Asunto:    Re: Enseñar ciencia Re: Editorial: Por qué la evolución sigue siendo correctamente llamada una teoría
Fecha:       7 de febrero de 2005
ID del mensaje: 1107829738.090845.112680@g14g2000cwa.googlegroups.com

Robert Grumbine escribió:
> >Este tipo de ignorancia es exactamente por lo que comienzo cada semestre con un
> >análisis de lo que es y lo que no es "ciencia".
>
> Lo incluyo como uno de mis primeros laboratorios cuando enseño astronomía.
>
> ¿Cómo enseñas esto o sobre esto?

Descubrí que tenía que enseñar la naturaleza de la ciencia tanto a nivel de pregrado como de posgrado para las clases de honor y de genética molecular que impartía. Incluso a nivel de posgrado, la comprensión de la ciencia no puede darse por sentada. Se convirtió en mi única charla. Repartía ensayos de Richard Feynman y Peter Medewar sobre la naturaleza de la ciencia para que los estudiantes los leyeran y luego trabajáramos en un rompecabezas. Usaba el rompecabezas como ejemplo de cómo funciona la ciencia. Usaba esos rompecabezas baratos de 100 piezas para niños que puedes comprar en Wal-Mart. Descubrí que los dos rompecabezas que compré tenían un patrón de recortes idéntico con imágenes diferentes.

Lo primero que haríamos sería voltear las piezas e intentar que los estudiantes piensen sobre el problema. Solo mirando las piezas, ¿pueden llegar a alguna idea de cuál era la imagen? A menos que tengas algún tipo de genio superdotado que pueda ensamblar las piezas en su mente, los estudiantes solo pueden llegar a ideas vagas de cuál podría ser la imagen. Hacemos esto en la ciencia todo el tiempo. Incluso la suposición de que hará una imagen que puedan entender debería señalársela a ellos. Intenta que piensen en lo que están haciendo. Cuando comiencen a ensamblar el rompecabezas, pídeles que te digan qué están haciendo. Ninguno de los estudiantes que he tenido ha intentado el ensamblaje aleatorio de simplemente unir cualquier dos piezas. Haz que entiendan que están realizando pruebas de hipótesis agrupando las piezas según el carácter que estén utilizando (color, patrón, forma). Pídeles por qué sus hipótesis fallan tan a menudo. Haz que entiendan el problema con el que se ocupa la ciencia cuando se hacen suposiciones basadas en datos incompletos. Si fueran capaces de tomar todas las características de cada pieza y hacer un análisis perfecto, nunca se equivocarían en su elección de qué piezas encajan en dónde, pero usando la marca que yo veo a simple vista y solo un conjunto limitado de caracteres, a menudo cometes errores. Tienes que esperar equivocarte bastante a menudo en la ciencia. Tienes que ser capaz de probar tus hipótesis.

Siempre hay unos pocos estudiantes que ensamblan primero el borde del rompecabezas. Señalo que esto es exactamente lo que intentan y hacen los científicos cuando crean un marco y construyen sobre él. Generalmente colocamos primero las piezas más fáciles y los bordes son las piezas más fáciles de encajar porque solo tienen tres lados interactivos que considerar. La ciencia hace lo que puede y construye sobre ello. A esta altura, alguien nota que he quitado las piezas de las esquinas. Cuando me preguntan por las esquinas, les pregunto cómo saben que el rompecabezas tiene esquinas. No es una pregunta trampa. Hacemos suposiciones como esta todo el tiempo, y se basa en nuestra experiencia, pero también pueden ver que faltan algunas piezas basándose en su lado cuadrado esperado y solo dos bordes interactivos. Tienen una hipótesis de que falta algo y se basa en su experiencia y la evidencia física. Arrojo las esquinas y tienen que rascarse la cabeza porque les he dado las esquinas de otro rompecabezas, pero aún encajan y aún completan el exterior del rompecabezas. Les digo que la ciencia está llena de piezas que no encajan del todo, pero que son lo suficientemente buenas para ayudarnos a obtener una mejor idea de lo que estamos trabajando.

