Epigenética, desigualdad y cambio climático: Confluencias de los retos sociales y los riesgos ambientales

Hoy os dejamos con una nueva reflexión de Emilio Muñoz, socio promotor de la Asociación Española para el Avance de la Ciencia (AEAC) y miembro de su Consejo Consultivo,  en la que además de su conocimiento y acercamiento a temas actuales de la biología de nuestros días le aporta sus reflexiones desde el punto de vista de la filosofía. En esta ocasión sobre la importancia de la epigenética como motor de cambio de la sociedad y su relación con las desigualdades y el cambio climático. Podréis comprobar que, además de la ilusión que pone en cada uno se los artículos que nos deja, en esta ocasión hay pasión en el escrito al encontrarse con un formato innovador a la hora de exponer este tema en la revista Investigación y Ciencia.


Epigenética, desigualdad y cambio climático: Confluencias de los retos sociales y los riesgos ambientales

Desde hace dos décadas vengo trabajando sobre la filosofía de la biología y con la plataforma de la evolución como soporte analítico. En este proceso se ha promovido la idea  de la importancia de la regulación [1], situándola en plano igual e incluso superior a la información que con la pasión por el ADN  ha sido eje de la  transformación de la biología desde la orientación metabólica a la molecular. Para quien escribe  es como un regalo navideño encontrarse con el número de enero de 2020 de la revista Investigación y Ciencia y dentro de él con el artículo “La epigenética, moduladora clave de la evolución” (págs.70-75).

La consolidación de la epigenética

El artículo se desenvuelve con un formato innovador, la entrevista, al que se están apuntando los medios que desarrollan la divulgación científica.  La entrevistadora Marie-Neige Cordonnier es doctora en biofísica molecular y ocupa el puesto de subdirectora en la revista francesa “Pour la Science”.  Los entrevistados son dos científicos punteros en el tema que además disfrutan de posiciones directivas   en instituciones de gran prestigio. Uno es Vincent Colot ( VC), director de investigación del CNRS ( Centre Nationale de la Recherche Scientifique) y la otra, Edith Heard ( EH), es directora del Laboratorio Europeo de Biología Molecular en Heidelberg. Sus filiaciones profesionales desvelan el desempeño de las actividades investigadora y académica en centros franceses de alto relieve como la Escuela Normal Superior de París (VC) y el Colegio de Francia en París (EH) con denominaciones de sus grupos tan rompedoras y alejadas de la tradición académica como “Dinámica de los Genomas y Variación Epigenética” para el primero y “Epigenética y memoria celular” para la cátedra que ocupa la segunda.

Con este simple aporte de datos se confirma una vez más la tesis que expuse en el libro  en el que  como  coordinador de la sección de Biología [2]  sostenía que  la biología podía seguir dividiéndose organizada según las disciplinas clásicas para enseñanzas de grado pero que las actividades investigadoras debían  caracterizarse  con los nombres de los grupos o proyectos de investigación.  Las universidades y centro de investigación españoles deberían procurar cambiar, evolucionar, ajustándose a esta tendencias.

El artículo es esclarecedor respecto a la situación actual de la epigenética que ha experimentado avances impresionantes desde que en 1942 Conrad Waddington empezó  a proponer este mecanismo bajo una visión híbrida,  entre genética y embriología, para conectar  el  genotipo (el patrimonio genético de cada ser vivo) y el fenotipo (los caracteres perceptibles) , incluso antes de conocer de que estaban hechos los genes. Los avances alcanzados a partir de este siglo han conducido a que los investigadores reconozcan el valor premonitorio de la definición de Waddington que ha resultado más amplia e incluyente de lo que se podía imaginar. Epigenética hoy día engloba todos los procesos de regulación de la expresión génica, tanto en el desarrollo (endo-epigenética sería mi propuesta terminológica) como en respuesta a las señales externas (exo-epigenética en esa línea de propuesta).

La epigenética en 2020 y más allá

La epigenética es cada día más rica con variedad de mecanismos que caben dentro de este concepto. Esta variedad es mucho mayor en los organismos con núcleo celular (eucariotas) que en los más sencillos estructuralmente, los procariotas (bacterias y arqueobacterias). En la entrevista, EH habla ya de datos fehacientes sobre procesos de transmisión a la descendencia. Cita el caso de la langosta del desierto (Schistocerca gregaria) que en cuanto se acercan tres o más ejemplares de esta especie ,cambia su comportamiento en cuanto agresividad, gregarismo (se reúnen y marchan en fila) e incluso su estrategia de supervivencia (migran y vuelan, cambian de color y aspecto). Todos estos cambios que se conservan en la descendencia los “induce una única molécula, un precursor de la dopamina”, la levodopa que desencadena una serie de alteraciones en el desarrollo que se reflejan en la fisiología, lo que para EH es epigenética- aserto que  con  gusto lo suscribo. A mayor abundamiento para reforzar estos argumentos: el comportamiento gregario induce grandes cambios en la expresión de los genes por el incremento en el nivel de otro neurotransmisor, la serotonina, y sin estar codificado en los gametos las madres los transmiten de generación en generación.

