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Alex Williams

habiendo sido estudiante de biología por más de 50 años nunca he tenido un problema con el concepto de mutaciones beneficiosas. Por lo tanto, me sorprendió descubrir en informes recientes sobre el genoma humano que no se han encontrado mutaciones beneficiosas. Solo se han documentado mutaciones’ deletéreas ‘y’ funcionales’. Al hacer algunas investigaciones sobre las formas en que los teóricos genéticos han tratado las mutaciones beneficiosas, y los datos a partir de los cuales han trabajado, me sorprendió aún más descubrir que tampoco tenían datos a partir de los cuales trabajar.,

la teoría de las mutaciones beneficiosas fue desarrollada originalmente por el estadístico inglés R. A. Fisher, el padre fundador del neo-darwinismo, en su libro de 1930 The Genetical Theory of Natural Selection.1 pero solo tenía mutaciones deletéreas con las que trabajar, por lo que se le ocurrió su teoría de las mutaciones beneficiosas a partir de la creencia de que deben existir. Los teóricos genéticos han seguido su ejemplo desde entonces. El dominio que la evolución neo-darwiniana ha logrado sobre la academia y los medios de comunicación hoy en día se construyó sobre nada más que la imaginación y la necesidad evolutiva.,

El Origen de las especies de Darwin comenzó a rodar la pelota, pero aunque fue ampliamente elogiado, encontró una feroz oposición de científicos profesionales.2 a principios del siglo 20, el descubrimiento de los genes mendelianos y el hecho de que podían mutar habían hecho a un lado en gran medida Las ideas de Darwin. A finales de la década de 1920, la ciencia de la genética y el descubrimiento de que las mutaciones conocidas eran deletéreas plantearon un desafío aparentemente fatal para el darwinismo. Pero en 1930 comenzó una nueva revolución. Fisher publicó su libro y él y su compañero matemático inglés J. B. S., Haldane, junto con el genetista estadounidense Sewall Wright, compiló durante las décadas de 1930 y 1940 un cuerpo de matemáticas que se conoció como la «síntesis moderna», o teoría neo-darwiniana.

este cuerpo de teoría se mantuvo en gran medida académica hasta que una convergencia de tres eventos más tuvo lugar en 1953. Watson y Crick publicaron la estructura de doble hélice del ADN, dando a la biología su primera base en las ciencias físicas duras. Bernard Kettlewell, investigador de la Universidad de Oxford, comenzó experimentos sobre el melanismo industrial en la polilla de pimienta., Estos produjeron el primer ejemplo de selección natural en la naturaleza 3 y se convirtió en ortodoxia de libro de texto como «evolución en acción». Y el geoquímico estadounidense Clair Patterson anunció en una conferencia lo que se convertiría en una «constante universal» en la visión evolutiva del mundo: la «edad» de 4.55 mil millones de años de la tierra.

Las mutaciones se convirtieron en sinónimos de cambios de nucleótidos en el ADN. La selección Natural resurgió como un héroe conquistador, promoviendo mutaciones beneficiosas y eliminando las deletéreas. Y los montones oficiales de tiempo permitieron al azar transformar mágicamente cualquier cosa en cualquier otra cosa., Los ateos educados de hoy crecieron creyendo que la evolución era un hecho, los medios de comunicación hicieron de ella una industria, y (casi) todo el mundo lo creyó. Pero en el Congreso IUPS en Birmingham en julio de 2013, El Presidente, Profesor Emérito de la Universidad de Oxford Denis Noble, anunció que «todos los supuestos centrales de la síntesis moderna have han sido refutados».4

mutaciones beneficiosas

a pesar de la crítica de Noble (y las de otros,por ejemplo, ReMine, 5 Sanford6), el concepto de la mutación beneficiosa sigue siendo la pieza central del pensamiento evolutivo. La idea subyacente ha existido desde la época de Darwin., En la página 63 de la edición final de 1876 de El Origen, Darwin dijo esto:

» la selección Natural implies implica solo la preservación de las variaciones que surgen y son beneficiosas para el ser bajo sus condiciones de vida.»

nadie podría objetar eso. Darwin definió lo que quiso decir con ‘variación’ en el capítulo 2 del origen como cosas que podían ser observadas por un estudio cuidadoso de muchos individuos de las variedades, especies y géneros de interés., En otras palabras, la selección natural trabajó en aquellas ‘variaciones’ que ya estaban presentes si uno miraba de cerca y sistemáticamente lo suficiente. Pero cuando la teoría particulada de la herencia de Mendel superó a la teoría de la mezcla de la herencia de Darwin, se produjo un cambio dramático en el significado de la palabra ‘variación’. Se descubrió que las partículas (genes) de Mendel eran capaces de mutar, de cambiar espontáneamente en algo que no había existido previamente. En la nueva era de la genética, una «variación» ya no era necesariamente algo que ya existía y podía ser observado por un científico cuidadoso., Las mutaciones dieron a los evolucionistas la primera evidencia sólida de que podía surgir algo nuevo que no había existido previamente. ¡La definición de Darwin de’ variación ‘ ya no estaba a cargo!

Cuando la genética alcanzó la mayoría de edad en 1953 en la doble hélice del ADN, con sus bases intercambiables portadoras de información, tuvo lugar otro cambio en el significado de «variación». Las variaciones naturales del tipo de Darwin ya se sabían que se produjeron durante la etapa de cruce de la meiosis., Pero cuando se descubrió que los «errores aleatorios» podían ocurrir en la copia de ADN de nucleótidos individuales, estos se convirtieron en las fábricas de «algo nuevo que no había existido previamente». El mantra neodarwiniano de ‘mutaciones y selección natural’ ahora tenía que depender completamente de errores de copia aleatorios para producir la nueva información que la evolución de los microbios a la humanidad requería. La «mutación beneficiosa» de los primeros genetistas se había convertido en un error de copia aleatoria de ADN «beneficioso».,

algo para nada—el sueño darwiniano

en la primera edición de 1859 del origen de Darwin, sus primeras palabras fueron una cita del Tratado Bridgewater de William Whewell de 1833:

«pero con respecto al mundo material, al menos podemos ir tan lejos como esto—podemos percibir que los eventos son provocados no por interposiciones aisladas de poder divino, ejercidas en cada caso particular, sino mediante el establecimiento de Leyes Generales.,»

en su último capítulo, Darwin describió su visión de la vida en todas sus «formas infinitas más bellas y más maravillosas» como el resultado de estas «leyes generales».

suena loablemente científico, pero leyendo entre líneas encontramos a un hombre que desea tener los privilegios y placeres de la vida sin tener ninguna deuda especial de honor o gratitud a su creador (Romanos 1:21). El Creador es mencionado, pero solo como una primera causa remota, aquel que imprimió leyes sobre la materia e infundió vida ‘en unas pocas formas o en una’ en el principio., Todas las formas posteriores de vida surgieron como los «descendientes lineales» del(de los) originador (es) a través de la evolución.7 Darwin quería obtener toda la variedad de la vida—incluido el hombre—’para nada’. Al igual que los árboles y las flores de la campiña inglesa, quería verse a sí mismo como un producto de la ley natural. Él no quería verse a sí mismo como una creación especial a imagen y semejanza de un creador personal (Génesis 1:26-28) que se convirtió en Salvador personal, y un día regresaría como juez personal.,

El deseo de Darwin de «obtener algo por nada» se encuentra en el corazón del concepto de mutación beneficiosa y también en el corazón del abrazo Mundial de la evolución. Es biológicamente complejo, así que usaré un ejemplo mecánico de la física para ilustrar el punto. En la década siguiente a 1859, el físico escocés James Clerk Maxwell propuso un experimento mental para explorar la posibilidad de violar la Segunda Ley de Termodinámica de Lord Kelvin., Si tal cosa fuera posible, entonces podríamos construir una máquina de movimiento perpetuo y obtener ‘algo por nada’ de ella en la forma de un suministro interminable de energía! Tales máquinas podrían alimentar al mundo indefinidamente.