A medida que se completa el rompecabezas, les hago notar cómo la naturaleza cualitativa y cuantitativa de las hipótesis que están probando mejora a medida que adquieren más conocimiento de cómo se ve el cuadro. El cuadro nunca se vuelve perfecto porque las esquinas no coinciden, pero es obviamente lo suficientemente bueno para tener una idea bastante buena de cómo es el cuadro.

No creo que haya mencionado nunca el creacionismo o el diseño inteligente en esta conferencia, pero si lo desean, pueden simplemente afirmar que el diseño inteligente como "concepto" nunca ha sido capaz de colocar una pieza en el rompecabezas de la naturaleza. Han probado bastantes piezas para ver si encajan, pero al final del día no queda ni una sola en su lugar. Esencialmente, es un concepto con una tasa de fracaso del 100% tras la prueba. Las únicas piezas que quedan en el tablero son las que aún no han sido probadas. Se ha encontrado que es peor que simplemente elegir al azar dos piezas y probarlas para ver si encajan. Si algún estudiante no cree esto, simplemente pídale una sola pieza que el diseño inteligente haya colocado en nuestro conocimiento científico. No encontrará una lista de estas cosas en el Instituto de Descubrimiento porque no hay éxitos científicos del diseño inteligente. La farsa es que tienen listas de científicos que eran o son religiosos y declaran sus éxitos científicos sin decir a nadie que usualmente estos tipos fueron responsables de expulsar una pieza del diseño inteligente de donde no pertenece. Estos tipos son conocidos por sus contribuciones científicas y no por sus contribuciones al diseño inteligente. Por eso muchos científicos definen la ciencia de tal manera que el diseño inteligente queda excluido de la consideración. Simplemente nunca ha funcionado y ha sido una pérdida de tiempo monumental. Definiciones como las que excluyen el diseño inteligente se ponen en lugar para proteger a los incompetentes de sí mismos. La mayoría de los científicos racionales pueden darse cuenta por sí mismos de que pueden pensar en el diseño inteligente, pero no pueden realmente esperar usarlo para algo. No tener ni un solo éxito y tener una tasa de fracaso del 100% tras la prueba es bastante convincente para la mayoría de los científicos.

Ron Okimoto

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Asunto:    Re: Flexibilidad de la secuencia de proteínas - Las evasiones de Sean
Fecha:       27 de febrero de 2005
ID del mensaje: 1109506730.960513.286360@g14g2000cwa.googlegroups.com

>La evolución debe proceder mediante cambios aleatorios en uno o varios residuos de aminoácidos hasta encontrar algo que haya mejorado la función beneficiosa en comparación con lo que precedió.

No exactamente. Lo que importa son los elementos estructurales. Es así como puedes tener proteínas que son prácticamente idénticas en cuanto a estructura, mientras que tienen casi ninguna homología de secuencia.

Entonces, lo que la evolución tiene que "encontrar por azar" es un plegamiento general. No hay tantos, solo unos pocos miles. La funcionalidad se deriva entonces de modificaciones a esos plegamientos. Pero ya hemos cubierto esto varias veces. Usted escuchó y luego repitió su argumento anterior falaz.

>Si no hay un cambio detectable en la función con un
>cambio en la secuencia, la naturaleza es ciega y no puede
>seleccionar entre diferentes secuencias.

Correcto.

>Esto crea un problema de brecha neutral que es de hecho
>completamente aleatorio hasta que algo que sea realmente
>seleccionable funcionalmente aparece - por pura suerte
>o paseo aleatorio.

Hecho correcto, interpretación incorrecta.

Una proteína puede tener una función X. La misma proteína puede alterarse significativamente - aumentar de tamaño muchas veces, por ejemplo, mediante una inserción - manteniendo la función. Otra estructura de plegamiento puede aparecer en la secuencia añadida (o ser transplantada desde otro lugar), lo que redirige la proteína; o incluso le otorga otra función, muy diferente.

>Las probabilidades de encontrar una nueva secuencia seleccionable
>son las mismas en cualquier caso.

¿Cómo determinas exactamente eso? Asumiendo un paseo aleatorio a través de residuos individuales. De vuelta a tu muñeco de paja. El cual, de hecho, vuelves a mencionar aquí:

>A niveles bajos de complejidad mínima de secuencia (unas docenas
>de residuos de aminoácidos bastante especificados), la evolución
>es rápida y fácil para todos los organismos porque algo en
>el genoma estará a solo uno o dos cambios de residuo.

