• La evolució i la idea de progrés

    24.5.07

    Jordi Solana, genetista de la UB, i Sandro Maccarrone, físic de la UB, van acceptar participar a les jornades organitzades per la Fundació Pere Ardiaca del 16 de febrer al 2 de març, amb el títol Revolucions científiques i pensament, que pretenien estudiar com la ciència influeix en el pensament i com les idees extracientífiques influeixen a la ciència i les seves conclussions. Publiquem a continuació els treballs que van presentar.


    Jordi Solana

    Investigador del Departament de Genètica de la UB

    La idea de progrés en evolució emana de la vella interpretació d’escala evolutiva en biologia. Aquesta idea està patint una reforma en els darrers anys, fins i tot dècades. El que es pensava tradicionalment era que l’evolució havia ocorregut d’una manera lineal i ordenada: primer aparegueren els organismes més senzills, després els més complexos. I això s’aplicava a tots els àmbits, en totes les escales. El mateix Darwin va afavorir l’aparició d’aquesta idea a la seva obra, ja que n’era un convençut.

    L’aplicació d’aquesta base teòrica a l’evolució humana quadrava perfectament. El mateix Darwin se’n va adonar: l’home procedeix dels simis. En aquesta afirmació ja hi ha implícita una idea de progrés i té la seva iconografia més fidedigna en l’arxiconeguda figura 1. Tot i així, en qualsevol problema biològic ens hem de plantejar totes les opcions. La primera seria la que ja he esmentat, és a dir, l’ancestre comú entre home i ximpanzè era més semblant a aquest darrer que al primer. L’home es va separar d’aquest llinatge i va evolucionar mentre que el ximpanzè es va quedar més o menys com estava. Les altres opcions –que l’ancestre comú fos més semblant a l’home, que fos alguna cosa a meitat de camí d’ambdós, o un animal completament diferent als dos- ni tan sols es consideren. I s’ha de dir que això passa perquè aquesta primera hipòtesi és la que té el suport del registre fòssil. És a dir, en l’evolució de l’home hi ha hagut un camí de progrés. A més, la certesa d’aquesta visió dóna confiança a l’home per a extrapolar la idea universalment a tota la resta d’organismes. Així, des del punt de vista antropocentrista de l’home, la primera cèl·lula que aparegué al món ja estava predestinada a un llunyà destí de convertir-se en ésser humà. L’evolució du paulatinament al major nivell de complexitat, és a dir, l’home. És, doncs, quelcom que es pot predir, de tendències concretes igualment predites.

    Però podem fer dues crítiques a aquesta idea sobre el progrés i l’evolució de l’Homo sapiens. La primera és: si un s’aferra a que l’ancestre comú entre home i ximpanzè era més semblant als ximpanzès, llavors el ximpanzè no ha evolucionat. El mateix argument que crea la idea de progrés l’acaba negant: el progrés té lloc de vegades. Això ja ens diu que la idea lineal d’evolució, sempre en constant progrés ordenat, és i ha de ser falsa. Tot i així, la segona crítica –alhora una crítica de la primera- és més crucial: a ningú en biologia se li escapa que els ximpanzès no han pogut romandre immutables durant una desena de milions d’anys. Han hagut d’evolucionar també, i el fet és que, probablement, ho han fet però en distinta direcció a la que havia pres l’evolució humana. I per què? Doncs perquè probablement els seus requeriments adaptatius eren diferents.

    I és que la mateixa paraula evolució introdueix el problema: la paraula evoca la idea de progrés. Però s’ha de comprendre que els organismes no evolucionen perquè sí, ho fan per adaptar-se al seu hàbitat. Podem avançar, doncs, que probablement l’hàbitat dels ximpanzès ha canviat poc, mentre que el dels homínids va canviar més.

    Introduiré ara alguns vocables més tècnics, per tal de definir com s’organitza la vida en la terra. Els sistemàtics –dedicats a classificar els organismes- inclouen els éssers vius en grups, els de rang més alt són els regnes (animals, vegetals i fongs són els més importants tot i que n’hi ha més, i molta discussió també). Dintre de cada regne, la unitat bàsica de classificació és el phylum (plural llatí: phyla). Nosaltres formem part del phylum cordats, amb la resta de vertebrats i alguns altres animals afins. Altres phyla animals són els artròpodes (insectes, crustacis i aràcnids principalment), els annèlids (cucs de terra i poliquets són els representants més coneguts), els mol·luscs (cargols, llimacs, petxines i calamars en són membres). La labor del sistemàtic consisteix en identificar trets comuns entre els animals per tal de classificar-los. S’ha de dir que la inclusió d’un animal dintre d’un determinat phylum és, per dir-ho de forma entenedora, relativament fàcil; fins i tot la classificació dintre dels subgrups dintre del phylum (classes, famílies, gèneres...). La comparació dels trets comuns entre subgrups dóna una idea de com van anar apareixent els subgrups (el que s’anomena tècnicament filogènia).

