UN MODO ALTERNATIVO DE ESPECIACION es la especiación simpátrida (del griego sym: con, y patrís: lugar de origen). Acontece ésta cuando distintos subgrupos de la misma especie, que comparten un mismo espacio y una misma ecología, se van diferenciando y dejando de reproducir entre ellos hasta que, andando el tiempo, ya no son capaces de hacerlo porque ya se han convertido en especies distintas. Hay varios motivos posibles de separación entre los subgrupos, que van desde la especializa- ción en nichos ecológicos distintos hasta la selección sexual.
Entre todas las causas hipotéticas de especiación simpátrida, destaca la acción de las barreras gené- ticas: mutaciones que impiden el cruzamiento fértil entre los miembros de la población que las poseen y los que no. Algunos candidatos tradicionales a erigirse en barreras genéticas son las reorganizacio- nes cromosómicas. Sin embargo, la mayoría de los estudios sugerían que las barreras genéticas eran demasiado débiles para subdividir eficazmente a las poblaciones. Así pues, este modo de especiación se consideró meramente hipotético durante mucho tiempo porque —se suponía— la falta de aislamiento geográfico forzaría el intercambio continuo de genes,
lo que uniformizaría las poblaciones y evitaría la especiación.
En los últimos años se han registrado avances teóricos y empíricos que han proporcionado bases suficientes para aceptar que la especiación simpá- trida se da frecuentemente en la naturaleza. Algu- nos de estos avances teóricos se deben a Alexey Kondrashov, del norteamericano Centro Nacional de Información en Biotecnología, y al autor, por vías dis- tintas. Así, hemos podido demostrar que, en ciertos casos, las bases genéticas de la especiación simpá- trida y la alopátrida son equivalentes. Dentro de una misma población pueden surgir mutaciones incompa- tibles entre sí, que acaben subdividiéndola entre los individuos poseedores de unas mutaciones concretas y los portadores de otras. Estas mutaciones consti- tuyen auténticas barreras genéticas. El apareamiento entre individuos de distintos grupos producirá descen- dientes que, por contener incompatibilidades en sus genomas, tenderán a ser eliminados por la selección, mientras que el apareamiento dentro de cada grupo resultará en individuos normales. Hemos tardado casi un siglo en darnos cuenta de que existe una base genética común en dos modelos de especiación que se habían considerado antagónicos.
1. ATOMOS DE ANTIHIDROGENO, compues- tos por un positrón (en rojo) y un antiprotón (en verde), parten a la deriva de su punto de formación e impactan en la pared material que los rodea, donde su aniquilación provoca un brote de partículas de alta energía.
INVESTIGACIÓNY CIENCIA, agosto, 2005 55
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as diferentes partículas de antimateria compar-ten todas las propiedades de sus antónimas, a excepción de la carga eléctrica, que es de signo contrario. Cuando llegan a encontrarse con sus opuestas, se destruyen mutuamente con gran vio- lencia. Si un solo gramo de partículas de antimateria chocara con un gramo de sus gemelas de materia nor- mal se liberaría tanta energía como en la detonación de 40.000 toneladas de TNT; bastaría para surtir de energía a casi 5000 hogares durante todo un año.
Por fortuna para nuestra seguridad personal, y por desdicha para la política energética, la antimateria escasea mucho en el mundo natural. Ciertas sustancias radiac- tivas emiten positrones, antipartículas de los electrones empleadas en la tomografía por emisión de positrones (TEP). Desde el espacio nos llega sin cesar un pequeño número de antiprotones entremezclados con los rayos cósmicos. Y cuando una partícula muy energética de radiación cósmica choca con un átomo de la atmósfe- ra, el chaparrón de partículas que se produce contiene numerosas antipartículas.
Pero si quisiéramos verdaderos pedazos de antimateria, no tendríamos la menor posibilidad de encontrarlos. Que se sepa, ni siquiera existen en la naturaleza átomos de antimateria. No obstante, la teoría mueve a pensar que gracias al estudio de los antiátomos se conocerían mejor ciertos fundamentos de la física. En consecuencia, se quiere fabricarlos. A lo largo de estos últimos años ha habido algunos buenos resultados.
Se vienen creando haces de antiprotones desde 1955. Se consiguió por vez primera en el acelerador Beva- trón del Laboratorio Nacional Lawrence en Berkeley, estrellando protones contra una diana de cobre. Este
proceso es el recíproco de la aniquilación: una parte de la energía pura de las colisiones se convierte en pares de protones y antiprotones. En nuestros días, el Labo- ratorio Nacional Fermi en Batavia, estrella antiprotones que circulan por anillos enormes contra haces similares de protones; así se estudia la física de partículas a energías muy grandes.
Los primeros antiátomos que jamás hayan existido se produjeron en el CERN, cerca de Ginebra, en 1995. Un haz de antiprotones circulantes en un anillo de almace- namiento atravesó un chorro de átomos de xenón. En ocasiones, una colisión producía un par electrón-positrón de modo tal que el positrón y el antiprotón continuaban juntos su vuelo y constituían un átomo de antihidrógeno. El equipo observó nueve antiátomos; se movían casi a la velocidad de la luz. En 1998 un experimento parecido creó en el Fermilab 57 antiátomos.
Pero estos antiátomos de altísima velocidad apenas sirven. Para estudiar detenidamente las propiedades de los antiátomos debemos mantenerlos en una trampa atómica, es decir, hay que frenarlos y enfriarlos a menos de 0,5 kelvin. Dos grupos del CERN persiguen esta meta. El grupo ATRAP, dirigido por Gerald Gabrielse, de la Uni- versidad de Harvard, surgió de un grupo anterior (TRAP) que dio los primeros pasos en la captura y enfriamiento de antiprotones [véase “Antiprotones extremadamente
fríos”, por Gerald Gabrielse; INVESTIGACIÓNY CIENCIA,
febrero de 1993]. ATHENA, dirigido por Rolf Landua, del CERN, aunque entró en la carrera mucho más tarde, fue el primero en anunciar, en 2002, la detección de átomos fríos de antihidrógeno. Otro equipo, ASACUSA, estudia unos exóticos átomos de helio en los que un antiprotón reemplaza a un electrón.