2012-09-29

Complejidad Irreductible y la naturaleza de las mutaciones —Michael Behe


Darwin sabía que su teoría de evolución gradual por selección natural llevaba consigo una carga bastante pesada:


"Si se pudiera demostrar que algún organo complejo existente no pudo ser formado por modificaciones pequeñas, sucesivas y numerosas mi teoría se vendría abajo" 

Con seguridad, la mayor parte del escepticismo del siglo pasado con respecto al Darwinismo se centró en este requerimiento. Desde la cuestión de Mirvart con respecto a los estados incipientes de las nuevas estructuras hasta el rechazo por parte de Margulis a la evolución gradual, los críticos de Darwin sospechaban que su criterio de falla había sido refutado. Pero ¿Cómo podemos estar seguros? ¿Qué clase de sistema biológico no pudo ser formado por modificaciones lentas, sucesivas y numerosas?

Bien, para comenzar, un sistema que sea irreduciblemente complejo. Cuando hablo de irreduciblemente complejo me refiero a un solo sistema, compuesto por partes correctamente ensambladas, que se encuentran interactuando y que contribuyen a la función básica, en donde la remoción de alguna de las partes provoca que el sistema deje efectivamente de funcionar. Un sistema irreduciblemente complejo no puede ser producido directamente (esto es por la modificación continua de la función inicial, la cual continua su trabajo con el mismo mecanismo) por modificaciones pequeñas y sucesivas de un sistema precursor, porque el precursor de un sistema irreduciblemente complejo al cual le falte una parte no es funcional por definición. Un sistema biológico irreduciblemente complejo, si es que existe tal cosa, sería un desafío poderoso a la evolución Darwiniana. Como la selección natural solo elige sistemas que estén ya funcionando, si un sistema biológico no pudiera ser producido gradualmente este debería haber surgido como una unidad integrada, de una sola vez, para que la selección natural pudiera actuar favorablemente.

Aún si un sistema es irreduciblemente complejo (y como consecuencia no pudiera haber sido producido directamente), uno no puede excluir definitivamente la posibilidad de una ruta indirecta. Puesto que aumenta la complejidad de un sistema cuyas partes interactúan, la probabilidad de una ruta indirecta tal desciende precipitadamente. Y como se incrementa el número de sistemas irreduciblemente complejos inexplicables, nuestra seguridad de que fue refutado el criterio de falla establecido por Darwin se eleva al máximo de lo que la ciencia puede reconocer.

En abstracto, pudimos ser inducidos a pensar que la complejidad irreductible requiere simplemente de múltiples mutaciones simultaneas— tal evolución pudo ser mucho más improbable de lo que pensamos, pero no imposible. Esta apelación a la pura suerte no puede ser refutada. Aún así, estamos todavía frente a un argumento vacío. Uno bien puede decir que ayer el mundo trajo suertudamente a la existencia todas las características que presenta hoy. La suerte es una especulación metafísica; las explicaciones científicas invocan causas. Es universalmente reconocido por la mayoría que tales eventos bruscos son irreconciliables con la visión gradualista de Darwin. Richard Dawkins nos explica bien este problema:

“Es muy posible que la evolución, en conceptos actuales, no sea siempre gradual. Pero debe ser gradual cuando está siendo usada para explicar el surgimiento de órganos complejos y aparentemente diseñados, como el ojo. Si no es gradual en esos casos, cesa de tener en absoluto un poder explicativo. Sin el gradualismo en estos casos, quedamos sustentados en el milagro, lo cual es simplemente un sinónimo de ausencia total de explicación”. (2)

La razón por la que esto es así reside, por lo tanto, en la naturaleza de las mutaciones.

