Teoría lamarckiana de la evolución

[Teorías de la evolución]

Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, caballero de Lamarck (1744-1829), fue un naturalista francés que propuso una de las primeras teorías generales sobre la transformación de las especies. Nació en Bazentin, Francia, el 1 de agosto de 1744, y falleció en París el 18 de diciembre de 1829. Aunque inicialmente desarrolló una carrera militar, posteriormente se dedicó a la botánica, la zoología y la investigación de los seres vivos. En 1793 fue nombrado profesor del Museo Nacional de Historia Natural de París, donde estudió especialmente los animales invertebrados, grupo cuya clasificación contribuyó a reorganizar.

Sus investigaciones lo llevaron a formular una pregunta fundamental: si los organismos presentan tantas diferencias, ¿debemos suponer que todas las especies han existido siempre exactamente como las conocemos o podrían haberse transformado mediante procesos naturales? A diferencia de los defensores del fijismo, Lamarck consideraba que las formas vivientes experimentaban modificaciones a través de períodos prolongados. Sus primeras explicaciones generales aparecieron hacia 1800-1802 y fueron desarrolladas ampliamente en Philosophie zoologique (Filosofía zoológica), publicada en 1809 (Burkhardt, 2013).

Lamarck no defendía una ascendencia común universal comparable con la aceptada actualmente. Consideraba que diferentes organismos sencillos podían originarse independientemente y que, posteriormente, sus descendientes experimentaban transformaciones. Su teoría combinaba dos procesos fundamentales: una tendencia hacia una mayor complejidad orgánica y la influencia de las condiciones ambientales sobre los hábitos y las estructuras corporales. La explicación de estos cambios incluía el uso y desuso de los órganos y la herencia de caracteres adquiridos, principios que permiten comprender tanto la originalidad de su propuesta como sus principales limitaciones.

Figura 1. [Jean-Baptiste Lamarck: la primera teoría transformista]. Naturalista francés (1744-1829), destacado por sus estudios de botánica y zoología de invertebrados. En Philosophie zoologique propuso la transformación de las especies mediante cambios en los hábitos, el uso y desuso de órganos y la herencia de caracteres adquiridos, mecanismos que hoy no constituyen una explicación general aceptada de la evolución biológica.

La fuerza de complejización

Lamarck observaba que los seres vivos podían organizarse según diferentes grados de complejidad anatómica. Algunos organismos presentaban estructuras relativamente sencillas, mientras otros poseían sistemas nerviosos, órganos sensoriales, aparatos digestivos y otros componentes especializados. Esta observación parecía compatible con la antigua gran cadena del ser, una representación jerárquica que situaba a los organismos en diferentes escalones según su supuesta perfección.

Sin embargo, Lamarck introdujo una modificación importante. En lugar de interpretar todos esos niveles como posiciones necesariamente establecidas desde el origen, propuso que podían representar distintas etapas de una historia de transformación. Los organismos sencillos podían dar lugar, después de numerosas generaciones, a descendientes con una organización corporal progresivamente más elaborada. De esta manera, una jerarquía inicialmente estática adquiría una interpretación histórica.

Para comprender esta propuesta, imaginemos una escalera cuyos primeros peldaños representan organismos de organización sencilla y cuyos peldaños superiores representan animales con sistemas corporales más complejos. Según Lamarck, la naturaleza poseía una tendencia general a producir formas vivientes cada vez más organizadas. Esta tendencia explicaría por qué podían encontrarse animales con diferentes grados de diferenciación de órganos y especialización funcional.

Pero aquí surgía un problema: ¿qué mecanismo permitía que los organismos ascendieran por aquella escalera?

Lamarck intentó responder mediante una explicación física. Durante los siglos XVII y XVIII, numerosos investigadores habían descubierto que fenómenos aparentemente invisibles podían estudiarse a través de sus efectos. La gravedad, formulada matemáticamente por Isaac Newton (1642-1727), constituía un ejemplo importante: los cuerpos podían atraerse sin entrar directamente en contacto.

Lamarck imaginó que ciertos movimientos de fluidos y procesos físicos internos podían favorecer el aumento progresivo de la complejidad de los organismos. Sin embargo, esto no significaba que hubiera descubierto una fuerza equivalente a la gravedad. Su mecanismo carecía de una formulación matemática comparable y no disponía de pruebas experimentales suficientes para demostrar que existiera una tendencia universal de los seres vivos hacia la complejidad (Burkhardt, 2013).

