Los científicos creían que los perros empezaron siendo grandes y se hicieron más pequeños hace unos 20.000 años, cuando fueron domesticados. Pero un nuevo estudio presenta la posibilidad de una nueva narrativa evolutiva.
Un equipo de investigadores de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH, por sus siglas en inglés) han identificado una mutación en un gen regulador de la hormona del crecimiento que se corresponde con el pequeño tamaño corporal de los perros y que estaba presente en los lobos hace más de 50.000 años, mucho antes de la domesticación.
Tras diez años investigando, el equipo del NIH ha identificado una mutación en un gen regulador de la hormona del crecimiento de los cánidos.
Los científicos del NIH llevaban más de una década buscando esta mutación. Elaine Ostrander, genetista de esta institución indicó a su equipo que buscara secuencias alrededor del gen que estuvieran posicionadas al revés y confirmaran si había alguna presente en otros cánidos y en ADN antiguo.
Con este enfoque, los investigadores encontraron una forma inversa del gen del factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF1) con variantes que se correlacionaban con el tamaño en las 200 razas de perros que examinaron.
“No es tanto que el ‘gen’ se posicione al revés, como que un pequeño trozo del gen IGF1 crea un complemento en la cadena opuesta. Ese ARN mensajero (ARNm) puede entonces unirse al verdadero ARNm de IGF1 y afectar a su capacidad de producir una proteína. La versión inversa se denomina ARN no codificante de cadena larga (lncRNA)”, explica a SINC Ostrander. Los resultados se publican esta semana en la revista Current Biology.
Cuando los investigadores examinaron el ADN de un lobo siberiano de hace 54.000 años descubrió que ya poseía la mutación de la hormona del crecimiento
El equipo colaboró entonces con los biólogos evolutivos Greger Larson, de la Universidad de Oxford (Reino Unido), y Laurent Franz, de la Universidad Ludwig Maximilian (Alemania), para buscar en el ADN de lobos antiguos y conocer cuándo apareció por primera vez la mutación del IGF1.
Este gráfico muestra la distribución de la mutación del tamaño corporal pequeño en diferentes especies de cánidos. / Plassais et al.
“Intentamos encontrar la mutación crítica durante una década y fracasamos. Buscamos en la región codificante, en las regiones entre los genes, en aquellas que controlan la regulación del gen. No lo descubrimos hasta que decidimos mirar dentro del gen y ver si había algo interesante en la cadena opuesta. Ayudó mucho el hecho de que ahora hay miles de genes de los que tenemos la secuencia completa del genoma –de más de 250 razas–. Así que tenemos muchos perros grandes y pequeños con los que comparar”, argumenta la científica.
Un estudio válido para varias especies de cánidos
Cuando el equipo examinó el ADN de un lobo siberiano (Canis lupus campestris) de hace 54.000 años, descubrió que también poseía la mutación de la hormona del crecimiento. "Es como si la naturaleza la hubiera guardado en su bolsillo durante decenas de miles de años hasta que la necesitara", añade Ostrander.
El hallazgo es válido no solo para los perros y los lobos, sino también para coyotes, chacales, perros de caza africanos y otros miembros de la familia de los cánidos. "Esto relaciona muchos aspectos de la domesticación canina y el tamaño del cuerpo. Lo que creíamos como algo moderno es en realidad muy antiguo", apunta.
Nos gustaría entender cómo estos genes trabajan juntos para lograr la diferencia entre ser tan pequeño como un caniche toy y tan grande como un terranova
“Esta es una pieza importante del rompecabezas para entender cómo se regula el tamaño en las razas. Los perros muestran más variación de tamaño que cualquier otro mamífero de la Tierra. Aprender cómo la naturaleza ha logrado eso es un gran paso adelante para entender mejor el crecimiento y la regulación de los mamíferos”, recalca Ostrander.
Ahora van a continuar estudiando los genes que regulan el tamaño corporal de los perros. “Nos gustaría encontrar las variantes críticas de algunos otros genes que contribuyen a la variación del tamaño corporal en los cánidos. En general, solo unos 25 genes parecen regular la mayor parte, entre las razas más grandes y las más pequeñas. Nos gustaría entender cómo estos genes trabajan juntos para lograr la diferencia entre ser tan pequeño como un caniche toy y tan grande como un terranova”, concluye.
