medianoche. Es probable que la ingeniería genética permanecerá siendo impopular y controversial mientras permanezca como una actividad centralizada en las manos de las grandes corporaciones.

Veo un brillante futuro para la industria de la biotecnología para cuando ésta siga el camino de la industria de las computadoras, el camino que von Neumann no pudo prever, haciéndose una industria pequeña y domesticada en lugar de grande y centralizada. Recientemente se dio el primer paso en esa dirección, cuando peces tropicales genéticamente modificados con nuevos y más brillantes colores aparecieron en las tiendas de mascotas. Para que la biotecnología se domestique, el siguiente paso es que se convierta en amigable para el usuario. Recientemente pasé un feliz día en la Feria de Flores de Philadelphia, la más grande feria intramuros del mundo, donde los criadores de todo el mundo ostentan los resultados de sus esfuerzos. También visité la Feria de Reptiles de San Diego, una feria igualmente impresionante que muestra el trabajo de otro conjunto de criadores. El principal problema para un abuelo que visita la feria de reptiles con un nieto es sacar al nieto del edificio sin realmente haber comprado una serpiente.

Cada orquídea, rosa, lagarto o serpiente es el trabajo de un criador dedicado y especializado. Hay miles de personas, amateurs y profesionales, que dedican su vida a este asunto. Ahora, imagínese qué sucederá cuando las herramientas de la ingeniería genética se hagan accesibles a esa gente. Habrá paquetes de herramientas “hágalo usted mismo” para jardineros que usarán la ingeniería genética para producir nuevas variedades de rosas y orquídeas. Y también paquetes para los amantes de las palomas, pericos, lagartos y serpientes, para criar nuevas variedades de mascotas. Los criadores de perros y gatos también tendrán su paquete.

La biotecnología domesticada, una vez que esté en manos de amas de casa y niños, nos dará una explosión de diversidad de nuevas criaturas vivientes, más que los monocultivos que prefieren las grandes corporaciones. Proliferarán nuevos linajes para reemplazar aquellos destruidos por la agricultura del monocultivo y la deforestación. Diseñar nuevos genomas será una cosa personal, una nueva forma de arte tan creativa como la pintura o la escultura.

Pocas de las nuevas creaciones serán obras maestras, pero una gran mayoría traerá solaz a sus creadores y variedad a nuestra fauna y flora. El paso final en la domesticación de la biotecnología serán los juegos biotecnológicos, diseñados como juegos de computadora para niños hasta la edad de kindergarten, pero jugados en realidad con huevos y semillas verdaderos más que con imágenes en una pantalla. Al jugar esos juegos, los niños adquirirán un sentimiento íntimo hacia los organismos que críen. El ganador podría ser el niño cuya semilla se convierta en el cacto más espinoso, o el niño de cuyo huevo salga el más lindo de los dinosaurios. Estos juegos serán desordenados y posiblemente peligrosos. Se necesitarán reglas y reglamentos para asegurarse que nuestros hijos no se pongan en peligro ni pongan en peligro a los demás. Los peligros de la biotecnología son verdaderos y serios.

Si la domesticación de la biotecnología es la ola del futuro, cinco importantes preguntas necesitan ser respondidas. Primero, ¿puede ser detenida? Segundo, ¿debería ser detenida? Tercero, si detenerla es imposible o indeseable, ¿cuáles son los límites apropiados que nuestra sociedad debe imponer sobre ella? Cuarto, ¿cómo debería decidirse los límites? Quinto, ¿cómo se debería hacer cumplir los límites, nacional e internacionalmente? Aquí no intento responder estas preguntas. Dejo a nuestros hijos y nietos ofrecer las respuestas.

