El T-urf13 y los genes de novo—Cornelius Hunter

Los genes de novo: La explicación evolutiva.

Las células tienen una capacidad de adaptación notable. Estas pueden determinar con precisión cuáles segmentos del genoma deben copiarse para su uso en la célula.  Pueden editar y regular esas copias de ADN de acuerdo a sus necesidades. E incluso pueden modificar el propio ADN, a través de mutaciones adaptativas, para acomodarse a las presiones ambientales. Y además de estos ejemplos, las células pueden crear genes completamente nuevos, de novo, en un instante evolutivo. Esta es otra capacidad biológica que revela la debilidad científica de la teoría evolutiva.

Una aparente gen de novo es el T-urf13 que se encuentra en ciertas variedades de maíz. El T-urf13 no se encuentra en el genoma nuclear, sino más bien en el mitocondrial. La mitocondria es la planta de energía de la célula que produce adenosín trifosfato (ATP) —la unidad básica de energía química.

Al igual que una presa que está llena de agua, las mitocondrias están llenas de protones. Y así como el agua que fluye a través de la presa hace girar una turbina para producir electricidad, los protones que fluyen a través de una membrana mitocondrial hacen girar una turbina molecular para producir energía química en forma de ATP. Esta turbina molecular, conocida como ATP sintasa, es uno de los muchos tipos de proteínas transmembrana—proteínas que están incrustadas de tal forma que atraviesan la membrana celular.

El gen T-urf13 produce otra proteína transmembrana, la URF13. Múltiples copias juntas del grupo URF13 proporcionan un canal que atraviesa la membrana para permitir el paso de las moléculas hidrofílicas. El canal URF13 normalmente se encuentra cerrado y se abre sólo cuando ciertas moléculas se unen a la parte exterior de la canal. (Sí, es un diseño complicado.) La molécula de unión sirve para alterar la estructura de la URF13 a fin de abrir el canal de la manera correcta. Desafortunadamente, las toxinas de ciertos hongos patógenos también se unen y abren el canal URF13. Esto causa estragos; resulta igual que hacer agujeros en un dique.

Este problema surgió hace aproximadamente cuarenta años, y desde entonces hemos aprendido mucho sobre el gen T-urf13. Se encuentra en un solo linaje de maíz y parece haber surgido rápidamente. Una pequeña parte del gen (aproximadamente 15%) es muy similar a una pequeña región de un gen diferente en el mismo genoma mitocondrial. Este gen paralelo no codifica ninguna proteína, sino más bien un ARN ribosómico. La mayor parte del resto del gen T-urf13 es bastante similar a una secuencia de flanco [flanking sequence] justo en las afueras de ese mismo gen de ARN ribosómico. Finalmente, hay un pequeño segmento del gen T-urf13 que tiene coincidencias en el genoma mitocondrial en otros lugares.

Parece que T-urf13 es un gen de novo, habiendo sido fabricado principalmente a partir de dos segmentos o alrededor de un gen de ARN ribosómico. Es intrigante el motivo por el cual los segmentos asociados a un gen de ARN se combinarían para formar un gen codificante de proteína. Es una muestra más de la fascinante capacidad de reutilización, mezcla y combinación que parece estar integrado a la ingeniería celular.

Los evolucionistas, que ven la biología como un juego de bingo, no lo consideran así. Ellos concluyen sorprendentemente que el gen T-urf13, el cual produce una proteína increíblemente compleja, surgió por casualidad y al azar.

Su idea es que ciertos reordenamientos genómicos espontáneos y ciegos pueden producir nuevos segmentos de ADN codificante de proteínas sobre una base regular. Y de vez en cuando, incluso, un proceso ciego encuentra una maravilla como el T-urf13. ¿Esto no parece, acaso, sugerir que todo el genoma es una fuente de genes de novo? Según este pensar, la evolución ha creado genomas compuestos por miles de millones de nucleótidos, y estos segmentos de ADN se convierten a su vez en fuentes de genes futuros.

Sólo hay un problema: la idea tiene poco sentido científico. Una secuencia de ADN de bases aleatoriamente distribuidas y de la longitud de la totalidad del genoma de maíz no contiene un solo gen que probablemente llegue a codificar para un gen funcional. Por ejemplo, un estudio reportó que se necesitaban más de un millón de millones de secuencias aleatorias para encontrar una sola proteína funcional. En ese estudio, no sólo que la proteína era más corta que el URF13 (URF13 es 50% más larga y las probabilidades disminuyen rápidamente con la longitud), sino que aquello que calificó como "función" era bastante modesto (una leve unión al ATP se definió como función lo cual en comparación con el canal URF13, es como un triciclo frente a un avión de pasajeros).

Puede que no seamos capaces de calcular con precisión cual es la probabilidad de que funcione la explicación de la evolución de los genes de novo, como el T-urf13, pero sí sabemos que tales probabilidades no son muy favorables.

¿Cuáles son las posibilidades?

Hemos estado discutiendo sobre gen de novo T-urf13, que se encuentra en el genoma mitocondrial de determinadas variedades de maíz. Los lectores se preguntarán sobre el planteo evolucionista de que el gen surgió a través de la evolución ciega, y en particular sobre el rol de las mutaciones. Vamos a echar un vistazo.

En primer lugar, el marco de tiempo en el que surgió T-urf13 es demasiado corto para que ocurran aquellas mutaciones que jueguen un papel importante. La explicación evolutiva es que secuencias de ADN existente en el genoma mitocondrial del maíz y que no codifica para proteínas, proporciono la materia prima para el nuevo gen codificante T-urf13.

Bajo el marco teórico de la evolución, no se supone que estas secuencias de ADN llevarían un estrato pre-planificado de información para la codificación de proteínas. No obstante, tales estratos o capas de información son comunes. Por ejemplo, en un sistema de comunicación es posible transmitir múltiples mensajes simultáneamente; un solo cable podría transmitir varias conversaciones telefónicas o varios usuarios de Internet. En otras palabras, puede haber varios mensajes superpuestos en una señal.

Y así como varios mensajes se pueden transmitir a través de un alambre, también puede haber varios mensajes, o estratos de información, en una secuencia de ADN. Por supuesto, la evolución no se esperaba tal nivel de inteligencia. De ahí la sorpresa, cuando se descubrió que muchos genes están superpuestos en el ADN. En los últimos años se ha encontrado ADN que contiene varias capas de información.

