Algún día podríamos cansarnos de ser vindicados. ¡Pero no todavía! Günter Bechly discutió recientemente un nuevo documento que confirma las afirmaciones de Stephen Meyer en Darwin’s Doubt de que los artrópodos aparecieron abruptamente en la explosión del Cámbrico, sin precursores evolutivos en el Precámbrico. Otro reciente artículo innovador en Nature Communications también ha proporcionado confirmación masiva de los argumentos de Meyer en el libro de que se requieren nuevos genes en el origen de los animales.
¿Una idea no controvertida?
Si usted es un biólogo evolutivo o un defensor del diseño inteligente, la noción de que el origen de los animales requirió nuevos genes, incluso numerosos genes nuevos, puede parecer poco controvertido. Pero esta afirmación fue fuertemente cuestionada por el paleontólogo evolutivo de UC Berkeley, Charles Marshall, que revisó el libro Darwin’s Doubt en la revista Science. En realidad se convirtió en una pieza central del debate entre Marshall y Meyer sobre la explosión del Cámbrico. Aquí está la sustancia del contraargumento de Marshall, tal como fue publicado en Science:
Su caso [el de Meyer] contra las explicaciones científicas actuales sobre la aparición relativamente rápida de la fila animal descansa en la afirmación de que el origen de nuevos planes corporales animales requiere grandes cantidades de información genética novedosa unida a la afirmación sin fundamento de que esta nueva información genética debe incluir muchos nuevos pliegues de proteínas. De hecho, nuestra comprensión actual de la morfogénesis indica que la nueva fila no fue creada por nuevos genes, sino que surgieron en gran parte a través de la reconexión de las redes reguladoras de genes (GRN por sus siglas en inglés) de genes ya existentes (1).
Marshall no se detuvo allí. Fue más allá y dijo que Meyer tiene una «fijación idiosincrásica con nuevos pliegues de proteínas» y «una comprensión obsoleta de la morfogénesis», todo debido a las afirmaciones supuestamente inexactas de Meyer de que la explosión del Cámbrico habría requerido el origen de muchos genes nuevos. Ahora, este nuevo artículo, «Reconstrucción del genoma ancestral del metazoan revela un aumento en la novedad genómica«, proporciona una refutación directa de la insistencia de Marshall de que el origen de los animales no requería muchos genes nuevos.
Del artículo:
Estudios recientes muestran que muchos genes típicamente asociados con las funciones de los metazoos son anteriores a los animales mismos, lo que respalda la cooptación funcional de los «genes unicelulares» durante la génesis de los metazoos.
Sin embargo, el papel de la novedad del genoma en los orígenes animales no se ha evaluado por completo. Nuestra hipótesis es que la novedad genómica tuvo un gran impacto en esta transición, en particular las funciones biológicas que son características de la multicelularidad animal (regulación de genes, señalización, adhesión celular y ciclo celular). Aquí aplicamos un enfoque genómico comparativo usando métodos sofisticados, programas recientemente desarrollados y un muestreo exhaustivo de taxones. La reconstrucción del genoma ancestral del último ancestro común de los animales muestra un conjunto de funciones biológicas similares a otros ancestros eucariotas, al tiempo que revela una expansión inesperada de la diversidad genética. Estos análisis también destacan 25 grupos de genes que solo se encuentran en animales que están altamente retenidos en todos sus genomas, con funciones esenciales relacionadas con la multicelularidad animal.
Llegan a la conclusión de que «muchos nuevos genes» fueron necesarios durante el origen de los animales:
Por lo tanto, el primer genoma animal no solo mostraba una mayor proporción novedosa de GH [grupos de homología], sino que también realizaba funciones multicelulares importantes en el genoma moderno de la mosca de la fruta. La implicación es que la transición estuvo acompañada por un aumento de la innovación genómica, que incluyó muchos genes nuevos, divergentes y posteriormente preponderante que codifican funciones reguladoras asociadas con la multicelularidad animal.
Estos «grupos de homología» (GH) son exactamente lo que parecen: grupos de genes que son similares. Un «GH novedoso» es un grupo de genes que se encuentra en animales, o grupos particulares de animales, que no existen en ningún otro lugar. Esto indica que estos grupos de genes eran necesarios para que estos animales existieran.
Un documento de acceso abierto; ¡Echale un vistazo!
¿De cuántos grupos homeológicos novedosos (y genes) estamos hablando? El documento es de acceso abierto, y los lectores pueden ver fácilmente que la Figura 1 muestra que mientras 1189 GH son necesarios para el origen de Metazoa (organismos multicelulares con tejidos diferenciados), a medida que uno se mueve más arriba en el árbol animal, cientos si no miles de grupos homeológicos nuevos adicionales son requeridos:
- Para el origen de Eumetazoa (esponjas + Planulozoa + Bilateria), se requieren 494 nuevos GH.
- Para el origen de Planulozoa (ctenóforos, placozoos, cnidarios + bilaterales), se necesitan 1201 GH novedosos.
