, por otro lado, no es autoevidente, hay que escarbar y ponerla de relieve contra las múltiples hebras de otras historias que se entretejen.
En realidad, la noción de herencia humana en su faceta biológica sólo fue usada metafóricamente durante muchos siglos. El sustantivo que nos resulta habitual, el de herencia, simplemente no se aplicaba en dichos contextos, ni refería al tipo de causalidad biológica con el que hoy lo vinculamos. Hasta finales del siglo XVIII solamente se empleaba la forma adjetival —hereditario— para desplegar la metáfora en cuestión, tratándose casi siempre de calificar el hecho de que una particularidad o un rasgo podía señalarse como característico de una familia o un linaje. Las similitudes hereditarias eran las marcas del linaje. Tonos de piel, de voz, formas de los ojos, gracia al caminar, talento artístico o militar asociados a familias o clanes, invitaban a pensar que el cuerpo de los hijos, al formarse, recibía influjos que copiaban o repetían las cualidades de los padres, los cuales podían ser de múltiples tipos y no necesariamente se entrometían en las rutas por las que la especie se reproduce.
Este libro intenta mostrar cómo se decantó y endureció la noción de herencia biológica en el curso de unas cuantas décadas, y cómo lo que ha llegado a constituir nuestro sentido común postmendeliano, que la mayoría de los occidentales vemos como una descripción natural de la causalidad biológica que fluye de los genes a los rasgos físicos y morales de los individuos —y a través de la reproducción genética, de los padres a los hijos y a los nietos y así sucesivamente—, fue producto de una serie de procesos de delimitaciones y definiciones conceptuales que se vieron moldeados por contextos y situaciones históricas específicas.
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Caja de herramientas para hacer astronomía,
Susana Biro
Croma, Paidós núm. 19, México, 2004. |
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En la ciencia, la palabra instrumento está fuertemente asociada con los objetos materiales, por ello en este texto se utiliza el término herramientas para significar tanto los auxilios para las manos —y los ojos, los oídos— como aquellos para la razón. En el caso de la astronomía, esto quiere decir que dentro de la caja encontrarán telescopios al igual que teorías y experimentos. Entre los instrumentos físicos, los que sirven para ver mejor el Universo, se incluye desde un par de pequeños lentes que le permitieron a Galileo ver por primera vez los satélites de Júpiter, hasta los enormes cuadrantes y astrolabios con los que Tycho Brahe midió con gran precisión las posiciones de los astros. De los instrumentos intelectuales, se tienen desde modelos sencillos construidos con esferas para explicar el Universo, hasta teorías muy abstractas que son todo un reto a nuestra imaginación, como la cosmología actual. En todos los casos, además de las herramientas, verán la mano, el ojo y la mente de los hombres y mujeres que las guiaron o fueron guiados por ellas. También verán el entorno, las ideas, las condiciones en que estas personas desarrollaron su trabajo. Encontrarán asimismo herramientas para la comunicación, tanto entre científicos como con la sociedad en general.
El libro contiene ensayos que hablan de una herramienta material, por ejemplo un telescopio. Otros, prácticamente sólo hablan de una herramienta intelectual, como un modelo. Pero hay muchos en los que aparecen todo tipo de proporciones de los ingredientes necesarios para hacer astronomía. La razón es que no hay un solo momento aislado en que se desarrolle la parte teórica del estudio de cierto fenómeno, ni se hacen los experimentos con anteojeras puestas para evitar pensar en otra cosa distinta mientras los hacemos. Las actividades se traslapan y se retroalimentan, y precisamente por eso se avanza.
Por otra parte, para ser un libro que trata sobre astronomía, se habla poco de los objetos astronómicos como planetas, cometas u hoyos negros. Sólo se les menciona cuando sirven para hablar de las herramientas, porque la Caja de herramientas para hacer astronomía más que transmitir conocimientos sobre el cosmos y las cosas que lo pueblan, busca mostrar a los lectores en qué consiste la investigación en astronomía, cómo trabajan los astrónomos y cómo hacen sus descubrimientos. No contiene todas las herramientas del astrónomo, pero sí una de cada tipo. El propósito es brindar un panorama de cómo se ha hecho y se hace la astronomía. Es una caja apta para gente de todas las edades y con todo tipo de inquietudes, pero sin duda divertirá especialmente a quienes de vez en cuando voltean al cielo a ver las estrellas.
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como citar este artículo → López Beltrán, Carlos. (2005). El sesgo hereditario. Ciencias 77, enero-marzo, 78. [En línea]
Biro, Susana. (2005). Caja de herramientas para hacer astronomía. Ciencias 77, enero-marzo, 79. [En línea]
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Hermano, querido hermano: competencia por la leche |
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Amando Bautista, Margarita Juárez, Margarita Martínez Gómez y Robyn Hudson
conoce más del autor
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Los seres humanos frecuentemente tendemos a pensar en la familia como una unidad de amor incondicional, cobijo seguro, protección y armonía. Más aún, esta visión antropocéntrica fácilmente la traslapamos a toda la naturaleza y entonces tenemos la impresión de que también entre los miembros de las familias de otros animales las cosas marchan de maravilla. Sin embargo, hace unas décadas, cuando empezó a generalizarse la idea de que la selección natural operaba a nivel de individuos y genes, los biólogos voltearon hacia el núcleo familiar sospechando la existencia de intereses genéticos individuales —egoístas— entre sus miembros. Y efectivamente, tanto biólogos como psicólogos comenzaron a reconocer que las relaciones familiares también pueden estar marcadas por tensiones y conflictos entre los padres, entre padres e hijos y entre hermanos.
En psicología comienza a considerarse cómo las relaciones tempranas entre hermanos pueden moldear la personalidad. Un claro ejemplo de tal interés es una extensiva y trascendente revisión hecha por el Dr. Sulloway de la Universidad de California, en Berkeley, donde argumenta que los hermanos son diferentes debido a que emplean distintas estrategias para obtener recursos de los padres, y explica que las variaciones están determinadas por diferencias en edad, talla, fuerza y estatus, las cuales se relacionan directamente con el orden de nacimiento. Los primeros en nacer funcionan como padres sustitutos y tienden a identificarse más cercanamente con sus padres. Los segundos, tienden a reaccionar contra ellos. Sulloway hace una afirmación fuerte cuando dice que “la competencia entre hermanos, junto con los nichos familiares, constituyen una poderosa máquina que conduce el desarrollo de la personalidad y que, a su vez, ha moldeado aspectos de la historia del mundo”.
En la naturaleza frecuentemente los recursos son limitados, lo que provoca que los organismos, desde el nacimiento —y probablemente prenatalmente en mamíferos— tengan que competir con otros, de diferente o de la misma especie, para obtenerlos. No es sorprendente que en muchos grupos —incluyéndonos— los rivales están en la misma casa: los hermanos. Sobre este interesante tema, los ecólogos conductuales son quienes han aportado más información como resultado de sus numerosos estudios descriptivos y experimentales en aves. El alimento que los padres proveen es un factor fundamental por el cual se dispara la agresión entre los polluelos de un mismo nido, algo observado en especies como el bobo de patas azules (Sula nebouxi), la garza tridáctila (Rissa tridáctila), el águila pescadora (Pandion haliaetus) y el arao aliblanco (Cepphus grylle). El pico es el arma por excelencia con que el mayor mantendrá en jaque a los más pequeños, llegando a ocasionar desde simples heridas hasta la expulsión del nido o la muerte (cuadro 1).