Tampoco debe suponerse que Lamarck defendiera una única secuencia rígida de especies. Reconoció que las circunstancias ambientales podían producir desviaciones y ramificaciones respecto de la tendencia general. Su teoría era predominantemente progresiva, pero admitía relaciones más complejas que una escalera completamente recta.

La biología evolutiva moderna no reconoce una obligación natural de aumentar la complejidad. Existen linajes que conservan organizaciones relativamente sencillas durante períodos prolongados, mientras otros experimentan modificaciones anatómicas considerables. La evolución biológica tampoco implica que todos los organismos deban aproximarse progresivamente al ser humano. Un microorganismo puede estar eficazmente adaptado a su ambiente sin necesitar desarrollar órganos semejantes a los nuestros.

La fuerza vital en Lamarck

La explicación de Lamarck también dependía de su interpretación de los procesos físicos responsables de la vida. Durante su época, diversos naturalistas y médicos utilizaban conceptos como fuerza vital, principio vital o actividad orgánica para intentar explicar por qué los cuerpos vivos podían crecer, alimentarse, moverse y reproducirse, mientras la materia inerte no manifestaba esas mismas propiedades.

Sin embargo, sería incorrecto interpretar la fuerza propuesta por Lamarck como un espíritu invisible que dirigía milagrosamente a los organismos. Sus explicaciones eran principalmente naturalistas y mecanicistas. Consideraba que el movimiento de los fluidos corporales, el calor y otros agentes físicos podía producir cambios en la organización de los cuerpos vivientes.

Imaginemos un sistema de canales por donde circula agua. Cuando el líquido pasa continuamente por determinados conductos, puede modificar sus dimensiones o alterar los materiales que los rodean. Lamarck utilizaba razonamientos semejantes para explicar cómo la circulación de los fluidos podía contribuir al desarrollo de nuevas estructuras orgánicas. Naturalmente, esta analogía no describe correctamente cómo se forman los tejidos, los órganos y los sistemas corporales, pero permite comprender su intento de relacionar la vida con fenómenos físicos conocidos.

Esta explicación estaba vinculada con otra idea fundamental: la generación espontánea. Lamarck consideraba que la naturaleza podía producir continuamente organismos extremadamente sencillos a partir de materia no viviente cuando se presentaban las condiciones adecuadas. Estos organismos iniciarían nuevos procesos de transformación, mientras los descendientes de generaciones anteriores habrían alcanzado grados mayores de organización (Lamarck, 1809; Burkhardt, 2013).

De esta manera, Lamarck intentaba resolver una dificultad de su teoría. Si todos los organismos simples debían transformarse progresivamente en otros más complejos, ¿por qué continuaban existiendo organismos sencillos? Su respuesta consistía en proponer que la generación espontánea originaba continuamente nuevas formas de vida, mientras otras líneas de descendencia experimentaban transformaciones.

Actualmente distinguimos entre el problema científico del origen de la vida y la hipótesis histórica de la generación espontánea cotidiana. La investigación moderna sobre el origen de la vida estudia cómo pudieron surgir los primeros sistemas biológicos mediante procesos químicos en la Tierra primitiva. Esto no significa que aparezcan continuamente organismos completos a partir de materia inerte mediante el mecanismo imaginado por Lamarck.

También es importante distinguir la complejización orgánica de la adaptación ambiental. En su teoría, la primera explicaba una tendencia general hacia formas corporales más elaboradas; la segunda permitía comprender por qué organismos sometidos a ambientes diferentes adquirían características particulares. Estos dos procesos debían actuar conjuntamente, pues una tendencia exclusiva hacia la complejidad no explicaría por qué animales de organización semejante presentan estructuras y comportamientos tan diferentes.

La fuerza de adaptación

La segunda parte de la teoría de Lamarck intentaba explicar las adaptaciones de los organismos a sus ambientes. Desde la Antigüedad, los naturalistas habían observado que los animales poseen características relacionadas con su manera de vivir. Los depredadores presentan estructuras para capturar presas, los herbívoros poseen adaptaciones para obtener alimentos vegetales y numerosos animales acuáticos muestran modificaciones que facilitan sus desplazamientos.

Estas relaciones entre estructura anatómica y función biológica habían alimentado las explicaciones teleológicas de Aristóteles y otros filósofos. Parecía que cada órgano estaba construido para cumplir una finalidad. Lamarck, sin embargo, intentó proporcionar una explicación natural de cómo podían aparecer esas características.

