Gracias por publicar esta pregunta después de leer mi comentario sobre la respuesta de William Weatherby a ¿Hay algún otro animal que se haya estancado evolutivamente?
Me gustaría reconocer desde el principio que el argumento de William es más sofisticado de lo que me había dado cuenta primero. Según tengo entendido (y corríjame si me equivoco, William), reconoce que se puede observar un cambio “macroevolutivo” radical (es decir, el desarrollo de una nueva especie) en microbios unicelulares que se reproducen asexualmente y se debe a los beneficios de selección de mutaciones novedosas en entornos particulares. William también reconoce que los organismos más complejos que se reproducen sexualmente, como las moscas de la fruta, experimentan cambios graduales y “microevolutivos” en las frecuencias de genes en respuesta a las presiones de selección. Él interpreta correctamente que el estudio vinculado encontró que la mayoría o la totalidad de la variación identificada en las poblaciones de moscas de la fruta probadas fueron cambios en la frecuencia de los genes que ya estaban presentes en la población. William propone que este resultado específico de la prueba se pueda generalizar, y afirma que la evolución de una nueva especie a través de la aparición de genes nuevos no ocurre ni puede ocurrir en ninguna población de moscas de la fruta o, de hecho, en cualquier criatura compleja.
En ausencia de otra evidencia, esta posición puede, de hecho, expresarse como una hipótesis científica perfectamente respetable:
“La especiación a través de variaciones novedosas (mutaciones) no se produce en organismos macroscópicos, multicelulares y de reproducción sexual como las moscas de la fruta”.
Esta declaración está estructurada de tal manera que podemos probarla contra las observaciones en el laboratorio y la evidencia recopilada, como los artefactos naturales. Creo que esta hipótesis es falsa, y pretendo refutarla presentando tal evidencia.
¿Se produce mutación en especies macroscópicas que se reproducen sexualmente, particularmente en moscas de la fruta?
Tenga en cuenta que el estudio vinculado no implica de ninguna manera que la mutación nunca ocurra en Drosophila , solo que no fue la causa principal de los cambios en las poblaciones observadas durante más de 600 generaciones. De hecho, si le preguntaras a los experimentadores, oa cualquier otro genetista, de dónde procedían las variaciones en las moscas de la fruta, dirían mutación.
Deberíamos esperar que la mutación reciente sea un mecanismo prominente de variación en los organismos que se reproducen asexualmente, como las bacterias, porque los miembros de una población son esencialmente clones entre sí. La única forma en que pueden sobrevivir a un cambio ambiental importante (como la introducción de anticuerpos que se unen a sus proteínas de superficie) es mediante una mutación aleatoria que cambia esa característica en ese momento (por ejemplo, produce una proteína de superficie que todavía funciona como el anterior sí, pero el anticuerpo no lo reconoce). Los genes que no son adecuados para el entorno particular en el que se encuentra la bacteria tenderán a eliminarse rápidamente porque no pueden “esconderse” en el acervo genético, por lo que estos organismos dependen más de las mutaciones inmediatas.
En los organismos de reproducción sexual, tenemos recombinación y rasgos recesivos. Si una sola copia de un gen muta para formar un nuevo gen recesivo, esto no afectará en absoluto al organismo resultante. No habrá presión de selección sobre este gen y puede extenderse silenciosamente a través de la población hasta que dos de esos genes se unan en un individuo. En ese punto, se expresarán y el resultado (positivo o negativo) estará sujeto a la presión de selección, pero solo en ese individuo. (Incluso si el 10% de los individuos de la población portaran el gen, solo el 1% expresaría el rasgo en cada generación). Si el gen no es adecuado para el entorno actual, ese individuo puede morir o no reproducirse, pero todas las demás copias silenciosas del gen permanecerán en un depósito minoritario en el acervo genético. Si el entorno cambia para que el rasgo ahora sea favorable, la pequeña minoría transmitirá el gen mutante, que se volverá más común y eventualmente terminará en la mayoría. Según la teoría evolutiva, la variación endémica en las poblaciones de moscas de la fruta en el estudio vinculado resultó de mutaciones en generaciones anteriores, que se habían conservado en la población durante muchas generaciones.
Por lo tanto, los resultados de la investigación son consistentes con la teoría evolutiva darwiniana / mendeliana. Esto es una confirmación, no una refutación, de la forma en que la teoría evolutiva predeciría que las poblaciones que se reproducen sexualmente evolucionarían en plazos relativamente cortos.
