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Tengo una pregunta para usted, anti-evolucionista abril 25, 2008

Posted by Manuel in ciencia, educación, evolucion, sociedad.
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Esta pregunta está dedicada a aquellas personas que piensan (por el motivo que sea) que la teoría de la evolución es falsa. Antes de efectuar la pregunta quisiera fijar las reglas del juego, para que el debate sea lo más ágil posible:

 

1. Partimos de la premisa de que la teoría de la evolución es falsa. Por tanto no van ser necesarios ni largos discurso criticándola, ni hombres de Piltdown, ni cosas por el estilo.

 

2. Suponemos que al ser anti-evolucionista no estará de acuerdo en que esta teoría se enseñe en clase de ciencias.

 

3. Este punto es más peliagudo y pueden que no todos estén de acuerdo. Existen alternativas a la teoría de la evolución llamadas “ciencia de la creación” (ver por ejemplo lo que opina Ken Ham al respecto) u otra  llamada “diseño inteligente”.

 

4. En esta creo que todos coincidiremos. Existe una gran diversidad biológica. Hay un gran número de especies en el planeta.

 

5. Esto también podría ser conflictivo para algunas personas: en clase de ciencias se debe de enseñar el pensamiento científico, a razonar, a plantear hipótesis y descartar dogmas o supersticiones. Bajo ese punto de vista se debe preferir como alternativa racional que, ante la aparición de una luz en el cielo, se explique antes como un fenómeno meteorológico que como la aparición de un  OVNI.

  

Y aquí va mi pregunta. Dado que en clase de ciencias no se puede enseñar la teoría de la evolución, y que es humano plantearse como se ha generado la diversidad biológica de la que goza nuestro planeta, ¿qué explicación alternativa, basada en pruebas científicas, podemos enseñar?.

 

 

La mutación como motor de la evolución abril 25, 2008

Posted by Manuel in ciencia, educación, evolucion, mutaciones.
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A estas alturas de la película creo que todos sabemos perfectamente lo que es una mutación, un cambio en la información genética de un ser vivo. Estos cambios que tienen como diana el DNA pueden tener diversas causas: físicas (como por ejemplo las radiaciones ionizantes), químicas (como los análogos de las bases nitrogenadas) o biológicos.

 

Uno de los principales responsables biológicos de mutación es la propia maquinaria de replicación del DNA. Las proteínas encargadas de replicar el DNA, en ocasiones cometen errores, y aunque existen otras proteínas encargadas de revisar el proceso de duplicación, éstos también fallan, consiguiendo como mucho disminuir la tasa de mutación. Pero éste no es el único mecanismo de que aparezcan mutaciones en el DNA, de hecho este material genético es muy “plástico” y se reorganiza con relativa frecuencia, incrementando la variabilidad génica. ¿Y qué fenómenos pueden promover esa variabilidad?. Uno de los ejemplos mejor estudiados es el de la meiosis, durante ese proceso, se mezclan fragmentos génicos de cada uno de los progenitores para formar los cromosomas de las células reproductoras.

 

Quizá menos conocidas, pero igual de importantes en incrementar la tasa de mutación son los transposones, elementos móviles con la capacidad de “saltar” en los genomas silenciando unos, activando otros, etc. Todo va a depender de la región a que se muevan. También existen fenómenos de recombinación, duplicación y reordenamiento que generan nueva variabilidad.

 

En bacterias, esto se ve incrementado, la avidez a ganar/perder información es enorme. De hecho, la dificultad de definir especie en microorganismos viene motivada por su capacidad de adquirir o perder enormes cantidades de DNA. Las bacterias poseen elementos extracromosómicos llamados plásmidos que pueden suponer hasta el 20% de la información de un genoma y con una gran facilidad para ser transmitidas por conjugación (que es un fenómeno sexual) a otras bacterias de incluso especies diferentes!!!. Por si esto fuera poco hay bacterias hipermutadoras, están capacitadas para que, ante determinadas condiciones ambientales, su variabilidad genética sea enorme!. Estos microorganismos, como se puede suponer, son de gran utilidad para la industria biotecnológica.

 

Ya los mismos científicos que describieron los procesos de evolución apuntaron a la mutación como uno de los motores de ésta. En cuanto se supo que el DNA era el responsable de la herencia (y eso se supo gracias a Avery, McLeod y McCarthy) y que los genes residían en cromosomas (cosa que demostró Morgan) se analizó el papel de la mutación como uno de los motores de la evolución.

 

El principal problema estriba en que la inmensa mayoría de las mutaciones que se producen son letales, perjudiciales o neutras (ni benefician ni perjudican). Eso significa que en la mayoría de los casos los organismos mutantes van a estar en desventaja ante la selección natural. Pero también es verdad que también existen mutaciones beneficiosas, aunque éstas aparezcan con mucha menor frecuencia. Esto es negado sistemáticamente por los creacionistas, los cuales afirman que las mutaciones beneficiosas no existen (aunque si admitan la variabilidad génica). Bien, en primer lugar tendremos que definir que es “ser beneficioso para”. Una mutación beneficiosa sería aquella que permite a un organismo adaptarse mejor al medio en el que está, o bien dotarles de una nueva función que le permitiría expandirse a un nuevo habitat donde quizás encuentre menor competencia. Así por ejemplo, para una bacteria sería beneficioso sobrevivir a la presencia de un antibiótico, por mucho que a nosotros esas mutaciones nos traigan de cabeza. También le puede suponer a una bacteria un beneficioso ganar la capacidad de degradar un nuevo metabolito de los que hay en el ambiente.

