Dr. Cristián Hernández: Desentrañando las leyes de la evolución para entender la vida

Muchas veces, para entender un fenómeno no basta con mirarlo de cerca: hay que tomar distancia. Con la vida ocurre algo parecido. Como un paisaje que revela su forma cuando se observa desde arriba, el origen y la proliferación de linajes, especies y rasgos se vuelven más legibles cuando se miran en escalas largas (de millones de años) y a través de grandes comparaciones entre especies. Desde esa perspectiva panorámica, el Dr. Cristián Hernández Ulloa, académico de Medicina Veterinaria de la Universidad San Sebastián, estudia la macroevolución y la macroecología en busca de patrones de largo alcance.

Creció en Hualpén, en la Región del Biobío, entre excursiones a los cerros y una curiosidad temprana por plantas y animales, lo que lo llevó a estudiar Ciencias Biológicas y Biología Marina, y luego a doctorarse en Ciencias Biológicas, con mención en Ecología, en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Tras 20 años como académico en la Universidad de Concepción, donde acumuló más de 90 publicaciones, una treintena de proyectos de investigación y la formación de 25 estudiantes de postgrado, a principios de 2025 se trasladó a la USS, atraído por lo que percibe como un momento de transformación.

Hay una visión que te permite decir: estoy en el lugar correcto. Se está generando una cultura de investigación que fundamenta la formación de pre y postgrado”.

La primera ley de la biología

Una de las líneas de investigación centrales del Dr. Hernández gira en torno a la Ley de Cero Fuerza Evolutiva (Zero-Force Evolutionary Law, ZFEL), una teoría formulada en 2010 por el paleobiólogo Daniel McShea y el filósofo Robert Brandon. La ZFEL plantea que la diversidad y la complejidad biológica tienden a aumentar por sí solas en cualquier sistema en el que los rasgos se heredan con variaciones, siempre que no existan fuerzas o restricciones dominantes que lo impidan. Sus autores la comparan con la primera ley de Newton: del mismo modo que un objeto en movimiento mantiene su velocidad si no actúa ninguna fuerza sobre él, en biología la diversidad y la complejidad aumentan por defecto.

Ahí surge una tensión con el papel que habitualmente se le atribuye a la selección natural. Si la selección funciona como un filtro que favorece algunas variantes y descarta las menos aptas, ¿no cabría esperar que, a lo largo del tiempo, la vida tendiera a uniformarse? “La selección selecciona y elimina variantes para dejar aquellas que son más aptas. Pero lo que vemos en la historia de la vida es que la diversidad ha ido aumentando”, señala Hernández. La selección natural sigue siendo crucial para entender la adaptación (por ejemplo, por qué una especie logra sobrevivir en ambientes extremos), pero no es suficiente para explicar el aumento sostenido de la diversidad a gran escala.

La ZFEL ofrece una alternativa. “Cuando no hay una fuerza o restricción predominante, el proceso se vuelve estocástico, aleatorio. Porque hay herencia y, al momento en que hay herencia, ahí está la posibilidad de cambio por mutación. Y por pura ‘suerte’ o probabilidad podría quedar una variante”, explica. “El motor de la diversidad son procesos aleatorios”. La ZFEL no busca reemplazar a la selección natural como la propuso Darwin; es un complemento que ayuda a pensar por qué la vida se ramifica, mientras que la selección natural ayuda a entender por qué ciertos rasgos se mantienen o se pierden.

El Dr. Hernández está evaluando empíricamente esta ley mediante un proyecto Fondecyt Regular en el que, junto a un equipo de investigadores de otras instituciones chilenas, analizan la evolución de la complejidad de la columna vertebral en mamíferos y otros vertebrados terrestres.

Ya no solo tenemos ideas teóricas sobre cómo pudo haber ocurrido la evolución; ahora podemos parametrizar las fuerzas que la rigen en modelos matemáticos que se implementan en un software y se ejecutan para comparar su relevancia”, explica. Sus últimos hallazgos respaldan la idea de que la diversidad aumenta por defecto. “En general, los procesos aleatorios resultan más relevantes”, señala, desafiando lo que la teoría evolutiva clásica supondría.

El Dr. Hernández junto a la estatua de Charles Darwin en el Museo de Historia Natural de Londres

La vida como sistema complejo

Esta búsqueda de leyes fundamentales se enlaza con otro eje de su trabajo, que consiste en comprender la biodiversidad como un sistema complejo. El Dr. Hernández advierte que esa palabra suele usarse como sinónimo de complicado o inabarcable, pero, en su sentido técnico, se refiere a un sistema integrado por múltiples partes que interactúan y producen comportamientos que no se deducen de las partes individuales. “Los sistemas complejos se caracterizan por unas pocas leyes fundamentales y algunos pocos comportamientos emergentes”, explica.

Cuando uno trata de entender un fenómeno complejo, considerando todas sus particularidades, resulta muy difícil comprender su funcionamiento y su estructura. Es parecido a cuando uno tiene un problema personal complicado que finalmente se soluciona gracias a un amigo o a un especialista que lo ve desde afuera, en amplitud, no desde las miles de particularidades que lo conforman”.

De ahí su postura de trabajo: “Entendamos las leyes fundamentales y respetemos los comportamientos emergentes del fenómeno”. En la práctica, esto implica no quedarse en el dato aislado, sino buscar regularidades robustas, patrones que aparecen al comparar muchas especies y largos periodos de tiempo. Para hacerlo, su investigación combina herramientas computacionales, modelos ecológicos y enfoques filogenéticos (los “árboles” evolutivos que reconstruyen los parentescos entre especies), junto con grandes bases de datos abiertas de biodiversidad, como GBIF (Global Biodiversity Information Facility).