Referencia:
Plassais et al. “Natural and human-driven selection of a single non-coding body size variant in ancient and modern canids”. Current Biology
La evolución de los rasgos humanos en el Homo erectusno se debió necesariamente al consumo de carne, según acaba de demostrarun estudiopublicado en la revistaPNAS. En su trabajo, los investigadores revisan los restos de huesos de animales de los yacimientos de una amplia región de África Oriental, para afianzar o desmentir la creencia de que "la carne nos ha hecho humanos".
¿Comer carne explica que tengamos un cerebro más grande?
Homo erectus paseó por la África hace unos 2 millones de años. Para saber si el consumo de carne fue determinante para adoptar una anatomía humana más moderna -como considera un extenso grupo de paleoarqeólogos-, los investigadores peinaron los datos de fósiles de nueve yacimientos de África Oriental de hace 2,9 a 1,2 millones de años.
Según su análisis, el consumo mantenido o mayor de esta fuente de proteínas y grasas no puede explicar de forma causal los rasgos evolutivos modernos de los humanos; como un cerebro más evolucionado y grande, un intestino más corto, o unas extremidades anatómicamente más modernas que las de especies predecesoras. Si en algún momento se había considerado así, los investigadores lo achacaron a dos causas: el 'esfuerzo de muestreo', y el tratamiento aislado de los estudios, y no en conjunto y en un contexto regional amplio, como estaban abordando ellos.
Reconstrucción forense de una hembra adulta de Homo erectus.
Terceros
¿Homo erectus consumía carne en su dieta? Sí. ¿El consumo de carne en estos yacimientos a partir de restos animales es suficiente para justificar que el cerebro sea más grande y evolucionado? Según los investigadores, con las muestras de fósiles de yacimientos de África Oriental, y uniformizando las muestras y evaluándolas al completo y en un estudio estadístico: no. No es suficiente para una demostración causal.
Relevancia del estudio
Demostrar o desmentir
Muchos rasgos humanos por excelencia (por ejemplo, cerebros más grandes) aparecen por primera vez en el Homo erectus. La evolución de estos rasgos se suele relacionar con un importante cambio en la dieta que implica un mayor consumo de tejidos animales. Los primeros yacimientos arqueológicos que conservan pruebas de carnivoría son anteriores a la aparición de H. erectus, pero los yacimientos más grandes y bien conservados sólo aparecen después de la llegada de H. erectus. Este patrón cualitativo es un principio clave del punto de vista de "la carne nos hizo humanos", pero los datos de los yacimientos de África oriental no se han sintetizado cuantitativamente para probar esta hipótesis. Nuestro análisis no muestra un aumento sostenido de la cantidad relativa de pruebas de carnivoría tras la aparición de H. erectus, lo que pone en duda la primacía de la carnivoría en la configuración de su historia evolutiva. Extracto del estudio de Andrew Barr et. al en PNAS, 2022.
El efecto Olduvai
La mayoría de evidencias de un consumo más exhaustivo de carne coincidía con el periodo de hace 1,85 a 1,35 millones de años, pero eso no era debido, según los investigadores, a que realmente fuese un consumo mayor, sino a un esfuerzo mayor en la zona de investigación y una captación mayor de muestras y evidencias, lo que llamaron 'el efecto Olduvai', por el yacimiento olduvayense donde se encontraron unos de los restos de herramientas elaboradas por homínidos más importantes de la historia.
Según los investigadores, este efecto se debe a que cuanto más se muestrea una zona y más se trabaja en ella, más se encuentra. Sin embargo, comparando los yacimientos, los estratos en los que se han encontrado restos, y los huesos marcados de animales por herramientas humanas, no hay un verdadero cambio en la conducta de Homo erectus respecto a un consumo mayor o más sostenido de carne.
Métodos de conservación y fuego
"Algunos investigadores han sugerido que el aprovisionamiento de alimentos vegetales por parte de las abuelas o el desarrollo de nuevos métodos de preparación de alimentos mediante el uso del fuego pueden haber contribuido a la evolución de los rasgos modernos de Homo erectus", explican los investigadores en el artículo. "Sin embargo, advertimos de que las pruebas arqueológicas directas de todas estas hipótesis son tenues y siguen existiendo importantes incertidumbres", añaden.
