martes, abril 21, 2009

La re-evolución, (entrevista a Massimo Pigliucci)

La fundación Templeton ha preguntado a varios científicos si la evolución puede explicar a la naturaleza humana. La pregunta parece formulada para ser contestada con otra, porque si la evolución no, ¿qué puede explicarla? Decía Jacques Monod que ninguna otra teoría ha tenido tan tremendas implicaciones políticas, filosóficas e ideológicas como la de la evolución y que, curiosamente, aunque todo el mundo dice entenderla, en realidad pocos son capaces de interpretarla adecuadamente. Desde luego no estoy sugiriendo que sea el caso de los invitados de la Templeton, simplemente quiero subrayar la (evidente) complejidad que encierra un enunciado de apariencia tan inocente. A las respuestas de la doctora Jablonka y del profesor Ayala me remito.

Que la evolución pueda o no explicar la naturaleza humana dependerá, fundamentalmente, de nuestra capacidad para explicar un hecho, la evolución, ya contrastado en tiempos de Darwin; y del alcance que queremos dar al concepto de “naturaleza humana”, que tan peligroso resulta para muchos, científicos o no, como demostrara Steven Pinker en La tabla rasa. Es decir, ¿puede explicar la evolución la moralidad; la conciencia; nuestras ansias de transcendencia; la universalidad de los valores con los que guiamos nuestras conductas particulares? Porque, como apunta de Waal en su respuesta, si puede explicar la naturaleza chimpancé, ¿por qué no la humana? Es más, ¿puede explicar la naturaleza de cualquier ser vivo?

La idea de Darwin, la de que existe un mecanismo biológico, la selección natural, capaz de explicar los cambios en la descendencia de los seres vivos para favorecer su mejor adaptación al entorno, no parece suficiente andamiaje sobre el que levantar un concepto elevado de la condición humana.

Por otro lado, la versión vigente, estándar, de la “teoría de la evolución”, la Teoría Sintética o Síntesis Moderna (Modern Synthesis) es incluso insuficiente para explicar no pocos procesos teleomáticos y teleonómicos que se han venido descubriendo desde que neo-darwinismo, genética y más tarde la genética de poblaciones se dieran conceptualmente la mano durante la primera mitad del siglo pasado.

Para algunos científicos, entre los que se encuentra el profesor Massimo Pigliucci, cuya entrevista publicamos a continuación, o la mencionada Dra. Jablonka, la Síntesis Moderna necesita … modernizarse. No se trata de un cambio de paradigma sino de la necesaria actualización del marco conceptual sobre el que se asienta la, no tan moderna, Teoría Sintética.

Un cambio de enfoque, desde la visión centrada en la genética de poblaciones a otra que integre los avances que está propiciando la biología (evolutiva) del desarrollo, el vasto campo de la evo-devo; que asuma el creciente interés en los procesos de herencia epigenética; la relación de plasticidad fenotípica con la propensión de los seres vivos a evolucionar, la evolucionabilidad (evolvability), que depende de fenómenos biológicos no contemplados por la Teoría Sintética, tales como la resistencia a las perturbaciones o el grado de modularidad de los sistemas de desarrollo ...; en fin, una verdadera panoplia teórica y empírica con la que reforzar la “evolución” . Tal vez esta Síntesis Evolutiva Ampliada (Extended Evolutionary Synthesis) no sea suficiente para responder a la pregunta planteada por la fundación Templeton, ya que refuerza fundamentalmente la explicación de la dimensión física, biológica, de la naturaleza humana pero poco o nada parece decirnos de su dimensión simbólica. Sin embargo será necesaria para comprender que, dado que nuestra biología es capaz de buscar la trascendencia, existe una explicación evolucionista para este afán.

El Dr. Pigliucci es profesor de Evolución y Ecología en la universidad estatal de New York en Stony Brook. Es, además de doctor en genética, doctor en botánica y en filosofía. Autor de varios libros sobre evolución, escribe regularmente en the Skeptical Inquirer y en el blog Rationally Speaking. El Dr. Pigliucci ha contestado muy amablemente a nuestras preguntas:

En inglés:

1. Adrian Bird said that "Epigenetics is a useful word if you don't know what's going on — if you do, you use something else". In your own words ” Epigenetics is the study of heritable changes in gene expression and function that cannot be explained by changes in DNA sequence” What that this mean?

I guess Adrian Bird would have to also agree to something like "genetics is a useful word if you don't know what's going on..." Epigenetics is the study of non-DNA heritable information, it really couldn't get any clearer than this. The complication comes from the empirical fact that there is a variety of different sources of non-genetic information around, but that only makes the field more interesting.

2. Are any of this changes heritable across generations? Do we have any empirical evidence of this epigenetic inheritance?

