Como mencioné anteriormente, hace poco se nos pidió que comentáramos un video de FORA.tv. En él, Richard Dawkins sostiene que la mejor manera de refutar a los «creacionistas» es mostrarles que los datos genéticos conforman «una jerarquía perfecta: un árbol genealógico perfecto». Volvamos a examinar con qué énfasis plantea este punto en el video:

Compare los genes de cualquier par de animales que desee —un par de animales, un par de plantas— y luego trace las semejanzas: estas se ajustan a una jerarquía perfecta, a un árbol genealógico perfecto.

Es simplemente falso que Dawkins afirme que cuando se comparan genes de diferentes animales, «caen en una jerarquía perfecta, un árbol genealógico perfecto». La literatura científica está repleta de conflictos entre árboles evolutivos, donde el análisis filogenético de diferentes genes en el mismo grupo de plantas, animales u otros organismos genera árboles genealógicos conflictivos. También abunda en ejemplos de casos en los que el análisis de similitudes genéticas en un grupo de organismos genera un árbol que entra en conflicto con el árbol generado al analizar caracteres anatómicos similares en el mismo grupo de plantas o animales en el registro fósil. Un artículo en la revista Genome Research lo expresó claramente: «diferentes proteínas generan diferentes árboles filogenéticos».

Meyer revisa la literatura

Stephen Meyer documenta este tipo de artículos y mucho más en el capítulo 6 de Darwin’s Doubt, donde escribe:

Del mismo modo que los datos moleculares no señalan de manera inequívoca una fecha única para el último ancestro común de todos los animales del Cámbrico (el punto de divergencia profunda), tampoco apuntan inequívocamente a un árbol coherente que represente la evolución de los animales en el Precámbrico. Numerosos artículos han señalado la prevalencia de árboles contradictorios basados ​​en pruebas de genética molecular. Un artículo de 2009 en Trends in Ecology and Evolution señala que «los árboles evolutivos derivados de diferentes genes a menudo presentan patrones de ramificación conflictivos». Asimismo, un artículo de 2012 en Biological Reviews reconoce que «el conflicto filogenético es común y, con frecuencia, la norma más que la excepción». Haciéndose eco de estas opiniones, un artículo de portada y de revisión publicado en enero de 2009 en New Scientist observaba que, hoy en día, el proyecto del «árbol de la vida» «está hecho jirones, destrozado por una avalancha de pruebas en contra». Como explica el artículo: «Muchos biólogos sostienen ahora que el concepto de árbol está obsoleto y debe descartarse», ya que las pruebas sugieren que «la evolución de los animales y las plantas no sigue exactamente una estructura arbórea».

El artículo de New Scientist citaba un estudio de Michael Syvanen, biólogo de la Universidad de California en Davis, quien investigó las relaciones entre varios filos que surgieron por primera vez en el Cámbrico. El estudio de Syvanen comparó dos mil genes de seis animales pertenecientes a filos tan diversos como los cordados, equinodermos, artrópodos y nematodos. Su análisis no arrojó ningún patrón coherente de tipo arbóreo. Según informó New Scientist: «En teoría, debería haber podido utilizar las secuencias génicas para construir un árbol evolutivo que mostrara las relaciones entre los seis animales. No lo logró. El problema radicaba en que diferentes genes contaban historias evolutivas contradictorias». El propio Syvanen resumió los resultados en términos contundentes: «Acabamos de aniquilar el árbol de la vida. Ya no es un árbol; se trata de una topología [patrón histórico] completamente distinta. ¿Qué habría pensado Darwin de esto?».

Otros estudios que intentan esclarecer la historia evolutiva y las relaciones filogenéticas de los filos animales se han topado con dificultades similares. Antonis Rokas, sistemático molecular de la Universidad Vanderbilt, es una figura destacada entre los biólogos que utilizan datos moleculares para estudiar las relaciones filogenéticas de los animales. No obstante, él admite que, siglo y medio después de El origen de las especies, «un árbol de la vida completo y preciso sigue siendo un objetivo esquivo». En 2005, durante un estudio de gran relevancia que acabó publicando en la revista Science, Rokas se enfrentó a esta cruda realidad. El estudio pretendía determinar la historia evolutiva de los filos animales mediante el análisis de cincuenta genes en diecisiete taxones. Él esperaba que surgiera un único árbol filogenético dominante. Rokas y su equipo informaron que «una matriz de datos de 50 genes no resuelve las relaciones entre la mayoría de los filos de metazoos», ya que generaba numerosas filogenias y señales históricas contradictorias. Su conclusión fue franca: «A pesar de la cantidad de datos y la amplitud de los taxones analizados, las relaciones entre la mayoría de los filos de metazoos permanecieron sin resolver».

