¿La vida puede seguir el ritmo del cambio climático?
La naturaleza encuentra soluciones ingeniosas mediante un proceso iterativo de ensayo y error, es decir, mediante la selección natural. Los genetistas de la evolución han estudiado esos procesos biológicos desde hace un siglo. Actualmente, el cambio climático fuerza a las plantas y a los animales a adaptarse a las nuevas condiciones, pero queda mucho por aprender sobre su capacidad para hacerlo.
Esfuerzo interdisciplinario
Inspirado por la evolución biológica, los informáticos han empezado a usar la selección artificial para mejorar los programas informáticos. Así, ha surgido el ámbito de la computación evolutiva, el cual es más o menos independiente de la modelización en biología. El objetivo del proyecto RACE, financiado con fondos europeos y con sede en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria, era reunir estas disciplinas diferentes. Para empezar, la investigadora del proyecto RACE Barbora Trubenová tuvo que traducir los métodos que normalmente usan los informáticos a la terminología biológica. «Existen muchos equivalentes entre los dos, una traducción adecuada permite el uso de métodos desarrollados y ampliamente usados en la informática evolutiva para analizar cuestiones de la biología evolutiva», explica. «Por el contrario, los métodos de la población genética se pueden usar para orientar la computación evolutiva». Tras sentar las bases, Trubenová y sus compañeros en la Universidad de Birmingham (el Reino Unido) y el Instituto Hasso Plattner en Potsdam (Alemania), crearon un modelo complejo para entender mejor cómo responden los organismos a los cambios en el medio ambiente.
Especialización frente a supervivencia
El problema supone un desafío: las criaturas virtuales de Trubenová tenían múltiples genes que podrían contribuir o menoscabar su aptitud y, por lo tanto, influir en la supervivencia del organismo en diferentes condiciones ambientales. El resultado depende de la interacción entre el tamaño de la población, la solidez de la presión selectiva y la frecuencia de los cambios ambientales. «Demostramos que, aunque el cambio frecuente entre las condiciones ambientales obstaculiza la adaptación, en algunas circunstancias puede proteger a la población de la extinción», destaca Trubenová. «Eso ocurre cuando los cambios ambientales frecuentes evitan que la población se especialice en exceso, lo que da como resultado poblaciones de generalistas que pueden sobrevivir, aunque no prosperar, en un amplia variedad de condiciones». La investigación de Trubenová se llevó a cabo con el apoyo del programa de Acciones Marie Skłodowska-Curie. Trubenová afirma que este apoyo le permitió asistir a conferencias y divulgar sus hallazgos. «Valoré la libertad de ser mi propia jefa, de diseñar mi propio proyecto y de hacer lo que quería hacer», explica.
Evolución para las escuelas
Durante este tiempo, Trubenová también se dedicó a la divulgación, como poner en marcha una competición de biología evolutiva para estudiantes de educación secundaria en Eslovaquia, su país de origen. «En las escuelas de allí no se enseña mucho la evolución, por eso intentamos complementar la enseñanza», afirma. Hace ya cuatro años que está en marcha. En la actualidad, Trubenová trabaja en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH, por sus siglas en alemán) en Suiza y estudia la evolución de la resistencia a los antibióticos en las biopelículas. Afirma que, cuando en 2017 empezó su trabajo sobre informática evolutiva en biología, había poca comunicación entre los ámbitos, algo que ahora ha cambiado. «No existían modelos poligénicos de adaptación en un entorno cambiante. Tuvimos que establecer modelos nosotros mismos con la colaboración de informáticos», añade. «Cuando empecé, no había estudios como este. Ahora existen muchos. Se está convirtiendo en un tema candente».
Palabras clave
RACE, evolución, natural, selección, computación, modelo, genética, matemático, colaboración
