16 junio 2006

Explosión Cámbrica

Queridos colegas;

ya he oído comentar alguna vez más en la página el tema de la explosión de diversidad en el período Cámbrico. Daré mi opinión al respecto.

Intentamos dilucidar sobre el significado biológico de la evolución por selección natural para ver si atisvamos una salida para ciertos enigmas; enigmas como aquél de que trato en este apartado. Nos cerramos a un concepto que creo que es fundamental. Estamos cayendo en el error del "actualismo evolutivo", si me permitís la expresión. Recordáis todos el principio de actualismo en geología, ¿verdad?. Los procesos de cambio en el pasado son como los que observamos hoy en día. ¡¡¡¡Ahí está el paso incorrecto en el razonamiento!!!! Al menos eso me ha parecido entender.

La base de la variabilidad en una población es, principalmente, de carácter genético. Seguimos. Conocemos hasta cierto punto los mecanismos de regulación genética y epigenética de las mutaciones y podemos observar los efectos que éstas tienen cuando aquéllos fallan. Otra cosa será cómo la circunstacias redistribuirán esas mutaciones y polimorfismos, pero eso queda fuera de lo que quiero hablar ahora.
Los organismos cambian en el tiempo mutan, se seleccionan, divergen y convergen, se ramifican, etc. Esto proporciona la variabilidad que observamos y la diversidad de organismos que existen. Sin embargo parece que ciertos eventos quedarían, por exceso, fuera de este rango de variación. Por ejemplo, la explosión cámbrica.
Ahora bien,´si los organismos han evolucionado así lo han debido de hacer sus mecanismos de regulación y control genético. Podemos sospechar entonces que ese primer estallido de variabilidad y diveridad pudo provocarse por un desacople entre la velocidad de variación de los organismos y la de estos mecanismos. Se daría, por lo tanto, un deficiente sistema de reparación y prevención de mutaciones así como una tambien deficiente regulación fina en el desarrollo de cada orgamismo individual. El resultado, como no es difícil adivinar, de éste desacoplamiento implicaría una explosión enorme de variantes biológicas, muchas deletéreas y mortales, pero otras mucha no. Ademas recordemos que cada parte sinérgica de los mecanismos de reparación de errores genéticos implica una reducción de la probabilidad de mutación transmisible en potencia de 10. Es decir si un mecanismo disminuye la tasa de mutación de un error cada 1.000 a un error cada 100.000, si ese mecanismo no existiera o no estuviera tan desarrollado en los inicios de la existencia de los seres pluricelulares, la tasa de mutación sería 100 veces superior a la actual en uno solo de los pasos de corrección de errores. Este, sumado a otros mecanismos, podrían explicar esa explosión.Conforme la vida fue evolucionando los procesos de control y reparación genéticos fueron creciendo y afinándose hasta los que conocemos hoy.



(Me he permitido hacer esta grafiquilla para ilustrar lo que quiero decir)





A mí me parece razonable, ¿a vosotros?

Espero que lo entendáis y que el planteamiento no os sea muy lioso.

Un saludo,

Fernando

33 Comentarios:

  • Pheranel, según mi parecer no es posible explicar la explosión del Cámbrico del modo que comentas por el motivo que expongo a continuación.

    Es cierto que la variabilidad genética aumenta, por definición, si de algún modo aumentamos la frecuencia de mutación. Quedaría por tanto explicado con este mecanismo la parte final de la curva que describes, donde la riqueza no crece tan rápido por existir mecanimos de reparación eficaces.
    Sin embargo, quedaría por explicar una cosa: cómo es posible que la diversidad aumente de manera tan exagerada en el Cámbrico... ¿es que antes del Cámbrico existían ya mecanismos eficientes de reparación que impedían un aumento de la variabilidad? Con tu hipótesis se puede definir una curva logarítmica, pero no una sigmoidal.

    La curva sigmoidal que representas en rojo, podría ser correcta. Sin embargo, la curva azul debería describirse en función de la otra y, por tanto, en el origen de los ejes en tu ejemplo, una eficiencia bajísima de corrección impliacría un aumento vertiginoso de la riqueza de especies (mayor variabilidad) que no está representada en el gráfico.

