En una cavernosa sala de conciertos, ante un público ansioso de miles de personas, Masatoshi Nei experimenta un fallo técnico.

El biólogo acaba de recibir el prestigioso Premio Kyoto de Ciencias Básicas de Japón, en honor a su innovadora exploración de la evolución a nivel molecular. Los ojos y los oídos de los medios de comunicación internacionales, los diplomáticos y los dignatarios, incluida la princesa Takamado de Japón, se fijan en este hombre de 82 años, de voz suave, mientras pronuncia su discurso de aceptación. En una enorme pantalla situada sobre él, una presentación de diapositivas avanza y retrocede aleatoriamente mientras Nei intenta presentar las técnicas de las que fue pionero y que han revolucionado su campo, así como las teorías que desafían algunas de sus ideas más arraigadas.

«Lo siento mucho», dice Nei a su público con una risa entrañable. «Siempre persigo la teoría, no la práctica».

La practicidad ha sido, sin embargo, una fuerza guía a lo largo de la carrera de Nei, desde sus primeras investigaciones agrícolas hasta su búsqueda durante décadas para alejar la biología evolutiva de las observaciones subjetivas de campo y llevarla a un análisis objetivo y basado en las matemáticas a nivel molecular. En 1972, ideó una fórmula que ahora se utiliza ampliamente, la distancia genética estándar de Nei, que compara genes clave de diferentes poblaciones para estimar cuánto tiempo hace que los grupos divergieron. A principios de los años 90, Nei colaboró en el desarrollo de un software gratuito que crea árboles evolutivos basados en datos genéticos. Dos décadas después, Molecular Evolutionary Genetics Analysis, o MEGA, sigue siendo uno de los programas informáticos más utilizados y citados en biología.

Masatoshi Nei amplía su teoría sobre la evolución en su libro de 2013 Mutation-Driven Evolution. (Crédito: Michael Ray)

Pero es su teoría de refutación de la selección natural, que Nei desarrolló en los años 80 y amplió en el libro de 2013 Mutation-Driven Evolution, la que el investigador quiere que se adopte, cite y enseñe en las escuelas.

Unos días después de que las diapositivas de su presentación finalmente cooperaran, Nei, director del Instituto de Genética Molecular Evolutiva de la Universidad Estatal de Pensilvania, habló con Discover sobre dónde cree que Darwin se equivocó.

Discover: Usted comenzó su carrera académica en Japón en los años 50 como profesor asistente de ciencias agrícolas. ¿Cómo evolucionó, sin quererlo, hasta convertirse en un biólogo molecular que se enfrentaba a Darwin?

Masatoshi Nei: Quería hacer que la genética de poblaciones fuera útil y práctica, así que me dediqué al cultivo de plantas. Pero empecé a preguntarme por qué tiene lugar la evolución fenotópica. Me interesaba a nivel genético. Charles Darwin dijo que la evolución se produce por selección natural en presencia de una variación continua, pero nunca demostró la existencia de la selección natural en la naturaleza. Lo argumentó, pero no presentó pruebas sólidas.

Pero entre la gente que trabaja en la evolución, la mayoría sigue creyendo que la selección natural es la fuerza motriz.

Si se dice que la evolución ocurre por selección natural, parece científico comparado con decir que Dios lo creó todo. Ahora dicen que la selección natural lo creó todo, pero no explican cómo. Si es ciencia, tienes que explicar cada paso. Por eso estaba descontento. Sólo una sustitución de Dios por la selección natural no cambia mucho. Hay que explicar cómo.

Nei defiende la evolución impulsada por mutaciones en la ceremonia de entrega del Premio Kioto 2013. (Crédito: La Fundación Inamori)

P: Bien, entonces, explique cómo.

