Como Michael Behe ​​ha explicado en este blog y en los podcasts de ID the Future, la selección natural puede parecer que produce beneficios para un organismo, pero a un costo. La mayoría de las veces, los organismos continúan rompiendo los genes y proteínas existentes. Este es el mensaje principal de su nuevo libro, Darwin Devolves. La tendencia a que las funciones complejas existentes se degraden para permitir que un organismo sobreviva sumerge cualquier mutación beneficiosa que pueda surgir de novo.

De vez en cuando, los escritores de titulares emocionados proclaman que los científicos están observando la evolución en tiempo real. Examinemos algunas de estas afirmaciones para ver qué sucedió realmente. ¿Surgió una función nueva e innovadora por una mutación beneficiosa? ¿O se rompió algo que proporcionó un beneficio en circunstancias especiales?

Las noticias de la Universidad de Wisconsin-Madison anuncian: «La E. coli resistente a la radiación evolucionó en el laboratorio y da un nuevo vistazo a la reparación del ADN». Acompañada por una foto de estudiantes universitarios (arriba, con el postdoctorado Steven Bruckbauer) que «están viendo la evolución en tiempo real», la historia parece lista para desafiar el principio de Behe.

En un estudio reciente publicado en línea en el Journal of Bacteriology, el profesor de bioquímica Michael Cox y su equipo describen la explosión de bacterias E. coli con radiación ionizante una vez por semana, lo que hace que las bacterias se vuelvan resistentes a la radiación. Al hacerlo, han descubierto mutaciones genéticas y mecanismos subyacentes a esta resistencia. [Énfasis añadido.]

No hace falta decir que la radiación ionizante de alta energía no es amiga de la vida. Es un grave peligro para los seres vivos, incluidos los astronautas en la estación espacial. Si un microbio encuentra una manera de resistirlo, ¡eso es algo! Sin embargo, primero, el artículo llama a este otro caso de «evolución dirigida» (también conocido como diseño inteligente), no evolución darwiniana.

Su experimento en la evolución «dirigida» es simple. El autor principal e investigador postdoctoral Steven Bruckbauer dividió una población de E. coli en cuatro grupos. Una vez a la semana, él y un equipo de investigadores de pregrado utilizan equipos en el departamento de Física Médica para golpear a cada población con radiación ionizante hasta que el 99 por ciento de las células estén muertas. Luego cultivan los sobrevivientes, el uno por ciento que mejor resistió la radiación, en el cultivo. La mayoría de las nuevas bacterias que crecen a partir de éstas llevan mutaciones beneficiosas para la resistencia a la radiación.

Tal vez vale la pena mirar más de cerca lo que realmente sucedió en este caso. He aquí que los genes de resistencia ya estaban presentes en todas las bacterias.

Si bien los mecanismos generales, como la reparación mejorada del ADN, son los mismos que en las bacterias resistentes por naturaleza, muchas de las mutaciones que causaron esos cambios nunca se han visto antes. Bruckbauer agrega que más allá de la reparación del ADN y los cambios en la ARN polimerasa, existen formas totalmente nuevas de resistencia que podrían surgir.

Se encontraron nuevas funciones reales! – Pero solo en la imaginación.

«Estos mecanismos para conferir resistencia son solo los que hemos visto«, dice. «Es emocionante pensar en las nuevas posibilidades que no hemos identificado o que aún no han evolucionado.» Hay algunos otros mecanismos vistos en la naturaleza que esperamos que aparezcan eventualmente, pero entonces los nuevos podrían comenzar a evolucionar«.

El equipo celebró después de 125 rondas de eliminación de bacterias, pero luego admitió que solo descubrieron una «capacidad latente existente para volverse altamente resistente a la radiación con modificaciones a unas pocas proteínas de reparación de ADN existentes». Esto significa que un ambiente estresante produjo algo que ya estaba presente. Lo más probable es que las «modificaciones a unas pocas proteínas de reparación de ADN existentes» rompieron los controles reguladores en el sistema de reparación, de modo que se desató bajo esta barrera específica de radiación. En cualquier caso, las bacterias sobrevivieron, pero nada nuevo evolucionó.