Complejidad mínima de la secuencia, de nuevo. Un término completamente carente de significado que inventaste para oscurecer el asunto y ocultar tu hombre de paja.

Aquí tienes una tarea para ti. Dado que has demostrado una capacidad extremadamente pobre para buscar en la literatura en esta publicación tuya (véase a continuación para más detalles), déjame ver si puedes hacer esto (ya se ha hecho): ¿cuántas secuencias de 350aa completamente aleatorias necesitas formar para obtener una actividad de unión al ADN bastante específica?

Existe una razón por la que hay tan pocas hélices utilizadas en la naturaleza. La evolución tropieza, digamos, con un dedo de zinc (lo cual hizo repetidamente; es muy fácil crear uno de esos). Luego lo modifica para una especificidad de secuencia que otorga una ventaja seleccionable. Este proceso es muy diferente al que propones.

Dado que estoy aburrido en este momento (intercambio de buffer; más rápido que la diálisis, pero requiere que vigiles la centrífuga - el maldito aparato está precipitando en la membrana si permito que el gradiente se vuelva demasiado pronunciado), déjame perder un poco más de tiempo y ilustrar la diferencia para ti.

Según usted, usted tiene una proteína. Luego tiene cambios completamente aleatorios en la proteína, que usted trata como cambios puntuales individuales, los cuales luego conducen a una nueva funcionalidad. Esto es, como usted correctamente señala, un proceso demasiado lento para explicar la variabilidad que observamos.

Sin embargo, la evolución no funciona de esa manera. Lo que ocurre es que las mutaciones transfieren dominios enteros y tramos de secuencia alrededor; o las inserciones aleatorias forman dominios y pliegues completamente novedosos. Estos cambios pueden tener 1) un efecto negativo (algo probable), en cuyo caso son seleccionados en contra; 2) un efecto neutral (lo más probable), en cuyo caso permanecerán en el genoma para ser sometidos a más acciones; 3) un efecto positivo (improbable en la primera iteración), en cuyo caso son seleccionados a favor.

Por lo tanto, el caso más frecuente será: la proteína ha cambiado, hay todos estos bucles desordenados o hélices extra, barriles, láminas, lo que sea, pero aún funciona. La actividad puede verse afectada, pero no lo suficiente como para causar una gran diferencia.

¿Qué sucede entonces? Las pequeñas mutaciones afectarán a estos nuevos dominios y alterarán sus especificidades. De nuevo, hay una razón por la que tanta parte de la bioquímica sigue caminos similares y reacciones similares. Las estructuras de plegamiento de las proteínas son similares. La evolución se basa en tomar algo que ya existe y alterarlo ligeramente para producir un efecto novedoso. El efecto acumulativo a lo largo de un largo período de tiempo puede ser abrumador, como han demostrado los experimentos de evolución dirigida y como ha demostrado la evolución observada en el último siglo.

Y "acumulativo" aquí no se menciona solo en términos de añadir cosas a la misma secuencia. Una vez que aparece un pliegue en el genoma, puede ser trasplantado a otro lugar, y tienes un aumento en el número de sus usos por todas partes.

>Esto tiene un efecto de retraso en el potencial evolutivo
>hasta que la evolución no puede proceder en absoluto, a menos que
>transcurran trillones de años de tiempo promedio, más allá de niveles
>muy bajos de complejidad funcional.

Correct. Por lo tanto, los enterococos siempre han sido resistentes a la vancomicina, ¿verdad? El Diseñador diseñó su resistencia al amanecer de los tiempos...

¿O no lo saben? La resistencia a la vancomicina implica un cambio radical en la estructura de la pared celular, el desarrollo de cinco genes diferentes, todos los cuales son necesarios para actuar simultáneamente en conjunto, con el fin de producir la resistencia. Me olvido de la longitud total, pero estamos hablando de unos pocos miles de aminoácidos aquí, "actuando juntos". Con regulación y expresión diferencial.

No es que el número de aminoácidos, en el que estás tan obsesionado, tenga que ver con la complejidad. Lo que realmente importa es el número y la complejidad de las reacciones.