Maxwell imaginó una caja rectangular dividida en dos compartimentos con una puerta en la pared divisoria. Un demonio benevolente (que llegó a ser conocido como el demonio de Maxwell) vigilaba un lado de la puerta, y cuando una molécula de gas más caliente que el promedio se acercaba a la puerta, la dejaba pasar al otro lado., Después de un tiempo, un lado contendría todas las moléculas más calientes, violando así la Segunda Ley de la termodinámica que predijo que el calor tendería a viajar de una región más caliente a una más fría, no al revés.

ahora se ha creado una máquina que utiliza el principio del demonio de Maxwell para obtener temperaturas tan cercanas al cero absoluto que se miden en millonésimas de grado. Dos rayos láser toman el lugar del demonio, pero el resultado es el mismo.,8 pero en lugar de violar la Segunda Ley de la termodinámica y permitir a los físicos obtener ‘algo por nada’, la máquina muestra que se requiere una gran cantidad de diseño inteligente, Manipulación y gasto de energía. ¡Y el resultado está completamente de acuerdo con la segunda ley!

Las mutaciones beneficiosas aleatorias son el equivalente biológico del demonio de Maxwell. Supuestamente permiten que la vida coseche una cosecha de Nueva información biológica basada en el ADN que puede crear toda la gran variedad de la vida sin necesidad de un creador., La metáfora de Richard Dawkins de escalar el Monte Improbable ilustra hábilmente el supuesto poder de estas mutaciones ‘beneficiosas’ generadas aleatoriamente.9 Mt Improbable representa el acantilado de la improbabilidad que las adaptaciones complejas (por ejemplo, los ojos, la reproducción, la fotosíntesis) plantean a cualquier teoría naturalista de la evolución. Ese maestro del giro nos llevó por la parte posterior de Mt Improbable donde (dijo) Había una gradación gradual fácil de mutaciones ‘beneficiosas’ al azar., Cada uno podría ser seleccionado uno a la vez y la vida neo-darwiniana podría conquistar incluso los picos más altos de improbabilidad evolutiva en etapas lentas y fáciles. Cuando Dawkins estaba escribiendo para ‘the public understanding of science’10 la evidencia molecular no estaba disponible para probar sus afirmaciones. Pero la era de la genómica ahora nos permite examinar tales afirmaciones y evaluar esta suposición fundamental en la teoría evolutiva moderna.,

estudios del genoma humano

Los estudios del genoma humano se están llevando a cabo en todo el mundo en la actualidad y los principales hallazgos se pueden resumir en pocas palabras: acumulación de carga de mutaciones y multitud de asociaciones entre mutaciones y enfermedades. La base de datos de mutaciones génicas Humanas11 contiene actualmente registros de más de 141.000 mutaciones. Se están descubriendo otros nuevos a un ritmo de más de 11.000 por año. Un resumen de septiembre de 2012 informó que de estos cerca de 6.000 constituyen polimorfismos ‘asociados a la enfermedad’ y ‘funcionales’ (diferentes versiones de una secuencia de ADN).,12 observe que la clasificación reconoce solo dos categorías: las mutaciones están «asociadas a la enfermedad» o son «funcionales». No existe una categoría denominada «beneficioso».

