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sábado, 26 de septiembre de 2015

Reduciendo complejidades (I. El ojo)

Uno de los argumentos más manidos por parte de los creacionistas es el de las complejidades irreductibles: supuestas estructuras biológicas complejas que no pueden reducirse a órganos funcionales más simples, ya que éstos serían completamente inútiles para sus portadores, y que por tanto, no pudieron producirse mediante una evolución continua, sino que hubieron de ser necesariamente creados ex profeso por su dios (y no por ningún otro).

En realidad, lo que llama la atención de forma inicial en este argumento es una falacia del tipo argumentum ad ignorantiam, según el cual, el hecho de no conocer la forma en que algo se desarrolla se considera automáticamente como prueba de que no se desarrolló, y en una falacia adicional de falsa dicotomía, se toma como respuesta válida la contraria, que ad hoc beneficia la postura que se desea defender.

Por supuesto, la realidad no es tan sencilla. Ese hilo argumental es tremendamente erróneo de base. Por eso se llaman falacias.

De atrás hacia adelante, la manipulación de las pruebas para justificar conclusiones previas es un argumento que carece de validez: las conclusiones siempre han de obtenerse a posteriori, a partir de las pruebas existentes.

En el siguiente paso, la alternativa a que algo suceda de una forma no siempre es que suceda de la forma concreta. A cada problema se le pueden plantear muchas hipótesis distintas, y no siempre una de ellas será la correcta: a veces, la opción real pueden ser una combinación de varias hipótesis. Pero descubrir que una hipótesis no es correcta no implica automáticamente que la hipótesis contraria sea verdadera.

Pero es que ni siquiera han llegado a esa postura. Su apreciación se incluye en una falacia de ignorancia. Ellos consideran que la ausencia de pruebas de algo supone automáticamente una prueba de la ausencia de ese algo. Según esto, la ausencia de demostración de una hipótesis supondría automáticamente que dicha hipótesis fuera falsa. Eso es ridículo: estaríamos afirmando que, dado que hace cien años no había pruebas de, por ejemplo, la existencia de Plutón, éste planeta enano no existiría.

Es decir. Que no hubiese pruebas de la existencia de un proceso evolutivo de variaciones acumulativas mediado por la selección natural que diera lugar, por ejemplo, al ojo, no significa que el ojo no haya evolucionado por variaciones acumulativas mediadas por la selección natural. Además, eso no implicaría que hubiera sido creado: podría haber evolucionado de otro modo desconocido. Y por supuesto, incluso aunque hubiera sido creado, no daría por válida la conclusión de que hubiera sido creado por un alfarero cósmico bipolar con graves problemas de autoestima.

Pero en este caso, el problema viene aún de más atrás. Y es que en realidad no hay esa ausencia de pruebas. Lo cual desmonta el argumento, falaz por triplicado, desde su propia base.

Aparición evolutiva del ojo en diversos grupos y su filogenia. Fuente.

Los creacionistas partidarios de la complejidad irreductible del ojo afirman que es un órgano demasiado complejo que no ha podido evolucionar.

Un aspecto interesante de la evolución es que no es difícil que haya organismos que se queden "atascados" en una fase evolutiva previa mientras otros "avanzan". Esos dos términos entrecomillados no son los más correctos hablando en biología evolutiva, pero los usaré para que sean más comprensibles.

En el caso del ojo, es algo que es relativamente fácil de encontrar a lo largo de la fauna actual.

Células fotorreceptoras.
Lumbricus terrestris.
El primer punto interesante es que el ojo, hablando de forma muy amplia, ha surgido muchas veces a lo largo de la historia evolutiva. Tanto en los ojos compuestos como en el caso de los ojos simples, y desde ojos tan sencillos como desde los que se componen de un grupo de células fotorreceptoras que distinguen luz de oscuridad, hasta los ojos más complejos como los de los amniotas o los de los cefalópodos, encontramos una enorme cantidad de tipos de ojos distintos en muchos grupos evolutivamente independientes.

Es decir, que el ojo no solo es producto de la evolución biológica, sino que además se ha producido 65 veces independientes en diferentes grados y formas, en lo que probablemente sea una de las mayores convergencias evolutivas.

