Otra hipótesis sugiere que la vejiga podría servir para proteger de infecciones a los riñones (serviría de barrera entre los riñones y el exterior) pero no parece muy plausible que se haya creado un órgano sólo para proteger a otro en lugar de haber reforzado el primero de algún modo.

Por último, también se ha planteado que la vejiga podría ser beneficiosa para la reproducción de modo que la acumulación de la orina impediría que el semen entrase en contacto con un medio ácido que podría tornarlo inactivo (algunas mujeres en la antigüedad empleaban zumo de limón como anticonceptivo,). Pero parece, a priori, más costoso generar un nuevo órgano que dar lugar a espermatozoides más resistentes a un ambiente ácido.

Me parece interesante esta discusión sobre el origen de la vejiga porque en otros grupos para los que podría no ser tan necesaria, como los babuinos, no parece que haya una inhibición a la hora de orinar, según relata Robert Sapolsky.
Lo que nos lleva a la pregunta de oro ¿por qué tenemos vejiga los humanos? Si aceptamos que hace unos 100000 años el hombre todavía estaba en la sabana y que tenía un papel más de presa que de depredador, la primera hipótesis (no dejar rastros) podría ser una buena explicación. Pero hoy día casi nadie se ve en la situación de tener que huir de leones o guepardos. Entonces y, de nuevo ¿por qué tenemos vejiga? En mi opinión la vejiga es un órgano vestigial que hubiese terminado por desaparecer de no ser por la aparición de la cultura, de modo que se ha producido una selección cultural en favor de aquellos que se han inhibido de mojar los pantalones en presencia de otros, comportamiento que está muy arraigado en las costumbres de muchos pueblos y que posiblemente tuviese un origen natural, al que después se han atribuido explicaciones de carácter social. Este es un ejemplo, a mi juicio, de cómo la cultura puede influir sobre nuestros genes (aunque espero, anhelante, las críticas).

Los vertebrados, invertebrados (al menos los que me vienen a la mente) y otros muchos organismos vivos como las plantas sí que podrían encajar en esta definición de funciones vitales, al menos con sutiles cambios. Pero qué ocurre con las bacterias, esos organismos cuyo sistema reproductivo se basa en la clonación (forma de reproducción asexual). O con los virus, que necesitan de la maquinaria de otro organismo para poder multiplicarse. Estos organismos ¿puede decirse que mueren? Más aún, ¿qué ocurre con los priones o los virioides, de los cuales ya hemos hablado en alguna ocasión anterior? Podríamos aceptar las funciones vitales clásicas de una manera más laxa para que estos nuevos organismo puedan entrar en el mundo de los vivos o desecharlos para siempre como seres no-vivos. La evolución trata de explicar los cambios que se observan en los seres vivos, pero ¿cuáles son esos seres vivos?. Y, ¿cúales son los cambios evolutivos de algunos de estos organismos, como los priones?. Es una llamada a vuestras repuestas y opiniones.

En otros casos, como el de los caballos salvajes o los babuinos, el macho acosa a la hembra preñada hasta que ésta aborta. La explicación es simple: el estrés incrementa la prolactina y reduce los niveles de progesterona y estradiol, lo que conduce al aborto.

Hay un caso más sutil, que es el de los ratones y que se conoce como el efecto Bruce-Parkes. Cuando se coloca a una hembra preñada junto a un macho nuevo, éste puede liberar un olor que da lugar a un aumento de prolactina en la hembra, lo que conduce de nuevo al aborto.

Pero con el tiempo algunos animales han desarrollado estrategias para reducir el infanticidio. Empecemos por alguna triquiñuela que emplean las hembras de algunos primates y que se conoce como “pseudoestro”. Consiste en “fingir” un falso celo cuando la hembra está ya preñada, de modo que cuando el macho se aparea con la hembra este no puede sospechar que las crías que nacerán después no son suyas (pobre iluso).

