El dedo de Jerry Coyne y otras pruebas

Cristian Aguirre

Actualmente circula por Youtube un corto video en donde se ve al profesor de biología Jerry Coyne autor del famoso libro “Por qué la evolución es verdadera” disertar sobre la evolución de los equinos. En esta disertación Coyne muestra cómo los equinos evolucionan desde el Hyracotherium del tamaño de un perro y con varios dedos en cada pata, hasta el equus con un solo dedo que conforma el caballo actual. Dicho proceso acontece mediante una transformación en la cual las formas intermedias van perdiendo dedos unidas a otras transformaciones tales como el número de costillas y la forma de la mandíbula. En el progreso de su exposición Coyne usa los dedos de una mano para ir bajándolos al explicar esta progresión hasta dejar un solo dedo erguido en una señal obscena que la dedica a los creacionistas con las consecuentes risas y carcajadas con las cuales la audiencia celebra su ocurrencia.

La verdad confieso que yo también me reí, pero no por la burla obscena de Coyne dedicada a los creacionistas, sino por la ingenuidad de su planteamiento al aplicar este caso como muestra de una evolución darwiniana en toda regla, es decir, una evolución vertical con incremento de complejidad.

En realidad hoy hay abundante evidencia en la biología molecular para poder explicar el fenómeno de la evolución de los equinos y muchas otras transiciones morfológicas similares mostradas en el registro fósil y que incluso pueden verse en especies hoy vivas.

La evolución de los equinos

Esta evolución podría explicarse por medio de mutaciones en el epigenoma. Este se encuentra en aquel territorio antaño considerado “yermo” y “lleno de estupidez” llamado “ADN basura” que ya cayó en desgracia desde los hallazgos del consorcio ENCODE anunciado en 2007 y nuevamente hace unas semanas. El epigenoma comprende una serie de locaciones llamados intensificadores que son zonas reguladoras que funcionan como interruptores de activación para la reutilización de un gen o batería de genes en procesos embrionarios, metabólicos, de replicación u otros. En este sentido es posible que mutaciones en intensificadores que controlen a un gen Hox o genes de polaridad segmental involucrados en el orden embriogénico relativo al desarrollo de los dedos de las extremidades produzcan que una nueva generación de equinos disponga de dedos fusionados o de un desarrollo inhibido que, repetido más de una vez, llegue hasta un solo dedo como en el caso del caballo actual.

Esto, por supuesto, es una conjetura que puede ser probada o descartada encontrando qué genes e intensificadores están involucrados en este factor morfológico. Si al habilitar los intensificadores inactivos se verificase que un caballo puede recuperar el número de dedos de su pretendido ancestro entonces esta conjetura sería probada y en caso contrario descartada. Investigaciones futuras podrán zanjar esta conjetura. Con todo, lo que pretendo apuntar aquí, es que esta evolución equina al margen de ser cierta o falsa es totalmente plausible al nivel de lo que ya conocemos en la biología molecular.

El caso del pez espinoso Gasterosteus aculeatus

Este es otro caso emblemático esgrimido como prueba de evolución darwiniana que ya no es conjetural como el anterior, sino plenamente probado y nos puede ayudar a entender mejor los mecanismos que pueden hacer posible esta y otras transformaciones radicales. Este pez tiene tres radios espinosos dorsales.

Dependiendo de dónde viven y de cuál es el depredador más amenazador de dicho hábitat, estos peces pueden adoptar dos formas: Los espinosos de aguas profundas desarrollan una aleta pelviana espinosa en el abdomen que dificulta que los engulla un pez de gran tamaño; los espinosos de aguas poco profundas han perdido la aleta pelviana, con lo que resulta más difícil que se les adhieran las larvas de insectos que habitan en el fondo y se alimentan de la cría de los peces.

Cada uno de estos peces tiene un gen llamado Pitx1 que está involucrado en el desarrollo morfológico y funcional de varias estructuras importantes de sus cuerpos. Esta capacidad de un gen de poder participar en varias fases de desarrollo se denomina pleiotropía. Esta funciona del siguiente modo: Cada gen pleiotrópico tiene un juego de intensificadores. Estas zonas de regulación, como se señalo antes, hacen la función de interruptores para definir en qué fase se activará o inhibirá la expresión del gen pleiotrópico. Si un intensificador sufriera una mutación lo único que afectará será la fase que controla el mismo más no las otras fases controladas por los demás intensificadores.

En el caso del pez Gasterosteus aculeatus su gen Pitx1 es precisamente un gen pleiotrópico que tiene varios intensificadores para varias fase de expresión durante el desarrollo embriológico. De este modo cada fase de desarrollo estructural será invocada por un intensificador específico y, como resulta obvio, existe un intensificador específico para el desarrollo de la aleta pelviana espinosa. En el caso de los peces de aguas poco profundas, dicho intensificador ha sufrido una mutación dañina que impide que estos desarrollen dicha aleta. El gen Pitx1 no sufre ninguna mutación y funciona normalmente para el resto de estructuras que involucra. Este ejemplo muestra como cambios no genómicos pueden tener importantes efectos adaptativos y de paso, ponen en relieve la enorme importancia de los intensificadores en el desarrollo morfológico de los seres vivos.

