La factibilidad de la Megaevolución

Por Cristian Aguirre

La megaevolución es un termino poco utilizado y que con frecuencia se confunde con macroevolución. Por ello muchas veces cuando se menciona macroevolución se tiene en mente en realidad la megaevolución. Esta clasificación en tres grados evolutivos: micro, macro y mega permite asociarla a 3 mecanismos de carácter matemático que están presentes en cualquier otra estructura funcional no biológica planificada, es decir, que ha sido diseñada y construida. Estos mecanismos, para el caso biológico, pueden de hecho explicar los alcances reales de cambio morfológico particulares a estos grados de evolución salvo el último.

Según lo expuesto en un post anterior. La microevolución esta asociada a cambios en la variabilidad genética producto de mutaciones en alelos pertenecientes a la parte paramétrica del genoma. La macroevolución está asociada a cambios en los parámetros epigenéticos involucrados en los procesos de desarrollo embriológico y trabaja fundamentalmente por perdida de función. No obstante, es capaz de cambios morfológicos espectaculares como los presentes en los peces espinosos y sin duda puede ser capaz de explicar cambios morfológicos de importancia aún por descubrir.

Hasta estos dos casos de proceso evolutivo (o realmente devolutivo si se quiere ser más exacto) existe una abrumadora evidencia científica para su respaldo. No sucede así con la megaevolución y es aquí donde el Diseño Inteligente discrepa radicalmente con el naturalismo evolutivo.

Para poder exponer la propuesta básica que el naturalismo evolucionista propone como mecanismo capaz de producir cambios megaevolutivos citare lo que expone wikipedia en el artículo “Duplicación Cromosómica”:

“Uno de los aspectos integrantes del estudio de la evolución es especular sobre los mecanismos posibles de la variación genética. En 1970, Susumo Ohno publico el polémico libro Evolution by Gene Duplication. La tesis de Ohno se basaba en la suposición de que los productos de genes esenciales son indispensables para la supervivencia de los miembros de cualquier especie a lo largo de la evolución. Estos genes no pueden acumular mutaciones que alteren su función primaria y dar lugar potencialmente a nuevos genes.[1] Sin embargo, si se duplicara un gen esencial en una línea germinal, en la copia extra se tolerarían cambios mutacionales dado que la original proporciona la información genética para su función esencial. La copia duplicada quedaría libre para adquirir muchos cambios mutacionales durante largos periodos de tiempo. En periodos cortos, la nueva información genética podría no tener ventajas practicas. Sin embargo, en periodos evolutivos largos, el gen duplicado podría cambiar lo suficiente como para que su producto asumiera un papel divergente en la célula. La nueva función podría dar una ventaja “adaptativa” al organismo, incrementando su eficacia biología. Ohno ha imaginado un mecanismo mediante el cual pudo haberse originado sustancial variabilidad genética. La tesis de Ohno está apoyada por el descubrimiento de genes que tiene una parte importante de sus secuencias de ADN en común, pero cuyos productos génicos son distintos.

La importancia evolutiva de las duplicaciones radica en el hecho de que los individuos portadores tienen dos copias de un mismo gen. En un individuo normal una mutación de ese gen puede tener efectos deletéreos, pero si hay dos copias y se produce una mutación en una de ellas, el individuos podrá seguir manifestando un fenotipo “aparentemente normal” y la selección natural no actuaría en su contra. Mediante este proceso se pueden ir originando nuevas copias de un mismo gen y producirse variantes y alternativas no alélicas a una secuencia de ADN. Este es el origen de las familias multigénicas (Histonas, rRNAs, etc.) y de las familias génicas con un origen evolutivo común (Ej, haptoglobinas). La estructura citogenética de las familias multigénicas suele ser muy típica: Todos los genes que componen la familia se encuentran juntos en el cromosoma en un mismo “nicho” o cluster, que a su vez puede estar repetido una o varias veces.”

Nótese como el enfoque se cierne sobre una duplicación individual y sobre como el duplicado por si solo puede mutar en la linea germinal durante mucho tiempo hasta “encontrar” una nueva función útil al organismo que lo conforma. El que un conjunto de mutaciones durante un lapso enorme de tiempo consiga que el gen afectado sintetice una nueva proteína es muy difícil, pero no obstante es plausible. El gran problema esta en comprender si esto basta para un cambio megaevolutivo o, a lo sumo, solo sirve para uno microevolutivo. Para analizar, por lo tanto, esta propuesta es inevitable, con el perdón del lector, recurrir a ciertos conceptos matemáticos.