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En su revisión de la rivalidad entre hermanos, Mock y Parker puntualizan que, a diferencia de las aves, la competencia en mamíferos puede operar desde edades muy tempranas, y en algunas especies probablemente prenatalmente. Los embriones de ave están inmersos individualmente en un suplemento alimenticio predeterminado —la yema dentro del cascarón—; en cambio, los de mamífero comparten una fuente de alimento común, el sistema circulatorio materno. Además, se desarrollan físicamente cerca de sus hermanos, circunstancia que acrecienta las interacciones prenatales.
El caso especial de los mamíferos La glándula mamaria, además de dar nombre a la clase de los mamíferos, es la productora de leche. Este nutritivo líquido está constituido por lípidos, aminoácidos, inmunoglobulinas, agua y otros componentes cuantitativamente menores pero biológicamente significativos, y casi es la única fuente de nutrimento con que cuentan los mamíferos desde el momento de haber abandonado el cómodo vientre de la madre hasta el destete. Durante cierto periodo postnatal las inmunoglobulinas, grandes moléculas proteicas absorbidas de forma intacta por el intestino, proveen a los jóvenes mamíferos de protección contra las infecciones mientras su sistema inmune madura. Sin embargo, los constituyentes individuales de la leche varían entre las especies (cuadro 2), al igual que varía la estructura anatómica de las glándulas, tanto en la posición —puede ser toráxico, abdominal o inguinal—, como en el número, el cual depende de la cantidad de crías (cuadro 3), y la frecuencia y duración de los episodios de amamantamiento. Existen desde casos extremos en los que la madre amamanta a sus crías una vez al día, como la coneja —y aparentemente, en todo el orden de los lagomorfos—, o el de las focas, que pueden dejar de hacerlo por tres días, hasta el de la rata, que amamantan durante 20 o 30 minutos de 12 a 18 veces en un día. Los seres humanos lo hacen unas diez veces al día y cada sesión dura alrededor de siete minutos. Estas diferencias en composición de la leche, número y arreglo de las glándulas mamarias, así como en los patrones de conducta del amamantamiento, recalcan la importancia de esta evolutivamente nueva forma de alimentar a los jóvenes, al igual que de las fuerzas selectivas que debieron actuar sobre ella para producir tal radiación y diversidad.
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La leche sale en respuesta a la acción de un reflejo neuroendocrino, cuya activación se debe a la succión de las crías. Ésta estimula los receptores situados en los pezones o tetas de la madre, provocando impulsos que viajan al sistema nervioso central. La información llega hasta los cuerpos celulares de neuronas del hipotálamo que liberan la hormona oxitocina en sus terminales ubicadas en la neurohipófisis. La oxitocina viaja por el torrente sanguíneo hasta la glándula mamaria provocando la contracción de las células mioepiteliales, lo que reduce el volumen de los alvéolos, dilata y acorta los conductos mamarios, dando lugar a la expulsión forzada de leche hacia el exterior, lo que se conoce como eyección de la leche.
Un recurso valioso La competencia por la leche es particularmente evidente en el caso de hermanos de la misma edad. Esto puede observarse en muchas especies pequeñas —como roedores y lagomorfos—, pero también en todos los carnívoros, comúnmente en algunos ungulados —gemelos—, y en algunas especies de primates, incluyendo a los seres humanos. Un ejemplo bien conocido ocurre en el cerdo. Usualmente sus camadas son numerosas por lo que la competencia es intensa. Al nacimiento se establece un orden en la preferencia de las tetas, las crías más ligeras ocupan las posteriores, que aparentemente son menos productivas. La evolución parece haberlos dotado con un arma eficaz para competir con sus hermanos, cuatro pequeños colmillos —dientes caninos, ya bien desarrollados al nacimiento—, que crecen en un ángulo hacia fuera de la quijada y les sirven para mantener a raya sus hermanos cuando se trata de defender la teta preferida, llegando incluso a la muerte.
Entre los granjeros es una práctica común quitarlos casi inmediatamente después del nacimiento para optimizar la producción. Experimentalmente se ha probado que los lechones que mantienen sus dientes ganan en promedio 11% de peso más que sus hermanos a los cuales les fueron cortados. En especies silvestres muy cercanas al cerdo doméstico, como el jabalí y el pecarí de collar, las crías nacen también con esos dientes desarrollados, y aunque no se ha investigado directamente si los utilizan para competir con sus hermanos, es muy probable que tengan la misma función.
Lo mismo sucede con los cachorros de la hiena manchada (Crocuta crocuta). Pero, a diferencia de otros cánidos, sus crías nacen con los dientes frontales —incisivos y caninos— bien desarrollados. El parto lo realizan en la entrada de una madriguera abandonada —generalmente por un armadillo africano— en donde los cachorros vivirán protegidos contra los depredadores durante dos a seis semanas, pero como la entrada es muy pequeña y la madre no cabe, tienen que salir para obtener el alimento. Usualmente, sus camadas son de dos crías —probablemente gemelos— y nacen con diferencia de una hora. La agresión —que ocurre dentro de la madriguera sin que la madre pueda intervenir— es iniciada por el primer cachorro, aunque con las horas va tornándose mutua. Al principio los ataques consisten en mordeduras y sacudidas, luego cambian únicamente a amenazas. En un caso donde hubo un tercer cachorro, se describió que fue atacado justo al nacer, cuando aún estaba completamente cubierto por la membrana amniótica. Antes se pensaba que el fratricidio ocurría siempre que había dos crías, ahora sabemos que sólo ocurre cuando los recursos son insuficientes y que la agresión tiene la función de establecer dominancia.
Los hermanos de diferente edad o medios hermanos también pueden competir. La foca de las Galápagos tiene un periodo de amamantamiento variable, que puede ir de uno a tres años y depende de la impredecible disponibilidad de alimento en esas latitudes. La foca llega a tierra uno o dos días antes del parto, y al concluir éste permanece con su cría durante una semana, justo cuando entra nuevamente en estro, entonces se aparea y el desarrollo del zigoto se detiene por tres o cuatro meses. Después, la madre volverá a zambullirse para alimentarse y regresará a amamantarla durante uno a ocho días. Esta conducta se mantendrá durante un año, hasta que salga a tierra para parir su nueva cría. Si los recursos de alimento son escasos, la madre usará la estrategia de retardar el crecimiento de la primera, por lo que es común que todavía esté amamantando a una cuando nace la segunda, sobrelapándose los ciclos reproductivos. Entonces comienza la competencia entre los cachorros. Al principio la madre defiende al recién nacido, pero dada la disparidad en tamaños, el más pequeño empieza a obtener cada vez menos leche y a perder masa corporal rápidamente hasta que muere. Igual que en los anteriores casos, la tasa de mortalidad de la foca está asociada con la disponibilidad de recursos. En años pobres, las madres no pueden producir suficiente leche y 80% de las segundas crías mueren; sin embargo, en años buenos, cuando el mar contiene bastante alimento, la mortalidad de sus segundas crías es mucho menor.
En roedores, la competencia por la leche es mucho más sutil; aunque no lo hacen directamente como en cerdos, hienas y focas, en estos pequeños mamíferos la presencia de hermanos no es nada grata cuando se trata de compartir cantidades limitadas de leche. En algunos casos, las consecuencias de tener muchos hermanos son fatales. Por ejemplo, en algunas especies de campañoles, como el del pino (Microtus pinetorum), las hembras eventualmente producen camadas en las que el número de crías excede el de pezones. Cuando esto ocurre se torna limitada la leche y un significativo porcentaje de crías muere por desnutrición, los sobrevivientes crecen más lento y son destetados más tarde que las crías que crecieron en camadas pequeñas. Sin embargo, aún no se sabe si el destete tardío afecta el éxito reproductivo de las crías.