Su razonamiento partía de una secuencia: un cambio en el ambiente produce nuevas necesidades; esas necesidades modifican los hábitos de los animales; los hábitos alteran la utilización de determinadas partes corporales; y el uso prolongado modifica el desarrollo de sus órganos. Si estas modificaciones se transmiten a los descendientes, las generaciones posteriores podrían presentar estructuras cada vez más diferentes de las originales.

Imaginemos una población de aves que comienza a obtener alimento principalmente en ambientes acuáticos. Según Lamarck, la necesidad de desplazarse sobre el agua modificaría sus hábitos y aumentaría la utilización de las patas para nadar. Con el paso de numerosas generaciones, estos cambios contribuirían al desarrollo de estructuras anatómicas adecuadas para la natación.

La característica fundamental de este razonamiento era considerar que las necesidades del organismo podían orientar sus modificaciones corporales. La adaptación no sería simplemente una propiedad que observamos en los animales, sino el resultado de sus respuestas habituales a las circunstancias ambientales.

Sin embargo, debemos distinguir el cambio fisiológico individual de la transformación evolutiva de una población. Un animal puede fortalecer sus músculos mediante el ejercicio o modificar determinados comportamientos al enfrentarse a nuevas condiciones. Esto no significa que las alteraciones adquiridas durante su vida se transmitan necesariamente a sus descendientes.

Además, Lamarck no consideraba que todas las modificaciones aparecieran porque los organismos las desearan conscientemente. Su explicación relacionaba circunstancias ambientales, necesidades, hábitos y cambios orgánicos, especialmente en los animales capaces de modificar activamente su comportamiento (Burkhardt, 2013).

Las leyes de Lamarck

Lamarck formuló dos leyes destinadas a explicar cómo se relacionaban las funciones corporales, las modificaciones anatómicas y la herencia biológica. Aunque actualmente sabemos que no describen un mecanismo general válido de evolución, resulta importante comprenderlas dentro de su contexto histórico. De hecho, la segunda ley recogía una creencia sobre la transmisión de características adquiridas que también compartían otros naturalistas y que Lamarck no consideraba una invención exclusivamente suya.

La primera ley de Lamarck: uso y desuso

La primera ley establecía que el empleo frecuente y sostenido de un órgano favorecía su desarrollo, fortalecimiento y aumento de tamaño, siempre que el animal no hubiera completado sus posibilidades de desarrollo. Por el contrario, la falta prolongada de utilización provocaría su debilitamiento, reducción e incluso desaparición.

Podemos comprender una parte de esta propuesta mediante la fisiología muscular. Cuando una persona realiza ejercicios de fuerza, sus músculos esqueléticos pueden experimentar hipertrofia, es decir, un aumento de tamaño relacionado con las exigencias del entrenamiento. Si permanece inmovilizada durante mucho tiempo, puede presentar atrofia muscular, caracterizada por la pérdida de masa y capacidad funcional.

Ambos fenómenos son reales, pero Lamarck extendía esta explicación a cambios que hoy sabemos que requieren mecanismos evolutivos diferentes.

Su ejemplo más conocido fue el cuello de las jirafas. Imaginaba que los antepasados de estos animales necesitaban alcanzar hojas situadas en las ramas altas. El esfuerzo repetido por estirar el cuello y las extremidades anteriores produciría un desarrollo progresivo de esas estructuras.

La explicación presentaba una dificultad: aunque el ejercicio puede modificar determinadas estructuras corporales, no existe evidencia de que estirar repetidamente el cuello produzca un aumento hereditario de su longitud. Además, el crecimiento óseo está regulado por complejos procesos de desarrollo, señalización celular y herencia genética.

Figura 2. [Lamarckismo: uso, desuso y herencia de caracteres adquiridos]. La teoría de Lamarck planteaba que las especies se transformaban por cambios ambientales, uso y desuso de órganos y transmisión de caracteres adquiridos. Las jirafas ejemplifican su propuesta de alargamiento heredado del cuello. La genética moderna no respalda este mecanismo general, aunque reconoce la influencia del ambiente.

La segunda ley de Lamarck: herencia de caracteres adquiridos

La segunda ley proporcionaba el componente hereditario que necesitaba la primera. Lamarck sostenía que las modificaciones adquiridas por los organismos debido a las circunstancias ambientales y al uso o desuso de sus órganos podían conservarse en las generaciones siguientes, siempre que estuvieran presentes en los progenitores reproductores.

Imaginemos que una jirafa ancestral pudiera alargar ligeramente su cuello mediante esfuerzos continuados. La primera ley explicaría cómo adquiriría esa modificación durante su vida. La segunda propondría que sus descendientes nacerían con parte de ese cambio, permitiendo su acumulación durante numerosas generaciones.