La herencia mendeliana en línea en la base de datos Man database13 cataloga todas las mutaciones conocidas que se heredan de la manera mendeliana simple. Su subtítulo, ‘un catálogo en línea de Genes humanos y Trastornos Genéticos’, indica su amplio alcance. Se sabe que alrededor de 6.000 mutaciones ‘asociadas a la enfermedad’ y ‘funcionales’ se heredan de esta manera. No hay ninguna referencia en ninguna parte a las mutaciones «beneficiosas».,

en una muestra de 179 genomas del proyecto 1,000 genomas, se encontró que la persona sana promedio llevaba alrededor de 400 mutaciones ‘asociadas a enfermedades’ y dos mutaciones ‘causantes de enfermedades’.14 No se han reportado descubrimientos paralelos para mutaciones «beneficiosas». En los 1.092 genomas reportados en octubre de 2012 habían localizado 38 millones de cambios de base única, con cada individuo llevando en promedio 3,6 millones, 1,4 millones de ‘indels’ (donde una diferencia de 1-50 en el número de bases ocurre a partir de inserciones y/o deleciones), y 14.000 deleciones grandes (>50 bases).,15 según el HGMD mencionado anteriormente, las eliminaciones brutas (> 20 pares de bases) superan en número a las inserciones brutas en 5 a 1. Un estudio de los genes humanos que contribuyen a la inteligencia muestra que son particularmente vulnerables a la mutación y que todos llevamos al menos dos o más mutaciones perjudiciales para nuestras capacidades intelectuales y emocionales.16

si realmente estuviéramos evolucionando a la manera neo-darwiniana, entonces entre estos millones de mutaciones deberíamos estar llevando al menos algunas mutaciones «asociadas beneficiosas». No se ha encontrado ninguno. ¡Sería una gran noticia!, Nuestros genomas están acumulando mutaciones deletéreas, no ‘beneficiosas’, y están perdiendo ADN más rápido de lo que lo están ganando. Nos dirigimos hacia la extinción,como predijo Sanford, 6 ¡no hacia nuevas alturas evolutivas!

¿Qué dicen los teóricos?

los teóricos de la evolución utilizan un concepto llamado ‘paisaje de la aptitud’ para imaginar posibles escenarios para la acción de la selección natural. Este paisaje se compone de picos, valles y llanuras., Los organismos pueden «desplazarse» a lo largo de las llanuras en cualquier dirección, siempre y cuando los cambios mutacionales no sean lo suficientemente significativos como para que la selección funcione en ellos. Pueden caer en valles acumulando mutaciones perjudiciales, pero solo pueden escalar picos a través de una selección positiva de mutaciones beneficiosas. Pero para llegar a conclusiones útiles los teóricos necesitan conocer la ‘distribución de los efectos de la aptitud’ de las mutaciones que ocurren., Necesitan saber con qué frecuencia ocurren mutaciones grandes y dañinas en comparación con las de efecto pequeño o nulo, y con qué frecuencia ocurren mutaciones beneficiosas de efecto grande en comparación con mutaciones beneficiosas de efecto pequeño. Conocer estas distribuciones les permite construir modelos matemáticos y llevar a cabo experimentos evolutivos que ayudan a explorar el panorama del fitness.

Tabla 1. Datos de Fisher sobre mutaciones que presentó en su tabla 1.,

se abordó la distribución de los efectos de la aptitud humana de mutaciones perjudiciales en los genes de codificación de proteínas no tuvo problemas para reunir datos adecuados., Sus datos mostraron que es probable que más del 50% de las nuevas mutaciones tengan efectos «leves» (reduciendo la aptitud entre el 0,1 y el 10%) y que menos del 15% de las nuevas mutaciones tengan efectos muy perjudiciales.17 Sin embargo, en un estudio de la distribución de los efectos de aptitud de las mutaciones beneficiosas, el autor no pudo encontrar datos adecuados y, por lo tanto, se vio obligado a estimar la distribución utilizando la «teoría del valor extremo».18 Este es un método estadístico para predecir la frecuencia de eventos extremos como inundaciones y terremotos cuando solo se tiene una cantidad limitada de datos., Usted puede tener datos para 100 años, pero para construir algo como un reactor nuclear que necesita para estimar la probabilidad de que un evento de 1.000 años o 10.000 años podría ocurrir durante su vida. Los detalles del método no son importantes porque el autor nos dice que hay una convención establecida en genética para simplemente asumir lo que se requiere! Así que asumió que un alelo de tipo salvaje (una secuencia de ADN no mutada) podría mutar a «un pequeño número de Estados alternativos beneficiosos». No se requieren datos!, Las mutaciones ‘beneficiosas’ son un componente necesario de la teoría neo-darwiniana por lo que simplemente se supone que existen.

