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Richard Lenski: Evolución en el Laboratorio

dic 302011

Felipe Aizpun

Richard E. Lenski es un conocido científico norteamericano experto en biología evolutiva. Su contribución más popular es el llamado experimento a largo plazo sobre la evolución de la bacteria Escherichia coli. Concebido como un experimento de laboratorio para observar y estudiar la evolución en acción, la E. coli fue escogida para este trabajo por su ciclo vital especialmente corto que permite observar una gran cantidad de eventos reproductivos en un breve espacio de tiempo, además al tratarse de un organismo que se reproduce de forma asexual. Las observaciones se centrarían en la capacidad para la innovación biológica fruto de las mutaciones fortuitas acaecidas a lo largo del tiempo. El experimento se basa en el estudio de la evolución comparada de 12 poblaciones inicialmente idénticas de E. Coli, puesto en marcha en Febrero de 1988 y que en 2010 había superado ya el número nada despreciable de 50.000 generaciones. El objetivo es identificar las variaciones experimentadas por las distintas poblaciones y en particular observar la capacidad para el cambio y la emergencia de novedosas funciones biológicas. De esta manera, podríamos observar en directo y confirmar la validez de los conceptos de la biología evolutiva predominantes en la biología teórica de acuerdo con el paradigma dominante.

Distintos resultados han sido reportados como fruto del devenir del experimento. Por ejemplo, todas las poblaciones parecen haber coincidido en una tendencia al incremento del tamaño de los organismos unicelulares protagonistas y una reducción de la densidad poblacional así como han desarrollado la capacidad para vivir en glucosa. Cuatro de las poblaciones han generado en el tiempo defectos en los mecanismos de reparación del ADN y aunque se calcula que en general han experimentado cientos de millones de mutaciones, apenas entre 10 y 20 mutaciones se habrían extendido y generalizado en las diferentes poblaciones. En 2008, el equipo de investigadores dio cuenta de lo que hasta entonces se consideró la variación más significativa, el desarrollo en una de las poblaciones de la capacidad para la utilización de ácido cítrico como fuente de energía, una sustancia que en las poblaciones salvajes de E. coli no puede ser transportada a través de la membrana celular de la bacteria hasta su interior.

Estos experimentos han podido ser seguidos por los especialistas a lo largo de los años y suponen un interesante material de estudio sobre el que no pocos han ido analizando los resultados y apuntando algunas conclusiones. Uno de los que han seguido de cerca los resultados y ha ido comentando sus impresiones al respecto es el microbiólogo de la Universidad de Lehigh (Pensilvania) Michael Behe, autor como sabemos de dos libros esenciales: “Darwin´s Black Box” y “The Edge of Evolution”. Es precisamente en este segundo libro en el que Behe se refiere de manera expresa al experimento de Lenski. Para Behe las observaciones al cabo de más de 30.000 generaciones y unos 10 trillones (10^13) de organismos generados (el libro está escrito en 2006) permiten afirmar que los cambios observados son irrelevantes desde el punto de vista de la generación de novedades biológicas significativas; no se han observado nuevas interacciones entre proteínas ni menos aún la generación de nuevas maquinarias moleculares. Algunas de las mutaciones que podrían considerarse beneficiosas se deberían a eventos tales como la pérdida de la capacidad de los organismos para producir un azúcar denominada ribosa y al trastorno funcional de un gen regulador llamado spoT que afectó al funcionamiento de otros 59 genes. Los resultados a la fecha invitan a Behe concluir que, en concordancia con la tesis de su libro, los mecanismos darwinistas de evolución sólo permiten aventurar cambios de poco alcance en el seno de límites bien definidos que no pueden ser traspasados. Continúe leyendo »

8 Ejemplos de Evolución en acción

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dic 242011

Felipe Aizpun

Pillar a la evolución con las manos en la masa ha sido siempre la obsesión de los defensores del paradigma de la evolución darwinista. Al fin y al cabo, incluso teorías tan ampliamente aceptadas por la intelectualidad internacional y tan convenientemente afines al paradigma materialista reinante necesitan de vez en cuando un cierto apoyo en la evidencia empírica para cubrir las apariencias. Por eso de vez en cuando se nos recuerda en algunos artículos la aplastante (overwhelming) soporte científico de la propuesta. Como por ejemplo en un artículo reciente en Listverse en donde se nos invita a extasiarnos con 8 ejemplos extraídos de la observación de la Naturaleza y supuestamente capaces de quitar la venda de los ojos al más recalcitrante negacionista.