Una estrategia seguramente más eficaz sea asegurarse de que el macho no sepa si las crías son suyas o de algún otro de modo que, por si las moscas, invertirá en criar al retoño. Esto ocurre en el caso de los bonobos, unos primates que tienen encuentros sexuales continuamente (tanto homosexuales como heterosexuales, ved el vídeo y lo “antinatural” que es la homosexualidad) y que son tan extraordinariamente promiscuos como les gustaría serlo a muchos humanos. De este modo, las hembras copulan con numerosos machos y ellos lo único que pueden hacer para tratar de ser padres de algunas de las crías (lo que ha favorecido la selección natural) es incrementar el tamaño de sus testículos (mayor cantidad de esperma, más posibilidades de acertar en la diana). De hecho, sus testículos son tan grandes que, como cuenta Frans de Waal, un prestigioso primatólogo, hubo una visitante de un zoo que confundió un testículo de un bonobo con una cabeza.

Los testículos humanos son, sin embargo, almendritas al lado de los testículos de los bonobos. La razón es clara: los humanos han encontrado otra estrategia muy eficaz: la monogamia, que dio origen a la familia nuclear. En este caso el sexo perdió su papel en las interacciones sociales, quedando relegado sólo al ámbito privado, pero de este modo la hembra se aseguraba la inversión del padre en la crianza de los hijos y él ganaba la seguridad de saber que esos eran con mucha seguridad sus retoños. Parece de hecho haber sido una buena estrategia pues hay unos 100000 bonobos en todo el mundo, y unos 6500 millones de personas. Por cierto, que esta es la muy probable explicación de por qué los sistemas morales (especialmente los religiosos) suelen condenar y, si se les permite, penalizar el adulterio.
Sin embargo, no sé por qué los bonobos me caen tan bien…

Pintura: Saturno devorando a su hijo, de Francisco de Goya.

El trabajo, el pago de la hipoteca (y más ahora con la subida del euribor), las prisas constantes y un largo etcétera son una constante fuentes de estrés en los humanos. Los animales, afortunadamente no sufren estos problemas pero también están estresados. Así por ejemplo, los animales sufren estrés al “intuir” que detrás de la esquina se van a encontrar con un león. En este sentido, se ha visto en ratas que estas sufren estrés cuando se les da un shock en un determinado ambiente y luego se les vuelve a colocar en ese mismo ambiente. Estos casos serían ejemplos de lo que denominamos estrés psicológico. Por el contrario, nosotros en este apunte trataremos con más detalle el estrés físico, como sería el que sufren los animales al inyectarles una lipoproteína de una determinada bacteria.

A nivel fisiológico, los animales sufrimos una gran diversidad de respuestas implicadas en la respuesta al estrés. El incremento de moléculas como las proteínas de estrés (HSPs) son unas de las respuestas celulares frente al estrés más estudiadas en animales. En este contexto, mayores niveles de estas proteínas de estrés se han encontrado en organismos que estaban sufriendo un estrés (entendido en sentido amplio). Por poner un ejemplo, se han observado mayores niveles de estas proteínas cuando los animales eran sometidos a altas o bajas temperaturas (estrés térmico), factores que podrían dañar su estructura celular.

Las proteínas de estrés son unas moléculas chaperonas que se encargan del mantenimiento de la homeostasis celular. Las HSPs se encuentran implicadas en funciones como el ensamblaje de proteínas, la destrucción de proteínas dañadas (previsiblemente por el factor estresante) o la lucha contra el estrés oxidativo. En este respecto, los radicales libres, tan presentes en nuestras vidas como refleja la publicidad, son una importante fuente de estrés oxidativo que nosotros mismos sufrimos y contra la que nuestras propias HSPs están luchando.