    La filogènia dels metazous –els animals- és però més complicada. És relativament fàcil reconstruir com van anar apareixent les diferents classes d’un mateix phylum, però és molt difícil dir com van anar apareixent els diferents phyla. És a dir, els membres d’un mateix phylum comparteixen moltes característiques (i en difereixen en moltes d’altres) però els membres de diferents phyla en comparteixen molt poques. I és clar, aquestes característiques compartides són la clau per a la filogènia.

    A més, moltes vegades un mateix tret pot aparèixer dues vegades independents i confondre el sistemàtic fent-li pensar que hi ha compartició d’un ancestre comú. Hi ha molts exemples en què això ha ocorregut: no fa gaires anys es pensava que els phyla annèlids i artròpodes eren molt propers. El tret compartit era clar: la segmentació. Fins i tot s’havia formulat una altra història de progrés lineal i ordenat: a un cuc de terra (annèlid) li havien sortit potes i es va transformar en un milpeus (artròpode). Aquest milpeus, a base de modificar els seus segments (perdent potes o guanyant ales, per exemple) donà lloc a la resta d’artròpodes. Ara sabem que això no és cert. Gràcies a les tècniques moleculars s’han identificat tres grans grups de phyla animals i els artròpodes i els annèlids estan a dos grups diferents.
    Les filogènies –ja siguin basades en caràcters morfològics o les més recents basades en tècniques moleculars- intenten reconstruir com han anat apareixent els diferents phyla al llarg del temps. Se solen representar en forma d’arbre, com els de la figura 2 (a l’esquerra un arbre basat en caràcters moleculars, a la dreta un basat en tècniques moleculars). Els arbres compten amb nodes, llocs on hi ha divergències entre grups. La dimensió vertical de la figura ens dóna una idea del temps. Així, com més superior és el node que separa dos grups més recent és el seu comú ancestre (és a dir, més propers són els grups).

    Una evolució lineal, ordenada i en constant progressió cap a la major complexitat –aquella que posseeix l’home- comporta una sèrie de conseqüències que s’han de comprovar al registre fòssil. Per exemple, si fóssim capaços de mirar en un moment determinat de la història (és a dir, a una alçada concreta de l’arbre) hauríem de trobar els grups que prediu l’arbre. Hauríem de trobar, doncs, els ancestres comuns dels grups que encara no han divergit, i no els dos grups per separat. Doncs bé, el que trobem al registre fòssil és ben diferent.

    Els metazous –que coneixem normalment com a animals- van sorgir fa uns 550 milions d’anys, en la frontera geològica que separa el precàmbric del càmbric, i ho van fer d’una manera gens paulatina. De fet, el fenomen és conegut com a explosió càmbrica, perquè, de sobte, i en un espai de ben pocs milions d’anys (un parpelleig geològic) apareixen representats gairebé tots els phyla –de fet, probablement això mateix és el que dificulta tant la resolució de la filogència dels metazous. Però no només això. Parlaré ara del jaciment de Burgess Shale.

    La Mare Terra sol ser severa amb la labor dels paleontòlegs: el registre fòssil que ens ha llegat és relativament incomplet i defectiu. Tot i així, s’ha de dir que ens va atorgar un gran regal: el jaciment de Burgess Shale. Situat a la Colúmbia Britànica, a les rocoses del Canadà, és un dels pocs jaciments d’organismes tous que s’ha trobat. Les parts dures dels organismes (les petxines dels mol·luscs, els esquelets, l’exoesquelet d’un crustaci...) fossilitzen amb molta més facilitat que les toves. A Burgess Shale, per una sèrie de circumstancies fortuïtes, ho van fer, però. El fet que dati de fa 505 milions d’anys el converteix en un jaciment clau per a l’evolució animal: és una petita finestreta per on mirar què hi havia al món tot just després de l’explosió càmbrica.

    I el fet és que el que trobem és sorprenent. En primer lloc, gairebé tots els phyla actuals estan representats. En segon lloc, la diversitat de subgrups dintre de cada phylum és superior a la que veiem actualment. Els artròpodes actuals, per exemple, es poden dividir en quatre subgrups bàsics: els miriàpodes, els aràcnids, els crustacis i els insectes, cadascun amb alguns subgrups afins. Quan un observa un artròpode actual molt difícilment el confondrà de subgrup. Doncs bé, a Burgess Shale hi ha representants de tots quatre subgrups, però també hi ha com a mínim una desena (segons diferents interpretacions) d’artròpodes inclassificables dintre d’aquests subgrups, incloent al gènere Marrella, de lluny l’organisme més nombrós del jaciment. Però, i en tercer lloc, no només la diversitat de subgrups és major, sinó que també ho és la diversitat de phyla: a Burgess Shale, apart de gairebé tots els phyla actuals, n’hi ha de diferents.


