EVOLUCION Y MEDIO AMBIENTE

Los organismos han evolucionado en condiciones ambientales muy diversas y que fueron cambiando, numerosas veces en forma drástica, durante un tiempo estimado en 3.8 billones de años . Desde PROSAMA hemos desarrollado dos disciplinas científicas para poder evaluar las profundas implicancias de los cambios ambientales sobre los seres vivos.

Paleoecotoxicología: el impacto de agentes físicos y químicos en el proceso evolutivo (área temática desarrollada desde nuestra institución)

Los conocimientos científicos actuales resultan insuficientes para poder evaluar a nivel global si las múltiples actividades humanas conllevan sobreponer los límites de un desarrollo sustentable. Se ha tratado de evaluar la sustentabilidad con respecto a algunas variables resultando que en algunos casos, como el uso de compuestos nitrogenados (v.g. fertilizantes), hemos sobrepasado severamente una situación de equilibrio. La pérdida de biodiversidad es otro caso similar. Entre las causas que se reconocen para esta grave situación se encuentra la perdida de hábitat por la creciente ocupación del hombre de los espacios. Si bien la utilización de sustancias químicas crece en forma extraordinaria (casi se duplica cada 10 años) no existe información acerca del potencial impacto de esta situación sobre la biosfera en su conjunto. Hace más de 10 años, frente a esta realidad, desde nuestra institución, hemos considerado que el proceso evolutivo, que implica unos 3.8 billones de años de experiencia de los seres vivos con el medio en el cual han vivido podía ayudar a focalizar el problema y sus eventuales consecuencias.

a) Entre los eventos extremos durante el proceso evolutivo se encuentran las extinciones masivas, unas 5 mayores durante los últimos 500 millones de años. Uno de los mejor estudiados y mas populares porque implico la extinción de los dinosaurios, aconteció hace unos 65 millones de años. Su causa fue el impacto de un asteroide de unos 10km de diámetro en la península de Yucatan (Mexico). El evento quedo marcado por un límite en el estrato terrestre muy enriquecido por el Iridio proveniente del asteroide. Notablemente por encima de este estrato no hay restos fosiles de dinosaurios y otras especies que representaban el 70% de la biodiversidad pre impacto. Esta dramática diferencia ha motivado denominar el limite como Cretacico-Terciario, un antes y un después para la biodiversidad. Notablemente, en dicho límite se encontraron altas concentraciones de otros elementos provenientes de la corteza terrestre y del asteroide, algunos de ellos de altísima toxicidad como el aluminio, níquel, etc. He calculado la cantidad de estos elementos tóxicos que quedaron biodisponibles lo que permitió verificar y comprender que los seres vivos mas vulnerables por diferentes motivos han sido víctimas de un envenenamiento que resulto en la extinción masiva explicando también la selectividad en este proceso de envenamiento generalizado. Así hemos dado lugar al inicio de la Ecotoxicologia aplicado al registro fósil dentro del proceso evolutivo que hemos denominado PALEOECOTOXICOLOGIA (Herkovits 2001). Este estudio permitió comprender que la carga de sustancias químicas puede resultar en una extinción masiva, concepto que aún estamos lejos de incorporar en nuestra conciencia y mucho menos en nuestro accionar

b) Evoecotoxicología:

los seres vivos como biomarcadores de los cambios ambientales durante el proceso evolutivo (enfoque multidisciplinario desarrollado en nuestra institución). Uno de los conceptos más fecundos en el campo de la Biología es que los organismos multicelulares que se generan de la unión de 2 ganetas y por ende tienen desarrollo embrionario, durante este periodo alcanzan niveles crecientes de complejidad morfológica, estructural, fisiológica y bioquímica. Las diferentes etapas que atraviesan reflejan el gradual progreso de la especie hasta su estado actual.

Los cambios pueden ser muy acelerados o muy lentos según diferentes circunstancias. Por ejemplo, los cocodrilos, de acuerdo con el registro fosil, prácticamente no han tenido cambios evolutivos en los últimos 200 milones de años mientras que el mamífero mas evolucionado hace 65 millones de años, cuando desaparecieron los dinosaurios junto con el 70 % de la biodiversidad, era muy parecido a un pequeño raton. De ese animalito, en 65 millones de años evolucionaron todos los mamíferos desde la ballena hasta el raton incluyendo al hombre. Ahora, los seres vivos tienen una

experiencia continua de convivir con el medio ambiente durante unos 3.8 billones de años. Nosotros comprobamos que en diferentes periodos de su desarrollo embrionario presentan cambios muy marcados en la susceptibilidad a agentes físicos que para nada se condicen con las condiciones ambientales actuales. Mas aun, en etapas tempranas no necesitan oxigeno para vivir y luego gradualmente su metabolismo se transforma en aerobico, situación incomprensible para las condiciones actuales con abundante oxigeno disponible. En efecto todos tenemos la experiencia que el elemento mas imprescindible para nuestra vida es el oxigeno ya que si no podemos respirar la muerte sobreviene en minutos. Por que? Simplemente porque el oxigeno nos permite disponer de moléculas energéticas en cantidades suficientes para mantener nuestras funciones. El oxigeno como molécula libre (O2) se genero por los seres vivos hace unos 2.4 billones de años cuando parte de los seres vivos lograron aprovechar la energía solar como su principal fuente energética, fenómeno que conocemos como fotosíntesis. El oxigeno libre es un producto de desecho de la fotosíntesis y por ser un agente sumamente reactivo (oxidante) fue un toxico sumamente severo alque tuvieron que adaptarse los seres vivos. Algunos lograron utilizar el oxigeno para generar moléculas energéticas en altas cantidades y dieron origen a los organismos multicelulares de creciente complejidad. Otro aspecto beneficioso fue la formación de ozono (O3) que se ubico en la estratosfera y nos protege de la irradiación UVB haciendo que este planeta sea mucho más amigable con la vida. Es decir que la historia de nuestro planeta desde el punto de vista del oxígeno se divide en dos periodos: uno sin oxigeno molecular (oxigeno libre) y otro con oxigeno libre que permitió un salto energético extraordinario por los organismos que ¨aprendieron¨ a utilizarlo para generar moléculas energéticas en cantidades sin precedentes. Siendo el oxigeno ahora disponible porque los embriones en etapas tempranas no consumen oxigeno? Porque mantienen un metabolismo que desde el punto de vista energético es incomparablemente más limitado? Sera que el embrión en cada etapa responde a las condiciones ambientales en las que vivieron sus ancestros ? Si es el caso, existieron organismos multicelulares hace mas de 2.000 millones de años, hecho que hemos anticipado y que fueron encontrados unos 4 años después de nuestra publicación (en 2011), revolucionando todo lo que se sabía sobre evolución. Esta nueva conceptualización permite comprender la evolución en el contexto ambiental en el cual se realizo lo que implica una nueva y generalizada explicación de los conocimientos existentes en varias disciplinas biomédicas. Ver nuestro trabajo conceptual del 2006 (Herkovits) y otros trabajos que tuvieron una explicación desde el punto de vista de esta nueva teoria