La Explosión Cámbrica: El Big Bang Biológico. Parte 7

Stephen C. Meyer, Marcus Ross, Paul Nelson, y Paul Chien

Objeción C: La hipótesis de divergencia profunda

Recientemente, los biólogos evolucionistas han tratado de defender el Neodarwinismo de otra manera frente al desafío que presenta el registro fósil. Algunos biólogos evolutivos han negado el carácter explosivo de la radiación Cámbrica y postulan un largo periodo de evolución no detectada o críptica en el Precámbrico a partir de un ancestro común unos 1,200 millones de años atrás. Para apoyar estas afirmaciones, los biólogos han afirmado la primacía de los datos moleculares sobre la evidencia del registro fósil en sí. En particular, un estudio reciente de datos de secuencias moleculares por realizado por Wray, Levinton y Shapiro, titulado “La Evidencia Molecular para la Divergencia del Precámbrico Profundo entre los Filos Metazoos”, pretende proporcionar evidencia molecular de peso para un ancestro común de los filos datados en el Cámbrico de 1,200 millones de años atrás (o de casi 700 millones de años antes de la radiación cámbrica).75  Wray, Levinton y Shapiro sugieren que la evolución de los filos del Cámbrico continuó a un ritmo constante por casi 700 millones de años a partir de este punto de “divergencia profunda” hasta la primera aparición de los animales del Cámbrico en el registro fósil hace 530 millones de años atrás. A continuación, explican la ausencia de formas ancestrales utilizando una versión de la hipótesis del artefacto, es decir, que los antepasados ​​precámbricos han existido exclusivamente en formas de cuerpo blando hasta que se produjo la explosión del Cámbrico.

Wray, Levinton y Shapiro apoyan su afirmación fundamental acerca de la divergencia profunda de la evolución animal hace 1,200 millones años sobre la base de comparaciones de secuencias moleculares. Específicamente, se comparó el grado de diferencia entre las secuencias de aminoácidos de siete proteínas (ATP-asa, el citocromo c, citocromo oxidasa I y II, hemoglobinas alfa y beta y NADH I) derivado de varios animales modernos diferentes que representan a cinco filos Cámbricos (anélidos, moluscos, artrópodos, cordados, y equinodermos). También compararon las secuencias de bases de nucleótidos de un ARN ribosomal (18S rARN) de los mismos animales representantes de los mismos cinco filos. Suponiendo que el grado de diferencia en la secuenciación refleja la cantidad de tiempo que ha transcurrido desde que los ancestros de los diferentes animales empezaron a divergir uno del otro, Wray, Levinton y Shapiro determinan una fecha para el ancestro común a partir del cual la evolución de los animales cámbricos comenzó. Su análisis pone el antepasado común de todas las formas animales que divergieron en casi 700 millones de años antes de la explosión Cámbrica. Su análisis implica una muy antigua o (estratigráficamente) “profunda” divergencia de las formas animales, en oposición a aquellos que dicen que los animales del Cámbrico aparecieron de repente. De hecho, el propósito principal de su trabajo es refutar el punto de vista tradicional de “que los filos animales divergen en una “explosión” cerca del comienzo del período Cámbrico.” En cambio, argumentan que “todos los tiempos de divergencia medios estimados entre estos cuatro filos y los cordados, con base en los siete genes, son sustancialmente anteriores al principio del período Cámbrico”. Y concluyen: “Nuestros resultados ponen en duda la noción prevaleciente de que los filos animales divergieron de forma explosiva durante el Cámbrico tardío o Vendiano, y en cambio sugieren que hubo un largo período de divergencia a mediados del Proterozoico, comenzando alrededor de mil millones de años atrás.”

Desde un punto de vista Neodarwinista, los resultados de Wray, Levinton, y el estudio de Shapiro parecen casi axiomáticos, ya que el mecanismo neodarwiniano  requiere de grandes cantidades de tiempo para producir la nueva forma presente en los estratos del Cámbrico. Como Andrew Knoll, un paleontólogo de Harvard, ha declarado: “La idea de que los animales deben tener su origen mucho antes de lo que ellos ven en el registro fósil es casi inevitable.”

Sin embargo, la hipótesis de la “divergencia profunda” adolece de varias severas dificultades.

