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Razones del corazón que la evolución no conoce

Antonio Cruz, Doctor en Biología

Una de las estructuras homólogas que suelen proponerse como pruebas de la evolución es el corazón de los vertebrados. Se trata de un órgano fundamental que aparentemente parece ilustrar bastante bien el pretendido desarrollo evolutivo del aparato circulatorio entre peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos a partir de un único antepasado.

De nuevo Sir Gavin de Beer lo propone así:

“En el corazón de los anfibios hay un solo ventrículo, mezclándose en él las corrientes sanguíneas venosa y arterial. El ventrículo de los reptiles, tiene un tabique incipiente e incompleto, que en los mamíferos es completo y separa las corrientes sanguíneas venosa y arterial, yendo la última al cerebro. He aquí un caso de cambio de estructura que muestra gradación dentro de la unidad de plan”

(de Beer, Atlas de evolución, Barcelona, 1970). 

Parece lógico que el corazón de los vertebrados muestre gradación de lo sencillo a lo más complejo. Un pez es un animal mucho más simple que un hombre y, por lo tanto, es razonable esperar que la mayoría de sus órganos estén también más simplificados. Sin embargo, debe señalarse que “simple” no es sinónimo de “imperfecto”. El corazón de los peces es, evidentemente más simple que el de los mamíferos, pero funciona perfectamente en el medio acuático. Su fisiología es perfecta bajo el agua. Un corazón más complejo, como el de los reptiles o mamíferos, no sería viable metido en un animal que respira mediante branquias.

Cada especie tiene los órganos que necesita para vivir en el medio ambiente que ocupa.

Veamos, con más detalle, cómo es el corazón que poseen las diversas clases de vertebrados. La mayoría de los peces, tanto los que poseen esqueleto óseo (Teleósteos) como los que lo poseen cartilaginoso (Elasmobranquios) poseen un corazón que está constituido por dos cavidades situadas en serie, una aurícula y un ventrículo. Cada una de estas cámaras lleva adosada otra. De modo que, en realidad, las cavidades son cuatro. Un seno venoso conectado con la aurícula, por donde penetra la sangre al corazón y un bulbo cardíaco contiguo al ventrículo, por donde ésta es expulsada. Este sistema constituye una bomba simple pero eficaz, capaz de transportar el fluido vital desde las branquias a los diferentes tejidos del animal y viceversa. La elasticidad del bulbo contribuye a amortiguar la presión que desarrolla el latido cardíaco y de esta forma se produce un flujo de sangre continuo y uniforme a través de las branquias. Existen unas válvulas que evitan la circulación en sentido inverso. De manera que, para las necesidades de intercambio gaseoso que presentan los peces, este corazón es un órgano perfecto.

Conviene señalar aquí un hecho que, con frecuencia, suele pasar desapercibido. Dentro de la superclase de los peces existe un grupo, la subclase de los Dipnoos, cuyo corazón ¡se parece al de los mamíferos, aves y cocodrilos!

El fisiólogo inglés Knut Schmidt-Nielsen lo explica con estas palabras:

“La aurícula del corazón está dividida en dos cámaras por medio de un septo, y el ventrículo está parcialmente dividido. De este modo, el corazón del dipnoo se parece en cierto modo al corazón completamente dividido de los mamíferos, aves y cocodrilos. El corazón de los dipnoos, de hecho, muestra un grado de división estructural mayor que el de cualquier anfibio”

(Schmidt-Nielsen, 1976, Fisiología animal, Omega, Barcelona).

Este hecho contradice, una vez más, la pretendida gradación del corazón de los vertebrados.

¿Cómo explicar que un grupo de peces tenga el corazón casi tan complejo como los mamíferos? Esto rompe la escalera del progreso evolutivo. No es posible seguir apelando el ejemplo del corazón como órgano homólogo que ilustra la evolución.

La verdad es que los dipnoos son unos peces muy especiales. El hecho de poseer pulmones, además de las típicas branquias, constituye su característica fundamental. Por este detalle se les denomina también peces pulmonados. Los tres géneros que viven actualmente se localizan en los ríos y marismas de las regiones tropicales. Todos presentan un cuerpo alargado y, para respirar, utilizan bastante más los pulmones que las branquias.