2.
Una nueva biología para un nuevo siglo

Carl Woese es el más grande experto del mundo en el campo de la taxonomía microbiana, la clasificación y el entendimiento de los microbios. Él exploró los ancestros de los microbios rastreando las semejanzas y diferencias entre sus genomas: Descubrió la estructura de gran escala del árbol de la vida, con todas las criaturas vivientes descendiendo de tres ramas primordiales. Antes de Woese, el árbol de la vida tenía dos ramas principales llamadas procariotes y eucariotes (prokaryotes, eukaryotes), los procariotes compuestos de células sin núcleos y los eucariotes compuestos de células con núcleo. Todos los tipos de plantas y animales, incluidos los humanos, pertenecían a la rama eucariota. La rama procariota contenía solo microbios. Woese descubrió, estudiando en detalle la anatomía de los microbios, que hay dos tipos de procariotes fundamentalmente diferentes, a los que llamó bacterias y arqueos. Así, construyó un nuevo árbol de la vida con tres ramas: bacterias, arqueos y eucariotes. La mayoría de los microbios bien conocidos son bacterias. Al inicio, se suponía que los arqueos eran raros y estaban confinados a los medios ambientes extremos, tales como las aguas termales, pero se sabe ahora que son abundantes y que están ampliamente distribuidos sobre el planeta. Recientemente, Woese publicó dos artículos provocadores e iluminadores con los títulos “Una nueva biología para un nuevo siglo” y (junto con Nigel Goldenfeld) “La siguiente revolución de la biología”.[1]

El tema principal de Woese es la obsolescencia de la biología reduccionista tal como se la ha practicado en los últimos cien años, bajo el supuesto de que los procesos biológicos pueden ser entendidos por el estudio de los genes y las moléculas. Aparte de su tema principal, él hace otra importante pregunta. ¿Cuándo comenzó la evolución darwiniana? Por evolución darwiniana se entienda la evolución como la entendió Darwin, basada en la competencia por la supervivencia entre especies que no se cruzan entre sí. Él presenta evidencia de que la evolución darwiniana no se remonta al inicio de la vida. Cuando comparamos los genomas de antiguos linajes de las criaturas vivientes, encontramos evidencias de numerosas transferencias de información genética de un linaje a otro. En los primeros tiempos, prevalecía la transferencia horizontal de los genes, el compartir genes entre especies no relacionadas. Esto se hace más prevaleciente cuanto más se retrocede en el tiempo.

Todo lo que escribe Carl Woese, incluso en una vena especulativa, necesita ser tomado seriamente. En su artículo “Nueva biología”, postula una edad de oro de la vida predarwiniana, cuando la transferencia horizontal de genes era universal y no existían todavía especies separadas. La vida era entonces una comunidad de células de varias clases que compartía su información genética de modo que los ingeniosos trucos químicos y procesos catalíticos inventados por una criatura, podían ser heredados por todas ellas. La evolución era un asunto comunal, con la comunidad entera avanzando en eficiencia metabólica y reproductiva a medida que los genes de las células más eficientes eran compartidos. La evolución podía ser rápida, a medida que nuevos mecanismos químicos podían ser evolucionados simultáneamente por células de diferentes clases trabajando en paralelo, para luego ser montados en una sola célula por medio de la transferencia genética horizontal.

Sin embargo, un malvado día, sucedió que una célula que se parecía a una bacteria primitiva se encontraba, en eficiencia, un salto por delante de sus vecinas. Esa célula, anticipándose a Bill Gates en tres mil millones de años, se separó de la comunidad y rehusó compartir. Su descendencia se convirtió en la primera especie de bacterias -- y en la primera especie de cualquier tipo -- que reservaba su propiedad intelectual para su propio uso privado. Con esta superior eficiencia, las bacterias siguieron prosperando y evolucionando separadamente, mientras el resto de la comunidad continuaba su vida comunal. Algunos millones de años después, otra célula se separó de la comunidad y se convirtió en el ancestro de los arqueos. Algún tiempo después, una tercera célula se separó y se convirtió en el ancestro de los eucariotes. Y así continuó todo, hasta que no quedó nada de la comunidad y toda la vida se dividió en especies. Había comenzado el interludio darwiniano.

El interludio darwiniano ha durado dos o tres mil millones de años. Probablemente, hizo más considerablemente lento el paso de la evolución. La maquinaria bioquímica básica de la vida había evolucionado rápidamente durante los pocos cientos de millones de años de la era predarwiniana, y cambió muy poco en los siguientes dos mil millones de años de evolución microbiana. La evolución darwiniana es lenta porque las especies individuales, una vez establecidas, evolucionan muy poco. Con raras excepciones, la evolución darwiniana requiere que las especies establecidas se extingan para que nuevas especies puedan reemplazarlas.