¿Podría ser que haya otro estrato de información que la célula utilice para crear nuevos genes? Parece que sí, y tal vez sea por esto que nos encontremos con genes de novo como el T-urf13. Pero debido a que la evolución rechaza dogmáticamente cualquier posibilidad de diseño, no deja abierta la posibilidad de que las secuencias de ADN no codificantes de proteína lleven un estrato de información codificante de proteína planificado de antemano.

En lugar de eso, la información codificadora de dicha proteína debe existir solo gracias al puro azar. Y cuando se producen reordenamientos aleatorios, y una completa secuencia de proteína simplemente viene a la existencia, entonces es cuando se les considera genes de novo. Una proteína sofisticada como la URF13 puede parecer que ha sido diseñada, pero tal apariencia debe ser engañosa. Este tipo de eventos deben ocurrir por casualidad, no por diseño.  

¿Y cuáles son las probabilidades de que esto ocurra? El genoma mitocondrial del maíz es de aproximadamente medio millón de pares de bases de longitud. Eso es suficiente como para contener cerca de 2.000 genes del tamaño del T-urf13. Este número puede aumentarse si se considera a los seis marcos de lectura diferentes del ADN, y reducirse teniendo en cuenta el hecho de que sólo una parte del genoma mitocondrial de maíz está disponible. También puede aumentarse si se permite cierta superposición entre los genes ocultos.

Seamos conservadores y digamos que hay un espacio para 100.000 de estos genes en el genoma mitocondrial del maíz. No obstante esto es siete órdenes de magnitud menor que el millón de millones de secuencias necesarias para sostener cualquier esperanza de obtener un gen funcional, como se ha observado en un experimento. E incluso esa estimación es conservadora ya que sólo considera una función menor: la de unión al ATP.

En contraste, la proteína URF13 es una máquina mucho más compleja y hábilmente diseñada. Está diseñada de tal manera que varias copias encajan entre sí para formar una maquinaria proteica. Y tal máquina se ajusta en la membrana interna mitocondrial, un entorno muy complejo. Y la máquina proporciona un canal que permite que sólo ciertos tipos de productos químicos pasen a través de la membrana. ¿Y mencioné que el canal está cerrado, y que tiene un “interruptor” molecular para abrir la “puerta”?

El diseño de la proteína URF13 empequeñece a la evaluada función experimental de unión al ATP. Y sin embargo, incluso en ese caso, simple, y con supuestos conservadores, encontramos que las probabilidades de que el gen T-urf13 surja a través de la evolución ciega es de uno cada diez millones (es decir, 1 en 10 millones). El número real, sin duda, tiene muchos más ceros.

Esta es la historia de las probabilidades evolutivas. Una y otra vez nos encontramos con muchos ceros. Diseño tras diseño, y especie tras otra, la evolución dará una explicación basada en eventos improbables para crear este tipo de maravillas. Los evolucionistas ahora contemplan la idea de la existencia de un multiverso—un universo mayor que contiene un número incalculable de universos invisibles trabajando duro a través de los siglos—con el fin de vencer las probabilidades. De seguro, estos diseños nunca aparecerían si sólo hubiera habido un universo, ¿pero que si hay una infinidad de universos? Seguramente uno de ellos hubiera tenido suerte.

Los evolucionistas no se preocupan de que su historia sea poco probable. Insisten en que los genes de novo  deben, de una manera u otra, ser simplemente el resultado de procesos no guiados. Este es un buen ejemplo de lo absurdo de la evolución. Al igual que un robot que choca contra la pared pero que a pesar de ello simplemente sigue intentándolo, la evolución no puede ajustarse a los datos científicos. Esto se debe a que la evolución no es, en el fondo, una teoría científica. Esta impulsada por el mandato metafísico de que la materia y el movimiento debe explicarlo todo, sin importar la evidencia. Este mandato proviene de una larga historia del pensamiento de la ciencia, la filosofía y la teología.

Un gen de novo: Improbable y muy Improbable.

Si usted desordena alrededor del 90% de la secuencia de una proteína—de forma aleatoria reemplazando a cada aminoácido por otro diferente— ¿La proteína aún podría realizar su trabajo? Eso es lo que los evolucionistas tratan de demostrar con el fin de dar sentido a su teoría. En el caso del gen de novo T-urf13, las dos opciones parecen ser (i) un uno en diez millones para que las secuencias codificadoras de proteína simplemente vengan a la existencia para su uso o (ii) sólo el 10% de la secuencia de T-urf13 realmente importa y se puede mezclar el resto sin efecto.

Un problema obvio para evolución es que se requiere que haya grandes bancos de programas biológicos que surgen por su cuenta. Un ejemplo de esto son los genes codificantes de proteínas. Los evolucionistas suelen decir que estos no son más que la reutilización de genes codificantes preexistentes. Por ejemplo, somos capaces de ver en color, porque las fotocélulas en nuestra retina contienen diferentes proteínas que son sensibles a los diferentes colores de la luz. ¿Y cómo surgen los genes de estas proteínas diferentes? Fácil, tome uno de esos genes, duplíquelo y dele unas pocas mutaciones para modificar la sensibilidad del color. Por supuesto que hay problemas masivos con esta narrativa y que los evolucionistas no reconocen, pero eso es otra historia.

Además, está la cuestión ¿de dónde surgió el gen en primera instancia? Si los nuevos genes provienen de genes preexistentes, ¿entonces de donde vino el primer gen? Desde David Hume, los evolucionistas han argumentado en contra de una regresión infinita de causalidad por qué tendrían que tener un punto de partida. No tienen explicación para tal complejidad espectacular más allá de la especulación vaga que equivale a "Vea, puf, sucedió."

Las dos opciones

La secuencia del gen T-urf13 parece provenir de dos secuencias separadas que ya residen en el genoma mitocondrial. Las dos secuencias se encuentran dentro y flanqueando a un gen de ARN. En otras palabras, parece que dos secuencias se reunieron, junto con un segmento corto no identificado, para formar este nuevo gen.

