La evolución de la aptitud mejorada: Correspondencia con Lee Spetner

1. Introducción

En junio de 2000, un lector de mi ensayo de Talk.Origins La evolución de la aptitud mejorada sugirió que solicitara una respuesta del Dr. Lee M. Spetner. El libro de Spetner, "Not by Chance", ataca la teoría de la evolución utilizando argumentos de la teoría de la información, en un esfuerzo por apoyar una alternativa de "creación" mal articulada. Le envié un correo electrónico a Spetner y se produjo una correspondencia extensa (y, en mi opinión, interesante), a la que acordamos vincular al ensayo original de Talk.Origins. La correspondencia sin editar es difícil de seguir. No se establecieron límites de longitud para ninguno de nosotros, y muchos puntos planteados por cada uno de nosotros fueron abordados por el otro en comentarios dispersos a lo largo de varios correos electrónicos sucesivos. Para hacer la correspondencia legible, he reunido los diversos argumentos relevantes a un tema particular en el debate. Esta versión contiene la mayoría de los argumentos centrales de la correspondencia, pero debido a limitaciones de tiempo, algunos han sido omitidos. Esta versión editada no ha sido aprobada por Spetner, y es probable que tenga más réplicas. La correspondencia se actualizará periódicamente conforme lo permita el tiempo.

En su primera publicación de nuestra correspondencia, Spetner preparó el escenario, expresando su opinión de que si las especies complejas modernas ocurrieron a través de la "gran barrida de la evolución" como se concibe en la teoría neodarwinista (TND), las mutaciones que añadían información novedosa al "biocosmos" debieron haber ocurrido. Según Spetner, sin embargo, ninguna de las mutaciones observadas en modelos experimentales de evolución realmente añade información según su análisis; por lo tanto, Spetner concluye que, sin importar cuántas mutaciones del tipo observado hayan ocurrido, no podrían explicar el aumento de información genómica postulado por la evolución. A continuación se presenta el texto del inicio de la publicación de Spetner, y mis respuestas a algunos puntos menores. Los comentarios de Spetner aparecen en tipo más pequeño, y las sangrías sucesivas indican respuestas sucesivas a puntos individuales. Los comentarios editoriales realizados para esta recopilación de nuestra correspondencia se indican [entre corchetes].

Estoy escribiendo este ensayo en respuesta a una solicitud de Edward E. Max para comentar su publicación The Evolution of Improved Fitness (actualizada el 12 de julio de 1999). Su ensayo es un intento de defender la teoría evolutiva contra los ataques de los creacionistas. Aunque Max logró algunos puntos contra algunos supuestos argumentos creacionistas, no logró defender la evolución darwiniana contra mi ataque a ella en mi libro Not By Chance. No mencionó mi libro en su publicación, pero sí lo citó en su solicitud de mis comentarios. También aprovecharé esta oportunidad para aclarar algunos temas en mi libro sobre los cuales algunos lectores me han escrito.

El mensaje principal de la evolución es que toda la vida descendió con modificaciones de una supuesta fuente primitiva única. Yo llamo a esto el gran recorrido de la evolución. El mecanismo ofrecido para el proceso de modificación es básicamente el darwiniano de una larga serie de pasos de variación aleatoria, cada uno seguido por la selección natural. La variación se entiende generalmente hoy en día como mutaciones aleatorias en el ADN.

Esa fuente primitiva de la vida se asume lo suficientemente simple como para que pudiera haber surgido de material no vivo por azar. No existe hoy en día ninguna teoría que pueda explicar tal evento, pero no abordaré ese tema aquí. Eso es para otro lugar y otro tiempo. Lo relevante para esta discusión es que el requisito de que la vida surgió espontáneamente establece, como mínimo, un límite superior estricto sobre la complejidad y el contenido de información de la supuesta primera organización capaz de reproducirse por sí misma, y por lo tanto servir como vehículo desde el cual lanzar la evolución darwiniana. El tema que abordo aquí es el supuesto desarrollo de toda la vida por el proceso neodarwiniano de mutación aleatoria y selección natural, comenzando desde un comienzo lo suficientemente simple.

A pesar de la insistencia de los evolucionistas de que la evolución es un hecho, en realidad no es más que una historia improbable. Nadie ha demostrado nunca que la macroevolución pueda funcionar. La mayoría de los evolucionistas asumen que la macroevolución es simplemente una larga secuencia de eventos microevolutivos, pero nadie ha demostrado nunca que sea así. (Aquellos pocos evolucionistas que sostienen que la macroevolución es realmente diferente de la microevolución han cambiado su historia varias veces desde que la presentaron por primera vez, y su mecanismo es tan difuso que no puedo decir qué es. John Maynard Smith parece estar de una opinión similar.)

Para que el gran proceso de la evolución funcione, deben ser posibles largas secuencias de mutaciones "beneficiosas", cada una construyendo sobre la anterior y confiriendo una ventaja selectiva a la organización. El proceso debe ser capaz de llevar no solo de una especie a otra, sino a todo el avance de la vida desde un comienzo simple hasta la complejidad completa de la vida hoy en día. Debe haber una larga serie de mutaciones posibles, cada una de las cuales confiera una ventaja selectiva a la organización para que la selección natural pueda hacer que tome el control de la población. Además, debe haber no solo una, sino muchas series de este tipo.

La cadena debe ser continua en el sentido de que en cada etapa un cambio de un par de bases en algún lugar del genoma puede llevar a una organización más adaptativa en algún contexto ambiental. Es decir, debe ser posible continuar subiendo una colina "adaptativa", un cambio de base tras otro, sin quedarse atascado en un máximo adaptativo local. Nadie ha demostrado nunca que esto sea posible.

Ahora uno podría decir que si la evolución se quedara atascada en un máximo local, un gran cambio genético como una recombinación o una transposición podría llevarla a otra cumbre más alta. Sin embargo, los grandes cambios adaptativos son altamente improbables. Son órdenes de magnitud menos probables que obtener un cambio adaptativo con una sola sustitución de nucleótido, lo cual en sí mismo es improbable. Nadie ha demostrado que esto sea posible tampoco.

Además, como he notado en mi libro, las grandes mutaciones como las recombinaciones y transposiciones están mediadas por enzimas especiales y se ejecutan con precisión - no el tipo de hechos que uno esperaría de eventos que se supone que son productos del azar. Los evolucionistas eligieron el mecanismo de la aleatoriedad, por cierto, porque no podemos pensar en ninguna otra manera en que las mutaciones beneficiosas podrían ocurrir en ausencia de una ley que las pudiera gobernar. Las reorganizaciones genéticas pueden no ser realmente aleatorias en absoluto. No parecen calificar como las mutaciones aleatorias que los neodarwinistas pueden invocar siempre que sea necesario para escapar de un máximo adaptativo local.

Los evolucionistas pueden argumentar, y con razón, que no tenemos manera de observar largas series de mutaciones, ya que nuestro tiempo de observación está limitado a un intervalo relativamente corto. Nuestras observaciones genéticas de los últimos 100 años son más bien como una instantánea de la evolución en lugar de un intervalo representativo en el cual podamos buscar la serie larga de cambios requerida. Pero nuestra incapacidad de observar tales series no puede usarse como justificación para la suposición de que las series que requiere la teoría darwiniana realmente existen.

Estoy de acuerdo en que no hay ejemplos definitivos donde un cambio macroevolutivo (como el desarrollo de los cetáceos a partir de mamíferos terrestres) haya sido demostrado que resulte de una cadena específica de mutaciones. Y estoy de acuerdo con su comentario adicional de que "no tenemos forma de observar una larga serie de mutaciones". Pero usted continúa diciendo que "nuestra incapacidad para observar tales series no puede usarse como justificación para la suposición de que la serie que requiere la teoría darwiniana realmente existe". En mi opinión, una conclusión igualmente razonable sería que nuestra incapacidad para observar tales series no puede usarse como justificación para la suposición de que tal serie de mutaciones NO ocurrió. En ausencia de datos concluyentes que definan tal serie, si queremos distinguir entre varias hipótesis para explicar el origen de las especies, debemos confiar en otros datos, como los de varios sistemas modelo de laboratorio que muestran adaptaciones en marcos de tiempo lo suficientemente cortos como para observarlos. Luego, debemos extrapolar lo mejor que podamos la información aprendida de estos sistemas modelo a las preguntas sobre el origen de las especies. Esta extrapolación desde sistemas modelo de laboratorio hacia sistemas no observables en el laboratorio es el método científico común a la medicina, la astronomía, la química, la meteorología, la física, etc.

Ahora Ed, ¡eso es ridículo! Esas dos afirmaciones no son simétricas. No tengo que asumir que la serie no ocurrió para hacer un caso sobre la insuficiencia de la TND. Tú, quien basa tu teoría de la evolución en la ocurrencia de tal serie, estás obligado a demostrar que existe, o al menos que es probable que exista. Estás obligado a demostrar una existencia. Yo no estoy obligado a probar una no-existencia.

[Creo que hay cierta confusión semántica aquí sobre la palabra "justificación" en la frase de Spetner: "Pero nuestra incapacidad de observar tales series no puede usarse como justificación para la suposición de que la serie que requiere la teoría darwiniana realmente existe". Él tiene razón en que la aceptación de la TND implica la creencia de que una serie de mutaciones sucesivas (incluyendo duplicaciones y translocaciones) ocurrió en la evolución de un genoma primitivo antiguo hacia el genoma complejo de una especie moderna. Debido a que solo podemos acceder a genomas de especies modernas (o muy recientes), nunca podemos obtener la evidencia directa -es decir, una lista completa de esas mutaciones- que algunos anti-evolucionistas (por ejemplo, Behe) parecen pensar sería necesaria para apoyar la TND. En ausencia de tal evidencia directa, parece inútil argumentar qué lado está "obligado" a proporcionar qué evidencia indirecta; ciertamente, ninguno de los dos lados puede esperar algo cercano a una "prueba". Aunque Spetner niega que esté "obligado a probar la no-existencia" de tal cadena de mutaciones, todo su esfuerzo en la correspondencia parece estar dirigido precisamente a ese objetivo. Los evolucionistas tienen el trabajo de defender la razonabilidad de tal serie de mutaciones. Creo que Spetner estaría de acuerdo con esto.]

Pero el argumento contra la teoría darwiniana es considerablemente más fuerte que eso. La teoría requiere que exista un vasto número de posibles mutaciones puntuales que, combinadas con la selección natural, puedan producir los avances evolutivos que podrían generar el gran avance de la evolución. Debido a que debe haber un gran número de mutaciones calificadas, al menos algunas de ellas deberían haber sido observadas en algunos de los muchos laboratorios de genética alrededor del mundo. Todas las mutaciones en estas largas series no solo deben conferir una ventaja selectiva al organismo, sino que también deben, en promedio, contribuir al aumento de la información, o complejidad, que sin duda distingue la vida actual del supuesto organismo primitivo.

Estas mutaciones deben tener las características necesarias para servir como elementos del gran avance de la evolución. Por lo tanto, para que una mutación califique como un miembro representativo de la multitud requerida de largas series que se supone producen la evolución, debe traer nueva información no solo al genoma del organismo, sino que la información debe ser nueva para todo el biocosmos. La transferencia horizontal de un gen de una especie a otra no es información nueva para el biocosmos. Para mostrar la evolución en acción, uno debe al menos demostrar ejemplos de una mutación que pueda servir como prototipo de las requeridas por la teoría. Tal mutación debe ser una que pueda ser un miembro contribuyente de una serie de mutaciones que podrían llevar al vasto aumento de información requerido por la teoría. Por ejemplo, una mutación que deshabilite un gen represor causando una síntesis constitutiva de una enzima podría ser ventajosa para un organismo bajo circunstancias especiales, pero la deshabilitación de un gen no representa las mutaciones requeridas por la teoría.

Max dedica una buena parte de su ensayo a refutar lo que llama el argumento "creacionista" contra la evolución. Aunque algunos opositores de la teoría evolutiva puedan haber avanzado los argumentos que él ataca, esos argumentos son en gran medida hombres de paja con los que Max se ocupa refutando. Si algunos creacionistas han afirmado que todas las mutaciones son dañinas, estarían equivocados, pero la observación de Max de que existen mutaciones que son beneficiosas, aunque verdadera, es apenas un argumento convincente para la evolución.