Imaginemos que tenemos un motor al cual le falta una pieza, y la misma por ser fundamental para su funcionamiento, no permite con su ausencia que el motor encienda. Cuando esta pieza aparece y es insertada en el contexto estructural del motor entonces este si logra encender y funcionar. Notemos algo importante: el motor era coherente funcionalmente con la pieza y a su vez la pieza lo era con el motor. La Coherencia Funcional establece que un componente puede no solo encajar con otra estructura, sino que su “encaje” es funcional. Cuando todos los componentes necesarios para que una estructura dada concurren y están conectados entre sí acontece lo que se conoce como “Coherencia de Contexto”.

En el gráfico siguiente se ilustra este concepto al proponer 3 casos donde la función consiste en formar un circulo. De los 3 casos solo el tercero cumple el objetivo y por lo tanto sus componentes tienen recíprocamente coherencia funcional entre sí.

Que pasaría si esta pieza de motor la llevamos a otro contexto al cual no pertenece ni puede tener coherencia de contexto, es decir la llevamos a otro motor de otra marca ante la cual la pieza no encaja en ninguna parte dado que no tiene coherencia funcional con este motor. En este caso la pieza no nos sirve, aunque si sirvió para su motor específico.

Ahora bien, para que exista megaevolución necesitamos no que aparezca una pieza suelta, sino que aparezca un motor y que el mismo a su vez sea coherente funcionalmente con el resto estructural que lo va a albergar y usar. Por eso no se trata de que aparezca un solo gen para conseguir una novedad estructural u orgánica en un ser viviente, sino de que aparezcan un juego asociado de genes completo y que formen una coherencia de contexto que permita una función o funciones dadas, y además que la misma también sea coherente funcionalmente con el resto del ser viviente.

El proceso embriológico de un metazoo necesita de un plan espacial y temporal. Además necesita de un grupo de genes directores llamados HOX que dirijan cuando, donde y cómo deben activarse ciertos genes para conseguir el desarrollo embriológico.

Por lo general, cuando se construyen edificios, la dirección de obra, para facilitar el control y la eficiencia, divide la obra en un determinado número de partes o secciones y para cada uno de ellos designa un encargado o jefe de producción. También sucede así en el caso biológico. Cada uno de los genes selectores (HOX) se encargará de controlar la construcción de una determinada sección del cuerpo y esperarán a ser invocados (regulados) en el momento oportuno para iniciar su obra. Cuando esto suceda darán la orden a la “empresa subcontratada”, es decir, a un grupo numeroso de genes llamados realizadores (también llamados downstream) a los cuales este gen regula, para que ellos a su vez regulen a otros genes que realizarán el subproceso constructivo de un órgano o estructura específica del cuerpo del pluricelular.

Cada uno de los genes selectores y realizadores tiene una coherencia funcional con cada elemento a fin de cumplir con la coherencia de contexto del plan embriológico completo.

No pueden pues aparecer solitarios, incluso para las etapas más pequeñas, necesitan de una batería de genes realizadores trabajando para la misma.

Para explicar, por ejemplo, como pudieron surgir los animales bilaterales desde los de simetría radial se alega que la fila Hox de los animales bilaterales surgió como resultado de la duplicación o divergencia de un gen Hox de la hidra (un ser pluricelular con simetría radial).

Según esta tesis, en algún momento millones de años anterior a la explosión cámbrica un solitario gen hox sufrió una bifurcación progresiva que generó una fila de genes Hox. Con el tiempo los genes realizadores de los distintos genes Hox habrían especializado estructuras anatómicas específicas de los bilaterales a lo largo del eje antero-posterior. De esta manera habría nacido Urbilateria (el primer ser con simetría bilateral) y con él el antecesor de los 12 actuales (hubieron muchos más según el registro paleontológico) planes de diseño característicos del mundo animal.

Analicemos ahora esta tesis. Se dice que los 3 genes Hox de la hidra pueden ser los precursores de la fila Hox bilateral, pero sin embargo, tenemos la dificultad de que los genes Hox de la hidra no funcionan como lo hacen los Hox de los bilaterales ni están dispuestos en un orden específico en el genoma, mas bien, están dispersos en él y no organizan formas corporales a lo largo de un eje. Recordemos que los genes Hox son genes selectores que regulan una numerosa batería de otros genes llamados realizadores que son los que, a su vez regulan a otros equipos de genes que realizarán el diseño corporal específico a una sección dada del cuerpo controlada por este gen selector. Esto significa que alterando un gen Hox lo que logramos no es un cambio gradual darwiniano, sino un cambio abrupto y radical (patas en lugar de antenas, otro par de patas u ojos en otra sección del cuerpo), por ello los genes Hox no generan ninguna variación fenotípica y, por ello, no pudieron surgir por ningún mecanismo de la selección natural.