A: Cada parte de nuestro cuerpo está controlada por moléculas, así que hay que explicarlo a nivel molecular. Ese es el verdadero mecanismo de la evolución, cómo cambian las moléculas. Cambian a través de la mutación. Mutación significa un cambio en el ADN a través de, por ejemplo, la sustitución o la inserción . Primero tiene que haber un cambio, y luego la selección natural puede operar o no. Yo digo que la mutación es la fuerza motriz más importante de la evolución. La selección natural ocurre a veces, por supuesto, porque algunos tipos de variaciones son mejores que otros, pero la mutación creó los diferentes tipos. La selección natural es secundaria.

P: Alguien que vea el debate desde fuera podría decir que usted y otros investigadores están dividiendo los cabos, que tanto la mutación como la selección natural impulsan la evolución. ¿Cómo responde usted?

A: Yo no estudio el carácter o la función; estudio el gen que lo controla. Mi posición es que la mutación crea variación, luego la selección natural puede o no operar, puede o no elegir la variación buena y eliminar la mala, pero la selección natural no es la fuerza motriz.

En el neodarwinismo, la evolución es un proceso de aumento de la aptitud . En la teoría evolutiva basada en la mutación, la evolución es un proceso de aumento o disminución de la complejidad de un organismo. Tendemos a creer que la selección natural selecciona un tipo. Pero hay muchos tipos, y aún así están bien. Pueden sobrevivir, sin problemas.

Por ejemplo, si los ojos azules son mejores por alguna razón en Escandinavia, esa mutación tiene una ventaja seleccionada, y entonces por supuesto esa ventaja se dará más en esa población. Pero primero hay que tener la mutación. Y la propia selección natural no es tan clara. En algunos casos sí, pero no siempre. La frecuencia génica de los ojos azules puede haber aumentado también por azar y no por selección natural. El color de ojos azul puede ser tan bueno como el verde. Ambos pueden ver.

P: En 1968, su amigo y mentor Motoo Kimura propuso la teoría neutral de la evolución molecular, argumentando que la mayoría de las mutaciones que se producen no tienen consecuencias ni ventajosas ni perjudiciales para un organismo. ¿Cómo llevó la teoría neutral un paso más allá con la teoría evolutiva basada en mutaciones?

A: Kimura creía que la morfología evoluciona a través de la selección natural. Aplicó la teoría neutra sólo a nivel molecular. Yo digo que también puede determinar las características morfológicas porque el ADN lo determina todo, pero demostrarlo no ha sido tan fácil. Cuarenta o 50 años después, sigo intentando demostrarlo.

P: Una de sus aportaciones más significativas en este campo es la distancia genética estándar de Nei, una fórmula que determina cuándo divergieron diferentes poblaciones basándose en el análisis matemático de sus genomas. Pero esta fórmula supone que la tasa de cambio genético es constante. ¿Cree que la actividad humana -desde la sobrepesca hasta la quema de combustibles fósiles o la iluminación de nuestras ciudades y autopistas con luz artificial- podría estar acelerando el ritmo de mutación?

A: Creo que hay un elemento mutagénico en la actividad humana, pero es difícil reunir pruebas. Sólo se ha producido en, digamos, los últimos 10.000 años, y no sé si está cambiando la tasa de mutación. Se puede identificar cuántas mutaciones diferentes se produjeron, pero no siempre cómo.

P: Usted lleva más de tres décadas hablando de la evolución impulsada por mutaciones. ¿Por qué cree que la mayoría de los biólogos evolutivos permanecen en el campo de la selección natural?

A: Expresé este sencillo punto de vista por primera vez en 1975 en mi libro Molecular Population Genetics and Evolution, y en 1987 en un capítulo de otro libro, pero nadie cambió sus puntos de vista ni los libros de texto. Por supuesto, en aquella época la biología molecular no se había desarrollado demasiado y la biología evolutiva tradicional sólo tenía en cuenta la morfología, no cómo se producía la variación.

