Si definim la novetat com aquella qualitat de les innovacions, l’originalitat o fins i tot el que és inusual, és innegable que, per a un biòleg evolutiu, l’aparició de la vida i tota l’evolució lligada al procés de la creació de la nostra espècie és segurament una de les novetats més intrigants amb què ens hem d’enfrontar intel·lectualment. A més, crec que l’estudi d’aquestes novetats evolutives en ell mateix ens hauria de permetre inferir alguns patrons o reflexions més globals que puguin ser compartits per alguns dels altres textos d’aquest número de La Maleta de Portbou, que es demana “Què és nou?”, encara que vinguin de disciplines molt diferents.

En ella mateixa, la vida és inusual. És un esdeveniment únic, meravellós i excepcional que, fins avui, només ha conegut el nostre planeta. Requereix la concatenació específica de passos orquestrats per la selecció natural que han hagut de passar de manera seqüencial. Una coctelera de petites o grans transicions que, al final, han donat lloc a la complexitat de formes vitals que observem avui a la natura. Des de la -en principi- simplista vida d’una ameba fins a la complexitat dels animals eusocials o, per descomptat, totes les derivades de la societat humana, tots compartim una sèrie de processos, que, al final, ens han permès ser aquí avui.

Així, si haguéssim de resumir els últims 4.000-3.500 anys d’evolució a la Terra, com si fos poca cosa, trobaríem una sèrie d’esdeveniments que, a nivell general, entendríem que són les grans revolucions que han fet possible la vida.

1. Fer copies de la informació. Potser el primer dels esdeveniments clau per entendre la vida és la idea necessària que les molècules biològiques necessiten copiar-se per no haver de començar cada cop de zero, sinó poder anar acumulant en el temps el coneixement adquirit. Així, és crucial que les molècules aprenguin a copiar-se i, a més, de manera no perfecta, perquè les còpies que es facin (de l’ADN per exemple) no siguin 100% idèntiques, per poder anar introduint variants a cada generació.

2. La unió fa la força. En un món canviant, on adaptar-se ho és tot per sobreviure i deixar la informació genètica a les següents generacions, l’agrupació de material genètic autoreproduïble crea els primers protocromosomes, que coordinadament creen estructures més consistents. Això permet la sincronització i coordinació d’esdeveniments cel·lulars i a més permet estalviar i simplificar tots els processos relacionats amb la mateixa còpia de les cèl·lules.

3. Del ‘loft’ a l’apartament. L’organització cel·lular compartimentada, per exemple separant el nucli, on s’acumula el material genètic de la resta de la cèl·lula, típic de cèl·lules eucariotes (com les nostres), permet una alta especialització i més eficiència en el funcionament cel·lular.

4. El sexe (cel·lular) o com alliberar-nos de la tirania dels veïns. Aconseguir dominar el destí individual de la informació genètica, per no estar lligada a veïns indesitjats, és necessari per accelerar la capacitat de la selecció natural de poder triar de manera més fina les variants que més contribuiran a la següent generació. Així apareix el sexe, essencialment, la capacitat de crear noves combinacions a cada generació barrejant la informació que tenim en duplicat provinent del pare i de la mare. Una manera altament eficient de crear novetats posant juntes variants que no necessàriament havien treballat de manera coordinada abans.

5. Sol o en grup? A mesura que es va incrementant la complexitat, els organismes han de ser capaços de coordinar cèl·lules i crear una especialització en diferents tipus cel·lulars, amb funcions concretes i variades, cosa que els permet controlar de manera més eficient el seu destí fent-se més independents de l’entorn. Una particular adaptació d’aquesta estratègia són els animals eusocials, com ara formigues o tèrmits, en els quals l’organització de la colònia com a supraindividu arriba a l’extrem que la partició de rols dins de la colònia fa que no tots els animals es reprodueixin, o que, fins i tot, no es puguin alimentar per ells mateixos donades les seves modificacions morfològiques per defensar la colònia.

Encara que no de manera exhaustiva, aquesta llista de transicions ens permet inferir una sèrie de comunalitats que defineixen algunes de les bases de les novetats que es poden traslladar de manera anàloga a molts altres processos.

1. Les novetats són progressives i s’acumulen. Rarament es pot crear del no-res. Com a generalitat, hi ha una progressió constant del coneixement que, de manera saltacional, passa per períodes de grans novetats, intercalats per períodes més o menys estacionaris.

2. L’increment de la complexitat va lligat a les transmissions de coneixement. De fet, és una variant de la conclusió anterior, però volia deixar constància de la importància de la transmissió del coneixement a traves del temps. Podem parlar de genètica o d’història, però el passat i la informació acumulada és crucial per construir qualsevol cosa que es consideri novetats. Si no fos així, hi hauria una línia molt fina entre la ignorància i la novetat.

