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PRIMERA PARTE
NOCIONES DE ETOLOGIA
La fisiología es el estudio de la constitución interna
Irritabilidad.
La irratibilidad, segun la Regla 28, es una característica de todos
los seres vivientes. Se llama así a la capacidad de reaccionar externamente
a un estímulo ambiental, ante el cual tambien reacciona fisiologicamente
en forma interna. Las irritabilidad es la más extendida de las adaptaciones.
Un ser vivo manifiesta irritabilidad al consumir un nutriente, al
buscar o evitar la luz, al perseguir una presa o engañar a un depredador,
al poner en marcha mecanismos que facilitan su supervivencia y que
ya sea que ha "inventado" la selección natural o que es consecuencia
de cambios en las condiciones iniciales de un sistema complejo. El
tema, en parte, ya se ha tocado repetidas veces y se han dedicado
varias páginas a los sistemas de control de genes (Kauffman, Jacob
y Monod). El "invento" está explicado por el principio de la homeostasis
de Walter B. Cannon, que explica que todo órgano y todo organismo
tiende a la estabilidad en sus condiciones de mejor supervivencia,
como se ve claramente en el cerebro de los animales provistos de sistemas
nerviosos y que se discute en este mismo parágrafo. La homeostasis,
cuando se logra, exige la especial acción de mecanismos de control
por realimentación y, en el cerebro, tambien de reentrada.
El hecho de que los organismos muestren irritabilidad es apenas un
aspecto externo de la condición fisiológica de autorregulación ante
cambios. La mayoría de los recursos autorregulantes son internos
al organismo y no se exteriorizan en una conducta de irritación (sobre
todo en los animales) ni de tropismos (que es el término más usado
para plantas). Los seres vivos regulan todo lo que pueden sus funciones
internas y si a veces se transparentan esas regulaciones en conductas
o síntomas externos, muchas veces se los puede interpretar como búsqueda
de una autorregulación por medios adicionales a los estrictamente
internos. Si la temperatura sube, se ponen en marcha respuestas internas
(metabólicas) del organismo, que se harán externas como una posibilidad
adicional. Cuando aparece una elevación o caída de temperatura o de
presión o de humedad o de pH o de tensión superficial o de alimentos
disponibles o de modificación en la orientación del campo gravitatorio
o de la luz, o del nivel de riesgo, o de tantas otras variables, el
organismo realiza ajustes en principio internos que si no alcanzan,
se pueden concretar en conductas visibles externamente, que llamamos
irritabilidad. Las diferentes conductas pueden ser parte del pasaje
de un gen, de un órgano, de un proceso biológico, desde un estado
apagado (0) a un estado encendido (1) . Pasar de la infancia (0)
a la pubertad (1), pasar de un gameto no fertilizado (0) a uno fertilizado
(1), pasar un cultivo celular desde un crecimiento continuado (0)
a una inhibición por contacto (1), pasar una sanguijuela del estado
de saciedad (0) al estado de hambre (1), pasar la glándula tiroides
de no producir calcitonina (0) a producirla (1), pasar un niño desde
la incapacidad de hablar (0) a la época propicia para aprender a hacerlo
(1), pasar un mamífero del sueño o de la hibernación (0) a la vigilia
(1), pasar un caballo del paso al trote y del trote al galope, pasar
un invertebrado por etapas de metamorfosis, saltar un sistema de genes
de Kauffman desde una condición inicial a su atractor final, ir y
volver un reloj biológico de un atractor a otro u operar con los dedos
como hemos hecho al final del módulo I, son todos ejemplos de conductas
manifestadas externamente.
Comportamientos típicos de la especie.
Reinos de protistas y plantas. Cada especie viviente debe
tener tipos de conducta que le permitan a cada integrante vivir como
individuo (sobre todo, conducta ante el alimento) y reproducirse como
especie (conducta de fertilización o de apareamiento, si la especie
es sexuada). No hay dos especies que logren estos fines compartiendo
los mismos tipos de conducta.
