¿Crees que hay algún punto culminante en la evolución especial donde las mutaciones genéticas posteriores pueden ser depreciativas?

No estoy seguro de lo que quieres decir con “evolución especial”. Me gustaría reformular la pregunta como: “¿habrá un punto en que un organismo haya evolucionado tanto que una mayor mutación disminuya su estado físico?”

Si suponemos que un entorno permanece constante, entonces podría argumentar que existe una aptitud física máxima para ese entorno, lo que podría lograr una especie después de un largo período de tiempo. Es decir, ciertos rasgos que son ventajosos tienen un límite para la ventaja que otorgan, y una especie debería alcanzar ese límite para cada rasgo ventajoso.

Por lo tanto, podría tener una especie extremadamente adecuada, pero recuerde que las ventajas / desventajas son subjetivas con las cuales los individuos están interactuando. Una especie podría estar tan en forma que lleve a otra a la extinción, pero aún habrá competencia intraespecífica. Los individuos en una especie diferirán genéticamente, por lo que algunos estarán menos en forma que otros, incluso en una especie que sea casi perfecta para su entorno.

Siendo realistas, los entornos y los ecosistemas cambian constantemente con el tiempo, por lo que es probable que esto no se encuentre en la naturaleza. Si el “organismo superior” come alimentos, lo que debe hacer, entonces habrá rasgos ventajosos en los alimentos que come, lo que impulsará la evolución de ese alimento y, por lo tanto, del organismo. Por ejemplo, si los lobos solo derribaron dólares con astas cortas, entonces el rasgo de las astas grandes evolucionará en la población de presas, y los lobos también tendrán que evolucionar para lidiar con astas más grandes o morir de hambre. Se llama “coevolución”.

Cualquier organismo puede sufrir mutaciones que disminuyen su estado físico en lugar de elevarlo. No todas las mutaciones son beneficiosas. Es más probable que ocurra una mutación neutral o perjudicial que beneficiosa.

Para que su idea se haga realidad, no tendría que haber mejoras posibles. Entonces, la respuesta simple es que, no, las mutaciones pueden reducir la aptitud de un organismo, pero siempre habrá mejores formas de sobrevivir siempre que el tiempo traiga cambios a los ecosistemas y al medio ambiente, como siempre ha sucedido.

Decir que no es rotundo es absurdo. Las personas contraen cáncer porque sus genes mutan de formas que no desearían. Muchos de nuestros descendientes potenciales mueren al principio del desarrollo porque sus mutaciones son muy perjudiciales para ellos.

Para ilustrar este punto, imagine un espacio tridimensional, un paisaje de aptitud física, donde el rasgo X y el rasgo Y se trazan a lo largo de los ejes X e Y mientras que la aptitud se traza en la Z (hacia arriba). para la mayoría de los rasgos, verá que la curva bidimensional es más como esta,

que así

Dicho esto, los máximos globales en la imagen gris de arriba pueden ser imposibles de alcanzar fácilmente desde un máximo local lejano, mientras que el último caso es más fácil de alcanzar a través del cambio genético gradual, que afecta los rasgos, y a su vez afecta a la reproducción éxito.

La supervivencia no le importa a la evolución. Período. Transmitir genes sí. Un hombre humano, por ejemplo, podría tener potencialmente miles de niños y morir a los 45 años. Tal es el caso de Atilla the Hun y una gran cantidad de otros. De hecho, el plumaje de un pavo real a menudo asegura una desaparición más rápida, pero también más compañeros potenciales. El peor ejemplo de esto ocurre cuando ciertas arañas macho le permiten a su pareja consumir su cefalotórax mientras sus regiones inferiores continúan ensuciando, asegurando así la fertilización exitosa y la inmortalidad a través de las células germinales, pero también matándose en el proceso. Las células somáticas solo importan en la medida en que pueden garantizar la supervivencia de los linajes de células germinales. No son importantes en sí mismos evolutivamente a pesar de su capacidad para crear placer, dolor y toda nuestra experiencia humana. Esto hace que las enfermedades de la vejez sean difíciles de superar. La evolución no actúa para sofocar una disposición para las cataratas de manera tan efectiva como lo hace para podar una disposición para la ceguera congénita. Después de todo, uno generalmente no desarrolla cataratas hasta mucho después de que hayan terminado sus años reproductivos.

