Una mirada contextual sobre la herencia

Querríamos empezar este artículo con una pregunta: ¿por qué somos así?

No me refiero a la pregunta que nos hacemos al día siguiente de una resaca, sino a la consideración de cuáles son los factores que nos hacen ser tal como somos, desde un punto de vista más bien biológico si se quiere (cosas como el número de extremidades, altura, órganos de la percepción, etc.). Habitualmente, esto se suele responder con la siguiente ecuación: somos el resultado de nuestros genes, el ambiente, y su interacción  (G+A + G*A). Lo que heredamos, el mundo que nos toca, y su interacción.

Hoy querríamos ocuparnos entonces de la herencia. Por supuesto, se trata de un tema que es a primera vista ajeno al blog (este es, después de un todo, un blog sobre psicología, y ni siquiera de eso es fácil redimirlo), y apenas si nos leen cuando hablamos de psicología, así que no creo que vayamos a tener una recepción muy entusiasta para un tema así. Estuve tratando de encontrar una justificación para escribir estas líneas, y creo que la más honesta es la siguiente: el tema me resulta interesante.

Pero hay una segunda razón, un poco menos personalmente lúdica y quizá un poco más relevante para los confundidos que nos leen: creo que se trata de un ámbito del cual en general la psicología huye disimuladamente, trazando una suerte de línea divisoria disciplinar: hasta aquí la biología, hasta aquí la psicología; a lo sumo, son engranajes de una misma máquina, y aunque interactúen entre sí, se trata siempre de entidades discretas, pasibles de ser examinadas por separado.

Creo que es posible tomar un punto de vista diferente sobre este tema, creo que podemos considerar una perspectiva contextual del fenómeno de la herencia, aunque más no sea que para jugar a pensar y tener un tema de conversación quizá adecuado para fiestas familiares, orgías y reuniones de consorcio (que con frecuencia son la misma cosa).

El artículo es largo y desprolijo, como ya es costumbre por estos lares, así que pónganse cómodas, sírvanse un whisky y prepárense para suspender toda clase de razonamiento, lógica o sentido común.

La perspectiva tradicional sobre la herencia.

Cumplidos entonces los prolegómenos, hablemos entonces de la herencia, de lo que se transmite de generación en generación. Como podrían imaginarse, no es que exista “una” forma de pensar la herencia –la biología no está llena de controversias y disputas, a diferencia de la armonía y calma imperante en la psicología– pero sí hay algunas formas más populares, digamos, de hablar al respecto, que surgen en torno a ciertas interpretaciones de la teoría de la evolución.

Recordemos que Darwin señaló en líneas generales la evolución por selección natural y la herencia de los rasgos. En resumidas cuentas, la teoría de Darwin establece algo así: “en un mundo en el cual hay entidades interactuantes, con las propiedades de multiplicación, herencia, y variación transmisible que afectan a las chances de multiplicación, necesariamente ocurrirá una selección natural, que será seguida a largo plazo por una evolución adaptativa” (Jablonka, 2011, p.99). Se trata de una forma bastante abstracta, pero precisa sin embargo, de resumir la teoría darwiniana.

Sin embargo, todos los procesos y leyes que Darwin enunció son bastante generales, no describen con mucho detalle los mecanismos involucrados en cada proceso, y los mecanismos de la herencia no fueron una excepción en este sentido. Darwin no proporcionó una teoría convincente sobre cuál podría ser el mecanismo de herencia, es decir, el proceso por el cual un determinado rasgo (digamos, el largo del pico de un ave), aparece en a la siguiente generación (Charlesworth & Charlesworth, 2009).

La explicación sobre la herencia que sostuvo el propio Darwin (la pangénesis) terminó siendo ampliamente desacreditada –y recordemos que por supuesto, Darwin desconocía prolijamente la existencia del ADN  y los genes (pasó casi un siglo entre la publicación de El Origen de las Especies y el descubrimiento del ADN). Quien sí propuso y pudo demostrar un mecanismo de herencia y sus leyes fue Gregor Mendel, quien tampoco supo nada del ADN pero sí pudo, a través de observaciones controladas, formular leyes según las cuales se transmiten algunos rasgos, las leyes de la herencia. Darwin y Mendel fueron contemporáneos, pero durante su vida Mendel fue un desconocido en los círculos científicos, y sus descubrimientos tendrían que esperar al siglo XX para ser reconocidos.

