Elisabeth Vrba: ¿el clima nos hizo humanos?

Elisabeth Vrba es una paleontóloga que nació en Hamburgo, 1942, aunque estudió y se doctoró en Zoología y Paleontología en la Universidad de Ciudad del Cabo. Apasionada desde muy joven por entender cómo han evolucionado los organismos vivos, realizó sus primeras investigaciones en el Museo de Transvaal (una provincia septentrional de la República de Sudáfrica muy rica en fósiles). La originalidad de sus trabajos la hicieron en su momento merecedora de la Medalla de la Asociación Británica, que se otorga a jóvenes investigadores menores de cuarenta años. En 1982 fue galardonada como Mujer Profesional del Año y en 1985 se convirtió en miembro de la Real Sociedad de Sudáfrica.

Al año siguiente, junto a su marido y a su hija, Elisabeth Vrba se trasladó a vivir en los Estados Unidos, y desde entonces ha trabajado como profesora en la Universidad de Yale (en la actualidad es profesora emérita de esta universidad). Además, es conservadora del Museo Peabody de Paleontología de Vertebrados y Zoología e investigadora asociada del Museo Americano de Historia Natural.

Esta científica es hoy una experta ampliamente citada en la bibliografía de su especialidad; aunque muy respetada, también se ha visto inmersa en notables polémicas. Sin embargo, la agitada controversia que generan sus ideas no la preocupan: «Estoy interesada en ampliar las fronteras de la ciencia, no en navegar con mi bote por aguas tranquilas», ha manifestado en más de una ocasión (Lisa Yount, 2007).

Partiendo del principio de que «la vida y la Tierra han evolucionado juntas», Vrba ha centrado gran parte de su esfuerzo profesional en relacionar los datos sobre climas antiguos (o paleoclimas) con el registro fósil, en busca de una mejor comprensión del ritmo al que se produce el cambio evolutivo. Tema que representa un importante desafío porque trata de responder a una de las preguntas básicas de los evolucionistas: ¿es la evolución biológica continua o discontinua?; o lo que es lo mismo, ¿el proceso evolutivo ocurre siempre de manera lenta y gradual o puede experimentar saltos?

Con esta cuestión en su mente, Vrba ha centrado sus estudios en los últimos 10 millones de años de la historia de nuestro planeta, analizando cuidadosamente el papel del clima como factor primario en el curso de la evolución: «la corteza terrestre y la atmósfera cambian constantemente, y encajada entre ellas, como si fuera un sándwich, la vida también evoluciona», sostiene esta estudiosa. En sus investigaciones, ha tratado de dilucidar hasta qué punto el origen de nuevas especies (la especiación), y la extinción de poblaciones ancestrales están atadas a los cambios geofísicos.

Vrba opina que «un cambio climático, al transformar la corteza vegetal y la distribución demográfica, puede acelerar la evolución de los organismos vivos». Para demostrar esta hipótesis, ha estudiado cuidadosamente a los antílopes africanos, tanto vivientes como fósiles, llegando a una conclusión tan sugerente como novedosa: el modelo evolutivo de estos animales podría proporcionar una nueva clave para descifrar los orígenes humanos.

A respecto, la original paleontóloga ha escrito: «Con el fin de aprender más acerca de nuestros orígenes, he buscado modelos evolutivos en otros organismos que vivieron en los albores de la humanidad. Los antílopes son buenos para analizar en busca de claves porque son abundantes y fiables indicadores de ambientes antiguos y porque compartieron la sabana africana con nuestros antepasados».

En esta línea de trabajo, Vrba ha relatado que a finales de la década de los setenta, «me di cuenta por primera vez que en algunos depósitos fósiles de hace entre 2,5 y 2 millones de años, los antílopes y otros animales cambiaban bruscamente. Ciertas características anatómicas […] indicaban que los antílopes habían vivido, con anterioridad a hace 2,5 millones de años, en lugares boscosos y húmedos. Sin embargo, poco después aquellos antílopes del bosque desaparecieron y fueron reemplazados por numerosas especies nuevas que sólo pastaban en las sabanas abiertas y secas». Tales observaciones llevaron a la investigadora a sospechar que por esas fechas había ocurrido alguna modificación en el clima que justificase el paso de un ecosistema boscoso a otro de sabana. Un enfriamiento del planeta habría afectado a la cubierta vegetal generando la apertura de miles de kilómetros de sabanas a expensas de los bosques.