Ahora, después de tres mil millones de años, el interludio darwiniano ha terminado. Fue un interludio entre dos períodos de transferencia genética horizontal. La época de la evolución darwiniana basada en la competencia entre las especies terminó aproximadamente hace diez mil años, cuando una sola especie, Homo sapiens, comenzó a dominar y reorganizar la biosfera. Desde esa época, la evolución cultural ha reemplazado a la evolución biológica como la principal fuerza impulsora del cambio. La evolución cultural no es darwiniana. Las culturas se expanden por la transferencia horizontal de ideas más que por herencia genética. La evolución cultural está corriendo mil veces más rápidamente que la evolución darwiniana, llevándonos a una nueva era de interdependencia cultural que llamamos globalización. Y ahora, a medida que el Homo sapiens domestica la nueva biotecnología, estamos reviviendo la antigua práctica predarwiniana de la transferencia genética horizontal, moviendo fácilmente genes de microbios a plantas y animales, haciendo más borrosas las fronteras entre especies. Estamos entrando rápidamente a la era posdarwiniana, cuando las especies ajenas a la nuestra ya no existirán, y las reglas del compartir de Código Abierto [Open Source] se extenderán, del intercambio de software al intercambio de genes. Entonces la evolución de la vida volverá a ser comunal, como lo era en los buenos tiempos antes de que las especies separadas y la propiedad intelectual fueran inventadas.
Me gustaría tomar prestada la visión de Carl Woese del futuro de la biología y extenderla hacia toda la ciencia. Aquí tenemos su metáfora para el futuro de la ciencia:

Imaginen a un niño jugando en el arroyo de un bosque, metiendo una rama en un remolinillo de la corriente y, por tanto, interfiriéndolo. Pero el remolinillo rápidamente vuelve a tomar forma. El niño lo dispersa de nuevo. De nuevo se forma, y el fascinante juego continúa. ¡Ahí lo tienen! Los organismos son patrones resistentes en un flujo turbulento, patrones en un flujo de energía... Se está haciendo cada vez más claro que para comprender los sistemas vivientes en cualquier sentido profundo, debemos venir a verlos no materialistamente, como máquinas, sino como organización estable, compleja y dinámica.

Esta imagen de las criaturas vivientes, como patrones de organización más que como colecciones de moléculas, se aplica no solo a las abejas y bacterias, las mariposas y los bosques lluviosos, sino también a las dunas de arena y los copos de nieve, las tormentas y los huracanes. El universo no vivo es tan diverso y tan dinámico como el universo viviente, y también está dominado por patrones de organización que aún no son comprendidos. La física reduccionista y la biología molecular reduccionista del siglo XX continuarán siendo importantes en el siglo XXI, pero no serán dominantes. Los grandes problemas, la evolución del universo como un todo, el origen de la vida, la naturaleza de la conciencia humana y la evolución del clima de la Tierra, no se pueden entender reduciéndolos a partículas elementales o moléculas. Se necesitarán nuevas maneras de pensar y nuevas maneras de organizar grandes bases de datos.

3.
Tecnología verde

La domesticación de la biotecnología en la vida diaria puede ser también de ayuda para resolver problemas prácticos económicos y medioambientales. Una vez que una nueva generación de niños haya crecido, tan familiarizados con los juegos biotecnológicos como lo están nuestros nietos ahora con los juegos de computadora, la biotecnología ya no parecerá extraña y ajena. En la era de la biología de Código Abierto, la magia de los genes estará disponible para cualquiera con la habilidad y la imaginación para usarla. El camino estará abierto para que la biotecnología forme parte de la corriente dominante del desarrollo económico, para ayudarnos a resolver algunos de nuestros problemas sociales urgentes y mejorar la condición humana sobre la tierra. La biología de Código Abierto podría ser un arma poderosa, dándonos acceso a energía solar barata y abundante.