    La lectura que hom treu d’aquests fets és que la diversitat i la complexitat no han anat en augment paulatí i progressiu. El fet és que al moment de Burgess Shale, fa uns 505 milions d’anys, la complexitat i la diversitat estaven en un punt pletòric, si no màxim. A partir d’allà els grups d’organismes han estat delmats, esborrats del mapa, tant subgrups d’alguns phyla com phyla sencers. La lliçó de Burgess Shale és meravellosa, no només per ensenyar-nos aquest fet, sinó pel seu desenvolupament històric. En Charles Walcott, descobridor original del jaciment, era un fervent creient de la idea de progrés. Per això, en estudiar els fòssils els va fer encabir tots en grups moderns, i com a formes menys complexes, sovint fent males interpretacions i fins i tot falsejant les dades en algun cas. No va ser fins als anys 70 i 80 que en en Whittington, en Conway-Morris i en Briggs els van redescobrir i redefinir alhora que redefinien la nostra concepció de l’evolució i el progrés.

    Una altra lectura que podem treure del jaciment de Burguess Shale és que en l’evolució hi ha diversos factors que s’entrecreuen per a donar el producte final i un d’aquests factors, d’importància cabdal, és la contingència. L’autor que més va parlar d’això, l’Stephen Jay Gould, no va definir mai el concepte biològic de contingència en evolució d’una manera formal. Però en va donar una visió molt clara i entenedora. A simple vista pot semblar quelcom semblant a l’atzar, però tampoc és una bona definició. Els diccionaris defineixen la contingència com una cosa que pot passar o no. El fet és que diversos fets contingents (que poden passar o no, és a dir, que no passen necessàriament però que tampoc són impossibles, tot i poder ser improbables) afecten l’evolució. L’exemple més clàssic és l’extinció dels dinosaures. Molts autors pensen que aquesta extinció en massa (que no només va acabar amb els grans rèptils sinó amb un alt percentatge de les espècies de l’era) va tenir lloc a causa de l’impacte d’un meteorit de molta massa a la Terra. Aquest impacte va conduir a un canvi climàtic relativament ràpid a causa que va aixecar molt material de la terra i el va suspendre a l’atmosfera. La pols a l’atmosfera hi va romandre durant molts anys, i va causar el cobriment parcial dels rajos solars, alterant el clima i provocant un efecte en cadena. Els dinosaures –entre d’altres- no van adaptar-se a aquest canvi. Però, de fet, el canvi va ser contingent. L’impacte del meteorit va tenir lloc, però podia no haver passat.

    De fet, l’evolució de l’home està plena de fets contingents, i per tant no és un fet que s’hagués pogut predir. Sí, la història de l’evolució ens ha somrigut, però podria haver estat d’una altra manera en la qual res semblant a un ésser humà hagués tingut lloc.

    El primer exemple de contingència que he donat ja és un exemple de fet contingent que ha afavorit l’evolució humana però podria no haver-ho fet. Els dinosaures van dominar la terra durant uns 150 milions d’anys, fins que desapareixen de manera sobtada. Els mamífers ja existien fa 250 milions d’anys, i van existir durant tota l’època de domini saurí, però en forma de petits mamífers, semblants a rosegadors. No va ser fins a l’extinció en massa que van evolucionar de manera explosiva, a causa que van colonitzar els nínxols ecològics que van quedar buits, propiciant l’actual era de domini mamífer, que encara no dura ni la meitat del que va durar la dels dinosaures. Què hagués passat si no hagués caigut el meteorit? Probablement els dinosaures encara existirien, i els mamífers encara serien petits animalons habitants de coves obscures. Res d’elefants, res de lleons i, probablement, res de micos i d’homes.

