Herencia ósea

Ahora que se ha hecho retroceder la historia del hueso 40 millones de años, es oportuno hacer una celebración en su honor. Podrían empezarse los festejos a base de ejercicio, no sólo para desarrollar músculos espectaculares sino también para fortalecer los huesos. La vida humana puede ser miserable cuando sufre pérdida ósea, como en el caso de la osteoporosis. Es preciso mantener los huesos fuertes y recordar que el eslogan de la naturaleza nunca ha sido «desentumecer» sino «fortalecer».

La vida empezó siendo blanda y limitada al mar. Lo sabemos porque algunos cuerpos blandos, incluso criaturas unicelulares, siguen siendo perceptibles en forma de impresiones en barro fosilizado. La «blandura» de la vida primitiva no es tal, ya que, sin una barrera firme que la separe del mar que la rodea, una célula se disolvería en su entorno acuoso.

Las células resolvieron el problema construyendo macromoléculas orgánicas que forman membranas. Las células vegetales forman celulosa mediante cadenas largas de moléculas de glucosa; las células animales forman también macromoléculas, en este caso a base de proteínas. Gracias a la celulosa, las plantas pudieron conquistar la tierra firme y crecer hasta el tamaño de la secuoya.

Los animales utilizan las macromoléculas de muchas maneras ingeniosas. La queratina predomina en las uñas, garras y pezuñas. Los artrópodos cubren su cuerpo con quitina, un polisacárido similar a la celulosa. Gracias a esta protección, los artrópodos invadieron la tierra junto con las plantas, pero permanecieron relativamente pequeños porque un exoesqueleto limita el tamaño.

Al principio del período Cámbrico, hace 570 millones de años, se produjo una revolución cuando los animales endosaron materia inorgánica a sus cuerpos. Los miembros del phylum Molusco, lo hicieron segregando conchas a partir de su superficie corporal o manto. Esta superficie dura tiende a limitar no sólo el tamaño sino también la movilidad. Los calamares gigantes adquieren tan gran dimensión porque la concha se ha reducido a una «pluma» córnea envuelta por el manto.

Hace unos 550 millones de años, el phylum Cbordata inició su historia triunfal (y digo «triunfal» porque pensamos en los hombres como en los cordados mejor dotados y más sobresalientes). A lo largo del lomo de los cordados aparece un cordón nervioso hueco y (por lo menos en la etapa embrionaria) un notocordio de colágeno. Este notocordio fue el precursor del notable esqueleto interno que se convirtió en la característica fundamental de los cordados superiores como el subphylum Vertebrata.

No todos los vertebrados tienen un esqueleto óseo, pero todos tienen vértebras rodeando el cordón nervioso. Hasta hace poco se creía que los primeros huesos formaban placas óseas protectoras, en especial en la región de la cabeza, mientras las vértebras estaban constituidas de cartílago de colágeno. Los tiburones tienen todavía un esqueleto cartilaginoso, pero disponen de dientes óseos y se cree que descienden de pequeños vertebrados primitivos provistos de placas óseas, en la actualidad presentes en forma de espinas en algunos tiburones.

A diferencia de las conchas de los moluscos, el hueso propiamente dicho es un tejido vivo. El 45% del hueso es de composición mineral, el 25% es agua y el 30%, materia orgánica. A la membrana que rodea el hueso se la conoce como «periostio», y al hueso interno como «endostio». Unas células llamadas «osteocitos» forman una malla entretejida en la matriz mineral, atravesada por los conductos de Havers que contienen los vasos sanguíneos y los nervios. En la mayoría de los mamíferos, incluidos los humanos, los canales centrales de los huesos largos están rellenos de una médula que fabrica sangre.

Sólo con ayuda de un esqueleto óseo y duro, los vertebrados pudieron conquistar la tierra firme. Ningún tiburón ha salido del agua. Dotados de huesos fuertes, los vertebrados terrestres pudieron llegar a ser tan grandes como los dinosaurios o los elefantes. Los pájaros pueden volar gracias a sus huesos huecos que reducen el peso.

¿Cuándo y en qué animal aparecieron los huesos en definitiva? Descubrimientos recientes indican que los huesos hicieron su aparición hace 515 millones de años en un pequeño cordado de cuerpo blando, el «conodontes» (llamado así por sus «dientes cónicos»). Utilizando el microscopio de barrido electrónico y microscopía de contraste de fase, unos científicos británicos han comprobado que el aparato de alimentación del conodonte está formado por auténtico hueso.

Lo importante es que el hueso celular es la única característica propia del subphylum Vertebrata. Esto quiere decir que probablemente los conodontes son los vertebrados más primitivos: 40 millones de años antes de que el hueso de otros vertebrados aparezca en los restos fósiles. Los conodontes dan al traste también con la teoría de que el origen del hueso fuera la protección, puesto que la posesión de estos dientes los señala como depredadores.

Los seres humanos están forzando su entorno hasta el límite y buscan espacio para vivir. ¿Podemos -con nuestra herencia ósea- sobrevivir en colonias espaciales? El profesor de la Universidad de Stanford, Denis Carter, especialista en ingeniería biomecánica, ha elaborado fórmulas matemáticas para aplicar a distintos tipos de huesos. Mediante un programa informático, las fórmulas ayudan a predecir el papel de los huesos en diferentes ambientes.

Carter piensa que la formación del hueso puede estar dirigida antes por la presión ambiental que por los genes. Una presión ambiental fundamental es la gravedad.

Lo cual viene a decir que si los seres humanos queremos vivir fuera de la Tierra, tendremos que dar forma terrestre a un planeta, por lo menos tan grande como Marte, y construir colonias orbitales giratorias. ¡O inventar una nave espacial Enterprise con gravedad artificial!