Juicio de Kitzmiller: ¿El flagelo bacteriano refutado? Respuesta al debil argumento de Ken Miller (PARTE I) —Casey Luskin

Resumen

En Kitzmiller v. Dover, el juez John E. Jones falló en contra de la validación científica del diseño inteligente. El Juez Jones declaró que la complejidad irreductible del flagelo bacteriano, la cual fue citada por los proponentes del diseño inteligente durante el juicio, fue refutada por el testigo y experto en biología de la parte demandante, el Dr. Kenneth Miller. El Dr. Miller interpretó erroneamente la definición de complejidad irreductible acuñada por Michael Behe, teórico del diseño inteligente, presentando y luego refutando en base a una caracterización pobre del argumento. De acuerdo con lo sucedido, Miller planteó que la complejidad irreductible sería refutada si se encontrase alguna otra función separada a algún sistema precursor de un sistema irreduciblemente complejo, fuera de tal sistema, sugiriendo que el sistema precursor pudo haber cooptado en el sistema final a través del proceso evolutivo de la exaptación. Sin embargo, la caracterización que hace Miller ignora el hecho de que la complejidad irreductible se determina corroborando la capacidad del sistema final para evolucionar en un proceso de etapas, en el cual no puede existir una función para cada etapa. Solo se puede determinar si un sistema tiene “complejidad reductible” o “complejidad  irreductible” quitando partes del sistema para determinar la funcionalidad de cada etapa de transición. La habilidad de buscar funciones para alguna parte aislada, tal como la función de inoculación que cumple el Sistema de Secreción de Tipo III (que contiene aproximadamente 1/4 de los genes del flagelo bacteriano), no niega la complejidad irreductible del sistema final. Además, Miller ignoró el hecho de que una explicación evolutiva para un sistema requiere más que la simple complementariedad de las partes. Como análisis final, el testimonio de Miller realmente no refuta a la complejidad irreductible, dejando a los lectores del caso Kitzmiller con la percepción equivocada de que el origen evolutivo del flagelo bacteriano ha sido resuelto.

Introducción: definición de complejidad irreductible.

El biólogo y teórico del diseño inteligente, Michael Behe, define a la complejidad irreductible teniendo en cuenta a un sistema biológico determinado en el que se observa si puede o no originarse a partir de un proceso evolutivo de varias etapas. Behe definió a la complejidad irreductible en su libro Darwin´s Black Box:

“Darwin declaró en su libro El Origen de la Especies:

´Si se pudiera demostrar que algún órgano complejo existente no pudo ser formado por modificaciones pequeñas, sucesivas y numerosas mi teoría se vendría abajo´.

Un sistema que satisface el criterio de Darwin es un sistema irreductiblemente complejo. Cuando hablo de irreduciblemente complejo me refiero a un solo sistema, compuesto por partes correctamente ensambladas, que se encuentran interactuando y que contribuyen a la función básica, en donde la remoción de alguna de las partes provoca que el sistema efectivamente deje de funcionar”. (1)

Durante el proceso Kitzmiller, Michael Behe testificó a favor del diseño inteligente argumentando que el flagelo bacteriano es una estructura biológica que exhibe tal complejidad irreductible. El flagelo bacteriano es un filamento que gira a modo de hélice impulsada por motor y que le permite a la bacteria desplazarse en un medio líquido (2). Sin embargo, en el juicio de Kitzmiller el fallo del juez Jones discrepó con las declaraciones de Behe y alegó que este ignora cómo la evolución puede producir efectivamente estructuras complejas como el flagelo bacteriano:

“Los doctores Miller y Padian testificaron que el concepto de Behe de complejidad irreductible se basa en la ignorancia de las formas en las que la evolución ocurre. Aunque el profesor Behe es inexorable en su definición de complejidad irreductible cuando dice que un precursor que “carece de una parte no es funcional por definición,”  lo que él obviamente quiere decir es que no tendrá la misma función que en el sistema en el que todas las partes están presentes. Por ejemplo en el caso del flagelo bacteriano, la remoción de una parte evite quizás de que este actué como un motor rotatorio. Sin embargo, el Profesor Behe excluye, por definición, la posibilidad de que un precursor del flagelo bacteriano funcione no como un motor rotatorio, sino de otra forma, por ejemplo como un sistema de secreción” (3).

Lo que sigue es un análisis de las declaraciones del juez con respecto a la complejidad irreductible del flagelo bacteriano.

¿Ignorando a la exaptación?

En el fallo de Kitzmiller, el Juez Jones usó el término “exaptación” (también denominado “coopción” o “preadaptación”) para describir cómo una parte puede cumplir un rol determinado en la célula, solo para ser empleada luego por un sistema irreductible para desempeñar otra función diferente. Un texto académico muy conocido, el Evolutionary Biology, describe a la exaptación de la siguiente manera:

“Stephen Jay Gould y Elisabeth Vrba (1982), sugieren que si se consideara a una adaptación como una característica que ha evoluciónado a partir de la selección natural, y que tiene una función determinada, se requiere de un término diferente para aquellas características que, así como los huesos huecos de las aves y las suturas craneales en los mamíferos jóvenes, no han evolucionado a partir de esa función que cumplen actualmente. Ellos sugieren que tales caracteres que han evolucionado de otras funciones o para cumplir ninguna función en absoluto,  y que han cooptado en una nueva función deben denominarse “exaptaciones”.” (4)

El Juez Jones alega en su juico que Michael Behe ignora a la exaptación como una vía para explicar el origen de la complejidad biológica:

“Definiendo a la complejidad irreductible de la manera en que lo ha hecho, el Profesor Behe intenta excluir el fenómeno de exaptación basándose en su definición, ignorando así la abundante evidencia que refuta su argumento”.  (5)

El reclamo del Juez Jones de que Behe ignora la “exaptación” está basado en el testimonio del Dr. Kenneth R. Miller, un evolucionista y testigo experto en biología por la parte demandante durante el proceso. El Dr. Miller testificó que la complejidad irreductible es refutada si uno puede encontrar alguna otra función para cada sub-parte del sistema total:

“La suposición de Behe es que las partes de un sistema irreduciblemente complejo no deben tener una función útil. Por lo tanto, debemos ser capaces de tomar al flagelo bacteriano, por ejemplo, y desarmarlo en sus partes, y corroborar que ninguna de sus partes sea apta para algo excepto cuando las ensamblamos en el flagelo”. (6)

La caracterización que hace Miller de la complejidad irreductible es groseramente imprecisa. En particular, Miller aplica su argumento a situaciones biológicas reales donde el afirma que algunos subsistemas del flagelo bacteriano pueden desempeñar roles diferentes en ciertos organismos. Por ejemplo, Miller observó que un Sistema de Secreción de Tipo III (TTSS), el cual se vale de aproximadamente 1/4 de los genes involucrados en el flagelo, (7) puede ser utilizado por bacterias predadoras para inocular toxinas dentro de células Eucariotas. De acuerdo con Miller, la existencia de la TTSS demuestra que el flagelo bacteriano no es irreduciblemente complejo. Sin embargo, su alusión al Sistema de Secreción de Tipo III de Miller contiene problemas básicos:

A) Expertos afirman que el TTSS evolucionó a partir del flagelo, y no al revés.

B) Behe y otros proponentes del DI ya tenían conocimiento desde hace tiempo de la “exaptación” o “coopción, y han observado muchos problemas con este tipo de explicaciones.

C) Miller ha caracterizado erróneamente al análisis de complejidad irreductible, refutando solo una versión superficial del concepto de Complejidad Irreductible de Behe.

A) ¿Qué viene primero: el TTSS o el flagelo (o ninguno)?