La capacidad de asimilar citrato en la bacteria Escherichia coli

En un experimento considerado el más largo del mundo en su área, Richard E. Lenski, un biólogo norteamericano, ha permitido evaluar la evolución existente en un cultivo de la mencionada bacteria durante 50,000 generaciones. Dada su corta vida es posible alcanzar un elevado número de divisiones desde que se inició el experimento en 1988. Durante estos 25 años Lenski ha encontrado que una de las poblaciones de bacterias muto más allá de la generación número 31,000 desarrollando un nuevo rasgo que le confiere la capacidad de asimilar citrato en condiciones aeróbicas, es decir, sin oxígeno.

¿Cómo ocurrió este nuevo rasgo? De un modo similar a los mencionados antes. No mediante la aparición de ningún gen nuevo, sino por medio del reordenamiento y amplificación de genes preexistentes.

Lenski en el resumen de su artículo en la revista Nature dice lo siguiente:

“Las novedades evolutivas han sido importantes en la historia de la vida, pero sus orígenes son por lo general difíciles de examinar en detalle. Hemos descrito previamente la evolución de un rasgo nuevo, la utilización de citrato aeróbico (Cit +), en una población experimental de Escherichia coli. En este trabajo analizamos las secuencias del genoma para investigar la historia y la base genética de esta característica. Al menos tres subtipos distintos han coexistido durante más de 10.000 generaciones antes de su aparición. El rasgo + Cit se originó en un clado por una duplicación en tándem que capturó un promotor aeróbicamente expresado por la expresión de un transportador de citrato previamente silencioso. Los clados varían en su propensión a evolucionar este rasgo nuevo, aunque los genotipos capaces de hacerlo existía en los tres clados, lo que implica que las mutaciones múltiples potenciadores surgieron durante la historia de la población. Nuestros resultados ilustran la importancia de la captura de un promotor y la regulación de los genes alterados en la mediación de los acontecimientos de exaptación que a menudo subyacen innovaciones evolutivas”. Énfasis en negrita añadido

El siguiente gráfico del mencionado artículo ilustra cómo esta duplicación en tandem a la derecha implica la captura de un promotor aeróbico y los cambios en la regulación que hacen posible la asimilación del citrato mediante la fusión de proteínas Rnk-CitG 89 aa CitT

Como colofón hay que decir que Richard Lenski también festeja el hallazgo de este cambio microevolutivo gradual como una muestra de que los creacionistas están equivocados ya que, con dichos cambios, se puede lograr innovaciones significativas en el fenotipo.

Pero ¿Constituyen estos casos, y otros similares, prueba de la evolución biológica que explicaría la emergencia de complejidad funcional en la historia de la vida? ¿Son casos de evolución vertical?

Realmente no. Al analizar los mismos vemos que los nuevos resultados morfológicos y funcionales proceden de cambios por pérdida más no por novedad. Equinos que pierden dedos, peces que pierden una espina dorsal e incluso, en el último señalado, esta se produce por exaptación, es decir, parte de la preexistencia de un segmento funcionalmente silencioso que al fusionarse en tándem activa la capacidad de asimilar citrato en condiciones aeróbicas. El artículo señala que no se crea ningún gen de nuevo. En todos los casos tenemos más bien magnificas pruebas de evolución horizontal.

Esta realidad también la reflejan los biólogos Sean B. Carroll, Benjamin Prud’homme y Nicolas Gompel del Instituto Médico Howard Hughes en su artículo “La regulación de la evolución” de la revista Investigación y Ciencia al decir:

“A pesar de que tendemos a pensar que la presencia de una característica en una especie y su ausencia en otra emparentada con ella indica su adquisición por la primera, no siempre acontece. Antes bien, lo habitual es que la evolución dé marcha atrás y se pierda algún rasgo”. Y luego concluyen: “La pérdida de características corporales ofrece quizás el ejemplo más claro de que la evolución de los intensificadores es el mecanismo más probable de la evolución anatómica”. (Énfasis en negrita añadido)

Esta distinción entre evolución horizontal y vertical no es una manera arbitraria de agriar la visión de la evolución darwiniana por motivo de preocupaciones apologéticas religiosas. Repito que una evolución de este tipo, pese a lo que proclamen Dawkins y compañía, no es incompatible con una visión teísta. Y por ello no deben inmiscuirse los presupuestos metafísicos en esta discusión. En realidad hay razones matemáticas, bioquímicas y paleontológicas que apuntan a que la evolución vertical en sus términos darwinianos no ha existido nunca.

Es común encontrar artículos, libros y documentales presentados por los naturalistas (aquellos que defienden, muy al margen de ser teístas o ateístas, que la naturaleza tiene poder para autoorganizar la materia), que en el registro fósil existen abundantes formas de transición. Si luego nos remitimos a fuentes creacionistas se nos dirá que dichos casos transicionales no existen. ¿Quién tiene la razón? ¿El que me agrade más o sintonice mejor con mi metafísica?

Realmente si interrogamos a la evidencia encontraremos que la realidad es más compleja y que ambas visiones son interpretaciones sesgadas de la evidencia. Efectivamente si hay formas transicionales para un caso y no las hay para otro. ¿Cuáles son esos casos?

Permítanme explicar esto en el próximo post.

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