    Debería ser algo así.

    By Blogger Gon, a las 12:22 p. m.  

  • Pues verás Gonzalo, no es que antes del Cámbrico existieran mecanismos de reparación. Lo que quiero decir es que conforme el tiempo avanza la diversidad explota exponencialmente, junto con la mutación, eso se ve en la primera parte de la curva azul, zona exponencial, sin embargolos mecanismos de homeostasis genética, por llamarlo de alguna manera, se desarrollan más lentamente. Quizás este desacople se deba a que al principio, cuando la diversidad es escasísima al conjunto de organismos vivos les compensa variar mucho para ocupar el inmenso "espacio" que tienen; la vida pluricelular aún no lo ha colonizado. Sin embargo, el incremento en la v de desarrollo de estos mecanismos homeostáticos, viene determinado porque ahora, con el medio ambiente tan ocupado la selección ya no favorece, debido a la saturación, el incremento de diversidad y variabilidad. Como comprenderás el gráfico es una simplificación temporal extrema que sólo pretende situar la teoría. No consigo ver por qué es incorrecto.
    Por cierto, no puedo ver tu corrección al gráfico. Mándamela, por favor.

    Un saludo.

    By Blogger Phernael, a las 12:47 p. m.  

  • Por cierto, dentro de mi ignorancia matemática, intenté, como bien apuntas, describir el comportamiento de la curva azul, modulado por la curva roja.

    Otro saludo,

    Fernando

    By Blogger Phernael, a las 12:50 p. m.  

  • Lo que quiero decir es que no explicas con la mejora de los mecanismos de reparación la explosión del Cámbrico, no hay relación... ¿Quieres decir que sólo a partir del Cámbrico empiezan a mejorar los mecanismos de reparación? ¿Qué pasaba antes del Cámbrico? ¿Por qué justo en ese momento comienza la mejora de los mecanismos de repración y no antes?

    Lo que decía de tu gráfica es que si la una depende de al otra, es decir, si está relacionada la ineficiencia de los mecanismos de reparación con el aumento de la variabilidad genética y, por consiguiente, con la riqueza de especies, entonces en el origen de tu gráfica, (muy baja eficiencia de los mecanismos de reparación) debería observarse un aumento de la riqueza (la derivada de tu curva de variabilidad) muy acusado. Y, sin embargo, la curva es sigmoidal, no logarítmica.

    Te mando la gráfica a tí, porque el servidor para las imágenes está colgado... Supongo que se reparará en breve.

    By Blogger Gon, a las 3:01 p. m.  

  • Gon, ya he visto tu gráfica. Dos cosas:

    1. Tú hablas de diversidad y yo de tasa de mutación, no es lo mismo. La diversidad es un parámetro "estático" ( no quiero decir constante), mientras la tasa de mutación es dinámico.

    2. Aún así,la diversidad, a mi parecer, no hubo de crecer de forma logarítmica si no exponencial en un pricipio. La radiación evolutiva que se dió en el cámbrico, teniendo en cuenta la propuesta de no reparación efeectiva de mutaciones, sugiere por la naturaleza del modelo una tendencia exponencial.

    Mannyac, yo no hablo específicamente de los genes Hox. Mis conocimientos sobre edades de genes y de sistemas de eliminación y reparación de mutaciones, son escasos. Sólo propongo un modelo que especula cómo se pudo dar esa abuncia de diversidad en los inicios de los organismos pluricelulares complejos. Por eso no me centro en etapas anteriores al cámbrico. Lo que me interesa son los albores de la radiación evolutiva de estos organismos. Es, por lo tanto, lógico el modelo que expongo con forma sigmoidal; la evolución aceleraría exponencialmente la diversidad de no darse:
    1.- ocupación significativa de todos los nichos posibles y competencia posterior y
    2.-mecanismos homeostáticos genéticos (tanto en lo relativo a la ontogenia como a los mecs. anti-errores mutacionales?

