Asunto:    Re: Salinidad del plasma sanguíneo de r norman
Fecha:       28 mayo 2005
Message-ID: dibh91tg1eieeuobl5alurjk3mq0df68tb@4ax.com

El sábado, 28 mayo 2005 16:52:15 +0200, "Uncle Davey" escribió:

>R Norman escribió:
>
>Acabo de revisar todos los mensajes de este hilo que escribiste (UD) y no
>puedo encontrar ninguna mención en absoluto de la salinidad del plasma >sanguíneo. Como >fisiologista comparativo, sé algo sobre ese tema. Así que si tienes algún >punto sobre la salinidad del plasma, por favor publícalo y recibirás >una respuesta. Preferiría mucho que abrieras un hilo nuevo titulado >"salinidad de plasma sanguíneo" o algo parecido.
>No cambies simplemente la línea de asunto en una respuesta a esto: lectores >nuevo en noticias, y además aquí hay tanta basura (talk origins) que ni >siquiera intento leer cada mensaje.
>
>DE ACUERDO.
>
>Mi punto es que la salinidad del plasma de los humanos y la mayoría de los >otros animales —prácticamente todos los vertebrados— está más cerca del >agua dulce que del agua de mar.
>
>Esto significa que en las células de agua de mar se necesitan recursos >adicionales a los necesarios en agua dulce para osmoregular.
>
>Mi punto es que, si la evolución ocurrió, entonces el mar tuvo que ser mucho >menos salado de lo que es ahora en el momento en que la salinidad del >plasma se fijó en el animal superior.
>
>Algunos inicialmente estuvieron de acuerdo con esta afirmación, otros no, >pero no se alcanzó consenso antes de que el tema avanzara.
>
>Eso es básicamente todo. ¿Qué opinas al respecto?

Estoy dejando el posteo cruzado a soc.singles y free.christians porque tú, Uncle Davey, los incluías. No quiero que nadie tenga siquiera la menor pista de que sabes de qué estás hablando o de que tu proposición no puede ser respondida. Sin embargo no puedo imaginar por qué alguien en cualquiera de esos grupos tendría el menor interés en el tema.

Probablemente la mejor exposición escrita y la más temprana, popularizada, de la evolución de los fluidos corporales en los animales vertebrados es "From Fish to Philosopher" (John Wilkins, toma nota: ¡tienes mucha competencia de aletas) de Homer Smith. Creo que originalmente se publicó en 1953 por Little, Brown. Mi copia es una edición especial en papel publicada por Ciba Pharmaceuticals en 1959. El subtítulo es "The Story of Our Internal Environment" y describe exactamente el problema que planteas, así como la evolución del vertebrado y del riñón mamífero. El Dr. Smith fue un destacado fisiólogo renal que estudió ese tema en particular durante más de 30 años. Para discusiones más actuales, consulta "Animal Physiology: Adaptation and Environment" de K. Schmidt-Nielsen, 5.ª edición, 1997, Cambridge U Press, aunque debo confesar que solo tengo la 4.ª edición, 1990. El tema no ha sido modificado drásticamente en los últimos 15 años. Otra fuente excelente es "Eckert Animal Physiology: Mechanisms and Adaptations", de Randall, Burggren y French, 5.ª edición, 2002, Freeman. Esa sí la tengo y la he enseñado durante muchos años desde varias ediciones. Estos dos son probablemente los manuales más utilizados en Fisiología Animal. Muchos buenos libros introductorios de biología, especialmente los enciclopédicos escritos para estudiantes de biología, también tratan el tema.

Para explicarte la situación, me temo que tengo que entrar en bastante contexto para prepararte para el argumento. Afortunadamente para mí, soy profesor universitario y dar una conferencia es casi natural para mí. Lamentablemente para ti, si quieres entender lo que digo, tendrás que leer todo esto. Normalmente requeriría al menos una hora completa de clase con explicaciones y ejemplos y demás. También te escuchas mis chistes atroces. Intentaré ser tan breve como pueda, pero aun así intentaré ser al menos un poco entendible y dejar fuera mis intentos de humor.

