Archivo personal
Junto a Charles Darwin en el Museo de Historia Natural de Londres, en 2018Archivo personalEl biólogo Carlo Guerra Schrago, del Departamento de Genética de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), realiza extensos análisis de datos por computadora, utilizando estadísticas y secuencias genéticas. Con base en la teoría evolutiva, su trabajo ayuda a entender ciertos aspectos de la realidad, tales como los caminos de difusión de una enfermedad (estudia la epidemia de zika a partir de 2015) y la diversificación de mamíferos, especialmente roedores y primates.
La variedad de objetos de estudio revela la forma en que una misma teoría puede aplicarse a todos los organismos, con una diferencia importante: viviendo durante un lapso efímero como individuos, los microorganismos son capaces de perpetuarse merced a una multiplicación veloz. Bajo la mirada de un evolucionista, la reconstrucción del recorrido de las modificaciones genéticas resultante de esa replicación deviene prácticamente en una película que relata su historia.
Guerra es graduado biología en la UFRJ con especialización en bioinformática en el Laboratorio Nacional de Computación Científica (LNCC), con sede en la localidad de Petrópolis. Obtuvo el doctorado en la UFRJ en 2004 y, entre 2018 y 2019, realizó una investigación posdoctoral en la Universidad Harvard, en Estados Unidos. En la entrevista que puede leerse a continuación, concedida por videoconferencia, el biólogo se refiere a los cambios que la teoría evolutiva viene atravesando y a cómo reacciona cuando los estudiantes objetan la disciplina. Para él, los científicos caen en una trampa cuando reaccionan como si hubiera una disputa entre la religión y la ciencia.
Su campo de estudio es la evolución viral. ¿Cuál es su opinión sobre la pandemia del nuevo coronavirus?
Todavía no he analizado el material en bruto del coronavirus, pero a priori, me llama la atención que quizá esta es la primera vez que la biología evolutiva tiene que vérselas con un problema práctico nuevo, que consiste en evaluar si una secuencia, ya sea el genoma de un virus o una bacteria, fue manipulado en un laboratorio o no. El trabajo que demostró que el virus Sars-CoV-2 no fue manipulado, que salió publicado en marzo en la revista Nature Medicine, lleva la firma de un grupo de virólogos moleculares que trabajan con evolución y tuvo una gran repercusión. Incluso reviste la trama de un problema geopolítico, porque determinar si una secuencia tuvo un origen natural o no implica evaluar si se trata de un caso de bioterrorismo.
Ese tipo de trabajo también permite analizar la evolución molecular del virus para trazar su recorrido de circulación e intentar elaborar pronósticos…
De hecho, para el control epidemiológico de cualquier país es de suma importancia conocer el ritmo, la tasa de crecimiento y de expansión de las infecciones e intentar determinar de dónde provienen esos virus y secuencias. Pero el trabajo que se hizo hasta ahora carece de un muestreo de secuencias de envergadura. Resulta difícil efectuar inferencias acerca de la dinámica espacial y temporal de una epidemia cuando el muestreo es incompleto. En cuanto al Sars-CoV-2 circulante en Brasil, se demostró que son secuencias del virus originarias de Europa y de EE.UU., pero el esfuerzo por obtener muestras no fue homogéneo en todos los países.
Su laboratorio trabaja con el virus del Zika. ¿Cuál es el objetivo de los estudios?
Nuestros planteos son teóricos y están relacionados con la epidemia de zika, y lo que se aplica al zika vale para cualquier epidemia. Las metodologías de bioinformática o de evolución molecular son las mismas. Nosotros estábamos interesados en saber cómo se comportan los parámetros que son relevantes para quienes trabajan en salud pública, tales como la edad de la epidemia, de dónde proviene y su tasa de crecimiento. Hay una cantidad enorme de supuestos teóricos que nos propusimos evaluar y eso requiere simulaciones por computadora lo suficientemente realistas. Nuestro trabajo consistió en diagramar simulaciones de crecimiento y de dinámica de la epidemia, procurando emular la realidad del virus en el plano espacial y temporal. Esto se hace para evaluar la solidez de los métodos que se utilizan tradicionalmente, por ejemplo, para la reconstrucción de la historia evolutiva del virus o para efectuar cálculos de su dinámica espacial. Nuestra conclusión es que algunos de estos métodos tienen problemas. Obtuvimos valores más precisos cuando incluimos los cambios ocultos en el genoma, es decir, ciertas alteraciones a nivel del ADN que no se manifiestan en su apariencia, el fenotipo. Los cambios no ocultos, aquellos que acarrean efectivamente un cambio en alguna proteína que afecta a un genotipo, están sometidos a los regímenes de selección y son más susceptibles.
Ese trabajo comprende estadística y bioinformática. ¿Podría explicarle a un lego cómo funciona eso?