2. El modelo de hipermutación de la célula B

El siguiente punto principal de discusión en la correspondencia ha sido sobre qué tan bien el modelo de hipermutación somática de genes de inmunoglobulina en células B sirve como análogo a la mutación genómica en la evolución. La sección siguiente contiene los puntos clave de nuestro intercambio sobre esta cuestión, comenzando con la respuesta inicial de Spetner a mi ensayo en Talk.Origins.

La obra maestra de Max fueron las mutaciones somáticas en los linfocitos B (células B) del sistema inmunitario de los vertebrados como ejemplos de mutaciones aleatorias que añaden información. Implícitamente sugirió que la Evolución podría seguir este método para lograr babuinos a partir de bacterias. Estoy de acuerdo con él en que estas mutaciones añaden información al genoma de la célula B. También estoy de acuerdo en que son aleatorias, pero solo son aleatorias en los cambios de bases que realizan; no son aleatorias en la ubicación dentro del genoma donde pueden ocurrir. Más importante aún, no estoy de acuerdo en que el gran avance de la evolución pudiera lograrse a través de tales mutaciones.

Aunque las mutaciones somáticas a las que se refería Max son mutaciones puntuales que efectivamente añaden información al genoma de las células B, no pueden aplicarse a la evolución darwiniana. Estas no son el tipo de mutaciones que pueden operar como las mutaciones aleatorias requeridas por la NDT que, a través de errores fortuitos, puedan construir información un cambio de base a la vez.

Por un lado, la tasa de las mutaciones somáticas en el sistema inmunitario es extremadamente alta: más de un millón de veces las tasas normales de mutación. Por esta razón se llaman hipermutaciones. Si un organismo tuviera una tasa de mutación que fuera incluso una pequeña fracción de esta tasa, no podría sobrevivir. Por otro lado, las hipermutaciones en las células B están restringidas a una porción específica y diminuta del genoma, donde no pueden causar daño, sino solo bien. El genoma completo de la célula B no podría mutar a esta tasa; la hipermutación debe estar restringida únicamente a la porción que codifica las porciones seleccionadas de la parte variable del anticuerpo.

La tasa de mutación de la parte hipermutante del genoma de la célula B es de aproximadamente 10-3 por par de bases por replicación (Darnell et al., 1986, Molecular Cell Biology, Scientific American Books, p. 1116), y puede ser tan alta como una en cada 500 pares de bases por replicación (Shen, 1998 Science 280: 1750). Estas tasas son incompatibles con la evolución darwiniana. Si el genoma de un organismo mutara a esta tasa, habría, en promedio, aproximadamente una mutación por cada gen, con una alta probabilidad de que muchas de ellas fueran letales para el organismo. No, la evolución darwiniana no podría ocurrir con tales tasas.

Estas altas tasas son esenciales para el funcionamiento del sistema inmunitario. En cada replicación de una célula B, aproximadamente 30 de las 300 regiones génicas que codifican los CDR tendrán una mutación. Una tasa de mutación más baja resultaría en un sistema inmunitario menos eficiente. Las altas tasas de mutación, tan necesarias para el sistema inmunitario, si se aplicaran a un organismo entero con fines evolutivos, serían muchas veces más letales.

Observe que estas hipermutaciones están limitadas a una porción restringida del genoma. Además, las hipermutaciones están mediadas por enzimas especiales. Por lo tanto, aunque las hipermutaciones son aleatorias en los cambios que realizan en las bases del genoma, no son aleatorias en las posiciones en las que ocurren. Solo ocurren en la pequeña región en la que son necesarias, y ocurren allí a través de enzimas que aparentemente desempeñan solo ese papel. Además, solo ocurren cuando se activan por el mecanismo de control de la maduración de la célula B. Por lo tanto, está claro que las hipermutaciones en las células B no pueden servir como prototipo para las mutaciones aleatorias requeridas por la NDT.

Está de acuerdo conmigo en que el sistema modelo de mutaciones somáticas aleatorias y selección que ocurre en los genes de inmunoglobulinas en los linfocitos B puede "añadir información al genoma de la célula B". Me alegra que acepte la idea de que la mutación aleatoria y la selección pueden conducir a un aumento de la información, ya que esta idea refuta directamente la noción de Dembski y otros, quienes creen que existe alguna barrera teórica que impediría lograr lo que ellos llaman "información compleja especificada" mediante mutación aleatoria y selección. (De paso, no creo que les agradaría su caracterización de ellos como "hombres de paja"). Sin embargo, luego usted declara que el ejemplo de la célula B es un modelo pobre para lo que ocurre en la evolución "darwiniana", y cita dos razones: (1) la tasa de mutación en este modelo es mucho más alta de lo que se observa en genes no de inmunoglobulinas y en células no B; y (2) estas "hipermutaciones" están mediadas por "enzimas especiales". Con respecto a su primer punto, estoy de acuerdo en que la tasa de mutación es más alta en el ejemplo de la célula B que en la evolución, pero no veo por qué ese hecho debilita la utilidad del ejemplo como modelo para la evolución. Si las mutaciones adaptativas que aumentan la información en el genoma de una población de linfocitos B pueden ocurrir en una semana dada una alta tasa de mutación, ¿qué argumento teórico lo llevaría a rechazar la idea de que las mutaciones adaptativas que aumentan la información en el genoma de una población de células germinales podrían ocurrir durante muchos millones de años dada una tasa de mutación mucho más baja?

Su segunda objeción al modelo de mutación somática en células B, de que están involucradas "enzimas especiales", es insostenible. Por lo que puedo deducir de mi lectura de la literatura, el mecanismo de hipermutación somática en células B no se conoce actualmente. El mecanismo podría quizás involucrar "enzimas" especiales que crean mutaciones, pero una posibilidad alternativa es que la alta tasa de acumulación de mutaciones simplemente refleja la inhibición selectiva de los mecanismos normales de corrección de pruebas. Pero de nuevo, no veo por qué la fuente de las mutaciones aleatorias debería influir en la validez general de la conclusión de que las mutaciones aleatorias y la selección pueden aumentar la información genómica, o por qué usted siente que estas mutaciones no pueden servir como modelo para las adaptaciones evolutivas.

De hecho, tanto la tasa como el mecanismo predominante de la mutación pueden ser diferentes en distintas especies de organismos, dependiendo de si tienen mayor o menor exposición a los rayos cósmicos y otros mutágenos ambientales, y dependiendo de la naturaleza y robustez de sus mecanismos de corrección de errores genómicos. Por lo tanto, si aceptamos tu argumento en contra de la extrapolación desde la adaptación de células B hasta la adaptación de especies, ¿deberíamos rechazar la extrapolación de cualquier información aprendida al estudiar un organismo para comprender las adaptaciones en un segundo organismo, a menos que se demuestre que tanto la tasa como el mecanismo de la mutación son los mismos en ambos organismos? En mi opinión, esto sería como negarse a utilizar la constante gravitacional determinada en laboratorios en la Tierra para analizar la física estelar. Tal reticencia a extrapolar ciertamente impediría el uso de organismos modernos como base para comprender eventos evolutivos que ocurrieron hace millones de años (lo cual podría ser precisamente tu intención). A veces escucho argumentos como los tuyos de creacionistas que exigen una "prueba" rigurosa de la evolución. Estos creacionistas no parecen entender la distinción entre las matemáticas, donde se espera una prueba rigurosa, y la mayoría de la ciencia experimental y observacional, donde todo lo que buscamos es la mejor teoría que explique los datos observados. Por supuesto, es posible extrapolar de manera irrazonable, pero no veo que hayas demostrado cómo la teoría evolutiva (o mi ensayo) hace esto.

Sí, Ed, la hipermutación en las células B no puede ser un prototipo del tipo de mutación requerida por el DI para la Evolución A por las dos razones que di. Usted cuestiona ambas razones, por lo que explicaré por qué son razones válidas para rechazar su ejemplo de hipermutación en células B como apoyo al DI.

Uno de mis argumentos para invalidar la hipermutación como modelo para la NDT es que este tipo de mutación requiere "enzimas especiales" y no es el tipo de mutaciones que se considera responsable de la variación necesaria en la NDT. Rechazaste ese argumento como insostenible, pero ese rechazo es injustificado. Estas mutaciones, a diferencia de los errores ordinarios en la replicación del ADN en la línea germinal, se activan precisamente cuando son necesarias y se desactivan cuando han cumplido su función. Se dirigen con precisión a las regiones muy pequeñas del genoma donde pueden proporcionar variabilidad a los CDR, que forman el sitio de unión del anticuerpo. Aunque el mecanismo de este fenómeno dirigido con precisión aún no se conoce en detalle completo, se sabe lo suficiente como para afirmar que debe haber un "mecanismo" - no ocurre simplemente por azar.

[En este punto, Spetner cita una serie de declaraciones especulativas en la literatura científica, según las cuales la hipermutación somática de células B implica un "mecanismo especial". Las enzimas involucradas en la hipermutación somática en células B siguen siendo desconocidas, por lo que, si Spetner es correcto al afirmar que "enzimas especiales" es sustentable, solo lo es en el sentido de que la idea de "enzimas especiales" es respaldada por especulaciones en la literatura. No está respaldada por ninguna evidencia, que es lo que quería decir con "insustentable". Para ser justo, debo señalar que una enzima conocida como Desaminasa Inducida por Activación (AID), reportada después de mis comentarios iniciales a Spetner, ha demostrado ser necesaria para que ocurra la hipermutación somática, pero no está claro si esta enzima participa directamente en la introducción de mutaciones. De hecho, dado que la ausencia de AID también bloquea la recombinación de cambio de isotipo, un fenómeno no obviamente relacionado con la hipermutación, y también conduce a centros germinales agrandados, es posible que esta enzima sea necesaria para un paso en la maduración del desarrollo de células B que desencadena tanto la hipermutación como la recombinación de cambio de isotipo, y que la enzima no desempeñe ningún papel directo en la mutación del ADN. En cualquier caso, nunca he cuestionado la idea de que la hipermutación somática en células B implica un "mecanismo especial"; la cuestión de si enzimas únicas están directamente involucradas en la creación de las mutaciones me parece bastante tangencial a la presente discusión, pero es preciso decir que esta cuestión no ha sido resuelta aún.]

Por lo tanto, parece bastante claro para mí que la opinión informada en este campo respalda mi postura y rechaza su sugerencia de que "una posibilidad alternativa es que la alta tasa de acumulación de mutaciones simplemente refleja la inhibición selectiva de los mecanismos normales de corrección de pruebas". Por favor, hágamelo saber si está de acuerdo o en desacuerdo.

[Como se indicó anteriormente, no estoy de acuerdo.]

Usted pregunta, ¿por qué la existencia de un mecanismo especial para la hipermutación en las células B impide que el ejemplo sea un modelo de mutaciones para la NDT? La respuesta simple es que si realmente desea sugerir que las mutaciones para la NDT son capaces de hipermutaciones como las de las células B, debe demostrar dos cosas. Primero, debe demostrar que tal sistema altamente complejo con sus enzimas requeridas realmente existe en las células germinales, donde pueden desempeñar un papel en la evolución. Por lo que sé, no existe tal mecanismo en las células germinales. Si conoce algo similar, por favor, infórmeme.

[He señalado que los mecanismos enzimáticos que crean mutaciones somáticas en las células B no se conocen. Nunca he afirmado que sea el mismo mecanismo que causa mutaciones en las células germinales donde desempeñan un papel en la evolución filogenética, por lo que no estoy obligado a demostrar lo que Spetner dice que soy].

Además, según el paradigma evolutivo, debe explicar el origen y desarrollo de tal mecanismo en la línea germinal, o, como mínimo, debe sugerir cómo tal desarrollo podría ocurrir razonablemente. Está obligado a hacer esto porque sostiene que todas las características de la vida han evolucionado mediante variación aleatoria y selección natural.

[Aquí Spetner, como Behe, parece exigir que proporcione un escenario de "origen y desarrollo" que sabe que podrá desacreditar como otra "historia de cómo fue". Además, la cuestión de cómo evolucionó la hipermutación somática es totalmente irrelevante para la cuestión de si es un buen modelo para la eficacia de la mutación aleatoria y la selección en la promoción de la "aptitud aumentada", que es el tema de mi ensayo en el Archivo TalkOrigins.]