El problema es que el intento resulta más bien pobre. Algunos ejemplos como las polillas moteadas o los pinzones de las islas Galápagos han sido criticados con amplitud, en especial desde la aparición del libro de Jonathan Wells “Icons of Evolution”. Otros, como la destacada capacidad de los más voluminosos sapos de la caña para imponer su superioridad reproductiva en las poblaciones australianas de esta especie resultan enternecedoras pero poco más. La respuesta adaptativa de las lagartijas italianas a un cambio de dieta es más interesante pero las conclusiones que de este tipo de episodios se puedan derivar no parecen ir en la línea de lo que pretende el autor de la noticia.

Por cierto, en relación a dicho autor no está de más recordar que Listverse publicó (en Mayo de 2008) una lista de los 10 libros más dañinos en la historia del pensamiento humano (10 Books that Screwed Up the World), otorgando el lugar de honor del número 1 en la lista a “La caja negra de Darwin” del proponente de DI Michael Behe, por delante de otros ilustres escritos y sin duda también serios merecedores de tan envidiable reconocimiento como “El Manifiesto del Partido Comunista” de Karl Marx o “Mi Lucha” de Adolf Hitler. Anécdotas aparte, lo más llamativo de este tipo de planteamientos es la permanente confusión entre los cambios adaptativos y el papel de la selección natural en la vida de las poblaciones de organismos vivos y el concepto de Evolución. Confusión que me atrevería a sugerir no es casual, si se me permite aventurar una inferencia de tintes tan descaradamente finalistas. Continúe leyendo »

Ni “micro” ni “macro”; Evolución, Diversidad, Cambio Adaptativo, o Deriva.

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oct 262011

Felipe Aizpún

Uno de los conceptos más controvertidos en el debate sobre la evolución es la diferencia entre lo que se ha venido llamando microevolución y lo que conocemos habitualmente como macroevolución. Ya hemos comentado en anteriores ocasiones, cómo esta confusión interesada ha venido suponiendo un concepto distorsionador del conocimiento científico y un prejuicio ideológico que ha limitado y confundido durante décadas la labor de los investigadores. Vale la pena que hagamos una reivindicación exigente e imperiosa. La de proclamar que los procesos de cambio de los seres vivos no son en absoluto reducibles a un único modelo, ni desde el punto de vista de los mecanismos actuantes ni desde el punto de vista de la finalidad que los impulsa y dirige. Sólo si abrimos nuestra mente a una concepción más amplia y nunca uniformadora de dichos procesos podremos avanzar con seguridad en el conocimiento de los organismos biológicos y de su historia.

Creo que no es desacertado proponer que podemos distinguir al menos cuatro tipos de procesos de cambio diferentes. Por un lado, encontramos procesos de cambio fortuitos, verdaderas mutaciones en el sentido darwinista tradicional del término, que se producen de forma accidental y que probablemente podamos identificar de manera general como errores de transcripción en la secuencia de nucleótidos del ADN. Sobre este tipo de transformaciones sabemos que generalmente son cambios deletéreos, desorganizaciones del genoma que acarrean disfunciones y enfermedades. Ocasionalmente alguno de estos errores de transcripción pueden desembocar en variaciones positivas, pero de acuerdo con el excelente trabajo del profesor Behe “Experimental Evolution, Loss of Function Mutation, and the First Rule of Adaptive Evolution” (The Quarterly Review of Biology, Diciembre 2010) tales ventajas funcionales suelen provenir de la pérdida o modificación de funciones moleculares preexistentes. Además, es también importante reseñar que, al margen del origen de la novedad, la generalización en una determinada población de algún rasgo novedoso no implica que se haya producido necesariamente según la lógica del discurso darwinista por su ventaja adaptativa y su superioridad reproductiva sino que, no es descartable, tal como propone la teoría neutralista de Kimura y de no pocos se****res de sus opiniones, que sea consecuencia de un simple proceso de deriva genética que asegure la estabilización de un determinado rasgo novedoso en una población dada. En este ámbito no hay que olvidar que el discurso adaptacionista no es otra cosa que un mantra auto-impuesto, un dogma asumido como certeza para dotar de consistencia al mecanismo naturalista de emergencia de las formas biológicas novedosas.