La particularidad del conejo El conejo europeo (Oryctolagus cuniculus), es mundialmente famoso por su éxito reproductivo, tanto en vida silvestre como en cautiverio o en condiciones de laboratorio. Una causa de ello es un inusual y altamente eficiente comportamiento de cuidado maternal. Al finalizar alrededor de 31 días de gestación, la coneja escarba una madriguera donde construye un nido con pelo que se quita del vientre y de sus flancos, y yerba que colecta de los alrededores. En el parto, que dura en promedio diez minutos, puede dar a luz hasta 14 crías en condiciones de laboratorio. Casi inmediatamente después, la coneja sale de la madriguera y tapa su entrada. Regresará después de 24 horas para amamantar sus crías por un breve periodo de tres a cuatro minutos diarios. Ellas están bien adaptadas a tan singular cuidado materno y muestran varias conductas y especializaciones conductuales al respecto, se tornan activas, su temperatura corporal aumenta y se descubren del material del nido en anticipación de la llegada de la madre y pueden beber hasta 25% de su peso corporal en un sólo episodio de amamantamiento.
Las crías del conejo o gazapos están supeditadas al breve periodo diario de amamantamiento para obtener suficiente leche para crecer y sobrevivir hasta la siguiente visita de la madre. Si la camada es numerosa, se agudiza la competencia, pues el número de crías eventualmente superará el de pezones disponibles. Los primeros trabajos en nuestro laboratorio mostraron que para los gazapos es mejor nacer en una camada con pocos hermanos, lo que les garantizará, en buena medida, un rápido crecimiento y mayores posibilidades de sobrevivir. En cambio, para los que nacen en una camada numerosa, supongamos de 14 gazapos, las probabilidades de sobrevivir se reducen y el crecimiento será lento. Aquí, la elevada mortalidad constituye un alivio para los sobrevivientes, ya que aumentarán su consumo per capita con la leche que dejaran de ingerir los que mueren.
En un estudio posterior, determinamos la disponibilidad temporal de leche y descubrimos que, sorprendentemente, los gazapos obtienen entre 70 y 80% de la leche durante el segundo minuto de succión. También observamos que los más grandes invierten más tiempo succionando pezones y consecuentemente consiguen más leche. Nuestros resultados sugieren que los gazapos no tienen preferencia por determinados pares de pezones, en cambio buscan sujetarse a cualquier pezón, sea anterior o posterior, y cambian varias veces durante los tres minutos que típicamente dura el amamantamiento.
Anestesiando a las madres y utilizando a las crías como bombas de succión, pudimos estimar la disponibilidad de leche de cada uno de los pezones. Encontramos que no hay diferencias significativas y concluimos que las crías muestran una competencia de acaparamiento por pezones igualmente productivos. Ahora podemos afirmar que, aparentemente, el peso es el principal factor que provee ventajas a los gazapos en la contienda por la leche. Tenemos evidencias de que las crías más pesadas tienen mayores niveles de testosterona, sin importar si son machos o hembras. Es probable que esto se relacione positivamente con un mejor desempeño competitivo durante la succión.
Perspectivas Una pregunta aún sin responder, y que actualmente está bajo estudio en nuestro laboratorio, es si y de qué manera tales diferencias tempranas entre los hermanos en cuanto a la nutrición, en el consumo de leche, así como en las interacciones conductuales para obtenerla, afectan posteriormente la fisiología y conducta en estados críticos de la vida. Uno de tales estados es el destete, asociado en la mayoría de los mamíferos con la adquisición de una completa independencia del cuidado y protección maternal. Otro es la madurez sexual, cuando los individuos enfrentan el reto de conseguir parejas y, particularmente en el caso de las hembras, en la adquisición de sitios disponibles para criar su progenie y tener acceso a recursos, lo cual en muchas especies está asociado a un alto estatus dentro del grupo.
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Amando Bautista, Margarita Juárez
Centro de Investigaciones Fisiológicas, Universidad Autónoma de Tlaxcala. Margarita Martínez Gómez, Robyn Hudson Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México |
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Referencias Bibliográficas:
Alcock, J. 2001. Animal Behavior: An Evolutionary Approach. Sinauer Associates, Massachusetts. Drummond, H., E. Vázquez, S. Sánchez Colón, M. Martínez Gómez y R. Hudson. 2000. “Competition for milk in the domestic rabbit: survivors benefit from littermate deaths”, en Ethology, núm. 106, pp. 501-526. Frank, L. G., S. E. Glickman y P. Licht. 1991. “Fatal sibling aggression, precocial development, and androgens in neonatal spotted hyenas”, en Science, núm. 252, pp. 702-704. Fraser, D. 1990. “Behavioural perspectives on piglet survival”, en J. Reprod. Fert., núm. 40, pp. 355-370. Hudson, R. y H. Distel. 1982. “The pattern of behaviour of rabbit pups in the nest”, en Behavior, núm. 79, pp. 255-272. Mock, D. W. y G. A. Parker. 1997. The Evolution of Sibling Rivalry. Oxford University Press, Oxford. Mykytowycz, R. 1968. “Territorial marking in rabbits”, en Sci. American, núm. 218, pp. 116-126. Smale, L., K. E. Holekamp y A. P. White. 1999. “Siblicide revisited in the spotted hyena: does it conform to obligate or facultative models?”, en Anim. Behav., núm. 58, pp. 541-551. Forsyth, I. 1998. “Mammary gland, overview”, en Encyclopedia of Reproduction, Knobil E. y J. D. Neill (eds.), Academic Press, Nueva York, vol. 3, pp. 81-88. Sulloway, F. 1998. Rebeldes de Nacimiento. Planeta, México. Wakerly, J. B., G. Clarke y A. J. S. Summerlee. 1994. “Milk ejection and its control”, en The Physiology of Reproduction, Knobil E., J. D. Neill (eds.), Raven Press, Ltd., Nueva York, , pp. 1 131-1 171. _______________________________________________________________
como citar este artículo → Bautista, Amando y et.al. (2005). Hermano, querido hermano: la competencia por la leche. Ciencias 77, enero-marzo, 48-54. [En línea]
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Jorge Contreras Garduño, Alejandro Córdoba Aguilar y Alfredo V. Peretti
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En muchas especies, al llegar a la madurez los machos presentan características sexuales secundarias que los hacen más vistosos que las hembras. Por ejemplo, en el quetzal (Pharomachrus mocinno) las plumas que cubren la cola son extremadamente largas, mientras que los alces (Alces alces) o los escarabajos de los géneros Chalcosoma, Megasoma y Dynastes, desarrollan grandes cornamentas y se enfrentan contra otros machos en agotadoras batallas. La teoría de la selección sexual propuesta por Darwin sugiere que la presencia de ornamentos y las peleas aumentan las probabilidades de copular con las hembras, ya que éstas escogen a su pareja con base en dichas propiedades. El mismo autor distingue dos modalidades de acción de la selección sexual, la elección femenina —término que no se refiere a una elección consciente de pareja— y la competencia entre machos; ambas se han corroborado ampliamente en las últimas tres décadas.