No tiene derecho a postular un mecanismo que no podría haber evolucionado. Tal mecanismo de mutación de la línea germinal tendría que producir mutaciones dirigidas con precisión que pudieran desempeñar un papel en la evolución. Para que tal sistema se desarrolle mediante la evolución neodarwiniana, una larga serie de pasos evolutivos en la evolución ordinaria tendría que desempeñar el papel de un solo paso en la evolución de este mecanismo, porque la selección aquí se basa en la evolución exitosa del tipo ordinario. Así, si un millón de generaciones son necesarias para la evolución y perfección de un nuevo carácter fenotípico, entonces un millón de veces eso, o un billón de generaciones, serían requeridas para la evolución y perfección de este mecanismo.

[Estas son especuaciones cuantitativas totalmente sin apoyo.]

Parece que cualquier presión selectiva para aumentar la mutación espontánea con el fin de beneficiar la evolución sería abrumada por la presión selectiva para mantener la tasa de mutación baja. Quizás investigaré la matemática de tal fenómeno y prepararé un artículo al respecto.

El segundo argumento que invalida las hipermutaciones como modelo de evolución es que la alta tasa de mutación que permite a las células B desempeñar su función en el sistema inmunológico sería un desastre en la evolución ordinaria. También cuestionaste ese argumento. Preguntaste: "Si las mutaciones adaptativas que aumentan la información en el genoma de una población de linfocitos B pueden ocurrir en una semana dada una alta tasa de mutación, ¿qué argumento teórico te llevaría a rechazar la idea de que las mutaciones adaptativas que aumentan la información en el genoma de una población de células germinales puedan ocurrir durante muchos millones de años dada una tasa de mutación mucho menor?"

El argumento teórico es el siguiente. La evolución requiere una larga serie de pasos, cada uno consistente en una mutación adaptativa seguida de la selección natural. En esta serie, cada mutación debe tener un valor selectivo mayor que la anterior. Por lo tanto, la población en evolución se desplaza a través del paisaje adaptativo siempre ascendiendo hacia una mayor adaptabilidad. Generalmente se acepta que el paisaje adaptativo no es solo una gran colina suave con un único máximo, sino muchas colinas de muchas alturas diferentes. Lo más probable es que la población se encuentre en una colina que no es la más alta del paisaje. Entonces se quedará atrapada en un máximo local de adaptabilidad y no podrá moverse desde él. Esto es particularmente probable porque los pasos que da son muy pequeños: solo un cambio de nucleótido a la vez. El problema se agrava por la falta de libertad de una sustitución de un solo nucleótido para provocar un cambio en el aminoácido codificado. Una sustitución de un solo nucleótido no tiene el potencial de cambiar un aminoácido a cualquiera de los otros 19. En general, su potencial de cambio está limitado a solo 5 u otros 6. Para evolucionar fuera del "punto muerto" de la adaptabilidad, se requiere un paso más grande, como el cambio simultáneo de más de un nucleótido. Además, la probabilidad es cercana a 1 de que una sola mutación en una población, aunque sea adaptativa, desaparezca sin tomar el control de la población (véase mi libro, Capítulo 3). Por lo tanto, deben ocurrir muchas mutaciones adaptativas en cada paso.

La hipermutación en las células B hace esto. Logra todas las mutaciones simples, dobles y triples posibles para el sistema inmunológico, lo que les permite obtener la información necesaria para coincidir con un nuevo antígeno. Las mutaciones ordinarias, a la tasa baja normal, no pueden añadir esta información - incluso en tiempos largos. Explicaré por qué. Consideremos una población de células B activadas por antígeno de, digamos, mil millones de individuos. En dos semanas, habrá unas 30 generaciones. Digamos que el tamaño de la población permanecerá estable, por lo que en dos semanas habrá un total de 30 mil millones de replications. Con una tasa de mutación de 1 por 1000 nucleótidos por replicación, habrá un promedio de 30 millones de cambios en cualquier nucleótido particular durante un período de dos semanas. La probabilidad de que dos nucleótidos particulares cambien es de uno por millón de replications. Por lo tanto, en dos semanas, habrá un promedio de 30 mil cambios en cualquier par de nucleótidos particulares. Habrá un promedio de 30 cambios en cualquier trío de nucleótidos particulares.

¿Cuántas generaciones y cuánto tiempo tomaría para que un cambio múltiple de nucleótidos específico en una célula germinal tenga un efecto en la evolución neo-darwiniana? Aquí, la tasa de mutación es de aproximadamente una por mil millones de nucleótidos por replicación. Supongamos que estamos realizando este experimento con una población de mil millones de bacterias. Entonces, en una generación, habrá un promedio de un cambio en una base particular. Un cambio específico de doble base tiene una probabilidad de uno por quintillón, o 10-18. Para obtener uno de estos, se necesitarían mil millones de generaciones, o aproximadamente 100,000 años. Para obtener un cambio triple, se necesitarían 1014, o cien billones, de años. Por eso, un tiempo de espera prolongado no puede compensar una tasa de mutación baja. He proporcionado números aquí para un experimento de laboratorio con bacterias. Se esperarían muchas más mutaciones a nivel mundial. Pero lo mismo debe ocurrir bajo la NDT con animales multicelulares. Con los vertebrados, por ejemplo, las poblaciones reproductoras rara vez superan unos pocos miles. Los animales multicelulares tendrían muchas menos mutaciones que las citadas anteriormente para las bacterias.

Las extrapolaciones realizadas en astrofísica y cosmología pueden no ser totalmente válidas, pero al menos son razonables basándose en todo lo que sabemos. La extrapolación que propones desde la hipermutación de células B hasta la evolución neo-darwiniana es irrazonable según el conocimiento actual, y por lo tanto injustificada.

Aún no veo cómo las enzimas particulares involucradas tienen alguna relación con la aplicabilidad del modelo a la evolución de especies darwinianas. De hecho, una variedad de mecanismos de laboratorio para generar mutaciones en genes de anticuerpos (mutágenos químicos, oligonucleótidos aleatorizados, etc.) todos conducen a pools de genes de anticuerpos mutados de los cuales se pueden obtener proteínas con mayor afinidad, por lo que el principio de que la mutación aleatoria y la selección pueden conducir a una función mejorada parece ser independiente del mecanismo de generación de las mutaciones. No hay ninguna razón lógica por la cual la mutación y la selección en la adaptación de especies deban depender estrictamente del mecanismo de mutación; de hecho, se sabe que una variedad de diferentes mecanismos contribuyen en distintos grados bajo diferentes condiciones, incluyendo errores de copia, radiación, mutágenos químicos, emparejamiento deslizante, desaminación, etc.

No has captado mi punto. No me estoy centrando en la fuente de la mutación como factor distintivo entre las mutaciones somáticas y las mutaciones de la línea germinativa, sino que estoy señalando que las hipermutaciones sí tienen un mecanismo especial que las controla, mientras que las mutaciones de la línea germinativa carecen de tal mecanismo. Las características importantes de las mutaciones somáticas que no están disponibles para las mutaciones de la línea germinativa incluyen algún (desconocido) disparador que las activa en el momento adecuado y las dirige al lugar correcto en el genoma. Sin estos controles, las hipermutaciones destruirían las células B.

[Claramente, la tasa más baja de mutación que ocurre en la línea germinativa no destruye los genomas para la siguiente generación. ¿Es esta tasa lo suficientemente alta como para generar suficientes mutaciones que expliquen la evolución filogenética adaptativa? Este es un tema crítico, y aunque no tengo una respuesta cuantitativa, no encuentro que la respuesta negativa de Spetner a esta pregunta esté respaldada por una lógica convincente. Él hace referencia a su libro como que ofrece algunos argumentos, pero no ha discutido esta evidencia en nuestra correspondencia.]

Sobre la cuestión de la frecuencia de la mutación, en su última publicación incluyó modelos numéricos para la hipermutación de células B y para la mutación de especies, y llegó a conclusiones mediante un razonamiento que considero ilógico. Usted calcula el tiempo necesario para que ocurran uno, dos o tres cambios nucleotídicos particulares como si estas cálculos fueran relevantes para los tiempos requeridos para que ocurran cambios en las adaptaciones de células B o de especies. Su razonamiento parece basarse en la siguiente lógica. (1) Mediante mutaciones de un solo nucleótido, la mayoría de los codones de tripleto de aminoácidos pueden mutar para codificar solo "5 o 6" aminoácidos alterados diferentes entre los 20 constituyentes de aminoácidos de las proteínas. (2) Esta limitación restringiría los cambios disponibles mediante cambios de un solo nucleótido, de tal manera que ciertas adaptaciones requerirían dos o tres mutaciones nucleotídicas particulares para evitar quedar "atascado en un máximo local bajo de actividad" en el "paisaje adaptativo".

Tu razonamiento parece defectuoso en parte porque estás considerando el tiempo necesario para lograr un cambio particular en lugar del tiempo necesario para lograr una mejora en la función. La ilogicidad de esto es similar a la de equiparar las probabilidades de recibir cualquier mano que gane a una mano "perdida" con las probabilidades de recibir una mano específica de póker que gane a una mano "perdida".

Estoy considerando en mi análisis qué sería análogo a recibir cualquier mano que gane (es decir, que tenga un valor selectivo mayor que) una mano dada.

[Esto parece contradecirse por las siguientes frases que Spetner escribió (citadas hace unos párrafos atrás:

Con una tasa de mutación de 1 por 1000 nucleótidos por replicación, habrá un promedio de 30 millones de cambios en cualquier nucleótido particular durante un período de dos semanas. La probabilidad de que dos nucleótidos particulares cambien es de uno por millón de replicaciones. Por lo tanto, en dos semanas, habrá un promedio de 30 mil cambios en cualquier dos nucleótidos particulares. Habrá un promedio de 30 cambios en cualquier tres nucleótidos particulares.

Los "nucleótidos particulares" se generarán por mutación a una frecuencia mucho menor que las mutaciones adaptativas, como se discute a continuación.]

El sistema de células B selecciona mejoras en la función y no secuencias particulares. Además, no hay razón para asumir que las cumbres teóricas más altas en el paisaje adaptativo se alcancen nunca —ya sea por el sistema de células B o por la evolución de especies darwiniana. Finalmente, no hay razón para asumir que las mejoras funcionales no puedan surgir del pequeño subconjunto de reemplazos de aminoácidos accesibles a partir de cambios en un solo nucleótido.

Por el contrario, no hay justificación para asumir que siempre se puede obtener una ventaja selectiva con una sustitución de un nucleótido.

[No estoy asumiendo a priori que siempre se pueda OBTENER una ventaja selectiva con una sustitución de un nucleótido. Pero donde esto ha sido investigado mediante la mutación experimental de genes de inmunoglobulina para introducir mutaciones simples correspondientes a cambios observados en la hipermutación somática natural, se ha encontrado que las mejoras en la afinidad de los anticuerpos pueden atribuirse a cambios específicos de un solo nucleótido; por lo tanto, es razonable asumir que este potencial no es tan raro como para requerir la suposición de que la mayoría de los aumentos en la afinidad de los anticuerpos requieren múltiples mutaciones simultáneas.]

De hecho, si se examinan las secuencias reales de genes de anticuerpos sometidos a mutaciones somáticas (por ejemplo, Cumano y Rajewsky EMBO J 5:2459, 1986, Figura 2), se encuentran numerosas mutaciones de un solo nucleótido que cambian los aminoácidos, y su presencia a una frecuencia mayor de la que se predeciría con mutaciones aleatorias sugiere que la mayoría han sido seleccionadas en base a una unión mejorada al antígeno. (En este estudio de nueve anticuerpos sometidos a mutación somática, hubo 23 cambios de aminoácidos causados por mutaciones simples dentro de un codón, y solo 4 causados por mutaciones dobles; además, solo hubo 6 mutaciones simples silenciosas, es decir, que no causaban cambios de aminoácidos.)

Todo esto es consistente con lo que he escrito. No digo que una mutación adaptativa no pueda lograrse mediante una única mutación. Solo digo que el conjunto objetivo de mutaciones simples es menor que el de mutaciones simples más dobles, lo cual a su vez es menor que el de mutaciones simples más dobles más triples, etc. No afirmo que las mejoras funcionales no puedan lograrse con mutaciones simples, solo que la elección es mucho más amplia para mutaciones múltiples. Por ejemplo, tres mutaciones simples no son equivalentes a una mutación triple. La primera mutación no se mantendrá en la población a menos que tenga una ventaja selectiva. Estoy seguro de que estará de acuerdo en que es posible que una sustitución de tres nucleótidos tenga una ventaja selectiva sin que ninguna de ellas tenga una ventaja por sí sola. De hecho, diría que ese es el caso más probable.