3. Les unitats d’informació de sistemes més arcaics tenen tendència a actuar de manera independent. Amb un increment de novetats, de més informació i d’haver de gestionar aquesta complexitat, apareix la tendència a agrupar-se en unitats superiors. Hi ha una tendència globalitzada a l’agrupació. La vida tendeix a economitzar i, com a tal, ajuntar forces i compartir recursos et fa estar més preparat per a les adversitats i la gestió compartida.

4. Evitar redundàncies. Lligat a aquest procés d’agrupació i d’economia sostenible evolutiva, apareix el fenomen col·lateral d’evitar la repetició de tasques; per tant, apareix l’especialització. És una solució que incrementa de manera sistemàtica l’eficiència i l’estalvi, a canvi del compromís evolutiu irrenunciable que tothom treballi de manera coordinada i altruista de cara al bé comú.

5. Control centralitzat. Una altra derivada de l’especialització és la tendència cap a un control cada cop més singularitzat. N’és un exemple el sistema nerviós, en què l’evolució ha anat incrementant la complexitat. Des de sistemes més senzills, com el control de cada cèl·lula individual -seria el cas de les esponges de mar-, fins a organització en congregacions de cèl·lules, com múltiples ganglis al llarg del cos en molts insectes o, finalment, una estructura singular i encara molt desconeguda i altament protegida, com és el nostre cervell.

6. Hi ha una irreversibilitat constant. Una de les particularitats de la innovació (evolutiva) és la direccionalitat (no programada) que té com a conseqüència la capacitat de no tornar enrere. Les mateixes constriccions biomecàniques, per exemple, de la formació de noves estructures limita el nombre de combinacions cap on desenvolupar les següents, i de manera generalitzada, les circumstàncies futures poden requerir les mateixes funcions que les passades, però rarament assoleixen la mateixa solució donats els materials de partida (la informació acumulada, a la qual feia referència al primer punt).

L’aparició nova dels humans

Independentment d’aquestes reflexions globals, voldria centrar-me també en una recent innovació evolutiva, que crec que mereix una reflexió en ella mateixa. En el complex procés evolutiu, la mateixa aparició dels humans, no deixa de ser, una vegada més, una petitesa, però indubtablement nova, que ha impactat la vida del planeta per sempre. No hauria de deixar-nos indiferents adonar-nos que la nostra espècie té associades tota una sèrie de qüestions intrínseques, que la defineixen: per què caminem?, per què tenim el cervell tan gros?, com i quan ens vam tornar simbòlics?, com i quan vam dominar el foc i altres tècniques?, com es va originar el llenguatge? Però, sobretot, per a mi la pregunta més rellevant: per què només nosaltres? Per què no hi ha altres primats amb unes capacitats cognitives que rivalitzin amb les nostres? Veiem en la natura moltes altres situacions amb sistemes paral·lels en què estructures, comunitats o organismes semblants són capaços de compartir recursos globals i sincronitzar-se per coexistir. Per què no ha existit això per als humans? ¿Potser tenim codificat en la nostra espècie un sentit monopolitzador i dominant de l’entorn?

Des del punt de vista físic i comportamental, clarament ens diferenciem dels altres primats per una sèrie de característiques que, en principi, haurien d’estar associades a algunes de les innovacions que han estat esmentades. Així, clarament el nostre cervell és tres vegades més gran que el dels ximpanzés, però, de manera rellevant, no és només un increment en volum, sinó que també s’ha vist augmentat en nombre de neurones. A més, aquest increment no ha sigut homogeni, sinó que hi ha certes àrees, com ara el còrtex associatiu, lligat a les parts pensants, o el cerebel, associats a parts motores (moviment), que han estat desproporcionadament expansionades. Però no només el nostre cervell és clarament diferent, la reducció de pelatge corporal (per què?), la reducció de la cara respecte al volum cranial (una conseqüència biomecànica de l’increment cranial), i l’aparició de nous períodes d’aprenentatge entre molts altres han marcat clarament les característiques de la nostra espècie.

La pregunta crucial és: totes aquestes innovacions evolutives del llinatge humà que hem esmentat, d’on provenen? Si assumim que moltes han de tenir una base genètica, i l’evolució, per tant, esta íntimament lligada als canvis de les variants genètiques al llarg del temps, entendre els agents estàndards que modulen aquestes freqüències és important per entendre com apareixen les novetats evolutives.

Si fem una revisió de la literatura científica, majoritàriament originada al segle XX, aquests agents han sigut típicament quatre.

1. La mutació. És el procés pel qual s’introdueixen en l’ADN noves variants genètiques. Aquest procés va passant de manera majoritàriament atzarosa, pel que fa a la posició i el canvi introduït. Aquesta característica és crucial per entendre que, en el fons, malaltia i evolució són dues cares de la mateixa moneda. Sense la introducció de mutacions que apareix a cada generació, no generaríem la variabilitat necessària perquè la selecció natural actuï, però, òbviament, anar modificant l’ADN de manera atzarosa cada generació provoca efectes que, sovint, resulten en problemes funcionals.