En primer lugar, la postulación de un extenso período de 700 millones de años indetectable de evolución sigue siendo muy problemático desde el punto de vista paleontológico. La conservación de numerosos animales del Cámbrico de cuerpo blando, así como embriones Precámbricos esponjas y microorganismos, desafía severamente aquellas versiones de la hipótesis del artefacto que invocan un extenso período de evolución de cuerpos blandos no detectado en el Precámbrico. Además, la postulación de antepasados ​​exclusivamente de cuerpo blando para las formas de cuerpo duro del Cámbrico sigue siendo anatómicamente improbable, como se señaló anteriormente. Un braquiópodo no puede sobrevivir sin su concha. Tampoco puede existir un artrópodo sin su exoesqueleto. Cualquier antepasado plausible a estos organismos habría necesitado de partes duras corporales que podrían haber sido fosilizadas, pero ninguna ha sido encontrada en el Precámbrico.

En segundo lugar, Wray, Levinton, y los resultados de Shapiro varían considerablemente de otras comparaciones de secuencia similares. En una publicación más reciente,  Ayala, Rzhetsky y Ayala han recalculado los tiempos de divergencia, utilizando la misma codificación de proteínas de los genes de Wray, Levinton y Shapiro (pero eliminando el 18S rRNA, un gen codificador de ARN, debido a problemas con la obtención de una alineación fiable) y la adición de otros doce genes codificantes de proteínas. La corrección de lo que argumentan son “una serie de problemas estadísticos” en el estudio de Wray, Levinton y Shapiro, Ayala, Rzhetsky y Ayala encontraron que sus propias estimaciones “son consistentes con las estimaciones paleontológicas” más no con la hipótesis de la divergencia profunda. “Si extrapolamos a tiempos distantes desde tasas de evolución molecular estimadas dentro de reducidos conjuntos de datos”, señalan Ayala y sus colegas, “estarán cargadas de riesgo.” 78 Sin embargo, en la medida en que dichas estimaciones se pueden hacer son, según ellos, resultados correspondientes con las estimaciones paleontológicas estándar.

En tercer lugar, Wray, Levinton y Shapiro se basan en los datos del reloj molecular para estimar el punto de divergencia profunda. Sin embargo, a diferencia de los relojes radiométricos, los relojes moleculares dependen de toda una serie de factores contingentes, tanto biológicos y ambientales, que las hacen poco fiable. Como Valentine, Jablonski, y Erwin notan: “diferentes genes en diferentes clados evolucionan a diferentes tasas, diferentes partes de los genes evolucionan a ritmos diferentes y, lo más importante, las tasas dentro de clados han cambiado con el tiempo.” 79 Por otra parte, muchos factores ambientales influyen en las tasas de mutación, incluidos los eventos catastróficos que a menudo han marcado el registro geológico. La tasa de mutación puede aumentar durante el colapso del campo magnético o después de las extinciones en masa cuando los nuevos nichos ecológicos se abren. Además, las mutaciones dependerán de procesos biológicos activos que se producen en diferentes etapas genómicas y de desarrollo embriológico. Estas no dependen de la física del decaimiento radiométrico constante. En cualquier caso, y sin evidencia del registro fósil (más de 565 millones de años atrás) con los que calibrar el reloj molecular, su fiabilidad en salir con el origen de los filos animales  Cámbricos (de entre 1,000 y 1,200 millones de años atrás) sigue siendo altamente cuestionable. Por lo tanto, Valentine, Jablonski, y Erwin argumentar que “la precisión del reloj molecular sigue siendo problemática, al menos para las divergencias de filos, para la variación de las estimaciones por unos 800 millones de años dependiendo de las técnicas o las moléculas utilizadas. . . no está claro que las fechas del reloj molecular alguna vez puedan aplicarse de forma fiable a estos eventos geológicos remotos como ramificaciones neoproterozoicas dentro de los metazoarios.” 80 Por lo tanto, como Simon Conway Morris concluye,” una historia profunda que se extienda a un origen de más de 1.000 millones de años es muy improbable”. 81

En cuarto lugar, las proteínas de procesos básicos (y el ARN ribosomal) que Wray, Levinton, y Shapiro analizaron tendrían, en cualquier caso, poco papel en el origen de las estructuras corporales nuevas. Casi todas las proteínas analizadas por Wray, Levinton, y Shapiro se encuentran en cualquier organismo, desde simples unicelulares procariotas o protistas (eucariotas) a animales multicelulares. Cualquier evolución que estas proteínas podría haber sufrido (sobre cualquier duración de tiempo) no podrían haber causado diferencias de nivel superior en los planes corporales, ya que tal diferenciación implica, por lo menos, proteínas morfológicas reguladoras (por ejemplo, proteínas de unión al ADN) que Wray, Levinton y Shapiro no analizaron. Como Johns y Miklos han señalado en otra parte, “los cambios en. . . genes estructurales son poco probable que tenga algo que ver con la producción de cambio morfológico importante.” 82 Los tipos de proteínas que Wray, Levinton y Shapiro analizaron simplemente no son suficientes para explicar la formación de los planes corporales. Sin embargo, ellos usan sus análisis de las diferencias entre estas moléculas para hacer, en efecto, una afirmación sobre el momento en que las estructuras corporales comenzaron a divergir.