Tenga en cuenta que la pregunta de William sobre si alguna vez se ha observado una mutación “beneficiosa” en organismos multicelulares implica que un rasgo es inherentemente beneficioso o dañino, cuando de hecho muchos rasgos pueden ser dañinos en un entorno y beneficiosos en otro. Podemos ver esto fácilmente al pensar en la retención de grasa corporal en entornos donde la disponibilidad de alimentos es alta o baja, el color de la piel y el cabello en áreas de alta o baja radiación ultravioleta (luz solar), anemia falciforme en áreas donde está la malaria, o no es endémico, etc.
Entonces:
¿Hemos observado mutación en moscas de la fruta u organismos similares?
Si.
Para la mayoría de las personas que han estudiado genética, la respuesta de la prueba de asociación de palabras a ” Drosophila melanogaster ” (mosca común de la fruta) es “mutación inducida en el laboratorio”.
Es desafortunado para la teoría de William que el ejemplo utilizado son las moscas de la fruta. Esta es en realidad la especie en la que la mutación se demostró sistemáticamente por primera vez en el laboratorio, por investigadores dirigidos por Thomas Hunt Morgan en 1909. Fue a través del estudio de la herencia de estas mutaciones novedosas (como el color de ojos blanco y rosa y las alas en miniatura) Morgan confirmó la teoría genética mendeliana y estableció que los genes se transportaban en los cromosomas y podían estar ligados al sexo. Desde este momento, se han observado muchas mutaciones nuevas en Drosophila melanogaster y muchas otras especies, tanto en el laboratorio como en la naturaleza. Existe abundante evidencia de que las especies complejas que se reproducen sexualmente sufren mutación.
Este trabajo llevó a Morgan a escribir Una crítica de la teoría de la evolución en 1916, el texto absolutamente seminal que llevó la teoría de la evolución de Darwin a través de la selección natural gradual y la sintetizó con la teoría de la herencia de Mendel. Este es el texto fundamental de la genética y la teoría evolutiva contemporánea. Si está buscando debatir la validez de la teoría de la evolución tal como se la entiende actualmente, debe conocer el trabajo de Morgan sobre las mutaciones de la mosca de la fruta.
¿Es necesaria una nueva mutación para la especiación?
No. La variación preexistente puede ser suficiente.
Considere el perro doméstico ( Canis familiaris ). No solo observamos la evolución a través de la “selección artificial” de razas de perros, sino que la diseñamos y, en muchos casos, la documentamos meticulosamente a través de registros de reproducción. Canis familiaris se considera una cadena de especies, lo que significa que, por ejemplo, un chihuahua no puede cruzarse con un gran danés, pero el gran danés puede cruzarse con razas que pueden cruzarse con razas que pueden cruzarse con el chihuahua. Si todas las razas intermedias se extinguieran, los grandes daneses y los chihuahua serían considerados especies diferentes, y sin embargo, fueron producidos por la selección artificial de los rasgos existentes.
Con el tiempo, es probable que las mutaciones aleatorias fluyan a través de cada una de estas poblaciones aisladas reproductivamente, pero la mutación nueva no es un requisito previo necesario para la especiación. La variación preexistente resultante de mutaciones mucho más tempranas del tipo demostrado por Thomas Hunt Morgan es suficiente.
¿El fracaso de estas moscas de la fruta para evolucionar en una especie distinta prueba que la especiación no puede suceder?
No.
Este estudio siguió a las moscas de la fruta durante 600 generaciones, y en ese tiempo se observó una variación del 20% en la duración del desarrollo. Esta es una variación muy grande en algo tan fundamental: se necesitarían muchos cambios para causar este cambio. Pero 600 generaciones es un lapso bastante corto en escalas de tiempo evolutivas.
El registro fósil muestra que la línea ancestral humana se separó de un ancestro común con el chimpancé hace al menos cinco millones de años (estadio de béisbol – ver Chimpancé – último ancestro común humano). ¿Cuántas generaciones pasaron en ese tiempo? Los chimpancés alcanzan la pubertad a la edad de diez años, mientras que nuestros años más fértiles están en el grupo de edad de 20-30 años (probablemente más como 15-30 antes de la revolución industrial). Asumamos un tiempo promedio de generación de 20 años. Incluso con esta estimación conservadora, la aritmética básica muestra que 250,000 generaciones han pasado en ese tiempo.
Eso es suficiente generación para que la variación observada del 20% en una métrica de desarrollo importante se repita 416 veces. Claramente, esa es una variación lo suficientemente fácil como para explicar la diferencia entre el Homo sapiens y nuestro primo lejano, Pan troglodytes .