Si los cambios en nucleótidos individuales pueden conducir a la selección de una función mejorada, entonces si se desea calcular el tiempo necesario para lograr una mejora aún mayor que podría lograrse mediante tres mutaciones, este tiempo se encontraría no mediante un cálculo como el suyo, basado en el producto de las probabilidades de una sola mutación, sino multiplicando el tiempo para una mutación adaptativa de nucleótido individual por tres. Supongamos que tomaría una semana para el primer cambio adaptativo. Por el mecanismo de selección en el centro germinal, la población de células B sería pronto superada por células B con este primer cambio, de modo que el tiempo requerido para el segundo cambio adaptativo sería nuevamente una semana; y de manera similar, el tercer cambio requeriría una tercera semana para producir una proteína de afinidad aún mayor que la que podría lograrse mediante uno o dos reemplazos de aminoácidos.

Usted está asumiendo que la única mutación será seleccionada. Yo digo que es poco probable. El tiempo necesario para lograr un cambio triple sería igual a la suma de los tiempos necesarios para obtener uno solo solo si todos esos cambios individuales tuvieran valor selectivo, y eso es demasiado improbable para contar con ello.

¿Cuál es la base de su juicio de que tales mutaciones de nucleótidos individuales seleccionables son "demasiado improbables"?

Un argumento similar se aplicaría a las estimaciones para mutaciones adaptativas en bacterias. Debido a los supuestos defectuosos incorporados en su enfoque, parece que sus cálculos exageran enormemente el tiempo requerido para que evolucionen cambios adaptativos mediante mutación aleatoria y selección.

Mis suposiciones no están defectuosas. Simplemente no las entiendes. Lee nuevamente lo que escribí arriba y verás si no estás de acuerdo conmigo.

[He releído lo que escribió Spetner. Él está de acuerdo en que los cambios de un solo nucleótido pueden conducir a ventajas seleccionables (aunque los codones disponibles estén restringidos de tal manera que el alcance de los cambios de aminoácidos sea menor de lo que sería posible con múltiples mutaciones simultáneas). Tales mutaciones puntuales seleccionables podrían propagarse por toda la población, seguidas por mutaciones puntuales adicionales sucesivas seleccionables. Según este modelo, tres mutaciones puntuales seleccionables podrían ocurrir en un marco de tiempo medido por tres veces el tiempo necesario para una sola mutación, en lugar de tomar el tiempo necesario para tres mutaciones simultáneas como Spetner ha calculado. Ambos estamos de acuerdo en que las mutaciones dobles y triples simultáneas tienen un mayor alcance para el reemplazo de aminoácidos, pero son muy raras. No entiendo honestamente la base de nuestro desacuerdo aquí, pero quizás Spetner aclarará por qué considera que la evolución por mutaciones puntuales individuales sucesivas seleccionables es "demasiado improbable", a pesar de estar de acuerdo en que las mutaciones puntuales individuales que conducen a una ventaja seleccionable pueden ocurrir.]

3. El papel de la duplicación génica

En su primera respuesta a mi ensayo, Spetner fue crítico con el papel que creía que yo atribuía a la duplicación génica en la evolución. Cuando comprendió que había malinterpretado originalmente el ensayo, no tuvo objeción a este aspecto. A continuación, la breve discusión sobre este punto.

Max citó la duplicación génica como un ejemplo de una mutación que aumenta la información. Un escenario favorito para la evolución molecular es que un gen se duplica y luego muta gradualmente para convertirse en algo útil que no existía antes. Tal escenario propuesto no constituye evidencia para la evolución, no prueba nada y, de hecho, tal escenario mismo requiere prueba. No quiero, por supuesto, decir que uno tiene que probar que los genes pueden duplicarse. Eso es bien conocido. Pero la duplicación génica por sí sola no constituye un aumento de información en la biosfera o incluso en el genoma del organismo en sí. Dos copias del periódico de hoy no contienen más información que una copia. La duplicación génica, en cualquier caso, no puede desempeñar el papel de las mutaciones que podrían producir el gran avance de la evolución.

La duplicación génica por sí sola no puede añadir información al genoma. El propósito de la duplicación génica en el escenario anterior es simplemente proporcionar material bruto del cual un nuevo gen podría evolucionar sin tener que renunciar a ninguna función que el organismo ya tuviera. La nueva información se construiría entonces supuestamente mediante mutaciones puntuales y selección natural. Y este es precisamente el proceso que discutí en mi libro y sobre el cual dije que todos los ejemplos conocidos de estas mutaciones pierden información en lugar de ganarla. Observe que no dije que es imposible en principio que las mutaciones aleatorias añadan información al genoma. Pero resulta que eso es lo que se ha encontrado.

Usted afirma: "Max citó la duplicación génica como un ejemplo de una mutación que aumenta la información". Por el contrario, creo que fui cuidadoso al evitar decir que la duplicación génica por sí sola aumenta la información. No creo que tal afirmación sea correcta y estoy de acuerdo plenamente con su declaración de que "Dos copias del periódico de hoy no contienen más información que una copia". Por favor, indíqueme exactamente qué palabras en mi ensayo (o en mi carta a usted) sugirieron que creía que la duplicación por sí sola aumenta la información, y trataré de cambiar la redacción para reducir la probabilidad de que otros lectores malinterpreten mi significado.

Por otro lado - y este es el punto principal de todo lo que sigue - creo firmemente que la duplicación génica es un componente crítico de lo que llamaré la tríada evolutiva: a saber, la duplicación génica, la mutación aleatoria y la selección. Para ilustrar el papel de la duplicación génica en esta tríada, extenderemos su propia analogía del periódico. Supongamos que tenemos una copia de la edición temprana del periódico de hoy y una copia de la edición final. En la edición final, varios párrafos de ciertos artículos han sido alterados para incluir eventos de última hora. Cada artículo ha mantenido la misma longitud en ambas ediciones porque cierta información menos importante en cada artículo fue eliminada para hacer espacio a las noticias de última hora. Ahora está claro que tener estas dos copias del periódico de hoy nos proporciona más información que cualquiera de las dos copias por separado, ya que la edición temprana carece de los eventos de última hora y la edición tardía carece de la información que fue eliminada para hacer espacio a las noticias de última hora.

Parece que usted alude a esta posibilidad en la evolución cuando sugiere que, en el modelo evolutivo, después de la duplicación génica "[n]ueva información sería entonces supuestamente acumulada por mutaciones puntuales y selección natural."

Usted niega sugerir que la duplicación de genes por sí sola añade información. Acepto su negación y me disculpo por atribuir incorrectamente esa opinión a usted. Lo que me llevó a creer que usted sí sugería esto es la declaración en el punto 1 de su carta a mí, diciendo: "Las duplicaciones de genes ocurren y no hay razón para postular procesos sobrenaturales para explicarlas. ¿El argumento del DI sobre la imposibilidad de aumentar la información naturalista incluye una suposición de que las duplicaciones de genes naturalistas no pueden ocurrir?". Esto es lo que me llevó a pensar que usted estaba sugiriendo las duplicaciones de genes como un método de añadir información.

4. Interpretaciones de la palabra "Evolución"

Spetner intentó aclarar diferentes interpretaciones de "evolución" que frecuentemente causan confusión a las personas si se tiene en mente un significado pero se pretende otro. (Para el texto de los comentarios de Spetner sobre este tema, he tomado su publicación en True.Origins, que comienza con esta discusión.) Yo contraargumenté que había varios significados más identificables de evolución, y que Spetner parecía estar evitando la carga de tener que defender su posición siendo intencionalmente vago sobre dónde se encontraba. Mi respuesta a este punto no ha sido contestada.

Al principio, estableceré una directriz importante y necesaria en esta discusión sobre la evolución. La palabra evolución se utiliza generalmente en al menos dos sentidos diferentes, y la distinción entre ellos es importante. Por un lado, la palabra evolución se utiliza para denotar la descendencia de toda la vida de una supuesta fuente primitiva única. Es el gran abanico de la evolución que se supone que llevó desde un comienzo simple, algo quizás más simple que una bacteria, hasta todos los organismos que viven hoy, incluidos los humanos. Se supone que esta descendencia ocurrió mediante medios puramente naturales. La teoría neodarwinista (TND), que es la teoría predominante de la evolución, enseña que este desarrollo ocurrió a través de variaciones hereditarias aleatorias en los organismos seguidas por la selección natural. Denominaré la palabra evolución utilizada en este sentido como Evolución A. Cuando se discute la evolución para el consumo popular, con frecuencia se trata de la Evolución A.

El segundo sentido en el que se utiliza la palabra evolución es para denotar cualquier tipo de cambio de una población. El cambio puede ocurrir a veces en respuesta a la presión ambiental (selección artificial o natural), y a veces puede ser simplemente aleatorio (deriva genética). Denominaré la palabra utilizada en este segundo sentido como Evolución B. La Evolución B ha sido observada. La Evolución A es una inferencia, pero no es observable. La distinción entre estos dos significados de la evolución es paralela a la distinción entre macroevolución y microevolución, pero los dos pares de términos no son idénticos. La Evolución A es ciertamente lo que se llama macroevolución, pero lo que se llama macroevolución no es idéntico a la Evolución A. En cualquier caso, prefiero utilizar las letras A y B para evitar tener que cargar con cualquier carga que pueda ir acompañada de la distinción macro/micro.

La distinción entre estos dos significados de la evolución a menudo es ignorada por los defensores de la evolución neodarwinista. Pero la distinción es crítica. Se hace la afirmación para la Evolución A, pero la prueba ofrecida a menudo se limita a la Evolución B. La implicación es que la observación de la Evolución B es una sustanciación de la Evolución A. Pero esto no es así. Dado que la Evolución A no es observable, solo puede ser sustanciada por evidencia circunstancial. Esta evidencia circunstancial es principalmente el registro fósil, las comparaciones de secuencias de aminoácidos y la anatomía comparada. La evidencia circunstancial debe ir acompañada de una teoría de cómo se relaciona con lo que se pretende probar. La TND es generalmente aceptada como esa teoría. Por lo tanto, la fuerza de la evidencia circunstancial para la Evolución A no puede ser mejor que la fuerza de la TND.

No puedo decir exactamente qué aceptas en tu distinción entre la Evolución A y la Evolución B. De hecho, creo que existen distinciones más finas entre los diversos significados de evolución que las abarcadas por tu A frente a B. Distinguiría varios significados posibles adicionales:

#1. Las formas vivas son diferentes ahora de lo que eran en el pasado. Esto parece estar bien documentado por el registro fósil. Este cambio lento a veces se denomina evolución.

#2. La mutación aleatoria y la selección pueden conducir a la "microevolución", es decir, pequeños cambios en las frecuencias génicas que siguen un cambio ambiental y dejan a una población en promedio más apta para hacer frente al nuevo entorno. Creo que usted acepta esto, ya que creo que corresponde a lo que usted entiende por Evolución B. Yo ciertamente lo acepto.

#3. Varias especies modernas diferentes comparten un ancestro común. Desde la época del ancestro común, la divergencia hacia las varias especies modernas ha implicado cambios mucho mayores que la microevolución. Esta es la idea de la "descendencia común". No estoy seguro de si usted acepta esta noción. Creo que hay excelentes evidencias para la descendencia común de algunos grupos de especies, como se detalla en mi ensayo. Si usted no acepta la descendencia común, al menos para los casos que cito en mi ensayo, me interesaría escuchar qué interpretaciones alternativas puede ofrecer para las observaciones que cito en ese ensayo.

#4. Todas las discrepancias de nucleótidos entre especies modernas, o entre una especie moderna y su especie ancestral, surgieron como resultado de la mutación aleatoria (incluyendo duplicaciones génicas, inserciones y deleciones causadas por procesos naturalistas) y la selección natural, sin la intervención de un "diseñador inteligente". No creo que exista ninguna evidencia para la afirmación anterior, y lo indico en mi ensayo. Tampoco creo que se pueda descartar a un "diseñador inteligente" como explicación para huracanes, enfermedades o fluctuaciones del mercado de valores. Sin embargo, nunca he visto un argumento convincente que sugiera que un diseñador inteligente debe ser hipotetizado para explicar cualquiera de estos tipos de eventos, o para explicar el cambio de especies a lo largo del tiempo.

