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Requisitos necesarios de los sistemas darwinianos
HYC-1979Lesson 2: Catalytic, Which, System
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¿Es la selección darwiniana un atributo global de la materia? No lo es. La selección y la evolución surgen únicamente en sistemas que poseen un conjunto específico de propiedades moleculares, y esta diapositiva especifica las tres que son necesarias: metabolismo, autorreproducción, y mutabilidad. La pregunta que enmarca la unidad es exigente: «¿Cuál es la base molecular de la selección y la evolución? Obviamente, tal comportamiento no es un atributo global de cualquier forma arbitraria de materia, sino la consecuencia de propiedades peculiares que deben especificarse».

Tres requisitos de los sistemas darwinianos moleculares¿Cuál es la base molecular de la selección y la evolución?Selección / Evolución darwinianaMetabolismoAporta energía yflujo de materia que impulsanla replicación y mantienen elsistema lejos del equilibrioFuente de energía y materiaAutorreproducciónPropaga la informaciónmolecular, de modo que un linajeperdura más que la moléculaindividual que lo portaPortador de informaciónMutabilidadGenera variaciónheredable: las diferenciasbrutas entre las queselecciona la selecciónFuente de variaciónNecesarios, pero no suficientesPermiten el comportamiento darwiniano; la integración y la estabilidad requieren una organización de orden superior.

Conceptos clave

  • Metabolismo: aporta la energía y el flujo de materia necesarios para la replicación y mantiene el sistema lejos del equilibrio termodinámico. Un replicador que solo disipa energía hacia el equilibrio no puede sostener un linaje.
  • Autorreproducción: permite la propagación de la información molecular y asegura la continuidad del linaje, de modo que una organización molecular puede perdurar más que la molécula individual que la encarna.
  • Mutabilidad: genera variación heredable. Sin variantes que difieran en la tasa o la fidelidad de replicación, la selección no tiene sustrato sobre el que actuar.

Por qué estas propiedades y no otras

Los tres requisitos no son una lista de verificación conveniente; cada uno cubre una exigencia lógicamente distinta. El metabolismo responde a la pregunta de de dónde provienen la energía libre y los bloques de construcción. La autorreproducción responde a la pregunta de cómo persiste la información a lo largo de las generaciones. La mutabilidad responde a la pregunta de de dónde provienen las diferencias que la selección clasifica. Una población a la que le falte cualquiera de estos no puede exhibir reproducción diferencial: sin impulso, sin memoria o sin variedad.

Necesarios, no suficientes

Es importante leer la afirmación con precisión. Los requisitos son necesarias: elimina uno y el comportamiento darwiniano desaparece. Son no suficientes: un sistema que cumpla los tres aún puede no producir una entidad evolutiva estable e integrada. La organización de orden superior —por ejemplo, los acoplamientos catalíticos cíclicos que se estudian más adelante en esta lección— es lo que aborda la integración, la coexistencia y la estabilidad a largo plazo. Por eso los tres requisitos son una condición de partida, no una teoría acabada de la evolución.

Ejemplo resuelto: un sistema primordial similar al ARN
Imagina un sistema primordial similar al ARN en el que una replicasa utiliza energía del entorno y precursores de nucleótidos (metabolismo) para copiar cadenas molde (autorreproducción). Dado que la copia es imperfecta, los errores de replicación crean secuencias mutantes (mutabilidad). Algunos mutantes se replican más rápido o con mayor fidelidad que otros, y esas variantes se acumulan: esto es la selección molecular. Observa que los tres requisitos están activos simultáneamente y que la selección solo se vuelve observable cuando los mutantes difieren en su comportamiento de replicación.