En un artículo publicado al año siguiente, Rokas y el biólogo de la Universidad de Wisconsin-Madison Sean B. Carroll llegaron a afirmar que «ciertas partes críticas del ÁLV [árbol de la vida] podrían ser difíciles de resolver, independientemente de la cantidad de datos convencionales disponibles». Este problema afecta específicamente a las relaciones entre los filos animales, ámbito en el que «muchos estudios recientes han aportado pruebas a favor de numerosas filogenias alternativas y contradictorias». Los investigadores que estudiaban el árbol animal descubrieron que «una gran proporción de genes individuales produce filogenias de baja calidad»; hasta el punto de que, en un caso, un estudio «excluyó el 35 % de los genes individuales de su matriz de datos porque producían filogenias que contradecían el consenso establecido». Rokas y Carroll intentaron explicar la existencia de tantos árboles contradictorios sugiriendo que los filos animales podrían haber evolucionado con demasiada rapidez para que los genes registraran alguna señal de las relaciones filogenéticas en sus respectivos genomas. A su juicio, si el proceso evolutivo responsable de la novedad anatómica actúa con suficiente celeridad, no habría tiempo suficiente para que se acumularan diferencias en marcadores moleculares clave, en particular en aquellos utilizados para inferir las relaciones evolutivas entre distintos filos animales. Además, con el paso del tiempo, cualquier señal existente podría llegar a perderse. Así pues, cuando grupos de organismos se ramifican rápidamente y luego evolucionan por separado durante largos periodos, este fenómeno «puede eclipsar la verdadera señal histórica», imposibilitando la determinación de las relaciones evolutivas.

«Conflicto filogenómico»

Tales conflictos en el gran árbol de la vida han seguido acumulándose. Recientemente participé en la discusión, dentro de un club de lectura científica, de un artículo de 2021 publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) titulado «El conflicto filogenómico coincide con una rápida innovación morfológica». El trabajo explora la aparición abrupta de nuevos tipos de organismos —o, como lo expresan los autores, «episodios de rápida innovación fenotípica que subyacen a la aparición de linajes principales»—. El estudio observa que la rápida aparición de nuevos tipos de organismos suele coincidir con «conflictos» entre árboles filogenéticos basados ​​en diferentes tipos de genes:

Una conclusión derivada de la filogenómica es que el conflicto entre árboles génicos —causado frecuentemente por procesos a nivel poblacional— suele ser muy acusado durante el origen de los principales linajes… Las regiones de alto conflicto a menudo coinciden con el surgimiento de grandes clados, como los mamíferos, las angiospermas y los metazoos… Demostramos que los casos de alto conflicto entre árboles génicos (discordancia en la señal filogenética entre distintos genes) en mamíferos, aves y varios clados importantes de plantas se corresponden con aumentos en la tasa de innovación morfológica.

Conflictos que no deberían existir

Son precisamente este tipo de «conflictos» entre árboles basados ​​en genes los que, según Dawkins, no deberían existir en el árbol de la vida «perfecto» (término empleado por el propio Dawkins). El artículo de la PNAS plantea además una observación intrigante: los investigadores a menudo pasan por alto los conflictos entre estos árboles, considerándolos mero ruido en los datos, cuando en realidad podrían estar revelándonos algo de gran importancia sobre la historia de la vida:

La mayoría de los estudios filogenéticos y filogenómicos a gran escala destinados a resolver las relaciones entre especies han considerado la discordancia entre árboles génicos como un inconveniente analítico que debía filtrarse o integrarse en el análisis. Sin embargo, dado que el conflicto filogenómico suele reflejar la huella de procesos genéticos poblacionales pretéritos en el genoma, estudiar su correlación con otros patrones macroevolutivos podría arrojar luz sobre los procesos microevolutivos subyacentes a las grandes transiciones en el Árbol de la Vida.