Primeramente, vale la pena mencionar que la autoridad líder en sistemática de bacterias, Milton Saier, todavía cree que el TTSS evolucionó del flagelo y no al revés, poniendo en duda el planteo de Miller.  Aunque Saier reconoce que algunos pueden estar en desacuerdo con él, sigue sosteniendo que el TTSS evolucionó del flagelo:

“Con respecto al flagelo bacteriano y al TTSS, debemos considerar tres (y solo tres) posibilidades: Primero, la TTSS apareció primero; Segundo, el sistema del flagelo apareció primero; tercero, ambos sistemas evolucionaron de un precursor común. En la actualidad, hay poca información disponible como para elegir entre una de estas posibilidades con certeza. Como suele suceder a la hora de evaluar argumentos evolutivos, el investigador debe basarse en una deducción e intuición lógicas. De acuerdo con mi propia intuición y los argumentos expuestos arriba prefiero la vía 2. Y Usted ¿Qué opina?” (8).

 

B) Respuestas claras de Behe a las recurridas explicaciones de Exaptacion.

En segundo lugar, respondiendo a las afirmaciones del Juez Jones de que Behe “intenta pasar por alto el fenómeno de exaptación basándose en su definición” y a lo expuesto por Miller de que “La suposición de Behe es que las partes de un sistema irreduciblemente complejo no deben tener una función útil”, consideremos estos pasajes de Darwin´s Black Box en el cual Behe señala las dificultades que presentan los argumentos exaptacionales cuando discute sobre la evolución del cilio:

“Como el cilio es irreduciblemente complejo, ninguna ruta directa condujo a su aparición. De esta manera, una historia evolutiva para el cilio debería imaginarse como una vía secundaria o indirecta, tal vez adaptando a las partes que originalmente fueron usadas con otro propósito” (9).

“Por ejemplo, suponga que usted intenta construir una ratonera. Quizás tenga en su garaje una pieza de madera perteneciente a un helado de agua (para la plataforma), el muelle lo obtiene de un antiguo reloj de cuerdas, una pieza de metal con forma de palanca (para el martillo), una aguja de coser que haga de barra de sujeción, y una chapita de botella, de esas que tanto le apetecen, para usarla como cepo. Pero estas piezas no podrán formar una ratonera funcional sin que se les realice modificaciones extensas, y hasta que estas modificaciones no se pongan en marcha será incapaz de funcionar como una ratonera. Las funciones previas que estas presentan las hacen inadecuadas para un nuevo rol como parte de un sistema complejo. En el caso del cilio existen problemas análogos. Una proteína mutada que accidentalmente se anexe a los microtúbulos, bloquearía la función de estos como “autopistas” de transporte. Una proteína que una entre sí los a los microtúbulos y lo haga de un modo  indiscriminado, deformaría a la célula —así como se deformaría un edificio si un cable apareciera colocado accidentalmente alrededor de las vigas de apoyo del edificio y tirara de estas. La proteína ligadora que une a los haces de microtubulos para formar estructuras de soporte tiende a hacerlos poco flexibles en contraste con la nexina, una proteína más flexible. Una proteína motora mal regulada, que se deslice improvisadamente sobre estos microtúbulos, presionaría a los microtúbulos haciendo que se separen, en lugar de que estos se curven y cierren adecuadamente. El incipiente cilio no debería aparecer en la superficie celular. Si este no surgió en la superficie celular, la pulsación interna debió deformar a la célula; pero aún si este hubiese surgido en la superficie celular, las proteínas motoras probablemente no habrían sido suficientes como para mover el cilio. Y aunque el cilio se hubiese movido, una acción débil de este no necesariamente movería a la célula. Y aún si la célula se movió, este debió ser un movimiento no regulado que utilizó energía y no respondió a ninguna necesidad celular. (10)

Previamente también Behe había explicado que la evolución no siempre procede a través de una ruta directa:

“Aún si un sistema es irreduciblemente complejo (y como consecuencia no pudiera haber sido producido directamente), uno no puede excluir definitivamente la posibilidad de una ruta indirecta. Puesto que aumenta la complejidad de un sistema cuyas partes interactúan, la probabilidad de una ruta indirecta tal desciende precipitadamente. Y como se incrementa el número de sistemas irreduciblemente complejos inexplicables, nuestra seguridad de que fue refutado el criterio de falla establecido por Darwin se eleva al máximo de lo que la ciencia puede reconocer” (11).

Como consecuencia, en contraposición a las afirmaciones del Juez Jones y de Miller, Behe dejo en la mesa la posibilidad de que las partes puedan haber cooptado a partir de otros sistemas y no se aleja del todo de esa objeción (en efecto, aún el básico e introductorio video pro-DI “Unlocking the Mystery of Life” trata el argumento de la “coopción”.). Behe explica que el hecho de tener todas las partes de un sistema no es suficiente: uno debe tener las instrucciones de montaje apropiadas para esas partes. Por lo tanto debe quedar claro que Miller represento de forma equivocada a los argumentos de Behe, ignorando la refutación de Behe a la teoría de la “coopción”, y sugiriendo de forma falsa que Behe dijo “que las partes de un sistema irreduciblemente complejo no deben tener una función útil [fuera del sistema irreduciblemente complejo]”

C) La caracterización incorrecta de la Complejidad Irreductible por parte de Miller.

Al repetir la aserción de Miller, observamos de que el testificó que la complejidad irreductible sería refutada si un sub-sistema puede cumplir alguna otra función en la célula:

“La suposición de Behe es que las partes de un sistema irreduciblemente complejo no deben tener una función útil. Por lo tanto, debemos ser capaces de tomar al flagelo bacteriano, por ejemplo, y desarmarlo en sus partes, y corroborar que ninguna de sus partes sea apta para algo excepto cuando las ensamblamos en el flagelo” (12).

La pregunta toma la siguiente forma: ¿Qué tan diferente es el argumento de Behe de aquel planteado por Miller? Actualmente Behe plantea a la complejidad irreductible como una test considerando al sistema entero. La CI opera sobre una colección de partes, no sobre una parte individual. Aún, si pudiera encontrarse una función separada para un subsistema, lo último no refuta a la complejidad irreductible y la incapacidad de evolucionar de un sistema como un conjunto. Repitiendo la definición de Behe:

“En su libro “El Origen de las Especies”, Darwin estableció:

“Si se pudiera demostrar que algún órgano complejo y existente no pudo ser formado por modificaciones pequeñas, sucesivas y numerosas mi teoría se vendría abajo”.

Un sistema que sigue el criterio de Darwin es un sistema irreduciblemente complejo. Cuando hablo de irreduciblemente complejo me refiero a un solo sistema, compuesto por partes correctamente ensambladas, que se encuentran interactuando y que contribuyen a la función básica, en donde la remoción de alguna de las partes provoca que el sistema deje efectivamente de funcionar.”

De este modo, de acuerdo con Darwin, la evolución necesita que un sistema, o sus sub partes, sean funcionales a lo largo de cada paso evolutivo, por pequeño que sea, hacia la evolución del sistema final. Puede que uno encuentre alguna sub-parte que tenga una función fuera del sistema final, e incluso puede que el sistema total se encuentre con muchos puntos a lo largo del “camino evolutivo” los cuales pongan en duda la idea de funcionalidad a través de “modificaciones pequeñas, sucesivas y numerosas”; pero es preciso corroborar esto para que recién podamos hablar de evolución gradual.

Por consiguiente, Miller caracteriza erróneamente el argumento de Behe como uno que se encuentra enfocado en la no-funcionalidad de las sub-partes, cuando de hecho, el argumento de Behe se halla enfocado en la habilidad del sistema entero de ensamblarse, aun si sus partes constitutivas tienen otra función fuera del sistema final.