En bioquímica, una mutación es un cambio en el ADN. Para que sea heredado el cambio debe ocurrir dentro del ADN de una célula reproductiva. La mutación más simple ocurre cuando un único nucleótido (los nucleótidos son los ladrillos del ADN) en el ADN de una criatura es cambiado por un nucleótido diferente. Alternadamente un único nucleótido puede ser adherido o dejado fuera cuando el ADN es copiado durante la división celular. Aunque a veces, una región entera de ADN —miles o millones de nucleótidos— es suprimida o duplicada de forma accidental. Este fenómeno se considera como una única mutación, y también, por el hecho de que ocurre en un solo tiempo, un único evento. Una única mutación puede, en el mejor de los casos, producir solo un cambio pequeño en la criatura—aún si tal cambio llega a impresionarlos a ustedes como si fuese uno grande. Por ejemplo, existe una mutación bien conocida denominada antennapedia que los científicos son capaces de producir en la mosca de la fruta en condiciones de laboratorio: a la pobre criatura mutante le crecen patas por encima de la cabeza en lugar de antenas. Aunque esto les parezca a ustedes un gran cambio, realmente no es así. Las patas en la cabeza son las típicas patas de la mosca de la fruta, solo que en ubicadas en un lugar diferente.

Quizás en este punto sea muy provechoso valerse de una analogía: consideren una lista con instrucciones con varios pasos a seguir. De esta manera, en lugar de decir “escoja una tuerca de 1/4 de pulgada” una mutación dice “escoja una tuerca de 3/8 de pulgada”. O en lugar de decir “coloque el taco redondo en el orificio redondo” puede decirnos “coloque el taco redondo en el orificio cuadrado”. O en vez de “fije el asiento a la parte superior del motor” dice “fije el asiento al volante” (solo podríamos tomarlo enserio si realmente fuese posible unir las tuercas y tornillos al volante). Lo que una mutación no puede hacer es cambiar todas las instrucciones en un solo paso— es decir, construir un fax en lugar de una radio.

Como consecuencia, si miramos atrás, al escarabajo bombardero y el ojo humano, nos preguntamos si los numerosos cambios anatómicos pudieron ser acumulados por el efecto de muchas mutaciones pequeñas. La respuesta frustrante es que no podemos decir nada. Entre el aparato defensivo del escarabajo bombardero y el ojo de los vertebrados existen muchos compuestos moleculares (en el orden de decenas de miles de clases diferentes de moléculas) que están en la lista— y especular sobre si las mutaciones pudieron haberlos producido es corrientemente imposible. De la misma manera, muchas tuercas y tornillos (como también los cables, componentes de motor, volantes, y lo relacionado) son incontables. Para nosotros el debate acerca de si la evolución Darwiniana puede producir tal lista de componentes es como el que llevaban los científicos del siglo diecinueve sobre el asunto de si la célula surgió espontáneamente o no. Tales debates son poco fructíferos ya que no se conocen todos los elementos.

Sin embargo, no deberíamos perder nuestra perspectiva sobre el asunto; en otros tiempos no era posible contestar a muchas de las preguntas que generaban nuestro interés. Además, el hecho de que no podamos evaluar la pregunta sobre la evolución del ojo o la evolución del escarabajo no quiere decir que no podamos evaluar los argumentos del Darwinismo en lo que respecta a cualquier estructura biológica. Cuando nosotros descendemos desde el nivel de animales en general (como el escarabajo) o de órganos en general (como el ojo) a un nivel molecular, en muchos casos estamos capacitados para elaborar un juicio sobre la evolución ya que todas las partes de muchos sistemas moleculares son conocidas. En los próximos cinco capítulos nos toparemos con una serie de esos sistemas— y sacaremos nuestras conclusiones.

Ahora, regresemos a nuestra noción de complejidad irreductible. A esta altura de la discusión la complejidad irreductible es solo un término cuyo poder reside principalmente en su definición. Debemos preguntarnos cómo podemos reconocer a un sistema irreduciblemente complejo. Una vez conocida la naturaleza de las mutaciones ¿Cuándo podemos estar seguros de que un sistema es irreduciblemente complejo?