Pero centrándonos en el campo de la ecología evolutiva, en los últimos años, diferentes estudios de eco-fisiología han comenzado a estudiar la respuesta de los organismos silvestres, concretamente las aves, en relación a una fuente muy singular de estrés, los parásitos sanguíneos. En efecto, como cabría esperarse, se ha puesto de manifiesto que los parásitos sanguíneos (como por ejemplo aquellos de los géneros Trypanosoma o Haemoproteus) en golondrinas (Hirundo rustica) parecen incrementar el nivel de estas HSPs en la sangre de las aves. Lógicamente, como ocurre con los trabajos correlacionales es posible que la relación observada entre estos dos factores, los parásitos y el nivel de HSPs pudiera deberse a otra tercera variable y no a la relación causal directa entre ellas. Para esclarecer estos resultados se desarrolló un estudio de medicación experimental en el que a la mitad de las hembras de herrillo común (Cyanistes caeruleus) de una población silvestre se las medicó con un fármaco antimalárico que redujo su infección por Haemoproteus (un parásito emparentado con los parásitos de la malaria, ver), mientras que a la otra mitad se la mantuvo como grupo control (inyectándoles una solución inócua). Cuando después de diez días se volvió a capturar a estas aves se observó que las medicadas además de estar menos parasitadas que las controles, también tenían menores niveles de estas HSPs en sangre. Otros parásitos como Caryospora también han mostrado relación con el nivel de HSPs en cernícalos (Falco tinnunculus).

Estas proteínas de estrés son una respuesta mantenida a lo largo de la evolución en la totalidad de animales. Lógicamente una adecuada respuesta a estrés mediada por estas moléculas es ventajosa para los organismos gracias a su implicación en el mantenimiento de la funcionalidad y estructura celular ante condiciones adversas, pese a que la respuesta en sí pueda ser costosa (por ejemplo, produciendo inmunosupresión). Ahora que en nuestra sociedad tenemos nuevos factores estresantes, quizás sería bueno estudiar nuestra ecología, para esclarecer si ese atasco de cada mañana hace que activemos nuestros mecanismos de defensa celular. Seguro que sí, así que tranquilidad.

Con respecto al sentido del número se vio hace ya más de una década que tanto ratas como chimpancés presentan capacidad de abstracción para adquirir el concepto de número. A estos animales se les presentaban dos estímulos iguales (dos sonidos, dos haces de luz, etc.) y a continuación debían pulsar una palanca para obtener una recompensa. Pues bien, cuando estos estímulos se intercambiaron (i.e. luz+sonido, sonido+toque en el rabo, etc.) los animales sólo pulsaban la palanca cuando habían percibido dos estímulos y no uno o tres. En otro experimento con chimpancés se les presentaba un vaso medio lleno de un líquido azul y a continuación se les daba a elegir entre dos vasos, uno medio lleno y otro ¾ partes (la elección correcta consistía en escoger el vaso idéntico al de muestra). Los animales elegían casi siempre el vaso que contenía una cantidad de líquido igual a la del vaso de muestra (también se realizó la prueba con vasos de muestra llenos ¼ parte y ¾ partes). Lo sorprendente fue que para comprobar hasta qué punto los chimpancés eran capaces de abstraer, realizaron el experimento como sigue: de nuevo les presentaban un vaso con una cierta cantidad de líquido, por ejemplo ¾ partes y a continuación les presentaban una manzana o una porción que representaba ¾ partes de la manzana. ¡Los chimpancés eran capaces de asociar el vaso lleno ¾ partes con las ¾ partes de la manzana!

En cuanto a sus capacidades matemáticas, se ha visto que son capaces de trabajar con sumas sencillas, en algunos casos incluso con fracciones. Se les presentaba ¼ de manzana y ½ vaso de leche y a continuación se les ofrecía un disco completo o ¾ partes del disco. Los animales debían escoger la porción que resultaba de la suma de las dos porciones previamente presentadas. De nuevo los chimpancés escogían acertadamente (en el ejemplo, elegían el fragmento que constituía las ¾ partes del disco).

También se ha descubierto en experimentos con chimpancés que en ellos se da, al igual que en humanos, el fenómeno denominado congruencia semántica, que hace tiempo se creía que era dependiente exclusivamente del lenguaje. Este fenómeno se basa en lo siguiente: cuando comparamos dos objetos pequeños tendemos a decir “el anillo es más pequeño que la pulsera” (y, de hecho, elegimos más rápido el objeto más pequeño), pero si los objetos son grandes entonces decimos “el avión es más grande que la casa” (y elegimos más rápido el objeto más grande).