Por último, todos los análisis de datos de secuencias hacen suposiciones que plantean serias dudas sobre su fiabilidad como indicadores de antepasados ​​comunes muy antiguos. Todos los análisis de secuencias asumen, en lugar de demostrar, la doctrina de la descendencia común universal. Si se asume que la secuencia de las diferencias refleja la cantidad de tiempo que ha pasado desde que diferentes animales empezaron a divergir a partir de un ancestro común, los estudios moleculares claramente presuponen algún antepasado de esa índole. Los análisis de secuencias calculan cuánto tiempo atrás un antepasado común para dos (o más) organismos podría haber existido, si se supone que algunos de tales organismos deben de haber existido. Pero si los animales cámbricos tienen un antepasado común es parte del punto en cuestión, o debe serlo.83 Si el registro fósil debe tomarse en sentido literal ciertamente no proporciona ninguna base probatoria para esta reclamación. Al invocar los análisis moleculares que presuponen un antepasado común como evidencia para la existencia de dicha entidad sólo nos deja una interrogante. Tal vez las rocas del Precámbrico no registran los intermediarios de transición y los antepasados ​​de los animales del Cámbrico porque estos no existen. Citando los análisis de secuencias que asumen tácitamente la existencia de un ancestro común no ofrecen soporte probatorio de la existencia de tal ancestro. Ciertamente, no proporciona ninguna razón para privilegiar a los análisis moleculares sobre la evidencia fósil.

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Referencias en este post:

75. Gregory A. Wray, Jeffrey S. Levinton, and Leo H. Shapiro, “Molecular Evidence for Deep Precambrian Divergences among Metazoan Phyla,” Science 274 (1996): 568; for a similar study of molecular sequence data that comes to the same conclusion, see Daniel Y. C. Wang, Sudhir Kumar, S. Blair Hedges, “Divergence Time Estimates for the Early History of Animal Phyla and the Origin of Plants, Animals and Fungi,” 398 Meyer et al.Proceedings of the Royal Society of London, Series B 266 (no. 1415): 163; see also Geerat J. Vermeij, “Animal Origins,” Proceedings of the Royal Society of London, Series B 266 (no. 1415): 525–26; see also Richard A. Fortey, Erek E. G. Briggs, and Matthew A. Wills, “The Cambrian Evolutionary Explosion Recalibrated,” BioEssays 19 (1997): 429–34.

76. Wray, Levinton, and Shapiro, “Molecular Evidence,” 568.

77. R. L. Hotz, “Finding Turns Back Clock for Earth’s First Animals,” LosAngeles Times, 25 Oct. 1996.

78. Francisco José Ayala, Audrey Rzhetsky, and Francisco J. Ayala, “Origin of the Metazoan Phyla: Molecular Clocks Confirm Paleontological Estimates,” Proceedings of the National Academy of Sciences 95 (1998): 606–611.

79. Valentine et al., “Fossils,” 851–59, esp. 856.

80. Simon Conway Morris, “Evolution: Bringing Molecules into the Fold,” Cell 100 (7 Jan. 2000): 5–6.

81. Simon Conway Morris, “Early Metazoan Evolution: Reconciling Paleontology and Molecular Biology,” American Zoologist 38 (1998): 870.

82. Bernard Johns and George Miklos, The Eukaryote Genome in Development and Evolution (London: Allen and Unwin, 1988), 293.

83. For scientific challenges to the universal common ancestry thesis (that is, the monophyletic interpretation of the history of life), see Gerry Webster and Brian Goodwin, “The Origin of Species: A Structuralist Approach,” Journal of Social and Biological Structures 5 (1982): 15–47; Christian Schwabe, “Theoretical Limitations of Molecular Phylogenetics and the Evolution of Relaxins,” Comparative Biochemistry and Physiology 107B (1994): 167–77; Malcolm S. Gordon, “The Concept of Monophyly: A Speculative Essay,” Biology and Philosophy 14 (1999): 331–48; Carl Woese, “The Universal Ancestor,” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 95 (1998): 6854–59.

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