INTELIGENCIA: ¿GENÉTICA O AMBIENTE? LAS COSAS SON MÁS COMPLEJAS / INTELLIGENCE: GENES OR ENVIRONMENT? THINGS ARE MORE COMPLEX

Quienes trabajan o han trabajado en investigación científica saben muy bien que la manera en que se formula un problema es fundamental para obtener éxito en su resolución. Dicho de otro modo, cuando nos atascamos ante algún problema, tal vez lo mejor sea formularlo de otra manera. El caso que describo a continuación puede ilustrar esta cuestión. Lo podéis encontrar muy bien explicado en el libro “Genes, microbios y células”, de ese gran divulgador de la Biología celular que es el profesor Javier Novo.

Las ciencias del comportamiento están atravesadas, desde hace mucho tiempo, por el debate sobre la influencia ejercida por los genes y por el ambiente que rodea al sujeto. Los determinismos estrictos, tanto genético como ambiental, han sido prácticamente abandonados, y se reconoce que la conducta humana es un fenómeno multifactorial en cuanto a sus causas. Sin embargo, la contribución específica de genes y variables ambientales sigue siendo objeto de polémica. En este marco teórico vamos a tratar la siguiente cuestión: ¿Cómo influye la alimentación del lactante –mediante leche materna o leches de fórmula – en las habilidades intelectuales que desarrollará el niño?

La hipótesis de partida considera que la leche materna debería ser más positiva para el desarrollo intelectual que la leche de fórmula. La razón es la siguiente: La maduración del cerebro, con el establecimiento de complejísimas redes neuronales, necesita de una gran cantidad de lípidos, algunos de los cuales, como los cerebrósidos, son bastante específicos. La leche materna contiene una gran concentración de lípidos específicos, y, por ello, debería ser especialmente adecuada durante el período crítico en que se termina la construcción de nuestro cerebro.

Si se pudiera confirmar esta hipótesis, estaríamos ante un caso claro de influencia de un factor ambiental (lactancia materna frente a otras formas de lactancia) sobre las capacidades mentales de las personas. Sin embargo, investigaciones recientes muestran que el asunto es más complicado.

En 2007, la prestigiosa revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences publicó un estudio hecho sobre unos 3000 niños del Reino Unido y Nueva Zelanda a los que se había sometido a un test de inteligencia con cinco años de edad( A. Caspi et al.:Moderation of breastfeeding effects on the IQ by genetic variation in fatty acid metabolism PNAS 2007 104 (47) 18860-18865). En todos ellos se buscaron algunos genes de los que se sabía previamente que intervienen en el metabolismo de los ácidos grasos. Por otro lado, también se sabía previamente si cada niño había recibido lactancia materna o no.

Los resultados fueron muy reveladores al estudiar el gen FADS2, que puede aparecer bajo dos formas (alelos, técnicamente hablando) diferentes, a las que llamaremos A y B. Todas las personas llevamos en nuestras células dos copias de cada gen, una heredada de nuestra madre y otra de nuestro padre. Por tanto, en lo que se refiere a este gen, cada niño del estudio sólo podría llevar una de estas tres combinaciones de los dos alelos: AA, AB y BB. Pues bien, el estudio reveló que los niños que llevaban al menos una copia tipo A del gen FADS2 (es decir, los que portaban la combinación AA o la AB) obtenían unos resultados significativamente superiores en el test de inteligencia cuando habían recibido lactancia materna. En cambio, los niños que sólo llevaban copias de la variante B de este gen obtenían unos resultados que no mostraban ninguna correlación con el hecho de haber recibido lactancia materna o leche de fórmula. Se puede afirmar, por tanto, que el factor ambiental “tipo de lactancia” influye en la inteligencia de los niños que tienen una determinada constitución genética (mayoritaria en las poblaciones actuales, por cierto), mientras que es irrelevante en los que poseen otra constitución genética diferente.

Por supuesto, las habilidades intelectuales, cualquiera que sea su caracterización, no dependen sólo de uno o dos factores. En este caso se aisló una de entre las muchas variables que pueden incidir en el resultado final, y la muestra de individuos estudiada era (al menos, así lo habrán creído los autores y los exigentes referees de la revista PNAS) lo suficientemente amplia y bien estructurada como para aleatorizar todas las demás. Parece probable que una buena parte de esas variables, tanto ambientales como genéticas, interaccionen entre sí de una manera parecida a la del ejemplo que acabo de exponer, o - por qué no - a tres, cuatro o más bandas.