¿Se ha observado especiación?
Incluso si todo lo que he dicho hasta este punto es aceptado en teoría, William todavía tiene derecho a preguntarse si todas estas teorías y observaciones separadas realmente se suman a la especiación de organismos complejos. Decir que podemos imaginar cómo pudo haber sucedido de esa manera no significa automáticamente que sucedió.
Esta es una línea de ataque atractiva para aquellos que no están de acuerdo con la teoría evolutiva porque suponen que será muy difícil para un investigador humano observar la especiación “en el laboratorio”. Es un poco como pedir pruebas de que su tatarabuela dio a luz a su tatarabuelo. Claramente, no estabas allí para hacer la observación. Esta definición limitada de evidencia no es razonable y no se requiere bajo el método científico. Si ese es el estándar de prueba requerido (es decir, tenemos que confinar a todos los simios y homínidos ancestrales a un laboratorio y observarlos durante cinco a ocho millones de años), entonces nadie proporcionará esa evidencia específica, e incluso si lo hacen, los creacionistas pueden replicar que sus registros son falsos porque la persona que están debatiendo no estaba allí con el científico para ver el experimento. Según ese estándar, nunca progresaremos en casi ningún área de la teoría científica.
Dicho esto, existe abundante evidencia de que los humanos han observado y documentado la especiación de organismos complejos.
Por ejemplo, la siguiente página enumera muchos ejemplos de especiación que se han observado en los últimos tiempos: Algunos eventos de especiación más observados. El primero que enumeran es un ejemplo de especiación incipiente de la mosca de la fruta en un experimento de laboratorio, publicado en Nature en 1971.
Varios ejemplos en esa página son de poblaciones que migraron como parte de la migración humana, y luego se convirtieron en especies separadas. Por ejemplo, un ejemplo es de una población de ratones que, después de ser introducida en una isla, se separó lo suficiente de la población “parental” como para ser una especie diferente.
Ha habido estudios similares relacionados con las moscas de la fruta. Los estudios genéticos de las especies de moscas de la fruta en diferentes islas hawaianas por Hampton L Carson (véase el artículo en genetics.org) han demostrado que la variación genética es completamente consistente con la especiación de un solo antepasado. Se observan diferencias sustanciales entre estas diferentes especies (Documento: Ecología reproductiva de Drosophila). Un creacionista puede replicar que Dios puso deliberadamente diferentes moscas de la fruta en las islas con genomas específicamente configurados para parecer que evolucionaron de un antepasado común, pero esa teoría sería completamente inestable y poco científica. La teoría darwiniana-mendeliana predice que las moscas de la fruta que han sufrido especiación de esta manera tendrían genomas similares o diferentes en formas particulares, y estos estudios posteriores muestran que sí. Si hubieran demostrado lo contrario, sería un serio desafío para la teoría de la evolución, pero como en todos los casos de los que he oído hablar, la teoría ha sido respaldada por la evidencia.
Los fósiles, por supuesto, muestran un cambio constante y gradual desde los primeros primates a través de los simios y los homínidos hasta los humanos, y también se encontraron ramas extintas de homínidos. Si bien no nos sentamos y vimos que esto sucediera en un laboratorio durante cincuenta millones de años, todavía cuenta como evidencia científica. Nada en el método científico dice que la evidencia solo puede ser reunida por un tipo con una bata blanca que sostiene un tubo de ensayo sobre un mechero Bunsen debajo de una campana extractora. Si vamos a ver si la evidencia de especiación de organismos macroscópicos a través del cambio gradual está allí y descubrimos repetidamente que sí, este es un soporte legítimo para la teoría de la evolución bajo el método científico. Y una vez más, sé que Dios podría haber puesto todos los fósiles en el suelo para que parezca que la evolución hubiera sucedido, pero si a eso va el debate, estoy feliz de aceptar estar en desacuerdo.
ACO es la población seleccionada, CO es la población no seleccionada y B es una población de referencia de un laboratorio diferente. En el sentido de las agujas del reloj, desde la esquina superior izquierda, esto dice que la población seleccionada alcanza una etapa de desarrollo específica más rápido, los individuos son más pequeños cuando llegan allí, tienen una vida útil más corta y mueren más rápido cuando se les priva de nutrientes. Entonces, la selección ha creado una población diferente que se adaptó a las presiones que se le imponen, para mí huele a evolución. 