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 Autor: Casey Luskin. Es abogado, con estudios de postgrado en ciencia y leyes. Obtuvo su B.S. y M.S. en Ciencias de la Tierra de la Universidad de California en San Diego. Su Licenciatura en Derecho la obtuvo en la misma universidad. Trabaja en el Discovery Institute como Coordinador del Center for Science and Culture. Anteriormente, realizó una investigación geológica en la Scripps Institution for Oceanography (1997-2002).

Traducción: Daniel Alonso. Estudia Licenciatura Ciencias Biológicas en UNT (Universidad Nacional de Tucumán), Argentina. 

Fuente: http://www.discovery.org/scripts/viewDB/filesDB-download.php?command=download&id=747

REFERENCIAS:

(1) Michael Behe, Darwin's Black Box, pg. 39 (Free Press, 1996)

(2) Para obtener detalles técnicos sobre los distintos componentes del flagelo bacteriano, lea David J. DeRosier, Spinning Tails, Current Opinion in Structural Biology, 5:187-193 (1995).

(3) El fallo de Kitzmiller, pg. 74. Todas las referencias del fallo del juez Jones en el proceso Kitzmiller se encuentran en http://www.pamd.uscourts.gov/kitzmiller/kitzmiller_342.pdf

(4) Douglas J. Futuyma, Evolutionary Biology (3rd ed. 1998), pg. 355.

(5) El fallo de Kitzmiller, pg. 76.

(6) Testimonio del Dr. Kenneth Miller, Día 1, sesión PM, pg. 16.

(7) Scott A. Minnich y Stephen C. Meyer, Genetic Analysis of coordinate flagellar and type III regulatory circuits in pathogenic bacteria, pg. 8, at http://www.discovery.org/scripts/viewDB/filesDB-download.php?id=389

(8) Milton Saier, "Evolution of bacterial type III protein secretion systems," Trends in Microbiology, Vol 12 (3) pg. 113-15, Marzo, 2004.

(9) Michael Behe, Darwin’s Black Box, pg. 65-66.

(10) Michael Behe, Darwin’s Black Box, pg. 66-67.

(11) Michael Behe, Darwin’s Black Box, pg. 40.

(12) Testimonio del Dr. Kenneth Miller, Día 1, sesión PM, pg. 16.

Diseño Inteligente en la revista Nature: todo excepto en el título. —Evolution News and Views

¡Wow! presta atención a esto que apareció en la entrega semanal de Nature (7 de marzo de 2012): Enni Harjunmaa, et al., “Acerca de la dificultad de incrementar la complejidad dentaria”. Su hipótesis es tremendamente significativa y su publicación representa una genuina controversia. Los autores argumentan que los animales (mamíferos)  en los que se han observado mutaciones en su dentición, muestran de forma invariable una disminución de la complejidad, perdida de la estructura, etc. Sin embargo, lo que nunca se observan son incrementos en la complejidad (Ej: innovaciones en el tipo de cúspides).

Expresado en un lenguaje más vulgar, ellos están diciendo que es más fácil destruir algo que construirlo:

“En conclusión, la ausencia de mutantes complejos, la alta complejidad que se logra ajustando mas de una vía, y la falta de una variación comparable en las poblaciones naturales, todo indica una tendencia en contra del incremento de la complejidad dentaria. Incluso, los patrones macroevolutivos predominantes indican que los factores ecológicos han sido más que adecuados en el aumento de la complejidad dentaria. Un efecto posible de la predisposición en contra de formar nuevas cúspides podría ser que, al estar emparejadas unas con las otras, un aumento en la complejidad dentaria seria más lento que la disminución. Por supuesto, todavía deben ser descubiertos estos genes de complejidad que quizás aumentan de forma individual el número de cúspides. Hasta que se encuentre nueva evidencia, nosotros planteamos que la dentición y las estructuras biológicas en general, tienden a seguir la economía de la señalización cuando un incremento en la complejidad, más allá de las variaciones normales de una población, requiere cambios múltiples en la regulación del desarrollo”.

Harjunmaa et al. propone la siguiente hipótesis:

“Un incremento substancial de la complejidad también requiere de cambios simultáneos en varias vías señalizadas (o cambios múltiples en una sola vía). Este requerimiento de cambios múltiples puede ser conceptualizado como “economía de señalización” en la cual, por ejemplo, el incremento de la señalización a través de una vía sola quizás hace mermar a las otras señales requeridas para producir el número adecuado de cúspides. En términos genéticos esto se aproximaría a un efecto poligénico”.

Esto es precisamente lo que Michael Behe ha estado afirmando durante los últimos cinco años. En resumen, un argumento del DI —múltiples mutaciones independientes y coordinadas son improbables, y por eso, nunca observadas— en todo excepto en el nombre.

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

De: http://www.evolutionnews.org/2012/03/from_nature_an057181.html

Complejidad Irreductible: El Flagelo Bacteriano —Michael Behe

Nosotros, los humanos, tendemos a tener la opinión más elevada sobre nosotros mismos, y esta actitud le da color a nuestra percepción del mundo biológico. En particular, nuestra visión de lo que es superior y de lo que es inferior, lo que es avanzado en un organismo y lo que es primitivo en un organismo, comienza naturalmente con la idea de que en la cima de la naturaleza nos encontramos nosotros. No obstante, otros organismos, si pudieran hablar, defenderían la idea de que ellos son superiores. Entre estos está incluida la bacteria, a la cual con frecuencia consideramos como una de las formas de vida más rusticas.

Muchas bacterias se jactan de tener un dispositivo extraordinario que les permite la natación, el flagelo, el cual no tiene homólogos en células más complejas (1). En 1973 se descubrió que ciertas bacterias se desplazan en el medio líquido rotando sus flagelos. De esta manera el flagelo bacteriano trabaja como una hélice rotatoria— a diferencia del cilio cuyo movimiento se asemeja más al de un remo.

La estructura del flagelo es completamente diferente a la del cilio. El flagelo es un filamento largo similar a un pelo y que se encuentra anclado en la membrana celular. La porción externa del filamento está constituida por única proteína denominada “flagelina”. El filamento de flagelina es la superficie de la “hélice” que hace contacto con el líquido durante la natación. En un extremo del filamento de flagelina cerca de la superficie de la célula, hay una protuberancia en la parte más densa del flagelo. Es aquí donde el filamento se conecta con el impulso del rotor. El elemento que lo conecta está comprendido por la denominada “proteína del gancho”. El filamento del flagelo bacteriano, a diferencia del cilio, no contiene proteína del motor; si este último se echa a perder el filamento queda quieto, flotando en el agua. Por lo tanto el motor que hace rotar al filamento debe localizarse en alguna otra parte. Se ha demostrado por experimentación que el tal se encuentra ubicado en la base del flagelo, donde con microscopía electrónica observamos ciertas estructuras que disponen como anillos. La naturaleza de la rotación del flagelo tiene claras consecuencias inevitables, tal como se hace notar en un conocido libro de bioquímica:

“[El motor de rotación flagelar] debe tener los mismos elementos mecánicos que otros dispositivos de rotación: un rotor (el elemento que rota) y un estator (el elemento estacionario). (2)”

El rotor se identifica en la figura como el anillo M, y el estator como el anillo C.

La naturaleza rotatoria del motor flagelar bacteriano fue un descubrimiento sorprendente e inesperado. En contraste con otros sistemas que generan movimiento mecánico (los músculos, por ejemplo) el motor bacteriano no utiliza directamente energía almacenada en moléculas carriers como el ATP. Antes, para mover el flagelo utiliza la energía producida por un flujo de ácido a través de la membrana bacteriana. Los requerimientos para un motor basado en este principio son absolutamente complejos y son el foco de una intensa investigación. Se han sugerido una cantidad de modelos para explicar el motor; ninguno de los cuales es simple. (Se muestra a uno de los modelos en la figura, solo para dar al lector una idea de la complejidad que se espera del motor).

