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Dicen unos investigadores: Los animales surgen en un instante por casualidad

Evolution News & Views | 16 de febrero de 2016

Un viejo predicador anotó en sus notas de sermones: «Si la demostración no es convincente, golpea más duro el púlpito». Lo mismo parece suceder siempre que se anuncia algún nuevo éxito importante para la evolución. Un reciente titular de la Universidad de Oregón anunció: «Una mutación, una combinación de proteínas, y la vida se hizo multicelular». Sarah Kaplan, del Washington Post, subió al púlpito e hizo una invocación estremecedora: «Nuevo descubrimiento sorprendente: Hace 600 millones de años un accidente biológico lo cambió todo».

¿Cómo? Bueno, en el juego de azar de la evolución, las mutaciones en el ADN que se transmiten pueden ser como malas fotocopias, pero…

Pero si el error se produce exactamente de la manera adecuada,  lo increíble puede ocurrir: resistencia a las enfermedades, visión más aguda, pies más rápidos, cerebro grande, picos mejores para los pinzones de Darwin.  [Negritas añadidas]

Antes que podamos recuperar el aliento, Kaplan golpea el púlpito con más fuerza:

En un trabajo publicado esta semana en la revista de acceso gratis eLife, los investigadores dicen que han identificado lo que bien pudiera ser uno de los más grandes errores que se haya visto de la evolución al copiar: la mutación que permitió a nuestros antiguos predecesores protozoarios evolucionar a organismos complejos multicelulares

Increíblemente, en el mundo de la biología evolutiva, todo lo que hizo falta fue un pequeño giro, un gene, y nació la vida compleja tal y como la conocemos en la Tierra.

Kaplan no ha alcanzado aún el clímax de su retórica, pero antes de quedar barridos por la actuación, hagamos una pausa para echar un vistazo a la evidencia. Procede de un artículo en eLife cuyo autor principal es Kenneth Prehoda, de la Universidad de Oregón, quien, con ocho más, informó acerca de la «Evolución de una antigua función proteica involucrada en la organización multicelular de los animales».

Básicamente, lo que dicen es que una simple mutación «reprogramó» una enzima que hizo posible el carácter multicelular. Una enzima común, la guanilato-cinasa (gk), usada por todos los seres vivientes para regular el suministro de nucleótidos al código genético, sufrió una mutación que le permitió aprender una nueva función. La nueva enzima GKPID, que se encuentra principalmente en los animales y los coanoflagelados, es importante para la adhesión de las células y la orientación de los husos acromáticos. La mutación le dio una nueva forma, que le permitió fijarse a un ligando distinto. Algún tiempo después, la GKPID halló una nueva pareja en la Pins, una proteína de la membrana interior que (con algunas enzimas ayudadoras) conecta al microtúbulo del huso acromático y al complejo que recibe las señales de las células vecinas. La revista Astrobiology Magazine explica por qué eso parecía ser significativo:

En células de una amplia variedad de especies animales, el huso acromático está rotado con relación a las células vecinas por medio de una estructura proteica conocida como dominio de interacción proteico de la guanilato-cinasa (GK-PID). La misma actúa como una especie de argolla molecular al unir dos moléculas compañeras diferentes: una proteína «ancla» en la parte interna de la membrana celular, que indica la posición de las células adyacentes y una proteína motora que atrae los filamentos del huso mitótico. Una vez enlazadas por la GK-PID, las motoras mueven los cromosomas hacia las anclas, orientando a las nuevas células hijas para alinearlas con las células vecinas.

El propio Prehoda dice lo esencial de la idea en un video clip.

Es una historia perfecta: una mutación aleatoria en una encrucijada crítica de la historia de la vida abre un mundo de posibilidades para que las células funcionen juntas. Es justamente lo que Darwin soñó: un proceso no guiado, una co-opción, una innovación, en el lugar correcto y el momento adecuado, para crear infinitas formas, cada una más hermosa. No es de extrañar que esta historia repercutiera por todo el mundo en forma de titulares exagerados como el de Kaplan. ¡Golpea más duro el púlpito!

En el mundo salvaje de la vida pre-compleja, este evento fue de varios órdenes de magnitud mejor que Twitter para organizar los organismos. Todo ejemplo de células que colaboran que ha surgido desde entonces, desde los trilobites de hace 500 millones de años, a los dinosaurios, los mamuts peludos y usted, probablemente ha dependido de esta u otra mutación similar.