Para demostrar los rasgos adquiridos por Homo erectus, hay que mirar más hacia atrás de los 2 millones de años. "Los primeros indicios de carnivoría de los homínidos del periodo olduvayense son de entre 2,6 y 2,2 millones de años", comentan los investigadores, admitiendo que se dispone de un registro fósil pobre. "Las investigaciones paleoantropológicas en los yacimientos descubiertos recientemente mejorarán la comprensión de la carnivoría de los homínidos durante ese primer intervalo clave", concluyen en su estduio.
Entre los 2,6 y 1,2 millones de años, ya se cazaba y despellejaba carne para comer con utensilios, pero no más o menos en una época que en otra como para concluir que a más consumo de carne, cerebros más grandes. Muchos factores pueden entrar en juego y, según los autores, se necesitan más estudios y pruebas sólidas para afirmarlo. Seguramente se deba a varios factores, no solo a uno clave o único.
Científicos descubrieron la primera evidencia de unexoplanetacon una atmósfera en capas similar a la de la Tierra.
Se trata de WASP-189b, descubierto hace algún tiempo y que se encuentra a unos 322 años luz de la Tierra.
Según los investigadores, es un gigante gaseoso que orbita alrededor de su estrella 20 veces más cerca que la Tierra del Sol. De acuerdo con los científicos, esto lo convierte en un verdadero mundo sofocante.
ESA
Ahora, en una nueva investigación sobre el exoplaneta, los expertos han encontrado el primer indicio de que WASP-189b posee una atmósfera tan compleja como la terrestre.
“En el pasado, los astrónomos solían suponer que las atmósferas de los exoplanetas existían como una capa uniforme”, explica Jens Hoeijmakers, astrofísico del Observatorio de Lund de Suecia y uno de los autores del estudio.
“Pero nuestros resultados demuestran que incluso las atmósferas de los planetas gaseosos gigantes intensamente irradiados tienen estructuras tridimensionales complejas”.
Para este hallazgo, los astrónomos utilizaron las observaciones recogidas en 2019 por el instrumento High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), localizado en el Observatorio de La Silla, en Chile, durante tres pases que realizó el exoplaneta frente a sus estrella.
En su análisis, los científicos hallaron efectos Doppler ligeramente diferentes entre las distintas sustancias químicas, lo que podría indicar que se mueven de manera distinta por la atmósfera y que, por lo tanto, tendría una estructura compleja.
“Creemos que los fuertes vientos y otros procesos podrían generar estas alteraciones”, explica Bibiana Prinoth, otras de las autoras del estudio.
“Y como las huellas dactilares de los distintos gases se alteraron de manera diferente, creemos que esto indica que existen en distintas capas de forma similar a como las huellas dactilares del vapor de agua y el ozono en la Tierra aparecerían alteradas de forma diferente desde la distancia, porque se dan mayoritariamente en distintas capas atmosféricas”.
Entre las sustancias químicas que el equipo identificó, llamó la atención la presencia de óxido de titanio que, según los investigadores, podría absorber luz de longitud de onda corta tal como lo hace la capa de ozono de la Tierra.
“La última estrella se irá enfriando poco a poco y al final se desvanecerá. Con su muerte el universo volverá a ser un lugar vacío carente de luz, vida o significado”.
Así fue la advertencia del físico Brian Cox en un episodio emitido recientemente de la serie Universe, de la BBC. La muerte de la última estrella será solo el principio de una era infinitamente prolongada y oscura. Toda la materia terminará siendo devorada por monstruosos agujeros negros, que posteriormente se evaporarán hasta quedar reducidos a tenues destellos de luz. El espacio se expandiría infinitamente hacia afuera hasta que incluso esos tenues destellos luminosos quedarán demasiado diseminados como para interactuar de alguna forma. No habrá ningún tipo de actividad.
¿O quizá sí? Aunque resulte bastante extraño, algunos cosmólogos creen que hubo un universo oscuro y vacío, muy similar al que habrá en un futuro lejano, que podría haber estado en el origen de nuestro propio big bang.
