Deconstruyendo “Semillas de libertad”

Me había prometido a mí mismo no hablar en el blog sobre semillas y mejora genética. Hay mucha información (y desinformación) en la red sobre el tema. Pero me temo que voy a faltar a mi promesa. Además, esta no es una entrada que siga el formato habitual, está escrita como una contestación y es parte de una discusión que no me interesa demasiado. Acabo de ver un documental, que me ha llegado via facebook, que me ha molestado. Me molestan las medias verdades, las opiniones sin pruebas y las mentiras. En este documental hay mucho de todo esto. “Semillas de libertad”.

En primer lugar debo avisar que trabajo en un Instituto que posee uno de los bancos de germoplasma más grandes de España. Mi trabajo gira alrededor de la conservación de la biodiversidad agrícola. Soy además un experto en el proceso de domesticación del tomate y en cómo ha evolucionado su diversidad a lo largo del tiempo. Mi trabajo consiste en generar herramientas que ayuden a la conservación y el uso de la biodiversidad agrícola. Somos los herederos de la biodiversidad y debemos protegerla. No creo que debamos protegerla porque sea sagrada, sino por su utilidad. Creo además que es una riqueza que pertenece a la humanidad, no a unos pocos.

Una aclaración importante antes de comenzar. En general utilizan el término Modificado Genéticamente (MG) como sinónimo de modificación genética. No lo es. Los OMG cubren una pequeña parte de las variedades generadas anualmente. La mayor parte del resto de variedades son producidas por los mejoradores genéticos por otros medios biotecnológicos. Esto es algo que ha venido sucediendo en los últimos 10000 años y que se ha acelerado en los últimos 100. Esta aceleración es debida a Mendel, no a Monsanto.

0:51. Las semillas son sagradas. Esta es una posición que no tiene que ver con el conocimiento o el desconocimiento, es una actitud política y moral. Es respetable que alguien crea que son sagradas y que no deben ser utilizadas sin el debido respeto. Pero si esta es la posición de partida, una posición que no tiene que ver con el conocimiento sino con los valores personales, debe hacerse explícita y no intentar racionalizarla con afirmaciones sobre cómo es el mundo. No están hablando sobre cómo son las cosas sino sobre cómo les gustaría que fuesen, esta es una diferencia fundamental. Hay quien considera que las semillas son sagradas, otros consideramos que son útiles. Ninguna de estas consideraciones morales son, en principio, problemáticas. El conflicto surge cuando los que las consideran sagradas pretenden, por una lado que se dejen de desarrollar nuevas variedades, mientras que se quejan de que no pueden usar las que son desarrolladas porque son demasiado caras.

5:08. Vandana Shiva (VS). Dice que los agricultores han sido muy inteligentes al crear la diversidad. Esto no es cierto. Los agricultores sabían tanto sobre selección natural como la que sabe alguien que está muriendo por la peste mientras contribuye a que desaparezcan los genes de susceptibilidad a la enfermedad. La selección ocurre independientemente de que quien está sometido a ella lo sepa o no.

5:20. (VS). No es cierto que las variedades tradicionales tengan la mejor calidad. Depende de que medida utilices para medir la calidad. Algunas variedades tienen una gran calidad organoléptica, están muy buenas, si se cultivan en las condiciones adecuadas. Estas condiciones exigen, entre otras cosas, una producción pequeña y un ciclo de comercialización corto (los frutos se estropean enseguida). Esto es completamente incompatible con alimentar ciudades. Necesitamos mucha producción porque somos muchos y necesitamos ciclos de comercialización suficientemente largos como para poder transportar los alimentos desde los lugares en los que se producen eficientemente a los consumidores en las grandes ciudades. La mayoría ya no vivimos en granjas.
Además, la calidad puede medirse por otros parámetros que no son el mero sabor. Cantidad de producción y precio. Hoy siguen habiendo tomates con un gran sabor, pero valen más de 6 euros el kilo. ¿A quién queremos alimentar? ¿A los ricos o a la mayoría de la población? Y estos precios no son arbitrarios. Es muy difícil aunar una alta producción con un gran sabor. Esto es algo que, ya hemos visto, las variedades tradicionales no consiguen.

5:57. Liz Hosken (LH). Los agricultores antiguos no pretendían aumentar la biodiversidad, de hecho no lo hicieron en muchos casos. Lo que pretendían era comer. Si como efecto secundario de la adaptación de las plantas a las condiciones de cultivo a los gustos locales se aumentaba la diversidad genética o morfológica, perfecto, pero el agricultor no era consciente de ello.
De hecho una constante en la domesticación de las plantas cultivadas es una brutal reducción de la diversidad una vez el cultivo se hace popular. Lo contrario es la excepción, no la regla. A principio del proceso las plantas se domestican en la zona en las que viven sus parientes silvestres: arroz en China, patata en Perú y Ecuador, trigo en Mesopotamia, maíz en Mesoamérica, etc. En ese lugar la diversidad suele ser muy grande porque las plantas semidomesticadas y domesticadas siguen cruzándose con sus parientes silvestres que viven en la misma región. Pero cuando las plantas se exportan a un nuevo lugar, la diversidad cae en picado por un fenómeno denominado cuello de botella genético. De la región de origen se exporta un número reducido de plantas, que llevan consigo una diversidad genética reducida. Esto fue descrito por Nicolai Vavilov, el Galileo soviético, el fundador del estudio y del uso de la diversidad agrícola para mejorar las variedades actuales. Además, el cuello de botella no está restringido a las plantas. Sucede en el tomate, lo podéis ver en mis últimas publicaciones científicas, pero también ha sucedido en los seres humanos por haber emigrado de África.
El resultado es que las variedades cultivadas tradicionales suelen tener una diversidad genética muy baja, aunque su diversidad morfológica sea alta. En distintos lugares se seleccionan tomates con formas variadas, por eso la diversidad morfológica es elevada, pero la diversidad genética subyacente es muy pobre. Las únicas regiones con alta diversidad genética son las regiones de origen de los cultivos. En el caso del tomate la región amazónica de Perú y Ecuador. Una de las principales aportaciones de la mejora genética ha sido justamente recuperar esa diversidad perdida. Este proceso se inició en los años 20 del siglo XX y continúa hoy en día. Todavía no hemos conseguido reintroducir demasiada diversidad, pero las variedades modernas ya son más diversas que las tradicionales. Si os interesa el tema os recomiendo nuestro último artículo sobre el caso del tomate. ¡Basamos nuestras afirmaciones en evidencias!
Existe la percepción de que las variedades modernas son poco diversas, porque sus frutos son muy uniformes. Pero esa uniformidad no es el resultado de la baja diversidad genética, son más diversas, sino de un esfuerzo consciente por parte de los mejoradores. Un objetivo de mejora fundamental es la uniformidad. El agricultor y el consumidor no quieren tomates de distintos calibres y formas, y esto hace que los mejoradores se esfuercen en ocultar la diversidad subyacente, que necesitan para hacer su trabajo. En España no se pueden vender más que melones piel de sapo y Galia, el púlbico acepta el resto. De modo, que cuando se introduce diversidad proveniente de variedades de otros países, el mejorador elimina los caracteres visibles de estas variedades extranjeras antes de poner el nuevo, y más diverso, piel de sapo en el mercado.