El hecho básico más importante de fisiología que hay que comprender es que la regulación osmótica es un problema realmente importante para los animales. Las células animales no tienen pared celular y no pueden soportar una diferencia osmótica entre el fluido intracelular y el extracelular. El fluido intracelular necesariamente debe ser bastante concentrado para mantener su actividad bioquímica y biofísica. Por lo tanto el fluido extracelular debe ser igualmente concentrado exactamente. Las sales específicas dentro de la célula son bastante distintas de las del exterior, pero la presión osmótica es la misma para que las células estén en equilibrio osmótico. La importancia de la "regulación del medio interno", que se refiere en gran medida precisamente a esta regulación osmótica, fue propuesta por C. Bernard a mediados del siglo XIX y se considera uno de los hitos principales al comienzo de la fisiología.

La interfaz entre el interior de la célula y el exterior a través de la membrana celular es solo parte del problema. La otra parte es la interfaz entre los fluidos extracelulares fuera de la célula, pero dentro del organismo (es decir, los fluidos corporales) y los fluidos externos; agua dulce o salada (los animales terrestres son un caso especial y se tratan por separado). No hay ninguna razón especial para que los fluidos corporales (incluido el plasma sanguíneo) tengan la misma concentración osmótica que el entorno externo, salvo el hecho enorme de que regular de forma diferente los fluidos corporales tiene un costo metabólico enorme. Incluso si haces relativamente impermeable la superficie externa, las branquias necesariamente están expuestas directamente al entorno externo, tienen gran área de superficie y son extremadamente permeables al oxígeno y al dióxido de carbono. Uno de los ejemplos de "diseño increíblemente pobre" en animales es nuestra incapacidad para producir una membrana permeable a gases pero no a sales y agua. Como resultado, cualquier diferencia entre los fluidos corporales y el entorno significa un intercambio osmótico enorme de agua y un intercambio por difusión de sales que de alguna manera debe compensarse.

Básicamente hay tres formas de vivir en agua. Si tus fluidos corporales coinciden con el entorno, no tienes problema: la vida es fácil. Así viven prácticamente todos los invertebrados marinos. Tienen fluidos corporales prácticamente iguales al agua de mar. Puede que tengan concentraciones de Ca++ y Mg++ algo diferentes respecto al agua de mar, pero la concentración de NaCl es bastante cercana, al igual que la presión osmótica. Por eso tienen una vida fácil. Podrías esperar que todas las criaturas marinas vivieran así, pero no: mira abajo.

La segunda forma es tener fluidos corporales significativamente más concentrados que el entorno. Esa es la situación de todos los animales de agua dulce. El agua dulce es tan diluida que no hay manera de que los fluidos corporales coincidan con ella porque eso exigiría que los fluidos intracelulares también coincidieran con ella, lo cual parece incompatible con la vida. Así que para mantener las células sanas, los fluidos corporales deben ser salinos, y por tanto más concentrados que el entorno. Por ello estos animales están en constante ingreso de agua por ósmosis y pérdida de sal. Como resultado, estos animales nunca beben y buscan una fuente de sal en su alimento. También han evolucionado órganos excretores (riñones, en el caso de los vertebrados) especializados en producir un volumen muy grande de orina con mecanismos especiales para reabsorber tanta sal como sea posible de la orina. También tienen mecanismos especiales en branquias y tubo digestivo para transportar activamente sales desde el agua muy diluida en la que viven hacia los fluidos corporales más concentrados. Estas bombas usan una fracción importante de su energía metabólica, una carga evolutiva severa. Sin embargo no tienen alternativa y, además, todos sus competidores en agua dulce tienen exactamente el mismo problema. Peces de agua dulce y anfibios viven así, al igual que gusanos de agua dulce, anélidos, crustáceos e insectos. Observa en particular dos cosas. En primer lugar, estos vertebrados tienen riñones especializados para producir grandes volúmenes de orina muy diluida y sistemas de transporte activo hacia el interior del organismo (hacia los fluidos corporales) en riñón y otros órganos. (Los invertebrados son similares, pero sus órganos excretores no son riñones y funcionan de forma un poco distinta). Segundo, estos vertebrados tienen fluidos corporales significativamente menos concentrados que el agua de mar, de hecho aproximadamente 1/3 de la concentración del agua de mar. Ese hecho significa que el problema no es tan severo como podría ser si sus fluidos corporales estuvieran, en efecto, tan concentrados como el agua de mar.

