Hace unos meses recibí un mensaje de Galiana porque había leído mi anotación sobre Julio Verne y quería que preparásemos una recreación de una entrevista al escritor francés; ella prepararía el guión y yo pondría voz al maestro de las letras.
Acepté de inmediato aunque, como suele pasar en estos casos, cuando tuve que ponerme a la tarea y asimilé el trabajo que tenía por delante, me di verdadera cuenta de que quizás no estaba preparado. En fin, que al final lo hice lo mejor que pude. Estaba previsto que la grabación apareciese en el podcast El Astrolabio pero dado que el proyecto no siguió adelante lo metimos en un cajón.
Creo que el trabajazo de Galiana no merece perderse así que he decido publicar el audio aquí. Sean indulgentes conmigo ya que cualquier error es únicamente mío.
Estamos en el verano de 2011 y la arqueóloga Sonia Harmand y su equipo tratan de llegar a Lomekwi, el yacimiento donde se descubrieron, entre 1998 y 1999, los controvertidos fósiles de Kenyanthropus platyops. Situado entre las cuencas de los ríos Lomekwi y Topernawi, en la orilla occidental del lago Turkana, el yacimiento se confunde entre suaves valles y pequeñas colinas pedregosas. Al final de una pista de tierra el equipo se da cuenta de que se han perdido, por lo que Harmand y Jason Lewis deciden subir a una colina para orientarse y continuar su ruta. Al llegar a la cima el impacto es enorme: ante ellos se despliega, ladera abajo, un reguero de inconfundibles herramientas de piedra.
Para finales de 2012, las excavaciones en ese yacimiento —denominado Lomekwi 3, LOM3— habían permitido recuperar 149 artefactos de piedra, la mayor parte de ellos en la misma superficie del terreno. Destaca el conjunto formado por un núcleo y la lasca de piedra que se había desprendido tras golpearlo, un hallazgo que ha permitido reconstruir el bloque original y demostrar que esas herramientas se habían fabricado y luego descartado en el mismo lugar.
Con la publicación de los resultados de este trabajo en la revista Nature1 (puedes acceder al artículo completo aquí) se ha confirmado que estos artefactos constituyen las herramientas de piedra más antiguas descubiertas hasta el momento: con una antigüedad de 3,3 millones de años (Ma), retrasan en 700.000 años la fecha de las que hasta ahora se consideraban las más antiguas.
El contexto: qué es la cultura lítica
Cuando hablamos de la fabricación de herramientas de piedra nos referimos al trabajo de talla que consiste en golpear una roca con otra para separar uno o varios fragmentos. Éstos se utilizarán en distintas tareas como matar animales, cortar la carne, tratar sus pieles o realizar trabajos con madera, hueso o cuerno.
Hoy sabemos que para realizar el trabajo de talla se utilizaron básicamente dos técnicas: la talla por percusión y la talla por presión (en la imagen de abajo vemos un ejemplo de cada una). La talla por percusión —la técnica más básica— consiste en golpear una roca con un “percutor” o instrumento que golpea a modo de martillo (es el ejemplo marcado con letra a). Para ello, la roca sobre la que se golpea, también llamada “núcleo” o “percusor”, puede estar apoyada bien en la mano, directamente en el suelo, o sobre un “yunque” (ejemplos letras b y c) que no es más que otra piedra más dura. La parte que se desprende de ese núcleo recibe el nombre de lasca y constituye la herramienta propiamente dicha —aunque en ocasiones el núcleo también se puede utilizar como tal—.
Principales técnicas de fabricación de herramientas de piedra: a) percusión con un martillo; b) técnica del yunque; c) técnica bipolar; d) percusión blanda; e) percusión indirecta y f) tallado por presión. Tomado de Delson (2000).
Hablamos de percusión directa cuando el percutor incide directamente sobre la roca (ejemplo letras a y d); o indirecta cuando se utiliza un instrumento intermediario a modo de punzón o cincel, sobre el que se ejerce la fuerza del golpe para que éste la transmita a la piedra sobre la que se trabaja (ejemplo letra e).
Por último, la talla por presión supone el uso de un instrumento para presionar sobre la piedra, obteniéndose unas láminas. Dado lo delicado de este trabajo, solía emplearse para retocar los artefactos obtenidos por otras técnicas ya que permitía la obtención de productos muy definidos, de gran precisión y con menor esfuerzo y riesgo (ejemplo letra f).
La cultura olduvayense
Las primeras herramientas, y por ende, los primeros signos de la existencia de una cultura de la talla de piedra los encontraron, allá por la década de los cincuenta del siglo pasado, Louis y Mary Leakey en los yacimientos de la garganta de Olduvai, cerca del volcán Serengueti (Tanzania) 2 (el término es Oldowan en inglés). Sin embargo, dado que este tipo de trabajos de piedra también se han localizado en numerosos yacimientos fuera del este de África, los arqueólogos comienzan a denominar esta cultura lítica como Modo 1, aunque en la mayor parte de textos se mantiene la denominación original.
Tan importante como encontrar estos artefactos fue tratar de identificar cuáles de nuestros antepasados los habían fabricado. La suerte quiso que en 1964 se descubrieran en este mismo yacimiento los restos fósiles de un homínido cuyos rasgos eran más parecidos a nuestro género Homo que a los australopitecos 3, y que aparecían asociados con esas herramientas de piedra. En el artículo que publicaron Leakey, Tobías y Napier, llegaron a la conclusión que era necesario nombrar una nueva especie y eligieron Homo habilis (el hombre hábil) en clara alusión a su capacidad para fabricar esas herramientas 4. Más adelante analizaremos si fue este homínido el primero en utilizar herramientas de piedra.
Pero antes debemos volver la vista a la cultura Olduvayense para comprender mejor el nuevo descubrimiento. Cela-Conde 5 la describe como un conjunto de piedras manipuladas para obtener filos cortantes, núcleos, lascas, lascas retocadas y fragmentos de lascas, que se obtienen al golpear un canto de forma redondeada y de distintos materiales. El tamaño de los núcleos lógicamente varía, pero podemos considerar como típico aquel que cabe cómodamente en la mano, es decir, de un tamaño similar a una pelota de tenis.
En cuanto a la terminología —imprescindible para movernos con soltura entre los textos especializados—, apuntaremos que los cantos rodados reciben el nombre en inglés de peeble tool. Si la herramienta de piedra se trabaja sobre una cara se llama chopper (en castellano protobifaz) o chopping tool si se actúa sobre las dos (bifaz o hacha de mano). Las lascas o esquirlas que se obtienen tras la fractura de un núcleo (denominadas flakes, en inglés) se utilizaban, entre otras cosas, para cortar la piel, la carne y los tendones de los animales como paso previo a su consumo. Las raederas (flake scrappers) son lascas retocadas con un filo que recuerda en cierto modo al de nuestros cuchillos dentados, y cuya función podría haber sido la de raspar las pieles para curtirlas. Por último, el término débitage se reserva para aquellas lascas que se desprenden de las piezas más grandes y que no han sido modificadas ni retocadas posteriormente. Se consideran material de desecho —restos de los trabajos de talla— aunque también se usaron como herramientas.
Hemos de saber que también se han catalogado como herramientas líticas los cantos rodados que no tienen un filo cortante pero que presentan señales evidentes de haberse utilizado para golpear otras piedras: se les conoce como martillos (hammer en inglés) y su utilidad es más que evidente.