7:19. Se habla negativamente de los fertilizantes y es cierto que tienen un impacto ecológico muy negativo. Este es un problema grave que hay que solucionar urgentemente. Pero no es menos cierto, que sin los fertilizantes industriales no se podría mantener el ritmo de producción que se ha conseguido desde los años 50. La revolución verde se basó, en gran parte, en el uso de esos fertilizantes y gracias a ella hemos podido sostener una población humana que, por desgracia, no ha parado de crecer.
Varias personas aparecen diciendo que ellos necesitan fertilizantes, pero que sus padres nunca los necesitaron. Esto es simplemente falso. Ellos no los necesitan, pueden cultivar sin fertilizantes si lo desean. Simplemente obtendrán una producción mucho más pequeña y no podrán alimentar a su familia con la tierra disponible. Si sus padres tenían más tierra y menos familia, en un mundo menos superpoblado, y podían hacer una agricultura menos intensiva la no es por la mejora genética. Los hijos necesitan más producción, el problema no es el uso de los fertilizantes, sino la necesidad de esa producción. Los fertilizantes son la solución al problema de la superpoblación humana no su causa. Eso sí, a la vez que son una condena para el medio ambiente.

9:17. Los agricultores tienen que comprar nueva semilla híbrida para cada temporada. Esto es una gran mentira. Nadie les obliga a comprar estas semillas. En nuestro banco de germoplasma regalamos semilla de miles de variedades tradicionales, pero nadie las quiere. ¿Por qué nadie quiere las variedades tradicionales que son gratuitas y piden las híbridas por las que hay que pagar? Porque las nuevas variedades producen mucho más y son más fáciles de cultivar que las tradicionales. ¿Por qué? Porque los mejoradores han hecho un gran esfuerzo continuado para que así sea. Esta queja, que he oído cientos de veces es ridícula. Imaginad que os digo: “mi madre me regala un coche, pero tiene 30 años, se cae a pedazos y está siempre en el taller. Volvo es maligna porque me obliga a comprar su último modelo que es mucho más seguro y no consume casi gasolina”.

9:43. Se ha privatizado el sistema de generación de comida. Estoy completamente de acuerdo. Lo cual tiene sus ventajas y sus desventajas, pero en cualquier caso esto poco tiene que ver con la mejora genética.

10:30. Otra queja habitual. Los pobres granjeros se meten en el negocio de exportar alimentos y, a veces, el negocio les falla. Bienvenidos al mercado. Si pretendes hacer dinero vendiendo en el mercado te arriesgas a que el negocio, a veces, te salga mejor y, a veces, peor. Pasa con la comida y con cualquier otra cosa.

11:47. Otra vez con que hay que comprar las semillas híbridas cada temporada. Yo conduzco un Seat Ibiza que me vendió mi madre hace 10 años por 3000 euros. Ayer volví de casa de mi suegra sin aire acondicionado, pero lo que no hice fue quejarme porque los Volvo nuevos son muy caros. Si quiero un coche de lujo tengo que plantearme si quiero pagar el precio o no. Lo que no tiene sentido es quejarme porque los Volvo son más caros que los Ibiza de 15 años.

14:00. La discusión sobre la propiedad intelectual la voy a dejar. No me gusta hablar sobre temas en las que no soy un experto. Tengo mi opinión, que la protección excesiva impide el desarrollo y que las grandes corporaciones han conseguido una protección excesiva. Pero como no soy un experto esto es una mera opinión y no continuaré con el debate. Lo que no acabo de entender es que tiene que ver esto con Watson y Crick. Crick era un creido y un idiota, pero no era abogado.

14:51. VS dice que las patentes son un problema para la biodiversidad. Estoy de acuerdo, pero no por las razones que da. VS sigue defendiendo a los agricultores que no pueden comprar el último modelo en semillas. Esto ya hemos visto que es absurdo. Lo que sí es problemático es que un exceso de protección crea oligopolios y esto disminuye la competencia.

14:52 Zac Goldsmith (ZG). “Monsanto crea un monopolio al vender el herbicida y la semilla resistente”. Esto es, de nuevo, absurdo. No se ha creado un monopolio porque se vendan semillas y herbicida. Uno puede seguir comprando otras semillas o usando sus propias semillas gratuitamente. Un monopolio se crea cuando sólo hay una compañía a la que comprar. Eso sí, si te gustan las semillas de Monsanto, pero no te gusta su precio tienes un problema. Lo mismo pasa con los iphones, pero eso no significa que Apple tenga un monopolio sobre los teléfonos móviles.

16:26 Percy Schmeiser (PS). Plantó semillas resistentes al herbicida de Monsanto porque le gustaba el carácter, pero no pagó por ellas. Las obtuvo de escapes del vecino y las replantó para obtener más semilla. No aparecieron por casualidad en su cosecha. Monsanto le denunció por violar su patente. Podemos discutir si la patente tiene una cobertura excesiva o no, pero lo que no se puede discutir es que que PS tenía una explotación comercial que se beneficiaba de unas semillas creadas por Monsanto que estaban protegidas legalmente.