Lo que estoy intentando señalar es que hay una diferencia entre postular el fenómeno de la evolución y proporcionar una explicación detallada de los mecanismos de la herencia. Darwin hizo lo primero pero no lo segundo, y Mendel se abocó a lo segundo sin ahondar en lo primero, en uno de los desencuentros más épicos que hayan visto en la historia de la ciencia -y ustedes que se quejan porque no logran coordinar una salida con sus amigas un fin de semana.

Esta integración sucedería, pero tendría que pasar bastante tiempo para ello. Durante el siglo XX, surgió la interpretación más conocida de la teoría de la evolución, la denominada “síntesis moderna”, un marco teórico que integra las ideas de Darwin con las leyes de la herencia de Mendel, y que se ha ido actualizando de manera de incorporar los modernos descubrimientos sobre el ADN y la biología molecular (Jablonka & Lamb, 2007).

Simplificando (algún día llegaremos al punto de este artículo, lo prometo) la síntesis moderna afirma que la herencia es un proceso que atañe principalmente a lo que Mendel llamó “factores” y que hoy llamamos genes (un fragmento funcional de ADN). El conjunto de esos genes de un individuo se llama el genotipo, y la historia es que ese genotipo, en interacción con el ambiente, dará lugar a las características observables de cada organismo particular, su fenotipo, sin modificar directamente el plano de construcción proporcionado por los genes, que será pasado a la siguiente generación.

(Probablemente si un biólogo leyera nuestras descripciones nos correría con un hacha, pero con un poco de suerte no se van a enterar; como sucede frecuentemente, nuestra irrelevancia nos salva la vida –y en todo caso si los biólogos se enterasen podríamos acusarlos de a su vez haber intentado explicar cosas psicológicas a lo bestia, así que estaríamos a mano).

Entonces, por decirlo mal y pronto, la síntesis moderna es la que identifica a la evolución y a la herencia con los genes, esto es, lo que se transmite y heredamos son genes. Esta es la forma en la cual usualmente aprendemos la teoría de la evolución.

Si lo ilustrásemos este punto de vista con una analogía, podríamos decir que lo que importa en una obra musical son las notas escritas en el pentagrama, mientras que el resto (la interpretación) es relativamente secundario. Esta es una perspectiva bastante exitosa sobre la naturaleza de la herencia, que ha originado muchísima investigación y se ha vuelto extremadamente popular durante el siglo XX. Pero, como siempre, se le puede dar una vuelta de tuerca.

Genocentrismo o muerte

Esta forma de entender a la evolución, como un proceso que está fundamentalmente centrado en torno a la molécula de ADN, ha sido denominada genocentrismo: “El genocentrismo siempre ha significado más que simplemente la doctrina de que el ADN es el único contenedor de información para la herencia. El genocentrismo sostiene que el gen es la unidad fundamental de la vida y la unidad primaria de selección en la evolución”(Thompson, 2007, p.183)

En otras palabras, el genocentrismo consiste en mirar a la evolución casi exclusivamente desde el nivel del gen, dejando fuera otras formas de entender el fenómeno. Desde esta perspectiva lo que un organismo hereda de sus ancestros es su genotipo, sus genes –de hecho, el conocido Richard Dawkins denominó al gen la unidad de herencia (Dawkins, 2006, p.11); desde esta perspectiva el organismo es meramente un vehículo para la supervivencia y replicación del gen, y la evolución y herencia son considerados como fenómenos principalmente genéticos (Jablonka, 2001).

Existen otras perspectivas sobre la herencia que cuestionan el genocentrismo de la síntesis moderna y el énfasis exclusivo puesto sobre los genes como nivel de análisis en detrimento de otros. Una de las más conocidas quizá sea la Teoría de los Sistema de Desarrollo (DTS, véase Oyama, 2000). Pero no diríamos que la DTS se opone a la síntesis moderna, sino que pretende expandir la forma en que pensamos a la evolución y la herencia.