esta convención fue establecida por Fisher en su libro de 1930. No tenía ninguna evidencia de mutaciones beneficiosas, así que tuvo que imaginarlas., Una vez que los había imaginado, entonces tenía que imaginar todos los detalles de su naturaleza y cada modo de su acción. Los únicos datos que presentó están en la tabla 1. Todas estas mutaciones eran conocidas por sus efectos como deletéreas; la mayoría eran recesivas y ninguna de ellas era dominante. Solo las mutaciones dominantes y beneficiosas son útiles para la evolución, por lo que Fisher tuvo que idear una estrategia para convertir las mutaciones deletéreas recesivas en beneficiosas dominantes., Siendo posiblemente el mayor estadístico de todos los tiempos, tuvo pocos problemas para trazar una ruta bastante tortuosa hacia este fin, y es una historia que debe ser contada. Para este artículo, sin embargo, nos centraremos solo en algunos de los puntos de referencia en su viaje.

En primer lugar, asumió que las mutaciones perjudiciales y beneficiosas eran igualmente probables de ocurrir. ¡Esta es una asombrosa negación de la verdad que estaba ante él en su tabla de datos! Luego comenzó a referirse a las mutaciones deletéreas como «menos ventajosas» y a las mutaciones beneficiosas como «más ventajosas» respectivamente., Así que con solo unas pocas palabras de comadreja cuidadosamente elegidas, produjo un paisaje de fitness beneficioso donde anteriormente no había ninguno. Luego asumió que la distribución de los efectos de aptitud de todas las mutaciones en comparación con su tamaño seguiría una curva exponencial, reproducida aquí en la figura 1.

imaginó que las mutaciones pequeñas tendrían una mayor probabilidad de mejorar la aptitud de la especie que las mutaciones grandes, por lo que la curva es alta a la izquierda y disminuye hacia cero a la derecha a medida que aumenta la magnitud del cambio. La expectativa de Fisher de una distribución exponencial se mantuvo en su lugar durante los próximos 80 años.

para exponer su fabricación necesitamos separar las mutaciones perjudiciales de las beneficiosas, que él había agrupado en la figura 1., Podemos hacer esto tomando una copia de la figura 1, volteándola horizontalmente y uniéndola al original, como en la figura 2. Este es el modelo de Fisher: tanto las mutaciones perjudiciales (a la izquierda) como las beneficiosas (a la derecha) tienen en su mayoría un efecto pequeño o nulo en la aptitud, y las mutaciones de gran efecto son cada vez más raras. La falacia de su modelo se puede ver en la figura 3 donde las mutaciones beneficiosas se han eliminado porque no tenía ninguna!,

toda la base de la teoría neodarwiniana se construyó sobre la noción imaginaria de Fisher de que pequeñas mutaciones deletéreas podrían convertir cualquier forma de vida en cualquier otra.