Las bacterias desarrollaron resistencia a la penicilina dentro de un año de su introducción. Como usted mismo reconoce, es una resistencia fácil de desarrollar. El desarrollo de resistencia para la vancomicina tardó 30 años, ya que es tan compleja. Probablemente habría tardado mucho más, si no fuera por el uso de avoparcina (un antibiótico peptidoglicano similar) como aditivo alimenticio para animales de granja.

Pero aún así, 30 años, para algo que dice que requiere muchos billones de años. Buen trabajo para enterocci, ¿no lo crees?

>En realidad, todo el aire caliente que sopló la última vez que
>respondió a este desafío no ha sido mejorado con
>esta publicación actual suya.

En realidad, el único que está lanzando humo por aquí eres tú.

>Las secuencias funcionales ya no se superponen de una manera
>en la que la selección natural pueda cruzar un puente de función
>mejorada como lo hacía a niveles bajos.

Se superponen casi por completo. Por eso no tienes miles de millones de pliegues, sino miles. Y solo unas pocas docenas son responsables de la gran mayoría de la química verdaderamente importante en la célula.

¿Aún no está claro lo suficiente? Tome tres proteínas con funciones muy diferentes. Elijamos tres:

• Dihydroorotate Dehydrogenase A
• Ribosomal protein S8
• Luciferase

En su modelo, la evolución debe comenzar con una sola proteína, luego realizar un recorrido aleatorio hasta obtener una secuencia que sea "específica" para la nueva función.

En realidad, los tres anteriores se basan en un dominio de rodillo beta. El dominio se desarrolla. Una vez que el dominio se desarrolla, mutaciones adicionales confieren diversas funciones diferentes a él. Agregue una hélice generalmente hidrofóbica a un lado, y lo ha convertido en una proteína de membrana. Agregue unos pocos bucles hidrofílicos, y ahí lo tiene nadando en el citosol. Cambie una glicina por una histidina, y mire ahí, se une al zinc, y realiza una química completamente diferente.

Eche un vistazo a la base de datos CATH. Revise las diversas clases de proteínas. ¿Qué tan similares son? Todo se trata de estructura/función, Sean.

http://www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/cath/class.html

>la evolución completamente aleatoria simplemente no puede hacer mucho
>en este lado de trillones de años de tiempo.

Y sin embargo es así, como muestran tantos ejemplos.

Añada el desarrollo de resistencia a los medicamentos contra el cáncer por parte de las células cancerosas a la lista creciente que tenemos aquí. Por supuesto, no lo mirará, pero otros podrían querer revisarlo para encontrar más argumentos con los que golpearlo la próxima vez que decida salir a la luz. Funciones muy diferentes, y sin embargo tan cercanas entre sí que son fácilmente alcanzables mediante mutaciones en pocos años de la vida de un paciente con cáncer.

>Sí, puedes - pero ¿alguna vez encontrarás algo
>nuevo más allá de niveles bajos? No me importa la
>función original en absoluto. Solo me importa cómo la
>evolución llega a nuevos tipos de funciones más allá
>de niveles muy bajos de complejidad (es decir, mayores
>de 1000 codones como mínimo)

El número de codones, una vez más, no tiene nada que ver con ello. Es mucho más difícil evolucionar dos pasos en una reacción, cada uno involucrando una proteína de 100aa, que una sola proteína que realiza una única reacción, pero que mide 1000aa de longitud. Una vez más, estructura/función.

>Sí, son muchas, pero ninguna de ellas te ayuda. Las probabilidades de formación de la secuencia correcta son las mismas que con los cambios mutacionales de un solo punto.

No es cierto. No buscas la estructura "correcta". Buscas una plegadura general. Una vez que dicha plegadura tiene una actividad muy menor que es deseada por la célula, se canaliza para mejorar muy rápidamente (como tú mismo admitiste en nuestra discusión anterior). La secuencia exacta de aminoácidos es completamente irrelevante, siempre que la plegadura realice la química que deseas.

>Podrían unirse fácilmente para formar una función de 1000
>codones - ¿verdad? No.

Dado que te repites (como si la repetición hiciera que tus afirmaciones fueran más verdaderas), haré lo mismo.