#5. El origen de la vida surgió a través de procesos exclusivamente naturalistas que actuaron sobre químicos prebióticos, los cuales evolucionaron hacia formas de vida replicantes. Tenemos casi ninguna evidencia científica sobre el origen de la vida y, por lo tanto, no hay evidencia científica que respalde un origen de la vida puramente naturalista. Siento lo mismo sobre este significado de "evolución" que sobre el #4.

A mi juicio, existe buena evidencia científica para el #1, el #2 y el #3. A partir de su rechazo a la evidencia de lo que usted llama Evolución A, no puedo saber qué cree usted sobre el #3. Respecto al #4 y al #5, asumo que estamos de acuerdo en la insuficiencia de la evidencia científica para apoyar un mecanismo puramente naturalista, pero obviamente difiero en si argumentos como el suyo son suficientes para descartar un mecanismo puramente naturalista. Creo que sería una mejora en el diálogo/documento aclarar ambas nuestras opiniones sobre estas distinciones más finas. De paso, no estoy claro exactamente sobre la diferencia que usted ve entre EvoluciónA y la macroevolución.

No sé qué versión del creacionismo aceptas, pero parece que incluso si lo sobrenatural jugó un papel en eventos pasados, esos eventos pasados dejan rastros. Al negarse a especificar un escenario alternativo que consideres más creíble que la evolución, te escondes tras la vaguedad para evitar tener que defender posibles contradicciones entre tu escenario y los rastros del pasado que apuntan en una dirección diferente.

5. Contenido de información de las proteínas

El tema central de la postura de Spetner, y el foco de su libro, es que la teoría de la información puede arrojar luz sobre la probabilidad del escenario evolutivo imaginado por el NDT. En particular, él cree que las mutaciones observadas no proporcionan aumentos en la información que serían requeridos por el NDT para producir lo que él llama Evolución A. Spetner incluyó varias figuras gráficas en su discusión sobre la ribitol deshidrogenasa (sección 6.1 a continuación) que no he podido reproducir en el texto a continuación. Creo que la esencia de sus argumentos es comprensible incluso sin las figuras, pero intentaré insertarlas en el futuro.

Se han observado mutaciones que confieren una ventaja adaptativa, pero eso por sí solo no las califica para servir como componentes de una serie de pasos neodarwinianos.

En mi crítica, incluí con fines pedagógicos la siguiente breve explicación sobre la información y su medición:

Insistiré una vez más: no existe ningún teorema que requiera que las mutaciones pierdan información. Puedo imaginar fácilmente mutaciones que ganen información. El ejemplo más simple es lo que se conoce como mutación regresiva. Una mutación regresiva deshace el efecto de una mutación anterior. Si el cambio de un par de bases en el genoma se convirtiera en otro y perdiera información, entonces una mutación posterior de vuelta a la condición anterior recuperaría la información perdida. Dado que estas mutaciones se sabe que ocurren, constituyen un contraejemplo a cualquier conjetura de que las mutaciones aleatorias deben perder información. Un punto importante que hago en mi libro, y que enfatizo aquí, es que ninguna de las mutaciones observadas hasta ahora califica como ejemplo del tipo de mutaciones requeridas para la Evolución A.

Al discutir las mutaciones en mi libro, señalé en cada caso en el que se conocía el cambio molecular que no podía servir como prototipo para las mutaciones requeridas por el DI. En todos los casos que discutí, fue la pérdida de información lo que impidió que la mutación sirviera como prototipo de aquellas requeridas por el DI. La mutación revertida tampoco puede servir como prototipo de las mutaciones requeridas por el DI. Aquí, la razón no es que pierda información; de hecho, gana información. Pero la información que gana ya está en el biocosmos y la mutación no contribuye nada nuevo. La evolución no puede explicarse si la única ganancia de información se debe a mutaciones revertidas.

En mi libro, no cuantifiqué la ganancia o pérdida de información en una mutación. No lo hice principalmente porque estaba reacio a introducir ecuaciones y asustar al lector promedio. Y de todos modos, pensé que era bastante obvio que una mutación que destruye la funcionalidad de un gen (como un gen represor) es una pérdida de información. También pensé que era bastante obvio que una mutación que reduce la especificidad de una enzima también es una pérdida de información. Pero tomaré esta oportunidad para cuantificar la diferencia de información antes y después de la mutación en un caso especial importante, que describí en mi libro.

El contenido de información del genoma es difícil de evaluar con cualquier precisión. Afortunadamente, para mis propósitos, solo necesito considerar el cambio en la información de una enzima causado por una mutación. El contenido de información de una enzima es la suma de muchas partes, entre las cuales se encuentran:

 

• Nivel de actividad catalítica
• Especificidad con respecto al sustrato
• Fuerza de unión a la estructura celular
• Especificidad de la unión a la estructura celular
• Especificidad de la secuencia de aminoácidos dedicada a especificar la enzima para su degradación

Estas son todas difíciles de evaluar, pero la más fácil de manejar es la información en la especificidad del sustrato.

Para estimar la información en una enzima, asumiré que el contenido de información de la enzima en sí es al menos la máxima información ganada al transformar la distribución de sustrato en la distribución de producto. (Creo que este supuesto es razonable, pero para ser riguroso debería realmente demostrarse).

Podemos pensar en la especificidad de sustrato de la enzima como un tipo de filtro. La entropía de las sustancias separadas después de la filtración es menor que la entropía de la mezcla original. Por lo tanto, podemos decir que el proceso de filtración resulta en una ganancia de información igual a la disminución de la entropía. Imaginemos una distribución uniforme de sustratos presentada a muchas copias de una enzima. Elijo una distribución uniforme de sustratos porque eso permitirá a la enzima expresar su máxima ganancia de información. Los sustratos considerados aquí se limitan a un conjunto de moléculas similares sobre las cuales la enzima tiene el mismo efecto metabólico. Esta restricción no solo simplifica nuestro ejercicio, sino que también se aplica al caso que discutí en mi libro.

Los productos de un sustrato sobre el cual la enzima tiene una mayor actividad serán más numerosos que los de un sustrato sobre el cual la enzima tiene una menor actividad. Debido al filtrado, la distribución de las concentraciones de productos tendrá una entropía menor que la de los sustratos. Tenga en cuenta que estamos ignorando cualquier cambio de entropía que provenga de los cambios químicos de los sustratos en productos, y estamos centrados en el cambio de entropía reflejado en las distribuciones de los productos de los sustratos actuados por la enzima.

La entropía de una distribución de n elementos con concentraciones fraccionales f₁,...,f_n se da por

H = Sum(i=1..N) f_i log f_i

y si la base del logaritmo es 2, las unidades de entropía son bites.

Como primera ilustración de esta fórmula, tomemos el caso extremo en el que existen n sustratos posibles y la enzima tiene una actividad no nula solo en uno de ellos. Esto es un filtrado perfecto. La entropía de entrada para una distribución uniforme de n elementos es, según la ecuación (1), la siguiente:

H_I = log n ya que las f_i's son cada una 1/n. La entropía de la salida es cero,

H₀ = 0,

porque todas las concentraciones excepto una son cero, y la concentración de esa es 1. Entonces la disminución de entropía provocada por la selectividad de la enzima es la diferencia entre (2) y (3), o

H = H_I - H₀ = log n

Otro ejemplo es el caso extremo en el que la enzima no discrimina en absoluto entre los n sustratos. En este caso, las entropías de entrada y salida son las mismas, a saber

H_I = H₀ = log n

Por lo tanto, la ganancia de información, que es la diferencia entre HO y HI, en este caso es cero,

H = 0

Normalizamos las actividades de la enzima sobre los diversos sustratos y estas actividades normalizadas serán entonces las concentraciones fraccionales de los productos. Esta normalización eliminará de nuestra consideración el efecto del nivel de actividad absoluto sobre el contenido de información, dejándonos únicamente con el efecto de la selectividad.

Aunque estas simplificaciones nos impiden calcular la disminución total de entropía lograda por la acción de la enzima, podemos calcular el cambio de entropía debido únicamente a la especificidad de la enzima.

5.1 Los peligros de saltar a conclusiones

Como ejemplo final, permítanme tomar parte de una serie de experimentos que discutí en mi libro, los cuales demuestran los peligros de saltar a conclusiones. Este tema merece énfasis porque los evolucionistas desde Darwin han sido culpables de saltar a conclusiones. Aquí tomaré solo una parte de la discusión en mi libro, a saber, lo que tomé de un artículo de Burleigh et al. (Biochem. J., 1974, 143: 341), para ilustrar mi punto.

Ribitol es un azúcar que se produce naturalmente y que algunas bacterias del suelo pueden metabolizar normalmente, y la ribitol deshidrogenasa es la enzima que cataliza el primer paso de su metabolismo. El xilitol es un azúcar muy similar en estructura al ribitol, pero no ocurre en la naturaleza. Las bacterias no pueden vivir normalmente con xilitol, pero cuando una gran población de ellas se cultivó únicamente con xilitol, aparecieron mutantes capaces de metabolizarlo. Se encontró que la enzima de tipo salvaje tenía una pequeña actividad sobre el xilitol.

La Fig. 1 muestra la actividad de la enzima de tipo salvaje y la enzima mutante sobre ambos ribitol y xilitol. Obsérvese que la enzima mutante tiene una menor actividad sobre el ribitol y una mayor actividad sobre el xilitol que la enzima de tipo salvaje. Un evolucionista podría sentirse tentado a ver aquí el comienzo de una tendencia. Podría inclinarse a saltar a la conclusión de que, con una serie de muchas mutaciones de este tipo, una tras otra, la evolución podría producir una enzima que tendría una alta actividad sobre el xilitol y una baja, o nula, actividad sobre el ribitol. ¿No sería eso algo útil para una bacteria que tuviera solo xilitol disponible y ningún ribitol? Tal serie produciría el tipo de cambio evolutivo que NDT exige. Sería un ejemplo del tipo de serie que apoyaría a NDT. La serie tendría que consistir en mutaciones que, paso a paso, reduzcan la actividad de la enzima sobre el primer sustrato mientras la aumenten sobre el segundo.

Pero la Fig. 1 es engañosa en este sentido porque proporciona solo una visión restringida de la historia. Burleigh y sus colegas también midieron las actividades de las dos enzimas sobre otro azúcar similar, L-arabitol, y los resultados de estas mediciones se muestran en la Fig. 2. Con los datos adicionales sobre L-arabitol, emerge una imagen diferente. Ya no vemos la mutación simplemente desplazando la actividad lejos del ribitol y hacia el xilitol. En su lugar, vemos una reducción general de la selectividad de la enzima sobre el conjunto de sustratos. El perfil de actividad de la enzima de tipo salvaje es más selectivo sobre el ribitol que la enzima mutante.

En la Fig. 1 por sí sola, parece haber una tendencia evolucionando una enzima con una alta actividad sobre xilitol y una baja actividad sobre ribitol. Pero la Fig. 2 muestra que tal extrapolación es infundada. Muestra en cambio una tendencia muy diferente. Una extrapolación de la tendencia que aparece en la Fig. 2 indicaría que una serie de tales mutaciones resultaría en una enzima que no tuviera ninguna selectividad, pero que exhibiera la misma baja actividad sobre un amplio conjunto de sustratos. Ambas estas extrapolaciones extremas son, por supuesto, infundadas dada la cantidad limitada de datos disponibles. Pero, la Fig. 2 sí muestra que la mutación disminuyó la información en la enzima.

El punto que se debe hacer con este ejemplo es que saltar a conclusiones a partir de la observación de una tendencia aparente es una empresa arriesgada. Con un poco de datos, la mutación parece añadir información a la enzima. Con un poco más de datos, la mutación parece estar degradando la especificidad de la enzima y perdiendo información.