Como vemos, las herramientas del Modo 1 se caracterizan por su versatilidad, es decir, aún no se puede hablar de útiles especializados (que requerirán un mayor trabajo de desarrollo). Por este motivo, una de las notas características de esta cultura es que las piezas se obtienen mediante muy pocos golpes, uno solo en ocasiones, de ahí que el resultado suela ser el de unas herramientas más bien burdas (sin embargo, si examinamos el conjunto de las colecciones recuperadas en tiempos recientes podemos ver que el olduvayense es algo más que piedras machacadas). Del mismo modo, se ha comprobado que estas herramientas eran de “usar y tirar” y de vida muy corta: dado que su fabricación no implicaba una gran dificultad, podían hacerse cuando era necesario, siempre que hubiera materia prima disponible en el entorno claro.
Piedras talladas encontradas en el yacimiento de Melka Kunture (Etiopía). Creative commons.
Estado de la cuestión
Como hemos dejado entrever, la idea más aceptada hasta ahora era que la cultura lítica estaba relacionada con el origen del género Homo: se trataría de una respuesta adaptativa al cambio climático y la extensión de las llanuras de sabana. La premisa era que sólo nuestro linaje habría dado el salto cognitivo necesario para golpear unas piedras con otras y obtener láminas afiladas; y que esa conducta constituía el cimiento de nuestro éxito evolutivo.
Ya hemos adelantado que la mayoría de investigadores coincide en apuntar a Homo habilis como el antepasado que fabricó por primera vez herramientas líticas. Sin embargo, hace 1,5 Ma se produjo un cambio significativo en la elaboración de este tipo de artefactos puesto que desde entonces nos encontramos con una mayor variedad tipológica. Este cambio parece coincidir con la aparición de Homo erectus —y coincidiría también con un aumento considerable del tamaño cerebral de nuestros antepasados—. Sin embargo, esta hipótesis choca con una serie de inconvenientes, como el hecho de que los Homo habilis que se supone son los autores de la primera industria Olduvayense desaparecen mucho antes de que entre en escena Homo erectus.
En el yacimiento de Lokalalei 2c (formación Nachukui, Turkana occidental, Kenia), con una antigüedad de 2,34 Ma, se encontraron en 1997 cerca de 3.000 artefactos concentrados en una zona pequeña, de unos 10 metros cuadrados, con gran abundancia de elementos pequeños (menores de un centímetro) 6. Los útiles estaban asociados a algunos restos de animales, aunque no se encontraron marcas de corte que indicaran su manipulación.
La mayor importancia de estos útiles radica en la presencia de numerosos materiales de desecho que han permitido establecer la cadena completa de construcción in situ. Los autores sostienen que la técnica utilizada implica una preparación y utilización de los materiales muy cuidadosa, inimaginable con anterioridad para unos homininos tan antiguos, lo que nos obliga a plantearnos que sus capacidades cognitivas debían estar bastante más desarrolladas de lo que suponíamos hasta ahora. Por ejemplo, se halló un núcleo que había sido golpeado hasta 20 veces para extraer lascas; mientras que la cuidadosa elección de los materiales (lavas volcánicas como el basalto en su mayor parte) implica que quienes los trabajaban conocían sus propiedades mecánicas.
Otras investigaciones previas ya habían hecho retroceder la fecha de aparición de las primeras herramientas de piedra desde, por ejemplo, los 1,8 Ma (millones de años) del yacimiento de Dmanisi (situado en la república de Georgia) o el conjunto argelino de Ain Hanech (también con fechas de 1,8 Ma) —yacimiento que aúna herramientas con restos de diferentes especies animales—; hasta los 2,6 Ma de la región etíope de Afar 7. Si tenemos en cuenta que los primeros fósiles que se atribuyen sin duda al género Homo sólo alcanzan los 2,4—2,3 Ma de antigüedad, se abre la posibilidad de que otros homininos sean quienes fabricaron esas herramientas de piedra.
En este sentido, entre los descubrimientos más relevantes que apuntan a esta posibilidad se encuentran unos huesos que presentan marcas de corte hallados en Dikika (Etiopía). El equipo dirigido por Shannon McPherron y Zeresenay Alemseged 8 halló una costilla y un fémur fosilizados que mostraban lo que parecían ser marcas de corte realizadas con piedras afiladas. Pese a que las conclusiones de los investigadores no dejaban margen a la duda, otros pusieron en tela de juicio que esas marcas tuvieran que ver con herramientas de piedra, atribuyéndolas a efectos puramente naturales (aplastamiento de los huesos, abrasiones etc.). En cualquier caso, McPherron y Alemseged sostenían que el hallazgo demostraba que nuestros antepasados usaron herramientas de piedra al menos 800.000 años antes de lo que se pensaba (en relación a los 2,6 Ma apuntados por Semaw y colaboradores); y que el mejor candidato para ser su autor era Australopithecus afarensis (la ya famosa Lucy). Aunque no se habían encontrado restos de este hominino cerca de los huesos, era la única especie que vivía en esa región en aquel momento.
El yacimiento Lomekwi 3 y las nuevas herramientas
Localización del yacimiento LOM3.
El yacimiento donde han localizado las nuevas herramientas lo constituye una pequeña colina situada en la orilla occidental del lago Turkana (ver imagen superior) y, según todos los indicios, constituye un contexto primario 9.
Un dato muy importante es saber cómo se ha determinado la antigüedad del yacimiento ya que ello implica establecer la antigüedad de los mismos artefactos. El contexto cronológico de LOM3 se ha obtenido gracias a varios métodos distintos: primero, contamos con la datación de las tobas volcánicas que contiene (un método muy fiable para establecer cronologías) 10; en segundo término, se han realizado análisis de los isótopos estables del carbono del suelo, y por último, de la fauna fósil asociada al yacimiento. Todos estos análisis coinciden en arrojar una antigüedad de 3,3 Ma para las herramientas.
Quizás lo más destacado del hallazgo sea el contexto ambiental. Según los resultados de los análisis, los artefactos se han asociado a un ambiente boscoso (explicaremos la importancia de este aspecto en las conclusiones de este artículo).
Se han recuperado un total de 149 artefactos, entre los que se incluyen 83 núcleos, 35 láminas (completas o rotas), siete elementos pasivos o yunques potenciales, siete percutores, tres cantos trabajados, dos cantos escindidos y doce artefactos que se han catalogado como fragmentos indeterminados o piezas que carecen de atributos suficientes para permitir su clasificación.
Muestras de las herramientas encontradas en el yacimiento LOM3.
Estas herramientas destacan porque estamos ante una industria diferente de aquella asociada a los primeros humanos: vemos lascas grandes de doce centímetros y núcleos con un peso promedio de tres kilos. Este tipo de núcleos no permite una manipulación cómoda con una sola mano, por lo que es muy probable que se golpearan utilizando un yunque. Es una técnica menos refinada y menos exigente neurológicamente que aquella en la que cada mano controla una herramienta diferente para coordinar el impacto entre los dos objetos a la vez.
En este sentido, los investigadores han llevado a cabo diversos experimentos para tratar de reproducir, con los mismos materiales, la técnica empleada en la fabricación de estas herramientas (lo que ha permitido al mismo tiempo descartar que tuvieran su origen en una fractura accidental de las rocas). Los resultados han demostrado que nos encontramos sin duda ante unos artefactos fabricados intencionadamente, y que el hominino que los hizo no controlaba con precisión el movimiento del percutor, como demuestra el hecho de que aparezcan repetidas marcas de impacto en el núcleo provocadas por golpes fallidos aplicados demasiado lejos del borde de la plataforma.