 

Estas mutaciones significan ganar nuevas funciones y beneficios para el organismo mutado. Pero los creacionistas dicen que estas mutaciones no existen, y en la conservipedia podemos leer “las mutaciones que crean nueva información genética nunca han sido observadas”.¿Qué alternativa elegimos?.

 

Bien, ya conocemos la capacidad de los creacionistas de distorsionar la información genética en beneficio propio (y eso en aquellos que son capaces de entender esa información). Así que buceemos en la literatura científica a ver que encontramos:

 

Adaptación a altas y bajas temperaturas en la bacteria E. coli

 

-Bennett, A.F., Lenski , R.E. y Mittler, J.E. (1992) Evolutionary adaptation to temperature I. Fitness responses of Escherichia coli to changes in its thermal environment. Evolution, 46: 16-30.

No está mal, podrá colonizar ambientes de gradiente de temperatura; por ejemplo las que se adapten a bajas temperaturas podrán vivir mejor fuera del intestino (uno de los habitats naturales de esta bacteria) o las adaptadas a altas temperaturas se adaptarán al intestino de otros mamíferos cuya temperatura es superior a la nuestra.

 

Adaptación a crecer en la oscuridad del alga Chlamydomonas. Esta alga necesita hacer la fotosíntesis para vivir, sin embargo se han aislado mutantes que pueden vivir en baja cantidad de luz, o incluso sin luz.

-Collins, S. and Bell, G. (2004) Phenotypic consequences of 1,000 generations of selection at elevated CO2 in a green alga. Nature 30:566-569.

 

Adaptación a crecer en ambientes pobres en fosfato por parte de levaduras. El fosfato es un elemento indispensable para la vida, ser más eficientes en su metabolismo/reciclaje les puede permitir colonizar ambientes menos ricos en fosfato, aunque quizás más ricos en otras elementos indispensables.

-Francis, J.E. and Hansche, P.E. (1972) Direct evolution of metabolic pathways in microbial populations. I. Modification of the acid phosphatase pH optimum in Saccharomyces cerevisiae. Genetics, 70: 59-73.

-Francis, J.E. and Hansche, P.E. (1973) Direct evolution of metabolic pathways in microbial populations. I. A repeatable adaptation in Saccharomyces cervisiae. Genetics, 74: 259-265.

 

Evidencias de divergencia genética y mutaciones beneficiosas después de 10.000 generaciones. Un estudio general dónde se muestra que las mutaciones beneficiosas existen y son seleccionadas a lo largo del tiempo.

-Papadopoulus, D., Scheneider, D., Meier-Eiss, J., Arber, W., Lenski, R.E., Blot, M. (1999). Genomic evolution during a 10,000 generation experiment with bacteria. Proc Natl Acad Sci USA 96: 3807-3812.

 

Adaptación de una levadura a un medio limitante en glucosa gracias a una duplicación génica y posterior selección natural.

-Brown, C.J., Todd, K.M., Rosenzweig, R.F. (1998). Multiple duplications of yeast hexose transport genes in response to selection in glucose-limited environment. Mol Biol Evol 15: 931-942.

 

Evolución de nuevas funciones enzimáticas por recombinación dentro de un gen. Esto incrementa la capacidad metabólica del organismo en cuestión

-Hall, B.G., and Zuzel, T. (1980) Evolution of a new enzymatic function by recombination within a gene Proc Natl Acad Sci USA 77: 3529-3533

 

Cambios en la especificidad de sustrato durante la evolución hacia nuevas funciones. Al variar la especificidad del sustrato puede ocurrir que la reacción catalizada pierda algo de eficacia, pero queda de sobra compensado por el hecho de que se ha adaptado a utilizar una mayor cantidad de sustratos.

-Hall B.G. (1981) Biochemistry 20: 4042-4049.

 

El 12% de las mutaciones al azar en una bacteria incrementan el rendimiento en un ambiente determinado. De nuevo un par de estudios generales que muestran como, aunque minoritarias, las mutaciones beneficiosas existen.

-Remold, S.K. and Lenski, R.E. (2001) Contribution of individual random mutations to genotype-by-environment interactions in Escherichia coli.

-Evolución de un organismo unicellular a un grupo multicelular.

Borass, M.E. (1983) Predator induced evolution in chemostat culture. EOS. Transactions of the American Geophysical Union 64: 1102.

 

 

Bien, estos son solo algunos de los ejemplos de mutaciones beneficiosas reportadas en la literatura. Ahora los creacionistas pueden o bien taparse los ojos para no verlas o irse a cantar misa (nunca mejor dicho).