El lapo azul (11). Enlaces varios.

Menos mal  que habíamos dicho que nos despedíamos de la  serie El Lapo Azul…Pero ya se sabe que las despedidas en España son lo que más  duran de cualquier encuentro o evento🙂.  Seguimos pues despidiéndonos de esta serie con un par de enlaces de alguna manera relacionados con la temática de la entrada  anterior.

1. Sobre la contingencia en biología.

Si se empezase el proceso evolutivo exactamente en el  mismo lugar y desde el mismo momento del pasado, con la misma sucesión de entornos, y se observase el estado en un momento equivalente a la actualidad, ¿ se observaría exactamente (ok, aproximadamente) el mismo resultado (biológico) ?.

Por ejemplo, si se rebobinase la película de la vida y se volviese a proyectar, aparecería yo mismo en este mismo momento y lugar escribiendo esta misma entrada en un blog, o estaría por ejemplo despidiéndome de alguien tras algún encuentro (encuentro que sería de esperar tuviese mayores consecuencias que esta entrada) ?

Dicho de manera más abstracta: es la evolución un proceso determinista o es un proceso probabilista. O es más bien pura contingencia (recordamos la definición lógica de contingencia: contingente es lo que no es ni necesario ni imposible; y mucho cabe entre estos dos extremos).

Aunque esta parece una pregunta más filosófica que científica, en realidad, si la  biología es una ciencia, solo se le puede dar una respuesta experimental. Y eso es lo que algunos investigadores están intentando.

Understanding how chance historical events shape evolutionary processes is a central goal of evolutionary biology1234567. Direct insights into the extent and causes of evolutionary contingency have been limited to experimental systems789, because it is difficult to know what happened in the deep past and to characterize other paths that evolution could have followed. Here we combine ancestral protein reconstruction, directed evolution and biophysical analysis to explore alternative ‘might-have-been’ trajectories during the ancient evolution of a novel protein function. We previously found that the evolution of cortisol specificity in the ancestral glucocorticoid receptor (GR) was contingent on permissive substitutions, which had no apparent effect on receptor function but were necessary for GR to tolerate the large-effect mutations that caused the shift in specificity6. Here we show that alternative mutations that could have permitted the historical function-switching substitutions are extremely rare in the ensemble of genotypes accessible to the ancestral GR. In a library of thousands of variants of the ancestral protein, we recovered historical permissive substitutions but no alternative permissive genotypes. Using biophysical analysis, we found that permissive mutations must satisfy at least three physical requirements—they must stabilize specific local elements of the protein structure, maintain the correct energetic balance between functional conformations, and be compatible with the ancestral and derived structures—thus revealing why permissive mutations are rare. These findings demonstrate that GR evolution depended strongly on improbable, non-deterministic events, and this contingency arose from intrinsic biophysical properties of the protein.

Y digo que esta temática está relacionada con la de la entrada anterior dado algunos han intentado explicar el desarrollo de la sociedad, erróneamente, como un proceso evolutivo.

2.  La finalidad, el objetivo de la vida,  de la evolución. Sí de acuerdo, la vida, la evolución no tienen ningún objetivo, son procesos sin finalidad. Son simplemente procesos ciegos, que ocurren y al ocurrir hacen que sucedan cosas  (como la aparición de organismos). Esto es lo  primero que debe de aprender cualquier estudiante de biología.

Sin embargo cuando uno estudia genética (en abstracto o en la práctica: el otro día comentaba en una comida familiar que la genealogía genética es un gran medio didáctico para aprender genética), cuando uno piensa en los mecanismos implicados desde el punto de vista algorítmico. Por ejemplo en la reproducción sexual y en los mecanismos  que se ejecutan en el marco de esta, como  la segregación y recombinación, uno no puede dejar de pensar que lo que se busca es maximizar la mezcla o generar la máxima variedad. Pero siempre conservando lo que funciona bien. Las mutaciones de diverso tipo son otro tema, pues no son mecanismos internos del organismo. Y aunque también generan diversidad, si no recuerdo mal en general son más destructivas que conservadoras. De todo ello hablan en el artículo enlazado (y más detalladamente en este paper científico), dónde los protagonistas son investigadores del campo de la algorítmica y complejidad computacional.

[Nota al margen. Una mutación para un organismo  es como un fenómeno geofísico de cierta magnitud para una sociedad.  Ocurre de manera imprevisible, de tal manera  que es difícil manipularlos, sacarles utilidad (hoy, con los avances científicos, quizás esto cambie). Mucha veces los efectos son neutros, nulos, inexistentes. Si un asteroide cae en el  mar, ni nos enteraremos. Si el fenómeno tiene efectos, no es imposible aunque si improbable que sean positivos (el asteroide puede caer en un punto de la tierra y permitir descubrir un pozo de petróleo, por ejemplo), pero lo normal es que sean negativos, que supongan un desastre natural con mayores o menores consecuencias. Fin de nota al margen].

La relación de  ello con la entrada anterior es casi obvia: también en el desarrollo social se busca mantener un equilibrio entre progreso (que ya dijimos implica novedad, y por lo tanto nueva mezcla) y conservadurismo.

Y cabe preguntarse en que medida las instituciones sociales que tienen que ver con la reproducción (parentesco y matrimonio) participan a otro nivel de esta tensión entre conservación de lo bueno y búsqueda de lo nuevo, entre conservadurismo (más  acusado en aquellos entornos más extremos) y progreso (cuya búsqueda sería más tolerada allí dónde el entorno es más benigno).

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