Al igual que calculamos la información anteriormente, podemos calcular la información en la enzima actuando sobre una mezcla uniforme de los tres sustratos tanto para el tipo salvaje como para la enzima mutante. Estos valores resultan ser 0.74 y 0.38 bits respectivamente. La información en la enzima de tipo salvaje resulta ser aproximadamente el doble que la del mutante. La comunidad evolucionista, desde Darwin hasta hoy, ha basado sus principales afirmaciones en conclusiones infundadas. Darwin vio que los criadores de palomas podían lograr una amplia variedad de formas en sus palomas mediante la selección, y asumió que el alcance de la selección era ilimitado. Los evolucionistas, que han visto cultivos y animales de granja criados para tener muchas características comercialmente deseables, han saltado a la conclusión de que la selección natural, en el transcurso de millones de años, podría lograr cambios adaptativos mucho mayores que la selección artificial ha logrado en solo décadas. He demostrado en mi libro que tales extrapolaciones son infundadas porque los experimentos de cría, como los que dan mayor contenido de proteína al trigo o mayor tamaño a las verduras, resultan de mutaciones que desactivan genes represores. Las conclusiones a las que se saltó fueron falsas porque se basaban en datos que no podían extrapolarse a secuencias largas. No se puede obtener información de una secuencia larga de pasos que todos pierden información. Como noté en mi libro, eso sería como el comerciante que perdía un poco de dinero en cada venta, pero pensaba que podía recuperarlo en volumen.

5.2 La resistencia a los antibióticos como ejemplo de evolución

Continuando con su esfuerzo por demostrar la eficacia evolutiva de las mutaciones beneficiosas, Max presentó en su ensayo la adquisición de resistencia a los antibióticos por parte de los microorganismos como un ejemplo de evolución. Dijo que se puede "demostrar una mutación beneficiosa con organismos de laboratorio que se multiplican rápidamente, y de hecho, tales experimentos han demostrado que pueden ocurrir mutaciones beneficiosas raras. Por ejemplo, a partir de una sola bacteria se puede cultivar una población en presencia de un antibiótico, y demostrar que los organismos que sobreviven a esta cultura tienen mutaciones en genes que confieren resistencia a los antibióticos". Un experimento de este tipo muestra que pueden surgir "mutaciones beneficiosas de novo".

En respuesta a esto, he demostrado en mi libro que las mutaciones que conducen a la resistencia a los antibióticos no superan la prueba de representar las mutaciones necesarias para la evolución. Aquí resumo ese argumento.

Todos los antibióticos se derivan de microorganismos. Recuerde la historia del descubrimiento serendípico de la penicilina por Alexander Fleming en 1928, cuando notó que su placa de bacterias de Staphylococcus estaba clara en la vecindad de un contaminante de moho de pan. Se descubrió que el moho producía algo que podía lisar y matar a las bacterias. Ese algo era una molécula que más tarde se nombró penicilina. Después, se descubrió que otros antibióticos eran producidos por otros microorganismos, como bacterias del suelo. El suelo ha sido reconocido durante mucho tiempo en la medicina popular como una cura para las infecciones.

Los antibióticos producidos por estos microorganismos les sirven como defensa contra el ataque de otros microorganismos. Algunos microorganismos poseen genes que otorgan resistencia a estos antibióticos. Esta resistencia puede tomar la forma de degradar la molécula del antibiótico o expulsarla de la célula. Desafortunadamente para la atención médica humana, los organismos que poseen estos genes pueden transferirlos a otras bacterias, haciéndolas resistentes también. Aunque los mecanismos de resistencia son específicos para un antibiótico en particular, la mayoría de las bacterias patógenas han tenido, por nuestra desgracia, éxito en acumular varios conjuntos de genes que les otorgan resistencia a una variedad de antibióticos.

La adquisición de resistencia a los antibióticos de esta manera solo califica como evolución en el sentido de que es un cambio hereditario adaptativo. Es un ejemplo solo de la Evolución B. No es el tipo de evolución que puede convertir a un babuino en una bacteria. El cambio genético no es el tipo que puede servir como prototipo para las mutaciones necesarias para explicar la Evolución A. Los cambios genéticos que podrían ilustrar la teoría no solo deben añadir información al genoma de la bacteria, sino que deben añadir nueva información al biocosmos. La transferencia horizontal de genes solo propaga genes que ya están presentes en algunas especies.

Resulta que, sin embargo, un microorganismo puede a veces adquirir resistencia a un antibiótico mediante una sustitución aleatoria de un solo nucleótido, y este es el tipo de ejemplo que Max presentó. La estreptomicina, que fue descubierta por Selman Waksman y Albert Schatz y reportada por primera vez en 1944, es un antibiótico contra el cual las bacterias pueden adquirir resistencia de esta manera. Pero aunque la mutación que experimentan en el proceso es beneficiosa para el microorganismo en presencia de estreptomicina, no puede servir como prototipo para el tipo de mutaciones necesarias para NDT. El tipo de mutación que otorga resistencia a la estreptomicina se manifiesta en el ribosoma y degrada su coincidencia molecular con la molécula del antibiótico. Este cambio en la superficie del ribosoma del microorganismo impide que la molécula de estreptomicina se adhiera y lleve a cabo su función antibiótica. Resulta que esta degradación es una pérdida de especificidad y, por lo tanto, una pérdida de información. El punto principal es que la Evolución A no puede lograrse mediante mutaciones de este tipo, sin importar cuántas de ellas haya. La evolución no puede construirse acumulando mutaciones que solo degraden la especificidad.

En el último párrafo de mi crítica original, dije lo siguiente:

Las mutaciones necesarias para la macroevolución nunca se han observado. No se han examinado mutaciones aleatorias que pudieran representar las mutaciones requeridas por la NDT a nivel molecular que hayan añadido información. La pregunta que abordo es: ¿Son las mutaciones que se han observado el tipo que la teoría necesita para su apoyo? La respuesta resulta ser ¡NO! Muchas han perdido información. Para apoyar la NDT se tendría que mostrar muchos ejemplos de mutaciones aleatorias que añadan información. A menos que los resultados agregados de los experimentos genéticos realizados hasta ahora sean una muestra sesgada de manera flagrante, podemos descartar con seguridad la teoría neodarwiniana como una explicación de cómo la vida se desarrolló a partir de una única fuente simple.

Usted cita el hecho de que algunas bacterias cultivadas bajo presión selectiva de este antibiótico se vuelven resistentes mediante una mutación que "degrada la coincidencia molecular con la molécula del antibiótico", representando "una pérdida de especificidad y, por lo tanto, una pérdida de información". Algunas mutaciones de resistencia a la estreptomicina sí, como usted señala, reflejan mutaciones de la proteína ribosomal S12 que causan la pérdida de unión de este antibiótico, lo cual usted interpreta como "pérdida de información". Sin embargo, usted ignora otras mutaciones de esta proteína que no conducen a la pérdida de unión del antibiótico (por ejemplo, Timms et al., Mol Gen Genet 232:89, 1992). Según su formulación, estas mutaciones no representarían una pérdida de información, sin embargo, son mutaciones naturales que son adaptativas bajo condiciones de exposición a la estreptomicina. ¿Aceptaría usted que este tipo de mutación es un buen modelo para un cambio evolutivo adaptativo consistente con la Teoría Neo-Darwiniana?

Usted malinterpretó el artículo de Timms et al., que citó. Todas las mutaciones adaptativas reportadas en ese artículo muestran una unión reducida de la molécula de estreptomicina. Las 12 mutaciones adaptativas reportadas en la proteína S12 se dividen en dos categorías. No hubo ningún ejemplo de lo que usted afirmó que yo ignorara. Cinco de esos mutantes están designados como resistentes a la estreptomicina (Smr), y siete están designados como dependientes de la estreptomicina (Smd). Todas las 12 de ellas, en las palabras de los autores, "reducen la afinidad del ribosoma por la estreptomicina". Quizás le gustaría indicarme dónde en ese artículo mencionan que las mutaciones en S12 no conducen a una unión reducida, y lo que usted afirma que yo he ignorado.

La cita de este artículo se basó en su descripción de los mutantes dependientes de estreptomicina, que requieren estreptomicina para el crecimiento como resultado de mutaciones en la proteína S12. Claramente, tales mutantes no han perdido completamente la unión a estreptomicina; sin embargo, es posible que hayan reducido la afinidad de unión, de modo que, según tus criterios —los cuales no acepto como válidos—, podrían haber "perdido información". Sin embargo, tu argumento completo sobre la estreptomicina parece basarse en el malentendido de que la estreptomicina funciona uniéndose a la proteína S12. De hecho, como se menciona en el artículo de Timms, la unión es principalmente al ARN ribosomal 16S, no a S12, y las mutaciones en la proteína S12 funcionan para disminuir la unión a estreptomicina estabilizando una conformación específica del ARNr 16S que no se une bien a la estreptomicina (Carter et al., Nature 407: 340, 2000; Moazed & Noller, Nature. 327:389, 1987; Gravel et al., Biochemistry. 26:6227, 1987; Montandon et al, EMBO J. 5:3705, 1986; Pinard et al, FASEB J. 7:173, 1993; Melancon et al., Nucleic Acids Res. 16:9631, 1988). Una mutación que causa un cambio conformacional específico en otra molécula que, a su vez, impide la unión eficiente de una tercera molécula, no necesariamente sugiere una "pérdida de información" para mí, incluso si tu métrica de información proteica fuera válida.

Existen varias otras formas de considerar cómo las mutaciones afectan la información. En mi opinión, incluso si todas las mutaciones S12 que causan resistencia a la estreptomicina abolieran la unión del antibiótico, aún podría hacerse un argumento razonable de que tales mutaciones representan una ganancia de información en lugar de una pérdida. En el universo de todas las posibles secuencias de aminoácidos S12 que pueden funcionar en el ribosoma, esencialmente todas las proteínas S12 encontradas en bacterias de "tipo salvaje" (es decir, aquellas cultivadas en ausencia de estreptomicina) se unen a este antibiótico. Las secuencias S12 que permiten el crecimiento bacteriano en presencia de estreptomicina representan un pequeño subconjunto del universo de secuencias S12 funcionales. Por lo tanto, al cultivar bacterias en estreptomicina, seleccionamos un subconjunto específico y pequeño de posibles secuencias S12; por ello, podría argumentarse que hemos forzado un pequeño aumento en el contenido de información del genoma al reducir la elección de secuencias S12.

El conjunto de proteínas S12 que permiten el crecimiento bacteriano en estreptomicina (es decir, que no se unen al antibiótico) forma un subconjunto disparatado del universo de proteínas S12. Mi intuición me dice que el conjunto que se une (el conjunto susceptible) es más pequeño y, por lo tanto, tiene una entropía menor, que el conjunto que no se une (el conjunto resistente). Las mutaciones que aparecen en presencia del antibiótico convierten un subconjunto en el otro. Una mutación que transfiere la enzima desde un conjunto de baja entropía a uno de mayor entropía pierde información; no la gana.

Existen muchas secuencias de proteínas S12 en una variedad de bacterias de "tipo salvaje". Diferentes especies de bacterias Gram negativas son comúnmente sensibles a la estreptomicina a pesar de las variaciones en la secuencia S12; los organismos con mutaciones S12 se encuentran muy raramente, excepto bajo selección de estreptomicina. Por lo tanto, MI intuición me dice que la mayoría de las secuencias S12 se unen a la estreptomicina y que el conjunto de secuencias S12 que confieren resistencia a la estreptomicina es más pequeño que el conjunto que confiere sensibilidad. ¿Qué respalda tu "intuición" de que el conjunto susceptible es más pequeño y, por lo tanto, tiene menor entropía?

Sin embargo, quiero dejar claro que no acepto su interpretación de ciertas mutaciones específicas como que reflejan una "pérdida de información". Usted afirma que "el contenido de información de una enzima es la suma de muchas partes, entre las cuales se encuentran: nivel de actividad catalítica, especificidad con respecto al sustrato, fuerza [y especificidad] de unión a la estructura celular, [y] especificidad de la secuencia de aminoácidos dedicada a especificar la enzima para su degradación". Esta formulación es vaga, no cuantitativa, no respaldada por una lógica clara, no aceptada en la literatura científica (lo mejor de mi conocimiento; por favor, eduqueme si me equivoco) y, a mi juicio, no es útil.

Ed, el nivel de tu argumento aquí es bastante bajo. Has visto esta sección entera (arriba), y tomaste de la introducción mi lista de qué características pueden contribuir al contenido de información de una enzima y la criticaste por ser no cuantitativa (seguida de otros epítetos peyorativos). ¿Es eso alguna especie de táctica de debate? En cualquier caso, la táctica está fuera de lugar en esta discusión. Desde el contexto de lo que escribí, debería haber sido claro para ti que esta lista parcial de características que pueden contribuir a la información en una enzima fue una introducción a mi estimación cuantitativa de uno de los aspectos de la especificidad de una enzima. Después de mostrar cómo se podría calcular la información relacionada con un tipo de especificidad, mostré cómo una mutación que parecía mejorar la actividad sobre un nuevo sustrato en realidad reducía la información en aproximadamente un 50%.