¿Genes o ambiente? ¿Respuestas simples o aproximaciones complejas?

ATAPUERCA

Aunque parezca increíble en alguien tan apasionado por la evolución humana, hasta hace cinco días no conocí Atapuerca. Era una cuenta pendiente – la de mayor envergadura, quizá – con mis deseos de saber todo lo posible sobre este tema y, en general, sobre la evolución de la vida en nuestro planeta. De vuelta de un viaje por Bretaña y Normandía, nos detuvimos unos días en Burgos y aprovechamos esta ocasión para visitar los yacimientos de Atapuerca y el Museo de la Evolución Humana.

La visita a los yacimientos fue para mi, antes que ninguna otra cosa, emocionante. He leído tanto sobre la Gran Dolina, la Sima de los Huesos, la historia de las excavaciones, etc. que estar a unos metros en línea recta del lugar donde se está desenterrando gran parte del pasado de nuestra especie me produjo una enorme satisfacción. También me permitió hacerme una idea mucho más exacta del entorno en el que vivieron nuestros antepasados, así como de la propia estructura de las excavaciones, algo difícil de hacer consultando los documentales, libros, etc. más comunes sobre este tema.

En cuanto al Museo de la Evolución Humana, en la ciudad de Burgos, me impresionó muy favorablemente. La mayoría de los museos de ciencia suelen responder a uno de estos dos modelos: Unos son enormes colecciones de objetos científicos, más o menos rigurosamente ordenados y etiquetados. Los museos que responden a este modelo clásico tienen mucho contenido científico, pero poca capacidad para “transmitir” emoción e interés por la ciencia, salvo a quienes ya la sienten previamente. Los museos del otro modelo despliegan espectaculares paneles, audiovisuales y artilugios interactivos. Intentan ser muy divulgativos (sin sentido peyorativo) y, a veces, lo consiguen, pero se dejan el contenido científico en el almacén del sótano. Pueden seducir al lego en cuestiones científicas, pero el que ya sabe algo del tema a menudo puede ahorrarse la visita.

Pues bien, creo que no exagero al afirmar que el Museo de la Evolución Humana de Burgos reúne lo positivo de ambos modelos y no presenta apenas ninguno de sus rasgos negativos. En sus cuatro plantas el visitante puede encontrar información y documentación abundante y muy bien estructurada, no sólo sobre la evolución humana, sino sobre Evolución en general, Antropología, Arqueología, etc. Quienes busquen datos podrán recrearse con la mayor colección de restos de Homo heidelbergensis y Homo antecessor encontrados en Atapuerca. Quienes busquen una aproximación más vivencial, podrán pasear por el despacho de Darwin en su residencia de Down, asomarse a la cubierta del Beagle o deambular entre el complicadísimo cableado que pretende remedar nuestra corteza cerebral. Hay de todo y para todos. Sólo encontré una laguna: el apartado destinado a las pruebas de la evolución es excesivamente corto para un tema de tanta importancia. En un momento en que corrientes de pensamiento más o menos ligadas a religiones intentan descalificar la visión científica de la naturaleza y sustituirla por diseños (pseudo)inteligentes, un museo de evolución debería reforzar la exposición argumentada de las múltiples pruebas que avalan el evolucionismo.

En resumidas cuentas, tras mi visita a los yacimientos de Atapuerca y el Museo de la Evolución Humana, salí con la impresión de que, por una vez en nuestro país – y espero que sirva de precedente – investigación de vanguardia y divulgación de calidad van de la mano en este fascinante proyecto. Los hallazgos de Atapuerca se lo merecen. Los ciudadanos también.