Pero yo divago.

Recuerde principalmente que la evolución funciona a través de la transmisión desigual de genes y requiere variación dentro de una población y un éxito reproductivo diferencial para funcionar.

Poblaciones muy grandes, como los humanos, pueden tener un problema con la maximización global versus local dentro de un paisaje de aptitud física. Esencialmente libre de deriva, las poblaciones infinitas tienen problemas para ajustar sus frecuencias alélicas a lo largo del tiempo y los desviados genéticos que pueden llegar más lejos en el panorama del fitness a menudo son ahogados por las masas, lo que garantiza que la optimización global nunca ocurra. Dicho esto, el mayor tamaño de la población también garantiza una tasa de mutación cruda más alta y, por lo tanto, estas poblaciones pueden producir individuos con una mutación ventajosa de gran efecto con mayor frecuencia que una población más pequeña (el túnel cuántico de la variedad del paisaje físico).

Las poblaciones pequeñas, por otro lado, son más propensas a la deriva genética que puede permitir a una población explorar más rápidamente el paisaje de la aptitud física e identificar potencialmente un máximo local de mayor magnitud en el proceso. Estas poblaciones más pequeñas sufren, y no del todo de forma independiente, ya que también tienen una mayor probabilidad de reparar alelos dañinos o de caer en los valles peligrosos del paisaje físico.

Decir que a través del cambio gradual podemos seguir mejorando es absurdo. A veces nos volvemos tan buenos haciendo algo que no podemos cambiar en absoluto y debemos empeorar o hacerlo de manera diferente para mejorar, lo cual es completamente contradictorio.

Dicho esto, mi ejemplo usa solo 2 dimensiones de rasgos y una dimensión de aptitud. En realidad, hay unos 21,000 genes, que podrían mutar para afectar la producción de proteínas, la señalización celular y similares, para producir variaciones en un rasgo que puede o no influir en el éxito reproductivo. Esto da como resultado un paisaje de acondicionamiento físico inimaginablemente más complejo que no se puede visualizar fácilmente. Mutaciones ventajosas y perjudiciales están presentes en todos nosotros y todos nuestros genes tienen historias genómicas únicas, que solo se suman a la complejidad que es la vida.

Usted preguntó acerca de la genética, pero lo mismo puede decirse de los humanos y sus maquinaciones. La última máquina de escribir fue una de las mejores producidas. Las personas se volvieron tan buenas fabricando estos dispositivos que no se dieron cuenta de que una mejor tecnología estaba en camino. De manera similar, los discos duros en las PC pronto quedarán obsoletos. Continuarán mejorando a través de pequeñas modificaciones o mutaciones, si lo desea, pero ninguna cantidad de retoques convertirá estas unidades en SSD o ReRam mucho mejores que pronto estarán por llegar. Por lo tanto, encontrarse en un máximo local es un lugar precario para estar. Salir del pedestal de la seguridad puede ser desastroso, pero también podría equivaler a una mejor forma física. No intentarlo es estúpido, pero intentarlo es arriesgarse al fracaso. A veces, los máximos locales pueden combinarse con un máximo global y fuera de los humanos con su modelado estadístico, las poblaciones no conocen la diferencia (simplemente funcionan de acuerdo con las leyes de la termodinámica para aumentar la entropía). Y aunque puede ser imposible mapear todo el panorama de la aptitud física, en aquellos casos en que los máximos locales son lo suficientemente buenos, las mutaciones son casi siempre perjudiciales. ¿Prefieres que sigamos jugando con nuestros dominios homeobox o nuestros genes de histonas? Me parece una cosa inútil hacerme.

