1. En Mánchester, el 98% de las polillas Biston betularia eran negras
La polilla *Biston betularia* tiene variedades claras y negras. La primera vez que se capturó una variedad negra viva fue en Mánchester en 1848. En 1895, se informó que el 98% de esta especie en Mánchester era de la variedad negra [1]. No obstante, ese 98% es una cifra específica de esa ciudad en ese año, no un porcentaje de todo el Reino Unido.
La variedad negra aumentó durante la Revolución Industrial, pero disminuyó bruscamente alrededor de 1970. Se ha pensado que esto se debió a que, sobre la corteza de los árboles menos cubierta de hollín, las polillas negras se volvieron más fáciles de detectar para las aves [2]. ¿Por qué aumentó y luego disminuyó la variedad negra dentro de la misma especie? A continuación, veremos hasta qué punto se ha comprobado esta explicación mediante experimentos.
2. Experimento de Michael Majerus: 4864 polillas soltadas en un jardín durante 6 años
Michael Majerus intentó comprobar esta duda mediante un experimento. En un jardín de 1 hectárea (aproximadamente 100 metros por lado) en Cambridgeshire, soltó 4864 polillas durante 6 años para estudiar cómo las aves las comían. Se considera el estudio de mayor escala entre investigaciones similares con la misma especie [3].
Los resultados mostraron que la selección en contra de la variedad negra fue fuerte. La medida de la fuerza de la selección (s) fue de aproximadamente 0,09 por día. Aunque hay un rango de incertidumbre del 95% entre 0,028 y 0,157, se informó que es un valor suficiente para explicar la rápida disminución reciente de las polillas negras [3]. La "s" representa la fuerza de la selección diaria, no significa que el 9% de las polillas negras murieran.
En experimentos anteriores, se criticaba que colocar polillas en los troncos de los árboles no era un lugar de descanso natural. Por ello, este estudio observó dónde descansaban realmente las polillas, demostrando que aproximadamente el 35% lo hacían en los troncos. Además, se observó con prismáticos que aproximadamente el 26% de las polillas observadas fueron devoradas por las aves [3]. El 35% es la proporción de lugares de descanso, mientras que el 26% es la proporción de polillas observadas que fueron comidas; son cifras distintas. Tras la muerte de Majerus, sus coautores publicaron el artículo en 2012.
3. Darwin y Wallace: la selección natural y sus tres condiciones
El 1 de julio de 1858, se leyeron los artículos sobre la selección natural de Darwin y Wallace en la Sociedad Linneana de Londres. Sin embargo, ninguno de los dos estaba presente. Darwin estaba enfermo y de duelo por la muerte de su hijo, mientras que Wallace enviaba su artículo desde las Islas Molucas en Indonesia [4].
En el capítulo 4 de *El origen de las especies* (1859), Darwin llamó "selección natural" a la conservación de variaciones útiles y la eliminación de las dañinas. También afirmó que la selección natural actúa "solo para el bien de cada ser vivo" (en el texto original en inglés, esta es la idea general) [5].
Las explicaciones modernas resumen las condiciones para que actúe la selección natural en tres puntos: (1) existen variaciones de rasgos entre los individuos; (2) el entorno tiene un límite de población que puede sostener, por lo que no todos dejan la misma cantidad de descendencia; (3) esos rasgos son heredables. Si se cumplen estas tres condiciones, los rasgos que permiten sobrevivir y dejar más descendencia aumentan en la población con cada generación [6][7]. En las polillas negras, hay diferencias individuales en el color del cuerpo, diferentes probabilidades de ser comidas por las aves y el color se transmite de padres a hijos.
No obstante, la selección natural no promete que las cosas "mejoren". Se explica que la evolución no es una "escalera", sino un "árbol", y que los humanos somos solo una de las muchas ramitas. Los seres vivos solo necesitan estar lo suficientemente adaptados para sobrevivir en el entorno actual [8].
4. Pinzones de Daphne Major: la sequía de 1977 y la supervivencia de los picos grandes
En la isla Daphne Major de las Islas Galápagos, hubo una sequía en 1977. Se informó que hubo una tendencia en la supervivencia de los pinzones de Darwin durante esa sequía. Sobrevivieron más aves grandes, especialmente los machos con picos grandes. Esto se debió a que, durante la sequía, las semillas duras y grandes fueron la fuente de alimento predominante, y las aves capaces de romperlas tenían ventaja [9].