En las publicaciones de divulgación científica o incluso en las películas de ciencia ficción, las secuencias de ADN aparecen siempre con estas letritas: A, C, T y G. Esas son las iniciales de las bases nitrogenadas (adenina, citosina, timina y guanina) que se combinan para formar el ADN. Uno de los retos que enfrenta quien trabaja con la evolución molecular y genética es el uso de esas letras, con diversas combinaciones y posibilidades, e intentar dilucidar su historia oculta. Es algo similar a lo que ocurre cuando uno llega a su casa, observa los cuartos y trata de imaginarse lo que ocurrió mientras estuvo ausente. A veces eso es sencillo. Si uno tiene un perro y se encuentra con todo roto en la habitación principal concluye: fue el perro. Pero en muchos casos, esto requiere la aplicación de modelos avanzados. Una característica común del pensamiento humano es hacer suposiciones históricas. No obstante, en lo que se refiere a la biología evolutiva, es necesario estar respaldado por algo más cuantitativo. En la búsqueda de una comunicación objetiva, recurrimos a inferencias estadísticas que nos permiten cuantificar los cambios en la naturaleza. En ese historia, tenemos que tener en cuenta todo, el contexto temporal, quién es pariente de quién, de dónde vino, cómo llegó hasta aquí. Esos planteos pueden aplicarse a virus, plantas, animales.
¿Cómo ha sido la evolución de esa metodología? ¿Qué aporte realiza para el avance del conocimiento?
La disciplina de la evolución molecular y filogenética surgió en la década de 1960, aunque los conceptos con los cuales trabajamos sean más antiguos, y remiten a una historia evolutiva compartida, y a cómo la diversidad genética responde a regímenes de selección. Pero se carecía de métodos algorítmicos para estudiarlos y solo fue posible llegar a ese peldaño merced al crecimiento de la utilización de computadoras en las ciencias naturales. Eso también dependía del conocimiento al respecto de las secuencias de nucleótidos, y la estructura del ADN recién pudo dilucidarse en la década 1950. Hasta la aparición de esa disciplina no se tenía idea de cómo evolucionaban los genomas. A partir de ella, el tema se tornó objeto de estudio y, utilizando los datos moleculares, fue posible reconstruir las relaciones evolutivas entre varias especies y ampliar el conocimiento sobre el árbol de la vida, que figura en los libros técnicos de ecología, zoología, botánica o de cualquier área de la biología. Hoy en día, la biología se encuentra bastante unificada en el discurso evolutivo.
Tal vez la selección natural no sea la única explicación, pero por ahora es la mejor que tenemos para entender la complejidad de los seres vivos
Cuando se habla de evolución y selección natural, la gente suele pensar en animales o plantas. Usted estudia la evolución molecular de los virus. ¿Ese objeto de estudio marca una diferencia?
En efecto, porque en el caso de los virus, la tasa de evolución es vertiginosa y se puede entrever el proceso evolutivo en mayor detalle. En el caso de los grandes mamíferos, uno puede comparar retratos separados por millones de años y hacer inferencias acerca de lo que ocurrió entre una imagen y otra. En el caso de los virus esa ventana temporal es menor, pero también reviste ciertas complejidades. El científico necesita estar atento y elegir las herramientas apropiadas para que su análisis no resulte sesgado, ya que hay metodologías para cotejar marcos muy separados en el tiempo y otras para marcos muy próximos.
Los virus utilizan las células del huésped para multiplicarse y dejan fragmentos de su material genético insertos en el genoma de los animales. ¿Cómo se entrelazan los virus en nuestra historia evolutiva?
Por el momento, lo que tenemos a disposición son estudios de caso, algunos de ellos interesantísimos, que revelan que el papel de esos seres vivos es mucho más complejo de lo que se suponía. No hay manera de justipreciar si en el curso de la historia de los mamíferos o de cualquier otro grupo la contribución de los virus ha sido mayormente positiva o negativa. Solemos creer que es negativa, dado que se trata de parásitos celulares que utilizan el mecanismo de la célula para replicarse y luego la célula muere. Pero esto no siempre es verdad, y ellos pueden acarrear novedades evolutivas. Eso era algo inimaginable hasta hace algún tiempo.
¿Cuánto tiempo?
Esas ideas comenzaron a aparecer allá por la década de 1990. Luego de que se comprendiera la naturaleza química del material genético, en 1953, surgió un concepto de individuo muy asociado a un único genoma. Se daba por sentado que, en las células de una persona, el genoma podría albergar alteraciones mínimas generadas durante el proceso de división celular. Al cabo, el genoma de una célula del hígado podría ser algo diferente al genoma de una célula del pulmón. Pero nadie hubiera admitido que otros genomas presentes en el organismo, originarios de seres tan diferentes como las bacterias y los virus, podrían alterar fenotipos y llegar hasta el punto de influir en el comportamiento de un individuo, generando ansiedad o depresión. Entonces nos hicimos este planteo: al final de cuentas ¿qué es lo que define a un individuo? ¿Es tan solo su genoma o es su genoma sumado a toda esa comunidad de genomas que está presente en esos microorganismos, incluyendo a los virus?
