Si pudieras visitar un parque temático que te ofreciera la oportunidad de ver e incluso interactuar con dinosaurios de la vida real, ¿irías? Creo que yo lo haría. ¿Quién quiere nadar con delfines cuando puedes pasar el rato con dinosaurios? ¿Tal vez incluso montar uno?
Bueno, si el legendario paleontólogo Jack Horner logra su objetivo, es posible que consigamos nuestro deseo, y podría ser mucho antes de lo que cualquiera de nosotros espera. Horner es un líder de la propuesta científica para resucitar a los dinosaurios de la extinción. Y parece que esta idea podría tener una posibilidad real de éxito.
Horner no está adoptando el enfoque de «Jurassic Park/World» de tratar de clonar dinosaurios a partir de ADN antiguo (que no funcionará por innumerables razones técnicas). Quiere transformar pájaros en criaturas parecidas a dinosaurios mediante la manipulación experimental de sus procesos de desarrollo en un entorno de laboratorio.
La conexión evolutiva entre aves y dinosaurios
La base de la idea de Horner surge del paradigma evolutivo. La mayoría de los paleontólogos piensan que las aves y los dinosaurios comparten una historia evolutiva. Estos científicos argumentan quelas características anatómicas compartidas (una frase clave a la que volveremos) entre las aves y ciertos taxones de dinosaurios demuestran su conexión evolutiva. Actualmente, los paleontólogos ubican a los dinosaurios en dos grupos principales: dinosaurios aviares y no aviares. En consecuencia, los paleontólogos piensan que las aves son los descendientes evolutivos de los dinosaurios.
Entonces, si Horner y otros tienen éxito, ¿qué significa esto para la creación? ¿Para la evolución?
Evolución inversa
En efecto, Horner y otros científicos interesados buscan revertir lo que ven como el proceso evolutivo, convirtiendo a las aves en un estado evolutivo ancestral. Apodado evolución inversa, este enfoque probablemente se convertirá en una faceta importante de la paleontología en el futuro. Los biólogos evolutivos creen que pueden comprender cómo se produjeron las transformaciones biológicas durante la historia de la vida mediante la reversión experimental de los organismos a su estado ancestral. Los experimentos de evolución inversa fusionan los conocimientos de la paleontología con los de la biología del desarrollo, la biología molecular, la embriología comparativa y la genómica. Muchos científicos de la vida están entusiasmados porque, por primera vez, los investigadores pueden abordar cuestiones de biología evolutiva utilizando una estrategia experimental.
Estudios de prueba de principio
El primer pájaro que los investigadores esperan que evolucione de forma inversa en una criatura parecida a un dinosaurio es el pollo (Gallus gallus). Esto tiene sentido. Sabemos mucho sobre la biología de los pollos, y los científicos de la vida pueden aprovechar esta comprensión para manipular con precisión la progresión embrionaria de los pollitos para que se conviertan en criaturas parecidas a dinosaurios.
Como describí anteriormente (ver Recursos para una mayor exploración), en 2015, investigadores de las universidades de Harvard y Yale acercaron a la comunidad científica un paso más a la creación de un «gallinasaurio» mediante la manipulación de pollos in ovo para desarrollar estructuras similares a hocicos, en lugar de picos, como los dinosaurios.1
Ahora, dos estudios adicionales de prueba de principio demuestran la viabilidad de crear un pollosaurio. Ambos estudios fueron realizados por un equipo de investigación de la Universidad de Chile.
En un estudio, el equipo de investigación impulsó a los embriones de pollo para que desarrollaran una estructura de pie similar a la de un dinosaurio, en lugar de la estructura de pie característica de las aves.2 La pata de un pájaro tiene un dedo para posarse que apunta hacia atrás, en oposición a los otros dedos. El dedo para posarse permite que las aves agarren. Por el contrario, el dedo del pie correspondiente en los dinosaurios no es oponible y apunta hacia adelante.
Figura 1: Estructura del pie de dinosaurio. Crédito de la imagen: Shutterstock
Figura 2: Estructura de pie de pájaro. Crédito de la imagen: Shutterstock
Los investigadores aprovecharon el hecho de que los esqueletos de los vertebrados son plásticos, lo que significa que su estructura puede verse alterada por la actividad muscular. Estos tipos de alteraciones esqueléticas ocurren más comúnmente durante las etapas embrionarias y juveniles de crecimiento y desarrollo.