Algunas aves, por ejemplo, tienen una variante de la hemoglobina que les permite volar sobre el Himalaya, a gran altura. Algunos caimanes tienen una variante de la hemoglobina que les permite permanecer sumergidos durante mucho tiempo. Esto se sabe desde hace tiempo y todo el mundo pensaba, bueno, la variación existe en las poblaciones, pero la condición necesaria debe ser sólo la selección natural.

El método de unión de vecinos permite a los científicos calcular cuándo divergieron las diferentes especies, o las variaciones dentro de una especie, analizando las diferencias a nivel molecular. Esta ilustración, basada en un estudio de 2002, traza un mapa de las relaciones entre 18 poblaciones humanas, utilizando el método de unión de vecinos para crear un árbol evolutivo basado en datos genéticos. (Crédito: Alison Mackey/Discover después de Jason Spatola/Wikimedia Commons)

P: En 1987, usted fue coautor de un artículo con Naruya Saitou en el que se describía el método de unión de vecinos, un novedoso algoritmo para crear árboles evolutivos trabajando hacia atrás sobre la base de diferencias genéticas clave entre especies relacionadas, con la idea de que cuanto más recientemente diverja una especie de otra, más similar será su ADN. Se ha citado más de 34.000 veces a lo largo de los años y se ha convertido en una piedra angular de la investigación en biología molecular evolutiva. ¿Por qué cree que fue tan influyente?

A: Es sencillo. Yo había desarrollado la teoría de la distancia genética porque quería hacer un árbol filogenético, y la distancia se puede utilizar para hacer árboles. Pero también me interesaba la estadística. Así que combiné los dos métodos. Para probarlo, primero hicimos simulaciones por ordenador: Generamos una secuencia de ADN para un árbol evolutivo en el que ya sabíamos dónde se ramificaba el árbol. Luego utilizamos la estadística, el método de unión de vecinos, para reconstruir el árbol y comprobar si se parecía al árbol filogenético real. Lo hacía, y así supimos que este método daba una idea bastante buena de cómo evolucionaban y divergían las especies.

Al principio, otros biólogos eran fanáticos de ceñirse a los métodos anteriores para calcular las relaciones entre especies. Hubo muchas peleas estúpidas en los años 80, pero yo insistí en que funcionaría. En el caso de, digamos, usar 100 secuencias genéticas, podemos hacer un árbol de unión de vecinos en unos pocos segundos. Con el método normal, tardaríamos meses. Y después de trabajar durante meses, el resultado era casi siempre el mismo que el del método de unión de vecinos.

P: Ha declarado en varias ocasiones que está preparado para recibir muchas críticas por su libro más reciente, Mutation-Driven Evolution de 2013. ¿Por qué?

A: Presenté estos puntos de vista en mi libro de 1987 Molecular Evolutionary Genetics, pero la gente no prestó atención. Los libros de texto sobre la evolución no han cambiado: siguen diciendo que la selección natural causa la evolución. Mis puntos de vista fueron totalmente ignorados. En ese libro, discutí muchas técnicas estadísticas, y sólo en el último capítulo traté el problema de que la selección natural no está probada. El capítulo no convenció a mucha gente, creo, porque ya tenían una idea preconcebida de que la selección natural debe ser la fuerza motriz porque Darwin lo dijo. Darwin es un dios en la evolución, así que no puedes criticar a Darwin. Si lo haces, te tachan de arrogante.

Pero cada vez que una teoría científica es tratada como un dogma, hay que cuestionarla. El dogma de la selección natural ha existido durante mucho tiempo. La mayoría de la gente no lo ha cuestionado. La mayoría de los libros de texto siguen afirmando que es así. La mayoría de los estudiantes son educados con estos libros.

Tienes que cuestionar el dogma. Usar el sentido común. Tienes que pensar por ti mismo, sin prejuicios. Eso es lo importante en la ciencia.

Este artículo apareció originalmente en la prensa como «Todos somos mutantes»

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