Para comprobar si este mismo fenómeno se daba en chimpancés mostraron a algunos de ellos dos conjuntos con cantidades aleatorias de puntos en una pantalla táctil. Cuando el fondo de la pantalla era rojo los animales debían elegir el número mayor y cuando era azul, el número menor.

Los resultados mostraron que la congruencia semántica se daba también en los chimpancés y que cuando las cantidades de puntos eran pequeñas (i.e. dos frente a tres) los monos elegían más rápido el número más pequeño que cuando se les exigía elegir el más grande. Los chimpancés mostraron altos grados de eficacia al realizar esta prueba condicional, lo que muestra que existe una semejanza clara entre el pensamiento numérico de primates humanos y no humanos.

Las matemáticas y la capacidad para discriminar cantidades son obviamente capacidades con un alto valor adaptativo pues permiten a un animal discriminar aquellos lugares donde hay más comida, menos depredadores o más posibles parejas sexuales. Por eso no es sorprendente descubrir que algunos animales posean ya capacidades matemáticas aunque sea a un nivel básico (nuestra mayor capacidad cerebral daría lugar a capacidades matemáticas más desarrolladas) y comprobar que, como diría Monod, y antes que él Demócrito, no somos más que el resultado de un continuo fruto del azar y la necesidad.
Para ver algunos vídeos sorprendentes (¡muy sorprendentes!) pulsar en este enlace que descubrí gracias al blog Un Experimento, que desde aquí recomiendo y que también le ha dedicado algún apunte a este mismo tema.

La idea más aceptada hoy día en cuanto a las experiencias místicas es que se deberían a una hiperactividad del hipocampo que, a su vez, generaría una alta actividad en la amígdala, estructura que se ha visto que al ser estimulada con electrodos puede producir sensaciones de intenso placer, muy similares a las del orgasmo. El hipocampo estaría relacionado con la sensación de relajación (arrobamiento) así como con la incapacidad para situarse en el espacio (fenómenos de levitación), y la amígdala con la sensación placentera experimentada. También la alta actividad del lóbulo temporal podría alcanzar las áreas auditivas, que se encuentran en este lóbulo, dando lugar a las voces que pueden oír algunas personas durante estas experiencias.

Por otro lado, desde hace unos años, y gracias a las técnicas de imagen funcional, se han podido estudiar las áreas cerebrales involucradas en la generación del orgasmo, y más concretamente, en el orgasmo femenino. Mediante resonancia magnética, un grupo de la universidad de New Jersey estudió el orgasmo en mujeres que eran capaces de alcanzarlo simplemente pensando (por supuesto, tenían controles de mujeres que alcanzaban los orgasmos mediante estimulación del clítoris, o vaginal). En estas mujeres se observó un incremento de la actividad de ciertas áreas cerebrales en el momento del orgasmo que fueron principalmente el hipotálamo (relacionado con la liberación de oxitocina y el control del sistema nervioso autónomo), el núcleo accumbens (con un papel importante en la recompensa y el refuerzo) y el hipocampo, que tendría que ver con la sensaciones de relajación y placer obtenidas durante el orgasmo. De hecho, el hipocampo sólo se encuentra activo durante el tiempo que se experimenta el orgasmo y no antes ni después. La amígdala se activó en las mujeres que tuvieron orgasmos mediante estimulación del clítoris o vaginal pero no en las que los alcanzaron pensando, lo que sugiere que la amígdala no está implicada en la percepción cognitiva del orgasmo y sí más en la percepción sensorial de este.

Por otro lado, se ha visto que mujeres con epilepsia del lóbulo temporal presentan lo que se denominan auras orgásmicas: la alta estimulación del lóbulo temporal daría lugar a la generación de orgasmos en los pacientes con este tipo de epilepsia. Parece que tiene lugar en mayor proporción en el hemisferio derecho, si bien se ha descrito algún caso en el hemisferio izquierdo.