    Espero haberme explicado mejor,

    un saludín.

    By Blogger Phernael, a las 9:54 p. m.  

  • Me parece muy interesante tu complemento. Me parece además que puede tener mucho sentido, ahora bien, no se si tendría alguna relación directa con el Cámbrico.

    No obstante, he de loar tu contribución. Pues, no sé laciencia, pero desde luego mi lógica y mi intuición me dicen que el paso de la hapliodía a la poliploidía tuvo en algún momento de la evolución ese gran impacto "estatizante" o "tamponante" de diversificación abandonada a la incertidumbre de la mutación. Sin embargo, no sé donde situar temporalmente este evento en la línea de seguimiento hacia el tema de la explosión Cámbrica. Si te enteras de alguna estimación, háznosla saber.
    Quizás,yo esté hablando de algo posterior a lo que tu relatas, un puntode la biohistoria donde ya contamos con esa polipliodización. En ese caso, deberíamos volver nuestra atención de nuevo a los mecanismos que os comenté antes.

    Mucha paz,

    Fernando

    By Blogger Phernael, a las 1:08 a. m.  

  • Phernael:
    "Tú hablas de diversidad y yo de tasa de mutación, no es lo mismo. La diversidad es un parámetro "estático" ( no quiero decir constante), mientras la tasa de mutación es dinámico".

    Yo no hablo de diversidad, hablo de riqueza. ¿Cómo que no es equivalente? En términos generales se puede decir que a mayor variabilidad genética, mayor riqueza de especies; y más en este caso, en el Cámbrico, en el que los nichos potenciales son... casi infinitos. Por supuesto que una gráfica de riqueza de especies no puede crecer logarítmicamente, es absurdo. Lo lógico es que la curva sea sigmoidal. Yo sólo te dije lo que debería ser desde un punto matemático con las premisas que tú habías dado.
    Yo no digo que no sea lógico que si aumentan los mecanismos de reparación y mejoran consideramblemente su eficia, no vayamos a observar un "freno" en la derivada de tu curva. Eso explica la tendencia al estásis del final. De acuerdo. lo que no me explico es que si quieres hablar de la explosion del cambrico, te refieras a un sistema que lo que hace es precisamente lo contrario, reducir el aumento de la variabilidad. Mira las bacterias, siempre han estado ahí: tienen mecanismos de reparación menos precisos que los nuestros... ¿Por qué entonces, no se dió antes la explosión cámbrica? Si los sistemas de reparación eran ineficientes YA ANTES DEL CÁMBRICO...

    By Blogger Gon, a las 2:37 a. m.  

  • Gonzalo;

    Ya lo he es escrito en verios comentarios, yo hablo de la explosión de organismos PLURICELULARES comlpejos, que es la que, si no me equivoco, se dió en el Cámbrico. Léete de nuevo los comentarios que he escrito, a ver si como los escribí rápido, no se entienden bien y para que quede claro hay que releerlo.

    Un abrazo, y ánimo que ya es la última semanaaaaaaa!!!!!

    Fernando

    By Blogger Phernael, a las 11:33 a. m.  

  • "ver si atisvamos una salida"

    atisbar.
    (De or. inc., quizá metát. jergal de avistar).
    1. tr. Mirar, observar con cuidado, recatadamente.
    2. tr. vislumbrar (ǁ ver tenue o confusamente).
    3. tr. vislumbrar (ǁ conocer por indicios, conjeturar).

    By Anonymous Anónimo, a las 5:17 p. m.  

  • Gracias Tiberio; adoro las críticas y más si son constructivas como la tuya. Por cierto, cuando tengamos más dudas sobre ortografía, léxico o gramática, no dudaremos en consultártelas. No obstante, si en tu atisBamiento de mis entradas en el blog ves alguna otra que me pasa desapercibida no dudes tú en corregírmela.

    Gracias de nuevo,
    Fernando.

    By Blogger Phernael, a las 10:57 p. m.  