En la primera, uno de los impactos relativamente recientes fue el descubrir que las hembras que aparentemente eran monógamas solían copular con otro macho, lo que reduce la paternidad de sus parejas. Sin embargo, actualmente existe un fuerte debate entre quienes sostienen la noción de la elección femenina y los que defienden la idea del conflicto sexual. La última sugiere que como la presión por tener hijos es mayor en los machos —ya que las hembras no tienen tanto problema en dejar descendencia—, cabría esperar que en ellos evolucionen conductas o estructuras coercitivas que induzcan a la hembra a copular, aun cuando las pongan en riesgo —por ejemplo, que aumente su mortalidad. Por su parte, la idea de que los machos compiten por el acceso a las hembras, o por los recursos que las atraen, quizá por obvia no ha generado controversia. Pero en torno a la elección femenina existen un sinfín de preguntas. Las hipótesis que intentan dar respuesta a algunas de ellas permiten realizar una breve revisión crítica de esta modalidad. ¿Por qué elige el sexo femenino? Las hembras, en la mayoría de las especies, aportan más recursos que los machos en la producción y éxito de la progenie. Un aspecto general en el que todas coinciden es que los óvulos son grandes y contribuyen con los principales recursos para el mantenimiento de los embriones, mientras que los espermatozoides sólo proveen el material genético —diferencias que pueden ser considerablemente grandes en algunos organismos. En vista de ello, se cree que las hembras deben elegir cuidadosamente a su pareja, ya que tienen que administrar sus recursos. Esto se ha corroborado al estudiar los pocos casos en donde se percibe una inversión en el papel de cada sexo, esto es, los machos escogen pareja y las hembras compiten —como en algunas especies de aves en donde las hembras pueden pelear, cortejar o cantar para atraer a los machos. Usualmente los machos atraen a las hembras por medio de sus ornamentos —conductuales, fisiológicos o morfológicos—; ellas tienen hijos con aquellos que exhiben las conductas y ornamentos más elaborados, pero ¿qué beneficios obtienen de copular con esos machos? Pues bien, se conocen al menos ocho tipos de beneficios. Asegurar la fertilización es el primero, y postula que las hembras podrían elegir a los machos más fértiles —con más espermatozoides viables y sin mutaciones— para reducir la probabilidad de que algunos de sus óvulos no sean fecundados. Por ejemplo, en la mariposa Pieris protodice existe una correlación positiva entre la intensidad del cortejo con la cantidad de espermatozoides. Aunado a ello, se ha percibido que las hembras prefieren copular con los machos de cortejos más elaborados porque refleja la cantidad de espermatozoides, su viabilidad o su bajo número de mutaciones. El acceso a los recursos, el segundo, estipula que cuando una hembra elige un macho que controla recursos a los que no tiene acceso por sí sola, puede aumentar su número de hijos o el éxito en la supervivencia de éstos. Además, en muchas especies ocurre que el desarrollo de los ornamentos o cortejos masculinos se correlaciona positivamente con la calidad de los recursos defendidos. Por ejemplo, la rana toro (Rana catesbiana) resguarda territorios en las charcas y lagos donde las hembras ponen sus huevos, ellas escogen a los de canto más fuertes y elaborado, que preservan los mejores territorios. Se ha observado que la calidad del territorio está relacionada, a su vez, con la supervivencia de las crías, por lo que las hembras obtienen un beneficio para la progenie al elegir a un macho muy vigoroso. Los beneficios alimentarios establecen que los machos, en algunas especies de insectos y aves, proveen a las hembras de alimento antes, durante o después de la cópula. Entre lo que pueden ofrecer hay presas, proteínas inmersas en el fluido seminal, partes de su cuerpo, e incluso éste completo, que puede servir de alimento. Investigaciones en insectos, como grillos, y en arañas han puesto de manifiesto que estos regalos nupciales incrementan la fecundidad y la supervivencia de las hembras. La ayuda o cuidado parental es el cuarto. La capacidad de la pareja para cuidar las crías podría ser una característica que las hembras —o los machos— escogen, y la importancia de elegirla radica también en la supervivencia o calidad de las crías. En algunas aves, donde es fundamental que la tarea de cuidar la progenie sea efectuada por ambos sexos, la calidad de crianza es un aspecto medular perseguido por las hembras. La disminución de riesgos asociados a la competencia masculina es el quinto tipo. En ésta se sugiere que las hembras escogen a los machos más fuertes y de mayor dominancia para reducir el riesgo de que la cópula sea interrumpida por competidores, ya que en varias especies de vertebrados e invertebrados se ha observado que las hembras pueden morir durante una contienda entre machos. Una versión diferente a esta hipótesis es que las hembras, dado el acoso sexual masculino, acceden a la cópula para disminuir los costos del acoso. La elección por incompatibilidad genética se basa en que las hembras pueden buscar juegos genéticos complementarios a los suyos. Un ejemplo de esto se ha observado en ratones y seres humanos, en los que hay estudios que muestran que las hembras eligen a los que no son afines a ellas en el complejo principal de histocompatibilidad, el cual es detectado por medio del olor de los machos o de sus secreciones. En los humanos, las preferencias por hombres que difieren en este rasgo podría evitar la endogamia. Por su parte, estudios en insectos, peces, aves y mamíferos sugieren que las hembras rechazan la cópula cuando el macho esta genéticamente emparentado con ella, pero la aceptan con los que no lo están. El séptimo tipo de beneficio emana de la teoría de los hijos atractivos. Siguiendo la idea de Darwin, Ronald Fisher propuso en 1930 que si la magnitud en la expresión de los ornamentos era heredable, los hijos de machos muy ornamentados también tendrían esa característica y podrían ser más atractivos para otras hembras. Así, las que los elijan obtendrían más hijos y posteriormente, más nietos. Fisher llamó a esta hipótesis el proceso desbocado —runaway selection— porque asumió que las hembras heredan la preferencia por ornamentos elaborados, mientras que los machos reciben, precisamente, el fenotipo que las hembras buscan, lo cual resulta en una retroalimentación positiva entre el tamaño de los ornamentos y la preferencia de las hembras en generaciones subsiguientes. Según tal propuesta, este proceso favorece el desarrollo de ornamentos cada vez más elaborados, hasta que finalmente son tan conspicuos que los machos que los portan pueden ser penalizados por la selección natural —por ejemplo, que el ornamento sea tan vistoso que el portador sea fácil presa de un depredador. La calidad genética para la progenie es el último tipo de beneficio. En los años setentas, Amotz Zahavi, de la Universidad de Tel Aviv, propuso el principio de las desventajas —handicap principle—, un modelo que sugiere que las hembras buscan en los machos algún tipo de cualidades que provean de mayor resistencia o supervivencia a la progenie. Zahavi sostiene que la presencia e intensidad de los ornamentos o los despliegues podrían reflejar estas cualidades. La base de la idea es que los caracteres tienen un costo de depredación y mantenimiento, ya que de otra manera cualquier macho los produciría. A este principio también se le llama modelo de buenos genes, al considerar que las hembras, de manera indirecta, seleccionan genes que confieren a sus hijos ventajas de viabilidad y adecuación. Desde una perspectiva global, estos estudios pueden dividirse en tres categorías: 1) la relación entre la elaboración de ornamentos y viabilidad de las crías, 2) la resistencia a parásitos y enfermedades, y 3) la simetría corporal. Un ejemplo de la primera se ha observado en el carbonero común (Parus mayor). En esta especie, las hembras escogen a los machos que presentan líneas largas en el pecho. El tamaño de las líneas es heredable y los hijos de los que tienen líneas largas viven más tiempo que los de machos con líneas cortas. Por esto, la viabilidad de los hijos no se