En segundo lugar parecen existir cambios de carácter finalista y adaptativo. Estos cambios han sido descritos profusamente en el libro de Shapiro que nos ha ocupado recientemente un buen número de comentarios (Evolution; a view fron the 21st Century). Estos eventos, si hemos de aceptar como consistentes las conclusiones de Shapiro apoyadas en una enorme cantidad de literatura científica, se definen como producto de procesos de ingeniería genética y representan episodios de respuesta específica a cambios concretos acaecidos en el entorno del organismo vivo. Dos características importantes los definen. Una, que las respuestas tienen que formar parte necesariamente de un acervo de posibilidades programadas que se desencadenan por procesos semióticos de señales, identificación y respuesta. Y dos, que son de naturaleza teleológica y están destinados a garantizar la supervivencia y conservación de los organismos que los experimentan. Continúe leyendo »

¿Pueden complejos funcionales menores dar lugar a uno mayor?

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oct 232011

Por Cristian Aguirre
300

En una anterior serie de post referida a la propuesta de H.G. Muller para la emergencia de la complejidad funcional quedo pendiente la respuesta a la pregunta que titula este post. Es evidente que con la intervención de la inteligencia la respuesta a esta pregunta es del todo afirmativa. Pero lo que se precisa aquí es responder si esto es posible de modo estrictamente natural tal como lo propone el naturalismo. En este sentido, la propuesta de que la naturaleza puede producir complejidad especificada y funcional, se pretende defender asumiendo que un complejo funcional con complejidad irreductible puede formarse mediante la asociación de precursores menos complejos ya existentes y funcionales en otros contextos. Entonces si encontramos en la bioquímica a estos precursores menos complejos y ya funcionales en otros mecanismos biomoleculares (aunque no nos ocupemos sobre cómo surgieron), entonces es previsible y plausible que los complejos mayores sean fruto de esta asociación. Basados en esta estrategia se han emprendido múltiples críticas a la complejidad irreductible popularizada por Michael Behe. El sistema de coagulación de la sangre, el cilio y el flagelo, por citar los ejemplos más populares en esta controversia, se consideran formados mediante esta propuesta de modo que, según estos críticos, la CI, que para Behe implican tales mecanismos, no sería real.

Para introducirnos en el análisis de esta propuesta vamos a utilizar la crítica al desafortunado ejemplo de la ratonera propuesto por Behe como ilustración de la CI.

En dicho ejemplo se muestra que no hay forma más simple de conseguir una trampa para cazar a un ratón dado que, si a su complejidad mínima funcional le quitamos tan solo un componente, ya no habrá ninguna capacidad para cazar un ratón. A este ejemplo y al concepto que ilustra, se lo ha refutado mediante el argumento del gradualismo funcional, según el cual, si bien es verdad que los componentes por si solos no pueden funcionar como una ratonera, si son funcionales para otros propósitos, es decir, tienen funcionalidad singular (funciona por sí mismo sin necesidad de estar conectado a otros componentes) o ya han sido usados en otros contextos y, por lo tanto, sí podrían ser fijados por la selección natural para participar en una nueva sociedad estructural.

Estos críticos dicen que la palanquita de la ratonera puede funcionar como clip, el resorte sirve como muelle para cualquier otro uso y así con el resto de los componentes. Dada esta circunstancia, por extrapolación, ¿No podríamos esperar que también organismos más complejos pudieran tener componentes funcionales de carácter gradual fijables por la selección natural y entonces argumentar que la complejidad irreductible, como obstáculo para la evolución darwiniana, fuese así rebatida?.

Veamos entonces si es verdad que dicha refutación realmente funciona. Continúe leyendo »

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