  • Puesss... estás "resolviendo" un enigma (las causas de la explosión del Cámbrico), a base de crear dos misterios más:
    -¿Por qué esa tasa de mutación tan bestial en ese periodo?
    -¿Por qué esa escasa eficiencia de los mecanismos de reparación y regulación?

    Cuando una hipótesis crea más misterios de los que explica, malo...

    By Anonymous Anónimo, a las 11:57 a. m.  

  • Malo, malo... jejeje

    By Blogger Gon, a las 1:12 p. m.  

  • Malo, malo; no me habéis entendido, ¡cuánto lo siento!. Entiendo vuestras reticencias, lo cierto es que ahora no tengo tiempo para argumentar como es debido la hipótesis. Pero cuando acaban los exámenes, podríamos quedar a tomar una caña y os explico lo que pienso en persona. Quizás así...

    Sólo un concepto para que os lo vayáis planteando,: un aumento de complejidad estructural debería implicar un aumento, (quizás en ralación alométrica, o no), de los mecanismos de regulación genñetica a todos los niveles. El aumento de complejidad del que hablo es la transición a seres multicelulares complejos que, hasta donde sé, empiezan su odisea por ese período. Por ello todo lo que arrastra consigo es también nuevo en la biohistoria. De ahí que la tasa de mutación y/o desregulación sea tan bestial en el Cámbrico, y que esos mecanismos tengan que equiparase evolucionando "de novo".

    Un saludete y ya me decís cuándo quedamos.

    Fernando

    By Blogger Phernael, a las 1:49 p. m.  

  • Ya, pero ¿cuál sería la causa concreta de esa "bestial" tasa de mutación y/o desregulación que propones?
    Es que si no aportas una causa razonable, multiplicas los "misterios", con lo cual la mentalidad científica nos obliga a rechazar la propuesta y explicarnos la explosión cámbrica con los mecanismos usuales.

    By Anonymous Anónimo, a las 2:32 p. m.  

  • En cuanto acaben los exámenes tenemos que celebrar una reunión friki, con cervezas (en vasos de plástico por si acabamos tirándonos los trastos).

    By Blogger Gon, a las 3:31 p. m.  

  • La causa, sr Paleofreak, es la falsedad de la hipótesis de Lyell de la uniformidad, con ello se propone una especie de vuelta al catastrofismo.

    By Anonymous Anónimo, a las 4:05 p. m.  

  • El anterior usuario anónimo era yo.

    Por cierto, una forma muy sencilla de evitar (en el futuro) faltas de ortografía es escribiendo primero el texto en word y que el corrector ortográfico haga de las suyas. Todos nos equivocamos, claro.
    Cuánto trabajo por hacer, dios mío... dame fe, dame paciencia.

    By Anonymous Anónimo, a las 4:08 p. m.  

  • Tiberio, también tienes razón en eso.
    Por cierto, ¿te conocemos personalmente alguno de nosotros? Tengo curiosidad por saber quién eres.
    Un saludo,
    Fernando

    By Blogger Phernael, a las 4:39 p. m.  

  • Estoy con la apuesta de Gon!!!!
    CERVEZA Y EVOLUCION, la pareja perfecta!!!!
    Muchachos, lleven sus apuntes de Filosofía de la Ciencia y el Strickberger bajo el brazo.... Va a haber GUERRA!!!!!!

    By Blogger Leko, a las 2:12 a. m.  

  • Cómo que la propuesta de Gon, ¿hola?, que yo también he tenido algo que ver. jejejeje

    yeha! que ya no quea ná, páharoh.

    By Blogger Phernael, a las 3:57 a. m.  

  • JAjaja. ¡Qué piques!En cuanto a los vasos de plástico es muy cierto que no hacen daño, pero encutrecen un poco, ¿no?.
    De todos modos es cierto que hay que montar algo. Siempre he deseado formar parte de reuniones de crácter intelectual (o friqui), creo que es algo que se hace muy poco y que es muy constructivo. Algún día incluso lo podremos hacer más serio y coger un aula y preparar unos temillas y debatir, y debatir y DEBATIR,..joé que bonito! sniff-sniff (de la emoción).