La tercera forma de vivir es tener fluidos corporales significativamente más diluidos que el entorno. Esto es así para prácticamente todos los peces marinos, así como para reptiles, aves y mamíferos de vida oceánica que nunca encuentran agua dulce. Debido a esta disparidad, pierden constantemente agua al entorno por ósmosis y toman sales por difusión. Para compensarlo, deben beber de forma constante (solo los peces marinos "beben como un pez", los de agua dulce jamás beben) y deben excretar un volumen muy pequeño de orina extremadamente concentrada. También deben tener sistemas de transporte activo dirigidos hacia afuera para eliminar la sal. No solo resulta sorprendente descubrir que estos animales existen; sus vidas serían mucho más simples si solo tuvieran fluidos corporales iguales al agua de mar. Pero resulta que sus riñones son totalmente incapaces de producir orina concentrada ni de transportar sales en dirección hacia afuera en absoluto. Tienen riñones extremadamente reducidos que producen volúmenes diminutos de orina, pero esa orina tiene la misma concentración que sus fluidos corporales. Tienen sistemas especializados de transporte salino hacia afuera en branquias y intestino. Así que la existencia de estos animales parece ser un problema.

Luego está el problema de los animales terrestres. Para simplificar, solo consideraré a los vertebrados terrestres: anfibios, reptiles, aves y mamíferos (de acuerdo, sé que no existe tal cosa como "reptil", pero no importa; el argumento aún vale). Todos estos animales tienen fluidos corporales aproximadamente con la misma concentración osmótica que los peces de agua dulce, aproximadamente 1/3 de la concentración del agua de mar. En otras palabras, esto explica por completo la pregunta original: por qué los humanos tienen fluidos corporales significativamente menos salados que el agua de mar aunque la vida surgiera primero en agua salada. La respuesta es, sin duda, que los océanos claramente NO tenían entonces 1/3 de salinidad. Esto es, los vertebrados más antiguos sí evolucionaron en agua salada y luego se trasladaron a agua dulce. Como una adaptación para evitar el efecto osmótico de vivir del "tipo dos" descrito más arriba, reducían su salinidad corporal tanto como podían sin comprometer la viabilidad de las células. Desde entonces, toda la evolución vertebrada (incluidos los peces pulmonares y de aletas lobuladas, los anfibios, reptiles, aves y mamíferos) conservaron la concentración ancestral de fluidos corporales de aproximadamente 1/3 de agua de mar. (Nuevamente, un detalle técnico. Estoy sobre-simplificando enormemente la evolución de vertebrados y tetrapodos y uso términos incorrectos para animales modernos al describir formas de transición antiguas y extintas. Pero esa es simplemente la simplificación habitual en exposiciones introductorias. Si quieres, sustituye "pez pulmonar, pez de aletas lobuladas, anfibio, reptil" por el término cladístico apropiado, añade los dinosaurios (aunque no sabemos cuáles eran sus fluidos corporales) y hazlo correctamente. Obtendrás el mismo resultado).

Bien, la pregunta original queda respondida. Sin embargo, la historia completa es tan hermosa y muestra tan bien cómo la evolución está completamente unida a la fisiología, que debo continuar.

Los vertebrados terrestres, los tetrápodos (anfibios, reptiles, aves y mamíferos) con buen acceso a agua dulce no tienen los mismos problemas que los peces porque (excepto los anfibios larvarios) estos animales no respiran con branquias. Si haces la piel impermeable, cosa que todos excepto los anfibios han hecho, realmente no tienes el problema de intercambio de agua y sal. Sin embargo, todos estos animales aún conservan el mismo patrón fisiológico que los peces de agua dulce: la tendencia a buscar fuentes de sal en nuestra comida y riñones especializados en producir grandes volúmenes de orina muy diluida usando mecanismos de transporte de sal para reabsorber sal HACIA el cuerpo a partir de la orina. Como no tomamos agua osmóticamente de forma constante por branquias, hemos cambiado a beber agua de forma continua. Salvo el agua de beber, tenemos riñones y fisiología "diseñados" para vivir en agua dulce.