18:15 LH. “El legado de la genética sobre la agricultura es el control de las grandes corporaciones.” Ante tamaño absurdo no tengo palabras. No es ni falso. Todas las variedades modernas han sido generadas por el esfuerzo continuado de los mejoradores genéticos a lo largo de los últimos 100 años. Se ha conseguido mayor producción, más duración del producto cosechado, resistencia a enfermedades, etc.. Todas las variedades que consumimos habitualmente a unos precios ridículos son el legado de la genética. El control de las grandes corporaciones no es debido a los mejoradores genéticos. Es una tendencia global en todas las industrias: ordenadores, distribuidores de libros y discos, creadores de películas, etc.

19:04. Las plantas con insecticidas generan resistencias en los insectos. Esto se llama selección natural y es algo que ha venido sucediendo desde el principio de los tiempos y que seguirá sucediendo. Ya que al principio del documental han mencionado a Darwin podían estudiar algo de evolución. No es exclusivo del algodón BT ni de ninguna otra variedad. Si pones suficiente comida (grandes campos de apetecibles plantas) debes contar con que alguien (los insectos) vendrán a comérsela. La guerra es inevitable e interminable.

20:14. La biodiversidad ha disminuido. ¿Tienen datos? Mis datos, y en tomate no los hay mejores, indican claramente que la mejora genética ha aumentado la diversidad genética. Si se refieren a la pérdida de diversidad cultural, que yo también discutiría, se debe a la globalización, no a Monsanto.

22:40 ¿Quién impide a los campesinos tener sus propias semillas? ¿Monsanto? Debo volver a recordar que en nuestro Instituto regalamos variedades tradicionales y nadie las quiere. Es simplemente absurdo decir que las grandes corporaciones te impiden sembrar tus semillas, lo único que te impiden es sembrar sus semillas si no les pagas.

23:24. Hay pocas empresas de semillas grandes y esto es un problema. Estoy completamente de acuerdo. Para mantener una competencia saludable se necesitan muchas empresas. Pero esta tendencia preocupante no tiene nada que ver con la mejora genética, ni con la producción de alimentos. Es una consecuencia de la desregularización general.

24:59. Los métodos tradicionales de producción utilizan menos agua, menos tierra y menos recursos que los modernos. ¿Con la misma producción? ¿Dónde están los datos? Los agricultores de Almería y Murcia deben estar idiotas por no cambiarse de método y seguir gastándose una pasta en la producción intensiva para vender al Mercadona, para vendernos a nosotros.

GATTACA: genes y destino

GATTACA es una excelente película del cada vez más lejano 1997. Un retrato de una sociedad terrible en la que los genetistas han aprendido a leer el destino en la sangre, en los genes, y en la que la clase social viene determinada desde la cuna. La película es imprescindible para el interesado en la genética, pero los conceptos que maneja son extraordinariamente complejos y sutiles y es fácil acabar con una idea completamente equivocada. ¿Podemos tener un conocimiento del genoma tan profundo como para llegar a predecir la causa de la muerte de un individuo cualquiera? Es evidente, que ya podemos hacerlo en el caso de algunas enfermedades graves. ¿Es razonable pues pensar que la genética acabará convirtiéndose en una bola de cristal en la que podremos leer el destino? ¿Imaginas que en el momento de tu nacimiento un genetista malvado, por ejemplo yo, predice cuál va a ser tu inteligencia y tus capacidades físicas? Este argumento da lugar a innumerables tertulias y es una preocupación que muchos tienen en la cabeza como una posibilidad cada vez más cercana.

Carácter: color de piel

Carácter

Antes de continuar debemos definir un concepto fundamental, el carácter. ¿Qué es un carácter? Cualquier rasgo con el que podemos describir a un ser vivo: el color de ojos, el rizo del pelo, la capacidad para resolver puzzles, la fuerza física, la susceptibilidad a una enfermedad particular, etc.

¿Cuál es el problema con la bola de cristal genética? Que se basa en dos premisas completamente falsas: todos los caracteres dependen completamente de la herencia biológica y podemos, a partir de los datos genéticos, predecir cuál será la forma del carácter. Ninguna de estas dos afirmaciones es cierta para la mayoría de los caracteres. La mayoría de los caracteres de interés, o bien no dependen sólo de la herencia genética o, aunque lo hagan, no podemos predecir el resultado final a partir de los genes. Es fácil pensar en caracteres que no dependen sólo de la genética. Aunque tus padres sean un par de triatletas, si no te ejercitas desde pequeño, no acabarás siendo más que un mero alfeñique.
E incluso, aunque el carácter tenga una influencia genética muy grande, como la altura, la predicción del resultado puede ser endiabladamente difícil. A día de hoy somos completamente incapaces de predecir la altura exacta de un individuo estudiando sus genes porque la altura depende de la interacción compleja de cientos de genes y elucidar estas interacciones es un problema estadístico imposible.
Podríamos pensar que este segundo problema pueda solucionarse a medida que vayamos sabiendo más sobre genética. Aunque ya veremos que esto no parece muy probable, ni siquiera a largo plazo, y que desde luego es completamente imposible a medio plazo. Pero la primera objeción se mantendrá siempre. El genetista podría llegar a decirnos en el momento del nacimiento cuál es nuestra predisposición a ser obesos, pero que lo acabemos siendo o no dependerá de lo que comamos, de cuánto comamos, de cuánto ejercicio hagamos e incluso de quienes son nuestros amigos. La relación entre genes y destino es, en realidad, un complicado menage a trois con el ambiente.

Niños

En algunos casos la influencia del ambiente puede ser pequeña. Cualquiera que haya visto crecer a un par de hermanos se ha dado cuenta de que la genética tiene una influencia muy grande, no sólo en el color de los ojos o la altura, sino muchos caracteres psicológicos. A pesar de estar educados por los mismos padres en un ambiente muy similar, distintos hermanos tienen caracteres psicológicos muy marcados ya desde pequeños. Es muy común que los padres nos digan que cada uno tenía su carácter desde el día que nació.