El flagelo bacteriano utiliza un mecanismo de empuje de hélice. Por consiguiente, en él se encuentran los mismos requerimientos de otros sistemas de desplazamiento en líquidos. El hecho de que el flagelo esté necesariamente constituido por al menos tres partes—una hélice, un rotor y un estator— lo hace irreduciblemente complejo. La evolución gradual del flagelo, al igual que la del cilio, presenta un desafío gigantesco.

La literatura profesional que toca al flagelo bacteriano es tan abundante como la del cilio, con miles de papers publicados sobre la materia a lo largo de los años. Esto no es nuevo; el flagelo es un sistema biofísico fascinante, y las bacterias flageladas son importantes desde el punto de vista médico. Otra vez aquí, la literatura evolutiva se encuentra totalmente ausente. A pesar de que mencionamos anteriormente que toda la biología debe ser vista con los anteojos de la evolución, ningún científico alguna vez ha publicado un modelo sobre la evolución gradual de esta máquina molecular extraordinaria.

La situación se complica

En el flagelo, además de las proteínas discutidas, se requieren cerca de cuarenta proteínas más para su función. De nuevo, se conocen los roles exactos de la mayoría de las proteínas, incluyendo las señales químicas necesarias para encender y apagar el motor; proteínas “buje” que le permiten al flagelo penetrar a través de la membrana celular y la pared celular; proteínas que ayuden en el ensamblaje de la estructura; y proteínas para regular la síntesis de las proteínas de las cuales está constituido el flagelo.

En conclusión, como los bioquímicos han comenzado a examinar estructuras aparentemente simples como el cilio y el flagelo, se han quedado atónitos frente a la verdadera complejidad, caracterizada por decenas y aún cientos de partes articuladas de modo preciso. Es muy probable que muchas de las partes que no consideramos en este libro sean necesarias para que el cilio pueda cumplir su función en la célula. Como aumenta el número de partes requeridas, la dificultad de que el sistema haya evolucionado gradualmente se eleva hasta el cielo, y la probabilidad de escenarios indirectos se desploma. Darwin es cada vez más dejado de lado. Las nuevas investigaciones sobre los roles de las proteínas auxiliares no pueden simplificar un sistema irreduciblemente complejo. La intransigencia del problema no puede ser aliviada; solo se complicará. 

REFERENCIAS:

1) Se puede encontrar una buena introducción al estudio del flagelo en Voet and Voet, p. 1259-1260. Detalles muy interesantes acerca del motor flagelar en: Schuster, S. C., and Khan, S. (1994) «The Bacterial Flagellar Motor,» Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure, 23, 509-539; Caplan, S. R., and Kara-lvanov, M. (1993) «The Bacterial Flagellar Motor,» International Review of Cytology, 147, 97-164.

2) Voet and Voet, p. 1260.

Autor: Michael Behe. Recibio el doctorado en Bioquimica de la Universidad de Pensilvania en el año 1978. Actualmente trabaja como profesor en la Universidad de Leigh, como investigador en el Discovery Institute. Es uno de los principales teóricos del Diseño Inteligente y ha escrito varios libros sobre la temática. Su libro Darwin's Black Box: The Biochemical Challengue to Evolution fue seleccionado por la revista National Review y World como uno de los 100 libros más importantes del siglo 20.

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

De: Behe, M. (1996) Darwin's Black Box: The Biochemical Challengue to Evolution, 10th ed. (2006) Free Press, New York, p. 69-73

Proteínas —Michael Behe

 Por extraño que parezca, la bioquímica moderna ha demostrado que la célula se encuentra operada por máquinas— literalmente, máquinas moleculares. Al igual que sus homologas diseñadas por humanos (tales como ratoneras, bicicletas y transbordadores espaciales), las máquinas moleculares van desde las simples hasta las enormemente complejas: mecánicas y generadoras de fuerza como aquellas con las que cuentan los músculos; máquinas electrónicas, como las que se encuentran en los nervios; y máquinas que funcionan con energía solar, típicas en el proceso de la fotosíntesis. Por supuesto, las máquinas moleculares están constituidas principalmente de proteínas y no de metal o plástico. En este capítulo voy a discutir sobre aquellas máquinas moleculares que permiten a las células desplazarse en un medio líquido, y tú vas a conocer aquello que se requiere para que puedan hacerlo.

Pero primero, algunos detalles importantes. Para entender las bases moleculares de la vida uno tiene que tener una idea acerca de cómo trabajan las proteínas. Quienes quieran conocer todos los detalles— cómo se sintetizan las proteínas, cómo sus estructuras les permiten trabajar efectivamente, etc. — a ellos les recomiendo que consigan en alguna librería algún libro de texto introductorio de bioquímica. Para aquellos que solo quieren saber unos pocos detalles— tales como qué tipos de aminoácidos existen, y cuáles son los niveles de organización de las proteínas— he incluido un apéndice que discute acerca de las proteínas y los ácidos nucleicos.

Para el propósito presente, sin embargo, una visión general de estos notables componentes bioquímicos será suficiente.

La mayoría de las personas imagina a las proteínas como algo que se come. Sin embargo, en el organismo de un animal o planta vivientes estas juegan roles muy activos. Las proteínas son máquinas que se encuentran en los tejidos y que son capaces de construir estructuras y llevar a cabo las reacciones necesarias para la vida. Por ejemplo, el primer paso en capturar la energía de un azúcar y convertirla en alguna forma de energía que el cuerpo pueda usar, es llevado a cabo por una proteína catalítica (también conocida como enzima) denominada hexoquinasa; la piel está constituida principalmente de una proteína denominada colágeno; y cuando la luz incide en tu retina, la proteína denominada rodopsina inicia la visión. Tu puedes observar incluso a través de este número limitado de ejemplos que las proteínas son sorprendentemente versátiles. No obstante una proteína dada solo tiene uno o unos pocos usos: la rodopsina no puede formar piel, y el colágeno no puede interactuar efectivamente con la luz. Por consiguiente una célula típica contiene miles y miles de diferentes tipos de proteínas para realizar la cantidad de actividades biológicas.

Las proteínas están constituidas de aminoácidos ensamblados químicamente en una cadena. Una cadena proteínica típica puede estar constituida por una cantidad de aminoácidos que van desde los cincuenta hasta los mil. Cada posición en la cadena es ocupada por uno de los veinte tipos de aminoácidos diferentes. En esto se parecen a las palabras, las cuales pueden exhibir variadas longitudes aunque solo pueden estar formadas por 26 tipos de letras. Por una cuestión práctica, los bioquímicos se refieren a cada aminoácido usando una letra como abreviación— G para la glicina, S para la serina, H para la histidina, y así sucesivamente. Cada tipo de aminoácido tiene una forma diferente y propiedades químicas diferentes. Por ejemplo, W es grande pero A es pequeño, R tiene una carga positiva mientras que E tiene una carga negativa, S se disuelve en agua mientras que I se disuelve en compuestos orgánicos, etc.

Cuando tú piensas en una cadena, probablemente imaginas algo que es muy flexible, que no posee una forma determinada. Pero las cadenas de aminoácidos—proteínas, en otras palabras— no son así. Las proteínas que operan en la célula se pliegan formando estructuras muy precisas, y la estructura puede ser absolutamente diferente para los distintos tipos de proteínas. El plegamiento se produce automáticamente cuando, por ejemplo, aminoácidos cargados positivamente son atraídos por otros de carga negativa, cuando los aminoácidos solubles en compuestos orgánicos se aproximan entre sí para separarse del agua, o cuando los aminoácidos de gran tamaño son desplazados de los pequeños espacios, etc. (figura 1). Dos secuencias diferentes de aminoácidos (lo que corresponde a dos proteínas diferentes) pueden plegarse en estructuras tan especificas y diferentes una de la otra como si fuesen llaves mecánicas regulables o piezas de rompecabezas.