Una planta es una criatura que usa la energía del sol para convertir agua, dióxido de carbono y otras sustancias químicas simples, en raíces, hojas y flores. Para vivir, la planta necesita recolectar la luz del sol. Sin embargo, usa la luz solar con baja eficiencia. Los cultivos más eficientes, como la caña de azúcar o el maíz, convierten en energía química cerca del 1 por ciento de la luz solar que cae sobre ellos. Los recolectores solares artificiales de silicio pueden hacerlo mucho mejor. Las celdas solares de silicio pueden convertir luz solar en energía eléctrica con 15 por ciento de eficiencia, y la energía eléctrica puede ser convertida en energía química sin mucha pérdida. Podemos imaginar que en el futuro, cuando hayamos dominado el arte de la ingeniería genética de las plantas, podremos producir nuevos cultivos que tengan hojas hechas de silicio, convirtiendo luz solar en energía química con diez veces la eficiencia de las plantas naturales. Estas artificiales plantas de cultivo reducirían a un décimo el área de tierra necesaria para la producción de biomasa. Ellas permitirían que la energía solar fuera usada en una escala masiva sin tener que usar demasiada tierra. Lucirían como plantas verdaderas excepto por sus hojas, que serían negras, el color del silicio, en lugar de verde, el color de la clorofila. La pregunta que estoy haciendo ahora es ¿Cuánto nos tomará cultivar plantas con hojas de silicio?

Si la evolución natural de las plantas hubiera sido dirigida por la alta eficiencia de utilización de luz solar, entonces las hojas de todas las plantas habrían sido negras. Las hojas negras absorberían la luz solar más eficientemente que las hojas de cualquier otro color. Obviamente, la evolución de las plantas estuvo dirigida por otras necesidades y, en particular, por la necesidad de protección contra el recalentamiento. Para una planta que crece en un clima cálido, es ventajoso reflejar toda la luz posible que no se use para el crecimiento. Hay abundancia de luz solar, y no es importante usarla con el máximo de eficiencia. Las plantas han evolucionado con clorofila en sus hojas para absorber los útiles componentes rojos y azules de la luz y para reflejar el verde. Esa es la razón de por qué es razonable que las plantas de los climas tropicales sean verdes. Sin embargo, esta lógica no explica por qué las plantas de los climas fríos, donde la luz solar es escasa, también son verdes. Podríamos imaginar que en un lugar como Islandia, el sobrecalentamiento no sería un problema, y las plantas con hojas negras que usan la luz solar más eficientemente tendrían una ventaja evolucionista. Por alguna razón que no comprendemos, las plantas naturales con hojas negras nunca aparecieron. ¿Por qué no? Quizá no comprendamos por qué la naturaleza no siguió esa ruta hasta que nosotros mismos la hayamos seguido.

Después de que hayamos explorado ese camino hasta el fin, cuando hayamos creado nuevos bosques de plantas con hojas negras que puedan usar la luz solar diez veces más eficientemente que las plantas naturales, nos veremos confrontados por un nuevo conjunto de problemas medioambientales. ¿A quiénes se les debería permitir cultivar las plantas de hojas negras? ¿Continuarán siendo las plantas de hojas negras un cultivo artificial o invadirán y cambiarán permanentemente la ecología natural? ¿Qué habremos de hacer con la basura de silicio que estas plantas dejen detrás? ¿Seremos capaces de diseñar toda una ecología de microbios, hongos y lombrices devoradores de silicio para mantener las plantas de hojas negras en equilibrio con el resto de la naturaleza y para reciclar su silicio? El siglo XXI nos traerá nuevas y poderosas herramientas de la ingeniería genética con la cual manipular nuestras granjas y bosques. Con las nuevas herramientas vendrán nuevas preguntas y obligaciones.

La pobreza rural es uno de los grandes males del mundo moderno. La falta de trabajos y oportunidades económicas en las aldeas lleva a millones de personas a migrar de las aldeas a sobrepobladas ciudades. La continua migración causa inmensos problemas sociales y medioambientales en las ciudades grandes de los países pobres. Los efectos de la pobreza son más visibles en las ciudades, pero las causas de la pobreza están en su mayor parte en las aldeas. Lo que el mundo necesita es una tecnología que ataque directamente el problema de la pobreza rural por medio de la creación de riqueza y trabajos en el campo. Una tecnología que cree industrias y carreras en el campo daría a los campesinos una alternativa práctica a la migración. Les daría una oportunidad de supervivir y prosperar sin desenraizarse.

El cambiante equilibrio de riqueza y población que existe entre el campo y las ciudades es uno de los principales temas de la historia humana de los últimos diez mil años. El cambio del campo a la ciudad está fuertemente asociado con un cambio de un tipo de tecnología a otro. Encuentro conveniente llamar verde y gris a estas dos clases de tecnología. El adjetivo “verde” ha sido apropiado por varios movimientos políticos y se ha abusado de él, especialmente en Europa, de modo que necesito explicar claramente lo que tengo en mente cuando hablo de gris y verde. La tecnología verde está basada en la biología, la gris en la física y la química.