La materia primera
Pero antes de llegar a eso veamos cómo ese “material” (es decir, esa materia física) surgió por primera vez. Si lo que pretendemos es explicar el origen de la materia estable compuesta por átomos o moléculas, realmente no había nada de eso durante el big bang(ni tampoco durante los cientos de miles de años que le siguieron). Lo cierto es que poseemos un conocimiento bastante detallado sobre cómo los primeros átomos se formaron a partir de partículas más simples una vez que las condiciones se enfriaron lo suficiente para que la materia compleja pudiera ser estable, y también sobre cómo estos átomos se fundieron más tarde con elementos más pesados dentro de las estrellas. Pero ese conocimiento no contesta a la pregunta de cómo algo pudo surgir de la nada.Remontémonos entonces un poco más atrás. Las primeras partículas de materia de existencia prolongada de cualquier tipo fueron los protones y los neutrones, que al unirse forman el núcleo del átomo. Estos empezaron a existir aproximadamente una diezmilésima de segundo después de que se produjera el big bang. Antes de ello, en realidad, no había ningún tipo de material en ninguno de los sentidos habituales del término. Pero la física nos permite remontarnos aún más atrás en el tiempo, hasta los procesos físicos que precedieron la existencia de la materia estable.
Esto nos lleva a la denominada “gran época unificada”, lo que nos lleva a su vez a entrar de lleno en el ámbito de la física especulativa, ya que en nuestros experimentos no podemos generar la energía suficiente como para reproducir el tipo de procesos que en ese momento estaban teniendo lugar. Pero una hipótesis plausible es que en ese momento el mundo físico estaba compuesto por una mezcolanza de partículas elementales de existencia limitada entre los que se encontraban los quarks, es decir, las unidades fundamentales que conforman los protones y los neutrones. Había tanto materia como antimateria, y en cantidades prácticamente equivalentes. Cada tipo de partícula de materia, como por ejemplo un quark, tenía una contraparte de antimateria, una “imagen espejo” que era prácticamente idéntica a ella, y que solo difería en un aspecto. Sin embargo, la materia y la antimateria se aniquilan mutuamente en una explosión de energía cuando se encuentran, lo que significa que estas partículas se creaban y se destruían de forma constante.
¿Pero cómo empezaron a existir estas partículas? La teoría cuántica de campos nos dice que incluso en un vacío que supuestamente pudiera corresponderse con unos valores espacio-temporales nulos está plagado de actividad física, y que dicha actividad se manifiesta bajo la forma de fluctuaciones energéticas. Estas fluctuaciones pueden hacer que aparezcan partículas, que sin embargo desaparecen poco después. Todo esto podría sonar más a excentricidad matemática que a física real, pero dichas partículas han sido detectadas en innumerables experimentos.
El estado de vacío espacio-temporal se ve alterado por partículas que se crean y se destruyen de forma constante, y que aparentemente “surgen de la nada”. Pero quizá lo que de verdad nos diga todo esto es que el vacío cuántico, a pesar de su nombre, es algo en lugar de nada. El filósofo David Albert es el autor de una célebre crítica a los enfoques sobre el big bang que, apoyándose en esta teoría, prometen explicar cómo algo pudo surgir de la nada.
Simulación de fluctuaciones cuánticas de vacío en cromodinámica cuántica.Wikimedia/Ahmed Neutron
Imaginemos que nos preguntamos de dónde surgió el espacio-tiempo. En ese caso podríamos seguir remontándonos aún más atrás, a la realmente arcaica “Época de Planck”, un periodo tan temprano de la historia del universo que desafía nuestras mejores teorías físicas. Esta época abarcó solo una diez millonésima de una billonésima de una billonésima de una billonésima de segundo después del big bang. En este punto tanto el tiempo como se espacio se convirtieron ellos mismos en sujetos de las fluctuaciones cuánticas. Los físicos normalmente trabajan al margen de la mecánica cuántica, que rige el micromundo de las partículas, y también de la relatividad general, que se aplica a las grandes escalas cósmicas. Pero para entender realmente la Época de Planck necesitaríamos una teoría unificada de la gravedad cuántica que fusionara ambas.
Todavía no tenemos una teoría de la gravedad cuántica perfecta, pero hay propuestas como la de la teoría de cuerdas o la de la gravedad cuántica de bucles. En estas propuestas el tiempo y el espacio ordinarios generalmente se conciben como elementos emergentes, como las olas en la superficie de un océano profundo. Y es que lo que experimentamos como espacio y tiempo es el producto de procesos cuánticos que operan a niveles más profundos, microscópicos; procesos que no tienen demasiado sentido para nosotros, que somos criaturas asentadas en el mundo macroscópico.
En la Época de Planck nuestro conocimiento ordinario sobre el espacio y el tiempo salta por los aires, de manera que tampoco podemos seguir aplicando la lógica ordinaria de las relaciones causa-efecto. A pesar de ello, todas las teorías posibles del campo de la gravedad cuántica sostienen que había algún tipo de sustancia física durante la Época de Planck; algún tipo de precursor cuántico del espacio y el tiempo ordinarios. Pero, ¿de dónde procedía eso?