Observamos un alga microscópica, la Chlamydomonas y le encontramos
una mancha roja denominada mancha ocular. Con ella detectan la luz
del microscopio. Cuando la luz no es demasiado fuerte, las algas
se acumulan en la parte iluminada. Cuando la luz es demasiado fuerte,
huyen de ella. En habitats naturales se agrupan en zonas de iluminación
intermedia. Al oscurecer el campo con la mano, las algas se sobresaltan
y nadan a mayor velocidad, lo mismo que con demasiada luz. Las manchas
oculares les permiten apreciar variaciones o fluctuaciones positivas
o negativas. Cuando encuentra tanto luz como temperatura adecuada,
el alga crece rapidamente y luego se divide.
Todos hemos observado que las plantas se suelen mover en busca de
mejores condiciones, como es típico de la gigantesca flor del girasol. Tambien
las raíces de un árbol que crece cerca de una barranca que empieza
a derrumbarse buscan de nuevo la verticalidad y en el laboratorio
se observa que los detectores de fuerzas gravitatorias monitorean
y empiezan a corregir el cambio sufrido por el derrumbe en menos de
un minuto. Las enredaderas y las plantas parásitas buscan la luz
en las alturas. Si un nuevo árbol quita la luz a otro, este último
se suele torcer hasta volver a encontrarla. Los tallos y las flores
del girasol responden al estímulo luminoso con el denominado fototropismo
positivo. Las raíces detectan los nuevos centros de gravedad con motivo
de poseer un geotropismo negativo. Tambien los raíces vegetales exhiben
una neta respuesta a la presencia de agua, hacia la cual prefieren
tender. Toda vez que un tallo o una raíz de formas aproximadamente
cilíndricas necesitan curvarse para buscar el campo gravitatorio,
o la luz y el agua, uno de los costados del cilindro debe crecer más
velozmente que el costado opuesto, para lograr la curvatura ansiada. La
hormona que ayuda en ese crecimiento diferencial se denomina auxina. La
auxina se acumula en el lado más sombrío del tallo, que entonces se
dobla hacia la luz. Todo sucede como si la auxina fuese destruída
por la luz, lo cual explica que una planta iluminada resta más baja
de altura que una planta crecida en la oscuridad.
Ya hemos considerado en el módulo I los movimientos nocturnos de las
flores que, dijimos, se justificaban debido a las plantas evitaban
confundir un plenilunio con un día nublado. El reloj biológico que
abre y cierra a las flores o a las hojas de la mimosa no se atribuye
a la auxina, sino a los períodos de flaccidez nocturna y turgencia
diurna cuya explicación resulta interesante.
Los movimientos que aparecen en las plantas se pueden deber a dos
causas: 1) el crecimiento (por ejemplo, con auxina) y 2) los fenómenos
osmóticos (como es el caso de la turgencia y la flaccidez)
.
Las hojas de las plantas carnívoras (por ejemplo las sensitivas también
muestran neta prevalencia de los mecanismos que consiguen mover a
los vegetales y la selección natural busca respuestas rápidas para
atrapar a los insectos engañados con formas o aromas sexuales. Los
insectos no atrapados ni engañados son los que tienen un genoma con
mayor valor de información, que empieza a prevalecer de generación
en generación, a lo cual las plantas carnívoras responden con una
mayor perfección en el oficio que han elegido, oficio que les ahorra
la tarea de sintetizar, con el sol, algunos amino-ácidos más complejos.
En todos estos ejemplos se aprecia cómo un organismo responde a los
estímulos del habitat mediante respuestas que alteran la primitiva
relación organismo/medio. Al conjunto de estas respuestas heredadas
se lo denomina comportamiento; a los genes que intervienen los llamamos
comportamentales. La conducta tiene entonces una base biológica, cuyo
estudio es la Etología.
Genes comportamentales.
Reino animal.
Mecanismos de sinapsis y aprendizaje.