(Una advertencia: mucha mutación es intrascendente. El código genético es redundante, lo que significa que el último nucleótido de un codón a menudo puede variar sin resultados en la producción de proteínas, fenotipo o aptitud. Muchas regiones de proteínas necesitan además aminoácidos de un cierta variedad, no los aminoácidos específicos en sí. Dicho esto, las mutaciones de esta variedad no ayudan ni perjudican y, por lo tanto, no son del todo importantes).

No. No hay un “ápice” de evolución. No hay miembros “superiores” o “inferiores” de una especie.

La evolución es el proceso mediante el cual las variaciones individuales entre los miembros de las poblaciones reproductoras se seleccionan preferentemente para la supervivencia y, por lo tanto, la amplificación por los caprichos de su aptitud y fortuna.

No puede haber un “ápice” porque no puede haber una “mejor” aptitud o fortuna en un mundo de un millón de hábitats y eventos que cambian continuamente.

La evolución recompensa la supervivencia. Período. No importa si tienen alguna mutación útil o si simplemente están cavando en busca de topos cuando golpea el asteroide. Y un rasgo que ayuda hoy (por ejemplo, el rasgo de células falciformes, que protege a los humanos de la malaria, o los genes de acumulación de grasa que nos ayudaron a sobrevivir a las privaciones más tempranas) puede fácilmente volverse inadaptado cuando las condiciones cambian (por ejemplo, a ciudades modernas y bien alimentadas llenas de basura). con anemia de células falciformes).

Un gen “defectuoso” puede llegar a ser un beneficio, como en el caso de nuestro gen del músculo de la mandíbula “roto” que ayudó a dar paso a nuestro cerebro agrandado.

Un rasgo útil puede llegar a ser un detrimento, y en el gran cerebro que ayudó a nuestros antepasados ​​a sacar a los zorros de los leones africanos y ahora ha llevado a nuestro planeta peligrosamente cerca del colapso ecológico.

No hay vértice. No hay direccion. No hay un diseñador que decida lo correcto y lo incorrecto a menos que hagamos tontos simios, que Dios nos ayude, levante la mano y tome el timón.

No creo que una especie pueda ser perfectamente optimizada por la evolución a un conjunto dado de condiciones ambientales, ya que hacerlo debilitaría sus posibilidades de supervivencia incluso con fluctuaciones menores en las condiciones.

Sin embargo, la evolución puede producir y produce “perfección”, en un sentido de la palabra. Muchas enzimas que han estado evolucionando desde temprana edad en realidad han “evolucionado a la perfección”. Se llaman enzimas de difusión limitada.

Esto significa que pueden facilitar su reacción específica tan rápido como el sustrato puede difundirse a su sitio activo; quizás un millón de reacciones por segundo.

VER: enzima de difusión limitada Y: anhidrasa carbónica

En casos como este es muy probable que las mutaciones posteriores a tales enzimas sirvan solo para disminuir esta máquina molecular perfectamente pulida, ya que no se puede mejorar.

Si el entorno NUNCA cambia (y quiero decir absolutamente nunca, y de ninguna manera), y NO hay otras especies alrededor que actúen como competencia, depredador, presa, parásito, etc., entonces tal vez.

Entonces, si tenía una especie de autótrofo (como una planta o cianobacteria) que sobrevive de recursos no vivos del medio ambiente) en un entorno experimental cerrado, rígidamente controlado que nunca cambia, en el que no hay otras especies de ningún tipo para interactuar con, entonces tal vez (y esto aún no es seguro) podría llegar a un punto donde la especie está perfectamente optimizada para este entorno inmutable, y todas las mutaciones genéticas posteriores son perjudiciales.

Dado que incluso las estrellas cambian de naturaleza con el tiempo, tal escenario es imposible en la realidad.