Es interesante a este respecto revisar los trabajos de Eva Jablonka. Ella ha postulado, que en lugar de hablar de unidad de herencia, podemos considerar sistemas de herencia:

Existen múltiples sistemas de herencia, con varios modos de transmisión para cada sistema, que pueden tener diferentes propiedades y que interactúan entre sí. Estos incluyen el sistema de herencia genética, los sistemas de herencia celular o epigenética, los sistemas que subyacen la transmisión de patrones conductuales en sociedades animales a través de aprendizaje social, y el sistema de comunicación que emplea lenguajes simbólicos. Estos sistemas acarrean información, que definiré aquí como la organización transmisible de un estado concreto o potencial de un sistema” (Jablonka, 2001, p.100)

En otras palabras, Jablonka propone que lo genético es uno de los sistemas que transmiten información de generación en generación, pero no el único(véase Jablonka, 2005, para un resumen).

La idea que esto encierra podría resumirse así: hablar de evolución y herencia no es lo mismo que hablar de genes. La herencia “en el sentido más amplio, es la conservación transgeneracional de los recursos necesarios para el desarrollo en un linaje de unidades históricamente conectadas” (Thompson, 2007, p.176); el ADN sería uno de los mecanismos por los cuales sucede este proceso.

Los sistemas de herencia propuestos por Jablonka son:

  1. El sistema genético
  2. El sistema epigenético
  3. El sistema conductual
  4. El sistema simbólico

Jablonka postula que todos estos sistemas son vehículos de información transgeneracional que contribuyen de distinta manera al desarrollo del organismo. Esto no significa negar la importancia del ADN, sino que nos lleva a considerar otros niveles a través de los cuales la evolución y en particular la herencia, opera. Veamos un poco de qué se trata cada uno.

 

Sistema epigenético

La epigenética, dicho a lo bestia (ya se nos vuelve costumbre), se refiere a los cambios de expresión de los genes, usualmente como respuesta a condiciones ambientales, sin modificar el ADN en sí. Dicho mal y pronto (viene siendo un hábito en este artículo), podemos tener un gen pero que no se exprese, que no codifique una proteína y por tanto no tenga efecto. Por ejemplo, algunas variedades de plantas cuentan con un gen que suprime la floración (un “represor floral”, lo cual nos proporciona una imagen mental de lo más curiosa). En varias especies la exposición prolongada al frío silencia la expresión de ese gen, favoreciendo la floración, en un proceso denominado vernalización (Song, Angel, Howard, & Dean, 2012). El frío prolongado “apaga” el gen y así, por ejemplo, la planta florece.

Estos procesos epigenéticos no son exclusivos de los vegetales –un ejemplo reciente fue proporcionado por la NASA, que encontró cambios en la expresión genética de uno de sus astronautas, al compararlo con su gemelo idéntico que no es astronauta (no, no es que se va a convertir en un mutante, sino que meramente hubo cambios en la expresión de algunos de sus genes, comparado con su hermano que no fue al espacio). Quizá el ejemplo más conocido sea el caso de la Hambruna Holandesa. En 1944, los nazis bloquearon el suministro de alimentos de Holanda durante todo el invierno, sumiendo al país en una hambruna terrible. Veinte mil personas murieron, pero la hambruna tuvo efectos incluso sobre quienes nacieron luego. Muchos de los fetos que durante la hambruna estaban en el útero sufrieron cambios en la expresión de ciertos genes(Heijmans et al., 2008), lo cual llevó a que en la edad adulta fueran más propensos a obesidad, alto colesterol, diabetes y esquizofrenia.