Corazonada

El microbioma intestinal humano es un buen lugar para probar funciones innovadoras en proceso de selección. Las mutaciones ocurren con tanta frecuencia, el microbioma podría estar evolucionando dentro de nuestras vidas. Isabel Gordo en PLOS Biología analiza el trabajo teórico y experimental sobre qué tipo de evolución está ocurriendo en esos pasajes oscuros. No es sorpresa; es el darwinismo por involución:

Los patrones observados de polimorfismo entre huéspedes rechazan las predicciones de un modelo neutral simple de evolución molecular para varias bacterias intestinales humanas. Un polimorfismo de sitio sinónimo (es decir, que no conduce a cambios en la secuencia de la proteína) muestra una varianza claramente inconsistente con un modelo, en el que surgen mutaciones neutrales en cada huésped y un único linaje se transmite entre los
huéspedes . Sin embargo, el patrón de polimorfismo en los sitios sinónimo y no sinónimo es consistente con la teoría de la evolución molecular, algo perjudicial, en la cual la selección purificadora generalizada puede mantener un ecosistema microbiano funcional, a escalas de tiempo, para todos los huéspedes. Gran parte de la variación observada se puede explicar postulando la recurrencia de una alta fracción (90%) de mutaciones cuyos efectos disminuyen la aptitud física en una cantidad muy modesta (aproximadamente 0.01%) pero aún lo suficientemente fuerte como para ser purificada a largo plazo.

Manteniéndose a flote

Un estudio reportado por la Universidad de Stanford dice que «Las especies evolucionan en formas que respaldan la maquinaria de la vida». Esencialmente, «Un nuevo análisis de datos biológicos revela que cada especie, desde bacterias hasta primates, ha desarrollado formas de evitar las fallas en las redes de proteínas vitales para mantener la vida. . ”Como diría Behe, ¿los organismos quitan las puertas de los automóviles para mejorar el rendimiento de la gasolina? ¿Están tirando la carga por la borda para evitar que se hunda?

Los científicos estudiaron 1,840 especies, desde bacterias hasta primates, para comprender cómo la evolución construyó formas de vida que podrían sobrevivir frente a las adversidades naturales. Lo que descubrieron fue profundo pero intuitivo: todas las especies han desarrollado planes de respaldo que permiten a su maquinaria de proteínas encontrar derivaciones y soluciones alternativas cuando la naturaleza trata de encasillar las funciones. Ningún estudio anterior ha estudiado una franja tan amplia de especies para encontrar una estrategia de supervivencia común a toda la vida: desarrollar una maquinaria molecular versátil y robusta.

El «interactoma» de la vida, el conjunto de redes reguladoras de genes e interacciones de proteínas, debe sobrevivir a las perturbaciones para mantener a los organismos vivos. Las mutaciones no construyen nuevas máquinas complejas. Este estudio dice que «encasillan las funciones». A menos que las especies «de bacterias a primates» tuvieran estrategias preexistentes para respaldar y sobrevivir a la degradación por mutaciones, la vida rápidamente se extinguiría.

Pequeñas historias

Brevemente, aquí hay algunas otras pruebas de la capacidad del Darwinismo para innovar:

  • Un artículo en PNAS por Milner et al. ¡Muestra que los hongos pueden ganar nuevas funciones! Sí, pero el método es mediante transferencia horizontal de genes (THG), es decir, tomando prestados los genes existentes. Los científicos descubrieron que los hongos pueden obtener genes codificados por el transportador mediante la THG, lo que les otorga una «ventaja competitiva distinta en un entorno determinado», afirman. «Esto tiene amplias implicaciones para comprender cómo la adquisición de genes individuales por THG puede influir drásticamente en los ambientes que los hongos pueden colonizar». ¿Cuántos otros casos de mutaciones de ganancia de función son realmente casos de THG?
  • Darwin está involucionando en colmenas. Aquí está la versión de abeja de la historia de los niños, «El ratón de la ciudad y el ratón del país». Phys.org dice que el método de comunicación del «baile de movimientos» está desapareciendo en los entornos urbanos. «Una posible razón puede ser el cambio de hábitat inducido por el hombre», que condujo a la pérdida de este comportamiento complejo e informativo.
  • Otro artículo de Phys.org dice que los genes de resistencia a los antibióticos «se propagan más rápido de lo que se pensaba hasta ahora». ¿El motivo? No es la aparición de nuevos genes por mutación. En cambio, los «genes de resistencia saltan alrededor del genoma». Los métodos para compartir genes incluyen virus, fagos y transposones. Un equipo internacional se sorprendió al descubrir que «los elementos genéticos móviles inducen una distribución rápida de genes de resistencia entre genomas de diferentes organismos». Uno dijo: «El hallazgo de que la resistencia también se transfiere ampliamente entre bacterias sin la participación de plásmidos es realmente bastante sorprendente. ”
  • Los científicos encontraron un genoma de la planta con «entre los genomas con mayor sesgo de GC observados hasta la fecha». La planta parásita usa solo seis aminoácidos, y está compuesta en un 95 por ciento por pares de bases AT. «¡Darwin nos ayude!», Exclama el exasperado autor David Roy Smith en Current Biology. Al parecer, estas dos plantas parasitarias han abandonado genomas más ricos porque pueden sobrevivir con menos.
  • Evolucionemos todos como evolucionan las aves. ¿Cómo adaptan los pájaros sus canciones? Con la «variación genética preexistente». Lai et al., Al escribir en PNAS, parecían querer escuchar su melodía favorita de Darwin, pero descubrieron que las
    Paradoxornis margaritae en Taiwan seleccionan «variación genética permanente» en lugar de mutaciones de novo. Encontraron que «El potencial evolutivo de una población depende significativamente de su diversidad genética preexistente«. La selección de la variación genética existente probablemente abrumará nuevas mutaciones beneficiosas, porque «un alto nivel de variación permanente puede permitir una respuesta más rápida a los cambios ambientales que la espera de las mutaciones apropiadas «surgir”. Comprensiblemente así.
  • ¿Están los humanos desarrollando nuevas mutaciones beneficiosas? El análisis del genoma humano en la Universidad de Barcelona identificó 2.859 genes que aparentemente han estado bajo presión selectiva. Las lecturas adicionales muestran que algunos de estos resultan de la «hibridación de la especie humana con los neandertales y otras especies de homínidos», lo que implica compartir la información genética existente. Otros cambios genéticos que ayudan a la supervivencia en ciertos entornos, como la tolerancia a la lactosa o la capacidad de soportar grandes altitudes (hipoxia), pueden resultar de la relajación o la ruptura de los controles de los genes existentes. En general, la investigación está revelando «cómo la introgresión de genomas arcaicos ha modelado nuestros genomas actuales».

Estos ejemplos muestran que toda la vida, desde las células hasta los primates, sobrevive a la embestida de los intentos de la naturaleza de «encubrir las funciones» con mutaciones. Sin embargo, lo hacen, no mediante la innovación de nuevas funciones complejas por casualidad. En cambio, van a extremos desesperados para mantenerse vivos a pesar de las mutaciones. Pueden intercambiar información genética preexistente de otras fuentes. Pueden confiar en los mecanismos incorporados para funcionar y solucionar las mutaciones. En resumen, Behe ​​tiene razón: Darwin Involuciona, pero la vida continúa.

Crédito de la foto: ¿Estos tres estudiantes universitarios, trabajando con el postdoctorado Steven Bruckbauer, vieron «la evolución sucede en tiempo real»? Por Robin Davies, a través de la Universidad de Wisconsin-Madison.