¿Se sigue considerando creíble la evolución lamarckiana?

Lo siento, esto es largo. Desafortunadamente, el tema es complicado y trato de hacerlo lo más comprensible posible. Omitiré la mayoría de los detalles técnicos ya que son difíciles de explicar y no aportan mucho.

Resumen ejecutivo (“tl;dr”)

Las modificaciones epigenéticas no constituyen ni permiten la herencia lamarckiana. Los artículos y reseñas que afirman esto utilizan una definición intrincada y, en última instancia, inútil de lamarckismo y herencia.

Sin embargo , un artículo de diciembre de 2011 demuestra un caso muy específico en el que se produce la herencia lamarckiana (sin implicación epigenética). Vale la pena repetir que esto no viola en lo más mínimo el darwinismo. De hecho, los resultados, aunque sorprendentes, están completamente en línea y son predichos por el darwinismo: el mecanismo en realidad se basa en el darwinismo. Contrariamente a la creencia popular, el darwinismo y el lamarckismo en realidad no están en oposición.

Preliminar

El problema, como tantas veces, es la definición poco clara de los términos: ¿qué es exactamente la herencia lamarckiana ? Pregúntele a cinco científicos hoy y obtendrá seis respuestas. Y el mismo Lamarck habría estado en desacuerdo con todos ellos. Esto se debe simplemente al hecho de que Lamarck no estaba al tanto de muchos conceptos mecánicos que se desarrollaron mucho después de su muerte, como la distinción entre células somáticas y línea germinal.

Esta distinción conduce al concepto de la barrera de Weismann y es de gran importancia para nuestra comprensión moderna de la herencia (y, por lo tanto, del darwinismo): en pocas palabras, la barrera de Weismann postula que para que los rasgos sean heredables, deben llevarse en el línea germinal Como consecuencia, las modificaciones en el soma (células no germinales) no se heredan.

La mayoría de los científicos de hoy ven esto como una oposición directa al lamarckismo.

Pero, por supuesto, hay muchos organismos (la mayoría, de hecho) que no distinguen entre soma y línea germinal: en particular, toda la vida unicelular. Para esas formas de vida, todos los rasgos adquiridos genéticamente (ya sea por mutación o por integración de plásmidos ) son hereditarios. Esto es trivialmente cierto.

Ingrese a la Epigenética

Una vez más, existen diferentes definiciones, pero la definición generalmente acordada de epigenética hoy en día es más o menos así:

La epigenética es el estudio de los cambios hereditarios en el comportamiento celular que no se deben a cambios en la secuencia genética.

Nótese que aquí, “heredable” no se refiere a la heredabilidad de los organismos, solo de las células: las células hijas de una célula madre en división heredan sus rasgos epigenéticos (y una vez más, esto no es lamarckismo, ni siquiera es darwinismo, está en un nivel mucho más bajo).

Hay varios mecanismos conocidos de epigenética, entre los que destacan la metilación y la modificación de histonas . Cómo funcionan exactamente no es muy relevante; lo importante es que modifican la accesibilidad de los genes en el genoma: controlan si una célula puede realmente leer una sección del genoma y usarla.

Las células usan esto para determinar su especificidad: ¿cómo saben las células musculares y las células cerebrales qué trabajo hacer? Las modificaciones epigenéticas son (parte de) la respuesta.

¿Qué tan heredable es la epigenética?

La epigenética generalmente no es hereditaria (debido a la barrera de Weismann). Ha habido varios artículos que, utilizando líneas de razonamiento similares, han tratado de argumentar que la epigenética puede conducir a la herencia de rasgos adquiridos.

Mostraré el argumento utilizando un artículo bien conocido, Programación epigenética por comportamiento materno [1].

El documento examinó dos grupos diferentes de ratones que fueron criados por dos madres fenotípicamente diferentes. El grupo 1 había sido lamido y cepillado por su madre en los primeros seis días después de su nacimiento. El grupo 2 no lo había hecho.

Los ratones hembra del grupo 1 predominantemente se convirtieron en madres que lamían y acicalaban a sus crías ("alto LG/ABN"). Las hembras del grupo 2 se convirtieron en madres que descuidaron a sus crías ("bajo LG/ABN"), como se muestra en el siguiente esquema:

Se demostró que el mecanismo detrás de esto es epigenético: los cachorros de una madre con LG/ABN alto tenían niveles elevados de serotonina, lo que a su vez condujo a una disminución de la metilación de algunas regiones genéticas que modificaron su comportamiento. Y dado que el comportamiento se perpetúa a sí mismo, los autores argumentaron que es una forma de herencia (" herencia suave ").