Incluso si tenemos en cuenta que en la Época de Planck la causalidad no funcionaba de ninguno de los modos habituales, aún así habría sido posible explicar uno de los componentes del universo en términos de su correspondencia con otro. Por desgracia, en la actualidad incluso nuestros mejores físicos fracasan rotundamente a la hora de proporcionarnos respuestas a este respecto; hasta que no hagamos mayores progresos hacia una “teoría del todo” seremos incapaces de ofrecer una respuesta definitiva. Lo más que podemos decir con certeza en este momento es que, hasta ahora, la física no ha detectado ejemplos confirmados de que algo pueda surgir de la nada.
Ciclos que surgen casi de la nada
Para poder contestar realmente a la pregunta de cómo algo puede surgir de la nada necesitaríamos poder explicar el estado cuántico del conjunto del universo durante el inicio de la Época de Planck. Todos los intentos para llevar a cabo esta tarea siguen siendo altamente especulativos, e incluso hay algunos que apelan a la existencia de fuerzas sobrenaturales como un arquitecto del universo. Pero hay otras teorías que se mantienen dentro del ámbito de la física, como la del multiverso (según la cual éste contiene un número infinito de universos paralelos) o la de los modelos cíclicos del universo (que nacería y volvería a nacer una y otra vez).
Roger Penrose, ganador del Nobel de Física de 2020, ha propuesto un modelo de universo cíclico sugerente, aunque también controvertido, denominado “cosmología cíclica conforme”. Penrose se inspiró en una interesante conexión matemática entre un estado del universo muy cálido, denso y pequeño (que es como estaba en el big bang) y un estado del universo extremadamente frío, vacío y expandido (que es como estará en un futuro lejano). Su radical teoría para explicar esta correspondencia se sustenta en que dichos estados se volvieron matemáticamente idénticos cuando alcanzaron sus respectivos límites. Por paradójico que esto pueda resultar, una ausencia total de materia podría haber provocado el surgimiento de toda la materia que hoy vemos a nuestro alrededor en el universo.
Desde este punto de vista, el big bang habría surgido casi de la nada; es lo que habría quedado después de que toda la materia del universo hubiera sido engullida por agujeros negros que posteriormente se habrían evaporado generando fotones que vagarían por el vacío. De este modo, todo el universo habría surgido de algo que, visto desde otra perspectiva física, sería lo más cerca que podríamos aproximarnos a la nada absoluta. Pero esa nada aún seguiría siendo algo; seguiríamos hablando de un universo físico, aunque estuviera vacío.
¿Pero cómo es posible que el mismo estado del universo sea frío y vacío desde una perspectiva y caliente y denso desde otra? La respuesta se halla en un complejo procedimiento matemático denominado “reescalado conforme”, una transformación geométrica que altera el tamaño de un objeto, pero no así su forma.
Penrose demostró cómo el estado frío y denso, por un lado, y el cálido y denso, por otro, podían relacionarse a través de esos reescalados de tal modo que podían corresponderse a través de las formas de sus respectivos espacio-tiempos, aunque no de sus tamaños. Lo cierto es que resulta difícil entender cómo dos objetos pueden ser idénticos según esta teoría cuando sus tamaños son diferentes, pero Penrose argumenta que el tamaño como concepto deja de tener sentido en unos medios físicos tan extremos.
En la cosmología cíclica conforme, la dirección de las explicaciones va de lo viejo y frío a lo joven y caliente: el estado denso y cálido existe porque también lo hace el frío y vacío. Pero este “porque” no tiene el significado habitual (el de una causa seguida en el tiempo por su efecto). No es solo que el tamaño deje de ser relevante en estos estados extremos; es que también deja de serlo el tiempo. De hecho, el estado frío y denso y el estado cálido y denso se sitúan en líneas temporales diferentes. El estado frío y vacío continuaría de forma indefinida en su propia geometría temporal desde la perspectiva de un observador, pero potenciaría que el estado denso y cálido ocupara una nueva línea temporal.
