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Cooperación 

Lewis Thomas

- 07.05.2001 - 

Mi argumento es que la fuerza impulsora de la naturaleza, en este planeta con esta biosfera, es la cooperación.  En la competitividad por supervivencia y éxito durante la evolución, la selección natural tiende, a largo plazo, a elegir como ganadores a los individuos y luego las especies, cuyos genes proveen la manera más efectiva e inventiva de relacionarse.  La forma más inventiva de todos los esquemas de la naturaleza es la simbiosis, que es simplemente la conducta cooperativa llevada a un máximo.  Pero algo vagamente parecido a la simbiosis, con menor compromiso, un cierto deseo de juntarse, prevalece en la biosfera.

Esta noción se observa mayormente a muy largo plazo.  Sin embargo, hay evidencias que la respaldan a corto plazo.  Aquí comienza entonces mi primera anécdota: La historia empieza con varios experimentos realizados en la Universidad de Buffalo en los años 60 con algunas clases de amebas.  Se sabía que el núcleo podía ser transplantado con éxito entre amebas de una misma clase pero no entre dos clases diferentes.  El núcleo era rechazado y la ameba moría.  Lo que no se sabía era si el núcleo rechazaba a la célula huésped o viceversa.  De esta manera, surgía una nueva técnica para estudiar la intimidad de la relación entre el núcleo y la célula y los factores genéticos involucrados en la relación.

Luego, ocurrió una catástrofe, las amebas fueron invadidas por bacterias y comenzaron a morir.  Afortunadamente, se las pudo curar hasta disminuir el número a 50000 bacterias por cada ameba.  De esta manera las amebas se mantenían vivas y sanas.  La única explicación era que éstas se hubieran aclimatado a sus residentes, o que las bacterias hubieran perdido la toxicidad hacia sus huéspedes.  Pero algo más sutil y profundo había ocurrido.

Luego de vivir con las bacterias por meses, las amebas desarrollaron una dependencia hacia ellas y una incapacidad de vivir sin ellas.  Cuando se trataban con antibióticos apropiados, las bacterias morían, pero luego morían las amebas.

El núcleo de las amebas adaptadas había sufrido un cambio fundamental durante la adaptación.  En consecuencia, surgen dos importantes eventos de la interacción entre la célula huésped y el patógeno que parecen involucrar una adaptación genética que permite a la célula huésped sobrevivir y prosperar.  El patógeno es designado como organela indispensable y el núcleo de la ameba cambia su rótulo de ´lo propio´  a algo como ´lo propio + x´.

De estos eventos, el más interesante es el paso de la bacteria de ser patógena a ser indispensable.  El mecanismo no se conoce todavía ya que no se puede estudiar a la bacteria fuera de su huésped.  En mi opinión, no es muy posible que este cambio resulte de una alteración en la bacteria o sus propiedades.  Lo que parece haber ocurrido es que las células infectadas no solo aprendieron a resistir la acción tóxica de las bacterias , sino que, dada la prolongada estadía en el citoplasma, aprendieron a hacer uso de éstas, y finalmente  pasaron a depender de ellas para vivir.

Se ha descubierto, que el cambio adaptativo en el núcleo de la ameba, como también el cambio de parasitismo a simbiosis, ocurre con mucha rapidez.

Se sabe que las bacterias primitivas aprendieron a vivir en comunidades.  Una sólida evidencia la constituyen los estromatolitos, que son varias capas de roca laminada habitadas por varias especies de células procariotas. Contienen colonias vivas de organismos anaeróbicos que viven del azufre, otros que usan dióxido de carbono y producen metano, otros que viven del metano y producen materiales orgánicos para la capa siguiente y así sucesivamente.  Lo poco que se sabe sobre estos organismos es que viven todos juntos y no sobreviven solos.

Hasta hace poco parecía razonable pensar que estas bacterias representen los descendientes lineales de la primera célula o grupo de células que surgieron en el planeta entre 3,5 y 4 billones de años atrás.  Ahora, sin embargo, se piensa que un subgrupo, las arqueobacterias son mejores candidatas.  Una de las especies tiene ADN similar al nuestro en un aspecto significativo: los genes están interrumpidos por intrones.  Pero es la habilidad de vivir en condiciones muy hostiles lo que las hace atractivas como candidatas.  Cualquiera que halla sido su origen, lo más difícil para las bacterias fue aprender a sobrevivir la primera aparición de oxígeno en la atmósfera, alrededor de 3 billones de años atrás cuando aparecieron los primeros organismos capaces de realizar fotosíntesis.  Al ir aumentando el oxígeno en la atmósfera, las bacterias expuestas tendrían que haber desarrollado mecanismos químicos para protegerse, y luego, surgieron los organismos aeróbicos con la capacidad de utilizar el oxígeno eficientemente para sus necesidades energéticas.