Los mecanismos epigenéticos no son algo novedoso, pero la cuestión es esta: tradicionalmente se consideró que las modificaciones epigenéticas se “resetean” en la siguiente generación, es decir, que no se transmiten a la siguiente generación. Una planta vernalizada, por ejemplo, no va a dar descendencia vernalizada (cuando la reproducción es sexual, al menos). Pero lo que se ha encontrado en décadas recientes es que en algunos casos las modificaciones epigenéticas sí pueden transmitirse a las siguientes generaciones. En plantas es bastante frecuente (especialmente cuando se reproducen por gajos), pero también se ha encontrado el fenómeno en animales.

Por ejemplo, en ratones se ha encontrado que la alimentación de los padres (dietas altas en grasas, bajas en proteínas, desnutrición) afecta el metabolismo de la siguiente generación(Carone et al., 2010; Ferguson-Smith & Patti, 2011). En una de esas investigaciones los nietos de los ratones mal-nutridos, a pesar de estar bien alimentados, tuvieron dificultades procesando la glucosa (Benyshek, Johnston, & Martin, 2006). Esto es encontrar una forma de herencia no genética que se extiende durante dos generaciones.

Con humanos el panorama es más complejo, pero existe evidencia que apoya la transmisión de algunas de estas modificaciones epigenéticas a la siguiente generación (véase por ejemplo Horsthemke, 2018; Soubry et al., 2015). Por ejemplo, en un estudio realizado en Överkalix, Suecia, se encontró que las hijas de los hijos de mujeres que sufrieron períodos de hambruna (dicho de otro modo, las nietas de la abuela paterna) tuvieron un riesgo aumentado de mortalidad cardiovascular (Bygren et al., 2014). En otra investigación realizada con la misma población, se encontró que la edad a la cual los padres empezaron a fumar afectó el índice de masa corporal de los hijos –pero no el de las hijas (Pembrey, Saffery, & Bygren, 2014).

La transmisión epigenética transgeneracional es un fenómeno aun relativamente poco conocido, que aún está en estado naciente, pero que probablemente no se trate de un fenómeno lineal y sencillo –digo esto para que no afirmen con toda liviandad cosas como que si nuestra abuela sufrió trauma, nosotros también vamos a tener síntomas de trauma por mecanismos epigenéticos (los conozco, no traten de disimular, ya estaban por postear eso en las redes).

Lo que estamos diciendo es que hay mecanismos moleculares de transmisión de la información que no son genéticos, que probablemente funcionen de manera distinta y tengan diferentes efectos.

En cierto modo, evolutivamente tiene sentido que existan mecanismos de herencia y adaptación más rápidos y específicos que los genéticos: los mecanismos epigenéticos son más rápidos que los mecanismos genéticos, silenciando la expresión de algunos genes y permitiendo una adaptación más rápida a cambios ambientales repentinos (tales como una hambruna).

Para retomar nuestra analogía con la música, si el ADN son las notas, la epigenética son las indicaciones sobre cómo tocar esas notas: la dinámica, el tempo, la expresividad, que pueden cambiar sustancialmente la forma en que suena una música. ¿Recuerdan los ringtones que emulaban canciones en los celulares monofónicos? Las notas están ahí, sólo que sin dinámica y sin armonía. Las notas son las mismas aquí:

https://www.youtube.com/watch?v=LEangm3t7DE

…que aquí:

https://www.youtube.com/watch?v=x58_EBxK4tc

Las notas no son todo.

Tradiciones y símbolos

Los otros dos sistemas de herencia propuestos por Jablonka podemos colapsarlos en una sola categoría, ya que se trata, en última instancia, de formas de transmisión de información a través de patrones conductuales.

Se trata del sistema conductual y el sistema simbólico de herencia, y la idea central es esta: las conductas y prácticas culturales también se transmiten y tienen efectos en el desarrollo del organismo.

Una forma de transmisión transgeneracional de conductas es la de aversión o preferencia por ciertas sustancias a través de la placenta o la leche materna. Por ejemplo, en ratas, la exposición a alcohol durante la gestación llevó a un aumento en la preferencia por el alcohol hasta en tres generaciones posteriores (Nizhnikov, Popoola, & Cameron, 2016).