Es la forma de la proteína plegada y la ubicación precisa de los diferentes aminoácidos lo que permite a una proteína cumplir con una función determinada. Por ejemplo, si el trabajo de una proteína es unirse específicamente a una segunda proteína, las dos formas deberían encajar una con la otra al igual que una mano lo hace en un guante (figura 2). Si hay un aminoácido cargado positivamente en la primera proteína, la segunda proteína debería tener un aminoácido cargado negativamente, de otro modo, las dos no se acoplaran. Si el trabajo de una proteína es catalizar una reacción química, la forma de la enzima deberá hacer juego con la forma del químico que hace de blanco. Cuando se unen, la enzima tiene aminoácidos posicionados de forma precisa, lo que desencadena la reacción química. Si la configuración de una llave mecánica o de una pieza de rompecabezas es modificada o torcida de manera significativa, el objeto no podrá cumplir con su función. Asimismo, si la forma de una proteína es modificada esta fallará en cumplir con su objetivo.

La bioquímica moderna inició su trayectoria hace cuarenta años atrás cuando la ciencia empezó a comprender como trabajan las proteínas. Desde entonces, grandes disputas se han producido con el objetivo de entender exactamente cómo proteínas particulares llevan a cabo tareas determinadas. En general, la actividad celular requiere el trabajo de equipos de proteínas; cada miembro de del equipo realiza solo una parte del largo trabajo. Con el objetivo de hacer las cosas lo más simple posible, en este libro me concentraré en los equipos de proteínas. 

Autor: Michael Behe. Recibio el doctorado en Bioquimica de la Universidad de Pensilvania en el año 1978. Actualmente trabaja como profesor en la Universidad de Leigh, como investigador en el Discovery Institute. Es uno de los principales teóricos del Diseño Inteligente y ha escrito varios libros sobre la temática. Su libro Darwin's Black Box: The Biochemical Challengue to Evolution fue seleccionado por la revista National Review y World como uno de los 100 libros más importantes del siglo 20. 

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

De: Behe, M. (1996) Darwin's Black Box: The Biochemical Challengue to Evolution, 10th ed. (2006) Free Press, New York, p. 51-53. 

El Diseño Inteligente ¿Es científico? —William Dembski, Jonathan Wells

Reflexionando sobre la significancia de la teoría de Darwin, el biólogo evolucionista Francisco Ayala hizo la siguiente observación: 

“El diseño funcional de los organismos vivos y sus características parecerían fundamentar la idea de la existencia de un diseñador. El talento más grande de Darwin fue demostrar que el fenómeno que dirigió la organización de los primeros seres vivos puede ser explicado como el resultado de un proceso natural, la selección natural, sin necesidad de acudir a ningún Creador o agente externo”, 

acerca de esto Ayala dijo además, 

“Como consecuencia, el campo de estudio del origen, adaptación y difusión de los organismos ingresó en el mundo de las ciencias”. (1)

Con su comentario anterior, Ayala sugiere claramente que antes de Darwin el estudio de los orígenes biológicos no era considerado propiamente como parte de la ciencia. Y como antes de Darwin el estudio de los orígenes biológicos estuvo muy enfocado en el Diseño Inteligente, Ayala infiere que explicar la complejidad y diversidad biológica haciendo alusión al diseño puede no ser considerado propiamente como científico. David Hull, filósofo de la biología, toca este punto de forma explícita: 

“Él [Darwin] lo desechó [el diseño] no porque se tratase de una explicación científica incorrecta, sino porque no era una explicación científica que se considerase del todo apropiada”. (2)

Pero esto no puede ser correcto. Muchas ramas de la ciencia emplean el concepto de diseño. De hecho muchas de esas ciencias serían inconcebibles sin él. La arqueología propone que los humanos de las edades pasadas dejaron evidencias de sus vidas y culturas, y que estas evidencias se pueden distinguir de los efectos producidos por las ciegas fuerzas materiales. La ciencia forense asume que cuando los humanos cometen crímenes intentan cubrir sus rastros; aún así, cometen equivocaciones en el intento, y estos rastros terminan atribuyéndoseles y no, como ellos quisieran, a “causas naturales”. Entre las otras ramas de la ciencia que prescinden del concepto de diseño está la inteligencia artificial, la criptografía y la generación de números aleatorios.

Tampoco el diseño debe referirse siempre al diseño de los humanos. Algunos psicólogos estudian el comportamiento y aprendizaje en animales. Los animales exhiben inteligencia y pueden diseñar cosas. Por ejemplo, los embalses que construyen los castores son diseñados. Ni tampoco el diseño debe ser restringido a la Tierra. La Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI) busca pistas de inteligencia en las señales de radio provenientes del espacio exterior. El supuesto subyacente del SETI es que podemos filtrar las señales de radio de aquellas que son el resultado de eventos naturales para luego interpretar aquellas que son diseñadas.

Los biólogos Francis Crick y Leslie Orgel llegaron a proponer la idea de que la vida es muy compleja como para haber surgido en el planeta Tierra, y que por ende debió haber sido sembrada por alienígenas inteligentes (que viajaron en naves espaciales a través de nuestro sistema solar) (3). Aunque uno puede considerarla como alocada y poco creíble, su teoría de la Panspermia Dirigida, así denominada, es no obstante considerada por la comunidad científica como una hipótesis que cae dentro de las fronteras de la ciencia. La teoría de Crick y Orgel propone una visión de la vida en la Tierra basada en el diseño.

La ciencia necesita, incluso, emplear el concepto del diseño para mantener la honestidad dentro de ella. El plagio y la falsificación de datos son, desafortunadamente, mucho más comunes de lo que alguien estaría dispuesto a admitir (4). The Chronicle of Higher Education registra un caso notable:

“El año pasado Raymond G. De Vries, un profesor asociado de educación médica de la Universidad de Michigan, en Ann Abor y tres de sus colegas encuestaron a mas de 3000 científicos con el objetivo de saber si alguno estuvo implicado en algún tipo de comportamiento deshonesto, tales como el cambio de un estudio debido a presiones por parte de la fuente de los fondos, o no haber presentado datos que contradicen su propio trabajo. La tercera parte de los científicos reconoció haber cometido algún tipo de falta a la ética científica” (5). 

Un factor que es crucial para mantener en jaque a estos abusos es la habilidad de detectarlos. En todos los casos, lo que se está detectando es un diseño.

Si el diseño es, de esta manera, fácilmente detectable dentro de varias ramas de la ciencia, y esa habilidad de detectarlo es uno de los factores clave que mantienen la honestidad en la ciencia, ¿Por qué el diseño debería ser excluido a priori de la biología? ¿Qué si los sistemas biológicos exhiben patrones que claramente revelan diseño?

REFERENCIAS:

1) Francisco J. Ayala, “Darwin´s Revolution” in Creative Evolution?!, eds. J. H. Campbell and J. W. Schopf (Boston: Jones and Bartlett, 1994), 4.

2) David Hull, Darwin and His Critics: The Reception of Darwin´s Theory of Evolution by The Scientific Community (Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1973), 26.

3) Francis Crick and Leslie E. Orgel, “Directed Panspermia”, Icarus 19 (1973): 341-346.