Pero la historia es más complicada que la simple reutilización de secuencias codificantes pre-existentes. En virtud de la teoría de la evolución, las secuencias de ARN y las secuencias de flanco no están diseñadas para codificar proteínas. La evolución no tiene la capacidad de pre-visión para incrustar funciones secundarias para uso futuro en la información del ADN.

Por lo tanto, los evolucionistas no pueden decir el gen T-urf13 surgió de la duplicación de un gen codificante de proteínas. Se podría decir que el T-urf13 es un golpe de suerte— el ARN y las secuencias de los flancos pasaron a tener propiedades de codificación de proteínas a pesar de que no fueron diseñadas o utilizadas como tales. Como lo expliqué anteriormente esto es poco probable, menos de uno en diez millones.

O tal vez los evolucionistas reconocerán de que las secuencias de ARN y las flanqueantes fueron originalmente no-codificantes de proteínas, pero las mutaciones las han convertido en una secuencia codificante de proteínas. El problema aquí es que no encontramos muchas mutaciones en la obra. Este es un argumento difícil de hacer para los evolucionistas porque hay muy poca información añadida a la secuencia. Lo que encontramos es un par de decenas de mutaciones puntuales de unos 340 nucleótidos (aproximadamente el 93% de los nucleótidos se conservan), junto con varias inserciones y deleciones.

Esta segunda opción es probablemente peor que la primera opción. Los evolucionistas tendrían que decir que una secuencia que no tiene la propiedad de codificar una proteína—que no fue diseñada o seleccionada para dicha información y, por tanto, no es más que una secuencia aleatoria para cumplir ese rol—puede adquirir esta propiedad mediante el reemplazo de sólo unos pocos nucleótidos. La proteína resultante tendría sólo un pequeño porcentaje de los aminoácidos modificados, junto con algunas inserciones y deleciones.

Una forma de probar esta hipótesis evolutiva sería introducir mutaciones en estos sitios nucleotídicos del T-urf13 que comparten similitud con el ARN original y las secuencias de los flancos. En otras palabras, mezclar la mayor parte del gen T-urf13. Si bien no podemos saberlo a ciencia cierta, sin duda nuestro conocimiento actual sugiere que el gen resultante sería un gen basura. No se puede revolver el noventa por ciento de un gen y razonablemente esperar  una proteína correctamente plegada, funcionando y con una aptitud biológica [fitness] adecuada.

Y si el gen mutado es basura entonces llegaríamos a la conclusión de que el T-urf13 debe sus habilidades de codificación de proteínas, probablemente en gran parte, al ARN original y las secuencias de flanco, y esta hipótesis evolutiva no tiene mucho sentido. 

Autor: Cornelius G. Hunter, Ph.D, es un graduado de la Universidad de Michigan, donde obtuvo una licenciatura y maestría en ingeniería aeroespacial. Recibió un doctorado en Biofísica y Biología Computacional de la Universidad de Illinois y en la actualidad es profesor adjunto de  Ciencia y la Religión en la Universidad de Biola. Actualmente se dedica a su post-doctorado en biofísica molecular y a la investigación en ingeniería en Cameron Park, California. Es miembro del  Discovery Institute. Es tambien vicepresidente de Seagull Technology, Inc.

Traductor: Daniel Alonso - Estudia Licenciatura en Ciencias Biológicas en la UNT, Argentina.

Fuente:  

Parte I: http://darwins-god.blogspot.com.ar/2009/11/de-novo-genes-evolutionary-explanation.html

Parte II: http://darwins-god.blogspot.com.ar/2009/11/de-novo-genes-what-are-chances.html

Parte III: http://darwins-god.blogspot.com.ar/2009/12/de-novo-gene-unlikely-and-very-unlikely.html 

¿Ancestro común, diseño común, o ambos?—William Dembski, Jonathan Wells

Los organismos comparten mucho entre si. De hecho, muchas de las similitudes son tan sorprendentes que sólo podían surgir de una causa común. La cuestión clave, por lo tanto, tiene que ver con la naturaleza de esa causa. ¿Es el diseño común o la ascendencia común, o tal vez una combinación de ambos? En ausencia de diseño, la ascendencia común se convierte en la explicación por defecto para las similitudes que impregnan el mundo biológico. Cualquier teoría materialista de la evolución, al rechazar el diseño, se compromete automáticamente con la idea de la ascendencia común. Pero una vez que el diseño está de vuelta en la imagen, la ascendencia común ya no puede darse por sentada. Sin duda, el diseño común y ascendencia común podrían funcionar juntos. Pero el diseño común por sí sólo podría ser también responsable de las características similares que abundan en la biología.

Muchos objetos con los que estamos relacionados, a pesar de que comparten similitudes, no derivan de un proceso evolutivo que se remonta a un antepasado común. Considere aquellos artefactos humanos, tales como automóviles, pinturas, o herramientas de carpintero. Lo que hace que todas las corbetas, o todas las obras de Rembrandt, o todos los destornilladores parezcan iguales, es que derivan de un diseño o patrón común en la mente de una inteligencia diseñadora. Sabemos por experiencia que cuando las personas diseñan cosas (como el motor de un coche), comienzan con un concepto básico y lo terminan adaptando a diferentes fines. En lo posible, los diseñadores tienen más en cuenta a las modalidades y conceptos existentes en lugar de empezar desde cero. Nuestra experiencia de cómo funciona la inteligencia humana da una idea de cómo una inteligencia diseñadora responsable de la vida podría haber funcionado.

Las teorías del diseño inteligente y la evolución materialista ofrecen una explicación de por qué los seres vivos comparten características comunes. Y puesto que ambas teorías son capaces de responder por las similitudes, la mera existencia de similitudes no se cuenta como evidencia a favor o en contra de una u otra teoría. Sin embargo, hay más a considerar, y es el patrón errático y en mosaico de las similitudes. Recordemos el rompecabezas de los marsupiales. De acuerdo con la teoría de Darwin, lo que parecen ser lobos, gatos, ardillas, marmotas, osos hormigueros, topos y ratones todos evolucionaron dos veces: una vez como mamíferos placentarios y otra vez, de forma independiente, como marsupiales. Esto equivale a la sorprendente afirmación de que un proceso no dirigido de variación aleatoria y selección natural de alguna manera dio con características idénticas muchas veces en organismos muy distantes entre sí. O tómese el caso del vuelo. La capacidad de vuelo propulsado requiere un conjunto tremendamente complejo de adaptaciones que afectan a prácticamente todos los órganos del cuerpo (véase la figura 5.15). Sin embargo, los darwinistas afirman que el vuelo se desarrolló de forma independiente y sin diseñadores no una, sino cuatro veces: en las aves, los insectos, los mamíferos (murciélagos), y en los pterosaurios (reptiles voladores extintos).