Pero además de estos efectos directos de las conductas, también existen múltiples ejemplos de lo que podríamos llamar aprendizaje socialmente mediado (que puede ser imitativo o no). Los pájaros, por ejemplo, no nacen sabiendo el canto de su especie, sino que lo aprenden escuchando a otros miembros de su especie, proceso del cual surgen incluso “dialectos” regionales en una misma especie (en algunos casos, como sucede con los estorninos, incluso pueden aprender el canto de otras especies). Para los pájaros, una conducta tan vital como cantar requiere la transmisión intergeneracional de patrones conductuales.

También hemos observado lo que podríamos llamar la transmisión intergeneracional de prácticas culturales en animales. Un caso muy conocido es el de los macacos de la isla de Koshima: en 1953 se observó por primera vez a una hembra, Imo, lavando batatas en el agua de mar antes de comerlas –probablemente para quitarles la arena al principio, pero al parecer luego adquirieron un gusto por la sal que de esa manera quedaba sobre la comida (una especie de McDonalds pre-humano). Esa conducta pronto fue imitada por otros macacos de su grupo, y fue transmitida de generación en generación. Hasta tal punto esto fue así queto que en 1999, a pesar de que Imo y todos los macacos originales habían muerto ya, la conducta de lavar las batatas en el agua continuaba en esa comunidad de macacos (Hirata, Watanabe, & Masao, 2001). No se trata tampoco de un caso aislado, se han registrado numerosas instancias de conductas transmitidas de generación en generación en chimpancés (véase por ejemplo Whiten et al., 1999) y en otras especies.

Este sistema de herencia no es privativo de los animales. Podemos citar aquí a Jablonka y Lamb: “Un buen ejemplo de un cambio cultural que ha guiado el cambio genético es el efecto de la diseminación cultural de la lengua de señas entre las personas sordas. Hasta la invención y uso del lenguaje de señas, las personas sordas estaban cognitiva, social, y económicamente en desventaja, y rara vez tenían hijos, pero una vez que el lenguaje de señas comenzó a ser utilizado (…) muchas de sus desventajas sociales desaparecieron. Naturalmente, tendieron a casarse con personas con las cuales pudieran comunicarse. Como resultado del matrimonio entre personas sordas y el aumento de probabilidades de sobrevivir y tener hijos, en los Estados Unidos el número de personas con el tipo más frecuente de sordera se ha duplicado en los últimos 200 años”(Jablonka & Lamb, 2007).

Otra forma en la cual los procesos conductuales se traducen en cambios evolutivos es algo que probablemente puedan observar en su heladera en este momento. Se trata de la capacidad de digerir leche. La digestión de la leche depende de una enzima (lactasa) que habitualmente deja de producirse luego del destete en los mamíferos. Para los seres humanos, que hemos aprendido y transmitido la conducta de beber leche animal y sus derivados mucho tiempo después de la lactancia, que esa enzima siga produciéndose proporciona una ventaja adaptativa (básicamente, es una fuente extra de alimento). Ese es un buen ejemplo de una práctica cultural influenciando un proceso evolutivo (Gerbault et al., 2011)

(Nota lateral: es curioso imaginar cuál habrá sido su cadena de pensamientos del primer homínido que bebió leche de animales “uhm, me pregunto qué pasará si me prendiese a las ubres de esa cabra…”.  Pareciera que el queso y el bestialismo tienen un origen común)

Lo que tenemos entonces hasta ahora es que la evolución no sólo opera por medio del sistema genético, sino también a través del sistema epigenético, y los sistemas conductuales, como así también las interacciones entre ellos. No nos ocuparemos demasiado aquí del sistema simbólico de herencia, ya que en ámbito de la psicología resulta algo bastante evidente. La forma en la cual la transmisión simbólica de información impacta sobre los procesos de desarrollo es evidente: las artes, la ciencia, el pensamiento, han cambiado dramáticamente la forma en la que la evolución opera sobre los seres humanos –e incidentalmente afectado los procesos evolutivos de otros organismos a través de fenómenos como la modificación de ecosistemas y el cambio climático.

El quinto sistema de herencia

Creo que llegados a este punto hay un sistema que Jablonka ubica en una categoría separada pero creo que podríamos considerarlo como otro sistema más que contribuye al desarrollo de un organismo: el ambiente.