¿Es factible que este accidente genómico produzca una fila Hox funcional? Esto es como decir que las ralladuras de un antiguo disco de vinilo consiguieran generan beneficiosos arreglos musicales en la partitura original.

Volvamos al solitario gen Hox. Este necesariamente tiene que tener un grupo de genes realizadores cuyas zonas reguladoras son regulables por él. Si ahora lo duplicamos varias veces ¿Tenemos que decir también que tienen que aparecer nuevos equipos de genes realizadores para cumplir nuevas funcionalidades de desarrollo corporal específicas y plenamente coherentes funcionalmente con el conjunto? Javier Sampedro en su libro “Deconstruyendo a Darwin” describe así esta dificultad:

“Pero ¿es que además tenemos que inventarnos toda una red de centenares de genes realizadores cada vez que ocurre una nueva duplicación? Eso sí que no. Eso, encima de no ser darwiniano, ni siquiera es concebible. Una cosa es duplicar un gen, y otra muy distinta sacarse del sombrero un centenar de genes realizadores que se pongan de repente bajo el control del nuevo gen duplicado, y encima que actúen coordinadamente para hacer algo útil, y para colmo cuatro o cinco veces seguidas en un plazo evolutivo miserable. No puede ser y se acabó”.

Puede concluirse que la micro y macroevolución trabajan con la parte paramétrica del genoma así como también con los parámetros epigenéticos. La megaevolución, por otra parte, necesita incorporar cambios viables en la parte estructural del genoma y precisa de sendos contextos estructurales no meras piezas sueltas. Es aquí donde tiene que enfrentar el problema de la complejidad irreductible, anteriormente conocido como preadaptación, que nos dice que la selección natural no puede fijar piezas sueltas que aún no son funcionales y, por lo tanto, no presenta ventaja de sobrevivencia por si solos o aún cuando son grupos subfuncionales. La selección natural puede fijar los cambios que ya son funcionales, pero estos cambios, o mas bien, mutaciones, si pueden presentar ventaja cuando acontecen en la zona paramétrica del genoma o en la modificación de variables epigenéticas, pero no en la zona estructural. Allí se necesitan CONTEXTOS COMPLETOS que puedan ser fijados por la selección natural.

El problema de la megaevolución queda entonces circunscrito a explicar de modo naturalista la aparición de contextos funcionales. Pero cuidado, aquí hay que aclarar algo muy importante: EL CONTEXTO QUE DEBE EXPLICARSE NO ES EL DEL MECANISMO BIOLOGICO EN SÍ, SINO EL DEL PROGRAMA EMBRIOLOGICO QUE LO CONSTRUYE. Por lo general siempre se argumenta la posibilidad que un mecanismo biológico se pueda construir fortuitamente asociando productivamente distintos componentes biomoleculares ya presentes en otros contextos bioquímicos. Pero esto es un gran error. HAY QUE EXPLICAR EL PROGRAMA, NO EL RESULTADO QUE GENERA.

Es como si me pidieran que explicara una figura en la pantalla de mi computadora mediante la asociación conveniente de pixels en la misma, cuando en realidad debo explicar el programa que los dibuja en la pantalla.

Esta ha sido y es la objeción fundamental a la megaevolución.

Referencias:

1. Wikipedia. Duplicación cromosómica. http://es.wikipedia.org/wiki/Duplicación_cromosómica
2. Javier Sampedro. Deconstruyendo a Darwin. Editorial Crítica.
3. H. Frederik Nijhout. Importancia del contexto en la genética. Investigación y Ciencia. Agosto 2004
4. Anónimo. Cambios cromosómicos numéricos. http://www.unavarra.es/genmic/genetica%20y%20mejora/genetica_y_mejora_vegetal.htm
5. Cristian Aguirre del Pino. Elementos de Estructuras Funcionales. OIACDI 2010

Para una información mas profunda y extensa recomiendo la lectura de la excelente monografía de Stephen Meyer “El Origen de la información biológica y las categorías taxonómicas superiores” . Puede descargar una copia en PDF en la sección de artículos de la web de la OIACDI (www.oiacdi.org)

6 Respuestas para La factibilidad de la Megaevolución

  1. Felicidades, Cristian, hay gente de habla hispana que puede salir de las tinieblas darwinistas por su paciente trabajo:

    Mira que bien viene esta noticia para reafirmar lo que el azar hace con la información:
    http://saturn.jpl.nasa.gov/news/newsreleases/newsrelease20101124/

    Cassini went into safe mode on Nov. 2, when one bit flipped in the onboard command and data subsystem computer. The bit flip prevented the computer from registering an important instruction, and the spacecraft, as programmed, went into the standby mode. Engineers have traced the steps taken by the computer during that time and have determined that all spacecraft responses were proper, but still do not know why the bit flipped.