Hablando generalmente, la tecnología verde es la tecnología que dio origen a las comunidades rurales hace diez mil años, comenzando por la domesticación de las plantas y animales, la invención de la agricultura, la crianza de cabras, ovejas, caballos, vacas y cerdos, la manufactura de textiles, queso y vino. La tecnología gris es la tecnología que dio origen a las ciudades y los imperios hace cinco mil años, comenzando por la forja del bronce y el acero, la invención de los vehículos con ruedas y los caminos pavimentados, la construcción de barcos y de carros de guerra, la manufactura de espadas, cañones y bombas. La tecnología gris también produjo los arados de acero, los tractores, las cosechadoras y las plantas procesadoras que hicieron más productiva la agricultura y transfirieron buena parte de la riqueza resultante desde los granjeros del campo a las corporaciones de las ciudades.

Durante los primeros cinco de los diez años pasados de civilización humana, la riqueza y el poder pertenecieron a las áreas con tecnología verde, y por los segundos cinco mil años, la riqueza y el poder pertenecieron a las ciudades con tecnología gris. Desde hace unos quinientos años, la tecnología gris se hizo crecientemente dominante a medida que aprendimos a construir máquinas que usaban el poder del viento y el agua, el vapor y la electricidad. En los últimos cien años, la riqueza y el poder estuvieron incluso más densamente concentrados en las ciudades, según la tecnología se lanzaba adelante. Cuando las ciudades se hicieron más ricas, la pobreza rural se profundizó.

Este esquema de los últimos diez mil años de la historia humana pone el problema de la riqueza rural en una nueva perspectiva. Si la pobreza rural es una consecuencia del crecimiento desbalanceado de la tecnología gris, es posible que un cambio en el equilibrio, de vuelta de lo gris y hacia lo verde podría hacer que la pobreza rural desaparezca. Ese es mi sueño. Durante los últimos cincuenta años hemos visto un explosivo crecimiento en el conocimiento científico de los procesos básicos de la vida, y en los últimos veinte años este nuevo conocimiento ha dado origen a un crecimiento explosivo de la tecnología verde. La nueva tecnología verde nos permite criar nuevas variedades de animales y plantas, como nuestros ancestros lo hicieron hace diez mil años, pero ahora cien veces más rápido. Crear nuevas plantas de cultivo nos toma ahora una década en lugar de un milenio, como las variedades de maíz y soya resistentes a los herbicidas, que permiten que la mala hierba sea controlada sin arar y que reduce en gran medida la erosión del suelo por el viento y la lluvia. Guiados por un conocimiento preciso de los genes y genomas en lugar de por medio de la prueba y el error, dentro de pocos años podemos modificar las plantas para que tengan un mayor rendimiento, un mejorado valor nutritivo, y una mejorada resistencia a las plagas y las enfermedades.

En unas pocas décadas más, a medida que la continua exploración de los genomas nos dé un mejor conocimiento de la arquitectura de las criaturas vivientes, habremos de ser capaces de diseñar nuevas especies de microbios y plantas de acuerdo a nuestras necesidades. El camino estará entonces abierto para que la tecnología verde pueda hacer más barata y limpiamente lo que la tecnología gris puede hacer, y también para hacer muchas cosas que la tecnología gris no ha logrado. La tecnología verde podría reemplazar la mayoría de nuestras industrias químicas y una gran parte de nuestra minería e industrias manufactureras. Lombrices genéticamente diseñadas podrían extraer metales comunes como el aluminio y el titanio de la arcilla, y algas genéticamente diseñadas podrían extraer magnesio u oro del agua marina. La tecnología verde también podría lograr un reciclado más extensivo de los productos de desecho y de las máquinas desechadas, con gran beneficio para el medioambiente. Un sistema económico basado en la tecnología verde podría estar más cercano a la meta de la sustentabilidad, usando luz solar en lugar de combustibles fósiles como fuente primaria de energía. Nuevas especies de termitas podrían ser diseñadas para masticar los automóviles chatarra en lugar de que lo hagan con las casas, y nuevas especies de árboles podrían ser ingenierilmente diseñados para convertir el dióxido de carbono y la luz del sol en combustibles líquidos en vez de celulosa.