2. La deriva genètica. Sovint el procés més incomprès dins de l’evolució de les espècies, el procés de deriva, fa referència a la fluctuació atzarosa de les freqüències de variants genètiques lligades, per exemple, a processos poblacionals com ara expansions o reduccions sobtades de les poblacions. Per entendre’ns, si hi ha una població de 100 individus amb 1a dotació genètica i 50 tenen la variant A, i 50 la variant B, això crea una situació de 50% de A i 50% de B. Però si ve un cataclisme, i aquesta població de 100 es redueix a 10 i han sobreviscut 9 A i 1 B, la fotografia ens indica un canvi radical de les freqüències genètiques, purament per processos poblacionals, que condicionarà de manera inequívoca les condicions genètiques de generacions futures. Això és la deriva i el seu impacte atzarós sobre el futur de les variants genètiques.

3. La selecció natural. Entès com aquell procés que fa que els canvis en variants genètiques siguin provocats pel fet que els portadors d’unes versions de les variants genètiques deixen de mitjana més descendents que els portadors d’altres variants, i així, al llarg del temps, les primeres variants van incrementant la seva freqüència a la població.

4. Migració. És innegable que la barreja de variants que històricament han estat en poblacions que no estaven connectades geogràficament és un dels factors per introduir noves variants a nivell poblacional. Les noves barreges de variants que no havien estat mai en contacte poden no funcionar de manera més o menys eficient, però, indubtablement, és una font d’accés ràpid a noves variants que moltes poblacions utilitzen per accelerar períodes d’adaptació.

El genoma neandertal

Lligat a aquests apartats d’agents de la innovació evolutiva, en els últims 10 anys hi ha hagut una gran aportació en el camp de l’evolució humana. La seqüenciació del primer genoma de neandertal, una paleoespècie del llinatge humà, però no directament emparentada amb els humans actuals, va aportar noves dades per intentar aclarir la desaparició dels neandertals. Típicament, aquesta novel·lada desaparició anava lligada a tres processos: eliminació per suplantació de poblacions, violenta o no; una eliminació per reducció d’hàbitat i fragmentació de les poblacions de neandertals, que va derivar en un empobriment genètic; i finalment, i d’aquí prové la novetat de la troballa, aquest estudi aportava la primera evidència sòlida del camp de la genètica, que, ni que sigui de manera parcial, neandertals i humans ens vam aparellar, amb el resultat que una petita porció del nostre genoma (entre un 1% i 4%) prové de manera directa d’aquest encreuament. És a dir, es demostrava per primer cop que part del nostre codi genètic és de neandertals, una altra espècie humana extingida! Aquest fet aportava encara més evidències que, a part dels quatre agents coneguts, la hibridació entre espècies podia també introduir noves variants genètiques a les poblacions. Aquest fet nou ja havia estat suggerit en altres organismes, plantes principalment, però el fet que el nostre propi llinatge sigui una barreja arqueogenètica va tenir un impacte científic i social força elevat.

Crucialment, uns anys més tard, es va demostrar que precisament aquestes variants que hem incorporat d’altres espècies com el neandertal o els denissovans (un altre llinatge humà extingit) han contribuït directament a la nostra adaptació com a espècie. Ha sigut una drecera evolutiva: nosaltres, com a espècie, ens hem aprofitat d’anys d’evolució d’altres espècies i hem adquirit aquelles variants genètiques que havien fet adaptada l’espècie que s’extingia. Una bona paradoxa i un nou exemple de parasitisme adaptatiu. En tenim exemples provinents del nostre sistema immunitari en la lluita contra els patògens, a les nostres característiques de pigmentació o, potser, el cas més espectacular, la troballa que els al·lels que permeten una adaptació a viure en zones de gran alçada (com ara les poblacions al Tibet) provenen directament de llinatges humans extingits. També hi ha estudis recents que comencen a demostrar l’impacte d’aquestes variants en algunes de les malalties humanes com ara la depressió o la hipercoagulació.

De tota manera, i com a reflexió personal final, voldria fer unes consideracions sobre el concepte “Què es nou?” des del punt de vista científic però més global. Dins de les moltes accepcions que té la definició de la ciència, clarament, traspassar la frontera del coneixement i endinsar-se dins el desconegut n’hauria de ser una. Com a mínim és segurament el que fa que molts científics ens llevem. La realitat, però, segurament és més mundana i menys èpica. La ciència professionalitzada del segle XXI és clarament incremental i no radical. Segurament ha de ser així, perquè el nivell d’hiperespecialització fa cada cop més difícil canvis radicals de paradigma que siguin salts qualitatius en el coneixement. Aquella idea romàntica de l’ eureka individual ha quedat en certa manera desapareguda i tinc la sensació que la major part de nosaltres som més aviat animals eusocials que anem aportant petites engrunes, que, això sí, estem a l’espera i amb esperança que col·lectivament construïm una innovació massa petita per ser apreciada individualment però que ens ajuda a adonar-nos que al final, amb la perspectiva adequada del temps, sí que hi ha hagut novetats. Sempre que no hàgim redescobert la roda, esclar.