Estadía de investigación en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Florencia, Italia (2025), junto a los Dres. Stefano Dominici, Andrea Savorelli y Enrique Rodríguez-Serrano.

Evolución a gran escala: claves ante el cambio climático

Esa perspectiva también le permite mirar hacia el futuro y aplicar estos marcos a preguntas urgentes sobre la crisis climática y la pérdida de biodiversidad. En un trabajo desarrollado con académicos chilenos y del Reino Unido, analizaron cómo las variaciones históricas de la temperatura a lo largo de 150 millones de años se relacionaron con rasgos y trayectorias evolutivas de peces clupeiformes (sardinas, anchovetas, arenques). El patrón es inquietante: el aumento histórico de la temperatura afectó el tamaño, el movimiento y la diversificación de estos peces.

Si sigue aumentando la temperatura, vamos a tener peces cada vez más pequeños, que se mueven menos y que, además, no van a diversificar”, advierte. Y el problema no se limita al presente: “No solamente estamos eliminando la diversidad actual, sino que hipotecamos la diversidad futura”. Los resultados se publicaron en Nature Climate Change en 2021.

Otra investigación, publicada en Nature en 2019, cuestiona una idea extendida en fisiología: que en mamíferos la tasa metabólica basal (el ritmo al que el cuerpo consume energía en reposo) evoluciona estrechamente ligada a la temperatura corporal. El estudio, liderado por su exalumno de doctorado Jorge Avaria-Llautureo, hoy investigador en la University of Reading, observó que la evolución del metabolismo estaba desacoplada de la evolución de la temperatura corporal, y que ese cambio estaba asociado más bien a la temperatura ambiental. El Dr. Hernández lo describe como un “golpe fuerte” contra teorías previas. La implicancia es directa: “El cambio climático no solo va a generar cambios en la distribución de las especies, sino que además va a cambiar su metabolismo y cómo van a responder al ambiente”.

Con esa misma lógica, el investigador colabora en proyectos sobre cómo la fragmentación del hábitat afecta a la güiña, el origen y evolución de la diversidad de vertebrados en Sudamérica, o cómo la acidificación del océano altera la diversidad de organismos planctónicos. En todos los casos, insiste en no perder el marco amplio: “Los trabajos a escala pequeña o regional son muy relevantes, pero muchas veces están dentro de un fenómeno complejo más amplio que es necesario comprender para no perder la perspectiva de lo que podría pasar”.

Expedición de investigación en Tierra del Fuego, junto a los Dres. Enrique Rodríguez-Serrano (UdeC) y Eduardo Palma (UOH), colaboradores de larga data en proyectos sobre evolución de mamíferos.

Hacia una síntesis evolutiva aplicada

Para el Dr. Hernández, la biología evolutiva atraviesa un momento de cambio. Los paleontólogos, señala, llevan décadas sosteniendo que la síntesis evolutiva moderna (el marco teórico heredero de Darwin) no da cuenta de toda la diversidad, varianza o variedad observada en la naturaleza. A eso se suman los hallazgos de la genómica y la epigenómica, que revelan mecanismos capaces de producir cambios evolutivos mucho más rápidos de lo que la teoría clásica predeciría. Según el académico, “en los próximos años debería verse una nueva síntesis evolutiva robusta y extendida”.

Pero su horizonte va más allá de la biología. Los modelos evolutivos, argumenta, pueden aplicarse a cualquier sistema que tenga una estructura jerárquica de ancestros y descendientes: culturas, lenguajes, enfermedades e incluso la economía. El Dr. Hernández menciona, por ejemplo, la idea de su colaborador Mark Pagel (University of Reading) de que lo que permitió a nuestra especie colonizar todo el planeta, a pesar de su corta vida evolutiva, no fue el aumento del tamaño del cerebro, sino la capacidad de transmitir cultura a través del lenguaje articulado, un proceso que al replicarse introduce errores (“mutaciones”) que aumentan la variación y, a su vez, permiten la innovación. “Mi sueño más profundo sería generar un centro de síntesis evolutiva aplicada”, confiesa.

En la USS, donde participa como miembro del claustro del Doctorado en Biología Computacional, ve una oportunidad concreta de conectar con investigadores de ingeniería, biotecnología e inteligencia artificial para avanzar en esa dirección. “Si entendemos cómo se origina la biodiversidad y cuáles son las leyes fundamentales, entonces podríamos tratar de protegerla, cuidarla y manejarla”, sostiene. En una era marcada por el cambio climático y la pérdida acelerada de especies, esa ambición se vuelve concreta: leer el patrón profundo para orientar mejor las decisiones sobre los ecosistemas y su conservación.

Con todo, después de más de 30 años en el mundo académico, el Dr. Hernández sabe que las ideas no avanzan solas. “Mi objetivo siempre ha sido formar colaboradores, no formar estudiantes”, precisa, convencido de que el pensamiento crítico es lo que distingue a las personas capaces de innovar en sus respectivas áreas y profesiones. En la Facultad de Medicina Veterinaria, eso se traduce en un compromiso con la formación de pregrado y postgrado de profesionales que piensen la salud animal, ambiental y humana de manera integrada («Una Salud»). Y aunque la investigación es su vocación, insiste en que eso no es todo: salir a trotar, andar en bicicleta o pasar tiempo con amigos, su hija y su pareja son parte de lo que le permite mantener la cabeza fresca para seguir buscando esas leyes que rigen la vida.