Según los datos resumidos en un material educativo, la profundidad media del pico (grosor) era de 9,2 mm antes de la sequía, 9,9 mm en los adultos supervivientes y 9,7 mm en las crías nacidas al año siguiente, 1978 [10]. Como las crías también heredaron picos grandes, la media de la población cambió en una sola generación.
Tampoco aquí un solo pájaro se esforzó por agrandar su pico. La evolución ocurre en las poblaciones, no en los individuos, y los cambios realizados durante la vida para adaptarse al entorno son diferentes de los cambios genéticos. Los rasgos ventajosos solo son seleccionados si ya existían como variaciones genéticas dentro de la población [8].
5. Cómo surgió la variedad negra: una secuencia de ADN insertada en el gen cortex
La variación que dio origen a la variedad negra consistía en una gran secuencia repetitiva (una secuencia que se mueve dentro del ADN) insertada en el gen *cortex*. Un estudio de 2016 estimó que este evento ocurrió alrededor de 1819 [11].
Esto es anterior a 1848, cuando se registró por primera vez la variedad negra. Si esta estimación es correcta, la variación ya existía en la población antes de que se extendiera el entorno lleno de hollín. Sin embargo, 1819 es una estimación estadística, no un número que afirme que "ocurrió en ese año exacto".
El entorno se compara con un tamiz. Un tamiz solo retiene las partículas que caben en sus mallas; no crea nuevas partículas. La selección natural solo actúa sobre las variaciones genéticas existentes en la población. Pero, en realidad, el entorno no usa el tamiz con intención; simplemente, las diferencias en la probabilidad de supervivencia producen ese resultado.
¿Surgen las variaciones cuando son necesarias? En 1943, Luria y Delbrück dividieron bacterias en pequeños cultivos separados y las expusieron a fagos (virus que infectan bacterias), comparando el número de bacterias resistentes que sobrevivían. Si la resistencia surgiera después de encontrarse con el fago, los números por cultivo deberían ser similares. En realidad, la dispersión en el número de bacterias resistentes fue mucho mayor que la media. Esto se considera un resultado que apoya que la resistencia ya había surgido por variaciones aleatorias antes del encuentro [12].
6. Evolución de bacterias en laboratorio: el experimento iniciado en 1988
Mientras que las polillas y las aves se estudian en el exterior, con bacterias se puede observar la evolución en el laboratorio. El experimento de evolución a largo plazo de Richard Lenski comenzó en 1988 con 12 poblaciones creadas a partir de la misma bacteria *E. coli*. Cada día, se transfiere el 1% de cada población a un nuevo medio de cultivo, acumulando aproximadamente 6,64 generaciones por día. Cada 500 generaciones, se guardan muestras congeladas, lo que permite volver a estados pasados y repetir el experimento [13].
Según un artículo de 2008, solo 1 de las 12 poblaciones logró utilizar el citrato presente en el medio de cultivo después de aproximadamente 31.500 generaciones. Hasta entonces, ninguna población había podido hacerlo [14]. "Solo una" es la situación en el momento de ese artículo.
Al repetir el experimento desde las muestras congeladas, se descubrió que las variaciones precursoras de esa capacidad habían surgido en aproximadamente 20.000 generaciones. Calculando con 6,64 generaciones por día, 31.500 generaciones equivalen a unos 4.700 días, aproximadamente 13 años [14]. Incluso con 12 poblaciones que partieron del mismo punto, el azar de las variaciones y la historia previa pueden llevar a resultados diferentes.
Nota de seguridad: Blount, Borland y Lenski (2008, PNAS) informaron que solo 1 de las 12 poblaciones evolucionó hacia una variante capaz de utilizar citrato (Cit+) en aproximadamente 31.500 generaciones.
7. Cómo buscar diferencias dentro de una misma especie en seres vivos cercanos
Intentemos buscar "diferencias dentro de la misma especie" en los seres vivos cercanos. En las palomas de un parque, podemos contar unas 10 y ver si hay individuos con colores o patrones de plumas diferentes. No toquemos a las palomas, no les demos comida y lavémonos las manos al volver.
Si encontramos diferencias, pensemos si ese color o patrón se transmite de padres a hijos, o si se relaciona con la facilidad para ser comidos o la facilidad para vivir. La mayoría de las veces, no lo sabremos solo con mirar. Darse cuenta de que "no se sabe" también es un resultado de la observación.
En los materiales en español, podemos consultar la explicación de Akio Takenaka en las noticias del Instituto Nacional de Estudios Ambientales (año fiscal 1997). Explica la lógica de la selección natural empezando por las diferencias individuales de los seres vivos [7]. Como fue escrito hace tiempo, es mejor usarlo como material para leer las ideas más que los números.