Algunos genes marcan el destino sin piedad

Hay caracteres con una determinación genética completa. Los niños no se hacen pelirrojos, nacen pelirrojos. También hay, por desgracia, numerosas enfermedades genéticas que se heredan en familias como ciertos tipos raros de cáncer, ciertos retrasos mentales o ciertas enfermedades degenerativas. Muchas de estas enfermedades tienen una herencia clara y sencilla, al que le toca la lotería genética le toca. Un ejemplo en el que trabajé hace años es la ataxia de Friedreich, una enfermedad neurodegenerativa que suele aparecer durante la adolescencia y que condena a los pacientes a la silla de ruedas primero y a la muerte después. Esta enfermedad sigue un patrón típico de herencia mendeliana. El gen responsable está situado en el cromosoma 9 (descubrimiento en el que participó el grupo en el que yo trabajaba) y tiene un modo de herencia muy claro. Alrededor de 1 de cada 100 tenemos una copia del gen defectuosa. Por fortuna, como tenemos dos copias de cada gen, una heredada de nuestra madre y otra de nuestro padre, si la otra copia está bien estamos completamente sanos. En el caso en el que tanto el padre como la madre tengan una copia defectuosa (a pesar de estar ambos completamente sanos) 1 de cada cuatro hijos heredarán ambas copias defectuosas, les habrá tocado la china. Si tenemos las dos copias del gen rotas no tendremos escapatoria. Nuestro destino estará sellado desde mucho antes de nuestro nacimiento.

Gominolas

Si nos fijásemos solamente en este tipo de caracteres que dependen completamente de la genética y que tienen una herencia muy clara, podríamos acabar teniendo una idea equivocada. La genética determina completamente nuestro destino y este destino es predecible a partir de un análisis genético. Pero la mayoría de los caracteres no dependen sólo de la genética. El peso, el riesgo a padecer diabetes o muchos tipos de cáncer son ejemplos de caracteres claramente influenciados por el ambiente. Si nuestra dieta se limita a la bollería industrial y a las bebidas azucaradas y, además, no levantamos nuestro culo del sofá en todo el día, muy difícil será que no acabemos siendo obesos o teniendo diabetes. Nuestros genes nos hacen más o menos susceptibles a estos problemas, nos confieren una probabilidad de tener el problema en un ambiente determinado. Hay individuos que tienen un mayor riesgo genético de ser diabéticos, pero, en la mayoría de los casos, este riesgo se materializará o no dependiendo de lo que decidamos hacer. Incluso los caracteres con una influencia genética más marcada suelen tener también una influencia ambiental. Nuestra altura está influenciada en un 80% por nuestra herencia, pero también por nuestra dieta y por el deporte que practiquemos. E incluso aunque nazcamos con un problema genético claro que nos predestine a ser enanos, podemos ser tratados con hormona de crecimiento y llegar a tener una altura normal.

Niño con gafas

Genética y ambiente

Recientemente se ha observado una epidemia de miopía en China. Hace 60 años entre el 10 y 20% de la población era miope hoy en día el 90% de los adolescentes en China y el 95% en Seul lo son. ¿Ha pasado algo con sus genes? Casi seguro que no. Lo que parece haber pasado es que han cambiado los hábitos y ahora la mayoría de los niños en Pekin, y casi en cualquier otro lugar, no reciben suficiente luz solar, lo cual acaba traduciéndose en miopía. La forma del ojo es un carácter con un claro control genético, pero un cambio en el ambiente puede influir sobre él claramente.

Una idea extendida es que hay algunas cosas que dependen de la genética y otras que dependen del ambiente, pero es una idea completamente falsa. Los caracteres no dependen de la genética o del ambiente. No debemos plantearnos si nacemos o nos hacemos. Casi todos los caracteres dependen de la genética y del ambiente. Una regla general que podemos aplicar, cuando no tengamos ningún conocimiento previo sobre un carácter, es suponer que depende al 50% de la genética y del ambiente. Hay caracteres que más o menos influidos por la genética, pero este valor es bastante común.
Esta influencia ambiental rompe una de las asunciones que se hacían en GATTACA. Si el protagonista tiene un problema del corazón, en una sociedad con una biotecnología muy avanzada, lo que deben hacer es tratarlo y recomendarle que sea particularmente cauto con lo que coma y que haga ejercicio con moderación, no limitarse a predecir cuándo se va a morir.

Histograma de alturas viviente

Predecir el futuro es muy difícil

Pero hay otro problema más sutil con GATTACA. Algo que puede parecernos paradójico. Incluso, si obviamos completamente la influencia ambiental y asumimos que todo es genético, no podremos predecir cuál será el resultado marcado por esa genética. De hecho, a día de hoy, no podemos hacer esta predicción para ningún carácter con herencia mínimamente compleja. Imaginemos que un forense me trae sangre recogida en una escena de un crimen al laboratorio y me pide que le diga qué puedo saber sobre el sospechoso. ¿Podría decirle cuál es su altura? No. En el mejor estudio disponible hasta la fecha los investigadores han podido determinar sólamente la mitad de la variación genética. La altura es un carácter que deberia ser sencillo porque el 80% de su variación está asociada a la genética, siempre que haya una alimentación suficiente durante la infancia, pero su herencia es endemoniadamente compleja.
Los genetistas, empezando por Mendel, suelen explicar genética con los caracteres con una herencia muy sencilla, como el de la ataxia que hemos comentado antes. De hecho, el gran triunfo de Mendel fue ignorar la mayor parte de los caracteres y centrarse sólo en los sencillos. Es bueno empezar por lo fácil para poder aprender las reglas del juego, pero no debemos olvidar nunca que estamos haciendo trampa. La mayoría de los caracteres no dependen de un gen, sino de multitud de genes. Genes que, además, tienen unas relaciones muy complejas entre ellos y con el ambiente. El resultado es que lo que los genetistas pueden hacer habitualmente, en el mejor de los casos, es dar una probabilidad de cómo será el carácter. Esto queda bastante lejos de la predicción absoluta y condenatoria de GATTACA.

¿Significa esto que la herencia genética de nuestros padres no importa y que con esfuerzo podemos hacer lo que queramos? Espero que haya quedado claro que no. Si el carácter tiene una influencia genética grande, aunque el genetista no pueda predecir el resultado, nuestro organismo sí lo hará. Ni todo es crianza ni todo es herencia, los caminos de la genética son sutiles y, a veces, maliciosos. Estamos influidos por nuestra herencia genética, pero no de un modo absoluto y la fuerza de esta influencia depende del carácter.