Podríamos decirlo así: el desarrollo de un organismo y sus características no sólo depende de las moléculas y conductas pasadas de generación en generación, sino que también hay información que contribuye al desarrollo del organismo pero que no está dentro del organismo (ni en sus ancestros) sino fuera, en el ambiente.

Citemos a Louise Barret para esto: “Para que un individuo produzca conductas típicas de la especie es necesario que herede un ambiente similar al de las generaciones previas (…) un ambiente anormal puede alterar el desarrollo normal tanto (o más) como lo haría un gen mutante, con consecuencias mayúsculas para la conducta. (…) Los procesos evolucionarios dependen de la herencia de un complejo de recursos de desarrollo confiablemente recurrentes –esto es, todos los recursos que un organismo necesita para desarrollar los rasgos que le permiten sobrevivir y reproducirse- tanto como de los genes.”  (Barrett, 2011, p.77)

Destaco ese “recursos de desarrollo confiablemente recurrentes” porque creo que allí está el corazón de cómo podemos pensar el fenómeno de la herencia y los muy diferentes mecanismos que involucra.

Un ejemplo muy simple de esto es la gravedad. La gravedad es algo constante para todos los organismos en el planeta, por lo cual muchos organismos dependen de la gravedad para desarrollarse exitosamente (es el motivo por el cual las raíces de las plantas crecen hacia abajo y el tronco hacia arriba, por ejemplo). Pero si alteramos la gravedad, aún cuando el resto de los sistemas de herencia estén intactos, alteramos el desarrollo de los organismos y el curso de la evolución. Actualmente, con el auge de los viajes espaciales y la promesa cada vez más cercana de establecer un asentamiento humano fuera de la tierra, la investigación en los efectos de la modificación de esa constante en organismos está creciendo a pasos acelerados (véase por ejemplo Bizzarri, Monici, & Loon, 2015). Y de paso, si les gusta la ciencia ficción, la excelente serie The Expanse es la única que he visto al día de hoy dar cuenta de los efectos que la microgravedad tendría en organismos viviendo en bases espaciales.

Pero no sólo las constantes planetarias (tales como el nivel de oxígeno del aire, la radiación, etc.), afectan el desarrollo de los organismos, sino que también las modificaciones deliberadas del ambiente (lo que técnicamente se denomina construcción de nichos) afectan enormemente el desarrollo evolutivo de los organismos que involucran.

Entonces, rizando un poco el rizo, y desbarrancando definitivamente en los conceptos, diríamos que no sólo heredamos recursos biológicos (genes, epigenes), recursos conductuales (tradiciones, conductas, símbolos), sino también recursos físicos, nuestro ambiente.

Resumiendo

El punto de este larguísimo y tedioso artículo es que la comprensión cabal de los fenómenos evolutivos puede verse favorecida si adoptamos un punto de vista contextual: la evolución misma como un acto en contexto, un evento influido por una miríada de factores que actúan de diversas maneras.

Un organismo en desarrollo utiliza un complejo entramado de recursos de desarrollo confiablemente ocurrentes: sus genes, sus herencias epigenéticas, las conductas aprendidas, lo simbólico, las particularidades ambientales y planetarias en las que se encuentra. Cada mecanismo contribuye a la herencia de distinta manera, con diferente extensión. El desarrollo de un organismo es entonces la convergencia de ciertas particularidades del universo en un momento determinado, en un lugar determinado, con una historia determinada.

En cierto modo, cada vez heredamos un mundo.

Nos leemos la próxima!

 

 

Referencias

Barrett, L. (2011). Beyond the brain: how body and environment shape animal and human minds. Princeton: Princeton University Press.

Benyshek, D. C., Johnston, C. S., & Martin, J. F. (2006). Glucose metabolism is altered in the adequately-nourished grand-offspring (F3 generation) of rats malnourished during gestation and perinatal life. Diabetologia, 49(5), 1117–1119. https://doi.org/10.1007/s00125-006-0196-5

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