Michael Behe ​​abre su nuevo libro Darwin Devolves [Darwin involuciona] con la historia del oso polar. Es grande y distintivo como un nuevo campeón de Darwin, pero es realmente una variedad de osos pardos que «evolucionaron» para sobrevivir en el frío ártico (de hecho, puede hibridar con osos pardos de Alaska). ¿Cómo hizo eso? Behe muestra que los genes para regular la grasa y para metabolizar el colesterol se rompieron o embotaron, y esto tuvo el efecto secundario de mantener a los osos calientes en climas fríos, cambiando el color de su pelaje, al tiempo que les permitió sobrevivir con dietas grasas de focas. El mecanismo de Darwin no creó nada nuevo; rompió cosas, pero en el caso del oso polar, funcionó.

Una historia similar

Resulta que se puede contar una historia similar sobre los peces de colores. El carpa dorada o pez dorado sufrió eventos de duplicación de genoma completo (DGC) después de que se separaron de la carpa y el pez cebra. De acuerdo con la teoría evolutiva, esto proporcionó a los peces dorados oportunidades extraordinarias para el avance, porque ahora había dos copias de cada gen para evolucionar. Una copia, llamada «ohnolog» (como una sugerencia de la idea de evolución de 1970 de Susumi Ohno a través de la duplicación de genes), podría mantener las antiguas funciones de un gen. La otra copia sería libre de sufrir un cambio evolutivo. Phys.org explica:

[E] l goldfish (y su primo la carpa común) pasó por una «duplicación de todo el genoma» después de «separarse» evolutivamente de pez cebra. Ahora, tener cuatro copias de cada gen en lugar de dos permite que una copia cambie y evolucione sin dañar al pez. Esto puede resultar en la pérdida de genes o nuevas funciones para los genes. Este es un complemento natural para los estudios de laboratorio «knockout».

Agregue el genoma de la carpa común con sus propias variedades ornamentales (conocidas como koi), y hay muchas posibilidades de comparación para proporcionar a los investigadores una ventana sobre cómo cambian los genes durante la evolución. [Énfasis añadido.]

Entonces, ¿cómo cambiaron los genes? Chen et al. en su artículo en Science Advances, dicen lo que encontraron sobre el genoma de los peces de colores, “Ensamblaje de novo del genoma de los peces de colores (Carassius auratus) y la evolución de los genes después de la duplicación del genoma completo”. Hay cuatro cosas que un gen puede hacer si ya no esta solo

  • Ambas copias pueden ser expresadas.
  • No funcionalización (no F): una copia puede silenciarse y no puede expresarse.
  • Subfuncionalización (sub-F): puede asumir una de las funciones que antes tenía el gen.
  • Neo-funcionalización (neo-F): puede evolucionar una nueva función.


Las dos primeras respuestas implican pérdida. Pero ¿qué pasa con la neofuncionalización? Eso suena como ganancia. Parece que alguna nueva función surge del código inactivo de la copia del gen. ¿Es eso lo que encontraron?

¿Qué se ganó?

Los autores mencionan «neo-F» 27 veces, pero los lectores buscarán en vano las palabras evolutivas clave como innovación o nuevo, como una nueva función novedosa que no existía antes. La palabra ganancia aparece 21 veces, pero 16 de ellas aparecen en la forma ambigua “ganancia / pérdida”. Entonces, ¿cuál es? El papel está lleno de jerga y gráficos, pero ocultan la pregunta de lo que realmente se ganó, en todo caso. El indicio más cercano de una ganancia es que un gen existente se activó en un tipo de célula donde antes estaba inactivo:

Un ohnolog del gen scube3 obtuvo una nueva expresión en el corazón, mientras que la otra copia de scube3 mantuvo el mismo patrón de expresión que en el pez cebra, es decir, neo-F.