Ahora, ¿qué pasa con los tetrápodos que viven en desiertos o en agua salada y no tienen acceso a agua dulce? Pierden constantemente agua por evaporación y toman sal con su alimento. Como resultado, comparten el mismo problema que los peces marinos: cómo obtener suficiente agua y cómo eliminar el exceso de sal. Lamentablemente, estos animales están atados a riñones de agua dulce, riñones que producen orina diluida y sistemas de transporte de sales dirigidos hacia adentro. Este es un ejemplo REALMENTE GRANDE de un DISEÑO INCREÍBLEMENTE ESTÚPIDO en los animales. Los anfibios no pueden hacer frente: no viven en ambientes marinos. (Sí, Rana cancrivora vive en ciénagas salinas de manglares. Es un caso especial, véase más abajo. ¡Siempre hay casos especiales!) Los reptiles y casi todas las aves, pero especialmente las aves verdaderamente marinas como pingüinos, albatros, gaviotas, frailecillos y frailecillos pardos, patos, etc., no pueden producir orina concentrada en absoluto. Han evolucionado glándulas especializadas en ojos, nariz y boca que excretan sal. (Por supuesto, no son invenciones totalmente nuevas; están derivadas de otras glándulas como las lagrimales y salivares). Los paseriformes y los mamíferos han tomado un camino diferente. Idearon un recurso extremadamente ingenioso en la estructura renal para permitir bombas de transporte de sal que recuperan sal HACIA el cuerpo a partir de la orina, pero aún así logran usarlas para producir orina mucho más concentrada que sus fluidos corporales y así excretar sal DESDE el cuerpo. No puedo explicar eso aquí: es un mecanismo contracorriente de concentración que, en mamíferos, involucra los asa de Henle en el riñón. Aves y mamíferos usan un tipo similar de truco, pero de formas muy distintas, lo que indica evolución independiente en estos dos grupos.

La historia se vuelve aún más intrigante por otras excepciones especiales en los vertebrados. El mixino tiene fluidos corporales como los del agua de mar, igual que los invertebrados. La lamprea tiene fluidos corporales más semejantes a los de peces de agua dulce. La explicación es que los primeros cráneos evolucionaron en agua salada, pero casi toda la restante evolución vertebrada después de la etapa de los mixinos ocurrió en agua dulce. Esto se propuso muy temprano en el siglo XX a partir de datos fisiológicos. Creo que incluso fue antes de que la evidencia paleontológica demostrara que era correcto. (Aunque estoy seguro de que los paleontólogos de vertebrados de este grupo —si leen hasta aquí— me corregirán de inmediato). Y, más interesante, demostró que mixinos y lampreas no estaban tan estrechamente emparentados aunque se los agrupara juntos como "ciclóstomos" hasta recientemente. En otras palabras, los fluidos corporales de mixinos y lampreas ilustran maravillosamente la evolución vertebrada. Luego la mayoría del resto de vertebrados, habiendo evolucionado en agua dulce, desarrolló fluidos corporales mucho más diluidos que el agua de mar. Es decir, la salinidad del plasma sanguíneo humano es otra hermosa ilustración de la evolución, exactamente contraria a la afirmación creacionista de que no puede explicarse. Pero espera, hay más. Los tiburones son prácticamente todos peces de agua salada, pero tienen fluidos corporales cuya concentración es incluso ligeramente MÁS concentrada que la del agua de mar. ¿Cómo podría ser si los vertebrados después de las lampreas evolucionaron en agua dulce? Resulta que la concentración de SAL de sus fluidos corporales es bastante consistente con la de los peces de agua dulce, mucho más DILUIDA que el agua salada. Pero compensan la diferencia haciendo que el urea se acumule en sus fluidos corporales para compensar la diferencia osmótica. Como resultado, tienen el mismo problema de AGUA que los animales de agua dulce (fluidos corporales más concentrados que su entorno), por lo que sus riñones funcionan bien. Sin embargo, sí tienen un problema de SAL exactamente opuesto. Sus riñones no pueden hacer el trabajo: recuerda, heredaron un riñón de agua dulce. Así que evolucionaron glándulas rectales especializadas para excretar sal. Aún más interesante, el Coelecanth, ese "relicto fósil" de un pez de aletas lobuladas descubierto en aguas profundas oceánicas, hace el mismo truco con urea. También lo hace esa rana extraña, Rana cancrivora, la única anfibia que puede tolerar sal concentrada. Esto ilustra evolución convergente: un mecanismo similar evolucionando de forma bastante independiente en distintos grupos para resolver el mismo problema. Por supuesto, no hay "complejidad irreducible" involucrada: los riñones vertebrados son muy buenos para producir urea y los riñones vertebrados ordinariamente son muy buenos para excretarla. No se necesita tanto cambio para retener la urea, y la urea no es tan tóxica o peligrosa que desarrollar tolerancia celular resulte demasiado difícil. Los peces marinos tienen una solución mejor (véase más abajo), pero evolucionaron por separado de estos otros. La evolución no siempre escoge la mejor solución; solo una que funcione suficientemente bien para mantenerte en el juego. Otra bonita ilustración de principios evolutivos.