En biología, las similitudes no forman un patrón simple de ramificación sugestivo de ascendencia evolutiva (genealógica). En lugar de ello, se producen en un mosaico complejo o patrón modular. Observamos bloques discretos, biológicamente significativos que se pueden montar de varias maneras, y que no muy diferentes a las subrutinas en un programa de ordenador. Los programas genéticos de diferentes organismos pueden ser vistos como colecciones organizadas jerárquicamente de subrutinas cuidadosamente seleccionadas de una biblioteca completa de subrutinas. O, para usar otra analogía, las semejanzas entre los seres vivos son unidades pre-ensambladas que pueden ser conectadas a una placa de circuito electrónico complejo. Pueden variar de acuerdo a las necesidades de un organismo de desempeñar funciones especiales en el aire o el agua o en tierra. Los organismos son mosaicos compuestos de tales unidades o módulos. En consecuencia, el logro de la diversidad de formas biológicas que vemos hoy es una cuestión de combinar diferencialmente estos diferentes "módulos de diseño".

Decir que cada organismo está organizado jerárquicamente en series integradas de módulos de diseño no es toda la historia. Los efectos del diseño están, sin duda, presentes en la biología. Pero también lo están los accidentes de la historia. Los accidentes de la historia pueden reorganizar, modificar, o incluso romper módulos de diseño. Una vez que se producen estos cambios en los sistemas biológicos, pueden ser transmitidos en la reproducción a través de sucesivas generaciones de organismos siempre que la selección no los deje fuera. Aquellas similitudes que son debidas a los accidentes de la historia no son el resultado de diseño común, sino de lo que en la sección 5.6 denominamos "inercia generativa"—rasgos que se dejan llevar por el camino, simplemente porque el proceso de reproducción no es selectivo en aquello que reproduce. Esta es la razón por las que las características similares que no presentan ninguna función son mucho más eficaces en el argumento de un ancestro común que las características similares que tienen una función. Características similares que son funcionales parecen, a primera vista, ser módulos de diseño. Pero las características similares que no son funcionales parecen ser, a primera vista, accidentes de la historia arrastrados por la inercia generativa.

No debemos quedar atrapados en un falso dilema. Un falso dilema presenta una elección entre dos opciones, ninguna de las cuales es completamente aceptable, pero que en su conjunto pretenden ser mutuamente exhaustivas y excluyentes. El falso dilema aquí es el diseño común frente a la ascendencia común. Es lógicamente posible tener diseño común sin ascendencia común, así como ascendencia común sin diseño común. Pero el diseño común y la ascendencia común no son mutuamente excluyentes. Los dos pueden trabajar juntos. Podemos imaginar a la vida como si estuviera constituida en módulos de diseño jerárquicamente dispuestos, que en el transcurso de la historia natural han sufrido cambios evolutivos importantes a través de la actividad de las fuerzas naturales, como también a través de la orientación de una inteligencia que supervisa. Cuánto cambio evolutivo se ha producido en cada vía o forma todavía permanece como una pregunta abierta.

La evolución materialista no se limita solo a aceptar la ascendencia común; también rechaza cualquier diseño real en el proceso evolutivo. El diseño inteligente, por el contrario, sostiene que el diseño biológico es real y empíricamente detectable independientemente de si se produce dentro de un proceso evolutivo o en etapas discretas independientes. El veredicto no se ha dictado aún, y los defensores del Diseño Inteligente en sí mismos tienen opiniones diferentes sobre el alcance de la interconexión evolutiva de los organismos, algunos incluso aceptan la ascendencia común universal (es decir, el gran árbol de la vida de Darwin). [61]

La ascendencia común en combinación con un diseño común podrían explicar los rasgos similares que aparecen en la biología. La verdadera pregunta es si la ascendencia común sin incluir al diseño puede hacerlo por si sola—en otras palabras, a través del mecanismo evolutivo. La evidencia de la biología demuestra cada vez más que no es posible.

Autores: 

- William Dembski -Tiene un Ph.D. en filosofía (Universidad de Illions en Chicago) y un Ph.D. en matematica (Universidad de Chicago). Es uno de los principales teóricos del Diseño Inteligente y ha escrito varios libros sobre la temática. Es autor del primer libro del Diseño Inteligente publicado por una editorial universitaria renombrada:The Design Inference: Elimitating Chance Through Small Probabilities. (Cambridge University Press, 1998). Es investigador del Discovery Institute.

- Jonathan Wells - Tiene un Ph.D. en biología celular y molecular de la Universidad de California en Berkeley. Actualmente es uno de los principales investigadores del Discovery Institute.

Traductor: Daniel Alonso - Estudia Licenciatura en Ciencias Biológicas en la UNT, Argentina.

Fuente: Dembski, W.; Wells J. (2008) the Design of Life: Discovering Signs of Intelligence in Biological Systems, The Foundation for Thought and Ethics, Dallas, p. 140-142.

REFERENCIAS:

[61] Michael Behe, uno de los principales proponentes del diseño inteligente, escribe: “Encuentro a la idea del ancestro común como bastante convincente, y no tengo ninguna razón particular para dudar de ella”. Lea su libro Darwins Black’s Box (New York: Free Press, 1996) p. 5. 