El fiasco de los superhombres XYY

¿Podemos imaginar cómo sería una GATTACA más realista? Mucho más confusa. De hecho, no hace falta imaginarlo, tenemos ejemplos claros. En 1965 se publicó que una alteración cromosómica, la XYY, estaba ligada al comportamiento violento. Esta alteración se conoce habitualmente como la de los superhombres puesto que el cromosoma Y es el que determina la masculinidad en humanos y estos individuos tienen dos cromosomas Y en vez de uno. En un estudio en 325 pacientes en un hospital mental escocés de alta seguridad se encontraron nueve afectados por la alteración. Más tarde en un nuevo estudio, en 1968 se encontraron 5 individuos XYY en instituciones penales de Pensilvania, cuatro de los cuales tenían acné. A partir de estos exiguos datos se concluyó que los pacientes XYY eran especialmente violentos y que el acné en un criminal era un claro indicador de una alteración cromosómica subyacente. Esto fue un terrible ejemplo de pseudociencia, o al menos, de muy mala ciencia. Se estigmatizó a un segmento de la población en base a su genética basándose en muy pocas evidencias. Por fortuna, una de las características fundamentales de la ciencia es la autocorrección. Las afirmaciones son sometidas a crítica y las evidencias reevaluadas. Ya en el mismo 1968 se publicó un nuevo artículo basado en muchos más datos que concluía que no había una sobrerrepresentación de individuos XYY en las cárceles y los hospitales mentales. En 1969 los autores originales reconocieron su error. En 1976 en un nuevo estudio llevado a cabo en Copenhague se volvió a encontrar que los XYY no eran más violentos, aunque tendían a estar en instituciones mentales o penales con mayor frecuencia debido a un cierto retraso mental. La realidad es compleja.
¿Y qué hizo la sociedad con esta realidad compleja? Lo que suele hacer ante asuntos sutiles. Estigmatizar a los pacientes y crear series de televisión con asesinos XYY. Preparaos para las empresas que os van a vender tests de diagnóstico genético para todo y para la reacción social que eso va a provocar.

Esclavitud genética

¿No está en los genes?

¿Significa esto que debemos oponernos a la posibilidad de que haya caracteres determinados genéticamente? Oponerse a esto sería como oponerse a que el cielo es azul. Las cosas son como son, no como queremos que sean. A pesar de lo que mis amigos de izquierdas suelen pretender, parte de nuestra forma de ser y de pensar es genética. En 1984 tres reputados genetistas publicaron “No está en los genes”, un libro en el que se oponían a la determinación genética. Los seres humanos somos libres, no estamos determinados por nuestra sangre. Este trabajo ha sido severamente criticado por la mayoría de los genetistas que los han acusado de estar demasiado influidos por su ideología política y su deseo de que la sociedad, y no la biología, sea la que dicte nuestro destino.
Estos asuntos tienen todos los ingredientes para la polémica: son complejos y mezclan la sangre y el destino. Pocos se escandalizan si digo que la atracción de los hombres por las mujeres y viceversa es un carácter con una determinación marcadamente biológica. ¿Pero qué pensáis de los homosexuales? ¿Qué os escandalizaría más, qué se encontrase la base genética o que se demostrase que es algo completamente aprendido? En cualquier caso nuestra reacciones a estas preguntas no dictarán la realidad. Y sí, hay numerosos estudios sobre la herencia de le la homosexualidad, pero habrá que dejarlos para otra ocasión.

El secreto de la vida

El secreto de la vida es sonreír ante la adversidad y desear apretando bien fuerte los dientes. No, es broma. El secreto de la vida es cómo se las apaña para seguir adelante, no sólo día a día, sino milenio tras milenio,  eón tras eón. Los seres vivos consiguen, de algún modo, crear la siguiente generación antes de desaparecer en la nada. Los gatos engendran gatitos, los tiburones blancos tiburoncitos, la levadura del pan levaduritas. ¿Cómo pasan la información de generación en generación? El secreto lo descubrimos en 1953, pero para explicarlo conviene remontarnos un poco más atrás.

gatitos

¿Dónde se esconde la información genética?

¿De dónde sale el gatito? Evidentemente, de dentro de la madre, pero si rebobinamos la película vemos que el gatito se forma, en un complejo proceso de desarrollo, a partir de un embrión compuesto por una sola célula. Estás células tienen la capacidad de acabar conviertiéndose en un gatito, un rodaballo o un olivo, dependiendo de la especie a la que pertenezcan. ¿Cómo hace la célula para saber qué es lo que tiene que hacer? ¿En qué consiste esta esencia vital? Fue a principios del siglo XX cuando empezamos a tener algo de idea de cómo lo hacen.

Frederik Griffith era un genetista británico al que, durante la primera guerra mundial, le encomendaron investigar la vacuna para la neumonía causada por la bacteria Streptococcus pneumoniae. Griffith disponía de dos cepas, una virulenta, letal, que causaba la enfermedad y mataba a los ratones y otra no letal. Un modo de crear vacunas es matar las bacterias letales calentándolas y otro es infectar con bacterias no letales, y esto es justamente lo que Griffith estaba investigando.

Pneumococo

La materia muerta transforma la viva

Cuando Griffith mataba las bacterias letales por calentamiento, conseguía un líquido con células muertas incapaz de causar la enfermedad. Es decir, un ratón inoculado con una preparación de bacterias letales muertas no desarrollaba la enfermedad, cómo tampoco lo hacía uno infectado con las no letales. Ninguno de estos dos hechos eran muy sorprendentes, pero lo que hizo Griffith a continuación sí lo fue. Cuando inoculaba un ratón con la cepa no letal y células muertas de la letal, el ratón moría, a pesar de que ninguno de los dos inóculos por separado era letal. En la materia muerta, de lo que en algún momento habían sido bacterias letales, persistía un factor, una especie de esencia, capaz de transformar las bacterias no letales en letales. Algo muerto había transformado a algo vivo, pero ¿en qué consistía este factor?

¿Dónde está el principio transformador?

En aquella época la bíoquímica ya había conseguido dilucidar la composición química de los seres vivos. Como sabemos por los envases de comida, estamos formados por: azúcares, grasas, proteínas y ácidos nucléicos. Los azúcares y las grasas tienen funciones estructurales (forman por ejemplo, las paredes de las células) y energéticas (como bien saben nuestras cinturas). Pero la niña bonita de los bioquímicos es la proteína. Las proteínas tienen un comportamiento químico muy rico, puesto que pueden comportarse como ácidos, como bases, como solubles en agua o en aceite. Sin embargo, los ácidos nucléicos, especialmente el ADN (ácido desoxiribonucléico), son químicamente aburridos. Eso hacía que las sospechas sobre cuál era la composición del factor de transformación recayeran en las proteínas. Todo el mundo pensaba que el secreto de la vida debía tener que ver con las proteínas, por su interés químico y por que formaban la mayor parte de los cromosomas, unas estructuras que se sabía que tenían alguna relación con la herencia. Es cierto que los cromosomas también tenían ADN, pero el ADN era aburrido.