Entonces, ¿qué hay de los peces marinos? Dado que derivan de peces de agua dulce que luego migraron de nuevo al océano, heredaron riñones y fluidos corporales totalmente inadecuados para el trabajo. Por eso muchos de ellos simplemente dejaron que sus riñones se redujeran hasta perder importancia: no son tan útiles. Beben para tomar agua y tienen branquias y mecanismos de transporte hacia afuera en intestino para eliminar la sal. Esto parece mucho más efectivo que el truco del urea. La única forma de entender fácilmente esta situación es darte cuenta de que en realidad se originaron en agua dulce. Nuevamente, el patrón evolutivo coincide exactamente con la fisiología. Aún más: hay peces de agua dulce que tienen riñones extremadamente reducidos y mecanismos todavía más extraños para regular los fluidos corporales. Resulta que estos ejemplares evolucionaron de peces marinos que migraron de nuevo a agua dulce. En otras palabras, el patrón de evolución fue de agua de mar (cráneos más antiguos) a agua dulce (cráneos y teleósteos posteriores) y de nuevo a agua de mar (teleósteos marinos) a agua dulce (estos raros).

Ya he cubierto la situación extremadamente extraña de los mamíferos desérticos y marinos. Los humanos también vivimos en climas bastante áridos y a menudo disponemos de poca agua dulce. Podemos producir orina concentrada (aunque no tan concentrada como los mamíferos desérticos y marinos), pero recuerda que también heredamos riñones totalmente inadecuados para la tarea. Recuerda, el patrón básico de agua dulce es producir mucha orina diluida, pero los habitantes desérticos deben producir un volumen pequeño de orina concentrada. Entonces una vez más, la evolución nos rescata: construir un asa de Henle y usar bombas de sal dirigidas hacia adentro para simular un sistema de transporte hacia afuera, y así obtener orina concentrada. La evolución gana, de nuevo.

Sí, me estoy poniendo un poco contundente, pero este es un tema que verdaderamente amo. Todo en biología, incluyendo la fisiología humana, es un producto hermoso del proceso evolutivo. Lee a Homer Smith para obtener una discusión más templada y más culta de todo esto.

Así que, Uncle Davey, tu afirmación creacionista de que "el mar tuvo que ser mucho menos salado de lo que es ahora" es completamente falsa. Dices que "en las células de agua salada se necesitan recursos adicionales a los necesarios en agua dulce para osmoregular" es totalmente falso para invertebrados de agua salada, para el mixino y para cualquier otro animal que evolucionó en agua salada y se quedó allí. Es cierto para los peces de agua salada porque evolucionaron de variedades de agua dulce. El patrón de salinidad del plasma sanguíneo en humanos y en todos los animales vertebrados y, de hecho, en todos los animales es una magnífica exposición de principios evolutivos, no una contradicción de las predicciones de la evolución.

