martes, 22 de diciembre de 2015

2. Homología: los pantalones de los perros

"El clan de Piltdown", un óleo de quienes descubrieron al hombre de Piltdown, lo que se suponía sería el hallazgo del primer homínido inglés, pero que resultó ser un fraude. De izquierda a derecha y de arriba a abajo: F. O. Barlow, G. Elliot Smith, Charles Dawson (el perpetrador del fraude), Arthur Smith Woodward, A. S. Underwood, Arthur Keith, W. P. Pycraft y Ray Lankester.
Una vez que hemos establecido que los fósiles son evidencias de seres vivos, es importante retroceder un poco de la idea de Nicolás Steno hacia cómo es que llegaron varias personas, antes y después de él, a la misma conclusión. La respuesta es sencilla: Steno vio en las lenguas de piedra a los fósiles de dientes de tiburón porque tenían la misma forma; lo mismo sucedía con los erizos y con las conchas de mar. Era posible identificar las mismas estructuras de los dientes de un tiburón en las glossopetrae como para concluir que se trataban de la misma cosa. La identificación de que una estructura en un organismo (o fósil) es la misma que en otro es lo que conocemos como homología.

El primer concepto propiamente formulado de homología lo realizó Ray Lankester (1847-1929), un naturalista inglés cuya formación académica sucedió después de la publicación de El Origen de las Especies. El término homología ya había sido definido por Sir Richard Owen como "el mismo órgano en diferentes animales", y aunque funcional y aplicable, no dejaba de ser vago, por lo que Lankester clarificó el concepto como "estructuras que proceden del mismo órgano ancestral común", implementando así de manera específica a la evolución como principio causal. Sir Lankaster fue uno de los primeros catedráticos de anatomía comparada evolutiva en University College  London  (UCL), luego lo fue en su natal Oxford y finalmente se convirtió en director general del Museo de Historia Natural de Londres.


Esta es la base fundacional de lo que hoy llamamos anatomía comparada, y lo que con el paso del tiempo llevaría a establecer que la explicación más sencilla sobre las semejanzas entre los seres vivos es que todos tenemos un ancestro común en un pasado muy remoto.



Seguramente Steno estaba convencido de que los glossopetrae tenían su propia gama de variación morfológica, pero aún así, la presencia de las mismas estructuras con diferentes formas y arreglos significaba que se trataba de la misma estructura, también modificada. A esto se le conoce como homología: el reconocimiento de que dos estructuras semejantes tienen el mismo origen.

Sin embargo, una noción más temprana de homología es la que permitió establecer las similitudes entre fósiles y formas vivas. El filósofo griego Aristoteles, el médico persa Avicena o el polimata italiano Leonyardo da Vinci establecieron de modo independiente y en diferentes épocas que los fósiles tenían un origen orgánico, gracias a las observaciones de las características en común con cobtrapartes vivas.  Esta apreciación hizo obligatorio aceptar que los fósiles provenían de formas del pasado, dejando abiertas las interrogantes de cómo se podían petrificar los cadáveres y cuánto tiempo podía demorar tal proceso.

Las explicaciones de Aristóteles de que eran producto del último aliento de los organismos empató en su momento con la idea del Diluvio Universal. Era evidente que las características de las especies se conservaban a través de la herencia: las vacas eran cuadrúpedas y sus becerros también,  los insectos tenían forma casi idéntica a las de sus padres,... la explicación más sencilla era aceptar que los fósiles eran parientes de las especies vivas a las que eran parecidas.

Linneo, por ejemplo, usó este principio para agrupar ciertos fósiles dentro de las categorías de otros seres vivos. Pero la homología tenía un límite: aquellas criaturas tan diferentes que no era posible encontrarles un parentesco evidente o que mostraban características de dos grupos diferentes. Georges Cuvier, el naturalista francés que sentó las bases de la anatomía comparada, postuló que esas criaturas habían desaparecido debido a catástrofes en el pasado que las habían extinto, pero por lo demás era capaz de asignar a todos los fósiles a grupos de organismos vivos, como en su momento hizo con los hallazgos del Megalosaurus y del Iguanodon