Es elemental que la especificidad se traduce en información y viceversa. ¿Alguna vez has jugado a las 20 preguntas? Con las respuestas SÍ/NO a 20 preguntas juiciosas, uno puede descubrir un número previamente elegido entre 1 y un millón. Si las preguntas están bien elegidas, esas respuestas SÍ/NO pueden valer un bit de información cada una, y 20 bits pueden especificar un objeto entre un millón. Veinte bits de información se traducen en especificidad de una parte en un millón. Diez bits - a una parte en un mil.

Los códigos postales en EE. UU. también demuestran que la especificidad y la información son dos caras de la misma moneda y van de la mano. Una dirección en los Estados Unidos puede estar completamente especificada por el código postal de nueve dígitos. Un dígito de información reducirá la dirección de estar en cualquier lugar de los Estados Unidos a estar solo en unos pocos estados. Por lo tanto, si el primer dígito es un 6, la dirección está ubicada en algún lugar de Illinois, Misuri, Kansas o Nebraska.

Un segundo dígito de información añadirá especificidad al reducir aún más la dirección. Un 3, 4 o 5 en el segundo dígito coloca la dirección en Misuri. Un 3 en el segundo dígito la coloca en la porción oriental del estado. Dos dígitos de información son más específicos que uno.

Un tercer dígito de información es aún más específico, reduciendo aún más la dirección, haciéndola aún más específica. Si el tercer dígito es un 1, la dirección es específica para St. Louis y sus suburbios. Los dos dígitos siguientes de información fijan la dirección dentro de unas pocas manzanas. Los cuatro dígitos restantes de información pueden localizar un edificio específico. Por lo tanto, es claro que la información contenida en los dígitos del código postal se traduce en especificidad.

No hay duda al respecto: ESPECIFICIDAD = INFORMACIÓN.

No solo he dejado claro arriba que mi criterio para la ganancia/pérdida de información es cuantitativo, y está respaldado por la lógica y la comprensión convencional de estas nociones en la teoría de la información, sino que incluí esa sección en mi primera crítica de tu publicación. Tú elegiste no relacionarte con ella en absoluto, y en su lugar inventaste la crítica anterior de la nada.

En mis comentarios anteriores sobre su cálculo del "ganancia o pérdida de información en una mutación" formulé algunas críticas que usted calificó de "epítetos peyorativos" y que usted sugirió que eran "algún tipo de táctica de debate" o "inventadas de la nada"; pero usted no abordó ninguna de las críticas de manera sustantiva, por lo que las repetiré con más detalle con la esperanza de que las aborde.

1. Sugerí que su formulación es vaga y no cuantitativa y no está respaldada por una lógica clara.

Ha declarado:

El contenido de información de una enzima es la suma de muchas partes, entre las que se incluyen:

• Nivel de actividad catalítica
• Especificidad con respecto al sustrato
• Fuerza de unión a la estructura celular
• Especificidad de la unión a la estructura celular
• Especificidad de la secuencia de aminoácidos dedicada a especificar la enzima para su degradación

En primer lugar, observo que de estos cinco componentes, solo para uno -- la especificidad con respecto al sustrato -- has sugerido cómo cuantificar su contribución al contenido de información de la proteína. Al discutir este componente, indicas:

Para estimar la información en una enzima, asumiré que el contenido de información de la enzima en sí es al menos igual a la máxima información ganada al transformar la distribución de sustrato en la distribución de producto. (Creo que este supuesto es razonable, pero para ser riguroso debería realmente demostrarse.)

Puede pensar que esta suposición es razonable, pero yo creo que es totalmente irrazonable. Esta suposición constituye la base de casi todo su argumento, sin embargo, usted mismo admite que no ha sido "demostrada", lo cual sería necesario para que su análisis sea riguroso, como usted afirma. Por lo tanto, usted está de acuerdo conmigo en que su análisis no es riguroso, sino que se basa en una suposición no demostrada.

En segundo lugar, omitiste cualquier descripción de cómo se utilizarían los otros componentes que enumeraste para evaluar la información. Sin embargo, has afirmado que, dado que las mutaciones en el sistema de ribitol deshidrogenasa sugieren una disminución del componente de especificidad del sustrato de la información, la mutación representa una pérdida de información. Pero ¿cómo puedes hacer esta afirmación cuando no has evaluado cuantitativamente todos los demás componentes que dices contribuyen a la información? Para mí, que hagas un juicio sobre el cambio cuantitativo de información debido a la mutación cuando has omitido la evaluación de cuatro de los cinco componentes de tu métrica de información propuesta es un error bastante grave, especialmente para alguien que acusa a otros de "saltar a conclusiones".

En tercer lugar, no ha especificado si los cinco componentes de su lista deben recibir el mismo peso. Si no les asigna el mismo peso, por favor explique su sistema de ponderación y justifique su uso.

En cuarto lugar, usted implica ("suma de muchas partes, entre las cuales están") que existen "partes" adicionales que podrían contribuir al contenido de información; pero usted nunca especifica cuáles son.

[En quinto lugar, no has justificado por qué alguno de estos parámetros debería considerarse en una métrica que cuantifique la información de una proteína. Uno podría argumentar que el contenido de información de las proteínas de ribitol deshidrogenasa de tipo salvaje y mutadas era el mismo porque - independientemente de las especificidades de sustrato -- la cantidad de información necesaria para definir su secuencia de aminoácidos no ha cambiado.

Tus analogías (el juego de las 20 preguntas o los códigos postales) que te animan a proclamar que "Especificidad = Información" no aclaran nada sobre la "información de una proteína" en el sentido de que una proteína A de 200 aminoácidos que tiene altos niveles de todos los componentes de tu métrica de información puede estar especificada por exactamente la misma cantidad de información que una proteína B de 200 aminoácidos que es baja en todos tus componentes. De hecho, creo que la mayoría de los científicos que han considerado la información representada por genes o enzimas concluirían que una proteína compleja grande implica mucha más información que un polipéptido corto. Ciertamente, requiere más información para especificar la secuencia de una proteína grande. Sin embargo, en tu lista de cinco componentes de la información has omitido completamente ese parámetro que la mayoría de los científicos consideraría más importante al comparar el contenido de información.

En resumen, solo ha evaluado cuantitativamente uno de sus cinco componentes de información proteica, y admite que dicho análisis no es riguroso; aún no ha definido cómo se cuantificarían cuatro de sus cinco parámetros; aún no ha descrito cómo se ponderarían los parámetros al combinarlos en una métrica de información; aún no ha presentado una justificación de por qué cada parámetro debería incluirse en la métrica; aún no ha especificado qué otros parámetros deben incluirse; y aún no ha justificado la exclusión de la longitud de la secuencia, el parámetro que la mayoría de los científicos incluiría en una estimación de información. Estas son las razones por las que considero su formulación vaga, no cuantitativa y no apoyada por una lógica clara.

2. Su formulación no es aceptada en la literatura científica.

Esto es obvio para ti y para mí, pero quería dejarlo claro para otros posibles lectores de esta correspondencia. Aunque los componentes de tu análisis puedan incluir elementos de la teoría de la información aceptada, tu inclusión de los 5 elementos anteriores como los que contribuyen a una métrica de información cuantificable es original tuya y nunca (a mi conocimiento) ha sido publicada en la literatura científica revisada por pares; por favor, corrígeme si me equivoco. Algunos lectores podrían concluir de tus comentarios peyorativos (y personalmente y condescendientes de manera innecesaria) (por ejemplo, "Recomendaría que no te refieras a mis criterios de pérdida de información como 'dudosos' hasta que los entiendas") que soy un cañón suelto que dispara teorías aceptadas sin comprenderlas claramente. Estos lectores deberían saber que tus teorías no han cumplido el criterio normal para que una idea científica sea digna de aceptación o incluso de consideración seria, a saber, la publicación en la literatura científica profesional revisada por pares. Aunque una búsqueda en la literatura mostró que escribiste exactamente dos artículos sobre información y secuencias de proteínas que fueron publicados en revistas revisadas por pares, ambos hace más de 30 años (J THEOR BIOL 7 : 412, 1964; y NATURE 226: 48, 1970), ninguno de estos artículos contiene una discusión sobre tu estimación del contenido de información de una proteína medida mediante los parámetros listados anteriormente. Por lo que he podido determinar (y por favor corrígeme si me equivoco), las ideas posteriores fueron publicadas solo en tu libro, una publicación no revisada por pares; y las ideas del libro han sido mencionadas en la literatura científica profesional revisada por pares solo una vez, en un artículo reciente (Schneider Nucl Ac Res 28:2794, 2000) que disputa la validez de tu análisis. El hecho de que tu métrica de información no haya sido publicada en la literatura científica profesional revisada por pares no hace por sí mismo que el análisis sea incorrecto, más que la ausencia de artículos sobre la Tierra plana en las revistas profesionales de astronomía planetaria o la ausencia de artículos sobre la negación del Holocausto en la literatura profesional de historia haga incorrectas esas dos teorías. Cada teoría se sostiene o cae según sus méritos (o su falta de ellos). Pero los lectores deberían saber que no has emprendido una aplicación novedosa de una métrica generalmente aceptada para sacar conclusiones novedosas que confundan a los evolucionistas; más bien, has aplicado una métrica excéntrica nunca aceptada por la comunidad científica y, no sorprendentemente, has sacado conclusiones excéntricas (y en mi opinión inválidas).

6. Familias génicas como ejemplos de duplicación, mutación y selección

Una observación comúnmente citada que es consistente con el modelo neodarwiniano de la evolución es que en el ADN de los humanos hay muchos genes con secuencias similares que tienen funciones similares, pero desempeñan roles fisiológicos distintos. Los múltiples genes globina son un ejemplo que cito en mi ensayo. Frecuentemente, genes con secuencias similares se encuentran en organismos más primitivos, pero en estas especies el número de genes relacionados es mucho menor. La interpretación evolutiva es que el último ancestro común de los humanos y las especies modernas primitivas tenía un genoma más pequeño que los humanos modernos y que, a medida que la línea humana evolucionó, hubo múltiples duplicaciones que generaron copias adicionales de genes; estas mutaron independientemente y evolucionaron para asumir funciones ligeramente diferentes. Spetner, por supuesto, no acepta este escenario. Comienzo esta parte del intercambio con una descripción de tal sistema de genes.

Consideremos un locus génico que he estudiado en mi laboratorio: el locus de la cadena pesada de inmunoglobulina humana (o locus IgH). En el locus humano se observa evidencia de una gran duplicación de ADN que creó dos copias que son altamente similares tanto en las regiones codificantes como en las regiones flanqueantes no codificantes. Una de las copias incluye secuencias de regiones constantes conocidas como gamma3, gamma1, pseudo-epsilon y alpha1, mientras que la segunda copia contiene gamma2, gamma4, epsilon y alpha2. Los primates más primitivos, como los monos del Nuevo Mundo, parecen tener una sola copia de este locus y un solo gen gamma. Los cuatro genes de cadena gamma humana se consideran derivados de un único gen ancestral gamma en un ancestro primate mediante una serie de duplicaciones y mutaciones. Los cuatro tipos de proteínas de anticuerpo codificados por los genes humanos cumplen funciones muy similares, pero no son idénticos. Difieren entre sí en sus "funciones efectoras", como su capacidad para activar proteínas del complemento sérico o para unirse a los diversos receptores Fc en las células del sistema inmunitario. Por ejemplo, los anticuerpos con proteína gamma2 funcionan mejor para reconocer antígenos polisacáridos encontrados en ciertas bacterias, mientras que los anticuerpos gamma4 funcionan mejor para combatir parásitos. Presumiblemente, el único gen gamma ancestral no estaba especializado y tuvo que servir como un "hombre de todas las artes". Si considerara las mutaciones de ese gen que llevaron a la función especializada de la proteína gamma2 unida a polisacáridos, probablemente podría argumentar a favor de una "pérdida de información" en el sentido de que, al mutar desde el gamma primordial, la proteína pudo haber "perdido especificidad" para combatir la infestación parásita; y si mirara las mutaciones que llevaron a la proteína gamma4 "especialista en parásitos", podría argumentar a favor de una "pérdida de información" en el sentido de que la proteína pudo haber "perdido especificidad" para unirse a polisacáridos. Si se pone unas vendas en los ojos y mira un gen a la vez, podría hacer su argumento de que ambos genes "perdieron información", pero si mira el cuadro completo, verá que hay una ganancia de información para todo el sistema. En el primate ancestral teníamos un gen no especializado, mientras que en los humanos modernos tenemos cuatro genes especializados. Este es exactamente el tipo de cambio genético que sería consistente con la evolución neo-darwiniana que conduce a un aumento en la complejidad. En su ejemplo del periódico, esto corresponde a tener tanto la edición temprana como la edición final del periódico de hoy. Un comerciante que gana un poco de dinero en cada transacción puede ganar una fortuna si trabaja lo suficiente en ello.