Por cierto, si alguna vez quedas varado en medio del océano en una balsa con sin agua, te sugiero que NO bebas agua de mar. No solo es muy salada, la alta concentración de Mg tiende a provocar diarrea, lo que empeora tu situación. En cambio, atrapa peces y bebe su fluido corporal. Es significativamente menos salado que el agua de mar. NO caces invertebrados marinos y bebas sus fluidos corporales: son tan salados como el océano.

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Asunto:    Ciencia, religión, verdad y mentiras: una comparación de estándares.
Fecha:       4 mayo 2005
Message-ID: 1115232311.411650.243850@g14g2000cwa.googlegroups.com

Como sabemos, gran parte de la tensión en el debate evolución versus creacionismo proviene del hecho de que ambos bandos suelen hablar por caminos de referencia radicalmente distintos. Hay diferencias reales en el peso moral que las culturas científica y religiosa otorgan a ciertas ideas. Creo que la "verdad" es una de esas ideas. También creo —y creo poder sostener esto— que la ciencia tiene estándares morales muchísimo más estrictos en el ámbito de la "verdad" que la religión.

Para empezar, grupos creacionistas como AiG e ICR usan una definición de "verdadero" que yo no llamaría ni científica ni religiosa, sino política. (Si piensas que con esa palabra estoy insinuando un estándar moral inferior, bien visto.)

Con ese estándar, la realidad es lo que te puedas permitir. Por eso ves citas extraídas de su contexto http://www.talkorigins.org/faqs/quotes/mine/project.html repetidas una y otra vez como si no fueran distorsiones totales de lo que el hablante original dijo realmente. Por eso la lista de argumentos de AiG http://www.answersingenesis.org/home/area/faq/dont_use.asp para que no usen habla en términos de "podrías quedar desenmascarado y perder el argumento, si usas estas" en lugar de "es moralmente incorrecto usar argumentos que sabemos que son inexactos". Léelo tú mismo en su propio sitio.

Pero aparte de la deshonestidad deliberada, todavía hay una diferencia de mentalidad entre la ciencia y formas más genuinas de religión. Las definiciones divergentes de "fe" y "verdad" son partes importantes de eso.

En un contexto religioso, "fe" y "verdad" son casi sinónimos. Y la fe es automáticamente buena. Si una idea se considera verdadera en tu religión y tú no tienes fe en ella, eso es un reflejo de tu fracaso como depositario de fe, más que del fracaso de la idea para ser verdadera. Si no tienes suficiente fe en un tema dado, deberías esforzarte más.

En las ciencias, ese tipo de fe no es una virtud; es un fallo personal. Imagina a un ingeniero de puentes invitado a "tener más fe" en que un diseño tiene suficiente acero para que su puente no colapse. Su fe no tiene nada que ver con ello; el puente o se mantiene en pie o se cae. La fe en el sentido de "dejarse persuadir sin evidencia suficiente" es moralmente incorrecta en ese contexto. Si el ingeniero de puentes hace eso y la gente muere en el colapso, los mata.

Los científicos —o los buenos— sienten lo mismo respecto de sus teorías que los buenos ingenieros respecto de sus puentes. Es su trabajo hacerlas correctas, no convencer a sí mismos por su propia comodidad emocional de que ya son correctas, prácticamente, lo suficientemente.

Si un científico dice "tengo fe en que esta teoría es verdadera", no significa, o no debería significar, en el sentido religioso de "me comprometo con esto no importa lo que diga la evidencia, para siempre. No trates de cambiarme de opinión, aquí me planto."

En cambio significa o debería significar "he probado esta teoría, y he visto los resultados de las pruebas de otras personas, y estoy tan seguro como puedo estar con la evidencia disponible de que esta teoría es tan correcta como podemos llegar a ser. A menos que aparezca algo realmente radical. Manténganme informado."

Eso, por cierto, es una de las razones por las que los científicos en su persona profesional son muy parcos con palabras como "fe" y "verdad". Así como el ingeniero de puentes debería saber las tensiones exactas de rotura en lugar de "probablemente lo suficientemente" cercanas, se espera que los científicos puedan declarar exactamente cuánto de confianza tienen en una proposición dada y por qué sienten esa confianza. Fe y verdad implican absolutos, y en un contexto científico implican obviar detalles pequeños que podrían contradecir esos absolutos.

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