DEL CIGOTO AL RECIÉN NACIDO EN 35 FOTOGRAMAS / FROM THE ZYGOTE TO THE NEWBORN IN 35 PICTURES

Esta entrada no tiene nada de original, pero no por ello disfruto menos escribiéndola. Se trata de llamar vuestra atención sobre un nuevo blog de Biología, Locos por la Biología, que se ha estrenado con un espectacular reportaje fotográfico sobre el desarrollo embrionario, desde la célula huevo hasta el recién nacido.
No me resisto a transcribir la cita que este mismo blog hace de las primeras palabras de un famoso libro de embriología. Me parecen sencillamente espectaculares:

[…] Para llegar a ser un embrión, tienes que construirte a ti mismo a partir de una única célula. Tienes que respirar antes de tener pulmones, digerir antes de poseer un tubo digestivo, construir huesos cuando eras pulposo y formar series de neuronas dispuestas ordenadamente antes de saber pensar. Una de las diferencias críticas entre tú y una máquina es que no se necesita del funcionamiento de ésta hasta que está construida, sin embargo cada animal debe funcionar mientras se construye a sí mismo […]

Biología del Desarrollo (Scott F. Gilbert)

Deleitémonos con las palabras del profesor Gilbert y con el viaje fotográfico a nuestro pasado que nos propone Locos por la Biología. Confío en que este blog tan prometedor tenga una larga y venturosa andadura.

EN DESAGRAVIO A ESCHERICHIA COLI / POOR ESCHERICHIA COLI!

¡Pobre Escherichia coli! ¡Qué mala fama le ha caído encima a esta simpática bacteria! Lo peor del asunto es que es una fama injusta. Todo el que ha estudiado algo de Biología sabe que Escherichia coli es una bacteria que vive en el intestino (de ahí lo de coli, por colon) de todos los seres humanos y otros mamíferos, donde encuentra alimento, al tiempo que sintetiza precursores de varias vitaminas que son absorbidos por nuestro intestino. Puede decirse, pues, que vive en una especie de mutualismo con la persona que la alberga en sus tripas. Este mutualismo se refuerza por el hecho de que la presencia masiva de E. coli dificulta el establecimiento de colonias de otras bacterias que - éstas sí - son potencialmente mucho más peligrosas para nuestra salud.

Todo lo anterior contribuyó a que en la primera mitad del siglo XX Escherichia coli fuera elegida por multitud de científicos como organismo modelo de investigación en bioquímica y genética molecular. Puestos a convivir con una bacteria en un laboratorio, siempre será más seguro hacerlo con una que ya habita en nuestro cuerpo sin hacernos daño que no con, por ejemplo, Yersinia pestis (causante de la peste) o Mycobacterium tuberculosis.

Dicho esto, hay que advertir, sin embargo, que en ocasiones nuestra simpática bacteria puede causar problemas de salud, e incluso de los serios. Lo hace cuando prolifera en un tejido u órgano que no es el suyo habitual. Por ejemplo, en tejido nervioso (provocando meningitis), en los bronquios (neumonías) o en las vías urinarias. También, en ciertas ocasiones, prolifera en exceso en el colon, afectando a la permeabilidad de la membrana de los epitelios intestinales y provocando, en consecuencia, diarreas más o menos serias.

Pero quizá lo más importante para entender que un mismo bichito tenga comportamientos tan diversos, es saber que dentro de una determinada especie las poblaciones tienen tamaños tan astronómicos (tal vez haya tantas E. coli en la barriga del lector como personas en todo el planeta) y con tanta capacidad de mutación en sus genes, que el número de variedades genéticamente distintas (cepas, en el lenguaje científico) es enorme, además de estar continuamente en aumento. Algunas de esas cepas pueden ser muy infecciosas (algo favorecido por el hecho de que nuestro sistema inmune está "habituado" a ellas, y que me perdonen los inmunólogos académicos por la expresión) y también producir toxinas dañinas para el organismo humano.

Esto es así para todas las bacterias y, unido al hecho de que tienen la costumbre de transferirse ADN - genes - de unas a otras, incluso entre distintas especies, ha llevado a pensar a muchos biólogos que quizás el concepto taxonómico de especie, tal como lo entiende la ciencia actual, no es aplicable a ellas. De hecho, tanto si nos guiamos por el criterio clásico linneano (semejanzas morfológicas) como por el criterio genético-evolutivo (conjuntos de individuos que pueden intercambiar genes), que es el actualmente aceptado, el concepto de especie supone un intento de aplicar un molde clasificatorio discreto a una realidad continua. Este molde puede ser útil operativamente en los reinos vegetal y animal, pero en los reinos fúngico (hongos), protoctista(protozoos, algas, etc.) y monera (bacterias y cianobacterias) existen cada vez más dudas sobre su validez. Y no olvidemos que estos tre reinos agrupan a la inmensa mayoría de las formas de vida conocidas o por descubrir.