¿Quién pudo fabricar estas herramientas?
Una vez determinada con seguridad la antigüedad de las herramientas y su origen intencionado, queda por responder una de las preguntas clave: ¿quién fue el responsable de su fabricación?
Como hemos visto, la antigüedad de este nuevo yacimiento se adelanta en el tiempo a los especímenes fósiles más antiguos del género Homo localizados en Turkana occidental (datados en 2,34 ± 0,04 Ma). Esta diferencia de casi un millón de años deja dos posibilidades a juicio de los autores del estudio: la única especie de hominino que se conoce que vivió en la región en esta época es Kenyanthropus platytops11 (aunque como también hemos señalado, no todos los investigadores reconocen la validez de esta especie). La segunda hipótesis planteada es que fuera bien Australopithecus afarensis12, o quizás un tipo aún no descubierto de Homo.
La pregunta sigue en el aire y es preciso continuar con las excavaciones para tratar de obtener una respuesta satisfactoria.
Conclusiones
Hoy en día reconocemos sin ningún complejo que el ser humano no es el único animal que es capaz de utilizar herramientas. Estamos acostumbrados a ver a chimpancés, orangutanes e incluso cuervos, emplear diversos palos, piedras y otros elementos para acceder a determinados alimentos en un comportamiento que no podemos sino calificar de consciente.
Kanzi, un bonobo, fabricando lascas de piedra.
En un caso bastante llamativo, un bonobo llamado Kanzi aprendió a fabricar herramientas de piedra por medio de la imitación tras años de ensayo y error, logrando de este modo cortar y abrir un contenedor donde había alimentos. Sus habilidades han mejorado considerablemente desde el inicio de este experimento en 1990 y, de hecho, muchos de sus artefactos se parecen a los que podemos encontrar en los yacimientos olduvayenses. Sin embargo, tanto las lascas como los núcleos aún presentan diferencias importantes con los que vemos en los yacimientos del Paleolítico inferior.
Los simios antropomorfos y todos los primates en general pueden utilizar muchas herramientas aunque de forma más automática y sin la capacidad de integración y desarrollo que tenemos los humanos 13.
Esta realidad ha abierto el debate sobre si es posible que exista una cultura material preolduvayense, es decir, una producción lítica a medio camino entre los primeros ensayos de algunos primates y las producciones propias del Olduvayense 14.
El yacimiento LOM3 puede representar esa etapa tecnológica intermedia entre el uso de herramientas de piedra por un hominino primitivo, y la talla de las herramientas Olduvayenses posteriores. Por este motivo se sugirió el término “preolduvayense” para los casos en los que se encuentren piedras modificadas en depósitos de una antigüedad superior a los 2,6 Ma. Sin embargo, Harmand y sus colaboradores reivindican que las diferencias tecnológicas y morfológicas que hay entre los artefactos que se han descubierto en LOM3 y los primeros yacimientos olduvayenses descritos por los Leakey son lo suficientemente significativas para evitar esta agrupación. Defienden que hacerlo así podría enmascarar los importantes cambios culturales y cognitivos que tuvieron lugar entre los homininos en un periodo de cerca de dos millones de años.
De esta forma, como sucede cuando se nombra una nueva especie que presenta notables diferencias con las existentes, los autores proponen un nombre diferente para esta cultura lítica: Lomekviano.
En cualquier caso, aceptemos o no el empleo de este término para designar toda una nueva cultura lítica, resulta evidente que la morfología de los artefactos encontrados en LOM3 apunta a que el control motor de quienes los fabricaron debió ser considerable y, por consiguiente, que la reorganización o la expansión de varias regiones del córtex cerebral, del cerebelo, y de la médula espinal debió producirse antes de esos 3,3 Ma. Por lo tanto, se hace preciso contar con más estudios de la morfología funcional de las extremidades superiores de los homininos del Plioceno, especialmente en términos de adaptación para la fabricación de herramientas, si queremos comprender mejor y extraer todo el significado evolutivo de este sensacional hallazgo.
3.3-million-year-old stone tools from Lomekwi 3, West Turkana, Kenya ↩
El término Olduvayense lo acuñó formalmente Louis Leakey cuando describió esos materiales. ↩
Por entonces únicamente se reconocían estos dos géneros dentro de la familia Hominidae. ↩
Leakey, L. S. B.; Tobias, P. V. y Napier, J. R. (1964), «A new species of the genus Homo from Olduvai gorge». Nature, vol. 202, núm. 4927, p. 7-9. ↩
Es un texto esencial —en castellano— para estudiar nuestro pasado: Senderos de la evolución humana. ↩
El artículo técnico es: Roche, H., et al. (1999), «Early hominid stone tool production and technical skill 2.34 Myr ago in West Turkana, Kenya». Nature, vol. 399, núm. 6731, p. 57-60. ↩
Nos referimos a los artículos de Semaw y colaboradores: 2.5-million-year-old stone tools from Gona, Ethiopia y 2.6-Million-year-old stone tools and associated bones from OGS-6 and OGS-7, Gona, Afar, Ethiopia. ↩
«Evidence for stone-tool-assisted consumption of animal tissues before 3.39 million years ago at Dikika, Ethiopia». ↩
Nos encontramos ante un contexto primario cuando los objetos son abandonados en el lugar en que se realizaba la actividad, sin que se haya producido un transporte, por cualquier agente, antes o después del abandono de la zona. Esto significa que podemos estar seguros que lo que vemos hoy día es la misma situación que tenía la zona hace 3 Ma. ↩
Concretamente, se ha determinado que las herramientas se depositaron durante el subcrón de polaridad inversa Mammoth C2An.2r, que abarca un margen temporal entre 3,33 y 3,21 Ma. ↩
Representado por un cráneo de 3,3 Ma de antigüedad encontrado en 1999 a un kilómetro de LOM3. Un diente de este homínido y un hueso craneal se descubrieron a pocos cientos de metros de allí; y aún está pendiente de estudio un diente que se encontró a escasos 100 metros. ↩
El espécimen más cercano se encuentra en el Awash, con una antigüedad de 3,39 Ma en asociación con los huesos con marcas de corte encontrados en Dikika. ↩
Es habitual leer la frase de que “sólo los humanos construimos objetos que sirven para construir otros objetos». ↩
Los últimos trabajos de campo en yacimientos generados por chimpancés, esencialmente en Costa de Marfil, permiten equiparar las primeras evidencias tecnológicas del uso de la piedra con los usos que los chimpancés le dan a este recurso para golpear y conseguir acceder a los frutos que consumen. ↩
Hace unos días se han hecho públicos los resultados de un prometedor trabajo encabezado por investigadores del Hospital Infantil de Boston y la Facultad de Medicina de Harvard, que ha conseguido recuperar, utilizando terapia génica, parte de la audición de ratones sordos. El artículo, que ha merecido la portada de la prestigiosa revista Science Translational Medicine, promete abrir un abanico terapéutico para el tratamiento de la sordera genética en los seres humanos.
La pérdida de audición objeto del estudio tiene que ver con el fallo de las células sensoriales primarias del oído interno conocidas como células ciliadas. Alojadas en el órgano de corti, su función es convertir los estímulos mecánicos (las ondas sonoras producidas por la vibración del aire) en señales eléctricas que se transmiten a las neuronas postsinápticas del cerebro a través del octavo par craneal. El correcto funcionamiento de estas células es esencial tanto para la propia tarea de oír como para el mantenimiento del equilibrio 1. Un dato a destacar es que estas células carecen de la capacidad de regenerarse, por lo tanto, cuando sufren un daño o se produce su muerte, nos encontramos con una pérdida progresiva e irreversible de la audición.