Uno, el término "función de 1000 codones" es carente de significado. Dos, lo hicieron. Les he dado ejemplos. Ustedes los ignoraron. Acabo de darles unos pocos más. Ustedes también los ignorarán.

>Gran problema - ¿verdad?

Incorrecto.

>Ninguno de estos proteínas requiere más de unos
>cientos de aminoácidos bastante específicos como mínimo.
>(La ADN ligasa III requiere < 200aa para la función y
>PARP 1 requiere < 700aa) ¿Cuál es tu punto entonces?

Aquí está la mencionada mala investigación.

La ADN ligasa III es una proteína de más de 920 residuos, mientras que la PARP supera ampliamente los 1000. Si eso sigue siendo demasiado poco complicado para ti, está la resistencia a la vancomicina mencionada anteriormente. O podemos volver al pathway de biosíntesis de pterinas (que omitiste elegantemente la última vez). O volver a la lactasa, o ¿estás dispuesto a conceder allí que no es complejidad irreducible?

>No hasta que realmente traigas algo relevante a la mesa . . .

Te he preguntado muchas veces, pero aún no respondes:

¿Qué consideraría relevante? ¿Qué tipo de evidencia sería suficiente para demostrarle que tiene la razón?

¿Existe alguna?

Estoy asustado por su ignorancia de la bioquímica, considerando que la gente realmente acude a usted para recibir tratamiento. También me duele el hecho de que solo aquellos de nosotros que estamos bastante versados en ello pueden reconocer su basura, y que logrará engañar a muchas personas para que crean en usted. Sin embargo, es la base de su razonamiento lo que más me agota. He leído su opinión aquí:

http://communications.uwo.ca/western_news/opinion.html?listing_id=17414

...y explica muy bien las razones por las que sigues distorsionando la ciencia. Los pensamientos de un Verdadero Creyente son tan directos y obvios que no es extraño que no puedas aceptar evidencia contraria a tu postura. Has atado a tu Dios a algunas nociones muy tontas, y ahora tienes que protegerlas, o tu Dios se hundirá junto con ellas. Esto no es culpa de Dios. Es tu propia culpa. La ciencia no está equivocada. Las Escrituras no tienen por qué estar equivocadas. Lo que está equivocado es tu interpretación de las Escrituras.

Estoy divagando. ¿Por qué estoy hablando de esto en absoluto?

A diferencia de ti, Sean, no sé si existe un Dios. Sin embargo, puedo imaginar un Dios. Puedo mirar a mi alrededor, reunir todo lo que sé sobre el universo, y decir: "Si existe un Dios, estas son las propiedades que Dios tendría que tener". Entre esas propiedades está el hecho de que fue capaz de crear un pequeño conjunto de leyes básicas increíblemente elegantes, organizar la materia y la energía de acuerdo con ellas, y dejar que el Universo se desarrollara.

Y tuviste el Big Bang, y tuviste la formación de la vastedad del espacio-tiempo. Y tuviste el chisporroteo de la vida, y luego la evolución que llevó al asombro de la mente humana. Y es una imagen hermosa. Desde la luz inicial, a través de las vidas y muertes de estrellas, hasta nosotros: preguntándonos dónde encajamos en la gran imagen. Estrellas vivas, energía del sol que corre por nuestras venas, mirando a la oscuridad y pensando en el Creador.

Luego, tú vienes a mí y me dices: "No. Eso no puede ser cierto. Dios es un mago. Él creó las leyes del universo, solo para poder romperlas rápidamente realizando milagros. Esa imagen que los científicos han reconstruido es absurda. Dios juntó algunas rocas pulverizadas, pronunció una palabra o movió su varita mágica, o algo así, y, ¡puf!, en una nube de humo, estaba Adán, completamente formado. Eso es cómo sucedió, y si afirmas algo diferente, eres un enemigo de Dios, y estás intentando destruirlo".

Si hay alguien aquí que blasfeme, es usted y su clase de creacionistas. El hecho de que usted siga apilando mentira sobre mentira sobre una distorsión de los hechos, todo con el fin de "defender" a Dios de los "evolucionistas" es simplemente una blasfemia más añadida a la larga lista.

Y si Él realmente existe... oh, qué sería ser una mosca en la pared cuando finalmente lo encuentres...

M.

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