Cromosomas en una célula linfática

El principio transformador está en el ADN

Pero la ciencia necesita evidencias y no sólo hipótesis y esto es lo que consiguieron Avery, MacLeod y McCarty en 1944. Utilizando las incipientes técnicas de la biología molecular dividieron las bacterias letales muertas, que Griffith había usado, en sus componentes. Primero destruyeron los azúcares. El extracto continuaba transformando las bacterias no letales en letales. A continuación, digirieron y destruyeron las proteínas. El extracto sin proteínas seguía matando. Por fin, purificaron el ADN y el extracto de ADN puro seguía transformando. El resultado era inesperado, el principio transformador no estaba compuesto por proteínas sino por ADN.

A él, un Nobel, a ella, una palmadita en la espalda

A pesar de este resultado, la comunidad científica no cambió de idea de un día para otro y continuó siendo muy escéptica respecto a la posibilidad de que el ADN encerrase el secreto de la herencia. La comunidad científica suele ser muy conservadora, especialmente cuando los resultados son muy inesperados y exige muchas evidencias. La piedra de toque la aportaron en 1952 Alfred Hershey y Martha Chase, utilizando virus y una aproximación experimental completamente distinta, que confirmaba que el ADN era realmente el protagonista. A él, Hershey, le dieron el Nobel por esto, a ella, Martha Chase, una palmadita en la espalda.

Hershey y Chase

A-T, G-C

Había quedado confirmado que el secreto estaba en el ADN, pero a principios de los 50 el ADN era bastante desconocido. Se sabía que estaba compuesto por 4 moléculas pequeñas, llamadas nucleótidos, (Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) y Guanina (G)) repetidas innumerables veces. Pero nadie sabía ni cómo estaban ordenados estos nucleótidos dentro del ADN, ni cómo se las apañaba el ADN para pasar la información genética de una generación a la siguiente. Lo que sí se había comprobado en 1950 era una curiosa regla. En cada especie la cantidad de nucleótidos es distinta, en unas hay más y en otras menos, y en estas diferencias entre especies pueden ser muy grandes. Pero, lo que siempre se cumple en todas las especies es que hay la misma cantidad de A que de T y la misma cantidad de G que de C. Por ejemplo, en el caso de los humanos los valores que se midieron eran: G=19.9%, C=18.8%, A=30.9% y T=29.4%. Lo cual coincide con lo predicho por la regla, siempre que tengamos en cuenta los errores experimentales.

El siguiente paso que muchos se planteaban era cómo estaban ordenados los átomos que formaban la molécula de ADN en el espacio. ¿Cuál era su estructura tridimensional? Para conseguir averiguarla los microscopios no bastaban, porque no eran capaces de ampliar hasta la escala molecular. Se necesitaba algo más potente. Por fortuna, la investigación básica en física de partículas había llevado al descubrimiento de los rayos-X en 1895 y a la cristalografía de rayos-X a principios de siglo XX.

Cristalografía de Rayos-X

La cristalografía de rayos-X nos permite averiguar cómo están organizados los átomos en un cristal, por ejemplo en un grano de sal común. Pero esta técnica no es tan fácil de utilizar como un microscopio. En primer lugar, exige que la molécula que queremos observar esté cristalizada, es decir, que adquiera una estructura ordenada y repetida en el espacio, algo que puede ser muy complicado para moléculas biológicas complejas, como las proteínas o el ADN. Cristalizar moléculas biológicas es tan difícil, que es casi más un arte que una ciencia. Además, una vez que tenemos el cristal y lo metemos en el detector, lo que obtenemos no es una foto de bolitas en 3D, sino un patrón de difracción. Un patrón muy complejo de puntos en una película fotográfica, resultado de la danza mecanocuántica de los fotones de luz en el cristal. Ambos pasos, la cristalización del ADN y la deducción de la estructura a partir de patrón de puntos ADN son endemoniadamente complejos y en los 50 exigían llevar la tecnología al límite. Por fortuna para todos nosotros, hay exploradores que no pueden evitar la llamada de la frontera.

Franklin y difracción rayos-X DNA

La carrera por la estructura del ADN

Rosalind Franklin, una experta cristalógrafa, y Raymond Gosling, su estudiante, se propusieron cristalizar el ADN y obtener buenas fotografías de los patrones de difracción. Para conseguirlo, tuvieron que jugar con las condiciones en las que tenían el ADN y con los propios aparatos de rayos-X, que ellos mismos iban mejorando sobre la marcha. En 1951 Franklin ya pensaba que la estructura del ADN era un hélice, pero había datos experimentales que no acababan de encajar, por lo que decidió esperar a publicar sus resultados hasta 1953. Pero en 1953 todo se acelera. En enero Linus Pauling, el gran químico, ganador de dos premios Nobel, publicó una propuesta de la estructura del ADN que resultó ser completamente errónea. La autoridad no se impone a la realidad en ciencia. James Watson y Francis Crick, que también estaban trabajando en la deducción de la estructura, pensaban que el camino a la solución pasaba por las excelentes fotografías de Franklin y Gosling. De modo que, ese mismo enero, Watson acudió al laboratorio de Franklin con el fallido artículo de Pauling bajo el brazo. Le proponía colaborar para no se les pudiese adelantar nadie más. Franklin se molestó porque no pensaba que necesitase la ayuda de nadie para interpretar sus propios datos y se negó a colaborar con Watson y Crick. Antes de marcharse del instituto de investigación, Watson decidió visitar a Wilikins, un colega de Franklin y éste hizo algo que quedará para siempre en la historia de la ciencia. Sin el permiso de Franklin, le enseñó la fotografía número 51 del patrón de difracción del ADN. Watson era una mente preparada y esta fue la única pista que necesitó.

apareamiento nucleotidos

La doble hélice

Inmediatamente volvió junto a Crick e iniciaron una carrera contrarreloj por descubrir la estructura que explicase todas las evidencias. Crearon modelos metálicos de los nucleótidos A, T, C y G y les dieron innumerables vueltas hasta que consiguieron hacerlos encajar. Se dieron cuenta que las parejas AT y GC encajadas tenían exactamente el mismo tamaño, lo cual podía ser, de algún modo, la razón de porqué en el ADN hay el mismo número de AT que de GC. A partir de ahí, su esfuerzo y su genialidad hizo el resto y en marzo de 1953 consiguieron una estructura definitiva. Inmediatamente, se dieron cuenta de que eran los primeros humanos en descubrir el secreto de la vida, cómo se las ingeniaba el ADN para copiar la información genética de una generación a la siguiente.