¿Y cuál sería la respuesta, a su juicio?
El desarrollo de las técnicas de secuenciación posibilita un análisis mucho más minucioso de ese problema y creo que eso nos va a sorprender en los próximos años. Se trata de un reto considerable incluso para el área de la bioinformática. La complejidad de la información es gigantesca, porque las variantes no se dan solamente entre distintas personas, sino también en una misma persona a lo largo de su vida. Resulta imposible darle un sentido a todo esto sin la ayuda de las computadoras. Tengo la impresión de que en los próximos años, las carreras del área de la biología incorporarán obligatoriamente contenidos de programación de computadoras para sus estudiantes.
¿Cómo influye ese aporte de la microbiología en el conocimiento sobre la teoría de la evolución?
Su impacto aún está en curso. La complejidad del genoma y su interacción con los genomas de todos esos microorganismos aún no ha sido asimilada. Una parte de los científicos considera a la selección natural como la única explicación para la organización sorprendente que vemos en los seres vivos, mientras que otros creen que hay fenómenos más allá de la selección natural que pueden contribuir y sostienen que la biología evolutiva debería reformularse para incorporar estas novedades, abandonando la concepción clásica que data de la década 1920. Tal vez la selección natural no sea la única explicación, pero todavía es lo mejor que tenemos para entender la complejidad asombrosa de los seres vivos.
El discurso científico está limitado por el naturalismo metodológico a agentes que deben cumplir la relación mecánica de causa y efecto
¿Todavía se discute si los virus son o no seres vivos?
La pandemia del coronavirus demostró que una molécula de ARN puede frenar al mundo. En el interior de las células, esas moléculas desencadenan una red jerárquica de reacciones en cadena. La polémica sobre si el virus es vivo o no acaba siendo irrelevante. Ese debate ha devenido en una disputa cuasi futbolística.
Estamos en una instancia en la cual se ha tornado frecuente negar la evolución. ¿Cómo lo vive usted, desde la docencia?
Es un problema real. Con cierta frecuencia, hay alumnos que plantean objeciones de contenido religioso, pero eso raramente configura un planteo filosófico. Lo que ahora aparece en el aula es esa clave interpretativa literal, simplista, en la que el alumno argumenta: “Ah, eso no es lo que dice el capítulo tal, del libro tal, del Génesis”. Creo que ese es un buen tema de análisis para los sociólogos. Habría que plantearse por qué está apareciendo eso ahora, porque es algo que yo no veía hace 10 años. Es necesario ubicar el problema en un contexto. No se trata de una disputa entre ciencia y religión.
¿Por qué no?
Muchos investigadores caen en la trampa y transforman algo que es local y específico en un problema filosófico que no tiene solución. En realidad, estamos lidiando con algo mucho menos sofisticado. El estudiante nunca viene con un discurso teológico avanzado. Tengo la impresión de que algunos alumnos vienen a la clase de evolución creyendo que es una disciplina para enseñar ateísmo. En tal caso, es natural que actúen de manera hostil, porque crecieron en un entorno familiar religioso y su comprensión de la moral está asociada a principios religiosos.
¿Cómo afrontar eso?
Hay que combatir la percepción de que el discurso científico es propaganda ateísta. El docente debe contextualizar cuáles son los límites y los agentes del discurso científico. Al estudiante debe quedarle claro que el discurso científico está limitado por el naturalismo metodológico a agentes que deben tener relación mecánica de causa y efecto. Cualquier tipo de agente no natural es incompatible con el universo que caracteriza al discurso científico. En cierta ocasión tuve que explicarlo así: “Esta es la clase de biología evolutiva, no la de apología ateísta. Yo no soy apologista de lo que concierne a lo divino, soy biólogo”. A partir de eso, el alumno se tranquiliza y entiende que, de ahí en adelante, cualquier tipo de salto metafísico es complicado. Y esto incluye la aceptación o el rechazo de interpretaciones metafísicas del naturalismo. Cuando algunos sostienen que especulaciones pseudocientíficas del tipo del “diseño inteligente” deberían incluirse en los libros de biología evolutiva, deberían plantearse lo siguiente: ¿eso que proponen tiene algo que ver con el naturalismo metodológico? ¿Los agentes implicados cumplen con la relación mecánica de causa y efecto? Por supuesto que no. Entonces, está bien, pueden hacer lo que quieran con eso, pero no en el libro de la evolución. Cuando se introduce esta protección para el discurso científico se evita el problema, pero eso también trae aparejada una consecuencia que a algunos científicos les desagrada.
¿Cuál?
Que así se presenta al discurso de la ciencia solamente como uno de los discursos posibles del intelecto humano. Para el científico, resulta muy complicado disociar la relación de igualdad entre la ciencia y el conocimiento. Cuando se afirma que existen otras formas de conocimiento más allá de la protección del naturalismo metodológico, el científico tiene dificultades para comprenderlo. Para él, el mundo solo es cognoscible a través del naturalismo metodológico.