Sentidos fisiológicos.
Los animales, debido a su mayor autonomía, tienen oficios que requieren
en general sentidos fisiológicos mucho más agudos que las plantas.
La excepción la proporcionan los espongiarios y las tenias; hay casos
intermedios donde los invertebrados no tienen respuestas ni rápidas
ni elaboradas frente a los estímulos ambientales.
Continuando con el ejemplo del estímulo interno de un dolor de cabeza,
es posible distinguir dos comportamientos diferentes. Por un lado,
está el comportamiento innato debido a genes comportamentales, por
otro lado está el comportamiento adquirido por aprendizaje sobre la
base de las posibilidades geneticamente admisibles. (Regla ). El
primero requiere un primer intento bien orientado que luego promueve
un hábito rapidamente establecido, como se ha visto con los pájaros
aislados de sus congéneres que necesitan escuchar aunque sea una vez
de una cinta magnetofónica con grabaciones mixtas de varias especies,
el canto típico de la suya, para disitinguirlo e imitarlo, a lo cual
llamamos innato.
Vamos a justificar esa explicación, que es enteramente general y que
aquí se particulariza para mayor claridad.. El cerebro de un pájaro
tiene no menos de mil millones de sinapsis. Es impensable, segun opinión
habitual, que todas ellas estén geneticamente programadas de antemano. Está
programado, en cambio, el siguiente mecanismo, más compacto en instrucciones
del DNA: las neuronas realizan sinapsis entre sí al azar, motivadas
por proteínas membranarias denominadas N-CAM (o sea Neural Cell Adhesion
Molecule, molécula adhesiva de células neuronales) que permiten el
reconocimiento de dos de ellas, vecinas entre sí en alguna de sus
ramificaciones (una en cada una de las dos neuronas destinadas por
azar a hacer sinapsis o sea construir botones sinápticos). Esto puede
suceder en etapas embrionarias tardías, despues de un intenso fluir
de neuronas en duplicación que transitan de un lado a otro programadamente,
motivadas por difusiones de moléculas de proteínas tales como la cbc-2
Cada cerebro de esa especie de aves es embrionariamente distinto en
esos detalles de todos los demás de la misma especie, por la componente
al azar de las sinapsis iniciales.
La zona encargada del canto (algo así como el área de Broca humana)
en el cerebro aviar tiene de entrada muchas más neuronas y sinapsis
que las que finalmente van a ser útiles para reconocer el canto y
entonarlo "en forma innata".
Reconocido el canto, se refuerzan hebbianamente
Hay que repetir una explicación similar para la emisión del canto
en vías de ser aprendido. Los movimientos musculares asociados con
el canto correcto se deben tratar de obtener sobre la base de los
circuitos al azar previos, reforzando hebbiananmente los que permiten
obtener resultados aceptables. Al reforzarse algunas sinapsis se desencadena
la muerte de todas las neuronas, que son muchas, que han quedado fuera
del circuito reforzado (mecanismo antihebbiano de inhibición), segun
la tercera parte de la Regla 31 de Edelman).
La referida Regla merece un estudio más detallado, que haremos leyendo
las explicaciones de Edelman. En forma previa debe aclararse el concepto
de reentrada
LECTURA 64
GERALD EDELMAN
En la lectura 59, Edelman explicó datos básicos de una teoría de la
selección, donde se consideraba el compromiso entre
la especificidad y la generalidad del grupo de materiales
que selecciona. El tema tiene aspectos en común con la biología de las
poblaciones, disciplina
que se integra también dentro de la biología unificada, disciplina
que Edelman amplía a otros dos casos. Se trata de la biología
de las poblaciones
LECTURA 65
LEGAY Y DEBOUZIE
SEGUNDA PARTE
ETOLOGIA GENES Y MEMES
Dawkins habla de genes egoístas que necesitan construir organismos vivientes para
sobrevivir. En toda evolución genética la información es transmitida por estos genes.