¿Por qué un erudito de clase mundial como Fisher se rebajaría a tal profundidad de autoengaño como para negar la realidad de sus propios datos? Parte de la respuesta se da en la página 53 de su libro:

» requires a menos que abandonemos por completo la concepción evolutiva de la modificación de las especies por la sustitución ocasional de un gen por el predecesor del que surgió requires requiere que el nuevo gen exitoso de alguna manera se convierta en dominante para sus competidores, y si ocurren mutaciones posteriores, también para su predecesor. ,»

el compromiso de Fisher con la evolución lo obligó a creer que las mutaciones beneficiosas deben existir, y como no tenía evidencia de su existencia, ¡tuvo que inventarlas! Otra parte de la respuesta se da en los últimos cinco capítulos de su libro. Se dedicaban a la eugenesia, un tema en el que estaba profundamente comprometido. Su visión personal del mundo fue la causa de su autoengaño, y engañó al mundo.

ahora pongamos algo de carne en la figura 3 para ilustrar la verdad que Fisher estaba tan dispuesto a negar., Un resumen de los estudios promedio del genoma humano concuerda en que las mutaciones beneficiosas no existen!

Objeción! ¡Protesto!

en este punto, los darwinistas harán mucho ruido sobre numerosos experimentos que demuestran sin lugar a dudas que algunas mutaciones pueden conducir a un aumento de la aptitud, tanto en humanos como en poblaciones experimentales. Esto es ciertamente cierto., Un ejemplo reciente es el descubrimiento de que un cambio de un solo nucleótido en los tibetanos étnicos (en comparación con los chinos Han) les ha permitido hacer frente a los niveles crónicamente bajos de oxígeno que ocurren en la alta meseta tibetana.19 Un wiki que enumera otros ejemplos se puede encontrar aquí.20

¿Por qué entonces los teóricos genéticos no utilizan estos datos y este tipo de experimentos para derivar sus distribuciones de efectos de aptitud para mutaciones beneficiosas? La respuesta a esta pregunta es muy reveladora-porque hay mucho más en la vida que solo ‘mutación y selección natural’!, Es una admisión de que la teoría neo-darwiniana realmente solo juega con la vida alrededor de los bordes, no con sus componentes centrales. Este tema se aborda con más detalle en la parte 2 de este artículo.

antes de salir de esta parte, sin embargo, considere el siguiente ejemplo. Uno de los estudios más grandes que fueron en busca de mutaciones beneficiosas en el genoma humano llegó con los siguientes resultados: 27-29% de las mutaciones que cambian los aminoácidos son neutrales o casi neutrales, 30-42% son moderadamente perjudiciales, y casi todo el resto (~36%) son altamente perjudiciales o letales.,21 sin embargo, afirmaron que:

«nuestros resultados son consistentes con un 10-20% de diferencias de aminoácidos entre humanos y chimpancés que se han fijado por selección positiva con el resto de diferencias siendo neutrales o casi neutrales.»

En otras palabras, no pudieron encontrar mutaciones beneficiosas cuando revisaron los datos, pero si asumieron que los humanos y los chimpancés evolucionaron de un ancestro común, entonces pudieron encontrar la evidencia., Así que fue solo la suposición de la evolución lo que produjo alguna evidencia de mutaciones beneficiosas, tal como descubrimos en el trabajo de Fisher.

conclusiones

¿son reales las mutaciones beneficiosas? No están siendo catalogados en estudios sistemáticos de genomas humanos, a pesar de que se han documentado ejemplos individuales de beneficio. Los catálogos solo contienen las categorías de mutaciones «perjudiciales» y «funcionales». La teoría genética de las mutaciones beneficiosas fue hecha por R. A. Fisher en 1930 a partir de nada más que las mutaciones deletéreas y las demandas de la evolución., Su teoría ha gobernado la biología durante más de 80 años y es la causa principal detrás del dominio contemporáneo que la evolución neo-darwiniana ejerce sobre la academia, los medios de comunicación e incluso la Iglesia. Experimentos recientes finalmente han revelado las características largamente buscadas de las mutaciones beneficiosas, pero no son en absoluto lo que Fisher esperaba. Esto se trata en la parte 2 de este artículo.

Agradecimientos

el Dr. Don Batten ayudado mucho con sus comentarios sobre el primer borrador de este artículo.,