    Un saludete.

    By Blogger Phernael, a las 12:09 p. m.  

  • Veo que llego tarde, pero aun así expresaré mi opinión.

    Me parece una idea excelente (de hecho, es algo que yo pensé en su día). Tan excelente que explicaría por qué los relojes moleculares dan una cifra de divergencia mucho anterior a la de aparición de registro fósil (aunque esto va mejorando con la cada vez mejor calibración del reloj a base de registros paleontológicos cercanos a la época de divergencia a datar, aunque el margen de error sigue siendo demencial).

    El problema es que, como dice Paleofreak, el aumento de la tasa de mutación permanece pendiente de ser explicado (quizá por eso deseché yo la idea). Nice try, thanks for playing ;-)

    By Anonymous Anónimo, a las 2:52 p. m.  

  • Transpuesto, gracias por tu contribución. ;)

    ¿Podrías esbozar alguno de los mecanismos de los que hablas?

    Un saludo

    By Blogger Phernael, a las 5:42 p. m.  

  • Aunque TransPuesto diga por partida doble que la explosión del Cámbrico es un hecho evolutivo, en realidad es un hecho geológico o paleontológico: la aparición *aparentemente* brusca de una fauna muy diversa en el registro fósil.
    ¿Hay detrás un hecho evolutivo? ¿Hay una "explosión" biológica? Y, si la hay ¿necesita realmente una explicación poco convencional? Son asuntos que se discuten actualmente y que no deberíamos darlos por hechos en un sentido o e otro, sobre todo si vamos por la vida en el plan de "cuestionarnos todo".
    Os recomiendo este artículo en palaeos.com

    By Anonymous Anónimo, a las 7:21 p. m.  

  • "Es decir, hubo un momento en el que determinados bichos no estaban, que en un momento posterior si estaban."

    Parece que no me has entendido. Una cosa es una aparición brusca en el registro fósil tal y como lo conocemos ahora, y otra muy distinta es una aparición brusca en la evolución, en "el mundo de los vivos". Piénsalo y, sobre todo, investiga las distintas interpretaciones de la explosión del cámbrico. La actitud inquisitiva consiste en eso, más que en las afirmaciones o negaciones tajantes sobre cuestiones científicamente controvertidas.

    Es curioso que me digas a mí que "no deberíamos dar nada por hecho" justo después de habertelo dicho yo a ti, precisamente porque tú (y no yo) das por hecha una determinada interpretación de la explosión del Cámbrico. Yo no voy por la vida en plan de saberlo todo; no he afirmado nada parecido, pero tú sí has afirmado que te cuestionas todo. Intenta ser coherente. ¿Te cuestionas todo sobre la explosión del Cámbrico? La verdad, no lo parece.

    Por otra parte, las explicaciones (no dije "teorías") "poco convencionales", en ciencia son absolutamente necesarias... cuando son absolutamente necesarias. No sé si me explico.

    Cualquiera de nosotros puede inventarse en 5 minutos un montón de explicaciones poco convencionales, pero eso no tiene ningún mérito. Tienen que ser explicaciones necesarias, y tienen que mejorar la explicación previa y a las explicaciones rivales. Por cada hipótesis "poco convencional" que ha triunfado en ciencia, incontables han fracasado, y ahí está el meollo del asunto ;o)

    By Anonymous Anónimo, a las 10:47 p. m.  

  • Foron, la interpretación según la cual tras la explosión fósil hay una explosion evolutiva en la que aparecen múltiples filos en poco tiempo, puede estar en lo cierto o no. No es un hecho, sino una hipótesis que, por ejemplo, ha quedado debilitada por los estudios moleculares y algún que otro indicio fósil.

    Yo no me pronuncio en un sentido o en otro porque no lo tengo claro; simplemente indico que existe una controversia científica sobre el asunto.

    By Anonymous Anónimo, a las 11:17 a. m.  

  • ¿Actitud inquisidora? ¿Dónde?
    ¿Puedes decirme dónde he defendido algo como si fuera una "verdad absoluta"?