Viven en regiones en las que se da la alternancia de las estaciones. Durante la estación seca el nivel de las aguas suele descender hasta que aparece el lodo del fondo. Es entonces cuando estos animales se entierran en el barro húmedo formando una especie de saco vertical, con la secreción de un mucus de su piel. El extremo superior de este saco se comunica por medio de un corto tubo con el exterior. De esta manera, el pez puede vivir, gracias a la respiración pulmonar y sin tomar alimento, durante meses o incluso años. Son animales, pues, muy resistentes y capaces de subsistir utilizando sus materias de reserva. Cuando vuelve la estación húmeda y el agua inunda de nuevo los cauces fluviales, los dipnoos salen de sus sacos y regresan a la actividad.

Esta singular manera de vivir requiere lógicamente, un metabolismo muy particular. Las branquias de estos peces están más reducidas que las de los peces ordinarios y reciben sangre que ya ha pasado a través del pulmón. Si sus branquias estuvieran tan desarrolladas como las normales, al nadar en aguas pobres en oxígeno, éste se escaparía de la sangre a través de las láminas branquiales, en dirección al agua circundante, esto sería una evidente desventaja; pero el menor tamaño de las branquias del dipnoo soluciona eficazmente el problema.

Vemos pues, como el corazón de los dipnoos con dos cámaras auriculares y un ventrículo parcialmente tabicado, es el más adecuado para vivir en ambientes pobres en oxígeno, como los que se dan donde prosperan estos peces. Tienen el corazón que necesitan. No se trata de un lujoso regalo de la evolución. Es un órgano imprescindible para vivir donde viven.

Cuando Grassé se refiere al corazón de los anfibios, grupo que sigue a los peces y que, por tanto, deberían presentar un corazón más complejo, reconoce que:

“Este corazón, sobre todo el de los Urodelos, es menos perfecto que el de Lepidosiren (pez dipnoo) y morfológicamente no puede situarse en una serie que conduzca a vertebrados superiores; representaría una evolución regresiva.”

(Grassé, 1977, La evolución de lo viviente, Hermann Blume, Madrid)

Realmente la clase de los anfibios comprende especies muy diferentes. Los sapos y ranas actuales, se clasifican dentro del grupo de los anuros y su corazón presenta dos aurículas completamente separadas. En las salamandras, que pertenecen a los urodelos, el tabique interauricular puede estar perforado, mientras que en otras especies puede faltar por completo.

Desde el punto de vista de la evolución, los anfibios suponen un considerable progreso para el mundo vertebrado ya que se consideran los protagonistas de un notable cambio de ambiente: el paso de la vida acuática a la vida aérea o terrestre. La presencia de patas que les permiten desplazarse sobre la tierra, de pulmones alveolares para la respiración, así como de las profundas implicaciones fisiológicas que todo esto supone, ha permitido a los zoólogos evolucionistas hacer de los anfibios su segundo peldaño en la escala evolutiva hacia los vertebrados.

Sin embargo, desde una visión no evolucionista la pregunta que podría plantearse sería, ¿cómo es que la mayoría de los caracteres de estos animales mitad acuáticos, mitad terrestres, habrían progresado tanto, mientras que su corazón, por lo contrario, habría sufrido una evolución regresiva? No es lógico creer que todo un organismo haya mejorado, mientras que el motor principal de ese mismo organismo, el corazón, parece degenerado. Apelar a una evolución regresiva de un órgano tan vital, no parece una explicación satisfactoria.

Cuando de Beer ilustra en su Atlas de la Evolución las estructuras homólogas, sólo dibuja tres corazones, el de los anfibios, reptiles y mamíferos. ¿Por qué no aparece el de los peces dipnoos? Evidentemente, porque tal estructura contradice la hipótesis de gradación entre órganos homólogos.