    Un altre fet de caire contingent que va afectar la nostra evolució va ser el sorgiment de la Vall del Rift a l’Àfrica. Es tracta d’un sistema que creua el continent de nord a sud i que es va formar fa uns 10 milions d’anys. Aquest sistema va provocar un canvi climàtic ben documentat a l’est d’Àfrica. Mentre que la part oest va continuar –i continua- sent de clima selvàtic, a la part est s’hi van obrir grans extensions de sabana. Doncs bé, l’ancestre comú d’homes i ximpanzès vivia plàcidament a la selva, on encara viuen –i ho farien plàcidament si no fos per l’activitat humana- els ximpanzès. Van ser els micos de la part est els que van patir el canvi climàtic, i es van veure obligats a adaptar-se o morir. Els micos de l’est van protagonitzar doncs la història evolutiva de l’home: l’Austrolopithecus i els primers Homo es troben de forma majoritària en aquesta part est, i d’aquí que la teoria fos batejada com a East Side Story per l’Yves Coppens, el seu formulador. Però el fet és que la formació d’un sistema tan colossal com la Vall del Rift africà és de naturalesa contingent, podria no haver passat. L’ancestre comú de ximpanzès i homes estava ben adaptat al clima selvàtic de l’era i els ximpanzès encara hi estan ben adaptats malgrat la influència de l’home en el seu hàbitat. L’home probablement no hagués sorgit si no fos per aquest canvi climàtic contingent a l’est.

    L’exemple més bonic de contingència a l’evolució humana és, però, el següent. El va proposar l’Owen Lovejoy als anys vuitanta. És ben conegut que a l’evolució humana hi ha tingut lloc un augment més o menys progressiu de la capacitat cranial, és a dir, de la mida del cervell. Però en un moment evolutiu això va interferir amb una altra tendència evolutiva humana, el bipedisme. Els Australopithecus caminaven de manera bípeda, però encara no tenien un cervell enorme. Però, en algun moment de la transició de l’Australopithecus a l’Homo, el cervell va començar a presentar un problema vital: el cap no cabia pel canal del part femení. L’evolució tampoc no podia dotar les femelles d’aquests homínids d’un canal de major mida, perquè hagués interferit en l’efectivitat del seu bipedisme. Aquest dos factors van confrontar-se, doncs, a l’evolució humana. Si els homes haguessin estat quadrúpedes com als ximpanzès el canal del part es podria haver expandit molt més. Però el fet de ser bípedes limitava el canal del part de manera contigent.

    La solució evolutiva que es va donar va ser interessant: el cervell del nen humà creix fins a un límit, la mida màxima que possibilita el pas del cap del nen pel canal del part femení. Això provoca que els humans –les humanes- tinguin un part atípicament complicat. En el part de les ximpanzès la cria surt amb el cap mirant cap al ventre de la mare, de manera que en acabar la mare pot agafar la cria a la seva falda naturalment. Al part humà la cria ha de girar l’orientació del seu cap a mig part, per salvar el complicat canal del part humà, i acaba amb el cap mirant cap a baix, dificultant l’acolliment per part de la mare. Així, al part humà li mancava quelcom per a ser viable evolutivament: les llevadores, és a dir, algú que ajudés a què el part tingués èxit. Això, segons la teoria, va dur cap a un model de societat més semblant a la que coneixem avui en dia, va forçar els individus pre-humans a col·laborar pel bé comú.

    Però no s’acaba aquí. El part era difícil, però encara tenim el problema del creixement del cervell. Com va continuar la seva expansió? Doncs bé, la resposta és fàcil, el cervell creix de manera post-natal. De fet, les cries humanes neixen amb el seu cervell a mig formar, cosa que les converteix en éssers fonamentalment desvalguts. Als ximpanzès i la resta de mamífers els calen pocs mesos si no setmanes només per a ser adults en plenes facultats. Els humans, però, passem un llarg període d’infantesa en el qual no podem subsistir sense l’ajut de la mare. I tot per culpa d’un canal del part excessivament complicat però que podria haver estat més benèvol.

    El bonic final de la història és, doncs, el següent: la femella humana va haver d’invertir molt esforç en la cria dels seus fills, tant que necessitava la col·laboració del pare de la criatura. En les societats de ximpanzès hi ha poligamisme, amb mascles que inverteixen molt poc esforç en les seves cries, però en aquell moment evolutiu crucial la femella humana –i les cries- necessitaven un mascle monògam, que col·laborés en la cura de les cries proporcionant protecció i suplís el temps que la femella invertia amb les cries buscant menjar per a tots tres. La femella ho va saber aconseguir evolutivament. Va premiar l’home amb sexe durant –gairebé- tot el cicle menstrual, cosa que no fan els ximpanzès, i va perdre gairebé tot el pel corporal –l’home també ho va fer en menor mesura- exposant el màxim de pell, que s’interpreta en la majoria d’animals com a un caràcter sexual de primera importància. Així l’evolució s’assegurà que l’home i la dona formaven una parella ben avinguda en petites societats ben avingudes. Així doncs, d’aquesta manera tan contingent, va néixer l’amor i l’amistat en el sentit humà.

    Etiquetes de comentaris: , , ,