Tendremos que añadir ésta a las explicaciones de la Explosión Cámbrica. ¡Mutación – trilobites!

No se puede culpar a Kaplan ni a los demás reporteros por aceptar esta suposición y llenar todo el árbol evolutivo con ella. En la cobertura de Astrobiology Magazine, el coautor Joe Thornton dijo: «Aquella simple mutación antigua produjo una función molecular completamente nueva, que ayudó a preparar las condiciones para que al final evolucionaran los animales multicelulares». Por cierto, Prehoda le dijo al periódico Register-Guard, de Oregón:

Desde el punto de vista de la microbiología, no hay discusión sobre la evolución. «Usted puede hacer que ocurra la evolución en una escala de tiempo corta, en un laboratorio. Hemos presenciado la evolución. La evolución es un hecho, es incuestionable.

Prehoda dijo esto, casualmente, en respuesta a «la ira de los anti-evolucionistas» cuando la historia se difundió. La reportera Diane Dietz dice en su artículo: «Un trabajo de unos investigadores de la Universidad de Oregón sobre la evolución provoca un debate; dice que la transformación de los organismos unicelulares en criaturas multicelulares ocurrió con más facilidad que lo que creían muchos científicos». Y sigue diciendo:

Un trabajo sobre biología evolutiva que él y sus coautores publicaron este mes en eLifeSciences, una revista electrónica especializada, fue tan innovador que los científicos de todo el país tomaron nota de él, y tan provocativo que fue un llamado a la acción para los oponentes de la teoría de la evolución.

¡Estos anti-evolucionistas...! Todo lo que tienen es religión.

Por contraste, la teoría del llamado diseño inteligente, propuesta por creyentes que dicen que una entidad divina creó a los humanos, está basada en la idea de que los organismos son tan complejos que no pudieron haber surgido por un proceso de evolución aleatorio, paso a paso. Como resultado, Prehoda halla ahora su buzón de correo electrónico repleto de mensajes de anti-evolucionistas molestos.

El mensaje general de los que escriben es: «Usted dice que venimos de células y monos, pero venimos de Dios» – dijo Prehoda.

Obviamente, no es así como discuten los partidarios del Diseño Inteligente. La historia de Prehoda está tan plagada de errores científicos y lógicos, que no hace falta una asistencia divina para señalarlos. Ann Gauger ha hecho una crítica calmada y especializada de una historia similar del año pasado sobre el origen de la vida multicelular, sin mencionar a Dios, la religión, ni las creencias personales. Si seguimos su ejemplo:

  1. La aseveración se basa en evidencia circunstancial.
  2. Es muy difícil hacer un «viaje molecular en el tiempo» cuando se está trabajando con células vivas, sin presuponer un ancestro evolutivo común.
  3. Si la guanilato-cinasa fue cooptada para convertirse en GKPID, ¿qué hay con todas las demás cosas con las que ella se conecta? ¿Todo fue cooptado para hacerlo diferente, incluyendo el complejo de Pins de la membrana y los microtúbulos del complejo del huso acromático. Uno no puede exagerar la cooptación, o de lo contrario terminará sacando de la nada.
  4. Es bueno que las células con GKPID puedan orientar sus husos hacia las células vecinas, pero eso está bien lejos del carácter multicelular. Si una célula tiene la mutación, de todas maneras no tiene como objetivo alinearse con la vecina. Nada interesante ocurrirá (a menos que uno asuma que la «evolución» se aferre a esta nueva capacidad): Ciertamente, si todos los coanoflagelados obtienen la mutación, lo más que pueden hacer es alinearse con las células vecinas de una manera caótica, no guiada.
  5. La señal de las células adyacentes tiene que ser interpretada; no ocurrirá nada interesante si la mutante exclama: «¡Tengo mi argolla lista!» y la de al lado está sorda o responde «No comprendo».
  6. La crítica de Ann Gauger al trabajo anterior merecen la pena de ser repetidas: mucho, mucho más hace falta. Una de las colonias «más sencillas», la de Volvox, tiene reproducción sexual, alternación de generaciones, inversión, enzimas digestivas, regulación de los genes, funciones especializadas, y más.
  7. Los autores emplean copiosamente términos arbitrarios como antiguo y primitivo. Estos términos presuponen lo que ellos necesitan demostrar de la evolución. No hay nada primitivo en un coanoflagelado que tiene su código genético, sus ribosomas, su flagelo y todas las complejidades de una célula viva.
  8. Incluso aunque una guanilato-cinasa se diferencie del GKPID en una mutación, ambos son funcionales dentro de sistemas complejos y redes regulatorias. Muchas otras proteínas tiene estructuras similares pero funciones diferentes. El carácter similar no demuestra un antepasado común.
  9. Si el GKPID apareció por mutación, ¿cómo supo el resto de las células qué era lo que había que hacer con él? Tenía que haber habido un código genético y una regulación genética. A menos que la nueva función esté codificada en armonía con los sistemas que regula, será tratada como un defecto y eliminada. Pensar que enseguida va a ser útil huele a lamarckismo.
  10. Los autores admiten un «largo espacio de tiempo» entre la mutación y la capacidad de unirse con el complejo Pins y el de orientación del huso acromático. ¿Era esto una «capacidad latente» que estaba sentada ociosa, esperando ser utilizada? «Estamos de acuerdo en que esto es intrigante» - admiten ellos -  «Debido a que cualquier cosa que digamos aquí sería muy especulativa no hemos entrado en mucho detalle acerca de este punto». Aún más intrigante, el GKPID no se acopla con el complejo Pins en el mismo organismo, sino ¡sólo con el de otra mosca de las frutas!