Órgano de corti. Leyenda: C. Túnel de Corti; E. Células ciliadas internas. 6, 6’, 6” Las tres filas de células ciliadas externas (en azul). Tomado del libro Grey´s anatomy. CC.
En la actualidad, este tipo de sordera se trata con el empleo de audífonos o bien con implantes cocleares, aunque sólo proporcionan una recuperación incompleta de la función auditiva y en un número limitado de pacientes.
Lo que los investigadores pretenden con esta línea de investigación es demostrar la efectividad de la terapia génica como medio para recuperar la audición en los pacientes con sordera debida a unas mutaciones concretas.
Sordera genética
Los científicos han empleado ratones (Mus musculus) que poseen una mutación en el gen coclear de la transmembrana 1 (Tmc1). Las mutaciones que presentamos los seres humanos en este gen (TMC1) —hasta la fecha se han identificado 40 mutaciones— son responsables de entre un 4 y un 8% de los casos de sordera genética. La mayoría de estas mutaciones son recesivas (lo que significa que se precisan dos copias mutadas del gen para que se exprese la enfermedad): los niños con dos copias mutantes del gen TMC1 presentan una pérdida auditiva profunda desde una edad muy temprana, por lo general alrededor de 2 años. Se trata por tanto de una sordera prelocutiva o prelingual que aparece antes del desarrollo del lenguaje. Por otro lado, al menos cinco de estas mutaciones son dominantes y provocan una pérdida de audición progresiva que se inicia durante los años de la adolescencia, lo que permite que haya ventanas de oportunidad para una intervención clínica.
Aunque la función molecular precisa del gen TMC1 no está clara, hay consenso en que tanto este gen como su ortólogo, el gen TMC2, afectan a las propiedades de permeabilidad de los canales de transducción sensorial en las células ciliadas auditivas, y es probable que formen parte de los propios canales. En este sentido, los ratones que presentan deficiencias en los genes Tmc1 y Tmc2 carecen de transducción sensorial, es decir, les falla el proceso por el que una célula recibe y actúa sobre una señal externa y la transporta para estimular una respuesta específica. Aunque las células ciliadas presentan una morfología normal, la señal sensorial es incapaz de llegar al cerebro para su correcto procesado. En definitiva, estos ratones son completamente sordos, y además sufren graves disfunciones en el equilibrio.
El conjunto de la investigación se ha llevado a cabo con dos tipos de ratones mutados: una cepa presentaba el gen Tmc1 completamente eliminado, empleándose como modelo para estudiar la pérdida auditiva recesiva en los seres humanos (DFNB7/B11) debida a mutaciones que provocan la pérdida de función del gen TMC1. La otra variedad, llamada Beethoven (Bth), se emplea para el estudio de la forma dominante de sordera. Los ratones Bth retienen la transducción sensorial, pero ven reducida la permeabilidad del calcio que provoca una sordera progresiva que comienza entre los 5 y 10 años y se convierte en profunda en 10 o 15 años (de ahí que sean un modelo excelente para la pérdida de audición dominante progresiva en los seres humanos (DFNA36) que presentan una sustitución idéntica en la posición ortóloga (p.M418K) del gen TMC1 humano).
Alineación comparativa del gen Tmc1 en ratones y seres humanos.
Es importante señalar que los ratones son, hoy por hoy, el mejor modelo donde reproducir las enfermedades humanas. En el año 2002 el Consorcio para la Secuenciación del Genoma del Ratón publicó la secuencia completa de su genoma compuesta por 2.600 millones de pares de bases 2. Se estima que el genoma del ratón contiene cerca de 30.000 genes, aproximadamente los mismos que nuestra especie y, lo que es más importante, el 99% de ellos tiene su homólogo humano. En definitiva, el estudio con ratones constituye una herramienta clave para entender el funcionamiento de nuestro genoma y, por ende, de muchas de nuestras enfermedades, a pesar de que hay que tener en cuenta que muchos procesos son completamente diferentes3.
¿Cuál es la técnica que se ha empleado?
Uno de los principales obstáculos a los que se enfrenta cualquier terapia génica es lograr que la copia funcional del gen que se quiere introducir en el hospedador se exprese, es decir, funcione, y además que lo haga en el lugar correcto.
Estudios previos ya habían utilizado vectores adenovirales (AAV por sus siglas en inglés) para esta tarea: se toma un cromosoma vírico en cuyo genoma se inserta un fragmento de ADN extraño —en este caso una copia funcional del gen Tmc1— para introducirlo en la célula hospedadora. En estos trabajos se utilizó el vector in vitro para introducir la secuencia de codificación para los genes Tmc1 o Tmc2 en las células ciliadas que se habían extirpado previamente de ratones deficientes en Tmc1 y Tmc2. Estos experimentos demostraron una recuperación parcial de la transducción sensorial en dichas células.
Lo novedoso del artículo que venimos analizando es que los investigadores han ampliado estos estudios a un entorno in vivo y diseñado vectores AAV (AAV1 y AAV2) que permiten introducir la secuencia codificante para los genes Tmc1 o Tmc2 mediante una inyección directa en los oídos de los ratones. Estos vectores virales adenoasociados se introducen junto a un promotor (cuya función es la activar o desactivar un gen determinado) que permite que el gen se transcriba únicamente en las ya citadas células ciliadas.
¿Cuáles han sido los resultados?
Los resultados obtenidos indican que la inyección de copias sanas del gen Tmc1 a través de la membrana del tímpano permite la expresión de las copias funcionales del gen en los órganos del oído interno, y con ello, se logra restaurar la función de las células sensoriales.
Además, han demostrado que los genes Tmc1 y Tmc2 son funcionalmente redundantes, por lo que cualquiera de ellos puede recuperar la transducción sensorial y la función auditiva parcial in vivo en los ratones que portan mutaciones del gen Tmc1 recesivas (esto se ha logrado únicamente en las células ciliadas internas).
En definitiva, podemos dar cuenta de los siguientes resultados:
En el modelo de sordera recesiva, la terapia génica con el gen TMC1 logró restaurar la capacidad de las células ciliadas para responder a los sonidos. Pero esta recuperación fue parcial: cuando los vectores se inyectan a través de la membrana de la ventana redonda en el oído interno, la recuperación de la función celular se limitó a las células ciliadas internas (IHCs por sus siglas en inglés). Por otro lado, en las células ciliadas externas (OHCs) hubo una escasa expresión de los genes exógenos después de la inyección de cuatro vectores diferentes. Como todos los vectores son capaces de impulsar la expresión del gen exógeno en las células estudiadas in vitro, parece que la diferencia con el proceso in vivo tiene que ver con un acceso limitado del virus a la superficie apical de las mismas. Por lo tanto, para alcanzar las células ciliadas externas se precisan nuevas estrategias de entrada de los vectores. En cualquier caso, se recuperaron las respuestas auditivas provocadas del tronco encefálico (BAER) en más del 50% de los ratones sordos, lo que indica que se produce una transmisión satisfactoria de la información auditiva desde la cóclea hasta el cerebro. Sin embargo, los umbrales de audición de las respuestas auditivas se elevaron en relación con los niveles de los ratones de tipo silvestre. Es decir, se necesita un sonido más alto para que se produzca la audición, lo que indica una recuperación incompleta de la función auditiva. Este aumento del umbral de audición quizás se deba a la falta de recuperación de la función de las células ciliadas externas como hemos señalado más arriba.