debe a la diferencia en el cuidado parental, tamaño del huevo ni otros factores ambientales, sino al tamaño de las líneas del pecho de sus padres. Sin embargo, recientemente se ha propuesto que resultados como éste deben reanalizarse, ya que las hembras que copulan con machos de buena calidad invierten más testosterona en los huevos en comparación con las que copulan con machos de baja calidad, y es esta inversión diferencial lo que finalmente determinaría la supervivencia de los hijos. Relacionado con esto, en el ánade real (Anas platyrhynchos) se ha detectado que cuando las hembras copulan con machos atractivos ponen huevos más grandes que cuando lo hacen con los poco atractivos. De allí la sugerencia de que el tamaño del huevo se relaciona con la supervivencia de las crías, y al parecer las responsables son las hembras y no la adquisición de buenos genes. Esto refuerza la idea de que se requiere un replanteamiento de los estudios que en principio apoyan la hipótesis de los buenos genes. La referente a la resistencia a parásitos y enfermedades indica que ésta se refleja en el cortejo o los ornamentos. Algunos trabajos en artrópodos, peces, reptiles, mamíferos y aves apoyan esta idea. Por ejemplo, en la libélula Calopteryx haemorrhoidalis, se ha observado una amplia variación en la cantidad del pigmento de las alas de los machos, quienes cortejan a las hembras mostrando la pigmentación; los preferidos son los más pigmentados. Resulta interesante que la cantidad de pigmento es inversamente proporcional al número de parásitos intestinales de sus portadores y se ha visto que los machos más pigmentados viven más, probablemente debido a que los parásitos no consumen el alimento ingerido por sus hospederos. Además, son más exitosos en la defensa de territorios. Es posible que las hembras adquieran información acerca de la cantidad de parásitos de los machos con base en su cantidad de pigmento. Un aspecto muy importante que aún falta por estudiarse es si el grado de pigmentación y la resistencia a los parásitos son heredables. Esta hipótesis se ha analizado ampliamente en especies cuyo sistema visual está muy desarrollado, pero aún falta indagar si las especies con un sistema visual menos desarrollado, pero con uno quimio- o mecano-receptor muy desarrollado perciben indirectamente el grado de parasitismo de los machos. Finalmente, la hipótesis de la simetría corporal esta basada en la incapacidad que tiene un organismo para producir estructuras perfectamente simétricas. Ésta sugiere que sólo aquellos capaces de tolerar y superar con éxito desavenencias ambientales —como temperaturas adversas, factores químicos, poca comida, densidad de la población u otros que provoquen algún tipo de tensión durante el desarrollo— o genéticas —como la pérdida de variación genética, la homocigosis, la hibridación o las mutaciones—, producirán estructuras bilaterales simétricas. Por ejemplo, en la mosca escorpión (Panorpa japonica), las hembras prefieren copular con un macho de cuerpo simétrico. Actualmente, esta hipótesis ha sufrido varios reveses de orden metodológico —problemas en la medición de estructuras— y, aún más importante, de ubicuidad —no parece que la simetría indique necesariamente mayores ventajas. ¿Por qué copulan más de una vez? Cuando copula con varias hembras un macho aumenta su número de hijos. Sin embargo, los beneficios para las hembras al copular con varios machos no son claros porque a) todos sus óvulos potenciales pueden fecundarse con una sola inseminación, por lo que una cópula parece ser suficiente; b) existen costos inherentes al copular de forma múltiple, como enfermedades venéreas, exposición a depredadores, gasto de tiempo que podría utilizarse en otras actividades —por ejemplo, la alimentación—, entre otros. A pesar de ello, se han propuesto dos tipos de beneficios, los directos y los indirectos. Los primeros se refieren a efectos positivos en la hembra como asegurar la fertilización de sus óvulos, adquirir nutrimentos —si la cópula puede ser usada también para su transferencia—, conseguir cuidado parental de varios machos y evitar que las hostiguen constantemente para tratar de copular con ella. Los indirectos se refieren a los beneficios para la progenie, como la diversidad genética, buenos genes o que tengan un gran atractivo ornamental y, por consiguiente, adquirir mayor viabilidad. Además de las cópulas múltiples extra-pareja, se han observado también intra-pareja. Por ejemplo, los halcones (Falco sparverius) copulan más de 500 veces por nidada y los leones (Phantera leo) lo hacen aproximadamente cada 15 minutos durante los cuatro días del estro. En algunas especies, la mayoría de las cópulas son solicitadas por las hembras, como las del ave Calcarius pictus que solicitan 99%. Se ha propuesto que las hembras tienen cópulas múltiples intra-pareja cuando los machos aportan buenos recursos, buenos genes, crías atractivas o buen cuidado parental, y que éstas podrían evitar que su pareja disminuya el aporte o que deserte por el interés de tener otra pareja. Otras hipótesis que tratan de explicar la evolución de las cópulas múltiples intra-pareja son a) la estimulación de la hembra para inducir la ovulación; b) reducir la posibilidad de que otro macho copule con la hembra, disminuir la proporción de espermatozoides de otro(s) y aumentar sus probabilidades de éxito; c) mejor cuidado paterno si los machos están seguros de su paternidad —por ejemplo, se ha observado que existe una relación positiva entre la cantidad de alimento que los machos proporcionan a sus crías y el número de cópulas intra-pareja en las golondrinas (Hirundo rustica). Sin embargo, aún se duda si los machos ajustan su inversión paterna en función de su certeza de paternidad, ya que no se sabe cómo pueden percibir si son sus hijos las crías que están alimentando. No obstante, existe un claro ejemplo de reducción en la inversión paterna en los pájaros bobos de patas azules (Sula nebouxii), ya que los machos pueden romper el primer huevo que pone su pareja si detectaron cópulas con otro o se encontraban ausentes durante el período fértil de las hembras. ¿Cuándo termina la elección femenina? Antiguamente se creía que los procesos de la selección sexual terminaban antes de la cópula o la transferencia de gametos. Sin embargo, el hecho de que las hembras copulen con varios machos llevó a Geoffrey A. Parker, de la Universidad de Liverpool en el Reino Unido, a proponer que aún después de la cópula los espermatozoides de dos o más machos competían por la fertilización de los óvulos, fenómeno conocido como competencia espermática. Se cree que la presión de esta competencia ha dado lugar a adaptaciones masculinas que incrementan las posibilidades de éxito del que copula y reducen las de los rivales. A favor de esto, se ha observado que los machos pueden remover el semen almacenado de copulas previas, entre otros muchos ejemplos. William G. Eberhard de la Universidad de Costa Rica propuso que no sólo la competencia masculina continúa durante o después de la cópula, sino que las hembras podrían seguir ejerciendo su elección. Ésta, conocida como elección críptica femenina, apenas comienza a explorarse y actualmente es materia de mucha controversia, principalmente porque resulta difícil estudiar los procesos internos que llevarían a cabo la elección. No obstante, se han sugerido al menos veinte formas mediante las cuales las hembras podrían ejercer su elección después de la cópula. Entre éstas se encuentran la expulsión de espermatozoides de manera diferencial, no llevar a cabo la ovulación o maduración de los huevos y los abortos. Estos fenómenos, muy comunes en la naturaleza, ahora son observados con distintos ojos por los estudiosos de la selección sexual. Conflicto entre sexos La interacción macho-hembra siempre tiene como base un conflicto: los machos intentarán tener mayor control de los hijos apareándose indiscriminadamente, mientras que las hembras elegirán cuidadosamente a su pareja. Brett Holland y William R. Rice, de la Universidad de California, desarrollaron formalmente la idea de un conflicto donde los sexos son vistos como entidades que coevolucionan en pugna por controlar la reproducción a costa de los intereses