El primer paso en la determinación de la complejidad irreductible es especificar la función del sistema y las partes que lo componen. Un objeto irreduciblemente complejo debe estar constituido por varias partes, y todas ellas deben contribuir a su funcionamiento. A fin de evitar los problemas que encontramos en objetos extremadamente complejos (como ojos, escarabajos y sistemas biológicos multicelulares) voy a comenzar con un ejemplo mecánico muy simple: una humilde ratonera.

La función de una ratonera es inmovilizar al ratón y de esta manera impedir que realice actividades poco agradables como masticar y agujerear los sacos de harina, los cables de electricidad, o dejar pequeños recuerdos de su presencia en sectores poco barridos. Las ratoneras que utiliza mi familia constan de una serie de partes: (1) una plataforma lisa de madera, que hace de base; (2) un martillo metálico, que es el que actualmente se encarga de aplastar al pequeño ratón; (3) un muelle con extremos extendidos para presionar contra la plataforma y contra el martillo cuando la trampa se encuentre activada; (4) un cepo sensible que se suelte ante la mínima presión que se le aplique; y (5) una barra de sujeción metálica que conecte al cepo y agarre por detrás al martillo cuando la trampa este activada. (Existen también otros elementos para sujetar el sistema entre sí).

El segundo paso para determinar si el sistema es irreduciblemente complejo es preguntarnos si todos los elementos son indispensables para la función. Para este ejemplo, la respuesta es claramente afirmativa. Imagina que te encuentras leyendo en una de esas noches, escuchas ruiditos de pequeñas patas y luego vas a buscar alguna ratonera en tu caja de herramientas. Desafortunadamente, debido a fallas de fábrica, te das con que a la trampa le falta de una de las partes listadas arriba. ¿Cuál de las partes falta? ¿Todavía es posible atrapar al ratón? Si la base de madera fuera quitada, no habría una plataforma a la cual fijar el resto de los elementos. Si se quitara el martillo, el ratón podría bailar toda la noche sobre la plataforma sin que sea aprisionado contra la base de madera. Si no hubiera muelle, el martillo y la plataforma se encontrarían flojamente articulados, y una vez más el roedor quedaría con ningún impedimento. Si no existiera el cepo o la barra de sujeción, el muelle dispararía el martillo tan pronto como quites el dedo del mismo; en este caso, para usar una trampa como esta, deberías andar cazando a los ratones mientras mantienes abierta la trampa, sujetándola tu mismo.

Para sentirse poderosamente convencidos de que un sistema es irreduciblemente complejo y que por consiguiente no tiene precursores funcionales, necesitamos hacer una distinción entre un precursor físico y un precursor conceptual. La trampa descripta arriba no es el único sistema que capaz de inmovilizar un ratón. En otras ocasiones, mi familia usó una trampa de pegamento. En teoría, uno hasta podría utilizar como trampa una caja sostenida con un palo. O simplemente dispararle al ratón con un revólver. Estos no son precursores físicos de la ratonera estándar ya que no pueden ser transformados, a través un proceso darwiniano en etapas, en una trampa con una base, martillo, muelle y barra de sujeción.

Para aclarar el punto anterior consideremos esta secuencia: patineta, monopatín, bicicleta, moto, auto, avioneta, cazabombardero, transbordador espacial. Se parece a una progresión natural, en primer lugar, porque se trata de una lista de objetos que sirven como medio de transporte, y en segundo, porque están secuenciados en orden de complejidad. Se encuentran conceptualmente conectados y unidos entre sí en una única secuencia. Pero ¿Es una bici el precursor físico (y potencialmente darwiniano) de una moto? No. Solo es un precursor conceptual. Jamás en la historia una motocicleta, ni siquiera la primera, fue construida por modificación de una bici, de manera escalonada. Podría, incluso, darse con facilidad el caso de algún chico que un sábado a la tarde junta una bici vieja, el motor de la antigua cortadora de pasto, algunas partes sobrantes de otro aparato (con unas cuantas horas de esfuerzo) y se construye para sí una motocicleta. Pero esto no hace más que demostrar que solo los humanos son capaces de diseñar sistemas irreduciblemente complejos, con los cuales ya estamos familiarizados. Para que sea un precursor con el sentido que Darwin le dio al término, debemos demostrar que la moto puede ser construida a base de “modificaciones lentas, sucesivas y numerosas” de una bicicleta. 