La conversación entre los científicos, junto a  la muy aguda intervención de la entrevistadora,  representa un ejercicio cooperativo de divulgación científica de alta eficiencia. Precisamente una pregunta se orienta de modo decisivo a mostrar evidencias que sustenten, justifiquen el título del artículo: atañe a la heredabilidad de las modificaciones epigenéticas. VC  ofrece resultados fascinantes en plantas (el modelo Arabidopsis thaliana) que resumo del modo siguiente: “… individuos que con el mismo genoma (secuencia del ADN) difieren… en su perfil de metilación…, una parte de cuyas diferencias se transmiten… a lo largo de generaciones”.

M-N Cordonnier insiste con la pregunta, “¿Y en los animales?”. Tanto VC como EH ofrecen ejemplos del gusano Caenorhabditis elegans que reacciona a agresiones ambientales con la producción de ácidos ribonucleicos (ARNs) de pequeño tamaño, procesos de respuesta que se refuerzan y mantienen durante generaciones; lo más sorprendente es que existe un mecanismo de retroacción (me arriesgo a apuntar a un  posible nuevo fenómeno pseudoinmunitario) que decide si perdura o se elimina esta respuesta epigenética. Por su parte, EH expone el caso de ratones derivados de experimentos del año 2000, en los que el gen que controla el color del pelaje- vía melanina- podía experimentar procesos de metilación que se conservan durante generaciones de forma meta-estable  con variabilidad en la progenie (me atrevo a sugerir una explicación a esta circunstancia, apuntando que quizás se deba a efectos ambientales en sentido amplio desde la alimentación al entorno donde se desarrollan). En todo caso, los ratones seleccionados con el fenotipo deseado mantienen el linaje. Asimismo es muy significativo, en línea con lo que  acabamos de sugerir, que el régimen alimenticio parece jugar un papel en mantener la herencia del estado deseado.


Incursión en la filosofía: evolución y selección natural     

En línea con la cultura de los investigadores que ejercen su actividad en Francia, la entrevista entra a partir de este momento en el  terreno filosófico porque se interpela a los dos científicos sobre el papel de los estados epigenéticos en actuar sobre ese proceso tan complejo de entender racionalmente como  es la selección natural. Por ello, las respuestas ya no pueden ser tan rotundas; es lógico que los científicos, en aras de la prudencia y de una ética más o menos evidente de la responsabilidad, no puedan suministrar respuestas contundentes sobre la selección natural. Los datos en cuanto número y fuerza que ofrece VC en Arabidopsis  son significativos a nivel experimental con el modelo de plantas  y tienen que ver con la intervención de esos elementos celulares tan fascinantes que son los transposones- llamados en divulgación genes saltarines- ,  que Barbara McClintock , un héroe de la biología molecular, descubrió en el maíz [3] en años  tan tempranos  como la década de los cuarenta-cincuenta, descubrimiento que la condujo a recibir el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1983 con 81 años, nueve años antes de su muerte. Sobre esta cuestión, EH, con  menos experiencia sobre tales elementos al trabajar con animales, mantiene el tono cooperativo de la entrevista para apostillar lo siguiente: “Recuperamos una hipótesis que Barbara Mac Clintiock formuló en 1950 cuando los descubrió;  los consideraba elementos de control de la expresión de los genes- por lo tanto para ella no eran genes, señalo- aunque no hablaba de epigenética”.

La presión interrogadora de M-N Cordonnier impele a los científicos, aún dentro de la prudencia,  a hablar del fenómeno de “plasticidad fenotípica”, de que los transposones y sus vestigios podrían tener como función última la adaptabilidad (el gran motor para un número creciente de biólogos evolutivos a los que con modestia me sumo) para la selección natural. EH reconoce el papel de los transposones y se pregunta algo tan valiente como ”… si son esenciales para la adaptación a entornos diferentes, las plantas quizá sean ejemplos más llamativos… porque no se desplazan mientras que los animales gozan de esta propiedad”, una afirmación plena de inteligencia y lógica científica.