4) Eliot Marshal, “Medline Searches Turn Up Cases of Suspected Plagiarism,” Science 279 (1998): 473-474. Lila Guterman, “Sense of Injustice Can Lead Scientists to Act Unethically, Study Finds,” Chronicle of Higher Education, (April 7, 2006)

5) Lila Guterman, “Sense of Injustice Can Lead Scientists to Act Unethically, Study Finds,” Chronicle of Higher Education, (April 7, 2006).

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. 3-5. 

Complejidad Irreductible y la naturaleza de las mutaciones —Michael Behe

Darwin sabía que su teoría de evolución gradual por selección natural llevaba consigo una carga bastante pesada:

"Si se pudiera demostrar que algún organo complejo existente no pudo ser formado por modificaciones pequeñas, sucesivas y numerosas mi teoría se vendría abajo" 

Con seguridad, la mayor parte del escepticismo del siglo pasado con respecto al Darwinismo se centró en este requerimiento. Desde la cuestión de Mirvart con respecto a los estados incipientes de las nuevas estructuras hasta el rechazo por parte de Margulis a la evolución gradual, los críticos de Darwin sospechaban que su criterio de falla había sido refutado. Pero ¿Cómo podemos estar seguros? ¿Qué clase de sistema biológico no pudo ser formado por modificaciones lentas, sucesivas y numerosas?

Bien, para comenzar, un sistema que sea irreduciblemente complejo. Cuando hablo de irreduciblemente complejo me refiero a un solo sistema, compuesto por partes correctamente ensambladas, que se encuentran interactuando y que contribuyen a la función básica, en donde la remoción de alguna de las partes provoca que el sistema deje efectivamente de funcionar. Un sistema irreduciblemente complejo no puede ser producido directamente (esto es por la modificación continua de la función inicial, la cual continua su trabajo con el mismo mecanismo) por modificaciones pequeñas y sucesivas de un sistema precursor, porque el precursor de un sistema irreduciblemente complejo al cual le falte una parte no es funcional por definición. Un sistema biológico irreduciblemente complejo, si es que existe tal cosa, sería un desafío poderoso a la evolución Darwiniana. Como la selección natural solo elige sistemas que estén ya funcionando, si un sistema biológico no pudiera ser producido gradualmente este debería haber surgido como una unidad integrada, de una sola vez, para que la selección natural pudiera actuar favorablemente.

Aún si un sistema es irreduciblemente complejo (y como consecuencia no pudiera haber sido producido directamente), uno no puede excluir definitivamente la posibilidad de una ruta indirecta. Puesto que aumenta la complejidad de un sistema cuyas partes interactúan, la probabilidad de una ruta indirecta tal desciende precipitadamente. Y como se incrementa el número de sistemas irreduciblemente complejos inexplicables, nuestra seguridad de que fue refutado el criterio de falla establecido por Darwin se eleva al máximo de lo que la ciencia puede reconocer.

En abstracto, pudimos ser inducidos a pensar que la complejidad irreductible requiere simplemente de múltiples mutaciones simultaneas— tal evolución pudo ser mucho más improbable de lo que pensamos, pero no imposible. Esta apelación a la pura suerte no puede ser refutada. Aún así, estamos todavía frente a un argumento vacío. Uno bien puede decir que ayer el mundo trajo suertudamente a la existencia todas las características que presenta hoy. La suerte es una especulación metafísica; las explicaciones científicas invocan causas. Es universalmente reconocido por la mayoría que tales eventos bruscos son irreconciliables con la visión gradualista de Darwin. Richard Dawkins nos explica bien este problema:

“Es muy posible que la evolución, en conceptos actuales, no sea siempre gradual. Pero debe ser gradual cuando está siendo usada para explicar el surgimiento de órganos complejos y aparentemente diseñados, como el ojo. Si no es gradual en esos casos, cesa de tener en absoluto un poder explicativo. Sin el gradualismo en estos casos, quedamos sustentados en el milagro, lo cual es simplemente un sinónimo de ausencia total de explicación”. (2)

La razón por la que esto es así reside, por lo tanto, en la naturaleza de las mutaciones.

En bioquímica, una mutación es un cambio en el ADN. Para que sea heredado el cambio debe ocurrir dentro del ADN de una célula reproductiva. La mutación más simple ocurre cuando un único nucleótido (los nucleótidos son los ladrillos del ADN) en el ADN de una criatura es cambiado por un nucleótido diferente. Alternadamente un único nucleótido puede ser adherido o dejado fuera cuando el ADN es copiado durante la división celular. Aunque a veces, una región entera de ADN —miles o millones de nucleótidos— es suprimida o duplicada de forma accidental. Este fenómeno se considera como una única mutación, y también, por el hecho de que ocurre en un solo tiempo, un único evento. Una única mutación puede, en el mejor de los casos, producir solo un cambio pequeño en la criatura—aún si tal cambio llega a impresionarlos a ustedes como si fuese uno grande. Por ejemplo, existe una mutación bien conocida denominada antennapedia que los científicos son capaces de producir en la mosca de la fruta en condiciones de laboratorio: a la pobre criatura mutante le crecen patas por encima de la cabeza en lugar de antenas. Aunque esto les parezca a ustedes un gran cambio, realmente no es así. Las patas en la cabeza son las típicas patas de la mosca de la fruta, solo que en ubicadas en un lugar diferente.

Quizás en este punto sea muy provechoso valerse de una analogía: consideren una lista con instrucciones con varios pasos a seguir. De esta manera, en lugar de decir “escoja una tuerca de 1/4 de pulgada” una mutación dice “escoja una tuerca de 3/8 de pulgada”. O en lugar de decir “coloque el taco redondo en el orificio redondo” puede decirnos “coloque el taco redondo en el orificio cuadrado”. O en vez de “fije el asiento a la parte superior del motor” dice “fije el asiento al volante” (solo podríamos tomarlo enserio si realmente fuese posible unir las tuercas y tornillos al volante). Lo que una mutación no puede hacer es cambiar todas las instrucciones en un solo paso— es decir, construir un fax en lugar de una radio.

Como consecuencia, si miramos atrás, al escarabajo bombardero y el ojo humano, nos preguntamos si los numerosos cambios anatómicos pudieron ser acumulados por el efecto de muchas mutaciones pequeñas. La respuesta frustrante es que no podemos decir nada. Entre el aparato defensivo del escarabajo bombardero y el ojo de los vertebrados existen muchos compuestos moleculares (en el orden de decenas de miles de clases diferentes de moléculas) que están en la lista— y especular sobre si las mutaciones pudieron haberlos producido es corrientemente imposible. De la misma manera, muchas tuercas y tornillos (como también los cables, componentes de motor, volantes, y lo relacionado) son incontables. Para nosotros el debate acerca de si la evolución Darwiniana puede producir tal lista de componentes es como el que llevaban los científicos del siglo diecinueve sobre el asunto de si la célula surgió espontáneamente o no. Tales debates son poco fructíferos ya que no se conocen todos los elementos.

Sin embargo, no deberíamos perder nuestra perspectiva sobre el asunto; en otros tiempos no era posible contestar a muchas de las preguntas que generaban nuestro interés. Además, el hecho de que no podamos evaluar la pregunta sobre la evolución del ojo o la evolución del escarabajo no quiere decir que no podamos evaluar los argumentos del Darwinismo en lo que respecta a cualquier estructura biológica. Cuando nosotros descendemos desde el nivel de animales en general (como el escarabajo) o de órganos en general (como el ojo) a un nivel molecular, en muchos casos estamos capacitados para elaborar un juicio sobre la evolución ya que todas las partes de muchos sistemas moleculares son conocidas. En los próximos cinco capítulos nos toparemos con una serie de esos sistemas— y sacaremos nuestras conclusiones.