    Por favor, dime dónde, y si no puedes, no acuses injustamente. Gracias.

    Por cierto, estás equivocado: los darwinistas no tienen por lo general ningún problema con una explosión biológica como la que se propone en el Cámbrico. Son los antidarwinistas quienes creen (sin fundamento) en esa incompatibilidad. Cuando les preguntas, te responden que es demasiado poco tiempo (falacia de incredulidad). Cuando les pides que te digan exactamente cuánto tiempo sería necesario y por qué, callan.

    By Anonymous Anónimo, a las 3:10 p. m.  

  • Me fastidia tener que auto-citarme :oD
    "Cuando les preguntas, te responden que es demasiado poco tiempo (falacia de incredulidad). Cuando les pides que te digan exactamente cuánto tiempo sería necesario y por qué, callan"
    Entonces, TransPuesto ¿tienes por ahí esos cálculos que dicen que la teoría sintética es incompatible con la explosión del Cámbrico? ¿Alguna referencia que podamos consultar? Gracias por adelantado. Hasta entonces, sigo pensando que es una creencia antidarwinista más.

    Otro día, si eso, me dices en qué momento he tenido una "actitud inquisidora".

    Y también, si te parece, nos explicas ese posible papel de los priones en la explosión del Cámbrico. Que a mí, por lo menos, me has dejado intrigadísimo :o)

    By Anonymous Anónimo, a las 9:33 p. m.  

  • Mannyac Boy, es agradable ver que por lo menos alguien sí es capaz de cuestionarse (y no sólo de boquilla) una hipótesis que le gusta, en lugar de soltar sentencias tajantes. Y que sabe reconocer la complejidad de una cuestión que se debate científicamente y analizar los pros y contras con justicia.

    A mí, particularmente, me gusta la hipótesis según la cual hubo una evolución rápida de los exoesqueletos en diferentes filos que ya estaban diferenciados. Es difícil de confirmar, pero no imposible. Y, lo más importante: también es posible refutarla. Pero hace falta encontrar más fósiles.

    By Anonymous Anónimo, a las 9:45 p. m.  

  • Jimi, me gustaría que explicaras qué "parches" se están poniendo a la teoría de la evolución para explicar la explosión del Cámbrico.

    ¿Es "claramente saltacionista" la explosión del Cámbrico según el registro fósil? Pues no: el registro fósil no tiene la resolución suficiente como para determinar si un suceso evolutivo es una saltación. Los saltacionistas, si es que aún queda alguno que vaya en serio, harán una interpretación sesgada de ese registro y llevarán el ascua a su sardina, pero eso son maniobras suyas. De "claramente", nada. De momento, no existe consenso científico sobre si se produjo una evolución geológicamente rápida de novedades morfológicas, una evolución rápida de los esqueletos (y por tanto un aumento enorme en la oportunidad de fosilización), o algún otro artefacto paleontológico o biogeográfico.

    ¿Por qué no explicar ese "salto"? Porque para explicar algo, primero tenemos que estar de acuerdo en que existe ese algo. Del mismo modo, antes que explicar la causa de la telepatía, debemos determinar si realmente existe la telepatía.

    ¿Alguien piensa que de un gusano salieron, de golpe, todos esos filos animales? Bueno, pues que lo demuestre. Estaremos todos pendientes de las pruebas de los saltacionistas, si es que aún queda alguno que vaya en serio a estas alturas del siglo XXI.

    By Anonymous Anónimo, a las 1:07 p. m.  

  • Disculpas por la repetición de frases. No es por machacar, sino un despiste al editar el texto :-)

    By Anonymous Anónimo, a las 1:09 p. m.  

  • Paleo, Jimi está en Ortigueira pasándoselo bien. Vuelve el lunes. Y no creo que se acuerde de nada cuando vuelva...

    By Blogger Gon, a las 11:53 p. m.  

  • Pues que lo disfrute mucho, oiga :o)

    By Anonymous Anónimo, a las 7:50 p. m.  

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