La Ciencia y sus Demonios

Joe Thornton es una de esas mentes lúcidas capaces de revolucionar el campo científico que toca. Antes de dedicarse a la academia combatió desde Greenpeace el uso de contaminantes, escribiendo uno de los libros que ha marcado época. Más adelante, como profesor en la universidad de Oregón, ha conseguido demostrar que se puede alcanzar complejidad sin necesidad de un diseñador, refutando de esta forma el Diseño Inteligente (DI).

Joe Thornton es el autor del libro “Pandora’s Poison”, una obra que Thornton escribió mientras realizaba su tesis doctoral en la universidad de Columbia. En “Pandora’s Poison” vuelve a su etapa pre-doctoral en la que, trabajando para Greenpeace, desarrolló una intensa actividad de crítica al uso de compuestos organoclorados por tener éstos consecuencias negativas sobre la salud humana. Su trabajo no cayó en saco roto, la Agencia del Medio Ambiente de EEUU tuvo en cuenta esas críticas y limitó el uso de los organoclorados a nivel industrial.

Tras dicha etapa de científico-activista inició una meteórica carrera en la biología molecular. Empieza a estudiar esta disciplina con 30 años, se doctora y consigue publicar su primer Science, al describir la presencia de receptores de hormonas esteroideas en una babosa, cuando hasta entonces se pensaba que ese tipo de receptores solo se encontraba en vertebrados. Realizando una búsqueda en los genomas secuenciados de todos los genes que podían codificar receptores de esteroides, llegó a la conclusión de que tuvo que existir un ancestro común para todos ellos hace unos 600-800 millones de años. Pero en vez de parar ahí, como muchos biólogos evolutivos hacen, él reconstruyó el gen y lo introdujo en células para probar la funcionalidad de esas proteínas ancestrales, abriendo así su exitosa línea de investigación: la “resucitación” de proteínas. De esta forma consiguió demostrar que los receptores ancestrales reconocían estrógenos, pero no a otras hormonas estructurales parecidas, lo que apoya la idea de que las familias de receptores evolucionan a partir de duplicación génica, y que cada uno de las copias se especializa hacia el reconocimiento de diferentes ligandos.

En ese momento se incorpora en su actual laboratorio de la universidad de Oregón como profesor, asumiendo un nuevo reto: si era posible generar sistemas complejos mediante evolución. Charles Darwin había escrito que “si es posible demostrar que un sistema complejo no se ha generado mediante numerosas y sucesivas modificaciones, mi teoría podría ser puesta en entredicho”. Y es uno de los principales argumentos de aquellos que afirman que sistemas complejos, tales como el flagelo o la cascada que lleva a la coagulación sanguínea, no se pueden generar paso a paso, sino que requieren un diseñador inteligente. Esa es la opinión del bioquímico Michael Behe, miembro del Discovery Institute e investigador de la universidad Lehigh.

Thornton no estaba especialmente interesado en refutar el DI, pero sí que le interesó comprobar si era posible demostrar experimentalmente que se podían generar sistemas moleculares complejos mediante evolución. Thornton presentó la primera evidencia de aumento de complejidad mediante evolución estudiando los receptores de diversas hormonas. Analizó los receptores de mineralocorticoides (MR), que es capaz de reconocer la aldosterona y regula el balance hídrico celular; y los receptores de glucocorticoides (GR), que reconoce cortisol y controla respuestas de estrés. Una duplicación génica ocurrida hace 450 millones de años produjo ambos receptores, a pesar de que la aldosterona no apareció hasta muchos millones de años después. El tiempo ha convertido a MR como un ejemplo de complejidad irreducible: ¿cómo pudo la evolución hacer aparecer un receptor de una molécula que aún no existía?

Thornton encontró la respuesta resucitando el ancestro de ambos receptores. Sorprendentemente, fue capaz de reconocer la aldosterona, sugiriendo que era una proteína activa para un análogo estructural de esta hormona. Así se mostraba el camino paralelo que tomaron las dos proteínas generadas tras la duplicación, una dio lugar a un MR especializado, mientras el otro pasó a una nueva función como GR. Los resultados se presentaron en un artículo titulado “Complejidad reducible”, donde se refutaba uno de los principales argumentos del DI. Pero Behe argumentó que el receptor y el ligando no eran irreduciblemente complejos, y que la evolución no había generado una nueva función.

El grupo de Thornton pasó a analizar posteriormente la historia evolutiva de los GR, demostrando que estas proteínas reconocen cortisol desde hace sólo 20 millones de años. En realidad hacen falta unas pocas mutaciones (de 2 a 5) para cambiar la especificidad del receptor hormonal. Lo interesante es que al reconstruir experimentalmente el camino, mediante análisis de los diferentes mutantes observó que “la evolución abría caminos hacía nuevas funciones, a la vez que iba cerrando puertas detrás eliminando funciones pasadas”. De esa forma obtuvo mutantes que partiendo de proteínas ancestrales ganaban las nuevas funciones actuales, con el precio de perder las precedentes. Así consiguió reconstruir una senda de 800 millones de años, por la que han transitado los diferentes receptores de hormonas, mostrando cómo a partir de duplicaciones génicas seguidas de mutaciones puntuales se generaba la panoplia de receptores que podemos encontrar hoy día en diferentes organismos.

De esta forma se podía demostrar experimentalmente la ganancia de nuevas funciones por simples procesos genéticos que ocurren de forma constante en la naturaleza, sin que se evidencie en ningún momento la participación de una fuerza divina guiando los procesos. Estos trabajos, como no podía ser de otra forma, han levantado ampollas y críticas entre los seguidores del DI, pero Thornton afirma que ya “se ha aburrido de ellos”, que su trabajo no se mueve por lo que ellos digan. En estos momentos dice estar muy interesado en entender la historia evolutiva completa de la respuesta endocrina, que tiene tanta importancia en el funcionamiento de nuestro organismo. Estaremos atentos a sus nuevos descubrimientos.

Referencias

• Adam, C. (2006) Reducible Complexity. Science 312: 61-63

• Finnigan, G.C. y col. (2012) Evolution of increased complexity in a molecular machine. Nature 481: 360-364. Artículo completo y en formato pdf disponible aquí.

• Pearson, H. (2012) Prehistoric proteins: Raising the dead.  Nature 390-393

.

Entradas relacionadas:

• Nuestra serie: El diseñador poco inteligente

• Azar y selección acumulativa

• La reducible complejidad de las mitocondrias

• ¿Leen los creacionistas los libros de Michael Behe? 

• El Diseño Inteligente a examen

• Lo que le falta al Diseño Inteligente para ser ciencia, en una imagen

• Entrevista. Michael Behe. “Pienso que los procesos Darwinianos pueden explicar la diversidad de especies“

• Escocia: la cabeza de puente del Diseño Inteligente en Europa