En el modelo de la sordera dominante, la recuperación de la función auditiva también fue limitada. Sobre la base de las mediciones por investigaciones previas de la transducción sensorial y de la permeabilidad de calcio en ratones que presentan de forma silvestre los genes Tmc2, Tmc1, o Tmc1-Bth, se ha descubierto una reducción significativa de la entrada de calcio en las células ciliadas internas que presentan la mutación Bth; mientras que las células ciliadas del gen Tmc2 presentaron una entrada alta de calcio. La hipótesis actual es que se necesitan niveles adecuados de entrada de calcio para el mantenimiento y la supervivencia de las células ciliadas internas.
Lo que quizás revista más importancia es que los ratones sordos recuperaron su capacidad de oír. Para probar la función auditiva, los investigadores midieron los reflejos de sobresalto: colocaron a los ratones en una «caja de sobresalto» donde sonaban pulsos fuertes de sonido. Un ratón con el gen Tmc1 mutado (completamente sordo) se queda sentado tranquilamente, mientras que los ratones tratados con la terapia génica dan saltos (se sobresaltan) como lo hace un ratón normal. Estas respuestas persistieron hasta 60 días (el tiempo máximo durante el que se hicieron las pruebas). El alcance de la recuperación de la respuesta auditiva en ratones Beethoven fue menor que la recuperación de las otras cepas, lo que sugiere que puede haber un umbral mínimo necesario para lograr respuestas de comportamiento a sonidos fuertes. De esto se deduce que cualquier terapia dirigida a la recuperación de la función auditiva en la sordera genética dominante humana (DFNA36) exigirá el desarrollo de estrategias alternativas a las planteadas aquí, quizás mediante la supresión del alelo dominante.
Del estudio:
En conclusión, los datos proporcionan una convincente prueba preliminar de eficacia que demuestra que el aumento de la expresión genética en un modelo murino de DFNB7/11 es eficaz en la recuperación de la función celular in vitro tanto en las células ciliadas internas como en las externas, la recuperación de la función de las células ciliadas internas in vivo, la recuperación parcial de los niveles de función de los sistemas in vivo, y la recuperación de los reflejos de sobresalto acústicos a nivel de comportamiento. La recuperación de las respuestas auditivas del tronco encefálico y las respuestas al sobresalto probablemente fue resultado directo de la recuperación de la transducción sensorial de las células ciliadas internas a nivel celular y sugiere que la reexpresión del gen Tmc1 puede restaurar la función auditiva en todos los niveles.
El nervio auditivo está compuesto por el nervio coclear, que transporta la información sobre el sonido; y el nervio vestibular, que transporta la información sobre el equilibrio. ↩
Por lo tanto un 14% más pequeña que el nuestro que tiene 2.900 millones de pares de bases. ↩
Las diferencias entre el ratón y la especie humana están en la activación y desactivación de los genes, un campo, el de la epigenética, que está siendo explorado en profundidad gracias al proyecto ENCODE. ↩
Hace unos días se publicó un artículo en la revista Nature communications bajo el título The evolution of human and ape hand proportions («La evolución de la proporciones de la mano humana y de los simios»). En él, los autores han analizado las proporciones internas de la mano (la longitud de los huesos largos del pulgar y el cuarto dedo) en relación con el tamaño corporal de una muestra de primates actuales y extintos. La muestra la conforma un total de 274 primates entre los que se incluyen macacos, mandriles, gibones, orangutanes, gorilas, chimpancés y Homo sapiens; además de algunas especies extintas de homininos (Ardipithecus ramidus, Australopithecus sediba y Homo neanderthalensis).
Una de las principales características que distingue nuestras manos de las de los simios son nuestros pulgares, que son más largos en relación con el resto de los dedos. Los autores sostienen que esta simple dicotomía no proporciona un marco adecuado para probar las diferentes hipótesis acerca de la evolución humana, así como para reconstruir la morfología del último antepasado común (LCA por las siglas en inglés) de los seres humanos y los chimpancés. Y creo que esto no hacía falta ni mencionarlo, ya que cualquiera estará de acuerdo con esta afirmación: se me escapa cómo el análisis morfológico y de proporciones relativas de una parte tan concreta —aunque importante— de la anatomía humana pueda bastar para responder una cuestión de tan amplio alcance como cuál ha sido la historia evolutiva de nuestra especie.
En cualquier caso, una vez analizados los datos, los investigadores concluyen que existe una gran variabilidad en las proporciones de las manos de los hominoideos modernos, que ellos explican por diferentes procesos evolutivos: los hilobátidos muestran una mano autapomórfica debido al extremo alargamiento de los dedos y del pulgar; los chimpancés y los orangutanes por su parte exhiben una adaptación convergente relacionada con el alargamiento de los dedos (en un grado menor que los hilobátidos). Por último, los gorilas y los homininos (entre los que nos encontramos nosotros) experimentaron pocos cambios en comparación con los anteriores.
En definitiva, afirman que los resultados apoyan la idea de que la existencia de un pulgar largo en relación con el resto de los dedos que caracteriza nuestra mano (y la de los australopitecinos por ejemplo) precisó de pocos cambios desde el último antepasado común que compartimos con los chimpancés, y que esta característica fue adquirida en convergencia con otros antropoides altamente diestros como los capuchinos y los babuinos gelada.
(a) Se muestran a misma escala los dibujos de la mano de un chimpancé y humana. (b) La longitud relativa del pulgar y el cuarto dedo (menos la cuarta falange distal). La caja representa el rango intercuartil, la línea central representa la mediana, los bigotes representan el rango de valores atípicos y los puntos son los valores extremos. Tomado del artículo que se está analizando.
Dado que esa proporción es tan antigua, postulan que estos datos refutan la hipótesis de que esos cambios en la morfología de nuestra mano se produjeron como consecuencia directa de presiones de la selección natural para la fabricación de herramientas de piedra, rechazando esta visión hoy por hoy mayoritaria.
Analicemos con más detalle la anatomía de la mano para comprender mejor esa afirmación. Mientras que las manos de los primates tienen aproximadamente el mismo número de huesos, su tamaño, y por ende, sus proporciones relativas varían bastante en función de sus capacidades de locomoción. Por ejemplo, en las especies que se desplazan por los árboles, los dedos, y especialmente las falanges, son relativamente más largos que en las especies terrestres. De hecho, muchos primates arbóreos han perdido el pulgar, mientras que los lémures han visto reducido su dedo índice para permitir una mejor habilidad de agarre entre el pulgar y los dedos más laterales.
Cuando analizamos la forma de manipular los objetos, vemos que los gorilas y los chimpancés tienen dedos largos y curvos, con yemas estrechas y pulgares muy cortos. Esta disposición de la mano les permite manejar objetos de manera muy tosca, es decir, utilizan todos los dedos y la palma de la mano (para entendernos, así es como sujetamos el mango de un martillo, usando los dedos para apretarlo contra la palma de la mano), de ahí que este tipo de agarre reciba el nombre de “pinza de presión”.
Vista frontal de los huesos de los dedos de un chimpancé adulto. Atlas osteológico del chimpancé.