Ahora, regresemos a nuestra noción de complejidad irreductible. A esta altura de la discusión la complejidad irreductible es solo un término cuyo poder reside principalmente en su definición. Debemos preguntarnos cómo podemos reconocer a un sistema irreduciblemente complejo. Una vez conocida la naturaleza de las mutaciones ¿Cuándo podemos estar seguros de que un sistema es irreduciblemente complejo?



El primer paso en la determinación de la complejidad irreductible es especificar la función del sistema y las partes que lo componen. Un objeto irreduciblemente complejo debe estar constituido por varias partes, y todas ellas deben contribuir a su funcionamiento. A fin de evitar los problemas que encontramos en objetos extremadamente complejos (como ojos, escarabajos y sistemas biológicos multicelulares) voy a comenzar con un ejemplo mecánico muy simple: una humilde ratonera.

La función de una ratonera es inmovilizar al ratón y de esta manera impedir que realice actividades poco agradables como masticar y agujerear los sacos de harina, los cables de electricidad, o dejar pequeños recuerdos de su presencia en sectores poco barridos. Las ratoneras que utiliza mi familia constan de una serie de partes: (1) una plataforma lisa de madera, que hace de base; (2) un martillo metálico, que es el que actualmente se encarga de aplastar al pequeño ratón; (3) un muelle con extremos extendidos para presionar contra la plataforma y contra el martillo cuando la trampa se encuentre activada; (4) un cepo sensible que se suelte ante la mínima presión que se le aplique; y (5) una barra de sujeción metálica que conecte al cepo y agarre por detrás al martillo cuando la trampa este activada. (Existen también otros elementos para sujetar el sistema entre sí).

El segundo paso para determinar si el sistema es irreduciblemente complejo es preguntarnos si todos los elementos son indispensables para la función. Para este ejemplo, la respuesta es claramente afirmativa. Imagina que te encuentras leyendo en una de esas noches, escuchas ruiditos de pequeñas patas y luego vas a buscar alguna ratonera en tu caja de herramientas. Desafortunadamente, debido a fallas de fábrica, te das con que a la trampa le falta de una de las partes listadas arriba. ¿Cuál de las partes falta? ¿Todavía es posible atrapar al ratón? Si la base de madera fuera quitada, no habría una plataforma a la cual fijar el resto de los elementos. Si se quitara el martillo, el ratón podría bailar toda la noche sobre la plataforma sin que sea aprisionado contra la base de madera. Si no hubiera muelle, el martillo y la plataforma se encontrarían flojamente articulados, y una vez más el roedor quedaría con ningún impedimento. Si no existiera el cepo o la barra de sujeción, el muelle dispararía el martillo tan pronto como quites el dedo del mismo; en este caso, para usar una trampa como esta, deberías andar cazando a los ratones mientras mantienes abierta la trampa, sujetándola tu mismo.

Para sentirse poderosamente convencidos de que un sistema es irreduciblemente complejo y que por consiguiente no tiene precursores funcionales, necesitamos hacer una distinción entre un precursor físico y un precursor conceptual. La trampa descripta arriba no es el único sistema que capaz de inmovilizar un ratón. En otras ocasiones, mi familia usó una trampa de pegamento. En teoría, uno hasta podría utilizar como trampa una caja sostenida con un palo. O simplemente dispararle al ratón con un revólver. Estos no son precursores físicos de la ratonera estándar ya que no pueden ser transformados, a través un proceso darwiniano en etapas, en una trampa con una base, martillo, muelle y barra de sujeción.

Para aclarar el punto anterior consideremos esta secuencia: patineta, monopatín, bicicleta, moto, auto, avioneta, cazabombardero, transbordador espacial. Se parece a una progresión natural, en primer lugar, porque se trata de una lista de objetos que sirven como medio de transporte, y en segundo, porque están secuenciados en orden de complejidad. Se encuentran conceptualmente conectados y unidos entre sí en una única secuencia. Pero ¿Es una bici el precursor físico (y potencialmente darwiniano) de una moto? No. Solo es un precursor conceptual. Jamás en la historia una motocicleta, ni siquiera la primera, fue construida por modificación de una bici, de manera escalonada. Podría, incluso, darse con facilidad el caso de algún chico que un sábado a la tarde junta una bici vieja, el motor de la antigua cortadora de pasto, algunas partes sobrantes de otro aparato (con unas cuantas horas de esfuerzo) y se construye para sí una motocicleta. Pero esto no hace más que demostrar que solo los humanos son capaces de diseñar sistemas irreduciblemente complejos, con los cuales ya estamos familiarizados. Para que sea un precursor con el sentido que Darwin le dio al término, debemos demostrar que la moto puede ser construida a base de “modificaciones lentas, sucesivas y numerosas” de una bicicleta. 

Permítanme que intente hacer evolucionar a una bici en una moto por la acumulación gradual de mutaciones. Imaginen que una fábrica produjo bicicletas, pero que por casualidad cometió un error de manufactura. Déjenme tentarlos a pensar que si el error produjo una mejoría en la bicicleta, luego los amigos y vecinos del suertudo comprador debieron demandar bicis similares, y la fabrica debió reformarse de manera que se hiciese de la mutación una característica permanente. De la misma manera que las mutaciones biológicas, las mutaciones mecánicas exitosas debieron reproducirse y difundirse. Sin embargo, si tomamos nuestra analogía como relevante para la biología, cada cambio solo puede ser una modificación pequeña, duplicación o reordenamiento de los componentes preexistentes y el cambio debe mejorar la función de la bicicleta. De esta manera, si la fábrica, por error, incrementó el tamaño de una tuerca o disminuyó el diámetro de un tornillo, o le agregó otra rueda al eje delantero o perdió la llanta trasera, o coloco un pedal sobre el manubrio o le agregó rayos extra, si alguno de estos cambios pequeños mejoró el desplazamiento de la bicicleta, luego este perfeccionamiento sería dado a conocer inmediatamente por su comercialización publica y las bicis mutadas deberían, en una verdadera moda Darwiniana, dominar el mercado.

Dadas las anteriores condiciones ¿Podemos hacer evolucionar una bici en una motocicleta? Podemos estar yendo en la dirección correcta al hacer, mediante un proceso de pequeñas etapas, el asiento más confortable, las ruedas más grandes, y aún (asumiendo que a nuestros consumidores les gusta el look del “ciclista”) imitando el diseño general en varios aspectos. Pero una moto requiere de combustible como recurso y la bici no tiene nada que pueda ser modificado en pequeños pasos hasta ser transformado en un tanque de gasolina. Y ¿Qué parte de la bici debe ser duplicada para empezar a construir el motor? Si un eventual accidente trajese un motor cualquiera desde una fábrica vecina hasta la fábrica de bicicletas, el motor debería ser montado en la bicicleta y conectado en la vía correcta que lo acople a la cadena que hace girar la rueda trasera. ¿Cómo puede ser hecho esto, paso a paso, a partir de las partes de una bici? Una fábrica que produce bicicletas simplemente no pudo producir un motor por selección natural actuando sobre las variaciones— por “modificaciones pequeñas, sucesivas y numerosas”— y de hecho no existe un ejemplo en la historia acerca de un cambio complejo que haya ocurrido de esa manera en un producto.

Por consiguiente, una bici quizas sea el precursor conceptual de una motocicleta, pero no uno físico. La evolución Darwiniana requiere de precursores físicos. 

REFERENCIAS:
(1) Darwin, C. (1872) Origin of Species, 6th ed. (1988), New York University Press, New York, p. 154.

(2) Dawkins, R. (1995) River Out of Eden, Basic Books, New York, p. 83. 