Mancha ocular multicelular.
Stylaria lacustris.
En cualquiera de los casos, el principio de la evolución del ojo no es más que una célula o grupo de células fotorreceptoras en una superficie. Esta estructura primitiva simplemente permite al organismo diferenciar luz de oscuridad, y por tanto, moverse hacia la luz o en sentido contrario siguiendo el gradiente de luminosidad. Animales como Lumbicus terrestris aún conservan este tipo de ojo tan sumamente simple en forma de células fotorreceptoras individuales, o como Stylaria lacustris que presenta un caso de agrupaciones de dichas células.

En estos casos, en presencia de luz, la selección natural bien pudo favorecer a aquellos organismos que disponían de estas células fotorreceptoras por encima de aquellos que no las tenían. Obviamente, en un ambiente en que esta nueva capacidad no suponga ninguna ventaja, la formación de la nueva supondría un gasto extra de energía inútil, y por tanto, serían quienes no la tuvieran, los más aptos en esos casos.

Ojo en copa. Patella sp.
Si la superficie en la que se encuentra esta mancha de células se invaginara en forma de copa, proporcionaría a su portador dos nuevas ventajas simultáneas. En primer lugar, cabrían más células y por tanto tendría una mayor sensibilidad. Pero además, la invaginación tendría un efecto secundario directo: la capacidad de percibir direccionalidad. Ahora el animal no solo percibe la luz, sino que percibe sin problemas de dónde procede dicha luz. Podemos encontrar un ojo de este tipo en algunos gasterópodos como Patella.

Ojo de cámara oscura. Nautilus sp.
No es muy difícil el paso siguiente: la formación de una cámara oscura como la que tienen los Nautilus. Simplemente tienes que hacer que la invaginación sea más grande y que los bordes del mismo se aproximen. Esto hace que se puedan llegar a diferenciar siluetas, algo que proporciona una clara ventaja a su portador respecto a los casos anteriores, en los que tan solo podían detectar la fuente de luz.

Sin llegar a salirnos de los moluscos gasterópodos, nos encontramos con el siguiente paso: un ojo en el cual el orificio de la pupila se cubre de una cutícula que proteje y aísla el medio interno del ojo. Esto además incorpora una nueva utilidad: el organismo puede salir del agua y su ojo sigue siendo funcional. Es el caso de animales como por ejemplo el género Turbo. Nuevamente, las ventajas evolutivas respecto al animal anterior son obvias.
Ojo cerrado. Turbo coronatus

Y por supuesto podemos dar el siguiente paso, tal y como encontramos en los calamares o, siguiendo en los gasterópodos, el género Murex: el ojo con lente. La lente, o cristalino, no es sino una nueva estructura con un contenido gelatinoso, que se dispone sobre el orificio de la pupila, que mediante acciones musculares pueden modular la luz.

Esto supone una nueva ventaja: ya no solo ves siluetas, sino que además puedes enfocar y hacer que la imagen sea mucho más nítida.

Ojo con lente. Murex brandaris.
Este ojo de moluscos es homólogo al de los vertebrados, y del mismo modo que puede explicarse de forma evolutiva la formación de este ojo, puede explicarse evolutivamente cómo se formó el ojo de los tetrápodos.

De hecho, la mayor diferencia entre los ojos más complejos de los moluscos y los ojos de los tetrápodos (como por ejemplo los humanos) es la disposición de la retina respecto al tejido nervioso. Mientras que los moluscos tienen la retina dirigida hacia adelante, los tetrápodos tenemos la retina invertida y el tejido nervioso se dispone frente a ella. Eso no supone ningun problema directo, ya que el tejido nervioso es transparente y no obstaculiza la luz, sin embargo, en nuestro ojo el nervio óptico deja un agujero en la superficie retinaria, orificio que conocemos como papila óptica o "punto ciego", algo que no les sucede a los moluscos.

Comparación entre el ojo
de Homo sapiensOctopus sp.
Por otra parte, una retina que adquiera unas células que sean sensibles a distintas longitudes de onda permite una visión en color. Así, mientras que el ojo humano ha adquirido células sensibles a tres longitudes de onda correspondientes con el rojo, el verde y el azul, otros animales disponen de menos, o de más. Hay mariposas y aves que son capaces de ver en una parte muy cercana del espectro infrarrojo gracias a un cuarto tipo de célula cono.