A la vista de estos datos, no creo que resulte descabellado afirmar que el solapamiento que parece haber entre las áreas cerebrales activadas (estructuras del lóbulo temporal) durante las experiencias místicas y el orgasmo permitan que ciertas personas, al alcanzar el estado místico puedan, a su vez, experimentar un placer de tipo sexual similar al del orgasmo, algo parecido a lo que podría ser el fenómeno de la sinestesia. ¿Podría, por tanto, ser este el caso de Santa Teresa?

Un apunte antropológico: no olvidemos que a lo largo de la historia se han sucedido las religiones que han buscado alcanzar las experiencias místicas precisamente mediante ritos y danzas orgiásticas, como en los cultos a Dionisio en Tracia, o los cultos a Cibeles de los pueblos frigio y griego, o como ocurre actualmente en ciertas tribus de pueblos africanos, americanos o asiáticos que mantienen vivas sus tradiciones, si bien el ejemplo más conocido es el del budismo tántrico que propone el acto sexual como uno de los medios para alcanzar la unión con Dios y, por tanto, la salvación.

De manera tradicional, estos estudios se han basado en caracteres morfológicos o etológicos que diesen una idea de cuan parecidas son dos especies, basándose en qué rasgos comparten en común y cuáles no. Por ejemplo, los mamíferos poseen unas cualidades comunes que no comparten con las aves (como la presencia de pelos) lo que nos permiten agrupar más próximamente a los mamíferos entre si que otras especies englobadas dentro de las aves. Lógicamente, a medida que se tratan especies más semejantes, por ejemplo aquellas incluidas en el mismo género, las similitudes entre ellas serán muy numerosas y unos pocos rasgos serán los que marquen las diferencias entre ellas. Llegados a casos extremos es posible encontrarnos con especies que son morfológicamente iguales, pero poseen comportamientos de apareamiento (cantos, movimientos, etc.) tan diferentes que hace que estas especies no se crucen de forma natural, constituyendo especies distintas (por así decirlo, es como si los individuos de estas dos especies no se entendiesen, como si hablasen idiomas diferentes y por tanto, no pudieran “ligar”).

Aún así, existen ciertos problemas. Por ejemplo, los caracteres morfológicos que encontramos en los animales pueden tener un origen embrionario común o no y para ambos casos, que sean, en apariencia, muy similares o tremendamente diferentes. A modo de ejemplo y aunque estos temas podrán ser desarrollados en otros artículos posteriores, podemos decir que aunque nuestros ojos y los de los pulpos son considerablemente parecidos en cuanto a su estructura, el origen de cada uno de los tejidos que forman ambos tipos de ojos son muy diferentes. De este modo, si nos apoyamos exclusivamente en la apariencia de los ojos para construir una filogenia de estos grupos, estaremos cometiendo un gravísimo error, pudiendo emparejar más próximamente a los pulpos con los mamíferos en vez de otro de sus grupos hermanos, como los caracoles. Por tanto, pese a que esta metodología basada en caracteres morfológicos y comportamentales se sigue utilizando, cada día con mayor frecuencia se pueden encontrar estudios que incorporan nuevas técnicas de trabajo. Aquí aparecen los análisis de ADN. Estos nuevos análisis suponen una utilísima herramienta y son la base angular sobre la que realizar los análisis filogenéticos actuales.