Estructura ADN

El secreto: ADN y herencia

Su propuesta, que es el modelo correcto, se basaba en dos cadenas de nucleótidos. Cada cadena compuesta por una secuencia de nucleótidos que podían ser A, C, T o G. Es decir, cada cadena es una larga lista de estas cuatro letras enganchadas unas con otras como cuentas en un collar. Esta secuencia de letras, exactamente como la secuencia de letras de un libro, almacena la información genética. Pero además, el ADN guarda un truco adicional. Las dos cadenas son completamente redundantes. Las dos cadenas están alineadas una junto a otra, como las dos partes de una cremallera y el truco consisten en que siempre que en una cadena hay una A en la otra hay una T y siempre que en una cadena hay una G en la otra hay una C. Esto es una consecuencia de la propia estructura. Watson y Crick habían descubierto que estas parejas (AT y GC) eran las únicas capaces de encajar en la estructura. Las otras parejas, como AC o GT,  simplemente no encajaban. Esta era la razón de que en todos los seres vivos el número de As sea igual al número de Ts y el de Gs al de Cs. Y este es el truco que utiliza la vida para copiar la información genética. Se separan las dos cadenas y con cada una de ellas puede conseguir una nueva copia de doble cadena exactamente igual a la original, porque los nucleótidos correctos de buscan el uno al otro. Esta alta fidelidad en la copia es la que permite que los gatos tengan gatitos y los tiburones tiburoncitos.

Todos sabemos además que la estructura del ADN es una hélice, pero esto no es relevante, lo importante es que es una doble hélice y que las dos cadenas tienen la misma información.

El resultados de todas estas investigaciones se publicó el 25 de abril de 1953. Watson y Crick recibieron el Nobel y se convirtieron, con razón, en dos de los científicos más famosos de la historia. Franklin y su estudiante Gosling, que habían conseguido las evidencias cruciales, no recibieron el Nobel y fueron olvidados. Franklin tuvo la desgracia de morir joven, de cáncer, en 1958. La cuestión que queda en el aire es si hubiese recibido el Nobel junto a Watson y Crick en 1962 o le habría pasado lo mismo que a Martha Chase. Eran malos tiempos para ser una mujer, aunque fuese brillante.

La vida no es simple química, es información

Una vez las moléculas aprendieron a copiarse, las reglas del juego habían cambiado. Ya no se trataba simplemente de química, sino de información. La vida había nacido, y la carrera evolutiva que llevaría a los seres vivos a conquistar el planeta había empezado y durante 3000 millones de años nada la ha detenido.

Galileo no jugaba a los dados

Una crítica común a la Medicina Basada en la Ciencia es la falacia de Galileo: Galileo no hubiese descubierto nuevas fronteras en física si no se hubiese atrevido a romper con las premisas establecidas. Por eso, es importante investigar si la homeopatía o el reiki funcionan. La forma de avanzar es tener la mente abierta. Otra crítica menos absurda, también relacionada con el uso del conocimiento científico previo, hace referencia a la subjetividad. La evaluación del conocimiento es, hasta cierto punto, subjetiva. Dos investigadores pueden tener discrepancias legítimas sobre la probabilidad de que una hipótesis sea cierta, por ejemplo la probabilidad de que un medicamento funcione. De estas dos cuestiones trata esta continuación a la entrada sobre la Medicina Basada en la Ciencia.

La falacia de Galileo

Es común que los defensores de las pseudoterapias hagan la siguiente crítica. Si nos negamos a evaluar tratamientos no respaldados por la medicina oficial, nos negamos la posibilidad a aprender cosas inesperadas y valiosas. La medicina oficial no esperaba que la úlcera se debiese a una infección, los médicos insistían en culpar al estrés de los pacientes. Si a Galileo no se le hubiese permitido hacer experimentos, nunca se habría podido comprobar que la Tierra gira alrededor del Sol. En esto consiste la falacia de Galileo.

Galileo no iría al homeópata

Podría parecer que estas críticas tienen algo de sentido. Nuestro conocimiento actual dirige qué hipótesis vamos a explorar. Puede que tengamos descubrimientos maravillosos esperándonos en la punta de los dedos, pero que nuestra imaginación, o una prudencia exagerada, nos impidan plantear los experimentos necesarios. Pero, ¿es cierto que si sólo evaluamos lo esperable no aprenderemos lo inesperado? No.

Galileo hizo los experimentos pertinentes, pero no los hizo por probar a tontas y a locas. Cuando los hizo no esperaba un resultado inesperado. Muy al contrario, estaba prácticamente seguro de lo que iba a observar y el cosmos no le sorprendió. Proponer que la Tierra se movía no era una osadía. Aristarco ya lo había propuesto hacía casi 2000 años y lo había hecho, como lo hizo Copérnico, basándose en unas evidencias claras, el movimiento de los otros planetas. La genialidad de Galileo no consistió en tirarse a la piscina, sino en insistir que la ciencia es un conjunto de conocimientos integrado y que áreas distintas, como el disparo de los cañones y la astronomía, no pueden obedecer a principios profundos contradictorios.

Paul M. Dirac

Un cosmos, unas reglas. No hay ramas del conocimiento aisladas.