Sin embargo, esto no es del todo cierto: la "cadena de herencia" podría romperse simplemente criando a los cachorros lejos de su madre durante los primeros seis días después del nacimiento. La herencia "verdadera" no se rompería por eso. De hecho, todo el argumento es similar a decir que la nacionalidad se transmite por herencia lamarckiana porque los niños criados por, digamos, padres franceses son predominantemente franceses y crían hijos franceses.

Otros documentos (como [2]) son víctimas de fallas similares. Jerry Coyne ha resumido acertadamente todo el campo de la siguiente manera:

En casi todos estos ejemplos, los cambios desaparecen después de una o dos generaciones, por lo que no pudieron efectuar un cambio evolutivo permanente. […] No tengo conocimiento de un solo caso en el que un cambio adaptativo en un organismo, o cualquier cambio que se haya fijado en una especie, se base en una herencia que no se base en cambios en el ADN.

Esto es bastante condenatorio: ninguno de estos artículos demuestra lo que razonablemente podría llamarse lamarckismo.

Lamarckismo real

En diciembre de 2011, finalmente se publicó un artículo que demostró de manera convincente un caso real de herencia lamarckiana: herencia transgeneracional de una respuesta antiviral basada en ARN pequeño adquirido en C. elegans [3].

El documento examina C. elegans (un nematodo o ascáride que sirve como organismo modelo en biología). Normalmente, esos nematodos no se infectan con virus porque han desarrollado un mecanismo de defensa muy sofisticado llamado ARN de interferencia (ARNi). Este mecanismo se basa en los llamados ARN de interferencia pequeños (siRNA) producidos por la célula que reconocen y se emparejan con el ARN viral que ha ingresado a la célula. Esos complejos son luego a su vez destruidos por la célula.

El documento analizó los nematodos en los que el mecanismo de ARNi había sido eliminado (eliminado): las células ya no podían generar siARN y, por lo tanto, no tenían defensa contra los invasores del virus. Ahora, si pones siRNA artificialmente en las células, esas células pueden defenderse una vez más contra un virus específico. Los autores pudieron demostrar que, en circunstancias muy específicas, poner siRNA en las células fue suficiente para desencadenar una resistencia hereditaria del virus, a pesar de que el mecanismo de generación de siRNA todavía estaba desactivado.

Los nematodos habían heredado un rasgo no genético adquirido (resistencia al virus) , y esta herencia se mantuvo durante muchas generaciones.

Ya que mencioné explícitamente la barrera de Weismann antes, debo señalar que este experimento no invalida la barrera de Weismann: esta heredabilidad solo ocurrió en circunstancias muy específicas, es decir, cuando todas las células del nematodo recibieron siRNA. Esto incluye en particular las células de la línea germinal.

Resumen

A pesar de las frecuentes afirmaciones en contrario, nunca se ha demostrado ninguna conexión entre la epigenética y el lamarckismo. La herencia de rasgos adquiridos a partir de modificaciones epigenéticas es transitoria en el mejor de los casos, y se cuestiona si constituye herencia en absoluto.

Por otro lado, ahora se ha observado un claro ejemplo de lamarckismo , aunque en circunstancias muy limitadas y artificiales. Y si bien este es un resultado muy interesante, no es sorprendente: cualquier biólogo competente habría predicho el resultado del artículo, dadas las premisas del artículo e ignorando las posibles formas en que el experimento podría salir mal, porque su resultado está totalmente predicho por la biología moderna. .

Una observación final

Hay muchos conceptos erróneos dando vueltas. Abundan los artículos con títulos como Por qué todo lo que te han dicho sobre la evolución es incorrecto . No hay una manera agradable de decirlo: estos pronunciamientos son falsos. Nada de lo que se encuentra en los artículos citados aquí, ni en artículos similares, contradice directa o implícitamente la "evolución convencional" : el darwinismo. De hecho, todos estos estudios se basan en gran medida en las predicciones hechas por la teoría evolutiva moderna. Es simplemente una flagrante tergiversación de los medios, debido a dos hechos desafortunados: la mayoría de los periodistas científicos no entienden la ciencia, ni siquiera rudimentariamente; y la mayoría de los científicos ni siquiera pueden explicar claramente su investigación a sus colegas, y mucho menos a los legos.