La redefinición de homología—William Dembski, Jonathan Wells

Figura 1

En El Origen de las Especies Darwin argumentó que la mejor explicación para la homología es la descendencia con modificación: "Si suponemos que un progenitor—el arquetipo—de todos los mamíferos, aves y reptiles, tenía construida sus extremidades en base a cierto patrón" [véase figura 1], entonces "el marco similar de los huesos en la mano de un hombre, el ala de un murciélago, la aleta de la marsopa, y la pata del caballo ... a la vez se podría explicar a través de la teoría de la descendencia con modificaciones lentas y ligeras ". [2] Darwin consideró la homología como una importante evidencia para la evolución, listándola entre los hechos que "proclaman tan claramente, que las innumerables especies, géneros y familias, con la que se puebla este mundo, son descendientes, cada uno dentro de su propia clase o grupo, de padres comunes". [3]

Sin embargo, algunas estructuras similares no se adquieren a través de un ancestro común, como vimos en el caso de los mamíferos marsupiales y placentarios. También hemos visto esto con el pulgar del panda—ya que los biólogos no consideran el pulgar del panda gigante como relacionado por ancestro común al pulgar del panda rojo. Asimismo, la estructura del ojo del pulpo es muy similar a la estructura de un ojo humano [véase figura 2], sin embargo, los biólogos no creen que el ancestro común de los pulpos y los seres humanos poseía un ojo tal. Los Darwinistas ahora consideran a estas estructuras similares como el resultado de la evolución convergente.

Para asegurarse de que sólo las estructuras heredadas de un ancestro común serían denominadas homólogas, los seguidores de Darwin redefinen homología en el sentido de similitud debido a la ascendencia común. Según Ernst Mayr, uno de los principales arquitectos del neo-darwinismo, "Después de 1859 ha habido una sola definición de homólogo que tenga sentido biológico... Los atributos de dos organismos son homólogos cuando derivan de características equivalentes que se encontraban en un ancestro común" [4]

Sin embargo, incluso después de que se redefinió homología, este término darwinista quedó incompleto al carecer de un mecanismo que explique por qué las características homólogas habrían sido el resultado de genes similares heredados a partir de un ancestro común. Los biólogos han sabido por décadas que las características homólogas pueden surgir por genes diferentes, y que los genes similares pueden ser la base de características no homólogas. Así que el mecanismo que produce homología sigue siendo desconocido.

Por otra parte, si la homología se define como una similitud debido a la ascendencia común, este planteo no puede ser utilizado como evidencia de un ancestro común, pues entraríamos en un razonamiento en círculo. Recordemos el ejemplo de los patrones óseos similares en las extremidades anteriores de los vertebrados, que Darwin consideraba como prueba de la ascendencia común de los vertebrados. Un neo-darwinista que quiere determinar si las extremidades anteriores de vertebrados son homólogas debe primero determinar si derivan de un ancestro común. En otras palabras, debe haber evidencia de un ancestro común antes de que las extremidades se puedan considerar homólogas. Continuar argumentando que los miembros homólogos indican a la ascendencia común crea un círculo vicioso: la ascendencia común establece homología, que a su vez establece un ancestro común.

Figura 2

Varios biólogos y filósofos han notado y criticado esta circularidad. En 1945 JH Woodger escribió que la nueva definición fue "poner a la carreta delante del caballo". [5] Alan Boyden señaló en 1947 que la homología neo-darwinista requiere "que conozcamos primero la ascendencia y entonces decidamos cuales  órganos o partes correspondientes" son homólogos. "¡Como si pudiéramos conocer la ascendencia sin las similitudes esenciales que nos guían!" [6] Cuando el paleontólogo neo-Darwinista George Gaylord Simpson trató de usar homología para inferir relaciones evolutivas, los biólogos Robert Sokal y Sneath Peter lo criticaron por la "circularidad del razonamiento". [7]

Aun así, muchos neo-darwinistas tratan de defender el uso de homología a pesar de la acusación de circularidad. En 1966 Michael Ghiselin señaló que la definición neo-darwinista no es circular, porque la homología no se define en términos de sí misma. [8] Sin embargo, esto no resuelve el problema, ya que si bien la definición en sí misma no es circular, el razonamiento basado en esta lo es. Al año siguiente, David Hull sostuvo que el razonamiento no es circular, sino simplemente un ejemplo del método científico de “aproximación sucesiva". [9] Según Hull, los biólogos evolucionistas empiezan por asumir una hipótesis particular de descendencia y luego usan las similitudes para refinar la hipótesis. Pero el método—que los críticos del momento han ridiculizado como un trabajo "a tientas"—, si es que acaso funciona, es sólo asumiendo de que existe un ancestro común. Si en primer lugar la pregunta fuera sobre si la teoría de Darwin es verdad, el método de aproximación sucesiva de Hull no sería más que otro argumento circular. [10]

La polémica se ha desatado desde entonces. Los neo-Darwinistas siguen defendiendo su conjunción de homología con ascendencia común, mientras que los críticos objetan que se confunde una definición con una explicación, lo cual lleva a un razonamiento circular. Así, el filósofo de la biología Ronald Brady, uno de los críticos más abiertos del neo-darwinismo, observó: "Al construir nuestra explicación dentro de la definición de la condición que debe ser explicada, no planteamos una hipótesis científica sino una creencia. Estamos tan convencidos de que nuestra explicación es cierta que ya no vemos ninguna necesidad de distinguirla de la situación que estábamos tratando de explicar. Esfuerzos dogmáticos de este tipo deben, finalmente, abandonar el reino de la ciencia "[11]

Sólo hay tres maneras de evitar el razonamiento circular que surge al definir y explicar de manera simultánea la homología en términos de ancestros comunes:

1. Abrazar la definición neo-Darwinista de homología, pero dejar de inferir ascendencia común a partir de ella—en otras palabras, reconocer que la homología es el resultado de un ancestro común, pero que esta no proporciona evidencia de ello. "Ascendencia común es todo lo que hay en la homología";  por lo tanto "homología es la consecuencia prevista y esperada de la evolución. La homología no es evidencia de la evolución", escribió el biólogo David Wake en 1999 [12]

2. Mantener la definición Darwinista de la homología como una estructura similar, pero reconocer el hecho de que con esto se vuelve a abrir la cuestión sobre si la ascendencia común es la mejor explicación de la misma. Los defensores del diseño inteligente se encuentran corrientemente en la vanguardia con esta pregunta. A diferencia de la última opción, ésta no le da la ascendencia común el beneficio de la duda como la mejor explicación de la homología.

3. Definir la homología en términos de un ancestro común, pero luego buscar evidencia de un ancestro común la cual sea independiente de las estructuras de los organismos—por ejemplo, los patrones en las secuencias de ADN y el registro fósil. Alternativamente, la evidencia puede provenir de procesos tales como la embriología y la genética del desarrollo.