¿Por qué la necesidad de NO otros organismos? Considere el siguiente escenario, cuyas variaciones son de hecho extremadamente comunes y se han observado y documentado muchas veces.

Un organismo tiene un gen para un receptor celular, lo llamaremos A, que uno de sus parásitos usa para atacarlo.

Una mutación surge en A (la llamaremos A1) que la hace resistente a este parásito. Esto es ventajoso y se extiende. Finalmente, la población tiene muchos A1 y no muchos As. El parásito ahora está en problemas y su población disminuye.

¡Pero el parásito también está evolucionando! Surge una mutación en el parásito (lo llamaremos P1), que le permite atacar a los individuos A1. Ahora los P1 aumentan entre los parásitos hasta que dominan la población, y los individuos A1 disminuyen a medida que son diezmados por los nuevos parásitos mutados.

Pero he aquí! Resulta que los individuos A originales son resistentes a los parásitos P1, porque solo hay tantos recursos que un parásito puede dedicar a atacar a un huésped, y al usar esos recursos para atacar a los huéspedes A1, los parásitos P1 tuvieron que renunciar a algunos de sus parásitos. capacidad previa para atacar hosts A normales.

¡Ahora, de repente, los viejos individuos A tienen una ventaja! Su número aumenta, los A1 disminuyen, y entre los parásitos, los P1 disminuyen a medida que disminuyen sus hospedadores disponibles, y los Ps aumentan a medida que aumentan sus hospedadores disponibles.

Y he aquí! De repente, ya no tiene una ventaja, porque la mayoría de los parásitos son Ps, ¡y A1 es superior nuevamente! Los A1 ahora aumentan, y entre los parásitos los P1 ahora tienen la ventaja, y aumentan en número.

Y luego todo el ciclo se repite.

En otras palabras, ahora tenemos una situación de equilibrio dinámico con dos mutaciones competidoras en cada uno de los huéspedes y parásitos, A y A1, P y P1, donde la mutación que sea RARER es la superior. Excepto por ser superior, la selección natural inevitablemente hace que no sea tan raro, y luego se vuelve inferior. Y así, cada variante sube y baja a su vez.

Este es el resultado inevitable de una carrera armamentista evolutiva, donde dos o más organismos tienen que interactuar entre sí en el mismo entorno. Desde el punto de vista de un organismo, el otro organismo se convierte en parte de su entorno, y el otro organismo * también está evolucionando *, y eso significa que el entorno nunca puede ser completamente inmutable y un estado de adaptación perfecta, donde todo lo demás Las mutaciones son dañinas. Porque a veces una mutación “superior” pierde su superioridad simplemente como consecuencia de ser “superior”.

Una mutación aleatoria puede ser:

1) nocivo

2) Sin función o

3) beneficioso.

Todos dependen de los estados de otros genes y del medio ambiente, pero ignoremos eso por el momento.

Imagina el genoma como un rompecabezas sobre una mesa. Las piezas se extienden pero no se ha intentado resolverlo. Si muevo una pieza al azar, podría acercarla o alejarla de donde pertenece, aproximadamente 50:50 cambio de mejorar o empeorar las cosas. Cuando el rompecabezas está a medio terminar, la posibilidad de que mi movimiento aleatorio mejore las cosas es solo del 25% (si muevo una pieza “resuelta”, tiene que ser peor, el resto aún son 50:50. Cuando el rompecabezas está hecho al 95%, es casi seguro que mi movimiento aleatorio empeorará las cosas.

Y ahí es donde están la mayoría de los organismos hoy. Miles de millones de años de evolución han resuelto el rompecabezas y cualquier mutación tiene más probabilidades de ser perjudicial que beneficiosa, pero no es seguro.

No estoy seguro de dónde se llegó a este punto en ninguna especie, pero mi dinero estaría en miles de millones de años atrás. Hemos estado jugando con un genoma bastante bueno desde entonces, a veces lo mejoramos, pero generalmente lo empeoramos y confiamos en la selección natural para limpiar el desorden.