En resumen, que aunque la buena de Escherichia coli podría ser la causante de la infección detectada en Alemania (ya se ha comprobado que no estaba en los pepinos españoles, parece que sí estaba en brotes de soja alemanes), no se merece la fama de bichejo siniestro que los medios la han echado. Sin su pasivo concurso, sabríamos muchísimo menos de cómo funcionan nuestros genes, nuestras biomoléculas, nuestro metabolismo,..., en definitiva, sabríamos mucha menos Biología. La medicina, la ciencia y la salud humana están en deuda con esta simpática moradora de nuestras entrañas.

RIESGOS NATURALES / NATURAL HAZARDS. TERREMOTOS / EARTHQUAKES

Este primer video muestra un conjunto de riesgos naturales, de manera que podamos intuir, aun sin saber mucho del tema, la enorme importancia de su predicción y prevención.


Imágenes de los daños producidos por el terremoto de Japón y el consiguiente tsunami.

ROBOWORM: EL GUSANITO ROBÓTICO

Caenorhabditis elegans es un nemátodo, es decir, un gusano cilíndrico, con sus extremos terminados en punta. Tiene una longitud aproximada de 1 mm, es muy fácil de criar y mantener en laboratorio y, sobre todo, su estructura interna es de una simplicidad asombrosa. Todo ello ha facilitado que este simpático gusanito sea utilizado en multitud de laboratorios de todo el mundo para investigar en él procesos biológicos fundamentales.

Uno de estos procesos es la transmisión del impulso nervioso, para la cual Caenorhabditis es un excelente modelo de laboratorio. Sólo tiene 302 neuronas (los humanos tenemos billones) y los biólogos que lo estudian las han cartografiado con tal precisión que tienen localizadas hasta las aproximadamente 5000 conexiones que estas neuronas establecen entre sí o con células musculares. Un conocimiento tan exhaustivo del sistema nervioso del bichito ha permitido acometer una experiencia que, al menos a quien esto escribe, le parece auténtica ciencia-ficción.

Un equipo de la Universidad de Harvard, coordinado por Andrew Leifer, ha conseguido controlar las redes neuronales de este gusano hasta tal punto que, mediante muy precisos láser proyectados sobre ciertas neuronas, ha conseguido hacerle avanzar en el agua, detenerse e incluso...poner huevos! El trabajo ha sido publicado en Nature Methods y hay una muy asequible recensión en Investigación y Ciencia.

Para conseguir estos asombrosos resultados, el equipo de Leifer modificó genéticamente algunas neuronas y células musculares de Caenorhabditis, células de las que se sabía previamente que eran claves en la puesta en marcha y coordinación de los movimientos de los aproximadamente 100 músculos del animalito. Las modificaciones en su genoma hacían a las células portadoras del cambio sensibles a un haz láser extremadamente preciso, de modo que al recibir el láser, como si recibieran un impulso nervioso, desarrollaban una corriente eléctrica o se contraían, según fueran células nerviosas o musculares. El resultado, al estimular ciertas células clave de las redes neuronales de Caenorhabditis elegans, es una secuencia ordenada de movimientos o la detención de la misma. Dicho de otro modo: proyectando cortos y precisos pulsos láser sobre el animal, se controlan sus movimientos. El doctor Frankenstein estaría orgulloso de firmar estos experimentos.

Más allá de lo curioso, incluso friki, de esta experiencia, ¿podría tener alguna utilidad? A largo plazo, y sin querer despertar falsas esperanzas a nadie, a mi se me ocurre que podría llevar en un futuro a controlar redes neuronales capaces de permitir moverse a personas que, como los parapléjicos, han perdido el control cerebral de sus miembros. Sin duda, falta mucho para ello, si es que alguna vez se llega (el humano es muchísimo más complejo que este simpático gusanito), pero quizá sea una posible aplicación futura. ¿Se os ocurren otras?

LA ATMÓSFERA / THE ATMOSPHERE

Videos muy instructivos sobre la atmósfera terrestre.