De estas tres opciones, la tercera es actualmente la más popular. Se distingue correctamente entre la definición de homología como consecuencia de un ancestro común y el empleo de homología como evidencia de ello. También, a diferencia de la primera opción, no sólo presupone un ancestro común, sino que busca evidencia independiente de ello. Hemos examinado la evidencia fósil de un ancestro común en el Capítulo 3, y examinamos la evidencia embriológica a de la ascendencia común en las notas generales.

Autores: 

- William Dembski -Tiene un Ph.D. en filosofía (Universidad de Illions en Chicago) y un Ph.D. en matematica (Universidad de Chicago). Es uno de los principales teóricos del Diseño Inteligente y ha escrito varios libros sobre la temática. Es autor del primer libro del Diseño Inteligente publicado por una editorial universitaria renombrada:The Design Inference: Elimitating Chance Through Small Probabilities. (Cambridge University Press, 1998). Es investigador del Discovery Institute.

- Jonathan Wells - Tiene un Ph.D. en biología celular y molecular de la Universidad de California en Berkeley. Actualmente es uno de los principales investigadores del Discovery Institute.

Traductor: Daniel Alonso - Estudia Licenciatura en Ciencias Biológicas en la UNT, Argentina.

De: Dembski, W.; Wells J. (2008) the Design of Life: Discovering Signs of Intelligence in Biological Systems, The Foundation for Thought and Ethics, Dallas, p. 124-126.



REFERENCIAS: 

[2] Charles Darwin, On the Origin of Species, 6^th ed. (London: John Murray, 1872), 383, 420.

[3] Ibid., 403.

[4] Ernst Mayr, The Growth of Biological Thought (Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1932), 232, 465.

[5] J. H Woodger, “On Biological Transformations,” in W. E. Le Gros Clark and P.B. Medawar (eds.), Essays on Growth and Form Presented to D’Arcy Wentworth Thompson (Oxford: Clarendon Press, 1945), 109.

[6] Alan Boyden, “Homology and Analogy,” American Midland Naturalist 37 (1947): 648-669. Emphasis in original.

[7] Robert T. Sokal and Peter H. A. Sneath, Principles of Numerical Taxonomy (San Francisco: Freeman, 1963), 21.

[8] Michael T. Ghiselin, “An Application of the Theory of Definitions to Systematic Principles,” Systematic Zoology 15 (1966): 127-130-

[9] David L. Hull, “Certainty and Circularity in Evolutionary Taxonomy,” Evolution 21 (!967): 174-189.

[10] See Donald H. Colless, “The Phylogenetic Fallacy,” Systematic Zoology 16 (1967): 289-295.

[11] Ronald H. Brady, “On the Independence of Systematics,” Cladistics 1 (1985): 113-126.

[12] David B. Wake, “Homoplasy, Homology and the Problem of ‘Sameness’ in Biology,” Homology, Novartis Symposium 222 (Chichester, UK: Wiley, 1999), 45, 27. 

Pandas desconcertantes—William Dembski, Jonathan Wells

El panda gigante y el panda menor, o rojo, ilustran el problema de la distinción entre las estructuras homólogas y análogas. Ambos pandas son nativos de los bosques de bambú del sudoeste de China. Durante más de un siglo, los científicos que estudian a ambos pandas fueron incapaces de ponerse de acuerdo si son miembros de la familia de los osos o de la familia de los mapaches. Desde el primer intento serio para clasificar a estos animales en 1869, más de cuarenta estudios científicos importantes se han publicado sobre el tema. Lo sorprendente es que estos estudios se han dividido casi por la mitad en la cuestión oso/mapache, la mitad concluyendo que son osos, y la otra mitad de que son mapaches. Un científico describe al fracaso del intento de resolver esta cuestión como un "juego de ping pong taxonómico".

Luego, en 1964, Dwight Davis, especialista en anatomía de vertebrados del Museo de Historia Natural en Chicago, publicó lo que pronto llegó a ser ampliamente aceptado como la discusión definitiva sobre el asunto, que finalmente estableció el argumento que conformaría a la mayoría de los biólogos [1]. Davis llegó a la conclusión de que el panda gigante no era un mapache, pero sí un oso, y que el panda rojo no era un oso, ¡pero sí un mapache! Más recientemente, los datos bioquímicos han ampliado la lista de similitudes entre el panda gigante y los otros osos.

¿Pero por qué se convencieron los biólogos durante tanto tiempo que los dos pandas eran familiares próximos, tanto que los ubicaron en la misma familia? Una razón es geográfica. Si el panda rojo es un mapache y el panda gigante un oso, el panda rojo es el único mapache fuera del hemisferio occidental. Tener un mapache solitario varado en China les soplaba a muchos biólogos como algo poco plausible. Más plausible era pensar que ni el panda gigante ni el panda rojo eran mapaches, o que ambos lo eran.

Además de que reside en la misma zona geográfica, el panda gigante y el panda rojo comparten un impresionante número de rasgos físicos y de comportamiento. Por ejemplo, el hocico de cada uno es similar en forma, como lo son sus mandíbulas superiores—figura 5.8. Observe cuan acortadas son las bocas de ambos en comparación con la del oso polar y cómo los huesos de la mandíbula se ensanchan drásticamente hacia la parte posterior de la cabeza. Ambos pandas también tienen dientes premolares muy desarrollados y potentes músculos de maceración que trabajan en coordinación con estos rasgos.

 Estas similitudes son evidentes para los observadores casuales, pero otras no lo son. Los dos pandas son diferentes de otros osos en el hecho de que comparten varias características sutiles. Por ejemplo, el estómago, aparato digestivo, y el hígado son similares y difieren significativamente de los de otros osos. Los evolucionistas consideran la dieta de bambú compartida de los dos pandas como responsable, al menos en parte, de esta convergencia. Pero la historia no termina ahí. Genéticamente, el panda gigante tiene mucho en común con los otros osos; sin embargo, sólo tiene cuarenta y dos cromosomas, encontrándose más cerca del panda rojo que tiene treinta y seis, que de la mayoría de los osos los cuales tienen setenta y cuatro.