Los investigadores descubrieron que la actividad muscular hace que el dedo del pie de las aves se reoriente durante el desarrollo embrionario desde que originalmente apuntaba hacia adelante hasta adoptar una orientación opuesta. Específicamente, la actividad de tres músculos (flexor hallucis longus, flexor hallucis brevis, y musculus extensor hallucis longus) crea una torsión que tuerce el primer metatarsiano, forzando al dedo posado a la posición opuesta.
El equipo demostró que al inyectar el compuesto bromuro de decametonio en una pequeña abertura en la cáscara del huevo justo antes de que se produzca la torsión del primer metatarsiano, podrían evitar que se tuerza este hueso del pie. El compuesto provoca parálisis muscular, lo que limita la actividad de los músculos que provocan la tensión de torsión en el primer metatarsiano. El resultado neto: el pollito desarrolló una estructura de pie similar a la de un dinosaurio.
En un segundo estudio, este mismo equipo de investigación pudo manipular el desarrollo embrionario de embriones de pollo para formar una estructura de patas similar a la de un dinosaurio.3 La parte inferior de las piernas de los vertebrados consta de dos huesos: la tibia y el peroné. En la mayoría de los vertebrados, el peroné tiene forma de tubo y se extiende hasta el tobillo. En las aves, el peroné es más corto que la tibia y tiene una morfología similar a una espina (piense en muslos de pollo).
Figura 3: La parte inferior de la pierna de un pollo. Crédito de la imagen: Shutterstock
Investigadores de la Universidad de Chile descubrieron que el gen que codifica la proteína Indian Hedgehog se activa en el extremo distal del peroné durante el desarrollo embrionario de la parte inferior de la pierna en los pollitos, lo que hace que cese el crecimiento del peroné. También aprendieron que el evento que desencadena el aumento de la actividad del gen Hedgehog indio probablemente se relacione con el agotamiento de la proteína relacionada con la hormona paratiroidea. cerca del extremo distal del peroné. Esta proteína juega un papel en la estimulación del crecimiento óseo.
Los investigadores aprovecharon esta idea para crear experimentalmente un pollito con la parte inferior de las piernas parecidas a las de un dinosaurio. En concreto, inyectaron ciclopamina en la región amniótica del embrión de pollo. Este compuesto inhibe la actividad de Indian Hedgehog. Descubrieron que esta inyección alteró el desarrollo del peroné para que tuviera la misma longitud que la tibia, en contacto con el tobillo, como en los dinosaurios.
Estos dos experimentos recientes sobre la estructura del pie, junto con el anterior sobre la estructura del hocico, representanlo mejor de la ciencia. Si bien los experimentos se encuentran en la etapa de prueba de principio, todavía les dan a científicos como Jack Horner razones para pensar que algún día podríamos resucitar a los dinosaurios de la extinción. Estos experimentos también plantean cuestiones científicas y teológicas.
¿Los estudios en evolución inversa apoyan el paradigma evolutivo?
En la superficie, estos estudios aparentemente hacen un caso cerrado para el origen evolutivo de las aves. Es impresionante que los investigadores puedan rebobinar la cinta de la vida y convertir pollos en criaturas parecidas a dinosaurios.
Pero una reflexión más profunda apunta en una dirección diferente.
Los tres estudios destacan la cantidad de conocimientos e ingenio sobre el proceso de desarrollo necesarios para llevar a cabo los experimentos de evolución inversa. La ingeniosa estrategia que emplearon los investigadores para alterar la trayectoria del desarrollo es igualmente impresionante. Tuvieron que cronometrar con precisión la adición de agentes químicos en los niveles justos para influir en la actividad muscular en el pie del embrión o la actividad genética en la parte inferior de las piernas del pollito en desarrollo. Reconocer el conocimiento, el ingenio y la habilidad requeridos para alterar el desarrollo embriológico de una manera coherente que resulte en un nuevo tipo de criatura obliga a preguntarse: ¿Es realmente razonable pensar que procesos históricamente contingentes no guiados podrían llevar a cabo tales transformaciones cuando pequeños cambios en desarrollo puede tener efectos profundos en la anatomía de un organismo?
Parece que lo mejor que podría lograr el proceso evolutivo sería la generación de «monstruos» con pocas esperanzas de supervivencia. ¿Por qué? Porque los mecanismos evolutivos solo pueden cambiar los patrones de expresión génica de manera aleatoria y fortuita.Yo diría que los cambios genéticos coherentes y coordinados con precisión necesarios para generar un sistema biológico a partir de otro señalan la obra del Creador, no los mecanismos evolutivos no dirigidos, como la explicación de la historia de la vida.