del otro. Mientras que en los machos se desarrollan características para evadir los filtros femeninos, en las hembras evolucionarían las rutas de control. En vista de la mayor presión por dejar descendencia, los machos ganarían el conflicto si sus características consiguen disminuir la adecuación femenina. La evidencia del conflicto sexual viene de estudios en insectos. Tracy F. Chapman y sus colaboradores, de la University College of London, observaron que en la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) los machos introducen en su fluido seminal proteínas que son tóxicas para las hembras y que, a medida que aumenta la cantidad de proteínas, también lo hace la toxicidad del fluido. En la misma especie, William R. Rice y sus colaboradores obligaron a copular a las hembras con machos polígamos. Encontraron que las que fueron forzadas a vivir en monogamia durante varias generaciones murieron antes que las que siempre habían sido polígamas. Los autores argumentan que, al vivir en poligamia, en el eyaculado de los machos se desarrollaron sustancias muy nocivas para las hembras y esto impuso un alto costo en la supervivencia de las hembras monógamas, ya que no estaban preparadas para hacer frente al armamento masculino. Por esto, las polígamas lograron vivir más tiempo debido a que desarrollaron resistencia a esas sustancias. La hipótesis del conflicto, aun cuando ha ganado muchos adeptos, últimamente no descarta la elección femenina, aunque aparentemente disminuya la adecuación de las hembras, porque lo único que se ha medido como un factor de adecuación es la supervivencia. Esto no excluye que las hembras favorezcan a machos super agresivos con tal de pasar estas características a sus hijos y hacerlos más capaces en la competencia con otros, por lo que es necesario medir la adecuación en términos reales de número de hijos o nietos. Consideraciones finales Hasta hace pocos años, la elección femenina y los beneficios que obtenían las hembras de copular con los mejores machos eran las explicaciones más aceptadas. Sin embargo, actualmente estas ideas están en amplia disputa con las del conflicto sexual. Los futuros trabajos deben encaminarse a probar hasta qué punto en cada especie funciona uno u otro mecanismo, incluso ambos, ya que muchos estudios de conflicto sexual y de elección femenina no son contundentes ni excluyentes. La idea del conflicto entre sexos propone que las hembras tendrían costos al copular con más de un macho, pero en ningún estudio se ha medido este punto desde una perspectiva de relevancia evolutiva —por ejemplo, de la adecuación femenina a lo largo de varias generaciones. Sólo si se demuestra, en un amplio abanico de especies animales, que las hembras asediadas tienen menos nietos o bisnietos que las que no lo son, entonces puede hablarse de un costo relevante, pero si éste es en supervivencia y aun así las hembras asediadas posteriormente tienen una mayor adecuación que las que no lo son, el conflicto sexual perdería credibilidad. |
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Jorge Contreras Garduño
Alejandro Córdoba Aguilar
Instituto de Ecología,
Universidad Nacional Autónoma de México.
Alfredo V. Peretti
Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales,
Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.
Centro de Investigaciones Biológicas,
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, México.
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Referencias bibliográficas:
Andersson, M. R. 1994. Sexual Selection. Princeton University Press.
Birkhead, T. 2000. Promiscuity. Harvard University Press. Reino Unido.
Birkhead, T. y A. Møller. 1998. Sperm Competition and Sexual Selection. Academic Press.
Chapman, T., G. Arnqvist, J. Bangham y L. Rowe. 2003. “Sexual Conflict”, en Trends in Ecology and Evolution, núm. 18, pp. 41-47.
Darwin, C. 1872. The Descent of Man and Selection in Relation to Sex. John Murray, Reino Unido.
Eberhard, W. G. 1996. Sexual Selection by Cryptic Female Choice. Princeton University Press.
Kempenaers, B. y B. C. Sheldon. 1997. “Studying paternity and parental care: pitfalls and problems”, en Anim. Behav., núm. 53, pp. 423-427.
Trivers, R. L. 1972. “Parental investment and sexual selection”, en Sexual selection and the descendent of man. Campbell Press.
Zahavi, A. y A. Zahavi. 1997. The handicap principle: a missing piece of Darwin’s puzzle. Oxford University Press.
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como citar este artículo → Contreras Garduño, Jorge y Córdova Aguilar Alejandra, Peretti Alfredo V. (2005). La elección femenina. Ciencias 77, enero-marzo, 40-47. [En línea]
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Madame Radiactivité |
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Paula González Rubio Garrido
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“Madame Curie es,
de todos los seres célebres, el único que la gloria no corrompió, siguiendo como una extraña el curso de su propia vida, intacta, natural, casi insensible a su propio destino”. Albert Einstein Para Kasia, mi amiga polaca |
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Marie Curie ocupa un lugar destacado en la historia de la ciencia. Como científica tuvo logros de enormes implicaciones, epistemológicas y prácticas, que trascendieron al revolucionar la ciencia física y permitir la lucha médica contra la muerte anunciada por el cáncer. Fue la primera mujer que dirigió una cátedra de física en la Sorbona y que obtuvo dos veces el reconocimiento de la Real Academia de Ciencias de Estocolmo, gracias a sus hallazgos sobre radiactividad y el aislamiento del radio. Vivió la guerra, la discriminación racial y de género, la pobreza, el amor, la maternidad, el éxito y la admiración. Dedicada a destacar el valor humano de los descubrimientos científicos, el mito de esta admirable mujer fue surgiendo mientras ella fue creciendo como persona. Las circunstancias históricas que vivió permitieron que se perfilara como la primicia emblemática de la mujer científica.
Cuando Marya Sklodowska llegó a París, en un pórtico de la calle Saint Jaques un cartel le anunciaba su futuro: Universidad de París. Escuela de Ciencias. Inauguración de cursos en la Sorbona el 3 de noviembre de 1891.
Parada ahí, la muchacha polaca de 22 años jamás hubiera imaginado que llegaría a ser dos veces Premio Nobel. Tenía cuarenta rublos en la bolsa, era idealista, generosa, de ideas avanzadas, amante de la física y las matemáticas. La desesperación, por los tiempos difíciles que viviera en Polonia, casi había hecho que perdiera el deseo de estudiar una carrera. Esperó ocho años después que concluyó el bachillerato para ingresar a la universidad, un trato entre hermanas postergó ese momento. Fue institutriz para pagar los estudios de Bronia —su hermana mayor— en la Sorbona, ahora ella le retribuía el favor.
Llevaba una cartera de cuero negro, la misma que años antes le acompañaba en sus reuniones clandestinas con los más ardientes positivistas y a la “Universidad Volante” de Varsovia. La opresión rusa sobre Polonia intentaba aniquilar el alma del pueblo, cualquier manifestación de libertad de pensamiento era sospechosa y las teorías nuevas se desarrollaban en subterránea comunicación. El estudio de las ciencias se fomentaba furtivamente en el Museo de la Industria y la Agricultura, por ser un lugar poco sospechoso. Allí fue donde, por primera vez, Marya tuvo la oportunidad de entrar a un laboratorio y recordar los momentos en que su padre le mostraba todos aquellos aparatos que, de puntitas, candorosamente observaba emocionada en el interior de la vitrina y que él llamaba simplemente aparatos de física.
Su padre la acercó al mundo de las ciencias naturales y le transmitió el amor que les profesaba. Su madre había muerto cuando ella era muy pequeña. La situación económica de los Sklodowski era precaria, por las noches su casa servía de hospedaje a estudiantes y durante el día de salón de clases. El señor Sklodowski también inculcó en sus hijos el amor por el arte. Les leía a los poetas polacos de protesta, Slowacki, Krasinki, los antiguos volúmenes prohibidos por el Zar. Devoraban Dostoievsky mientras escuchaban Liszt, Chopin y Shumann.