Permítanme que intente hacer evolucionar a una bici en una moto por la acumulación gradual de mutaciones. Imaginen que una fábrica produjo bicicletas, pero que por casualidad cometió un error de manufactura. Déjenme tentarlos a pensar que si el error produjo una mejoría en la bicicleta, luego los amigos y vecinos del suertudo comprador debieron demandar bicis similares, y la fabrica debió reformarse de manera que se hiciese de la mutación una característica permanente. De la misma manera que las mutaciones biológicas, las mutaciones mecánicas exitosas debieron reproducirse y difundirse. Sin embargo, si tomamos nuestra analogía como relevante para la biología, cada cambio solo puede ser una modificación pequeña, duplicación o reordenamiento de los componentes preexistentes y el cambio debe mejorar la función de la bicicleta. De esta manera, si la fábrica, por error, incrementó el tamaño de una tuerca o disminuyó el diámetro de un tornillo, o le agregó otra rueda al eje delantero o perdió la llanta trasera, o coloco un pedal sobre el manubrio o le agregó rayos extra, si alguno de estos cambios pequeños mejoró el desplazamiento de la bicicleta, luego este perfeccionamiento sería dado a conocer inmediatamente por su comercialización publica y las bicis mutadas deberían, en una verdadera moda Darwiniana, dominar el mercado.

Dadas las anteriores condiciones ¿Podemos hacer evolucionar una bici en una motocicleta? Podemos estar yendo en la dirección correcta al hacer, mediante un proceso de pequeñas etapas, el asiento más confortable, las ruedas más grandes, y aún (asumiendo que a nuestros consumidores les gusta el look del “ciclista”) imitando el diseño general en varios aspectos. Pero una moto requiere de combustible como recurso y la bici no tiene nada que pueda ser modificado en pequeños pasos hasta ser transformado en un tanque de gasolina. Y ¿Qué parte de la bici debe ser duplicada para empezar a construir el motor? Si un eventual accidente trajese un motor cualquiera desde una fábrica vecina hasta la fábrica de bicicletas, el motor debería ser montado en la bicicleta y conectado en la vía correcta que lo acople a la cadena que hace girar la rueda trasera. ¿Cómo puede ser hecho esto, paso a paso, a partir de las partes de una bici? Una fábrica que produce bicicletas simplemente no pudo producir un motor por selección natural actuando sobre las variaciones— por “modificaciones pequeñas, sucesivas y numerosas”— y de hecho no existe un ejemplo en la historia acerca de un cambio complejo que haya ocurrido de esa manera en un producto.

Por consiguiente, una bici quizas sea el precursor conceptual de una motocicleta, pero no uno físico. La evolución Darwiniana requiere de precursores físicos. 


REFERENCIAS:
(1) Darwin, C. (1872) Origin of Species, 6th ed. (1988), New York University Press, New York, p. 154.

(2) Dawkins, R. (1995) River Out of Eden, Basic Books, New York, p. 83. 

Autor: Michael Behe. Recibio el doctorado en Bioquimica de la Universidad de Pensilvania en el año 1978. Actualmente trabaja como profesor en la Universidad de Leigh, como investigador en el Discovery Institute. Es uno de los principales teóricos del Diseño Inteligente y ha escrito varios libros sobre la temática. Su libro Darwin's Black Box: The Biochemical Challengue to Evolution fue seleccionado por la revista National Review y World como uno de los 100 libros más importantes del siglo 20. 

Traductor: Daniel Alonso - Estudia Licenciatura en Ciencias Biológicas en la UNT, Argentina.

De: Behe, M. (1996) Darwin's Black Box: The Biochemical Challengue to Evolution, 10th ed. (2006) Free Press, New York, p. 39-45.



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