Yes, a number of epigenetic changes are heritable across generation, and there is empirical evidence of this in plants and animal systems. This is no longer a matter of "if" the phenomenon is real, but rather of how widespread it is and what its implications for our views of evolution are.
3. If so, what is the relationship between genetic and epigenetic inheritance?

That is a good question. In some sense, epigenetic information -- say the type implemented as patterns of DNA methylation -- depends on genes because methylation is made possible by enzymes that are coded by genes. Then again, gene action in turn depends on patterns of methylation, so the causality goes both ways.

4. What is the role of ecology in the evolution of new phenotypic traits?

If by ecology we mean the entirety of environmental factors affecting the living world, then ecology is a major (but not the only) determinant of phenotypic evolution. But that statement is so broad as to hardly be useful.

5. Does evolution work at several levels? If it does, at which ones?

Theoretically, evolution can work at multiple levels, including genes, individuals, kin groups, populations and species. The empirical evidence for the first three levels is now solid, and there begins to be good evidence for species-level selection. I also think there is reasonable evidence for population/group selection, but that is more controversial.

6. Does natural selection favor those traits that enhance further evolution?

You mean the evolution of evolvability. It is an open question, though there are some tantalizing models and empirical results that seem to suggest that the answer is in the affirmative. Less controversial is that evolvability can and does evolve by other, non-selective means (e.g., as the result of past evolutionary transitions, such as the one between unicellular and multicellular organisms).

7- Has science put an end to philosophy as David Brooks and others seem to suggest?

If your readers are interested, they can find my response to Brooks on my blog. I think Brooks was out of his depths in that editorial, he does not understand the science well enough, and certainly doesn't understand philosophy. To put it simply, philosophy is a completely distinct discipline from science, with different methods and different goals. To say that science is about to replace philosophy makes just about as much sense as to say that science is about to replace literature, that is, no sense at all.

8. You have shown how the dis-solution of the species problem can help us to understand the way that philosophy and science can reinforce each other. Does the Modern Syntesis need a new philosophical framework to incorporate concepts like criticality or new empirical findings like those in phenotypic plasticity or epigenetic inheritance?

As I mentioned above, philosophy is not in the business of solving scientific problems (or the other way around). However, philosophers can provide scientists with a different perspective on certain problems (just like scientists can give philosophers empirical information that is relevant to their pursuits). The Modern Synthesis does not need a new philosophy, but an open discussion among scientists about which new ideas and empirical findings amount to an Extended Synthesis for the future. As you know, together with Gerd Muller at the Konrad Lorenz Institute, I edited a book on this topic that will be published by MIT Press next year.

9. What are the limitations of the Modern Synthesis?

Chiefly, that it never incorporated development. This is now being partly remedied through the field of evo-devo, but I suspect that that is just the beginning. The other major problem with the Modern Synthesis is that it relies on an excessively gene-centric view of the world. Genes are fundamental components of biological systems, but there are other organizing principles (e.g., the emergent properties of gene networks, as well as those of local developmental interactions) that need to be taken seriously. Finally, there are theoretical advances, such as the introduction of concepts like evolvability, robustness and modularity, that while compatible with the ideas of the MS, are simply not an explicit part of it (nor could they, since they have been proposed decades later).

10. What is your highest intellectual challenge? What is the mystery you would dream to write about?

My personal challenge is simply to understand the world better and to become a better communicator of ideas. As for mysteries, I don't believe in them. To me there are problems to solve, not mysteries. That said, the most interesting problems facing biology today, I think, are the origin of life, the mechanistic basis of consciousness, and the future enlarged structure of evolutionary theory.

En español:

1. Decía Adrian Bird que “la Epigenética es una palabra útil si no sabes de qué va – si lo sabes, usas alguna otra”. En sus propias palabras “la Epigenética es el estudio de los cambios heredables en la expresión y función de un gen que no pueden ser explicados por cambios en la secuencia de ADN” ¿Qué significa esto?

Supongo que Adrian Bird debería estar de acuerdo también en algo así como “la genética es una palabra útil si no sabes de que va ...” La epigenética es el estudio de información heredable no contenida en el ADN, no puede explicarlo de manera más clara. La complicación surge de el hecho empírico de que existe variedad de fuentes de información no genética, pero esto sólo hace el campo más interesante.

2.¿Alguno de estos cambios se transmiten de generación en generación? ¿Hay evidencia empírica de la existencia de esta herencia epigenética?

Sí, hay una serie de cambios epigenéticos que se transmiten a la siguiente generación, y hay evidencia empírica contrastada en sistemas vegetales y animales. Ya no es cuestión de “si” el fenómeno es real, si no de cuál es su extensión y de qué consecuencias tiene sobre nuestros puntos de vista sobre la evolución.

