¿Qué pasaría si las manecillas del tiempo volvieran a un punto arbitrario en nuestra historia evolutiva y reiniciamos el reloj? El paleontólogo estadounidense Stephen Jay Gould propuso este famoso experimento mental a fines de la década de 1980, y es uno de los que aún hoy se asemeja a la imaginación de los biólogos evolutivos.

Gould estimó que si el tiempo se rebobinaba, entonces la evolución conduciría la vida por un camino completamente diferente y los humanos nunca volverían a evolucionar. De hecho, sintió que la evolución de la humanidad era tan rara que podíamos reproducir la cinta de la vida un millón de veces y no veríamos que el Homo sapienssurgiera de nuevo.

Su razonamiento era que los eventos casuales desempeñan un papel enorme en la evolución. Estos incluyen eventos de extinción masiva de mamut , como los impactos de asteroides cataclísmicos y las erupciones volcánicas . Pero los eventos casuales también operan a escala molecular.La mutación genética, que forma la base de la adaptación evolutiva , depende de eventos aleatorios.

En pocas palabras, la evolución es el producto de la mutación aleatoria.Unas pocas mutaciones raras pueden mejorar la probabilidad de supervivencia de un organismo en ciertos entornos sobre otros. La división de una especie en dos parte de mutaciones tan raras que se vuelven comunes con el tiempo. Pero otros procesos aleatorios aún pueden interferir, lo que potencialmente conduce a una pérdida de mutaciones beneficiosas y aumenta las mutaciones dañinas con el tiempo. Esta aleatoriedad inherente debería sugerir que obtendrías diferentes formas de vida si vuelves a reproducir la cinta de la vida.

Por supuesto, en realidad, es imposible dar marcha atrás al reloj de esta manera. Nunca sabremos con certeza la probabilidad de que haya llegado en este momento: que hayamos escrito este artículo y que usted lo esté leyendo. Afortunadamente, sin embargo, los biólogos evolutivos experimentales tienen los medios para probar algunas de las teorías de Gould en una microescala con bacterias.

Los microorganismos se dividen y evolucionan muy rápidamente. Por lo tanto, podemos congelar miles de millones de celdas idénticas en el tiempo y almacenarlas indefinidamente. Esto nos permite tomar un subconjunto de estas células, desafiarlas a crecer en nuevos entornos y monitorear sus cambios de adaptación en tiempo real. Podemos pasar del «presente» al «futuro» y regresar tantas veces como queramos,esencialmente reproduciendo la cinta de la vida en un tubo de ensayo .

Evidencia del destino evolutivo.

Muchos estudios de evolución bacteriana han encontrado, tal vez sorprendentemente, que la evolución a menudo sigue caminos predecibles a corto plazo, con los mismos rasgos y soluciones genéticas que se realizan con frecuencia. Considere, por ejemplo, un experimento a largo plazo, en el que 12 poblaciones independientes de Escherichia colifundadas por un solo clon, han evolucionado continuamente desde 1988. Eso es más de 65,000 generaciones, solo ha habido 7,500 a 10,000 generaciones desde que apareció el Homo sapiens moderno. . Todas las poblaciones en evolución en este experimento muestran una mejor condición física , un crecimiento más rápido y células más grandes que sus antepasados. Esto sugiere que los organismos tienen algunas restricciones sobre cómo pueden evolucionar.

Hay fuerzas evolutivas que mantienen a los organismos en evolución en línea recta y estrecha. La selección natural es la «mano guía» de la evolución, reinando en el caos de mutaciones aleatorias y animando mutaciones benéficas. Esto significa que muchos cambios genéticos se desvanecerán de la existencia con el tiempo, y solo los mejores serán duraderos. Esto también puede llevar a que las mismas soluciones de supervivencia se realicen en especies completamente no relacionadas.

Encontramos evidencia de esto en la historia evolutiva donde las especies que no están estrechamente relacionadas, pero que comparten entornos similares, desarrollan un rasgo similar. Por ejemplo, los pterosaurios y aves extintos desarrollaron alas y un pico distinto, pero no de un ancestro común reciente. Así que esencialmente las alas y los picos evolucionaron dos veces, en paralelo, debido a las presiones evolutivas.

Pero la arquitectura genética también es importante. No todos los genes son creados iguales: algunos tienen trabajos muy importantes en comparación con otros. Con frecuencia, los genes se organizan en redes, que son comparables a los circuitos, con interruptores redundantes y «interruptores maestros». Las mutaciones en los «interruptores maestros» naturalmente producen cambios mucho más grandes, debido al efecto de golpeo que sienten todos los genes bajo su control. Esto significa que ciertas ubicaciones en el genoma contribuirán a la evolución con mayor frecuencia , o con un efecto mayor, que otras, lo que influirá en los resultados evolutivos.

Leyes fisicas

Pero ¿qué pasa con las leyes físicas subyacentes, favorecen la evolución predecible? A escalas muy grandes, así parece. Sabemos de muchas leyes gobernantes de nuestro universo que son ciertas. La gravedad, por ejemplo, por la que debemos nuestros océanos, la atmósfera densa y la fusión nuclear en el sol que nos llena de energía, es una fuerza predecible. Las teorías de Isaac Newton , basadas en fuerzas deterministas a gran escala, también pueden usarse para describir muchos sistemas en grandes escalas. Estos describen el universo como perfectamente predecible.

Si la visión de Newton debía permanecer perfectamente verdadera, la evolución de los humanos era inevitable. Sin embargo, esta reconfortante previsibilidad se vio afectada por el descubrimiento del contradictorio pero fantástico mundo de la mecánica cuántica en el siglo XX. En las escalas más pequeñas de átomos y partículas, la verdadera aleatoriedad está en juego, lo que significa que nuestro mundo es impredecible en el nivel más fundamental.

Esto significa que las «reglas» generales para la evolución seguirían siendo las mismas, sin importar cuántas veces reproduzcamos la cinta. Siempre habría una ventaja evolutiva para los organismos que cosechan energía solar. Siempre habrá oportunidad para aquellos que hacen uso de los abundantes gases en la atmósfera. Y a partir de estas adaptaciones, es posible que veamos la emergencia de ecosistemas familiares. Pero en última instancia, la aleatoriedad, que está integrada en muchos procesos evolutivos, eliminará nuestra capacidad de «ver el futuro» con total certeza.

Hay un problema en la astronomía que actúa como una analogía apropiada. En la década de 1700, un instituto matemático ofreció un premio por resolver el «problema de los tres cuerpos «, que involucraba la descripción precisa de la relación gravitatoria y las órbitas resultantes del sol, la Tierra y la Luna.

El ganador, Joseph-Louis Lagrange, demostró esencialmente que el problema no podía resolverse exactamente. Al igual que el caos introducido por mutaciones aleatorias, un poco de error de inicio inevitablemente crecerá, lo que significa que no se podría determinar fácilmente dónde terminarán los tres cuerpos en el futuro. Pero como el socio dominante, el sol dicta las órbitas de los tres en cierta medida, lo que nos permite limitar las posiciones posibles de los cuerpos dentro de un rango.

Esto se parece mucho a las manos orientadoras de la evolución, que atan a los organismos que se adaptan a las rutas familiares. Puede que no estemos completamente seguros de dónde terminaríamos si rebobinamos el tiempo, pero los caminos disponibles para los organismos en evolución están lejos de ser ilimitados. Y tal vez los humanos nunca volverían a aparecer, pero es probable que cualquier mundo extraño que reemplace al nuestro sea un lugar familiar.

https://theconversation.com/why-humans-or-something-very-similar-may-have-been-destined-to-walk-the-earth-118346