Los cilios se encuentran en organismos vivos desde microbios hasta el hombre. Los microbios los usan para nadar. En el cuerpo humano, juegan múltiples roles importantes. Un comunicado de prensa del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley explica:
Casi todas las células de su cuerpo contienen orgánulos microscópicos llamados cilios. Los cilios primarios actúan como antenas, detectando y transmitiendo señales moleculares del entorno externo de una célula. Los cilios móviles reman juntos en una sola dirección, como remos en un bote de remos, ya sea moviendo una célula o regulando el flujo de fluidos alrededor de la célula. Los cilios que funcionan correctamente son fundamentales para una buena salud. (Énfasis añadido.)
Durante el desarrollo del embrión, las filas de cilios móviles crean corrientes de líquido para dirigir las células a sus destinos. En las vías respiratorias, las hileras de cilios conducen el polvo desde la tráquea hasta la boca, donde pueden ser expulsados por la tos. Los cilios inmóviles tienen muchas funciones en la transducción de señales. Las enfermedades de los cilios o «ciliopatías» pueden tener efectos devastadores.
En su libro La caja negra de Darwin (1996), Michael Behe usó el cilio como un ejemplo de su entonces nuevo término «complejidad irreducible«. Para cuando Behe escribió The Edge of Evolution (2007), se había aprendido tanto más sobre los cilios que caracterizó la estructura como un ejemplo de «complejidad irreducible al cuadrado». Ahora, otro descubrimiento podría elevar el exponente a otro grado.
El comunicado de prensa de Berkeley Lab, «Cómo se organizan los cilios», señala otra maravilla de los cilios, la forma en que los ingredientes se separan del resto de la célula para su construcción. Un constructor sabe que no debe tirar sus materiales a una propiedad apilada. Deben disponerse de forma ordenada para un montaje eficaz en el lugar y el momento adecuados. El cilio en crecimiento tiene una forma ordenada de «organizarse», llamado «sistema de partición de cilios».
«Esta es la primera identificación o, sin duda, el primer aislamiento de una estructura física que podría servir como sistema de partición para los cilios«, dice Ken Downing, biofísico de la División de Ciencias de la Vida de Berkeley Lab que dirigió esta investigación. “Si bien muchos sospechaban que existía un sistema de este tipo, nadie lo había encontrado ni parecía tener alguna idea de cómo podría funcionar”.
La búsqueda de un diseño dio sus frutos. Los investigadores identificaron una estructura en la base del cilio que organiza las partes para crear el axonema: una "cola" rodeada por una membrana que envuelve nueve microtúbulos dispuestos en un anillo, donde puede tener lugar el
transporte intraflagelar » (descrito en el segundo libro de Behe). Esto es lo que encontró el equipo:
Downing y sus colegas encontraron una estructura en forma de placa en la base ciliar que potencialmente sirve como un «complejo de poro ciliar» citosólico. Con nueve poros a través de los cuales pasan los microtúbulos, este complejo forma túneles para el movimiento de proteínas desde el citoplasma de la célula hacia los cilios. Los investigadores también encontraron una región de membrana resistente a detergentes adecuada para servir como barrera de difusión, además de un complejo de anillo que conecta el complejo de poro ciliar a la barrera de difusión de membrana.
Todas estas piezas no solo tienen que estar en el lugar correcto en el momento correcto, deben tener las formas, tamaños y posiciones relativas correctas para que funcionen. Si uno de los nueve poros o túneles está desalineado o está demasiado apretado, no se formará el cilio. Si la barrera de difusión no tuviera las propiedades adecuadas, las partes quedarían bloqueadas para no ser liberadas o las moléculas extraviadas podrían interferir. Si faltara el complejo de anillo, no podría conectar el complejo de poro ciliar a la barrera de difusión de la membrana.
Todas estas piezas de precisión son necesarias solo para comenzar a construir el cilio, sin importar realmente construirlo y hacerlo funcionar. Este nuevo «complejo de poros ciliar», parte de un «sistema de partición ciliar», es una maravilla de diseño en sí mismo. Como parte de un sistema más amplio de partes interrelacionadas e interdependientes, podría justificar la descripción, «complejidad irreducible al cubo».
Artículo publicado originalmente en inglés por Evolution News & Science Today
Image mosaic edited from Berkeley Lab, Cell and Science Direct.