A esta altura, surgen las células nucleadas.  Esto no pudo haber ocurrido sin la existencia de las cianobacterias fotosintetizadoras y las bacterias aeróbicas respiradoras.  De alguna manera éstas últimas se incorporaron en forma simbiótica dentro de células procariotas convirtiéndose en las organelas conocidas como mitocondrias y cloroplastos.  Estas son huéspedes permanentes, absolutamente esenciales para la vida y perfectos ejemplares del poder y estabilidad de la simbiosis en el curso de la evolución.

Ultimamente, se ha puesto de moda negar la noción de progreso en la naturaleza y aceptar que la evolución no resulta en el aumento de la complejidad y profundidad de los seres vivos.  Esta noción es quizás aceptable si uno toma en cuenta solo unos 600 años atrás.  Pero si se considera el tiempo en que solo había bacterias y luego las células nucleadas, es difícil rechazar la idea de que la evolución se lleva a cabo con progreso permanente.

Mucho antes del surgimiento de la endosimbiosis y la célula eucariota, las bacterias vivían conjuntamente en ecosistemas microscópicos estableciendo sistemas mensajeros y receptores de información dentro de sus comunidades.  Algunas de las señales químicas que consideramos nuestras más sofisticadas hormonas, como la insulina, ya eran sintetizadas por las bacterias más simples mucho antes de que apareciéramos en escena.  Podría ser que lo que para nosotros son secreciones endocrinas, que mantienen la integridad del ensamblaje de células nucleadas, son los descendientes directos de las moléculas usadas por las bacterias para la regulación y el mantenimiento de sus comunidades.

Lynn Margulis, que contribuyó enormemente al concepto de endosimbiosis, estudió la idea de que las espiroquetas procarióticas se habían adherido a las tempranas células nucleadas y luego evolucionaron como la cilia de las células modernas.

El tracto intestinal de algunas termitas contienen protozoarios móviles que deben su motilidad enteramente a la cantidad de espiroquetas adheridas a su superficie.  La termita es un paradigma viviente de simbiosis.  El nido de las termitas es un modelo de la conducta cooperativa.  Los miles de insectos se comportan como las células que integran un solo organismo.  A su vez, cada termita es un ensamblaje en si misma.  El insecto vive de la madera, pero no posee su propio sistema digestivo para convertir celulosa en carbohidratos.  Esta es la función de los protozoarios móviles.  Estos últimos no pueden moverse sin las espiroquetas adheridas a sus superficies.  Finalmente, dentro de cada protozoario se encuentran las bacterias que contribuyen las enzimas necesarias para la digestión de la madera.  Margulis escribió hace un par de años: “La simbiosis ha afectado el curso de la evolución tan profundamente como el sexo biparental.  Ambos significan la formación de nuevos individuos que contienen genes de más de un padre...Los genes de parejas simbióticas están en cercana proximidad y la selección natural actúa sobre ellos como una unidad”.

El altruismo de la naturaleza no es difícil de explicar.  Dentro de muchas especies sociales es común que un miembro individual sacrifique su vida por la comunidad.  Un ejemplo lo constituyen las abejas.  De alguna manera, es la autopreservación de los genes.  En biología, la preservación y persistencia de los genes representa el éxito de la reproducción , y así también el éxito de la evolución.  Este tipo de comportamiento sería favorable para la selección natural en el curso de la evolución Darwiniana.

Algo parecido al altruismo verdadero existe entre nosotros también, aunque es más difícil identificarlo como una conducta impulsada genéticamente cuando ocurre.  Teóricamente, el altruismo tiene sentido biológico para la preservación de la línea de cualquier especie.  Pero, ¿Qué pasa con la cooperación, que es tan diferente al altruismo?  Los genes involucrados entre parejas cooperativas no son idénticos, ni siquiera están relacionados.  ¿Hay alguna manera de explicar la cooperación pura, opuesta al altruismo puro, en términos aceptables para la teoría evolucionaria actual?  ¿Se puede esperar que existan circunstancias donde la conducta cooperativa ofrezca ventajas para un individuo dentro de una especie no cooperadora y egoísta, o para una especie dentro de un mundo con otras especies no cooperadoras?