Esta interpretación se conoce como herencia de caracteres adquiridos y suele relacionarse con el concepto de herencia blanda: la posibilidad de que modificaciones experimentadas por el cuerpo durante la vida alteren las características heredadas por los descendientes.

La genética moderna demostró que la herencia biológica depende principalmente de la transmisión de información contenida en el ADN, aunque existen mecanismos hereditarios adicionales. Por tanto, desarrollar músculos mediante el entrenamiento no significa que los hijos heredarán automáticamente esos músculos desarrollados.

Durante finales del siglo XIX, August Weismann (1834-1914) defendió una importante distinción entre las células reproductoras y las células somáticas, que forman la mayor parte del cuerpo. En sus conocidos experimentos, cortó las colas de ratones durante generaciones sucesivas sin obtener descendientes que nacieran sistemáticamente sin cola.

Aquellos experimentos mostraron que una mutilación corporal no se transmite automáticamente a los descendientes. Sin embargo, no constituían por sí solos una refutación completa de todas las modificaciones funcionales propuestas por Lamarck, quien se había interesado especialmente por los cambios provocados por hábitos prolongados (Liu, 2007).

Posteriormente, la genética experimental y la investigación de los mecanismos de herencia proporcionaron explicaciones mucho más precisas para comprender por qué ciertas características se transmiten y otras no. La distinción entre modificaciones corporales adquiridas e información hereditaria se convirtió en un elemento fundamental de la biología.

Figura 3. [Lamarck: las fuerzas invisibles de la vida]. Lamarck propuso que fluidos sutiles como el calórico y la electricidad estimulaban los movimientos vitales, modificaban los tejidos y favorecían la formación de órganos. Relacionó este mecanismo con la complejización biológica y la adaptación ambiental. La ciencia actual no respalda dichos fluidos como explicación de la evolución.

La epigenética y la herencia de las modificaciones

Actualmente sabemos que las condiciones ambientales pueden modificar determinados mecanismos de regulación de la expresión genética. La epigenética estudia procesos como la metilación del ADN, las modificaciones de las histonas y otros sistemas que participan en la regulación de la actividad de los genes.

En determinados organismos, especialmente algunas plantas, ciertos estados epigenéticos pueden transmitirse durante varias generaciones. Sin embargo, esto no significa que se haya demostrado la validez general de la segunda ley de Lamarck. La herencia epigenética depende de mecanismos moleculares específicos y no permite concluir que cualquier característica adquirida mediante el esfuerzo pueda transmitirse a la descendencia.

Además, en los mamíferos, las pruebas de transmisión epigenética estable a través de numerosas generaciones siguen siendo limitadas para muchos efectos ambientales investigados. Es necesario distinguir los cambios experimentados por un individuo, los efectos directos sobre sus descendientes y la auténtica herencia transgeneracional (Fitz-James & Cavalli, 2022; Bird, 2024).

Por esta razón, la epigenética moderna no debe considerarse simplemente una recuperación de la teoría lamarckiana. Aunque permite investigar algunas formas de transmisión de información biológica que no dependen exclusivamente de cambios en la secuencia del ADN, sus mecanismos, alcances y limitaciones son diferentes de los que Lamarck imaginó a comienzos del siglo XIX (Penny, 2015).

Referencias

Bird, A. (2024). Transgenerational epigenetic inheritance: A critical perspective. Frontiers in Epigenetics and Epigenomics, 2, Article 1434253. https://doi.org/10.3389/freae.2024.1434253

Burkhardt, R. W., Jr. (2013). Lamarck, evolution, and the inheritance of acquired characters. Genetics, 194(4), 793–805. https://doi.org/10.1534/genetics.113.151852

Fitz-James, M. H., & Cavalli, G. (2022). Molecular mechanisms of transgenerational epigenetic inheritance. Nature Reviews Genetics, 23, 325–341. https://doi.org/10.1038/s41576-021-00438-5

Lamarck, J.-B. (1809). Philosophie zoologique, ou exposition des considérations relatives à l'histoire naturelle des animaux (2 vols.). Dentu. https://fr.wikisource.org/wiki/Philosophie_zoologique_(1809)

Liu, Y. (2007). Like father like son: A fresh review of the inheritance of acquired characteristics. EMBO Reports, 8(9), 798–803. https://doi.org/10.1038/sj.embor.7401060

Penny, D. (2015). Epigenetics, Darwin, and Lamarck. Genome Biology and Evolution, 7(6), 1758–1760. https://doi.org/10.1093/gbe/evv107