Esta unidad del conocimiento es una fuente inagotable de conocimientos inesperados. Lo que en un área de la ciencia es esperable, en otra puede ser radicalmente inesperado. En medicina tenemos numerosos ejemplos. Paul Dirac, un físico amante de la sencillez y la belleza matemática, integró a principios de siglo XX la mecánica cuántica y la relatividad especial. La física de lo muy pequeño y de lo muy rápido. Una tarea titánica que logró resolver basándose en la integración de los principios profundos de dos las dos físicas. Su propuesta, en 1928, que la simetría profunda de sus matemáticas predecía la existencia de la antimateria. Una conclusión que se materializó sólo 4 años después en un experimento y que se utiliza actualmente en un procedimiento diagnóstico habitual, la Tomografía por Emisión de Positrones. Si a un médico le hubiesen pedido seleccionar un proyecto de investigación con visos de acabar teniendo una aplicación práctica, jamás se le habría ocurrido apostar por Dirac. Su proyecto se basaba en físicas extrañas, en el principio de indeterminación y en gemelos que viajan a distinta velocidad en el tiempo. Además, Dirac era un físico taciturno y extraño que tenía fama limitarse a conversar diciendo una palabra por hora. Se dice que cuando Dirac se encontró con Richard Feynman en una conferencia, después de un largo silencio, simplemente dijo: “Tengo una ecuación, ¿tienes otra?”

PET Scan

La ciencia fundamental crea aplicaciones inesperadas

La ciencia más abstrusa y básica acaba, habitualmente, por ser la fuente de las aplicaciones que mueven nuestro mundo. La curiosidad, unida a una rigurosidad despiadada, nos descubren nuevas regiones del Cosmos y nuevas tecnologías aplicadas. La electrónica surgió de la mecánica cuántica, la web de la física de partículas, la seguridad en internet de la teoría de los números y los propios ordenadores del estudio matemático de las bases de la lógica. Pretender financiar solamente la ciencia aplicada, demuestra una ceguera de terribles consecuencias para el futuro.

Otra fuente de conocimiento inesperado es la pesca. Los científicos muchas veces van de pesca, en vez de hacer experimentos planeados para evaluar una hipótesis concreta, hacen experimentos sin hipótesis previas para ver qué acaba sucediendo, qué hipótesis acaba picando. Estos tiros a ciegas tienen la ventaja de no depender de nuestras hipótesis previas. El problema es que hay que ser cautos pescando porque la estadística de los grandes números nos puede confundir. Las nuevas hipótesis generadas deben someterse siempre a la evaluación en nuevos experimentos rigurosos, de modo que puedan mostrar su valía real.

Pesca con red

Pero volvamos a las ideas inesperadas. Ya hemos visto que no todas las hipótesis son igual de probables y esto se convierte en una tensión que define la carrera de todos los científicos. Uno puede elegir apostar por el caballo ganador, estudiando sólo hipótesis que todo el mundo espera que sean ciertas, o apuntar al cielo y apostar por hipótesis arriesgadas. Demostrar algo esperado no tendrá un gran reconocimiento, pero las apuestas arriesgadas acaban, en demasiados casos, en fracaso. Cuando más riesgos asumamos, más fácil es que acabemos por desperdiciar los recursos, y la ciencia no es barata, pero si no arriesgamos será mucho lo que perderemos. Cada científico, dependiendo de su personalidad, de su historia y de sus circunstancias, se enfrenta diariamente a esta tensión y cada uno la resuelve de un modo. Barry Marshall apostó, con su propia salud, por H. pylori como causante de la úlcera de estómago. Fue capaz de ver una posibilidad que nadie antes había visto y consiguió evidencias claras que demostraban su hipótesis.

El tratamiento que no existe no puede funcionar

Independientemente de nuestra tendencia a asumir riesgos, lo que no podemos hacer es empeñarnos en desperdiciar recursos públicos en evaluar una y otra vez hipótesis imposibles. No podemos jugárnosla en loterías que no pueden salir, al menos no con el dinero público. Apostar por un tratamiento basado en no administrar ni una sola molécula es como confiar nuestra curación a médicos fantasma.

Conocimiento previo y subjetividad

En ciencia ignorar el conocimiento previo no es una opción, pero la evaluación de este conocimiento es, hasta cierto punto, subjetiva. Esta es la crítica más frecuente al razonamiento bayesiano que introdujimos en la entrada sobre Medicina Basada en Ciencia.

Yo puedo pensar que la homeopatía es imposible porque si no hay moléculas no puede haber efecto, pero tú puedes pensar que las vibraciones del agua pueden tener recuerdos. Distintas personas juzgarán el conocimiento previo de distinto modo. Esta subjetividad hace que muchos huyan de la aproximación bayesiana.

El consenso absoluto es inalcanzable, sólo podemos aspirar a un consenso razonable

El problema es que aunque esta crítica es irrefutable, no es menos cierto que es inevitable y que no es exclusiva del razonamiento bayesiano, sino de cualquier razonamiento. Si no tenemos en cuenta el conocimiento previo, nunca podremos aprender nada, puesto que el nuevo conocimiento dependerá, necesariamente, de las nuevas evidencias y del conocimiento anterior. Intentar ignorar este problema simplemente lo esconde debajo de la alfombra. La alternativa a no evaluar el conocimiento previo es no usarlo, volver siempre a la casilla de salida, a lo que Tales de Mileto sabía del Cosmos hace 2600 años. Si os interesa leer discusiones más técnicas os recomiendo que leáis sobre la falacia del P-valor y sobre las defensas y las críticas a la inferencia bayesiana.

Ser conscientes de la dependencia del método científico del conocimiento previo, nos obliga a esforzarnos en evaluar este conocimiento de un modo lo más objetivo y riguroso posible. Además, nos exige explicar claramente porqué hemos considerado ciertos estudios anteriores o por qué hemos ignorado otros. Puede que incluso, aun tras hacer este esfuerzo sigan habiendo diferencias de opinión entre distintos investigadores; pero, al menos, sus diferencias serán explícitas y estarán sujetas al escrutinio público. En el peor de los casos, la aproximación bayesiana hará explícito el problema.

Además, incluso aunque persistan las diferencias de opinión, no todo está perdido, dado que lo que sí podemos hacer es evaluar objetivamente las nuevas evidencias que vamos a ir acumulando. Esto hará que, con el tiempo, las posturas que inicialmente no coincidían se vayan aproximando a medida que vayamos aprendiendo de las nuevas evidencias. Por supuesto, para que esto funcione, debemos evaluar las evidencias de un modo imparcial, independiente de nuestros intereses e ideas previas. Si nos empeñamos en ignorar las evidencias que nos contradicen y utilizar sólo las que nos apoyan, nunca llegaremos a tener conocimiento, nos quedaremos en mera opinión.