De hecho, existen crustáceos conocidos como estomatópodos que disponen 16 tipos distintos de células fotorreceptoras divididas en diferentes clases, 12 de ellos para el análisis de color, que van desde los ultravioleta-A hasta un infrarrojo muy lejano, pasando obviamente por la luz visible, otro para la intensidad y otros tres que se encargan de analizar la polarización de la luz. La comparación con nosotros, que tenemos tan solo cuatro tipos: tres para el análisis de color y uno más para la intensidad, es inevitable y deprimente.

Odontodactylus scyllarus, un Stomatopoda
Pero las proezas de estos animales no terminan ahí; la imagen en el caso de los Stomatopoda no es procesada por el cerebro, sino por los mismos ojos, que dispone de más de mil ommatidios (las unidades de que se componen este tipo de ojos compuestos); y de hecho, se reconocen en tres zonas independientes del ojo, de forma que un solo ojo ya tiene una visión trinocular, mucho más eficaz en la percepción de profundidad que nuestra clásica visión binocular con los dos ojos. ¡Imagínese el lector lo que podrá ese animal percibir con sus dos ojos, cuando además descubres que pueden reorientarse individualmente y girar hasta 70 grados!

Y todo gracias a la evolución. A veces, la realidad es mucho más fascinante que los cuentos que se puedan inventar.

Pero una de las mejores pruebas que hay de que el ojo humano no fue creado por ninguna entidad inteligente, es que en origen es un ojo que ha nacido en el agua. De hecho, el medio interno de nuestro ojo, el humor vítreo, es acuoso, el contenido gelatinoso del cristalino es también acuoso, e incluso tenemos el requisito de mantener una película constante de solución obviamente acuosa en la superficie de la córnea. La naturaleza acuosa del ojo además supone un problema que la evolución tuvo que solucionar a su modo, que es la diferencia que existe en cuanto a la refracción de la luz del medio aéreo al medio acuoso. La solución fue curvar la córnea para compensar el cambio de refracción de la luz, algo que podéis observar de forma esquemática en la imagen comparativa del ojo del pulpo con el ojo humano.

Y es que la evolución trabaja con lo que tiene.

Si nuestro ojo hubiera sido diseñado para funcionar de forma óptima en un medio atmosférico, se habría diseñado de otro modo: quizá con una cámara oscura llena de aire y con estructuras secas como nuestra epidermis, tal y como nosotros fabricamos nuestras cámaras de foto, mucho más sencillo de mantener y además mucho más eficiente a la hora de ver con precisión. Pero la evolución no se caracteriza por hacer borrón y cuenta nueva, sino que trabaja con lo que ya tiene y simplemente lo modifica y lo readapta a las nuevas necesidades.

Continuará...

2 contribuciones:

Mars Attacks dijo...

Magistral.

Dudas dudosas: ¿sería posible con biotecnología implantarnos alguno de esos ojos chachiguays o no funcionaría por algún motivo? (Salvando lo de que habría que reabombar la córnea o lo que fuera)

Otra: fuera o no posible lo anterior, ¿sería posible cambiarnos simplemente "el diseño" para tener los nervios de la retina por detrás de ella, como los calamares? (¿A qué deidad borracha se le ocurriría semejante estropicio? :D)

Vary Ingweion dijo...

No me atrevo a afirmar que haya algo que la tecnología no vaya a ser capaz de hacer en el futuro, pero es una posibilidad que veo muy compleja, por un motivo muy sencillo: el cerebro. Nuestro cerebro no sabría reconocer las señales, de modo que es algo que veo muy complicado. De hecho, las mantis marinas tienen un sistema nervioso tremendamente distinto al nuestro, y cada ojo reconoce su propia imagen en tres regiones distintas. No tenemos ninguna estructura en nuestro cerebro que se asemeje a eso ni remotamente.

La segunda opción me parece mucho más sencilla de realizar, solo que tampoco le encontraría una utilidad real. El punto ciego del ojo izquierdo se compensa con la imagen generada por el ojo derecho y viceversa, de modo que no supone un defecto práctico a no ser que seas tuerto.

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