Entre los biólogos, el panda gigante es mejor conocido por su "pulgar", que le da una destreza que no se encuentra entre los otros osos. Esta estructura funciona como un pulgar oponible, a pesar de que no es un verdadero pulgar y sólo es parcialmente oponible (véanse los gráficos 5.9 y 5.10). En realidad, se trata de un hueso agrandado de la muñeca del panda, conocido como el radial sesamoideo. El cúmulo de huesos de la muñeca del panda funcionan juntos sin problemas, muchos de ellos operando superficie a superficie, durante de todos los tipos de manipulaciones de la extremidad —apertura, cierre, giros, golpes con fuerza, etc.  El panda gigante en lo que tiene que ver con la manipulación y extracción de bambú es realmente sorprendente. Esta actividad consume una parte importante de su día, y su largo radial sesamoideo es la clave de su éxito en esta actividad.

Al igual que el panda gigante, el panda rojo también tiene un largo hueso radial sesamoideo que utiliza para manejar al bambú, aunque el pulgar del panda rojo no es uno muy prominente como el del panda gigante. No sólo estas estructuras son similares en los dos pandas, sino que también lo son sus estructuras de apoyo. Por ejemplo, la forma especial en la que el tendón del músculo abductor encaja en el hueso sesamoideo radial es la misma en ambos pandas, como también lo es la superficie de trabajo en el grupo de huesos de la muñeca. Además, el panda rojo y el panda gigante tienen muchas características de comportamiento similares. Por ejemplo, a diferencia de la mayoría de los otros osos, ninguno hiberna.

Los dos pandas comparten una impresionante lista de características que, en vista de ello, proporcionan una evidencia convincente de su ascendencia común. De hecho, los biólogos pensaban inicialmente a estas similitudes detalladas como homologías las cuales se interpretan como el resultado de compartir un ancestro común, y clasificaban a los pandas juntos en una misma familia. Pero supongamos que aceptamos la opinión que predomina actualmente entre los biólogos, es decir, que los dos pandas pertenecen a diferentes familias y que las características únicas que comparten no son homólogas, sino más bien ejemplos análogos de evolución convergente. Esto significa que los dos pandas no recibieron estas características por herencia de sus respectivas familias ancestrales, y que una estructura tan peculiar como el pulgar del panda (el radial sesamoideo alargado) se desarrolló dos veces a partir de cero. Las coincidencias como esta (y hay muchas en el mundo de los seres vivos) plantean la pregunta sobre si las características similares siempre proporcionan información fiable sobre las relaciones evolutivas.

Autores: 

- William Dembski -Tiene un Ph.D. en filosofía (Universidad de Illions en Chicago) y un Ph.D. en matematica (Universidad de Chicago). Es uno de los principales teóricos del Diseño Inteligente y ha escrito varios libros sobre la temática. Es autor del primer libro del Diseño Inteligente publicado por una editorial universitaria renombrada:The Design Inference: Elimitating Chance Through Small Probabilities. (Cambridge University Press, 1998). Es investigador del Discovery Institute.

- Jonathan Wells - Tiene un Ph.D. en biología celular y molecular de la Universidad de California en Berkeley. Actualmente es uno de los principales investigadores del Discovery Institute.

Traductor: Daniel Alonso - Estudia Licenciatura en Ciencias Biológicas en la UNT, Argentina.

De: Dembski, W.; Wells J. (2008) the Design of Life: Discovering Signs of Intelligence in Biological Systems, The Foundation for Thought and Ethics, Dallas, p. 120-123.

REFERENCIAS:

 [1] D. D. Davis, The Giant Panda: A Morphological Study of Evolutionary Mechanisms (Chicago: Field Museum of Natural History, 1964).

La clasificación de los seres vivos y la impronta evolucionista—William Dembski, Jonathan Wells.

Desde los tiempos de Aristóteles los biólogos han observado que los organismos diferentes nunca son tan diferentes como para que no lleguen a tener ciertas caracteristicas en común. Estas similitudes son la base de la taxonomía, la ciencia que clasifica a los seres vivos. El objetivo del taxónomo es agrupar los organismos por sus similitudes y distinguirlos por sus diferencias. Pero la taxonomía no se trata solo de la clasificación; también se trata de la interpretación y explicación. Una vez que los rasgos similares se han descrito, el taxónomo trata explicar lo que significan.

Es un hecho notable el que podamos clasificar a todos los organismos. ¿Por qué podemos clasificar a los seres vivos en distintas categorías como representantes de especies, géneros, familias, órdenes, clases, filos y reinos? ¿Por qué son todos los vertebrados (animales con columna vertebral) construidos esencialmente bajo el mismo plan corporal a pesar de las muchas obvias diferencias que los separan? Es concebible que las características de los distintos seres vivos pudieran haber variado de manera aleatoria o reunidas de manera tan extraña como para impedir cualquier esquema de clasificación coherente. Sin embargo, la mayoría de las similitudes asociadas a los organismos caen de forma ordenada dentro de un grupo en particular.

Cuanto mas similitudes sean compartidas y mayor sea el grado de rasgos que estas tengan en común, los organismos que las comparten serán clasificados como más cercanos. Un perro es más parecido a un lobo que un zorro; como resultado, el perro y el lobo se clasifican en el mismo género (Canis) y el zorro se clasifica en un género diferente. Sin embargo, un perro es más parecido a un zorro que un gato; por lo que los dos primeros se clasifican en la misma familia (Canidae) y el gato se clasifica en una familia diferente. Pero un perro es más parecido a un gato que un caballo; por lo que los dos primeros se colocan en el mismo orden (Carnivora), y el caballo se coloca en un orden diferente. Sin embargo, un perro se parece más a un caballo que un pez; Por lo tanto, los dos primeros son de la misma clase (Mammalia) y el pez está en una clase diferente. Pero un perro es más parecido a un pez que un gusano; el perro y los peces pertenecen a un solo filo (Chordata) y el gusano pertenece a un phylum totalmente diferente. Sin embargo, el perro tiene más en común con un gusano que con un roble; Por lo tanto, el perro y el gusano se encuentran en el mismo reino (Animalia) y el árbol está en un reino diferente (Plantae).

