Selección natural

En 1811 se encontró por primera vez en Gran Bretaña una forma oscura de la polilla moteada, y durante los 150 años siguientes se extendió por los bosques cubiertos de hollín.

La polilla moteada

La polilla moteada, Biston betularia, descansa de día sobre los troncos de los árboles. Hasta los años 1800, casi todas las polillas moteadas de Gran Bretaña eran claras, con motas grises y blancas; a esta forma se le llama typica. En 1811 se encontró en Gran Bretaña por primera vez una forma oscura, carbonaria. Durante los 150 años siguientes, la forma oscura se extendió con rapidez en las zonas donde el humo de las fábricas había ennegrecido los árboles, mientras que la forma clara siguió siendo más común en el campo limpio. Los experimentos de cruzamiento habían demostrado que el color depende de un solo gen, con un alelo para el color claro y otro para el oscuro.

En la década de 1950, Bernard Kettlewell puso a prueba la idea de que eran las aves las que hacían la selección. Marcó cientos de polillas claras y oscuras, las soltó en bosques y dos días después intentó capturarlas otra vez con trampas de luz. En los bosques contaminados volvió una proporción mayor de polillas oscuras; en los bosques limpios, una proporción mayor de polillas claras. Las polillas que se confundían con su fondo eran comidas con menos frecuencia. Este mismo patrón, en el que los animales se vuelven oscuros en lugares contaminados, se llama melanismo industrial y se ha observado también en otras especies.

Cómo funciona el laboratorio

El laboratorio usa escarabajos inventados de cinco tonos, numerados del 0 (pálido) al 4 (negro), sobre una corteza de uno de esos mismos cinco tonos. En cada generación, cada escarabajo sobrevive con una probabilidad de 1 − presión × (diferencia ÷ 4), donde la diferencia es el número de niveles de tono que lo separan de la corteza. Con una presión del 50 por ciento sobre corteza con hollín (tono 4), un escarabajo negro tiene una diferencia de 0 y siempre sobrevive, uno intermedio (tono 2) sobrevive 1 − 0.5 × 2 ÷ 4 = 75 por ciento de las veces y uno pálido, el 50 por ciento de las veces. Luego los supervivientes se reproducen hasta volver a ser 100 escarabajos. Cada cría hereda el tono de su progenitor, salvo que, con una probabilidad igual a la tasa de mutación, termina un tono más clara o más oscura. Los números son inventados para enseñar, pero la lógica es la misma que en las polillas.

Haz varias pruebas. Con presión 0, el color no importa y nada empuja a la población en ninguna dirección. Con presión del 100 por ciento y tasa de mutación 0, una población que no tiene escarabajos del tono adecuado solo puede llegar al tono más cercano que ya tiene: la selección solo puede elegir entre la variación que existe. Si subes un poco la tasa de mutación, siguen apareciendo tonos nuevos y la población puede acercarse paso a paso al color de la corteza. Después cambia la corteza de con hollín a pálida y observa con qué rapidez vuelve atrás.

Pinzones y bacterias

En la isla Daphne Mayor, en las Galápagos, Peter y Rosemary Grant y sus colegas han medido pinzones año tras año. La profundidad del pico del pinzón terrestre mediano varía y se hereda. Después de que un episodio de El Niño trajera lluvias intensas, abundaron las semillas pequeñas y blandas, y escasearon las semillas grandes y duras que comen las aves de pico grande. Las aves de pico pequeño sobrevivieron y se reprodujeron mejor, y en los años siguientes el tamaño medio del pico en la población fue menor. Cuando las semillas grandes volvieron a partir de 1987, la tendencia se detuvo. A ningún ave le cambió el pico durante su vida; la media cambió según quiénes dejaron crías.

Las bacterias muestran lo mismo, pero mucho más rápido. Cuando se usa un antibiótico, las bacterias sin un gen de resistencia mueren y las pocas que lo tienen sobreviven y se dividen, de modo que la población se vuelve resistente. Los experimentos han demostrado que el antibiótico no provoca las mutaciones de resistencia; la variación ya existía, a menudo con una frecuencia baja. La evolución tampoco tiene una meta. Un rasgo que hoy resulta útil puede ser un problema mañana si el entorno cambia, y la selección natural solo favorece lo que funciona en el lugar y el momento en que vive un organismo. La suerte también cuenta: una polilla perfectamente camuflada puede morir aplastada por una rama que cae. La selección es una cuestión de promedios sobre muchos individuos.