Estudios paleoclimáticos posteriores, llevados a cabo por diversos autores, confirmaron que hace unos 2,5 millones de años la Tierra experimentó un importante enfriamiento. El paralelismo estaba claro y el cuadro que la científica estaba empezando a esbozar adquiría verosimilitud: sus datos mostraban que el último gran descenso de temperaturas coincidió con el surgimiento de los siete grupos principales de antílopes que aún hoy dominan las sabanas africanas. Vrba propuso entonces que el clima es un factor con capacidad para acelerar el proceso evolutivo.

«Mi hipótesis —ha afirmado la paleontóloga en diversas ocasiones— es que un mismo impulso climático estimuló bruscamente tanto la evolución de los antílopes como la evolución humana». Así pues, el origen del género Homo estaría relacionado con el drástico cambio climático ocurrido hace 2,5 millones de años: «A medida que los hábitats boscosos se fragmentaban y se convertían en espacios abiertos —explica esta experta— habrían ido evolucionando comportamientos cruciales para la empresa humana».

La hipótesis de Elisabeth Vrba, denominada Hipótesis de la renovación evolutiva abrupta (traducción aproximada del título original Turn Over Pulse Hypothesis), ha generado acaloradas polémicas entre los especialistas. Aunque se trata de un debate complejo y especializado, puede afirmarse que en el fondo de la discusión subyace el antiguo desacuerdo sobre el ritmo evolutivo. Numerosos especialistas, siguiendo el pensamiento darwiniano más ortodoxo, están convencidos de que el proceso evolutivo es lento y gradual, siempre guiado por la selección natural. Por otro lado, expertos como Elisabeth Vrba o el prestigioso paleontólogo y divulgador de la ciencia Stephen Jay Gould consideran que también se produce evolución a otro ritmo, esto es, a saltos o bruscamente.

Sea como fuere, Elisabeth Vrba ha enriquecido la teoría evolutiva al sugerir que los cambios relativamente rápidos detectados en el registro fósil estarían en directa relación con bruscas modificaciones del clima. Y su aplicación a la evolución de los homínidos ha sido, sin duda una de las contribuciones más significativas de esta paleontóloga a la teoría evolutiva. Pese al revuelo generado, la difusión de su hipótesis ha desencadenado una enriquecedora actividad y consolidado a Elisabeth Vrba como científica de referencia.

Con respecto al modelo evolutivo sugerido por esta paleontóloga, su colega español Juan Luis Arsuaga, codirector del proyecto de investigación de Atapauerca, ha escrito que «esta hipótesis tiene el atractivo de que sitúa la evolución humana en el contexto de un cambio mucho más amplio: en una gran parte de la biota africana». Además, el especialista señala que «en la historia de las ideas en torno a la evolución humana se ha olvidado con frecuencia que la peripecia de los homínidos no es independiente de la de otros grupos animales y de las plantas». Por otro lado, continúa Arsuaga, «la hipótesis de Vrba anima a reflexionar sobre la influencia de los factores no biológicos en la historia de la vida, que no necesariamente tienen que ser impactos de meteoritos que provocan súbitas y tremendas catástrofes».

La exaptación: un sugerente concepto biológico

La creatividad de Elisabeth Vrba también ha proporcionado otras significativas innovaciones, y entre ellas es interesante destacar la incorporación al pensamiento evolutivo de un concepto muy atractivo, llamado exaptación.