Antes de que a las termitas y los árboles genéticamente modificados se les permita ayudar a resolver nuestros problemas económicos y ambientales, se agitarán grandes discusiones acerca del posible daño que puedan hacer. Muchas de las personas que se llaman verdes están apasionadamente opuestas a la tecnología verde. Al final, sin embargo, si la tecnología es desarrollada cuidadosamente y desplegada con sensibilidad ante los sentimientos humanos, es probable que sea aceptada por la mayoría de la gente que será afectada por ella, tanto como las igualmente no naturales y no familiares tecnologías verdes de ordeñar vacas, arar suelos y fermentar la vid fueron aceptadas por nuestros ancestros hace mucho tiempo. No estoy diciendo que la aceptación política de la tecnología verde será rápida o fácil. Digo solo que la tecnología verde es una enorme promesa para preservar el equilibrio de la naturaleza sobre este planeta así como para aliviar la miseria humana. Las generaciones futuras de gente criada desde la niñez con juguetes y juegos biotecnológicos probablemente la aceptará más fácilmente que nosotros. Nadie puede predecir cuánto tiempo podrán tomar los primeros intentos de la nueva tecnología en mil maneras diferentes y medir sus costos y beneficios.

¿Qué tiene que ver este sueño de una resurgente tecnología verde con el problema de la pobreza rural? En el pasado, la tecnología verde siempre fue rural, basada en granjas y comunidades más que en ciudades. En el futuro, será predominante en ciudades así como en el campo, en fábricas como en bosques. No será enteramente rural, pero aún tendrá un gran componente rural. Después de todo, la clonación de Dolly ocurrió en una estación rural de crianza de animales de Escocia, y no en un laboratorio urbano de Silicon Valley [California]. La tecnología verde usará tierra y luz solar como sus fuentes principales de materias primas y energía. La tierra y la luz solar no pueden concentrarse en las ciudades sino que están dispersas más o menos parejamente sobre el planeta. Cuando las industrias y las tecnologías estén basadas en la tierra y la luz solar, traerán empleo y riqueza a las poblaciones rurales.

En un país como la India, con una gran población rural, llevar riqueza a las comunidades significa llevar trabajos diferentes a los agrícolas. La mayoría de los campesinos deben dejar de ser agricultores de subsistencia y convertirse en tenderos, maestros de escuela, funcionarios de bancos, ingenieros o poetas. Al final, las comunidades serán de un estatus más alto, como lo son hoy en Inglaterra, con las casas de los trabajadores de las viejas granjas convertidas en garajes, y los pocos granjeros que quedan, convertidos en profesionales altamente especializados. Es una suerte que la luz solar sea de lo más abundante en los países tropicales, donde vive una gran fracción de la población del mundo y donde la pobreza rural es de lo más aguda. Puesto que la luz solar está distribuida de manera más equitativa que el carbón y el petróleo, la tecnología verde puede ser un gran igualador, que ayude a estrechar la brecha entre países ricos y pobres.

Mi libro The Sun, the Genome, and the Internet (1999) describe una visión de la tecnología verde enriqueciendo a las comunidades rurales de todo el mundo y deteniendo la migración desde éstas hacia las megaciudades. Los tres componentes de la visión son todos esenciales: el sol para proveer energía donde ésta se necesite, el genoma para proveer plantas que pueden convertir luz solar en combustibles químicos de manera barata y eficiente, Internet para terminar con el aislamiento intelectual y económico de las poblaciones rurales. Con estos tres componentes en su sitio, todas las aldeas en África podrían disfrutar de su justa proporción de las bendiciones de la civilización. La gente que prefiera vivir en ciudades, sería libre de mudarse del campo a la ciudad, pero no estarían forzados a mudarse por necesidad económica.

Notas

[1] Ver Car Woese, “A New Biology for a New Century”, en Microbiology and Molecular Biology Reviews, Junio 2004 (http://dx.doi.org/10.1128/MMBR.68.2.173-186.2004); y Nigel Goldenfeld y Carl Woese, "Biology's Next Revolution," Nature, Enero 25, 2007. Una versión ligeramente expandida del artículo de Nature está disponible en http://arxiv.org/abs/q-bio/0702015v1.