Parece que estaban más interesados ​​en escribir estadísticas sobre qué genes se activaron o desactivaron (es decir, qué genes se «expresaron»). En un momento dado, dicen: «No distinguimos entre ganancia y pérdida». El último párrafo de su discusión dice:

Varias otras características de la evolución de la secuencia del genoma afectan la divergencia en la expresión de los pares de genes a lo largo del tiempo. Los factores clave incluyen la divergencia de la secuencia genómica primaria a través de la sustitución de bases, la ganancia / pérdida de exones y la ganancia / pérdida de ENC [elementos no codificantes conservados], todos los cuales afectan la expresión génica de diferentes maneras. La ganancia / pérdida de exones es la mutación más importante correlacionada con la no-F, neo-F y sub-F. Este proceso se ha propuesto como un fenómeno evolutivo crítico que impulsa la diversidad de vertebrados, y la especificación de pez de colores-carpa es un caso útil para explorar este proceso evolutivo.

Parece que, al final, solo están repitiendo el dogma evolutivo de que la duplicación de genes le da al darwinismo la oportunidad de juguetear y crear una novedad. La neofuncionalización «se ha propuesto como un fenómeno evolutivo crítico» que impulsa la evolución. Sería “un caso útil para explorar este proceso evolutivo”. ¿No habrían resaltado un nuevo gen con alguna función nueva si hubieran encontrado uno?

En busca de la selección natural

Busquemos la selección natural. La palabra «selección» aparece solo 3 veces en el texto, pero se refiere a «selección purificadora» (mantener las cosas iguales), «selección fuerte para mantener el equilibrio de la dosis» (mantener las cosas estables) o «selección negativa» (prevenir cambios). No se mencionó la «selección positiva» que indicaría que algo nuevo o mejorado había surgido. Incluso la palabra adaptar no aparece en el texto, excepto en las referencias. El párrafo más cercano a la novedad en referencia a «neo-F» muestra la retención de las funciones existentes:

En general, los genes duplicados retenidos mantuvieron una expresión general que se correlaciona estrechamente con el pez cebra y entre sí. Sin embargo, la expresión acelerada de la divergencia de los genes de peces de colores comenzó en la carpa GDT, que también se observó en la carpa común, en el pez cebra después del teleósteo GDT, y en el salmón del Atlántico y la trucha arcoiris después del GDT específico para salmónidos. La compensación de la dosis parece ser un importante impulsor de la retención de genes duplicados en peces de colores después de la carpa GDT, que introdujo una fuerte selección negativa contra la pérdida de cualquiera de los genes duplicados, particularmente los genes involucrados en los procesos metabólicos y la formación de complejos de proteínas. La divergencia en la expresión génica después de la carpa GDT sigue los caminos habituales de no-F y neo-F (ya sea parcial o totalmente) y, en menor medida, sub-F. Esos genes que se encuentran bajo F no parciales pueden volverse completamente inactivos (especialización) y finalmente perderse, como en el vertebrado 2R GDT y el teleósteo 3R WGD. Los ohnologs de Goldfish escaparon de la no-F más a menudo a través de la neo-F en lugar de la sub-F, que también se observó en las comparaciones de ratón y pez cebra (49) y el salmón, pero no en X. laevis. Neo-F favoreció la retención de los términos OG [Ontología de Genes] «quinasa» y «receptor acoplado a proteína G». Es fácil imaginar cómo los genes directamente involucrados en la comunicación de célula a célula podrían crear interesantes cambios evolutivos en la forma del organismo, alterando dónde y cuándo se expresa la molécula de señalización. Aunque la sub-F puede no ser un resultado dominante de los genes goldfish, al menos en el corto tiempo después de la carpa GDT, encontramos algunos ohnologs que adoptan una sub-F obvia, por ejemplo, pde4ca y ogn. ogn también había subfuncionalizado después del teleósteo WGD, lo que sugiere que puede haber puntos calientes evolutivos para genes particulares para neo o subfuncionalizar.

«Sería fácil de imaginar», en resumen, las copias genéticas «pueden» neofuncionalizar. Se supone que la ciencia procede por demostración, no por imaginación. Aun así, solo están imaginando cómo la expresión modificada de los genes existentes podría afectar la forma del organismo. Así, los peces de colores son más pequeños que la carpa. La mayoría de las variedades conocidas de peces de colores han llegado a través de la cría humana, que es un diseño inteligente.

