Publicado en Science: Eco-evo-devo y cómo los alelos raros pueden derivar en nuevas especies

Eco-evo-devo (ecological evolutionary developmental biology) es el paradigma de moda en biología evolutiva. Los agentes del medio alteran la expresión genética y seleccionan un fenotipo particular entre todo el repertorio heredado de fenotipos posibles. Si bien un biólogo es quien debería de hablar de estos temas, me ha sorprendido un artículo publicado en Science repleto de fórmulas matemáticas sobre estos temas. Sí, me ha sorprendido ver ecuaciones integrodiferenciales en un artículo de biología publicado en esta prestigiosa revista, aunque sea un modelo logístico con un kernel exponencial. No puedo resistirme a ofreceros (a la izquierda) la ecuación del modelo estudiado en este artículo, cuya utilidad biológica no estoy preparado para discutir, pero cuya formulación matemática es simple y efectiva, para un matemático, aunque me huelo que casi incomprensible para un biólogo. Sin entrar en más detalles, el artículo técnico, cuyo título es espectacular “Complejidad y Diversidad,” como debe ser para que llegue a aparecer en Science, es Michael Doebeli, Iaroslav Ispolatov, “Complexity and Diversity,” Science 328: 494-497, 23 April 2010 (información suplementaria gratis).

Un modelo unidimensional, tradicional en ecología teórica y teoría de la evolución, donde los individuos tienen un fenotipo escalar (x) que determina sus preferencias por los recursos. La competencia entre los individuos con fenotipos x e y se describe mediante un núcleo (kernel) que los autores asumen como una función unimodal de la distancia entre los fenotipos |xy| con un valor máximo en |xy| = 0. Los individuos con un fenotipo raro tienen pocos individuos similares en la población por lo que experimentan una gran competencia por parte de muchos otros individuos. La ecución integrodiferencial en derivadas parciales para la densidad de fenotipos φ(x) presenta un término integral con un kernel α(x, y) que representa el impacto de la competencia del resto de los individuos de la población. La función unimodal K(x), con un máximo en x=0, representa la capacidad de la población en el estado de equilibrio (término típico de una ecuación logística). Los parámetros a>0 y k>0 en el kernel de competencia y en la capacidad miden la importancia relativa de la dependencia con la frecuencia de los efectos de la competencia y la selección, y los exponentes n , nK > 2, en ambas fórmulas son parámetros de forma. El modelo gaussiano se obtiene para  n = nK = 2. Para k > a, la dinámica de la ecuación integrodiferencial converge a una función delta centrada en x = 0. Para k < a, la dinámica converge a una distribución de equilibrio que es similar a una distribución normal con varianza positiva. En una interpretación eco-evo-devo, para k > a, la población evoluciona hacia una nueva especie y para k < a, la diversidad de fenotipos en la población se mantiene. Bueno, no me enrollo más, que es ya muy tarde y la mente de uno se satura con estos temas, …

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Publicado en Science: Los buenos profesores permiten que los niños expresen todo su potencial genético, los malos no

La predisposición genética junto con el entorno familiar y escolar influyen en la capacidad de los niños para aprender a leer. Se ha publicado en Science un estudio sobre la importancia del entorno escolar y  la calidad de los maestros y profesores, centrado en los alumnos de los dos primeros cursos de enseñanza primaria en Florida, EEUU. La influencia de la genética en el rendimiento lector del niño se ha medido comparando hermanos gemelos (monocigóticos) y mellizos (dicigóticos). La influencia de la calidad de los profesores se ha contrastado comparando el rendimiento logrado por los gemelos y mellizos con el conseguido por el resto de sus compañeros. Cuando los profesores son excelentes docentes, la variación en el rendimiento estudiantil se debe en gran parte a la genética. Sin embargo, la mala docencia menoscaba la capacidad de los niños para desarrollar todo su potencial. Quizás todos sabemos que un profesor malo es un traba, pero no está mal que los estudios socioeducativos rigurosos nos lo recuerden de vez en cuando. Ahora que en Andalucía, y quizás también en el resto de España, se va a proceder a los sorteos para dirimir los empates a puntos entre los niños que acceden a la enseñanza infantil y primaria en los colegios públicos y concertados. El artículo técnico es J. Taylor, A. D. Roehrig, B. Soden Hensler, C. M. Connor, C. Schatschneider, “Teacher Quality Moderates the Genetic Effects on Early Reading,” Reports, Science 328: 512-514, 23 April 2010. Obviamente, estos temas están abiertos a gran número de polémicas y discusiones, ¿te animas en la sección de comentarios?

Los gemelos comparten entre sí el 100% de sus genes, a diferencia de los mellizos que sólo comparten aproximadamente el 50%. Gemelos y mellizos son utilizados habitualmente para estudiar el efecto de los genes frente al entorno en muchos estudios estadísticos. Los estudios de las habilidades lectoras de los niños muestran que hasta un 82% de la variabilidad se puede explicar por factores genéticos, con una mediana alrededor del 65%. Obviamente, los factores ambientales en la familia y en la escuela también influyen. Estudios previos indican que el nivel de educación de los padres influye menos que la genética si su nivel es alto, e influye más y negativamente si su nivel es bajo, aunque la genética parece el factor dominante. El nuevo estudio se centra en el efecto de la calidad de los profesores y maestros, y ofrece resultados de corte similar. 

Como ya sabéis, me gustan los números. El estudio ha considerado 280 gemelos (143 niñas y 137 niños) y 526 mellizos (130 ambas hermanas, 128 ambos hermanos y 268 casos de hermana y hermano) en el marco del Proyecto de Lectura en Mellizos y Gemelos de Florida (Florida Twin Project on Reading). La muestra seleccionada refleja la diversidad étnica y socioeconómica del estado de Florida: el 27% eran afroamericanos, el 33% eran hispanos, el 35% eran blancos, y el resto mestizos o de otros grupos étnicos. El 52% pertenecen a familias de renta baja, que reciben ayudas económicas del gobierno. Las pruebas de habilidad lectora y fluidez oral (Oral Reading Fluency test, ORF) fueron realizadas por el personal de las escuelas estudiadas al final del primer y segundo año de primaria. No sólo se analizaron los datos de los niños estudiados sino también de sus compañeros de clase. Sin entrar en los detalles técnicos del estudio, baste indicar que la correlación en los resultados de las pruebas dentro de cada clase (es decir, que comparten el mismo profesor) fue de 0’84 entre gemelos y de 0’59 entre mellizos. Los interesados en más detalles técnicos y un análisis estadístico detallado pueden recurrir a la información suplementaria del artículo de acceso gratuito.

Me ha parecido interesante destacar este artículo que nos indica que la genética influye, pero también influyen el entorno escolar y los profesores. Un buen colegio no garantiza buenos profesores, aunque sí más medios para que los buenos profesores realicen mejor su labor. Todo el mundo lo sabe y la sociología de la educación lo ratifica: si puedes meter a tu hijo/hija en un buen colegio, hazlo. Lo obvio, si bueno, dos veces obvio.