En cambio, nosotros tenemos un pulgar muy desarrollado con una gran movilidad y fuerza que le otorga una serie de tendones y hasta cinco paquetes musculares (nuestro metacarpiano del pulgar no sólo es más largo que el de gorilas y chimpancés, sino que también es más ancho). Del mismo modo, la segunda falange de este dedo también tiene una base muy ancha para la inserción de un músculo bien desarrollado. En cambio, tanto gorilas como chimpancés carecen de este músculo y sólo cuentan con un tendón, que realiza una función muy similar pero menos eficaz (el extremo distal de su metacarpiano del pulgar es más estrecho y en él sólo se insertan tres paquetes musculares).
Además, nuestros dedos son más cortos y terminan en unas yemas muy anchas. Una de las claves de nuestra capacidad de agarre está precisamente en las yemas, ya que al poseer abundantes terminaciones nerviosas, nos otorgan una extrema sensibilidad. Nuestro agarre recibe el nombre de “pinza de precisión”, y nos permite manipular objetos entre el pulgar y el índice de manera muy precisa. De hecho, constituye una de las bases anatómicas de nuestra habilidad para fabricar herramientas.
Representación de los músculos relacionados con el pulgar (vista superior mano izquierda Homo sapiens). 1. Aductor del pulgar. La acción de este músculo es la de aproximar el primer metacarpiano al segundo. También flexiona la primera falange sobrfe el metacarpiano. 2. Oponente del pulgar. Este músculo tira del primer metacarpiano hacia delante y adentro, permitiendo la rotación interna. Por tanto, realiza el movimiento que permite llevar el pulgar engrente de los otros dedos y efectuar las diferentes prensiones. 3. Flexor corto del pulgar. Tira del primer metacarpiano hacia dentro, hacia delante y en rotación interna. Flexiona la primera falange del pulgar. 4. Abductor corto del pulgar. Tira del metacarpiano hacia delante y dobla la primera falange sobre el metacarpiano. Composición realizada por el propio autor.
En el estudio que analizamos, los autores sostienen que los primeros homininos ya podían realizar esta pinza de precisión hace 6 millones de años, por lo que si no hemos hallado herramientas de piedra de esa antigüedad quizá sea porque nuestros antepasados no tenían las capacidades cognitivas necesarias, y no por una “incapacidad” anatómica. Bajo mi punto de vista, hacer esta afirmación tomando en consideración únicamente las proporciones de los pulgares en relación con el cuarto dedo de la mano es ir demasiado lejos. Basta examinar la complejidad de huesos, articulaciones, tendones y músculos que configuran la mano para darse cuenta que un solo rasgo no define toda la trayectoria evolutiva de una especie.
Para concluir, plantean varios escenarios evolutivos que según ellos presentan profundas implicaciones en relación con la evolución de los simios y los orígenes del ser humano:
1. Los simios existentes en la actualidad son heterogéneos en términos de las proporciones de la longitud de la mano.
Estos resultados indican una evolución paralela para el alargamiento de los dedos (donde chimpancés y orangutanes compartirían similitudes convergentes), lo que reforzaría la opinión de que las adaptaciones especializadas para la locomoción arbórea exhibidas por los simios actuales no son idénticas, es decir, que evolucionaron de forma independiente. Sostienen que este paralelismo vino facilitado por la constitución genética y desarrollo comunes de estos simios. Una de las consecuencias de esta hipótesis es que ningún simio actual serviría como análogo para describir un ancestro hipotético dado.
Esto guarda relación con las ideas previas que, junto con la proximidad filogenética entre Pan y Homo, se han utilizado habitualmente como apoyo a la hipótesis de que los homininos evolucionaron a partir de un ancestro similar a los chimpancés actuales. Las autores nos advierten con sus conclusiones que no debemos confiar en escenarios evolutivos que asuman que los simios existentes son buenos modelos ancestrales “globales”.
2. Para las proporciones en la longitud de la mano, estos resultados indican que los chimpancés y los orangutanes son convergentes; mientras que los hilobátidos evolucionaron hacia unos dedos largos de forma paralela pero con mayor intensidad, arrojando valores atípicos extremos (debido a su pequeño tamaño y a una braquiaciónespecializada).
Por lo tanto, en términos de evolución del alargamiento de los dedos, los investigadores sostienen que en algunos linajes de simios la selección natural actuó sobre la (co)variación de la longitud entre las extremidades y las proporciones de la mano en el contexto de una adaptación especializada para un desplazamiento de balanceo entre las ramas de los árboles donde se empleaban únicamente los brazos.
3. La similitud en las proporciones de la mano entre los humanos y los gorilas, teniendo en cuenta la reconstrucción de nuestro pasado africano, parece indicar que la posesión de estos dedos muy largos no fue un requisito esencial para el desarrollo del nudilleo.
4. Estas similitudes también indican que la locomoción arbórea no llegó a su fin con los australopitecinos si tenemos en cuenta la longitud de su mano.
5. Los seres humanos sólo han modificado ligeramente la longitud de sus dedos y del pulgar desde que nos separamos de nuestro ancestro común con los chimpancés hace unos 6 Ma. Esto se debió probablemente al desarrollo del bipedismo habitual en los homininos, y casi con seguridad precedió a la fabricación de las herramientas de piedra.
En definitiva, nos encontramos ante un estudio que reviste relativo interés y que ofrece unas hipótesis que requerirán de posteriores desarrollos para que puedan ser mejor perfiladas.
No quería terminar este análisis sin recomendar encarecidamente para aquellos que estén interesados en la evolución de la morfología de la mano, la lectura de un estudio publicado en la revista Journal of Anatomy el año 2008 (puedes leerlo aquí). En él, Tocheri y colaboradores sostienen que las pruebas moleculares y fósiles tienen importantes consecuencias para la interpretación de la historia evolutiva de la mano dentro de la tribu Hominini. En primer lugar, la parsimonia apoya la hipótesis de que la mano del último ancestro común de los humanos y chimpancés es más probable que es pareciera a la de un gran simio actual en general (Pan, Gorilla, y Pongo), que a la de un simio africano en particular. En segundo lugar, proporciona un contexto para la interpretación de los cambios derivados de la mano que se han desarrollado en diferentes homínidos. Sin embargo, la mayoría de las características primitivas que es probable que estuvieran presentes en el último ancestro común de Pan y Homo se mantienen en las manos de Australopithecus, Paranthropus/primeros humanos, y Homo floresiensis.
Referencias
Almecija, S.; Smaers, J. B. y Jungers, W. L. (2015), «The evolution of human and ape hand proportions». Nature communications, vol. 6, p. 1-11.
Tocheri, M. W., et al. (2008), «The evolutionary history of the hominin hand since the last common ancestor of «Pan» and «Homo«. Journal of Anatomy, vol. 212, núm. 4, p. 544-562.
En su cuento El inmortal —del que he destacado algunos fragmentos— Jorge Luis Borges ahonda en uno de los temas claves de su literatura y también en uno de los deseos más íntimos del ser humano: alcanzar la inmortalidad.
El bonaerense relata la historia de Marco Flaminio Rufo, un tribuno romano que emprende un viaje para encontrar un río que, según dicen, otorga la vida eterna a quien bebe de sus aguas. Pese a que los filósofos le advierten del error de su propósito, emprende la tarea con determinación y finalmente logra su objetivo. Sin embargo, la Ciudad de los Inmortales “[…] es tan horrible que su mera existencia y perduración, aunque en el centro de un desierto secreto, contamina el pasado y el porvenir y de algún modo compromete a los astros. Mientras perdure, nadie en el mundo podrá ser valeroso o feliz”. La desazón que experimenta nuestro protagonista le impide permanecer en esta situación y tras varios siglos emprende una nueva búsqueda junto con otros inmortales: abandonan su retiro para localizar el río que les devuelva la mortalidad.