El geólogo inglés William Smith (1769-1839) fue el primero en detectar que a través del tiempo era posible observar cambios en los tipos de fósiles que se podían encontrar en diferentes capas de roca, y que muchos de esos fósiles solamente se agrupaban con otros tipos de fósiles, Por ejemplo, los trilobites nunca estaban en las mismas capas que los monstruos antediluvianos (reptiles marinos y dinosaurios), pero los amonites se encontraban con ambos. La idea de las catástrofes seguía sin ser incompatible: algunas especies sobrevivían y otras no, pero no explicaban cómo surgían las nuevas variedades o especies. Smith fue el primero en realizar detallados mapas de Inglaterra, mostrando claramente que las rocas contaban la historia biológica de la región que conformaban: las homologías no eran constantes en el tiempo, aparecían y desaparecían.
Grabado de Smith, 1815. El geólogo inglés fue la primera persona
que utilizó los fósiles y su sucesión en las capas de roca (estratos)
para reconstruir la historia geológica de un país.

El gran dilema del siglo XIX sería consolidar la evidente conservación de las características morfológicas a través de la herencia (fijismo de las especies) con el registro histórico de los fósiles en las rocas. Sir Lankester fue uno de los investigadores invitados a revisar el hallazgo del hombre de Piltdown (foto de portada), un cráneo excavado en 1912 en la localidad de Piltdown, East Sussex, Inglaterra, cuya composición ósea revelaba que ese individuo era el eslabón perdido en la secuencia evolutiva del ser humano. El hallazgo fue anunciado por Charles Dawson, un arqueólogo inglés del que se descubriría hasta 2003 que su carrera se basó en falsificaciones. Gracias a los conceptos de homología, desde 1913 fue evidente la posibilidad de que se tratara de un fraude, hecho que quedaría finalmente confirmado hasta 1953. El escándalo del hombre de Piltdown merece un artículo aparte.

Una breve reflexión

Como es costumbre, las redes sociales se han encontrado en un nuevo debate público que pone a prueba las capacidades cognitivas de las personas. Antes de que el 2015 termine, se ha desatado una acalorada discusión tras la circulación de este sencillo meme: "¿Si un perro usara pantalones lo usaría así (imagen de la izquierda) o así (imagen de la derecha)?". El concepto de homología es en realidad bastante útil para justificar que los perros usarían un pantalón como la imagen de la derecha.

Los pantalones siempre se han definido como una prenda de vestir que se ajusta en la cintura y cubre las piernas, o extremidades inferiores. Nuestras extremidades inferiores son homólogas a las extremidades posteriores de varios vertebrados cuadrúpedos: el fémur se articula con los mismos huesos, la tibia y la fíbula (huesos de la pierna) son diferentes morfológicamente de sus contrapartes anteriores, la ulna y el radio.

Actualización del 29 de diciembre del 2015. En este ensayo, en inglés, se aborda el tema desde un punta de vista semántico. El autor sostiene su postura con esta referencia apócrifa de la vida de Abraham Lincoln:

Un chico va con su padre y le pregunta: "Padre ¿cuántas patas tendría esta vaca, llamando la cola una pata?". "Pues cinco, hijo" dice el padre. "No, padre, no puede. Solamente tendría cuatro" responde el hijo."Pues, llamando la cola una pata, dijiste, mi hijo" replica el padre. "¡Oh, padre! Pero llamando la cola una pata no la hace tal ¿sabes?"

Esta cita sí fue utilizada por muchos abolicionistas en Estados Unidos para referir que la esclavitud estaba mal aunque fuera algo legal. Con ese contexto de lado, el autor del ensayo On the question of dog pants argumenta que al llamar a la cola una pata, la vaca tiene en efecto cinco patas, pues entonces la definición de pata sería "las cosas que salen del torso" en vez de "las cosas que sostienen". Sin embargo, ninguna de estas definiciones tiene sentido: 1) es claro que las extremidades que sostienen y la cola son morfológicamente muy diferentes, sin embargo se parecen en que salen del cuerpo, para lo que ya existe la palabra "apéndice"; 2) las patas no son solamente lo que sirve para sostener, también permiten el desplazamiento y tienen además una identidad morfológica, de lo contrario, podríamos denominar a los bastones y a las andaderas como "patas". Como dice el autor "Words mean things", sin embargo, el diablo está en los detalles de la definición.

Aún si los perros tienen cuatro patas y los humanos dos, los pantalones se diseñaron para las extremidades inferiores (muslos y piernas) y la cintura. Así que elegir la imagen de la derecha implica un sentido común bastante atinado y tiene un argumento más intuitivo.