Autor: Michael Behe. Recibio el doctorado en Bioquimica de la Universidad de Pensilvania en el año 1978. Actualmente trabaja como profesor en la Universidad de Leigh, como investigador en el Discovery Institute. Es uno de los principales teóricos del Diseño Inteligente y ha escrito varios libros sobre la temática. Su libro Darwin's Black Box: The Biochemical Challengue to Evolution fue seleccionado por la revista National Review y World como uno de los 100 libros más importantes del siglo 20. 

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

De: Behe, M. (1996) Darwin's Black Box: The Biochemical Challengue to Evolution, 10th ed. (2006) Free Press, New York, p. 39-45.

El embrague molecular del flagelo de Bacillus Subtilis —Jonathan McLatchie

Previamente he delineado algunos de los mecanismos principales que ciñen la construcción del flagelo, y del proceso brillante de la quimiotaxis  bacteriana a través del cual la bacteria cambia de dirección en respuesta a señales químicas. Hay, por supuesto, una gran cantidad de variantes en esos sistemas. Si llegaste a la conclusión de que estos mecanismos sorprendentes tienen un enorme parecido a los sistemas inteligentes de la ingeniería, te va a apasionar el embrague molecular de Bacillus subtilis (ilustrado más arriba), reportado por Blair et al. (2008).

Bacillus subtilis es un organismo capaz de formar una biopelícula. Una biopelícula es un agregado de bacterias resistente a antibióticos que se encuentra embebido en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares (EPS) como proteínas y polisacáridos, en la cual los microorganismos se adhieren unos a otros. En una biopelícula la motilidad de una bacteria queda desactivada. Esto hace surgir la pregunta sobre cómo se lleva a cabo esta inhibición de la motilidad. Como explica el autor:

"El flagelo es una maquina molecular compleja, resistente y costosa, y simplemente desviar la síntesis de flagelo no detiene necesariamente la motilidad. Una vez que los genes que expresan la síntesis flagelar son desactivados se requieren múltiples rondas de división celular desde que el flagelo preexistente es sintetizado hasta que este se extingue en las células hijas. En contraste, el embrague requiere la síntesis de una única proteína para inhibir la motilidad. Además, si se aborta prematuramente la formación de la biopelícula, el flagelo que una vez estuvo deshabilitado puede reactivarse, junto con la síntesis de componentes flagelares. Mientras que la expresión génica y ensamblaje del flagelo son lentos y complejos, el control del embrague es simple, rápido y potencialmente reversible."

¿Qué determina si el motor de un auto se encuentra o no conectado a los componentes que hacen girar las ruedas del vehículo? La respuesta es el embrague, el cual garantiza de que el motor y el engranaje se encuentren desacoplados. En el flagelo de Bacillus Subtilis, el análogo al embrague de un auto es una proteína denominada EpsE, para la cual interviene el mismo operón que controla los genes necesarios para la formación de EPS. La EpsE hace contacto con el rotor del flagelo (la estructura que gira dentro del estator). La proteína que se encuentra polimerizada dentro del rotor se denomina FliG. Las subunidades de FliG convierten la energía que proviene del flujo de protones en la energía rotacional propia del flagelo. Cuando la EpsE interactua con FliG, se genera un cambio conformacional, que causa una desviación tal que el rotor queda desacoplado del motor protónico del flagelo. Guttenplan et al. (2010) reportó que la EpsE tiene dos funciones: “interactúa con el rotor del flagelo para inhibir la motilidad y también coopera con otras enzimas en la síntesis de matriz de EPS”.  

Un post de noticias alusivas afirma:

"El descubrimiento podría darle a los nanotecnólogos ideas acerca de cómo regular motores diminutos de su propia creación. El flagelo es uno de los motores más pequeños y poderosos de la naturaleza – uno como esos sintetizado por B. subtilis puede rotar más de 200 veces por segundo, accionado por un impulso rotativo de 1400 piconewton-nms. Es una gran cantidad de caballos de fuerza para una máquina con solo unos nms de ancho.

“Me parece algo genial que la bacteria en evolución y los ingenieros humanos hayan llegado a una solución similar para el mismo problema,” decía Daniel Kearns biólogo de la Indiana University Bloomington, quien dirigió el proyecto. “¿Cómo detendrías temporalmente un motor una vez que se ha puesto en marcha?”"

 Por supuesto, desde el punto de vista del diseño inteligente, no es misterioso en nada que un embrague bacteriano controle sistemas paralelos a aquellos diseñados por ingenieros humanos. Vacilaría si denominar a este sistema una “complejidad irreductible” (es relativamente simple y la única enzima implicada tiene dos funciones diferentes). Pero esto no debe evitar que consideres este sistema en términos de complejidad especificada. Como explica David Tyler en su blog:

"La medida de la complejidad se encuentra en la extraordinaria conformación de la proteína EpsE y su habilidad de engancharse con la proteína que transmite el impulso de rotación haciendo que este poder ya no se transmita más".  

A su vez, este sistema necesita trabajar en cooperación con un mecanismo que desembrague y reconecte el motor. Cuanto más aprende uno acerca de los principios de ingeniería involucrados en los sistemas biológicos, más evidencia lo lleva a concluir de que estamos tratando con sistemas verdaderamente diseñados.

Autor: Jonathan McLatchie – Tiene un  MRes en biología evolutiva y sistematica de la Universidad de Glasgow. Actualmente es redactor de Evolution News and Views.

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

De: http://www.evolutionnews.org/2012/05/the_molecular_f059121.html

El desafío al Darwinismo por parte de una enzima única y notablemente compleja —Ann Gauger

Examinemos a la carbamoil fosfato sintetasa (CPS), una enzima notablemente compleja. Esta enzima utiliza bicarbonato, glutamina, ATP y agua para formar carbamoil fosfato por medio de una reacción de varias etapas, en tres sitios activos separados y comprometiendo varios intermediarios inestables.

La CPS está constituida por dos cadenas proteínicas en las que se despliega una combinación de más de 1400 residuos de aminoácidos. Ahora sabemos, a partir de una gran cantidad de datos bioquímicos, que la extensamente acoplada CPS requiere de la hidrólisis de una molécula de glutamina y dos de MgATP por cada molécula de carbamoil fosfato que produce. Los tres sitios activos de la enzima mantienen la estequiometria global de la reacción, evitando una hidrólisis desgastante de glutamina y/o MgATP. Con el fin de conectar las reacciones eficientemente, la enzima usa túneles moleculares internos para el secuestro y la transferencia rápida de reactantes entre los sitios activos, y cambios conformacionales alostéricos para sincronizar su actividad. Esto es notable, dado que el primer y el último sitio activo se encuentran separados aproximadamente por 100 Amstrongs. Pero aún más notable es el hecho de que esta enzima lleva a cabo una serie de reacciones comprometiendo intermediarios inestables con una vida media de segundos o milésimas de segundo.

¿Cómo pudo un proceso Neodarwiniano hacer evolucionar una enzima como esta? Aún si los dominios que llevan a cabo las distintas reacciones en varias etapas pudieran haber evolucionado separadamente, la coordinación y combinación de estos dentro de una enzima colosal es una hazaña de la ingeniería que va más allá de la que nosotros podemos llegar a producir por nuestros medios.

Autor: Ann Gauger - Recibio la Licenciatura en Biología del Instituto Tecnológico de Massachusetts y un Doctorado en Biología del Desarrollo de la Universidad de 

Washington. Tambien realizó un trabajo post-doctoral en Harvard. Actualmente trabaja en el Biologic Institute. En su trabajo utiliza biología molecular e ingeniería genética para estudiar el origen, la organización y el funcionamiento de las vías metabólicas.

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

De: http://www.evolutionnews.org/2012/05/the_challenge_t059191.html