Por lo general, cuando alguien empieza a hablar de la interfaz entre la evolución y la física, es el preludio de un terrible argumento que intenta afirmar que la evolución no es posible. Por lo tanto, los biólogos tienden a desconfiar incluso de los intentos serios de teorizar sobre cómo acercar ambos campos.
Sin embargo, en octubre se publicaron dos artículos que pretenden describir cómo un componente clave de la teoría de la evolución, la selección, encaja con otras áreas de la física. Ambos artículos se publican en revistas prestigiosas (Nature y PNAS), por lo que no pueden descartarse sumariamente. Pero ambos son bastante limitados en aspectos que probablemente sean producto de los intereses y prejuicios de sus autores. Y uno de ellos puede ser el peor artículo escrito que he visto en una revista importante.
Así que abróchese el cinturón y sumergámonos en el mundo de la biología teórica.
Se requiere más ensamblaje
Podemos comenzar con el artículo terriblemente escrito. Introduce la teoría del ensamblaje, que es una forma potencialmente útil de pensar sobre las condiciones naturales que pueden permitir la química combinatoria, generando una mezcla complicada de moléculas elaboradas. Pero no es así en absoluto como los autores, varios de los cuales son químicos, presentan la idea.
La primera frase de ese artículo plantea que la evolución es difícil de hacer consistente con la física: «Los científicos han luchado por reconciliar la evolución biológica con las leyes inmutables del Universo definidas por la física». Eso no es cierto. La evolución es perfectamente compatible con la física y lo sabemos desde hace bastante tiempo. Es tan impresionantemente falso que el artículo que citan en apoyo de ello sólo menciona la física una vez, y sólo para decir que la gente tiene algunas ideas erróneas al respecto.
A partir de ahí no mejora. «Estas leyes [of physics] sustentan el origen de la vida, la evolución y el desarrollo de la cultura y la tecnología humanas, pero no predicen el surgimiento de estos fenómenos», continúan. Esto es cierto en el sentido de que cualquier fenómeno emergente es, por definición, difícil de predecir basándose en el comportamiento de sus componentes más simples, pero eso no significa que necesitemos una nueva teoría que los vincule con la física básica.
Sin embargo, conseguimos uno. «Presentamos la teoría de ensamblajes como un marco que no altera las leyes de la física, pero redefine el concepto de ‘objeto’ sobre el cual actúan estas leyes», afirman los autores. Pero en realidad nunca lo hacen, a pesar de tener una sección del artículo titulada «El ensamblaje unifica la selección con la física». Los objetos de la teoría de ensamblajes podrían ser cosas como átomos, que pueden analizarse fácilmente utilizando las leyes de la física. Pero también podrían ser cosas no físicas, como conceptos: los investigadores mencionan que los lenguajes humanos y los memes probablemente sean susceptibles de análisis de la Asamblea.
Así pues, toda la «unificación de la selección con la física» es, en el mejor de los casos, una distracción e interfiere activamente con la explicación de la Teoría del Ensamblaje. En consecuencia, el artículo hace un trabajo horrible al explicarlo. Sin embargo, de manera algo sorprendente, la teoría se puede explicar fácilmente en una serie de menos de dos docenas de tweets en las redes sociales, como lo demostró Carl Bergstrom.
Ignorando la física
Como señala Bergstrom, la teoría del ensamblaje funciona mejor si se piensa en ella en términos de química. Digamos que mezclas una mezcla de químicos simples y los dejas reaccionar. El resultado potencial es una mezcla de polímeros, cada uno de ellos ensamblado a partir de una combinación aleatoria de sustancias químicas simples. Tendrías muchas moléculas y cada una de ellas sería distinta. ¿Pero qué pasa si eso no es lo que ves? En cambio, es posible que veas que un número limitado de combinaciones fueron las más favorecidas. Todavía habría muchas moléculas, pero todas serían idénticas a una de un puñado de plantillas.
Esa es básicamente la situación que vemos con las proteínas. Con 20 aminoácidos que pueden combinarse entre sí en cualquier orden, incluso una población de proteínas de 50 aminoácidos de longitud podría tener una gran cantidad de moléculas individuales. Pero la realidad es que sólo vemos una pequeña fracción de esta población potencial, porque la evolución ha seleccionado un número limitado de proteínas funcionales.
La teoría del ensamblaje postula que cualquier población de moléculas puede verse como una combinación del número mínimo de pasos necesarios para ensamblarla (la historia de cómo llegó allí) y el número de copias presentes. Cuanto mayor sea este valor, más fuerte será la selección necesaria para producirlo.
Al igual que los procesos evolutivos reales, esto reconoce que la población final es un producto de la historia y la contingencia involucradas en los primeros pasos del ensamblaje. Y es potencialmente útil de dos maneras. Proporciona una forma de distinguir cuantitativamente entre mezclas de polímeros ensamblados aleatoriamente a partir de diferentes monómeros, polímeros que son producto de la unión de muchas copias de un solo monómero y polímeros producidos por selección. Y, siempre que se puedan cuantificar los pasos y el número de copias, se podrá medir cuánta selección estuvo involucrada en la producción de una población de moléculas.
Lo que no hace es unificar nada de esto con la física. Y los autores reconocen que en el cuerpo del artículo escriben: «Los espacios combinatorios no juegan un papel destacado en la física actual, porque sus objetos están modelados como partículas puntuales y no como objetos combinatorios». Y «esta definición es, en cierto sentido, opuesta a la física estándar, que trata los objetos de interés como fundamentales e irrompibles». Pero nada de eso les impidió escribir exactamente lo contrario en abstracto.