Pérdida abrumadora

Lo que los investigadores encontraron en abundancia, sin embargo, es la pérdida de información. Una vez que los genomas de pez cebra y pez dorado estuvieron disponibles, la pérdida fue evidente:

Los dos subgenomas en goldfish conservaron una extensa sintenia y colinealidad entre goldfish y pez cebra. Sin embargo, los genes se perdieron rápidamente después de la duplicación de todo el genoma de la carpa, y la expresión del 30% del gen duplicado retenido divergió sustancialmente en siete tejidos muestreados. La pérdida de identidad de secuencia y / o los exones determinaron la divergencia de los niveles de expresión en todos los tejidos, mientras que la pérdida de elementos no codificados conservados determinó la varianza de la expresión entre diferentes tejidos. Este conjunto proporciona un recurso importante para la genómica comparativa y para comprender las causas de las variantes de peces de colores.

Si bien la evidencia de ganancia evolutiva estuvo ausente en gran medida en su artículo, la palabra pérdida aparece 74 veces, y perdió, ¡27 veces más! ¿Qué proceso parece haber predominado?

Behe vindicado

Entonces, ¿cómo son los peces de colores? ¿son como los osos polares? Evolucionaron principalmente por la pérdida. Los genes se perdieron o se desactivaron, o los niveles de expresión cambiaron. Nada nuevo evolucionó para hacer que un oso polar o un pez dorado se convirtiera en una nueva criatura maravillosa e innovadora. Los peces carpa de colores son, esencialmente, carpa rota que se llevan bien con diferentes expresiones de la misma información genética.

Hablando de osos polares, las noticias de la Universidad de Massachusetts en Amherst también apoyan la teoría de Behe. «El estudio revela nuevas raíces genómicas de la adaptación ecológica en la evolución del oso polar», dice el titular; El genomicista de UMass Amherst explora cómo la selección natural dio forma a los números de copias de genes ”. Observe cualquier ganancia nueva, novedosa e innovadora en información genética:

Gibbons señala dos de los hallazgos interesantes. De los genes anotados como receptores olfativos, el 88 por ciento tenía números de copias más bajos en osos polares, en comparación con los osos pardos y los osos negros. Él explica: “Primero, hay menos que oler en el Ártico. Los osos polares tienen que concentrarse principalmente en dos cosas: focas y compañeros. No están buscando bayas, hierbas, hierbas, raíces y bulbos, como el oso pardo».

También se encontró que los osos polares poseen menos copias del gen AMY1B que los osos pardos. AMY1B codifica la amilasa salival, la enzima que estimula la digestión del almidón cuando los animales mastican alimentos de origen vegetal. «Las poblaciones humanas con una dieta alta en almidón tienen más copias de este gen en su genoma que las poblaciones humanas con una dieta baja en almidón», dice Gibbons. “Encontramos lo mismo con los osos. Si piensas en sus dietas, tiene sentido ”.

La nueva investigación concluye que analizar las variantes del número de copias es una herramienta importante cuando se investigan cambios evolutivos impulsados ​​por la selección natural.

«La evolución actúa sobre diferentes tipos de variantes genéticas para hacer lo mismo», dice Gibbons. «Ahora que tenemos la tecnología para detectar las CNV, el consenso es que este tipo de mutación debe ser examinada, junto con los métodos tradicionales para detectar partes del genoma que están conformadas por la selección natural«.

Las variaciones del número de copias no agregan información. Simplemente cambian los niveles de expresión de la información existente. Al romper o embotar la información existente, los osos polares se las arreglan en el ártico blanco y frío, donde lo único que se puede comer es una foca o un pez. Si eso es lo que Darwin quiso decir con selección natural, los peces dorados y los osos polares nunca evolucionarán los cerebros humanos.

Foto: Pez carpa dorado por ぱたごん [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons.

Artículo publicado originalmente en inglés por Evolution News