La idea de vivir eternamente está presente en infinidad de cuentos, mitos y leyendas. Pero no ha calado solamente en la mente de escritores y artistas; también los científicos han perseguido la meta de prolongar indefinidamente la vida.
El microbiólogo ruso Ilya Metchinkoff —galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1908 junto a Paul Ehrlich por sus trabajos relacionados con el sistema inmune— quizás fue el primero en buscar la vida eterna a través de la ciencia. Para él, el envejecimiento era un proceso de intoxicación crónica relacionado de alguna manera con la sífilis, y creyó haber encontrado en los microbios de la leche ácida —el yogur— su solución. Fue pionero en varias disciplinas científicas como la gerontología y la tanatología, pero falleció de un infarto de miocardio a la edad de 71 años (sin lograr, por supuesto, su ansiada meta).
El envejecimiento es un tema que preocupa —y mucho— no solo por su importancia para el bienestar de las personas, sino también por el enorme impacto que provoca en las sociedades. La población mundial ya ha superado la cifra de 7.000 millones y, según datos de la ONU, la proporción de personas mayores (con 60 años o más) aumentó del 9% en 1994 al 12% en 2014, y se espera que alcance el 21% en 2050 (en términos absolutos, se espera que el número de personas de 60 años o más aumente de 605 millones a 2000 millones en 2050 1.
Porcentaje de la población mundial mayor de 60 años. Fuente: La situación demográfica en el mundo 2014. ONU
En este sentido, hay muchos malentendidos cuando tratamos de responder la pregunta de si es posible o no intervenir en el proceso de envejecimiento para alargar la vida, y parte del problema reside en la dificultad de distinguir entre tres de los cuatro fenómenos que caracterizan la finitud de la misma: el envejecimiento, las enfermedades relacionadas con la edad y los factores determinantes de la longevidad. El cuarto aspecto es la propia muerte, y sobre él no debería haber dudas.
El término envejecimiento hace referencia a los procesos que tienen lugar tras la madurez sexual y que conllevan una disminución de la homeostasis; mientras que la longevidad se refiere a la duración máxima posible de la vida que, por acuerdo unánime, se ha establecido en los 120 años para el ser humano. Así, es posible distinguir el proceso de envejecimiento de las enfermedades que, por sus circunstancias, surgen como consecuencia del mismo. El envejecimiento no es una enfermedad.
La esperanza de vida
La esperanza de vida 2 está aumentando de forma general en todo el mundo: desde 1900, cuando la esperanza de vida al nacer era de 49 años, se ha producido un incremento de 27 años en los países desarrollados. Este logro ha sido posible gracias fundamentalmente a la reducción de las muertes causadas por las enfermedades infecciosas, éxito que debemos a la mejora de las condiciones higiénicas y al descubrimiento de las vacunas y los antibióticos.
Sin embargo, la prueba de que la medicina moderna no es la única responsable del aumento de nuestra longevidad la encontramos en los estudios antropológicos. Numerosas investigaciones han constatado que la esperanza de vida de los grupos de cazadores-recolectores actuales es de 32,7 años; mientras que si alcanzan la edad adulta, pueden llegar a vivir 40 años más. De hecho, algunos ancianos del pueblo hadza viven hasta los 80 años. Estos datos demuestran que su esperanza de vida tiene poco que ver con los avances médicos, sanitarios y técnicos que disfrutamos en las sociedades industrializadas.
¿Por qué envejecemos?
El biólogo ruso Zhores Medvedev contabilizó alrededor de 100 teorías que trataban de explicar el envejecimiento 3. Por su parte, João Pedro de Magalhães, investigador de la Universidad de Liverpool, ha aumentado la lista a cerca de 300, lo que nos da una idea clara de las dificultades que hay para comprender cómo funciona realmente este mecanismo. Sin embargo, Caleb Finch, autor de uno de los textos más influyentes de la disciplina 4, critica que muchas de estas teorías son variantes unas de otras, y que es posible agruparlas alrededor de una idea común: el envejecimiento se produce por el daño que se acumula en las distintas moléculas y células.
Debemos tener presente que el envejecimiento está muy extendido entre las especies animales pero no es universal; y que no todas las especies envejecen como lo hacemos nosotros, de forma progresiva y gradual. En un extremo tenemos la hidra de agua dulce, un organismo que parece no envejecer —no aumenta su mortalidad ni disminuye su fertilidad con el transcurso del tiempo— y que consigue regenerarse por completo a partir de un diminuto fragmento de su cuerpo (algunos la califican de inmortal). Por otro lado, el salmón del pacífico envejece de golpe: los salmones adultos mueren tras la reproducción, un proceso que parece estar dirigido por las hormonas sexuales ya que si eliminamos sus gónadas, el salmón vive más tiempo.
Con lo dicho hasta ahora, una pregunta relevante sería determinar si los genes controlan el envejecimiento. El hecho de que diferentes especies tengan esperanzas de vida distintas apoya la idea de que la genética influye. Así, los estudios que comparan la esperanza de vida entre parejas de gemelos mono y dicigóticos han revelado una clara heredabilidad de ésta; mientras que las investigaciones realizadas con la mosca de la fruta y los gusanos nematodos han dado como resultado el descubrimiento de una serie de mutaciones genéticas que afectan notablemente a la duración de la vida.
En este sentido, la teoría evolutiva del envejecimiento pretendía explicar el fenómeno como un mecanismo programado genéticamente para evitar la superpoblación. Sin embargo, hoy sabemos que el envejecimiento es raro que se dé entre las especies salvajes ya que los individuos mueren antes de alcanzar la edad adulta (a causa de los accidentes, las enfermedades, la acción de los predadores etc.). Por lo tanto, estos factores exógenos son los que realmente evitan la superpoblación.
Además, si existiera un gen específico (o un conjunto de ellos) que regulara el envejecimiento, sería posible que una mutación lo eliminara, dando como resultado mutantes inmortales. Esta mutación resultaría adaptativa 5 y, en consecuencia, la selección positiva para la inmortalidad sería elevada. En cambio, ninguna de las mutaciones que se sabe que incrementan la esperanza de vida llega a detener el envejecimiento, sólo lo retrasan.
Por lo tanto, se hizo necesario replantear la teoría: dado que la evolución tiene como objetivo prioritario maximizar la capacidad de los organismos de dejar descendencia, una vez alcanzada la etapa reproductiva no habría problema en que el envejecimiento hiciera acto de presencia.
Fallos, fallos y más fallos
Tom Kirkwood formuló en 1977 6 la teoría del soma desechable que, en esencia, propone que el envejecimiento está relacionado con el impacto que produce el daño molecular durante la vida, lo que es lo mismo que decir que el envejecimiento está relacionado con el coste energético de mantener al organismo en buenas condiciones de funcionamiento.
Como sabemos, las células sufren daños todo el tiempo: el ADN muta, las proteínas se deterioran, los radicales alteran las membranas etc. Estos daños deben ser reparados, y para ello nuestras células poseen sistemas específicos que, si bien son bastante fiables, también son energéticamente costosos de mantener.
Para que la especie sobreviva, un genoma necesita, básicamente, mantener el organismo en buena forma y lograr que se reproduzca eficazmente. Por este motivo se dedican abundantes recursos a la reproducción, y de ahí que pasemos los primeros 20 años de nuestra vida fabricando, reparando y sustituyendo nuestras moléculas con absoluta fidelidad. Superado ese umbral, el daño molecular comienza a acumularse, y aparecen las enfermedades relacionadas con la edad. Se trata de una solución de compromiso entre el daño molecular continuado y la eficiencia de los mecanismos de reparación.
