Tomoko Ohta: La matemática que complicó la evolución

Cuando Tomoko Ohta se graduó de la Universidad de Tokio a principios de la década de 1960, menos del tres por ciento de las mujeres japonesas asistían a una universidad de cuatro años; pasó dos años sin rumbo en una editorial antes de que alguien le permitiera acercarse a las matemáticas y la biología en las que se había formado. Dos décadas más tarde, esa misma combinación de habilidades le permitió derribar una de las ideas más ordenadas de la biología evolutiva —la noción de que la mayoría de los cambios genéticos están fuertemente seleccionados o son perfectamente neutrales— insistiendo en que el desordenado término medio importaba más de lo que nadie había admitido.

El improbable camino de una chica de pueblo a Tokio

Ohta nació el 7 de septiembre de 1933 en Miyoshi-cho, prefectura de Aichi, un pequeño pueblo en una época en la que las oportunidades educativas para las niñas japonesas eran severamente restringidas. Su gran capacidad matemática la llevó a la Universidad de Tokio, donde se licenció en horticultura —la ciencia agrícola era uno de los pocos caminos científicos realmente abiertos a una mujer de su generación—, pero la titulación no se tradujo fácilmente en una carrera investigadora. Pasó dos años insatisfactorios en una editorial y luego cuatro años como investigadora de citogenética en un instituto de Yokohama, sin que ninguno de los dos puestos aprovechara realmente su doble formación en matemáticas y biología.

De Carolina del Norte a una discusión diaria con Motoo Kimura

El giro se produjo en 1962, cuando Ohta fue a la Universidad Estatal de Carolina del Norte para estudiar genética de poblaciones con Ken-ichi Kojima. Esa formación en genética cuantitativa la llevó al Instituto Nacional de Genética de Japón, donde empezó a trabajar con Motoo Kimura, el genetista de poblaciones que en 1968 había propuesto la teoría neutral de la evolución molecular: la idea de que la mayoría de los cambios evolutivos a nivel molecular no están impulsados por la selección natural, sino por la fijación aleatoria de mutaciones funcionalmente neutras. Ohta describió su relación laboral con Kimura, que para entonces era una figura imponente y a veces intimidante en el campo, en términos inusualmente directos: "Discutíamos todos los días, si no peleábamos. Esas discusiones con él me enseñaron mucho". Donde sus colegas encontraban a Kimura desalentador, Ohta lo experimentaba como alguien comprensivo, y sus desacuerdos diarios se convirtieron en el motor de su propio trabajo teórico en lugar de un obstáculo.

La teoría casi neutral

En 1973, Ohta había formalizado lo que se conoció como la teoría casi neutral de la evolución molecular, un refinamiento directo del modelo de Kimura. Mientras que la teoría neutral estricta trataba las mutaciones como seleccionadas a favor, en contra o totalmente neutras, Ohta argumentó que una gran clase de mutaciones eran "casi neutrales": muy ligeramente deletéreas o muy ligeramente ventajosas, con efectos demasiado pequeños para que la selección actuara sobre ellos de forma decisiva en poblaciones pequeñas, pero no tan pequeños como para comportarse como verdaderamente neutrales en las grandes. Este ajuste explicaba un rompecabezas que la teoría neutral estricta no podía: por qué la tasa de evolución molecular difiere sistemáticamente entre especies con tamaños de población y longitudes de generación muy distintos, ya que en una población pequeña la selección débil es efectivamente superada por la deriva genética aleatoria, mientras que en una grande no es así. Llegó a esta conclusión combinando datos bioquímicos prácticos sobre la variación de las proteínas con las matemáticas formales de la genética de poblaciones, en lugar de trabajar solo a partir de la teoría pura.

Décadas de infravaloración

Ohta se incorporó formalmente al Instituto Nacional de Genética en 1969 y permaneció allí durante veintisiete años, hasta su jubilación en 1996. Durante gran parte de esa carrera, su teoría vivió a la sombra del modelo neutral de Kimura, más famoso y sencillo, y, según su propio relato en unas memorias posteriores, la experiencia profesional le resultó frustrante: "Mis esfuerzos parecen interminables", escribió, reflexionando sobre los años en los que su refinamiento de la teoría dominante pasó desapercibido. La reivindicación llegó desde una dirección inesperada: la explosión de los datos de secuenciación del genoma en las décadas de 1990 y 2000, que permitió a los investigadores medir directamente los patrones de selección débil que las matemáticas de Ohta habían predicho, y que apoyaron cada vez más el modelo casi neutral frente al neutral estricto que había revisado.

Reconocimiento, tardío y duradero

Los honores se acumularon a medida que el poder predictivo de su teoría se hizo evidente. Fue la primera galardonada con el Premio Saruhashi, establecido para reconocer a científicas destacadas en Japón, ganó el Premio de la Academia del Japón y fue nombrada la primera científica japonesa elegida miembro extranjero de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias. En 2015, Japón le concedió la Orden de la Cultura, uno de los máximos honores del país por sus logros intelectuales y artísticos. Incluso después de jubilarse, siguió visitando regularmente el Instituto Nacional de Genética y persiguiendo nuevos intereses, como la regulación de la expresión génica.

Por qué a Tomoko se le llama genio

La pretensión de genio de Ohta reside en un tipo específico de coraje matemático: observó una teoría ampliamente aceptada y elegantemente simple propuesta por la figura más poderosa de su propio campo y, en lugar de someterse a ella, discutió a diario con él hasta que identificó con precisión dónde se rompía su suposición simplificadora. La intuición en sí es sutil: el destino de una mutación depende de la relación entre su efecto selectivo y el tamaño de la población en la que se produce, de modo que "casi neutral" no es una propiedad fija de una mutación, sino un umbral móvil. Esa sutileza, expresada en matemáticas viables en lugar de vagas matizaciones, es el sello distintivo de la verdadera originalidad teórica y no una mera adición de advertencias. Que su modelo pasara desapercibido durante dos décadas antes de que los datos genómicos lo alcanzaran es en sí mismo una prueba de que estaba razonando por delante de lo que las pruebas disponibles en su momento podían confirmar. El contraargumento honesto es que su teoría es explícitamente un refinamiento de la de Kimura, no un paradigma rival construido desde cero, y ella siempre ha reconocido que sus discusiones diarias fueron la fuente de su pensamiento, en lugar de reclamar una originalidad exclusiva; aquí, el genio parece menos un destello solitario de intuición que la disciplina de seguir discutiendo con un gigante hasta que el modelo se vuelve más preciso.

Legado

Tratado una vez como una nota al pie de la teoría neutral de Kimura, el modelo casi neutral de Ohta es considerado ahora por muchos genetistas de poblaciones como la descripción empíricamente más precisa de la evolución molecular, particularmente para explicar por qué especies estrechamente relacionadas con tamaños de población muy diferentes evolucionan a ritmos moleculares distintos. Su carrera constituye un hito científico y social: una mujer que se abrió camino a la fuerza en un campo que no le ofrecía casi ningún punto de entrada evidente, y que luego pasó décadas corrigiendo pacientemente la teoría dominante de su propio mentor hasta que los datos le dieron la razón.