Por analogía, Dawkins habla de memes, palabra que usa para la evolución cultural. Son
memes las porciones de información que pasan conductualmente de un individuo a otro. En
ambas evoluciones hay selección natural. Sabemos, además, que en la evolución genética
hay autoorganización. Un padre y una madre, o una madre solamente, transmiten
información autoorganizable exclusivamente a sus descendientes y sólo en el momento de
la fecundación, incentivados por esos genes egoístas. En la evolución cultural un
individuo puede recibir "memes" de muchos otros, siendo esos memes información
organizada desde afuera y que dicho individuo puede compartir, a su vez, con otros en
cualquier momento. La evolución genética es muy lenta, la memética puede ser sumamente
rápida. La evolución genética es comandada por el genomio; la evolución memética o
cultural es comandada por el cerebro, que selecciona del ambiente lo que merece imitarse
e internalizarse. Ambos son sistemas complejos capaces de recibir, almacenar, procesar
y transmitir información. En último análisis, el cerebro es un invento del genomio para
perpetuar mejor la información valiosa de los genes y los memes son subterfugios
adicionales para perfeccionar aún más esa perpetuación.
La diferencia entre los antropoides y el humano reside en que el ciclo de duplicación de
las células nerviosas es más prolongado en este último. En los antropoides el cerebro
deja de proliferar al poco tiempo; no así en el humano. El reloj biológico que
interrumpe la fabricación de las neuronas con habilidad duplicatoria, es diferente en
antropoides y en el humano. Quizás sean apenas unos pocos genes. Perdida la capacidad
duplicatoria, el único fenómeno que sobrevive es el de captar la validez de diferentes
memes, seleccionandolos por selección "natural". Hay maneras de vivir más riesgosas
(drogas, oficios letales, descuidos) que llevan a quien las practica a una escasez de
oportunidades para que sus genes se perpetúen. Hay diversos pasos hacia el desarrollo de
la cultura. Como en el giro evolucionario de Reid, la inicial rigidez fue siendo
sustituida por una cada vez mayor flexibilidad en la adaptación al medio. Lo mismo se
observa con Reid en la evolución genética, que tuvo que flexibilizarse desde una rígida
reproducción vegetativa por bipartición de la madre, pasando por la reproducción asexual
con mutaciones, hasta una final reproducción sexual con mutaciones y recombinación,
clave de los progresos ulteriores. La inicial rigidez comportamental de las bacterias
móviles se vió superada por su capacidad de recibir información de otras bacterias,
reaccionando en consecuencia; hasta conducirse como un hipotético organismo pluricelular
con células individuales ligadas entre sí por mensajes químicos, como es cualquier hongo
que adopta la forma de pie, sombrilla y raíces a partir de una colonia de unicelulares
con división de trabajo. La evolución de los sistemas de comunicación permite distinguir
lo que pasa en las colonias de bacterias de lo que se observa en sociedades de insectos
y de mamíferos. La capacidad de aprendizaje y la capacidad de decisión son
progresivamente exhibidas por los animales con sistema nervioso a medida que adoptan
formas biológicas superiores.
La cultura misma también sufre evolución. Los pinzones de las Galápagos aprenden a usar
espinas para sacar larvas de las cortezas de árboles, las focas usan piedras para romper
caparazones de moluscos, los chimpancés preparan ramitas para sacar termitas, los mansos
elefantes africanos aprenden a ser esquivos y agresivos frente al hombre, el herrerillo
que se le ocurrió perforar con su pico la tapa de una botella de leche de décadas
pasadas para tomarse la crema y que, imitado luego por sus congéneres, convirtió la
costumbre en una plaga, los humanos que inventan herramientas, lenguaje y escritura. La
presión selectiva de un entorno cambiante ha conducido circularmente a cerebros
perfeccionados que permiten respuestas rápidas y eficaces.
John T. Bonner - La evolución de la cultura en los animales - Alianza Editorial- Madrid
- 1982.