- Para el origen de Bilateria (animales con simetría bilateral, izquierda y derecha), se requieren 1580 GH adicionales. De acuerdo con la Figura 2, ¡aproximadamente el 16 por ciento del genoma bilateriano implica nuevos GH!
No es de extrañar que un comentario del autor principal del artículo en The Conversation citó «un estallido de nuevos genes» asociado con el origen de los animales:
Descubrimos que el primer animal tenía una cantidad excepcional de genes nuevos, cuatro veces más que otros ancestros. Esto significa que la evolución de los animales fue impulsada por un estallido de genes nuevos que no se ven en la evolución de sus ancestros unicelulares.
Metodología directa
La metodología utilizada por el documento es relativamente sencilla. Comparó los genomas de los animales modernos para determinar qué genes comparten en común. Esto se usó para determinar qué genes estaban presentes en los genomas de los antepasados comunes putativos de diversos grupos de animales. Al comparar los genes comunes compartidos en diferentes niveles de la jerarquía taxonómica animal, fueron capaces de determinar cuántos genes nuevos tendrían que aparecer en diversas etapas de la evolución animal.
Por supuesto, los autores del trabajo suponen que estos organismos comparten ancestros comunes y evolucionaron mediante la selección natural darwiniana, ideas que son cuestionadas por la aparición abrupta de animales en el período cámbrico y por el trabajo experimental que muestra la dificultad de desarrollar nuevos genes mediante mecanismos darwinianos estándar de azar mutación y selección natural ciega. Sin embargo, con respecto a las afirmaciones del periódico de que se requerían muchos genes nuevos durante el origen de los animales, el razonamiento es sólido y demuestra de manera concluyente que miles de nuevos genes habrían sido necesarios para el origen de los animales. Marshall estaba equivocado.
No fue solo en la revista Science que Marshall atacó a Meyer en este tema. Dijo casi lo mismo en un debate de radio contra Meyer. En nuestra «Guía para los oyentes sobre el debate radiofónico de Meyer-Marshall» explicamos lo que sucedió:
Durante el debate, Marshall amplió este argumento al afirmar que el argumento de Meyer presuponía un anticuado «modelo de los años ochenta sobre cómo funcionan los genes» y que su libro «confrontaba un conjunto diferente de problemas que se remontaban a una edad más avanzada». Según Marshall, los biólogos ya no creen que la construcción de las diversas formas de animales del Cámbrico requeriría la evolución de nuevos genes (o, al menos, muchos genes nuevos). En cambio, Marshall argumentó, una vez más, que los nuevos planes corporales podrían generarse reconectando redes de genes ya existentes, especialmente aquellos que son parte de las redes de regulación de genes de desarrollo (dGRN o developmental Gene Regulatory Network) que controlan el tiempo y la expresión de genes preexistentes durante animales en desarrollo. Marshall señaló que los animales tienen muchos menos genes de los que esperábamos, y que hoy en día se piensa que «los animales usan esencialmente los mismos genes, simplemente se despliegan de forma ligeramente diferente». Al cambiar el despliegue de esos genes, volviendo a cablear sus dGRN, Marshall piensa pueden surgir nuevos planes corporales.
Vale la pena señalar que a lo largo del debate, Meyer no admitió las afirmaciones de Marshall de que los genes nuevos no son necesarios. En cambio, argumentó que incluso si asumimos por el argumento de que Marshall tiene razón en que los nuevos genes no son necesarios para construir animales, eso no resuelve el problema porque el cableado de los dGRN aún requiere una gran cantidad de información.
Problemas de información dual
En ese sentido, el nuevo documento de Nature Communications muestra que el punto de vista evolutivo de Marshall enfrenta problemas de información en dos ángulos. La figura 2c indica que, con mucho, las clases más grandes de nuevos genes en los metazoos están relacionados con la generación de proteínas de unión a ácidos nucleicos y factores de transcripción. Esto sugiere que no solo se necesitaron muchos genes nuevos en el origen de Metazoa, sino que esos nuevos genes tuvieron profundas influencias en la regulación de los genes, es decir, se involucraron con la reconexión de la Red reguladora de genes.
Por lo tanto, tanto Meyer como Marshall tenían razón en que los dGRN debían conectarse para construir animales, pero estaban en lo cierto de la manera más devastadora para el darwinismo, a saber, que el cableado del dGRNS estaba mediado por genes completamente nuevos. La demostración del artículo de que se habrían necesitado miles de genes nuevos durante el origen de los animales no es nada menos que una reivindicación espectacular de la perspectiva de Meyer sobre esta cuestión, y una fuerte falsación del punto de vista de Marshall.
Artículo publicado originalmente en inglés por Evolution News
Foto: Waptia fieldensis, por Verisimilus en la Wikipedia en inglés [GFDL, CC BY 2.5, CC BY 2.5, GFDL o CC-BY-SA-3.0], a través de Wikimedia Commons.