Desde hace tiempo, los investigadores reconocen que las tasas de evolución morfológica varían a lo largo del Árbol de la Vida, alternándose periodos de relativa estabilidad (estasis) con episodios marcados de cambio morfológico. … El conflicto filogenómico a menudo parece coincidir con episodios importantes de diferenciación morfológica entre los principales linajes. Por ejemplo, las diferencias fundamentales en cuanto a historia vital y plan corporal que distinguen a los órdenes de mamíferos surgieron rápidamente entre los taxones ancestrales tras la extinción masiva del Cretácico-Paleógeno (K-Pg). … La radiación inicial de las aves ha planteado desafíos similares y destaca por el rápido establecimiento de linajes fenotípica y ecológicamente diversos. Varios estudios a gran escala, basados ​​en conjuntos masivos de datos genómicos, han revelado un conflicto considerable entre ramas filogenéticas que coincide con la radiación temprana del grupo corona de las aves (Aves). Desde el origen de las plantas terrestres, se han producido numerosas fases importantes de innovación morfológica y ecológica, que abarcan desde la aparición inicial de los planes corporales de las plantas vasculares a finales del Silúrico hasta las distintas fases de radiación de las angiospermas, desde el Cretácico hasta la actualidad. Al igual que ocurre con los linajes de vertebrados, los orígenes de muchos de los principales clados vegetales presentan niveles elevados de conflicto filogenómico…

¿Eliminar datos poco fiables?

Del mismo modo, un artículo de 2016 publicado en Molecular Phylogenetics and Evolution advierte que muchos sistemáticos evolutivos pasan por alto los conflictos filogenéticos, considerándolos una «molestia» en lugar de una señal que nos transmite información importante sobre los orígenes biológicos:

Por consiguiente, los biólogos deberían ser más conscientes de que la «incongruencia filogenética [es] una señal, más que un problema» (Nakhleh, 2013) y tratarla en consecuencia. En el caso de la tupaya, así como en el de muchos otros linajes de la filogenética de vertebrados, distintos algoritmos pueden generar árboles diferentes debido a la naturaleza en mosaico de los datos (Kumar et al., 2013) y a la incapacidad de un árbol bifurcado para explicar los patrones observados.

En una presentación, mi amigo y colega Paul Nelson citó recientemente un capítulo del libro de texto Molecular Systematics (Sistemática molecular) que incluye un apartado titulado «Eliminar datos poco fiables»; los autores justifican esta práctica asegurándose a sí mismos que «es poco realista pensar que la subjetividad puede evitarse por completo en un estudio de sistemática molecular». Esa parece una forma poco tranquilizadora de calmarse. El capítulo añade que «los beneficios de excluir regiones claramente poco fiables» —es decir, genes que generan árboles que no encajan en la jerarquía estándar— «superan los riesgos, independientemente de lo subjetiva que sea dicha determinación». En resumen, lo que vemos aquí son admisiones de que los conflictos entre árboles evolutivos son frecuentes (admisiones que, de hecho, son bastante habituales), junto con otras menos frecuentes en las que se reconoce que, a veces, se eliminan o ignoran datos simplemente porque no encajan en el árbol estándar.

Mi ventaja como escéptico

Volviendo al artículo de PNAS de 2021, este halla una correlación entre los períodos de rápida innovación y el grado de conflicto en los árboles génicos. Desde mi perspectiva —como escéptico de la ascendencia común universal—, los conflictos entre genes que parecen haber surgido durante períodos de innovación morfológica indican que la ascendencia común no es lo que genera nuevos tipos de organismos. El artículo, por supuesto, no cuestiona la ascendencia común; en su lugar, recurre a diversas explicaciones ad hoc para tales conflictos, atribuyéndolos a procesos poblacionales como «cambios en el tamaño de la población, especiación rápida y clasificación incompleta de linajes».

Independientemente de si la ascendencia común universal es correcta o no, la cuestión aquí es que el conflicto en los árboles filogenéticos es muy frecuente, y los datos genéticos distan mucho de producir una «jerarquía perfecta», tal como la describió Dawkins. De hecho, el conflicto filogenético parece ser mayor precisamente en los genes asociados a la aparición de nuevos tipos de organismos en la historia de la vida. Dawkins se equivocó en este punto, y lo hizo precisamente porque este tipo de datos filogenéticos contradictorios no es lo que cabría esperar según el modelo neodarwinista estándar.

Artículo publicado originalmente en inglés por Casey Luskin, Ph.D. en Science and Culture

Crédito de la imagen destacada: Richard Dawkins, by Magnus Norden (151212035) [CC BY 2.0], via Wikimedia Commons.