INFORMACION
La existencia de los seres vivos depende del fenómeno de la trnasmisión y la recepción
de información. Incluso el ser unicelular más elemental precisa conocer datos sobre el
ambiente que lo rodea para llevar a cabo sus actividades vitales y aumentar sus
posibilidades de supervivencia. Esta necesidad se multiplica enormemente cuando varios
organismos elementales se agrupan para constituir un ente de orden superior, cuya
viabilidad depende de la existencia de una coordinación perfecta entre los diversos
individuos que lo componen. ??? Hace unos 800 millones de años aparecieron en la tierra
los seres pluricelulares. Las fuerzas de la evolución dieron lugar a la aparición en
muchos de estos organismos, de sistemas de transmisión y recepción de información. Los
diversos sentidos permiten recibir datos sobre el ambiente exterior. Los sistemas
nervioso y hormonal gobiernan el reparto interno de la información a través de impulsos
eléctricos ??? el primero y de las concentraciones de ciertas sustancias químicas el
segundo.
La sociedad humana se puede considerar como un superorganismo formado por multitud de
entes individuales, unidos entre sí de una forma semejante, aunque menos rígida, que las
células que componen el cuerpo de un ser pluricelular. Como tal organismo complejo, la
sociedad precisa de mecanismos de transmisión de información para poder organizarse y
sobrevivir. El más importante de estos mecanismos es el lenguaje.
Desde hace dos millones y medio de años, el hombre y los protohomínidos han utilizado
herramientas. Estas han ido complicándose con el tiempo, hasta convertirse en máquinas
complejas. Hasta hace poco menos de 40 años, todas estas máquinas se gobernaban con
pocas órdenes, de naturaleza principalmente mecánica, fáciles de aprender y de
practicar. Con la invención del computador digital, el control exige gran cantidad de
información y de nuevo la invención de un lenguaje común.
Manuel Alfonseca y María Luisa Tavera, La traducción de los lenguajes de computador
Inv y Ciencia, p. 8, N¦ 48, set 1980
SELECCION DE ESPECIES
Los darwinianos puntualistas han adoptado el concepto de selección natural de especies,
como un todo, lo cual amplía el campo de la selección natural (que de ordinario se
refiere a individuos y más concretamente, a genes).
Esta noción supone que una especie dotada de un cierto atributo terndrá mayor
probabilidad de perdurar y dar origen a otras nuevas que una que carezca de él. Por
ejemplo, en un cierto grupo de organismos, pudiera ocurrir que aquellas especies cuyos
individuos fueran de mayor tamaño, dieran lugar a nuevas especies o evitaran la
extinción con mayor facilidad que otras especies cuyos individuos fuesen de menores
dimensiones. Con esto se observará que el grupo de especies estará aumentando de tamaño
promedio, promedio influído por el número creciente de individuos de la especie más
alta.
Se puede decir que los genes compiten entre sí por la supremacía en el acervo génico de
una población, al conferir efectos adaptativos a sus portadores. Pero las especies, en
cambio, cuando están emparentadas, no compiten. Esto se ve en la Drosophila donde
especies emparentadas coexisten con nichos u oficios diferentes: utilizan el ambiente
de forma dispar. El que una especie desaparezca no suele deberse a ser derrotada por la
competencia con otras especies, sino a que el acervo génico es poco flexible para
adaptarse al cambio ambiental. Por lo cual la selección de especies es de dudoso valor
frente a la selección génica. El destino de las especies depende de la capacidad de los
individuos que las componen para enfrentarse con el medio. Tal aptitud solo proviene de
la selección natural de los genes.
LA EVOLUCION DEL DARWINISMO G-LEYLARD STEBBINS Y FRANCISCO J. AYALA - INV Y C, P 42,
N§108, SET 1985
TEORIA DE LA SELECCION DE LOS GRUPOS NEURONALES
BIOLOGIA DE LAS POBLACIONES
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