Lamarck al estrado

Este fascinante articulo para quien lo está glosando no elude , menos estando entre actores cultivados en la cultura francesa, el tema de si hay que contar ahora, si hay que revisar, los planteamientos de Lamarck. VC, cultura francesa, admite que “el acercamiento se vuelve interesante”, sin embargo EH ,educada en Cambridge, tiene que ser más rotunda en la fe por Darwin y señala que ”el mecanismo que propuso Lamarck  para adquirir rasgos hereditarios no es admisible porque la base de la selección son las mutaciones, son el motor último de la evolución”. No obstante como científica responsable reconoce que Lamarck tenía razón “al decir que hacían falta respuestas flexibles y rápidas al entorno y esto abriría la posibilidad de que la plasticidad fenotípica ser el motor de cambios  más remotos”: en resumen que creo que vivimos el momento de reconocer a Lamarck su enorme intuición, que fue un visionario aunque no acertara con la interpretación de los mecanismos. Tampoco era fácil en aquellos tiempos y por eso estimo que Darwin en un rasgo de responsabilidad científica no rechazó con fuerza a Lamarck.

Interdependencia entre evolución, desigualdad y cambio climático

 Armado de lo que se ha expuesto previamente acerca de lo que nos ofrece la epigenética y que en mi opinión refuerza el concepto  de “entorno de sociabilidad” que acuñé hace un tiempo  en mis estudios sobre la relación entre economía y crisis sociopolítica y económica [4], me propongo plantear una hipótesis, una visión analítica que considero que no es gratuita, de la relación entre evolución y dos grandes desafíos ambientales. Uno es la desigualdad como gran reto social para la democracia neoliberal que ha sido promovida por el neoliberalismo especulativo,  como ya sostienen desde la economía y con instrumentos de la ciencia económica un importante grupo de economistas de los que citaré algunos pero sin entrar en sus trabajos: Stiglitz, Deaton, Piketty, Galbraith, Sachs, Pilling. Otro es el cambio climático como gran desastre ambiental, tesis que ya incorporan economistas y que cuentan para ello con un importante  número de científicos de la ciencia del clima, un ámbito que se ejerce desde la interdisciplinariedad  y que cuenta con un acervo impresionante de datos, opiniones y reclamaciones para la acción.

La desigualdad desde desafío social deriva en la generación de riesgos ambientales para los individuos, familias y colectivos que la sufren  como: la pobreza energética, la dependencia, las preocupaciones económicas con el consiguiente estrés que pueden evolucionar a problemas de salud mental- tales presiones evolutivas relacionadas con la calidad de vida se pueden agravar en una sociedad tan consumista como la actual.

El cambio climático es el enorme riesgo ambiental de nuestros tiempos que causa y potencia los retos sociales: además su influencia con la producción de desastres naturales de notables dinámicas y dimensiones sobre los acervos genéticos y epigenéticos pueden llegar hasta inducir mutaciones.

Cuatro referencias a artículos extraídos de un solo número de El País, domingo 15 de diciembre, con sus varios suplementos dan fe de la trascendencia de los problemas que analizamos [5 , 6, 7 y 8].

Epílogo

No seamos apocalípticos pero si ANALÍTICOS: parafraseando el éxito editorial de principios de siglo “Más Platón y menos prozac “, sugeriría algo así como “Más pensamiento crítico/reflexión y menos populismo modelo Trump/Bannon

Emilio Muñoz, socio promotor de la AEAC y miembro de su Consejo consultivo. AEAC-Enero de 2020


[1] Un recorrido por la biotecnología de la mano de Emilio Muñoz, https://aeac.science/emilio-munoz-libro-asebio/

[2] C. Sánchez del Río, E. Muñoz y E. Alarcón (eds.), Ciencia y Tecnología, volumen 4 de España siglo XXI (S. del Campo y J. F. Tezanos, directores), pagina 561, Biblioteca Nueva, Madrid. Año 2009

[3] https://blogthinkbig.com/barbara-mcclintock-genes-saltarines

[4] http://www.tiemposcanallas.com/una-sintesis-de-la-teoria-de-la-evolucion-supervivencia-adaptacion-y-entorno-para-la-sociabilidad-de-emilio-munoz-fundacion-1o-de-mayo/

[5] https://elpais.com/sociedad/2019/12/14/actualidad/1576284426_824203.html,de Carmen Morán

[6] https://elpais.com/elpais/2019/12/13/ideas/1576250581_574104.html , de J. Estefanía

[7]  https://elpais.com/tag/preu_partido_republicano_estados_unidos/a, de P. Krugman

 [8] https://elpais.com/economia/2019/12/13/actualidad/1576251813_307213.html, de M. A. Noceda

Una versión editada de este artículo ha sido recientemente publicada en The Conversation.

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