    Pero esto no desalienta a un neo-darwinista, todo lo contrario, le da más energía para emitir sus habituales cuentos de ciencia-ficción. Dado el suficiente tiempo, varios fallos conjuntos de bits harían lo que la SN ya ha logrado en el pasado en el ADN-basura de los seres vivientes. Es posible que nosotros no lo veamos, pero una cadena de errores (inducidas por un virus informático podría ser la vía más rápida) puede lograr que un ordenador venga a saltarse un día sus instrucciones programadas para interrogarse por qué existe él en lugar de más bien nada y empezar a mortificar a los otros lanzando spams en toda la red.

    Saludos

  2. Gracias Dionisio y Creatoblepas por vuestras expresiones.

    Efectivamente el caso de la sonda Cassini pone de manifiesto la sensibilidad que puede tener, sobre el funcionamiento de un programa, un sólo bit erróneo. Algo que de hecho es de sobra conocido a los que se dedican a la informática. Y la biología no es un caso aparte. El ADN contiene un autentico programa informático que se rige por las mismas matemáticas que un programa de ordenador. Incluso como en los flujogramas de los algoritmos de programación los genes tienen 1 marcador de “Inicio de transcripción ” (AUG) y 3 marcadores de “Fin de transcripción” (UAA,UAG,UGA)

    Otra cosa que saben los informáticos e ingenieros de cualquier especialidad es el esfuerzo que supone diseñar, así como también las numerosas adecuaciones que resultan necesarias cuando se desea introducir módulos nuevos no coherentes inicialmente con el sistema objetivo. Sin embargo, para otros el mundo de la bioquímica es un caso aparte donde pueden suceder maravillas si concurren muchos intentos en mucho tiempo. Pero el gran problema es que se confunde lo plausible con lo imposible. Y mientras subsista esta confusión, aparte del prejuicio metafísico, subsistirá la esperanza del “diseño natural”.

  3. Sr.Aguirre:
    Hasta un ignorante como yo se da cuenta que el programita más fácil , una vez desorganizado, no se recompondrá al azar jamás, por muchos multiversos que haya dedicados al intento. Yo una vez pasé un programita en lenguaje máquina a ceros y unos y lo troceé en bloques de 9, 10, 11 bits. El programita sencillo transformaba los pulsos de un cuarzo excitado, en segundos, contando hasta 60 sabía los minutos, luego las horas, hasta llegar a un tiempo prefijado, luego empezaba otra vez. Un reloj digital barato necesita mucho más que eso para operar. Usted se imagina la cantidad de permutaciones que salen de algo tan sencillo. Pero un darwinista ni se inmuta.
    Me van a decir los cuenta-cuentos ” es que antes había un programa mucho mas simple, al que le bailaron varios bits, y resultó en algo más apto, etc”. Respuesta: la estadística dice que nooooooooooooooooooooooooooooooooo

  4. Cristian:

    • Una búsqueda en internet de los conceptos de “área funcional”, “área estructural” y especialmente “área paramétrica” en relación al genoma conduce casi invariablemente a artículos escritos por ti, o publicados en sitios pro-DI. Tienes alguna referencia independiente que uno pudiera consultar en relación a esta forma de conceptualizar el genoma que tu has expuesto?

    • La publicación de Meyer aquí citada es bien conocida y ha sido duramente criticada no sólo en términos científico científicos (por ejemplo <a href="http://pandasthumb.org/archives/2004/08/meyers-hopeless-1.html&quot;aquí y aquí, sino que también por la forma espuria en que fue infiltrada en una publicación peer reviewed.

  5. Roberto:

    Efectivamente los términos empleados en el post son de mi factura personal y proceden de una interpretación causal de los fenómenos implicados en la micro y macroevolución, temas que escapan, por cierto, al ámbito de la controversia DI – materialismo evolutivo y se enclavan en las discusión científica, aunque no sean previamente conceptualizados con dichos nombres. No pienso que creas que yo, tú o cualquier otra persona no tenga derecho a formular ideas nuevas y limitarse tan solo a discutir las ideas creadas por otros. Si consideras que una idea, por el hecho de proponerla un adherente al DI es descalificable y desdeñable. Pues bien cada quien puede opinar como quiera.

    En cuanto al artículo de Meyer. No sorprende que, dado que gran parte del consenso científico actual es refractario al DI, hallan surgido muchos artículos contestatarios al mismo. Cada quien puede leerlos y analizar sus méritos argumentales por sí mismo. Cualquiera que conoce la historia de la ciencia sabe que, en muchos casos, nuevas ideas, teorías y propuestas han surgido en medio de una fuerte oposición sin que ello impida que muchas de ellas terminen con el tiempo aceptándose e ingresando al consenso.

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