En definitiva, Kirkwood sostiene que sería posible combatir el envejecimiento si lográsemos modificar los mecanismos que poseen las células para contrarrestar esa acumulación de daños: la apoptosis y la senescencia celular.
En esencia, la apoptosis —o suicidio celular— consiste en la muerte programada de una célula cuando sufre daños. Sabemos que en los tejidos envejecidos aumenta su frecuencia —lo que realimenta el propio envejecimiento ya que cuando se destruyen demasiadas células el órgano deja de funcionar— pero que también es una estrategia de supervivencia puesto que el proceso elimina las células que, de otra forma, podrían volverse cancerosas.
Por otro lado la senescencia celular implica que las células simplemente dejan de multiplicarse. Fue Leonard Hayflick quien descubrió que las células pueden dividirse un número determinado de veces —llamado el límite de Hayflick— superado el cual éstas se detienen.
«Tapas de telómeros» por el U.S. Department of Energy Human Genome Program.
Cada célula posee en los extremos de los cromosomas unas secuencias de ADN llamadas telómeros que son necesarios para que el ADN cromosómico se duplique durante la división celular, y que son sintetizados por una enzima llamada telomerasa. Dado que la mayoría de las células de nuestro cuerpo no producen telomerasa, aquéllos se van acortando en cada división y llega un momento en que son tan cortos que no pueden realizar su función. En ese momento la célula deja de dividirse y muere. Este mecanismo también nos protege de una división celular descontrolada pero, a cambio, impide el recambio de las células dañadas por otras nuevas.
Pero, ¿y si hubiera un término medio? Actualmente hay varios tratamientos farmacológicos en fase de investigación que tratan de abrir otra vía: lograr que la célula permanezca en un estado en el que siga desempeñando funciones útiles para el organismo pero sin tener capacidad de dividirse. En teoría, si evitamos la apoptosis o la senescencia de las células dañadas e inducimos este “rejuvenecimiento”, podremos proteger a los órganos de los efectos indeseados de las células dañadas al tiempo que éstas continúan con su actividad durante mucho más tiempo —incrementando de esta forma nuestra longevidad—.
Enfermedades relacionadas con la edad
En cualquier caso, a día de hoy sólo hemos logrado un verdadero aumento en la esperanza de vida actuando sobre las enfermedades relacionadas con la edad.
Leonard Hayflick
El proceso de envejecimiento afecta lógicamente a nuestro sistema inmunitario que pierde, de esta forma, su eficacia. Los investigadores han averiguado que la responsabilidad de esta merma se haya en los linfocitos T, los principales encargados de la producción de anticuerpos y de la destrucción de las células anormales. Si los linfocitos acumulan muchos daños en su ADN pueden transformarse en células tumorales (y provocar linfomas). De ahí que, como ya hemos visto, sea conveniente que se desactiven con el tiempo, aunque como contrapartida perdamos la capacidad de lucha contra las infecciones (ahora comprenderemos como, al llegar a cierta edad, hasta un simple resfriado puede llegar a matarnos).
Sin embargo, los investigadores han identificado la enzima responsable del envejecimiento de estos linfocitos T que tiene como función frenar la expresión de la telomerasa, interrumpiendo de esta forma su ciclo celular. Este descubrimiento ha permitido el uso de inhibidores químicos que han permitido que los linfocitos T senescentes vuelvan a producir telomerasa y recuperen así su capacidad proliferativa. De esta forma, se espera poder fabricar nuevos medicamentos que renueven el sistema inmunitario, lo que supondrá una mejor calidad de vida para las personas mayores, que podrán luchar eficazmente contra estas enfermedades.
Epílogo
Richard Erskine Leakey y Roger Amos Lewin
Algún día quizás podamos mantener a raya las enfermedades relacionadas con la edad, o incluso seamos capaces de lograr el crecimiento de órganos completos para reemplazar los dañados, esquivando de esta forma el límite de Hayflick y nuestra imperfecta capacidad de autorregeneración 7.
Sin embargo, aunque pudiéramos reemplazar cualquier parte de nuestro organismo, aún habría que hacer frente a otro problema: reponer o cambiar nuestro cerebro. Esto conllevaría una pérdida de nuestra identidad, nuestra memoria y, en definitiva, de nuestra misma individualidad.
El Marco Flaminio Rufo de Borges, y el Connor McLeod de la película “Los inmortales” poseen en común haber alcanzado la inmortalidad y, pese a todo, desear fervientemente volver a ser mortales. Como dijo el tribuno romano, quizás sea mejor dejar la inmortalidad para aquellas criaturas que ignoran la muerte.
Referencias
Finch, C. E. (1990), Longevity, senescence, and the genome. Chicago: University of Chicago Press, xv, 922 p.
Hayflick, L. (2004), «Aging: The reality. “Anti-Aging” is an oxymoron». The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences, vol. 59, núm. 6, p. B573-B578.
“Human Aging System Diagram” (HASD). Research Center of Advanced Technologies (Moscow, Russia).
de Jaeger, C. y Cherin, P. (2011), «Les théories du vieillissement». Médecine & Longévité, vol. 3, núm. 4, p. 155-174.
Kirkwood, T. B. L. (1977), «Evolution of ageing». Nature, vol. 270, núm. 5635, p. 301-304.
Kirkwood, T. B. L. (2008), «Understanding ageing from an evolutionary perspective». Journal of Internal Medicine, vol. 263, núm. 2, p. 117-127.
Medvedev, Z. A. (1990), «An attempt at a rational classification of theories of ageing». Biological Reviews, vol. 65, núm. 3, p. 375-398.
Tamparillas Salvador, M. (2005), Progresos en genética humana del envejecimiento y longevidad. Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas, Químicas y Naturales de Zaragoza, 57 p.
Watts, G. (2011), «Will medicine ever be able to halt the process of ageing?». BMJ, vol. 343, p. d4119.
Zhang, W., et al. (en prensa), «A Werner syndrome stem cell model unveils heterochromatin alterations as a driver of human aging». Science.
Definida por el Programa de Desarrollo de Naciones Unidascomo los «años que un recién nacido puede esperar vivir si los patrones de mortalidad por edades imperantes en el momento de su nacimiento siguieran siendo los mismos a lo largo de toda su vida». ↩
Medvedev, Z. A. (1990), «An attempt at a rational classification of theories of ageing». Biological Reviews, vol. 65, núm. 3, p. 375-398. ↩
Una adaptación es una característica que aumenta su frecuencia en la población por su efecto directo sobre la supervivencia o el número de descendientes que dejan aquellos individuos que la portan. ↩
Kirkwood, T. B. L. (1977), «Evolution of ageing». Nature, vol. 270, núm. 5635, p. 301-304. ↩
Algo para lo que se ha dado un paso recientemente. Se han publicado los resultados de una investigación que ha desarrollado la primera metodología fiable para la integración de células madre humanas en un embrión animal. Se trata del trabajo dirigido por Juan Carlos Izpisúa-Belmonte y publicado en la revista Nature bajo el título An alternative pluripotent state confers interspecies chimaeric competency. Esta técnica promete manipular células pluripotentes humanas para su implante en animales donde puedan convertirse en los órganos que luego no generarán rechazo al trasplantarlos al paciente donante. ↩