Sí, la información habría aumentado si lo que especulas hubiera ocurrido realmente. La prueba residiría únicamente en demostrar que efectivamente ha ocurrido. No dejemos de tener en cuenta el requisito de la evolución neodarwiniana de largas series de sustituciones de nucleótidos individuales, donde cada mutación hace que el fenotipo sea lo suficientemente más adaptativo como para permitir que el fenotipo mutado tome el control de la población mediante la selección natural con una alta probabilidad. Está muy lejos de estar claro que las mutaciones individuales que sugieres sean adaptativas y seleccionadas en cada paso. No puedes demostrar esto; simplemente lo asumes. Estás postulando un evento histórico que no puede verificarse en absoluto. Parece que todos tus argumentos se basan en postular eventos que son inherentemente no observables. Eso debería hacer que uno se pregunte un poco sobre la teoría, ¿verdad?

Reconozco que el modelo anterior para el locus IgH humano es hipotético y asume que la tríada evolutiva de duplicación, mutación aleatoria y selección es una explicación naturalista razonable para los cuatro genes gamma humanos. No podemos verificar esta explicación, ya que nunca podremos conocer las propiedades del ancestral gamma inmunoglobulínico primordial, ni conocer la serie de mutaciones que ocurrieron en los diversos genes gamma duplicados durante nuestra evolución desde ese ancestro primordial. Lo que estoy preguntando es: ¿hay algo tan implausible en este modelo como para justificar su sugerencia de que deberíamos "descartar la teoría neodarwiniana" como explicación para este ejemplo?

Sí, es improbable porque usted está postulando una serie de eventos de un tipo para el cual existe evidencia de que no han ocurrido. Si hubieran ocurrido para producir la Evolución A, debería haber habido un gran número de ellos, y no hay. Si hubiera habido el gran número requerido de ellos, deberíamos haber visto algunos de ellos en todos los experimentos genéticos realizados en todos los laboratorios del mundo. Y no hemos visto, a mi conocimiento, ni uno solo.

O más al grano, ¿qué explicación alternativa para el origen de los cuatro genes gamma humanos propones que sea más plausible que la que yo ofrecí? Esto es importante, porque considerando las debilidades que he señalado en tus argumentos, estás lejos de haber descartado definitivamente la tríada evolutiva neodarwiniana como la explicación correcta para lo que llamas el "gran avance de la evolución". Una demostración matemática de que una conjetura es falsa, o una prueba de que una invención propuesta es imposible porque viola la Segunda Ley de la Termodinámica, puede poner fin a la discusión; pero los puntos que haces (al menos los que son sólidos) simplemente destacan lagunas en nuestro conocimiento y obligan a evaluar la validez de las extrapolaciones que hacemos a partir de datos observables. Estos puntos son contribuciones útiles, pero solo dañarían seriamente la credibilidad de la evolución si existiera una explicación alternativa que no sufriera de lagunas similares y extrapolaciones cuestionables. Como no has descartado la evolución, lo mejor que puedes hacer para "desalojar" esta teoría de su actual aceptación por parte de los científicos es demostrar que es inferior a alguna otra teoría de los orígenes de las especies, pero no has descrito ninguna teoría alternativa, por lo que no está claro que la evolución necesite ser "desalojada".

¿Cómo te atrapa la creación? Probablemente no quieras admitir esa posibilidad, pero puedes considerarla como una posición por defecto. No puede demostrarse científicamente, no debido a ningún defecto filosófico en la proposición, sino debido a las limitaciones de la Ciencia. El hecho de que la Ciencia sea incapaz de ocuparse de ello no significa que no haya ocurrido. Después de todo, hay verdades en el mundo físico que no pueden ser alcanzadas por la Ciencia, al igual que hay verdades matemáticas que no pueden ser alcanzadas por una prueba matemática. Si no tenemos una teoría científicamente viable para explicar el origen de los cuatro genes gamma humanos, o para el origen de la vida misma, no necesitamos desesperarnos. No todos los misterios necesariamente tienen una solución científica. No quiero decir que uno no deba buscar una solución científica. Uno debería. Pero no tener tal solución no es una licencia para inventar historias y pasarlas por una Ciencia crédula al público. El hecho de que yo no tenga una explicación (científicamente) 'plausible' del origen de la vida, no significa que tus historias improbables sean correctas y deban ser impuestas al público bajo el disfraz de verdad científica.

 

7. Resúmenes por los Corresponsales

Resumen de Spetner

Aquí he demostrado, con referencias a mi libro, que los ejemplos más citados por los evolucionistas como evidencia de que la evolución está ocurriendo ahora, no son en absoluto evidencia del gran abanico de la evolución, que aquí he llamado Evolución A. Para que un ejemplo de evolución ocurriendo ahora tenga relevancia para la Evolución A, debe basarse en una mutación que pueda ser típica de aquellas alegadas estar en la larga serie de pasos que llevan desde una bacteria hasta un babuino. La mutación debe ser al menos una que, cuando se repite una y otra vez, acumule suficiente información para convertir una bacteria en un babuino. El ejemplo favorito citado para la evolución es la resistencia a los antibióticos. He demostrado que las mutaciones que conducen a la resistencia a los antibióticos no añaden ninguna información al biocosmos. En algunos casos, incluso pierden información. He mostrado un ejemplo de una mutación que puede ser fácilmente malinterpretada para demostrar la adición de información al genoma. Tras la recopilación de más datos, este ejemplo resultó ser una demostración de pérdida de información y no de ganancia. El salto a conclusiones siempre es arriesgado, porque raramente tenemos suficientes datos. Sin embargo, la comunidad evolucionista ha persistido en realizar las extrapolaciones más frágiles. Max ha intentado argumentar que su tríada de duplicación génica, mutación aleatoria y selección natural, puede añadir información al genoma colectivo del biocosmos. He expuesto su argumento como nada más que ofrecer posibles escenarios; es un argumento por historias just-so. Pero el argumento contra el Diseño Natural Teórico (NDT) no se detiene con el fracaso de sus partidarios para mostrar evidencia teórica o empírica adecuada para él. El golpe decisivo contra el NDT es que los ejemplos de adición de información nunca han sido exhibidos. La ausencia de tales ejemplos es más que solo la ausencia de evidencia para la evolución. Es en realidad evidencia contra la evolución porque si el NDT fuera correcto, deberían existir millones de tales ejemplos y en todos los experimentos genéticos realizados hasta ahora deberíamos haber visto muchos. Finalmente, el ejemplo de mutaciones en las células B del sistema inmunitario no tiene peso como ejemplo de una mutación que añade información. Aunque estas mutaciones sí añaden información al genoma de la célula B, no pueden aplicarse a la evolución por las razones que he expuesto anteriormente. El Dr. Edward Max hizo un valiente intento de presentar un caso sólido para la evolución en su publicación en la URL citada anteriormente. Que falló no se debe a ningún defecto del autor. El Dr. Max es un científico inteligente, competente y articulado. Tiene un doctorado y un título de medicina, y durante muchos años ha realizado investigaciones y publicado sobre la genética del sistema inmunitario, y ha añadido a nuestro conocimiento en este campo. Si no pudo hacer un buen caso para la evolución, debe haber algo lamentablemente equivocado con la evolución.

 

Resumen de Max

Aunque Spetner afirma que las mutaciones observadas en modelos experimentales de la evolución pierden uniformemente información, he intentado demostrar que su métrica para evaluar el contenido de información de las proteínas no ha sido validada rigurosamente, y que su argumento completo se basa, por lo tanto, en una base insostenible.

Ha argumentado también que la maduración de la afinidad de las inmunoglobulinas, que depende de la mutación y la selección de genes de inmunoglobulina mutados aleatoriamente, no es un modelo útil para la evolución filogenética, pero ninguna de sus objeciones me convence. El mecanismo que genera mutaciones puede ser diferente en los dos casos, pero como muchos métodos experimentales para generar mutaciones producen pools de mutantes de los cuales se pueden seleccionar individuos con una función mejorada, los detalles del mecanismo parecen irrelevantes para la idea de que la mutación y la selección pueden conducir a un aumento de la aptitud. El argumento de Spetner sobre las diferencias en las tasas de mutación en células B versus células germinales también parece irrelevante, ya que ambos parecemos estar de acuerdo en estos puntos esenciales: que las mutaciones individuales pueden proporcionar ventajas seleccionables que podrían propagarse a través de la población después de múltiples ciclos de reproducción; y que la evolución filogenética es mucho más lenta que el ejemplo de las células B porque la tasa de mutación en las células germinales debe ser mucho menor que lo que es factible en los genes de inmunoglobulina de las células B.

Spetner ha evitado especificar con precisión lo que entiende por su modelo preferido de "creación", por lo que evita tener que defender su modelo ante un escrutinio similar al que ha aplicado a la teoría de la evolución. Incluso una "creación" sobrenatural debería dejar rastros que podrían diferir de los esperados según la teoría de la evolución. Si su alternativa de "creación" no hace predicciones específicas que puedan distinguirla de la evolución, no es un modelo científico útil. Esto quizás no moleste a Spetner, quien ha dicho que la ciencia no es la única fuente de conocimiento; pero como se discutirá a continuación, sugiere que las opiniones de Spetner no merecen consideración en aulas de ciencias o libros de texto.

La idea de Spetner de que la evolución está siendo "impuesta al público bajo la apariencia de verdad científica" revela una confusión entre el conocimiento científico y el dogma religioso. El dogma religioso basado en un texto sagrado inmutable puede proporcionar una "verdad" que Spetner pueda aceptar sin sentir la necesidad de explicarla o justificarla; tal dogma, al estar inmune al escrutinio, puede estar inmune a la revisión y, por lo tanto, representa una "verdad" inmutable. En contraste, ningún científico responsable sugiere que nuestras teorías científicas actuales estén inmunes a la revisión basada en futuras evidencias. Simplemente afirmamos que, incluso a pesar de áreas de controversia y lagunas desconcertantes en nuestro conocimiento actual, la evolución es la teoría científica más compatible con la evidencia científica existente. Cuando discutimos el origen de las especies en nuestras clases de ciencias, no hay ninguna teoría alternativa en la literatura científica que podamos enseñar. Por lo tanto, enseñamos ("¿imponemos al público?") la única teoría sobre esta cuestión encontrada en dicha literatura: la teoría de la evolución. (Es lamentable que algunos profesores de ciencias vayan más allá de la evidencia científica para afirmar que la teoría de la evolución descarta la existencia de Dios; esto no es una extrapolación válida, como mencioné en la sección 4 anterior.) Si Spetner siente que tiene evidencia de que la literatura científica sobre la cual se basa la instrucción en el aula está en error, debería argumentar su caso en la literatura científica profesional, no en un libro sin revisión por pares. Las opiniones controvertidas expresadas en libros pero no en la literatura profesional no pueden justificadamente imponerse a los estudiantes en las aulas de ciencias (al menos no en aulas públicas de educación primaria/secundaria) porque no existen estándares consistentes de erudición para la publicación de libros (como lo demuestran los libros sobre poderes psíquicos, percepción extrasensorial, astrología y negación del Holocausto).

A pesar de nuestras posturas opuestas, la correspondencia ha sido interesante (al menos para mí) porque Spetner es un científico inteligente y articulado, que parece estar genuinamente interesado en un diálogo que intenta analizar dónde residen las diferencias en nuestras posiciones. Espero que la correspondencia continúe. Si es así, actualizaré este resumen. Los lectores que deseen hacer puntos adicionales relevantes para esta correspondencia pueden enviarme un correo electrónico a max@cber.fda.gov.