 

En un arranque de modestia epistémica, los autores admiten que su suposición realmente no vale de mucho. Es un caso de generalizaciones deslumbrantes, en el mejor de los casos, endulzadas con grandes esperanzas.

Nuestros análisis no establecen una historia completa del complejo de orientación del huso acromático. Muchos pasos claves faltan por ser reconstruidos, incluyendo cuándo y cómo evolucionó la interacción entre el GKPID y el KHC-73, los mecanismos mediante los cuales el Pin adquirió su vinculador y las secuencias GoLoco, y la relación de esos componentes con otros complejos y vías moleculares involucrados en la orientación del huso acromático de los animales. A pesar de estas faltas de conocimiento, nuestras observaciones establecen una visión general de la historia del complejo GKPID, producen una reconstrucción detallada del mecanismo de un evento clave y señalan la importancia de reusar las moléculas – y superficies específicas dentro de ellas – para nuevos propósitos fortuitos que tienen la posibilidad de convertirse en biológicamente esenciales.

De forma poco usual para un periódico, éste incluye el diálogo entre los reseñadores y los autores. Las críticas y las respuestas valen bien la pena de ser leídas. A pesar del interés de los editores por publicar este trabajo, estaban claramente preocupados por la tendencia de los autores a exagerar su caso.

Nuestras crítica principal es que la interpretación general está exagerada debido al papel central que se le da al KHC73-DLG-PINS en la orientación del huso en todos los animales y en el carácter multicelular en general y con relación a que la orientación sea una novedad exclusiva de los animales. También pensamos que se necesitan algunas aclaraciones o cáveats con respecto a los experimentos de la posición en los Coanoflagelados. Por último, creemos que sería útil para el manuscrito una discusión ulterior de algunos aspectos intrigantes de la co-evolución del GKPID y el PINS (o la ausencia de la misma).

Los editores expresaron «exagerado» muchas veces. Avergonzados, los autores confesaron y se arrepintieron un poco:

Hemos modificado el texto de numerosas formas para ser más cuidadosos en este punto y para basar nuestras afirmaciones de manera más sólida en lo que se conoce en la literatura….

De manera más general hemos revisado el texto y hemos cambiado la redacción para eliminar la impresión de que el complejo GKPID es el único motor de la orientación del huso en todos los animales y en todos los tipos de células y para evitar la implicación de que la evolución del complejo GKPID explica todos los casos de orientación del huso en todos los animales.

Desafortunadamente, esta confesión no llegó hasta el sermón de Kaplan ni la rimbombancia de Prehoda: «Hemos presenciado la evolución. La evolución es un hecho, es incuestionable». ¿Exagerado? Eso es un eufemismo.

Crédito de la imagen: Colonia de coanoflagelados, por  by Ken Prehoda vía Universidad de Oregón.