3.¿Qué relación hay entre la herencia genética y la epigenética?

Es una buena pregunta. De alguna manera, la información epigenética (digamos la del tipo implementada en los patrones de metilación de ADN) depende de los genes puesto que la metilación es posible gracias a las enzimas codificadas por los genes. Por otro lado, la acción de los genes depende de los patrones de metilación, por lo tanto la causalidad funciona en ambos sentidos.

4.¿Cuál es el papel de la ecología en la evolución de nuevos rasgos fenotípicos?

Si por ecología entendemos la totalidad de los factores medioambientales que afectan al mundo de la vida, la ecología es el mayor (pero no el único) determinante de la evolución fenotípica. Pero es una explicación demasiado amplia como para resultar útil.

5.¿Funciona la evolución en varios niveles? Si es así, ¿en cuáles?

Teóricamente, la evolución puede funcionar en varios niveles, incluyendo genes, individuos, grupos familiares, poblaciones y especies. La evidencia empírica para los tres primeros niveles es ahora sólida, y empieza a haber evidencia aceptable para el nivel de especies. También creo que hay una evidencia razonable para la selección de poblaciones y grupos, pero es más controvertida.

6.¿Favorece la selección natural los rasgos que potencian la evolución?

Te refieres a la evolución de la “evolucionabilidad”. Es una cuestión abierta. Aunque hay algunos modelos tentadores y resultados empíricos que parece sugerir que la respuesta es afirmativa. Menos controvertido es que la evolucionabilidad puede y evoluciona por medios no relacionados con la selección natural (por ejemplo como resultado de transiciones evolutivas pasadas, como la habida entre organismos unicelulares y multicelulares).

7.¿Ha acabado la ciencia con la filosofía como David Brooks y otros parecen sugerir?

Si tus lectores están interesados, pueden encontrar mi respuesta a Brooks en mi blog. Creo que Brooks andaba perdido en ese editorial, no comprende la ciencia y desde luego no sabe de filosofía. Dicho fácilmente, la filosofía es una disciplina completamente distinta de la ciencia, con métodos y objetivos diferentes. Decir que la ciencia está a punto de reemplazar a la filosofía tiene tanto sentido como decir que la ciencia está a punto de reemplazar a la literatura, esto es, ninguno en absoluto.

8.Ha mostrado como la di-solución del problema de las especies puede ayudarnos a comprender la manera en que la filosofía y la ciencia se pueden reforzar mutuamente. ¿Necesita la Síntesis Moderna un nuevo marco filosófico para incorporar conceptos como “criticalidad” o nuevos descubrimientos empíricos como los que demuestran la plasticidad fenotípica o la herencia epigenética?

Como comenté anteriormente, el negocio de la filosofía no es resolver problemas científicos (o viceversa). Sin embargo los filósofos pueden aportar a los científicos un perspectiva diferentes sobre un problema dado (de la misma manera que los científicos pueden dar a los filosóficas información empírica que es relevante a sus objetivos). Las Síntesis Moderna no necesita una nueva filosofía, si no una discusión abierta entre científicos sobre qué nuevas ideas y descubrimientos añadir a una Síntesis Extendida en el futuro. Como sabes, junto con Gerd Muller del Konrad Lorenz Institute, he editado un libro sobre este tópico que MIT Press publicará el año que viene.

9.¿Cuáles son las limitaciones de la Síntesis Moderna?

Principalmente, que nunca ha incorporado el desarrollo. Esto se está remediando parcialmente desde el campo de la evo-devo, pero sospecho que es sólo el comienzo. El otro problema importante con la Síntesis Moderna es que se basa en un punto de vista sobre el mundo excesivamente geno-céntrico. Los genes son componentes fundamentales de los sistemas biológicos, pero hay otros principios ordenadores (por ejemplo las propiedades emergentes de las redes génicas, así como las interacciones locales de desarrollo) que deben ser consideradas seriamente. Finalmente, hay avances teóricos, como el de la introducción de conceptos como la evolucionabilidad, robustez y la modularidad, que en tanto que compatibles con las ideas de la Síntesis Moderna, simplemente no son una parte explícita de la misma (ni podían serlo, ya que que se han propuesto décadas más tarde).

10.¿Cuál es su mayor reto intelectual? ¿Sobre qué misterio le gustaría escribir?

Mi reto personal es simplemente comprender el mundo mejor y convertirme en un mejor comunicador de ideas. En cuanto a los misterios, no creo en ellos. Para mi hay problema que resolver, no misterios. Dicho esto, los problemas más interesantes a los que se enfrenta la biología hoy día, creo yo, son el origen de la vida, la base mecánica de la conciencia, y la futura ampliación de la estructura de la teoría de la evolución.