A pesar de que lo óptimo sería emplear estudios comparativos basados en ambas metodologías (tradicionales y análisis moleculares), en los últimos años existe una ligera tendencia hacia la sustitución de las herramientas clásicas con la incorporación de estas técnicas moleculares, lo que podría suponer graves problemas si se rechaza el uso de las metodologías tradicionales. A modo de ejemplo describiré una situación que se ha encontrado recientemente. Los parásitos de la malaria tradicionalmente engloban a diferentes especies del género Plasmodium, aunque hay cierto debate sobre si otras especies cercanas de los géneros Haemoproteus o Leucocytozoon deben también considerarse como parásitos de la malaria. En función de los análisis genéticos, las especies de estos tres géneros se sitúan realmente próximas ya que además descenderían de un mismo ancestro común, con lo que sería factible englobar a todas ellas bajo el término de malaria. Aún así, se sabe que su morfología, su ciclo vital y sus modos de transmisión son considerablemente diferentes en el caso de los tres géneros citados, lo que supondría una clara barrera entre ellas y por tanto, en lo que se debería denominarse parásitos de la malaria. Otros problemas diferentes, podrían deberse al tipo de material genético analizado. Dado que en nuestro organismo hay diferentes tipos de material genético que se sabe que difieren en su susceptibilidad al cambio (existen fragmentos de ADN que no cambian entre especies muy diferentes y otros que son tremendamente variables, incluso entre individuos de la misma especie). Lógicamente, si se quieren realizar estudios adecuados para diferenciar especies, habrá que hacer una buena selección del material estudiado. Otros problemas que podemos encontrar en los estudios genéticos vienen referidos a la longitud del fragmento analizado, pues del mismo modo que es mejor analizar 50 características morfológicos entre 2 especies que solamente 5, no es igual considerar fragmentos de ADN más cortos que más largos. De este modo, cuantos más caracteres sean considerados (tanto moleculares como morfológicos) más robustas serán las conclusiones que se obtengan. Por todo ello, siempre es más adecuado realizar una combinación de características morfológicas, comportamentales y genéticas (por citar algunos aspectos) para poder realizar filogenias de especies de una manera robusta.

Finalmente, a la hora de realizar este tipo de estudios, lo optimo es disponer de un número elevado de individuos en los que estudiar los caracteres (tanto morfológicos como moleculares) pues si únicamente se dispone de un ejemplar, por mero azar, podríamos tener entre manos un individuo raro. En un caso paradójico, en el que estudiemos las especies de vehículos que encontramos en las ciudades podríamos decir que hay cuatro grandes especies, las bicis, las motos, los triciclos a motor y los coches. Imagine que un científico extraterrestre llega aquí y captura un ejemplar de cada una de nuestras especies. Además, todos estos “individuos” son normales, salvo uno, el coche, que por un acto vandálico tiene solamente dos ruedas. Si este extraterrestre utiliza tres únicos caracteres para realizar su estudio de filogenia, como son la presencia de motor, el tamaño y número de ruedas, podría construir la siguiente tabla:

y concluir que la motocicleta y el coche comparten 2 caracteres, el mismo número que compartirían motocicleta y bicicleta, cuando en realidad motocicletas y coches serían mucho más diferentes que bicicletas y motocicletas. Lógicamente, este error podría haberse solventado recolectando muchos más ejemplares o considerando muchos más caracteres (número de asientos, características del motor,…). Y aunque en este caso, son ejemplos con características “morfológicas” sería factible encontrar ejemplos similares si únicamente se consideran características moleculares.

En conclusión, es necesario considerar la suma de todos estos factores (morfológicos, etológicos, genéticos,…) para poder extraer conclusiones mucho más sólidas en los estudios de clasificación filogenéticos.

Bibliografía y vínculos recomendados:

Pérez-Tris et al. 2005. Trends in Parasitology 21: 209-211. (sobre el debate de malaria). Accesible gratuitamente en: www.ucm.es/info/zoo/Vertebrados/javi/pdf/2005TP.pdf

Valkiunas et al. 2005. Trends in Parasitology 21: 357-358. (más sobre este debate).

Milinkovitch et al. 2004. Molecular Phylogenetics and Evolution 31: 1–3. (un estudio filogenético muy gracioso sobre la posicion taxonómica del Yeti). Accesible gratuitamente en: www.ulb.ac.be/sciences/ueg/pdf_files/yeti_1st_April04.pdf

Proyecto el árbol de la vida: http://www.tolweb.org/tree/, autor de la fotografía

*Una anotación que hace referencia a la metodología científica, en particular a su carácter transitorio y a su continua validación. Del episodio de los cisnes negros Hume acuñó la siguiente afirmación: De la observación de un sinnúmero de cisnes blancos no se podrá inferir que todos los cisnes son blancos, sin embargo, ver un solo cisne negro será suficiente para refutar tal conclusión. Este mismo razonamiento es el que se aplica a todas las teorías científicas y al conocimiento científico en general. Si una teoría perdura es porque no se ha encontrado una sola observación experimental o supuesto teórico que refute esa teoría.