Desde el punto de vista termodinámico y ecológico los seres vivos se clasifican fundamentalmente entre autótrofos (que efectúan la fotosíntesis, y por tanto básicamente “comen” factores inorgánicos, es decir, agua, sales minerales y fotones del espectro visible), y heterótrofos (que básicamente consumen la materia orgánica procesada por otros).

No obstante desde el punto de vista de la evolución (y de sus matemáticas) la clasificación esencial es la que divide a los seres vivos con reproducción sexual y a los seres vivos que se replican por división binaria.

La reproducción asexual consiste simplemente en que un organismo se divide en dos copias idénticas, es decir, con la misma dotación genética. Por otra parte, en la reproducción sexual participan dos organismos, que generan dos células germinales, cada una con la mitad del genoma del organismo original; después estas células se funden en otra, y dan lugar a un nuevo organismo con una dotación genética de la que corresponde una mitad a cada progenitor.

Estos dos procesos generan dinámicas radicalmente diferentes en el proceso de la evolución biológica.

En el caso de la reproducción asexuada, la competencia se produce directamente entre individuos. Cuando un individuo se divide, su línea genética se divide en dos, radicalmente separadas, y que nunca volverán a unirse. Como Caín y Abel, los hermanos clónicos que surgen de una replicación asexual, ya no tienen entre si ningún lazo, y las historias genéticas de sus descendientes se separarán cada vez más. En un sentido fundamental, dos hermanos idénticos, resultado de una fisión binaria en una colonia de bacterias son desde el momento de su separación, miembros de especies distintas. O dicho de otra forma, cada individuo con reproducción asexuada es una especie en si mismo.

Los individuos con reproducción sexual, sin embargo, tienen que mezclar su ADN con el de otro individuo compatible para dar lugar a un descendiente. Los genes que hoy se separan en los gametos, se pueden volver a encontrar en el futuro, cuando sus futuros portadores se reproduzcan juntos.

Nos referíamos a los “individuos compatibles”; llamamos especie a un conjunto de seres vivos que son sexualmente compatibles entre si. Dos individuos (de sexos opuestos [1]) pertenecen a la misma especie si pueden tener descendientes fértiles. Dentro de una misma especie, ningún individuo puede mantener su identidad genética más allá de su muerte; las unidades capaces de mantener su identidad a través del proceso de reproducción sexual son los genes. Dicho de una forma equivalente, el sujeto de la evolución en las especies con reproducción asexuada es el individuo, mientras que en las especies con reproducción sexual, el gen es el verdadero sujeto de la evolución, ya que los individuos no se pueden replicar.

La evolución biológica en las especies con reproducción sexual, es la competencia entre genes por aumentar su concentración en el pool genético de la especie. Desde luego los individuos intentan maximizar su descendencia; precisamente los genes que están en los individuos que más se reproducen son los que aumentan su concentración en el pool genético de la especie. No obstante, desde la perspectiva del científico evolucionista, el individuo solo es una pasajera casualidad combinatoria, que se extinguirá en una generación; el pool genético, es decir la función que representa la concentración de genes en la población es el objeto abstracto que tiene sentido modelizar.

¿Merece la pena el sexo? Bueno, yo creo que si, pero mi visión puede estar sesgada. Lo que hace que la reproducción sexual sea una clara ventaja para las especies que la disfrutan es que da una enorme flexibilidad al proceso evolutivo. Supongamos un par de bacterias, genéticamente parecidas, que portan una de ellas un gen que le permite defenderse del antibiótico A, y otra del antibiótico B. Si se aplican sucesivamente los antibióticos A y B, todas las bacterias morirían, mientras que si se tratase de una especie con reproducción sexual, existirían bacterias que serian hijas de bacterias con resistencia a A y con resistencia a B, y que por tanto serían resistentes a ambos antibióticos. Con la reproducción sexual, las innovaciones genéticas circulan, se recombinan y amplían su peso en el pool genético. La reproducción sexual permite que exista una variabilidad en la población, y que la abundancia de genes adaptativos pueda variar en respuesta al medio. La reproducción sexual da la plasticidad a las especies.

El concepto de “pool genético” esta basado en lo que se llama modelo panmíctico: este es un modelo del proceso de emparejamiento sexual se produce aleatoriamente entre todos los miembros de la especie; en el mundo real, las especies se distribuyen en el espacio, y el comportamiento sexual no es aleatorio: por tanto, las especies exhiben “subestructuras poblacionales”: diferentes genes tienen diferentes concentraciones en diferentes subgrupos (normalmente divididos geográficamente), y adiocionalmente los genes circulan entre sub-poblaciones a través de las migraciones. En el caso de la especie humana, con su enorme extensión geográfica, y sus pautas de emparejamiento muy específicas, las subpoblaciones están bastante marcadas. La teoría matemática que describe (a nivel teórico y aplicado) la evolución del pool genético (y la estructura genética de las subpoblaciones), desde la perspectiva Darwinista se llama Genética de Poblaciones.

En conjunto la ciencia de la evolución tiene dos caras: por un lado, la competencia de las especies por aumentar sus nichos ecológicos, o su distribución geográfica se describe mediante la Ecología. Por otra parte, la variación de la concentración de los genes en una población se estudia mediante la Genética de Poblaciones. Juntas, Ecologia y Genética de Poblaciones son las dos ciencias de la Evolución biológica.

Para más información:

“¿Qué es una especie?” Zimmer, Carl, Investigación y Ciencia, Agosto de 2008

“El gen egoísta”, Richard Dawkins

“Evolutionary Theory”, Sean H Rice

[1] Dos individuos del mismo sexo son de la misma especie si pueden tener descendientes fértiles con un tercer individuo (del sexo opuesto).

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