La polaca llevó en París una existencia asceta, espartana. Suprimió relaciones humanas, reuniones amistosas. Lo mundano no tenía sentido para ella. Sólo estudiaba y por mucho tiempo olvidaba comer. Así, terminó con honores su licenciatura en física y, con ayuda económica de la Fundación Alexandrowitch, también la de matemáticas con el mismo reconocimiento. La Sociedad de Fomento para la Industria Nacional le solicitó un trabajo sobre las propiedades magnéticas del acero templado, fue su primera investigación remunerada. Necesitaba un lugar dónde aplicar sus experiencias, por lo que el físico Pierre Curie, que empezó a apoyarla, la invitó a trabajar en su laboratorio. Cuando terminó el trabajo obtuvo el suficiente dinero para devolverlo a la Fundación “ya que alguien más podría necesitarlo”.
Surgía la física nuclear como campo de estudio. Los albores del siglo xx veían la reivindicación de la hipótesis atómica gracias a los trabajos de Boltzman, la teoría especial de la relatividad de Eisntein y la cuántica de Planck. Los estudios con los rayos catódicos impulsaban importantes descubrimientos, como el del electrón por Thomson, quien comenzaba la búsqueda de su contraparte positiva. Röntgen descubre los rayos X y Becquerel, intrigado por su naturaleza, intenta explicar la fluorescencia de algunas sustancias como las sales de uranio, y preguntándose si se trata de rayos X descubre que producen radiación sin estar expuestos a la luz del Sol.
Marie y Pierre se conocieron a través de Becquerel, amigo de ambos. Pierre ya era un físico con trayectoria, en su bagaje científico figuraban la piezoelectricidad, el cuarzo piezoeléctrico, la balanza Curie, el electrómetro —fundamental para sus posteriores investigaciones con Marie sobre la radiactividad—, así como una ley que revolucionó la ciencia moderna, la Ley Curie sobre magnetismo.
Ella era una mujer de inteligencia y tenacidad extraordinarias, con profundo interés en los problemas sociales. Desde el primer momento nació entre Marie y Pierre un gran aprecio que se convirtió en amor. Se casaron. Formaron una pareja compenetrada, con creciente admiración mutua. Dos cerebros cuya fusión se inició por el interés común en la adquisición de conocimientos y en el amor a la ciencia, y continuó colmándose con una gran pasión. Él era jefe de trabajos en la École de Physique et Chimie de París; ella, profesora de la Ècole Normal. La gloria empezó para los dos cuando Marie, buscando un tema de doctorado, se interesó por el descubrimiento de Becquerel sobre ciertas radiaciones “anómalas” producidas por las sales de uranio. Un fenómeno al que más tarde llamaría radiactividad. “Mi atención había sido atraída por los interesantes experimentos de Henri Becquerel con las sales del raro metal de uranio […] mi marido y yo estábamos muy excitados por este nuevo fenómeno, y yo decidí emprender un estudio especial de él”.
Le atraía por ser un campo aún no explorado, que ante sus ojos era prometedor. Empezó a trabajar, logrando hallazgos importantes que llamaron el interés de Pierre. Estudió la conductibilidad del aire bajo la influencia de la radiación emitida por el uranio y buscó si existían otras sustancias que provocaran ese fenómeno. Con medios austeros y muchísimo trabajo, ambos científicos fueron descubriendo, en distintos minerales, varios elementos radioactivos: torio, polonio —que llamaron así en honor a la tierra natal de Marie— y el radio, el más radiactivo.
El material se estudiaba con un electrómetro; se colocaba en una placa metálica frente a otra que hacía de condensador, se utilizaba entonces un cuarzo piezoeléctrico para comprobar si pasaba corriente eléctrica por el aire contenido entre las placas. Cuanta mayor fuese la intensidad de esa corriente, mayor la actividad radiactiva de la sustancia.
La Universidad les facilitó como laboratorio un hangar que antes servía de bodega para la Facultad de Medicina. Era un lugar frío y húmedo, al que Pierre le debió su reumatismo. “Un pabellón de madera. Por fuera parece la barraca de una feria; por dentro el taller de unos obreros pobres: unas mesas y unos bancos de tablas y unos pocos aparatos mezquinos”. Ahí empezaron a trabajar en las características del radio, el tipo de radiaciones que emitía y sus efectos fisiológicos. “Su radiación se divide en tres clases distintas de rayos que cruzan y modifican la materia y que sólo el plomo detiene […] radiactividad, desprendimiento de calor, producción de gas helio, autodestrucción espontánea […] ¡Qué lejos se está ya de las teorías sobre el átomo inmutable!”.
Pierre expone su brazo a la acción del radio buscando formar una lesión. “La piel ha tomado un color rojo […] la apariencia es la de una quemadura […] apenas dolorosa […] a los veinte días hay costras y la llaga se ha curado […] la señora Curie al trasladar algunos centígrados de radio ha sufrido quemaduras análogas, a pesar de que se encontraba en un pequeño tubo cerrado y en una caja metálica”.
Muchos estudiosos de diversas partes del mundo se interesaron en reconocer este tipo de elementos y así nacieron el mesotorio, radioplomo, protactinio, etcétera. Al mismo tiempo, otro grupo de científicos mantenía una postura escéptica ante el hallazgo, ya que de ser cierta la existencia del radio, se venían abajo todas las concepciones defendidas hasta ese momento, como la conservación de la materia y la energía. Fue precisamente así como inició la revolución científica de principios del siglo xx. “La radiactividad nos dice que el átomo se puede descomponer y por lo tanto no hay tal partícula indivisible […] que las fuerzas que mantienen unido al átomo son electromagnéticas ya que hay radiaciones con carga eléctrica. Y también que si hay átomos que se consumen espontáneamente, su número debe haber disminuido; por lo tanto, el Universo no ha existido siempre en su estado actual”.
Cuando Madame Curie por fin aisló sales de radio y pudo determinar su peso atómico, el éxito fue contundente. Jamás pudo olvidar la noche cuando la única esperanza de Pierre era que el radio tuviera buen color, y ella se lo mostró no sólo de buen color, sino espontáneamente refulgente. “Algunos de los minerales mostraban una actividad tres o cuatro veces mayor que la del uranio […] debía de haber, pensé, alguna sustancia desconocida, muy activa en estos minerales. Mi marido coincidió conmigo y me urgió a la búsqueda de dicha hipotética sustancia […] Ninguno de nosotros podía prever que al comenzar este trabajo íbamos a entrar en el camino de una nueva ciencia, que seguiríamos durante todo nuestro futuro […] Nadie puede decir si habríamos insistido, dada la pobreza de nuestros medios de investigación, si hubiésemos conocido la verdadera proporción de lo que estábamos buscando […] sólo se puede decir que la constante progresión de nuestro trabajo nos mantuvo absortos en una apasionada investigación […] después de varios años del más arduo trabajo tuvimos finalmente éxito en separar completamente la nueva sustancia, ahora conocida por todo el mundo como radio”.
Marie obtuvo su doctorado honoris causa en ciencias físicas. Por todo el mundo honraban a los Curie y buscaban su asesoría para crear instituciones dedicadas al desarrollo de la técnica sobre el estudio del radio. Por la necesidad de divulgar los avances sobre el tema, surgió la revista Le Radium en París. Madame Curie siempre se mostró preocupada por eliminar la anarquía en que había caído la ciencia. Intentaba establecer acuerdos entre sus compañeros sobre cuestiones como la unificación de símbolos y la publicación en revistas de los descubrimientos, de las cuales dependía el progreso de la ciencia. Participó, por muchos años, en congresos de intelectuales donde destacó siempre la importancia de un quehacer científico humanista como parte esencial en la sociedad. “La ciencia la hacen los hombres donde sea, en una buhardilla, cuando tienen el genio de investigar y no los laboratorios, por ricos que se construyan y se doten”.