Para tratar de entender que el estado denso y cálido es producto del frío y vacío puede resultar de ayuda enfocar la cuestión desde algún tipo de perspectiva no causal. Quizá podríamos afirmar que el estado denso y cálido surge de, o está enraizado en, o es descubierto por, el estado frío y vacío. Se trata de ideas típicamente metafísicas que han sido desarrolladas en profundidad por filósofos de la ciencia, especialmente en el ámbito de la gravedad cuántica, donde se rompe la lógica clásica del causa-efecto. Y es que, cuando alcanzamos los límites del conocimiento, resulta difícil deslindar la física de la filosofía.
¿Evidencia experimental?
La cosmología cíclica conforme ofrece respuestas detalladas, aunque especulativas, a la cuestión de de dónde surgió nuestro big bang. Pero, aunque las teorías de Penrose fueran validadas por los futuros adelantos de la cosmología, cabría pensar que seguimos sin ser capaces de dar respuesta a una pregunta filosófica más profunda; la pregunta sobre de dónde proviene la propia realidad física. Es decir, la cuestión de cómo funciona todo el sistema de ciclos.
De este modo, terminamos enfrentándonos a la pregunta descarnada de por qué hay algo en lugar de nada (que por otro lado es una de las grandes cuestiones metafísicas).
Pero aquí nos queremos centrar en las explicaciones que se limitan al ámbito de la física. Hay tres grandes opciones sobre la pregunta fundamental de cómo empezaron los ciclos. Podría no haber ningún tipo de explicación física. O podría tratarse de ciclos infinitamente repetidos, cada uno de los cuales conformaría por sí mismo un universo, en los que el estado cuántico inicial de cada universo sería consecuencia de alguna característica del universo anterior. O podría haber un solo ciclo con un solo universo que se repitiera, de tal modo que el inicio del ciclo explicara de algún modo su propio fin. Las dos últimas opciones no precisan de una causalidad concreta, lo que les otorga un atractivo especial. Y es que, de este modo, nada quedaría al margen de una explicación puramente física.
Los ciclos continuos correspondientes a los distintos universos de la cosmología cíclica conforme.Roger Penrose
Penrose concibió una secuencia infinita de nuevos ciclos impulsado por una serie de razones en parte ligadas a la interpretación sobre la teoría cuántica que él creía más acertada. En la mecánica cuántica un sistema físico existe en una superposición de varios estados diferentes a la vez y solo “elige” uno de forma aleatoria cuando lo medimos. Para Penrose, cada ciclo implica eventos cuánticos aleatorios que se producen de diferente manera, lo que quiere decir que cada ciclo será diferente tanto del anterior como del siguiente. Esto realmente supone una buena noticia para los físicos experimentales, ya que nos permitiría entrever el viejo universo que dio lugar al nuestro a través de huellas borrosas, o anomalías, en la radiación sobrante generada por el big bang que puede observar el satélite Planck.
Penrose y sus colaboradores creen que podrían haber detectadoya estas trazas en la información suministrada por el satélite Planck sobre la radiación emitida por agujeros negros supermasivos en un universo previo. Sin embargo, la validez de estas observaciones ha sido puesta en duda por otros físicos, por lo que seguimos sin una certeza absoluta.
Mapa de la radiación cósmica de fondo de microondas.ESA and the Planck Collaboration
La sucesión indefinida de nuevos ciclos resulta fundamental en la teoría de Penrose. Pero en la cosmología cíclica conforme se puede pasar con naturalidad de un modelo multiciclo a otro de un solo ciclo. En este último caso la realidad física consistiría en un solo ciclo que abarcaría desde el big bang hasta un estado de vacío máximo en el futuro lejano… Y luego volvería a producirse ese mismo big bang, que daría lugar a un universo idéntico una y otra vez.
Esta última posibilidad es compatible con otra interpretación de la mecánica cuántica, la denominada “interpretación de los universos múltiples”. Esta sostiene que cada vez que medimos un sistema que se encuentra en una superposición, esta medición no selecciona un estado de forma aleatoria. En lugar de ello, el resultado de la medida que observamos es solo una posibilidad (aquella que se desarrolla en nuestro propio universo). Los otros resultados de las medidas se desarrollan en otros universos del multiverso, que en efecto son completamente independientes del nuestro. De ahí que no importe lo pequeña que sea la posibilidad de que algo ocurra, ya que, si esta no es cero, habrá ocurrido en algún otro de los mundos paralelos cuánticos. Existe gente exactamente como usted que ha ganado la lotería, que ha sido arrastrada a las nubes por un tifón terrorífico, que ha sufrido una combustión espontánea, o a la que le han ocurrido las tres cosas a la vez.