Para Darwin, la similitud es el resultado de la ancestría común. El interpretó a la similitud como "parentesco familiar": dos organismos son similares porque son descendientes de un antepasado común. Imagine una fotografía de una familia grande. Las características de la familia son obvias; los hermanos y hermanas son los que más se parecen entre si, los primos algo menos, y así sucesivamente. Del mismo modo, dicen los darwinistas, el grado de similitud revela cuan cercanos los organismos están relacionados a un antepasado común. Por ejemplo, todos los mamíferos se basan en un plan corporal común (véase la figura 5.1). El darwinista interpreta esto en el sentido de que los mamíferos descienden de un ancestro común que tenía el plan corporal original. Las diferencias entre los mamíferos revelan cómo el plan básico ha sido adaptado en cada especie bajo la presión de la selección natural. Para Darwin, las similitudes son generalmente una consecuencia del parentesco.

Debido a que los fósiles no son organismos vivos, no podemos utilizarlos para establecer relaciones de ascendencia y descendencia. Imagínese que en una excavación se rescatan dos esqueletos humanos. Sin la identificación de marcas y registros escritos, no podríamos decir cómo los dos están relacionados entre sí. (La única excepción sería si se extrajera ADN idéntico de ellos, en cuyo caso podríamos establecer que eran gemelos). Si no podemos decir cómo se relacionan dos esqueletos recientes de la misma especie, ciertamente no podemos decir cómo se relacionan los fósiles antiguos de diferentes especies —si es que acaso llegan a estar relacionados.

En consecuencia, los paleontólogos tienen que depender de similitudes para construir hipótesis acerca de las relaciones evolutivas. De acuerdo a la teoría darwiniana, cuanto mayor es el número de similitudes entre dos organismos, mas cercana es su relación evolutiva. Sin embargo, discernir e interpretar las semejanzas no es tan simple como puede parecer. Una vez que profundicemos más allá de las similitudes más obvias (por ejemplo, las aves tienen plumas y los peces tienen escamas), no siempre es fácil decidir qué organismos deben clasificarse juntos. Las similitudes aparecen en un patrón de mosaico que hace difícil la clasificación.

Considere los marsupiales mamíferos que completan su desarrollo embrionario en una bolsa exterior en el vientre de la madre (en contraste con los mamíferos placentarios, como los humanos, que completan su desarrollo embrionario dentro del vientre de la madre). Los marsupiales y mamíferos placentarios a veces son sorprendentemente similares (ver figura 5.2). Por ejemplo, en la estructura esquelética, el lobo de América del Norte y el lobo de Tasmania, ya extinto, están muy relacionados (Tasmania es una isla grande adyacente a Australia que, como Australia, contiene una gran variedad de marsupiales —Los lobos de Tasmania atacaban y comían a los colonos, por lo tanto, fueron cazados hasta la extinción). En algunos rasgos, como las mandíbulas y dentición, estos lobos son casi indistinguibles (ver figura 5.3). El comportamiento y el estilo de vida del lobo de Tasmania era asimismo muy similar al del lobo de Norteamérica.

Sin embargo, los dos animales se diferencian fundamentalmente en su desarrollo temprano. A pesar de las sorprendentes similitudes en los adultos, los taxónomos se centran en esta diferencia y, por lo tanto, clasifican los dos grupos en categorías muy diferentes:  agrupan el lobo norteamericano con el perro y el lobo de Tasmania con el canguro. Los darwinistas, a su vez interpretan esta diferencia anatómica para indicar que los dos tipos de lobos están relacionados sólo remotamente, y que cada uno tiene una larga y separada historia evolutiva que se remonta a la época en que Australia se convirtió en un continente aparte.

Según los darwinistas el hecho de que los dos tipos de animales evolucionaran independientemente en formas de lobo respondería a un fenómeno conocido como evolución convergente. Así, caminos evolutivos separados supuestamente dieron lugar a características similares que se adaptaron de forma independiente para satisfacer las demandas ambientales similares. El supuesto darwiniano es que el régimen selectivo y los nichos ambientales que produjeron al lobo de América del Norte se aproximan estrechamente a los de Australia, de manera que en la adaptación a los entornos similares los dos lobos ampliamente separados llegaron a parecerse cada vez más entre sí que se volvieron casi idénticos.

Sin embargo, hay dos problemas con esta línea de pensamiento: (1) la evidencia no apoya la hipótesis de que las exigencias ambientales en la historia evolutiva de los dos lobos fueron similares; y (2) no hay razón para pensar que incluso con exigencias ambientales similares, dos organismos que evolucionan por separado deberían evolucionar, no sólo una función similar, sino más bien un conjunto completo de características similares que coinciden punto por punto. Pero las coincidencias no terminan ahí. Además de los lobos marsupiales, Australia es también el hogar de una gran cantidad de otros marsupiales parecidos como gatos marsupiales, ardillas, marmotas, osos hormigueros, topos y ratones. De este modo, no estamos hablando solo de organismos individuales que evolucionaron de forma independiente en continentes diferentes suits enteros de características similares, sino que hablamos de dos subclases enteras de mamíferos —marsupiales y placentarios— en dos continentes diferentes que fueron evolucionando independientemente los mismos tipos morfológicos, compartiendo cada uno de ellos todo tipo de suits de características similares. Sin algún tipo de diseño u orientación teleológica, la evolución convergente exige una viruta de coincidencias sobre coincidencias que derrumba su credulidad.

Autores: 

- William Dembski -Tiene un Ph.D. en filosofía (Universidad de Illions en Chicago) y un Ph.D. en matematica (Universidad de Chicago). Es uno de los principales teóricos del Diseño Inteligente y ha escrito varios libros sobre la temática. Es autor del primer libro del Diseño Inteligente publicado por una editorial universitaria renombrada:The Design Inference: Elimitating Chance Through Small Probabilities. (Cambridge University Press, 1998). Es investigador del Discovery Institute.

- Jonathan Wells - Tiene un Ph.D. en biología celular y molecular de la Universidad de California en Berkeley. Actualmente es uno de los principales investigadores del Discovery Institute.

Traductor: Daniel Alonso - Estudia Licenciatura en Ciencias Biológicas en la UNT, Argentina.

De: Dembski, W.; Wells J. (2008) the Design of Life: Discovering Signs of Intelligence in Biological Systems, The Foundation for Thought and Ethics, Dallas, p. 113-116.