El corazón de los anfibios presenta un ventrículo no dividido, mientras que en el de la mayoría de los reptiles, el ventrículo está sólo parcialmente dividido. ¿Se mezcla la sangre oxigenada, proveniente de los pulmones, con la venosa, pobre en oxígeno que viene del resto del cuerpo? Hasta hace poco se pensaba que en los anfibios los dos tipos de sangre se mezclan, mientras que en los reptiles y mamíferos permanecen separadas. Estudios fisiológicos posteriores, han venido a demostrar que esto no es siempre así. A medida que se va obteniendo mayor conocimiento sobre este asunto, resulta cada vez más evidente que los dos tipos de sangre están mucho más separados de lo que la estructura anatómica del corazón parece sugerir, tanto en anfibios como en los reptiles. Las diferencias fisiológicas que el evolucionismo intentaba recalcar entre estas dos clases de vertebrados, resulta que son mínimas.

El corazón de los cocodrilos está perfectamente diseñado para funcionar en su particular modo de vida semiacuática. Existe un orificio que une los dos arcos aórticos y durante el buceo, la circulación cambia para favorecer la permanencia del animal bajo el agua. Las aves poseen un corazón que es proporcionalmente más grande que el de los mamíferos, con el fin de suministrar mayor volumen de oxígeno a unos músculos que se mueven muy rápidamente y requieren un suministro superior. Tanto las aves como los mamíferos tienen un corazón con dos aurículas separadas y dos ventrículos también separados entre sí. Por lo tanto las dos circulaciones, pulmonar y general están completamente separadas. Estos dos circuitos suponen una notoria adecuación a la vida terrestre. La presión sanguínea es distinta en cada circuito. Mayor en los tejidos que en los pulmones. Esto supone para los mamíferos y aves una gran ventaja.

Para los animales acuáticos y los que se arrastran por el suelo, como peces, anfibios y la mayoría de reptiles, vencer la fuerza de la gravedad no supone un serio problema. Sin embargo, para el resto de los vertebrados, la atracción gravitatoria terrestre representa una ley a la que hay que acomodarse. La inmensa mayoría de las aves y algunas especies de mamíferos voladores, constituyen un magnífico ejemplo de cómo es posible vencer tal ley. Pensemos en un ejemplo que resulte clarificador. Elijamos a un animal de gran envergadura. Una jirafa adulta, que tenga su cabeza a dos metros por encima del corazón, debe conseguir una presión suficiente para que la sangre le llegue abundantemente al cerebro. Desde luego, la presión en la cabeza, cuando el animal está de pie, es bastante más baja que en las piernas. La presión sanguínea de las extremidades debe ser tres veces más elevada que en la cabeza, para que el cerebro reciba el aporte necesario.

Estas diferencias de presión son posibles gracias a las dos circulaciones separadas que les permite su corazón. La presión sanguínea general, es siempre mayor que la pulmonar. Todo el aparato circulatorio de estos animales está preparado para soportar tales presiones. Las jirafas poseen arterias con paredes muy gruesas y venas equipadas con válvulas que permiten el retorno de la sangre desde las piernas. ¿Qué ocurre cuando una jirafa baja la cabeza para beber agua? Pues que las válvulas de las venas de su largo cuello impiden que la sangre se acumule en la cabeza y que aumente peligrosamente la presión sanguínea en el cerebro.

Las aves y los mamíferos tienen un corazón de cuatro cámaras y una circulación doble, precisamente para solucionar todos estos inconvenientes del medio en que habitan. Los peces, anfibios y la mayoría de reptiles no necesitan un corazón como el de las aves y los mamíferos. Viven en otros ambientes y los problemas físicos a los que deben enfrentarse son también distintos.

Las diferencias existentes entre los distintos tipos de corazón de los vertebrados actuales, no se explican sólo apelando a la teoría de la evolución, sino que también deben interpretarse como distintos modos de satisfacer las necesidades peculiares metabólicas que vienen condicionadas por el medio ambiente. Los peces pueden tener corazones más simples y pequeños que los mamíferos porque sus tasas metabólicas son aproximadamente la décima parte de la de éstos y no porque sean el primer eslabón evolutivo de los vertebrados. Menores necesidades biológicas requieren corazones más sencillos.

Por otro lado, comparar estructuras únicas como el corazón de los animales vertebrados, puede resultar relativamente fácil, pero explicar mediante homologías el número y la disposición de los vasos, arterias y venas que salen del mismo es bastante más complejo.

Cuando en los libros de texto se afirma que el aparato circulatorio de los vertebrados ilustra “bastante bien” la evolución sufrida por el corazón, no suelen mencionarse todos los inconvenientes que hemos indicado.

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