¿Puede un enfoque de modelo de creación explicar las similitudes embriológicas?
Aunque el trabajo en evolución inversa parece encajar perfectamente dentro de un marco evolutivo, las observaciones de estos estudios pueden explicarse desde la perspectiva del modelo de creación.
La clave de esta explicación es el trabajo de Sir Richard Owen, un destacado biólogo que precedió a Charles Darwin. En la biología contemporánea, los científicos ven las características compartidas que poseen los organismos relacionados como evidencia de un ancestro común. Las aves y los dinosaurios terópodos serían un buen ejemplo. Pero para Owen, las características anatómicas compartidas reflejaban un diseño arquetípico que se originó en la Mente de la Primera Causa. Con este fin, las características anatómicas compartidas por las aves y los terópodos pueden entenderse como un reflejo de un diseño común, no de una ascendencia común.
Aunque pocos biólogos abrazan las ideas de Owen hoy, es importante notar que sus ideas no fueron probadas y encontradas deficientes. Simplemente se abandonaron en favor de la teoría de Darwin, que muchos biólogos preferían porque proporcionaba una explicación mecanicista de la historia de la vida y el origen de los sistemas biológicos. De hecho, Darwin tiene una deuda de gratitud con el pensamiento de Owen. Darwin cooptó la idea del arquetipo, pero luego reemplazó el modelo canónico que existía en la Mente del Creador (según Owen) con un ancestro común hipotético.
Este enfoque arquetípico de la biología puede explicar los resultados de los estudios de evolución inversa. En consecuencia, los investigadores han descubierto diferencias en el programa de desarrollo que afectan las variaciones en el arquetipo, produciendo diferencias en las aves modernas y los dinosaurios extintos hace mucho tiempo.
La idea del arquetipo puede extenderse al crecimiento y desarrollo embrionario. Se podría argumentar que el Creador parece haber desarrollado un algoritmo de desarrollo central (o arquetípico) que puede modificarse para producir diseños corporales dispares. Desde el punto de vista del modelo de creación, entonces, los investigadores de las universidades de Harvard y Yale y de la Universidad de Chile no revirtieron el proceso evolutivo. Sin saberlo, aplicaron ingeniería inversa a un algoritmo de desarrollo similar a un dinosaurio a partir de un programa de desarrollo similar a un pájaro.
¿Por qué Dios crearía usando las mismas plantillas de diseño?
Puede haber varias razones por las que un Creador diseñaría sistemas vivos en torno a un conjunto común de plantillas. En mi opinión, la razón más importante es la detectabilidad.
Las características anatómicas y fisiológicas compartidas, así como las características compartidas del desarrollo embriológico, hacen posible aplicar lo que aprendemos al estudiar un organismo a otros. Este programa de desarrollo compartido hace posible utilizar nuestra comprensión del crecimiento y desarrollo embriológico para rediseñar un ave y convertirla en una criatura parecida a un dinosaurio. La capacidad de descubrimiento hace que sea más fácil apreciar la gloria y la grandeza de Dios, como lo demuestran los sistemas bioquímicos por su elegancia, sofisticación e ingenio.
La detectabilidad también refleja la providencia y el cuidado de Dios por la humanidad. Si no fuera por las características compartidas, sería casi imposible para nosotros aprender lo suficiente sobre el reino vivo para nuestro beneficio. ¿Dónde estaría la ciencia biomédica sin la capacidad de aprender aspectos fundamentales sobre nuestra biología mediante el estudio de organismos modelo como los pollos? ¿Y dónde estarían nuestros esfuerzos para recrear dinosaurios si no fuera por los diseños biológicos que comparten con las aves?
Bhart-Anjan S. Bhullar et al., “A Molecular Mechanism for the Origin of a Key Evolutionary Innovation, the Bird Beak and Palate, Revealed by an Integrative Approach to Major Transitions in Vertebrate History,” Evolution 69, no. 7 (2015): 1665–77, doi:10.1111/evo.12684.
João Francisco Botelho et al., “Skeletal Plasticity in Response to Embryonic Muscular Activity Underlies the Development and Evolution of the Perching Digit of Birds,” Scientific Reports 5 (May 14, 2015): 9840, doi:10.1038/srep09840.
João Francisco Botelho et al., “Molecular Developments of Fibular Reduction in Birds and Its Evolution from Dinosaurs,” Evolution 70, no. 3 (March, 2016): 543–54, doi:10.1111/evo.12882.