Les otorgaron muchos premios y reconocimientos. Los atareaba la fama, mientras ellos lo único que querían era suficiente tiempo para trabajar en la ciencia y estar tranquilos. En la solemne reunión general del día 10 de diciembre de 1903 de la Real Academia Sueca de Ciencias, se anunció públicamente que “el Nobel de física para el año corriente queda atribuido por mitades iguales a los Curie y a Becquerel por sus descubrimientos sobre radiactividad”. No pudieron asistir a la ceremonia y el Ministro de Francia recogió el premio por ellos. Sin embargo, dos años después Pierre brindó la tan anhelada conferencia Nobel.
Marie y Pierre eran serenos, tiernos y soñadores. En sus tiempos libres disfrutaban de reuniones campiranas con Rodin, y amaban ir de expedición en bicicleta al campo. Cuando Pierre murió, Marie hacía estas excursiones con Einstein, su gran amigo. En ellas discutían sobre las teorías que en esos momentos los tenían ocupados y se daban consejos. “Usted comprende, ¿no? señora mía, que lo que tengo necesidad de saber exactamente es lo que sucede a los pasajeros de un ascensor, cuando éste cae en el vacío”.
Aunque existían momentos de alegría, ésa fue la época más sombría de su vida. La muerte de su padre le provocaba un vacío inmenso y la ausencia de Pierre la atormentaba. Nunca pudo hablar de él con sus hijas Irene y Eva, quienes sólo supieron de su padre gracias a su abuelo paterno.
La muerte de Pierre causó una gran conmoción. Su cátedra de física en la Universidad quedó vacía. La Sorbona consideró que la única persona capaz de seguir la obra de Curie era su propia esposa, a quien el premio Nobel colocaba como una persona digna del respeto y la admiración de los directivos de la Universidad. Así, se convirtió en la primera mujer con un cargo semejante. Mucha gente osaba felicitarla cuando la agobiaba el más grande dolor. Los hechos que la condujeron a ser catedrática de la Universidad despertaron la curiosidad y el morbo de muchas personas. El día en que impartió por primera vez la cátedra de Pierre, el salón se llenó de incautos que esperaban palabras dedicadas al ausente y cierto nerviosismo. Nada de esto pasó, en cambio asombró a todos. Con extraordinaria entereza continuó la cátedra en el punto exacto donde su esposo la había dejado.
Marie creyó que llegado el momento no podría sobrevivir a Pierre; sin embargo, jamás dejó su misión científica recordando lo que él le decía: “a pesar de lo que nos ocurra y aunque fuéramos un cuerpo sin alma, sería necesario trabajar de todas maneras”. Ni la ausencia de Pierre, ni su frenesí por el trabajo le impidieron ser una excelente madre, amiga y mentora de sus hijas. Disfrutaba de compartir con ellas, en los paseos de las tardes dominicales, sus experiencias varsovianas de ciencia furtiva; y entre cuentos y consejos, transmitirles su fervor por la ciencia o hablarles sobre la libertad e igualdad entre los hombres.
“Querida Kasia: ¿Qué quieres que te diga? Mi vida está trastornada de tal suerte que no tiene remedio. Deseo educar a mis hijas lo mejor posible, pero ni ellas pueden despertar la vida en mi. Hago grandes esfuerzos para hacerlas fuertes y saludables, pero cuando pienso en la mayor y en que faltan veinte años para hacerla una mujer de bien, siento que no viviré tanto. La fatiga y el dolor no actúan favorablemente sobre las fuerzas y la salud. Por el momento, hemos decidido, algunos amigos de la Universidad, brindar lecciones especiales para nuestros hijos. Perrin dará clases de química, Langevin de matemáticas y yo de física. Las señoras Perrin y Chavannes dan clases de literatura, historia, lenguas vivas, ciencias naturales, modelaje y dibujo”.
Sola, siguió trabajando con el radio intentando aislarlo, caracterizarlo. Así se hizo acreedora a su segundo premio Nobel. La Universidad de París decidió construir, con apoyo de algunos admiradores de la científica, el Instituto del Radio en la calle Pierre Curie, para promover la investigación sobre el elemento y su trascendencia médica. El Instituto se dedicó a capacitar jóvenes investigadores. Así, Irene, la hija mayor de los Curie, se doctoró en física. Colaboró muchos años con su madre y continuó su obra al descubrir la radiactividad artificial, por lo que después también ganaría un Premio Nobel junto con su esposo, Jacob Joliot, otro científico del Instituto.
Durante la primera guerra mundial, en el Instituto se instruía a médicos y enfermeras en el uso de los aparatos de rayos X para la curación de heridos. Fue parte de una firme labor que desarrolló Marie durante la guerra. Con la intención de auxiliar en los alrededores de París, primero instaló aparatos de rayos X en varios coches, creando los primeros coches radiológicos de los cuales fue la gran capitana y luego en los hospitales de la misma ciudad. Aprendió anatomía y en su libro La radiología y la guerra, destaca el valor humano de los descubrimientos científicos.
El dinero que guardó de su segundo premio Nobel —recibido en 1911 por aislar el radio puro— lo destinó a emprésitos de guerra en defensa de Francia. Esta acción no resultó sorprendente. Años antes, en los tiempos en que se desencadenó la Revolución rusa y Polonia intentaba recuperar su libertad, Marie envió a su patria parte del primer premio otorgado por la Academia de Ciencias de Estocolmo para sostener el levantamiento antizarista. Definitivamente sus Nobel tuvieron una función liberadora, salvadora y defensora de los derechos del hombre.
Al terminar la guerra, Marie jamás había dado una conferencia científica en polaco. Era la inauguración del Instituto del Radio en Varsovia. La primera institución dedicada al tratamiento de pacientes con curieterapia en la Polonia libre y renaciente. Ella habló entusiasmada sobre la radiactividad. Entre la multitud le aplaudía Paderewski, el amigo pianista de sus años de estudiante en París. A pesar de que el gobierno polaco le propuso dirigir el Instituto y tener la posibilidad de volver a su patria, no pudo aceptarlo. La reclamaban sus obligaciones en París. Fue ésta la última vez que estuvo en Polonia.
La visita a su país natal formó parte de uno de los largos viajes que emprendió por el mundo y de los que siempre regresaba llena de premios y manifestaciones de afecto. Conocía ciudades y a su gente, lo que tanto le gustaba. Eran viajes cansados que acentuaron los males que la aquejaban desde hacía varios años.
La vista le fallaba, le zumbaban constantemente los oídos, la espalda ya no la sostenía. Cayó gravemente enferma: los médicos le diagnosticaron una anemia perniciosa aplástica de desarrollo rápido. La médula ósea estaba afectada por la acumulación de radiaciones durante toda su vida. Pidió que la enterraran en Sceaux junto a su marido. Un año después de su muerte se publicó su libro Radiactividad.
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Paula González Rubio Garrido
Instituto de Biotecnología,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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Referencias bibliográficas:
Curie, E. 1959. La vida heroica de Marie Curie, descubridora del radio, contada por su hija. Espasa Calpe, Buenos Aires.
Walton, J. 1941. Six Physicists: Galileo, Newton, Davy, Faraday, Kelvin, Curie. Oxford University, London.
Molina, N. et al. 1991. Marie Curie. Nauta, Barcelona.
http://www.curie.fr. Sitio del Instituto Curie en Francia.
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como citar este artículo → González Rubio Garrido, Paula. (2005). Madame Radiactivité. Ciencias 77, enero-marzo, 68-75. [En línea]
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