La idea de exaptación, propuesta por Elisabeth Vrba y Stephen Gould en 1982, hace referencia a los nuevos usos que los organismos pueden hacer de antiguas estructuras. Tradicionalmente, cuando los evolucionistas observan el funcionamiento de determinados rasgos de una especie, consideran que se trata de adaptaciones. Es decir, asumen que las estructuras presentes en un ser vivo surgieron de forma gradual y, a medida que revelaban su utilidad para la supervivencia de la especie, resultaban favorecidas por la selección natural.

En esta línea, básicamente todos los caracteres útiles de los organismos se llaman adaptaciones. Sin embargo, la exaptación hace referencia a una estructura que realiza una función pero que no surgió por selección natural para su uso actual, sino para una función diferente de la que realiza en el presente. Por ejemplo: probablemente las alas de las aves no sirvieron desde un primer momento para volar, surge entonces la duda sobre cuál puede haber sido la razón para que empezaran a desarrollarse. Expresando el problema con una pregunta, como lo plantearon Gould y Vrba: « ¿para qué sirve media ala?»

Reflexionando acerca de la cuestión, estos paleontólogos evidencian que media ala no serviría de mucho y ciertamente no permitiría volar. Por lo tanto, parece muy probable que cuando las aves comenzaron a evolucionar a partir de los reptiles, sus alas semidesarrolladas sirvieran para un objetivo completamente distinto al vuelo. Quizás, las alas podrían haber evolucionado como un medio para capturar insectos. Aquellas criaturas con apéndices más largos y flexibles podrían atrapar insectos con más facilidad y este carácter, favorecido por la selección natural, se fijaría en la población. El mismo razonamiento es aplicable a las plumas: éstas inicialmente podrían haber evolucionado como aislantes, esto es, para regular la temperatura al igual que sucede con el pelo. Sólo a lo largo del tiempo, y con el posterior desarrollo de estos rasgos (alas y plumas), llegaría la capacidad de volar.

Los evolucionistas conceden cada vez más utilidad al concepto de exaptación (algunos prefieren llamarlo preadaptación) porque parece tener una influencia muy amplia en diversos rasgos evolutivos. De acuerdo con esta noción se ha explicado el origen del esqueleto de los vertebrados, cuya posible función original habría sido la de servir como reservorio de calcio y posteriormente la transición a la vida terrestre le permitió adoptar una nueva función de sostén. U otros rasgos, como las extremidades de los vertebrados terrestres, derivadas de aletas que servían para maniobrar mejor en el agua, también se han explicado mediante la exaptación.

Como remate final, queremos destacar que Elisabeth Vrba, en su afán por lograr un mayor acercamiento a la evolución de los organismos, ha sido capaz de extender ideas desde la biología evolutiva a campos de investigación bien distintos. Ello le ha permitido contribuir a la apasionante tarea de entretejer líneas de trabajo que normalmente se desarrollan separadas, adquiriendo una visión mucho más integral de nuestro mundo. Así, desde una perspectiva holista, la científica ha escrito: «Veo la biosfera como una capa viviente, delgada y extendida sobre el Globo, respondiendo rítmicamente al latido de la Tierra».

Referencias

• Gould, S.J. y Vrba, E.S. (1982). Exaptation: A missing term in the science of form. Paleobiology 8(1): 4–15
• Macinnes, Katherine (2015). Evolving Vocabulary: the rise and fall of ‘exaptation’. International Innovation
• Rozzi, R. (2014). Elisabeth Vrba. TrowelBlazers
• Yount, Lisa (2007). A to Z of Women in Science and Math Revised Edition, New York: Infobase Pub. pp. 305–306.
• Vrba, E. S. (1993). The Pulse That Produced Us. Natural History 102 (5) 47-51
• Vrba, E. S. (2013). Paleoenvironments and Hominin Evolution. En Handbook of Paleoanthropology, pp: 1-45. Springer-Verlag Berlin Heidelberg

Sobre la autora

Carolina Martínez Pulido es Doctora en Biología y ha sido Profesora Titular del Departamento de Biología Vegetal de la ULL. Su actividad prioritaria es la divulgación científica y ha escrito varios libros sobre mujer y ciencia.