Algunas personas creen que esos universos paralelos también podrían ser observables en términos de datos cosmológicos, como huellas provocadas por otro universo que estuviera colisionando con el nuestro.
La teoría cuántica de los universos múltiples le puede aportar un nuevo enfoque a la cosmología cíclica conforme, aunque no uno con el que Penrose esté de acuerdo. Nuestro big bang pudo suponer el segundo nacimiento de un solo multiverso cuántico que contuviera un número infinito de universos diferentes que existieran de forma simultánea. Todo lo posible termina ocurriendo (y luego volvería a ocurrir una, y otra, y otra vez).
Un antiguo mito
Para un filósofo de la ciencia, la propuesta de Penrose resulta fascinante. Abre nuevas posibilidades de explicación del big bangdebido a que lleva nuestros razonamientos más allá de la lógica habitual causa-efecto. Hablamos, por tanto, de un gran punto de partida para explorar las diferentes formas en que la física puede explicar nuestro mundo y que merece, por tanto, más atención por parte de los filósofos.
Para un amante de los mitos, además, la propuesta de Penrose resulta hermosa. En su posibilidad cuántica preferida, la de los ciclos continuos, yace la promesa de una serie infinita de nuevos mundos que nacerán de las cenizas de sus antecesores. Y en la posibilidad del ciclo único, se trata de una impresionante reelaboración de la antigua concepción del uróboro o mundo serpiente. En la mitología nórdica la serpiente Jörmungandr es hija de Loki, un astuto timador, y de la gigante Angrboda. Jörmungandr devora su propia cola, y el círculo que crea al hacerlo sostiene el equilibrio del mundo. Pero el mito del uróboro ha sido representado por culturas de todo el mundo, incluidas algunas tan arcaicas como la del antiguo Egipto.
Un uróboro en la tumba de Tutankamón.Djehouty/Wikimedia
El uróboro que supondría un universo cíclico único es majestuoso de por sí. En su tripa contendría tanto nuestro propio universo como el resto de inquietantes y maravillosos universos posibles alternativos que contempla la física cuántica. Y el punto en el que la cabeza se encuentra con la cola supondría un vacío absoluto, pero al mismo tiempo un espacio repleto de energías a temperaturas de cientos de miles de millones de millares de millones de billones de grados Celsius. Hasta Loki, el que cambia de forma, estaría impresionado.
Todos los animales vertebrados tenemos células B que producen anticuerpos. Estos son proteínas en forma de Y muy específicas y capaces de neutralizar virus o toxinas bacterianas, reconocer células tumorales, etc.
Como vemos, sus beneficios son evidentes. Sin embargo, estas moléculas son muy grandes y no se sintetizan químicamente. Entonces, ¿cómo podríamos obtener algunos de estos anticuerpos específicos y en grandes cantidades?
La célula híbrida (o hibridoma) puede mantenerse ahora de forma indefinida y producir así en grandes cantidades un monoclonal específico. Desde entonces, se han generado miles de anticuerpos monoclonales para emplearlos en técnicas de diagnóstico, investigación, purificación de compuestos y en terapia. Por ejemplo, para el cáncer, autoinmunidad, degeneración macular, alergias, etc.
Esta técnica ha revolucionado la biomedicina y aún continúa desarrollándose. De hecho, se ha hablado mucho de ella en relación a la covid-19.
Los monoclonales han ido evolucionando para que nuestro organismo no los rechace durante una terapia: de murino a quiméricos, humanizados y más recientemente a tener todas las secuencias humanas. A todos ellos se los nombra con la palabra mab (del inglés, monoclonal antibody) para diferenciarlos de otros fármacos.
Técnicas utilizada antes de la pandemia
Algunos ejemplos de aplicaciones con éxito de los anticuerpos monoclonales anteriores a la covid-19:
Técnicas de diagnóstico. Ayudan a detectar enfermedades e, incluso, a evaluar su pronóstico. Identifican tipos de tumores, niveles hormonales, componentes plasmáticos y fármacos, detección de microorganismos, etc. De esta forma, ayudan a los clínicos a conocer más sobre la enfermedad de un paciente.
Purificación de compuestos. Por ejemplo, el factor de la coagulación necesario para un hemofílico. Ya no es necesario ir al hospital a recibir transfusiones de plasma, ya que pueden inyectarse en casa. Además, aquellas personas que reciben interferón u otras proteínas recombinantes también tienen que dar gracias a los monoclonales.