[1] Ian CG Weaver, Nadia Cervoni y otros. , Programación epigenética por comportamiento materno , Nature Neuroscience 7, 847–854 (2004)

[2] Sheau-Fang Ng, Ruby CY Lin y otros. , Dieta crónica rica en grasas en programas paternos disfunción de células β en crías de ratas hembra , Nature 467, 963–966 (2010)

[3] Oded Rechavi, Gregory Minevich y Oliver Hober, Herencia transgeneracional de una respuesta antiviral basada en ARN pequeña adquirida en C. elegans , Celda 147 (6) , 1248–1256 (2011)

A lo largo de los años, he escuchado explicaciones de una variedad de fuentes, incluido un documental de televisión, de que los elefantes tienen una "memoria generacional" en la que las crías heredan ciertos recuerdos de sus madres.

Los siguientes dos párrafos a continuación ( texto relevante enfatizado para ahorrar tiempo ) abordan esto, así como la idea de que los nuevos rasgos, como cambiar específicamente a un estilo de vida nocturno (en este caso, para evitar un cazador), pueden transmitirse al próxima generación:

Fuente: http://www.heise.de/tp/artikel/2/2192/1.html - Mammals and the Further Rise of Mind
( párrafos 4 y 5 de la sección final titulada "Máquinas de aprendizaje" )

Los mamíferos prehumanos no solo conectan en red sus avances informativos a través de distancias considerables, sino que también extienden los zarcillos de lo que han aprendido hacia el futuro, penetrando así tanto en el espacio como en el tiempo. Los elefantes, por ejemplo, transmiten memes de comportamiento de una generación a la siguiente. En 1919, los cultivadores de cítricos del Parque Addo de Sudáfrica querían deshacerse de una manada de 140 elefantes que había estado causando estragos en sus cultivos. Llamaron a un cazador que disparó dolorosamente a los elefantes, uno por uno, mientras los miembros de su familia observaban la agonía de la muerte . Después de un año, solo quedaban entre dieciséis y veinte elefantes. Pero habían adaptado sus vidas a la presencia del cazador . De una manera muy poco parecida a un elefante,se habían vuelto nocturnos, escondiéndose en el monte hasta que caía la noche , y escapando para alimentarse en la oscuridad total. La adaptación funcionó. El cazador finalmente se dio por vencido. Luego, en 1930, a los elefantes se les concedió un santuario permanente. No hubo más disparos, no más ataques de seres humanos asesinos. Sin embargo, 45 años después, los elefantes conservaron su forma de vida solitaria y nocturna. Los veteranos de 1919 habían muerto, pero el grupo se aferró a patrones diseñados para hacer frente a un peligro que había pasado hacía mucho tiempo. Esos patrones saltaban la frontera de generación en generación y de mente en mente. Los memes implícitos habían dado forma a la sensibilidad comunal con tanta seguridad como los genes esculpen los ondulantes cañones del cerebro.

Los cerebros avanzados eran, de hecho, una clave para la memoria multigeneracional de los elefantes. El otro era el vínculo de la maternidad y el matriarcado. Los elefantes, como los humanos que no aparecerían hasta dentro de 20 millones de años, poseían una corteza cerebral de tamaño sustancial. Esto es menos inusual de lo que parece. El antropólogo biológico Robin Dunbar ha demostrado que cuanto mayor es el tamaño de una unidad social, mayor es la corteza de cada miembro. Esto es cierto incluso dentro de una sola especie. Los murciélagos fueron uno de los primeros mamíferos en evolucionar. Tan antiguo es su pedigrí que muchos científicos se han referido a ellos como "fósiles vivientes". Al igual que los elefantes, estos mamíferos voladores viven vidas largas (un murciélago salvaje marcado en Nueva Inglaterra sobrevivió más de 31 años).

Lectura adicional sobre este tema de los genes portadores de memoria:

• El fantasma en sus genes
  http://www.bbc.co.uk/sn/tvradio/programmes/horizon/ghostgenes.shtml
  Los científicos que creen que sus genes están formados en parte por las experiencias de vida de sus antepasados.

Esperemos que esto al menos ayude a responder a su pregunta sobre los rasgos adquiridos que se transmiten a la descendencia.