Investigación. Está permitiendo el avance científico sobre los mismos no solo en biomedicina, sino en muchas otras áreas como ecología, neurociencias, botánica, etc. El objetivo es identificar nuevas dianas, diseñar experimentos y desarrollar técnicas innovadoras, entre otros.
Terapia. Es usado para el tratamiento de enfermedades autoinmunes (artritis reumatoide, lupus eritematoso, enfermedad de Crohn, etc.), degeneración macular, asma y, sobre todo, en cáncer. La inmunoterapia del cáncer destruye directamente el tumor o “despierta” a linfocitos dormidos para que lo ataquen. Así, ha abierto la esperanza a la curación de muchos pacientes, siendo una de las grandes revoluciones recientes.
Aplicaciones durante la pandemia de covid-19
El desarrollo de anticuerpos monoclonales ha sido especialmente útil durante la pandemia.
Test de antígenos del SARS-CoV-2
Se parece al test del embarazo y ya todos lo conocemos. Es una técnica inmunológica basada en anticuerpo monoclonal que reconoce a proteínas del virus. Suelen emplearse nanobolitas de oro que dan el color rojo a las bandas.
Tratamiento de la tormenta de citocinas
La gravedad de esta enfermedad se asocia con una gran respuesta inflamatoria en el pulmón mediada por citocinas como interleucina 6 (IL-6), IL-1 y otras. Ya antes de la pandemia había comercializados algunos anticuerpos monoclonales para tratar artritis reumatoide, para aquellos que reciben un tratamiento de linfocitos modificados (terapia CART) u otras patologías.
Este es el caso de los inhibidores de la IL-6: Tocilizumab, Sarilumab y Siltuximab. Por eso se empezaron a usar de urgencia en pacientes con covid-19 grave. En algunos casos hubo éxito, pero los ensayos clínicos en marcha aún no son muy concluyentes.
Tratamiento neutralizante del SARS-CoV-2
Los monoclonales se utilizan para capturar al virus antes de que entre en nuestras células. Por eso sirven para prevenir o para tratar en etapas tempranas de infección. Hay ya varios desarrollados y comercializados.
El problema es que al ser tan específicos, si el virus muta pueden perder su reconocimiento. Esto ya ha ocurrido con algunos de ellos, por lo que se emplean de forma combinada en muchos casos.
Los datos indican que el tratamiento con estos anticuerpos reduce el tiempo de hospitalización y muerte de pacientes infectados por SARS-CoV-2 y también que pueden prevenir la infección en contactos estrechos.
Sin embargo, otros como Bamlanivimab combinado con Etesevimab han sido desestimados al perder eficacia frente a nuevas variantes.
Actualmente, están en proceso de evaluación dos monoclonales más: tixagevimab y cligavimab (Evusheld), que tienen la ventaja de ofrecer protección de larga duración.
Estudio de la inmunidad frente al SARS-CoV-2
En los laboratorios de inmunología se emplean diversos anticuerpos monoclonales para estudiar la inmunidad. Se marcan con sustancias fluorescentes o unidos a enzimas y se usan en distintas técnicas inmunológicas.
Se puede hacer seguimiento de pacientes para conocer las poblaciones leucocitarias sanguíneas, evaluar su inmunidad celular y humoral y respuestas de memoria. Se emplea una larga batería de monoclonales dirigidos frente a proteínas del paciente CD4, CD3, CD8, CD19, etc., o del virus (proteínas S, N, M del SARS-CoV-2).
Investigación durante la pandemia
Los anticuerpos monoclonales permiten estudiar la respuesta inmunitaria, la interacción del virus con nuestras células y muchas cosas más. Los principales estudios en marcha al respecto durante la pandemia se centran en la búsqueda de terapias eficaces, en un mejor conocimiento del virus, variantes, mecanismos de entrada, transmisión y en el desarrollo de nuevas vacunas multivariantes.
Además, también se utilizan para investigación de vacunas que induzcan más larga inmunidad y estudios de la respuesta inmunitaria que se genera en nuestro organismo tras la infección por el SARS-COV-2 o por la vacunación.
Como vemos, los anticuerpos monoclonales ya forman parte del día a día de nuestras vidas y están siendo fundamentales también para combatir esta pandemia.
