viernes, 4 de marzo de 2011

Del diseño a la RuBisco


En el mundo del pensamiento complejo, aceptar que el genoma humano es, por mucho, menor que el de una planta, es un paso para derrocar los males de la humanidad. ¿Qué tan importante es considerar las características enigmáticas que encierra la naturaleza? ¨Si un chango aprende a decir depende, automáticamente es un biólogo¨, y habiendo tanto chango intelectual, el requisito no termina de cumplirse. El enigmático mundo biológico, juguetea con las leyes físicas y químicas, ajustándolas al ¨capricho¨ de existir. Sin tratar de extenderme en la cuestión, para mis propios fines educativos desecharé de mi vocabulario cualquier afinidad con el término que sugiere un arreglo intelectual, a no ser por las propias manos del hombre en la construcción inteligente para todo un mundo de posibilidades tecnológicas. El límite que justifica nuestros ataques contra el relojero o director de orquesta está inflándose de ideas que abusan de las características propias del no sentido estricto. Existen grandes muchos ejemplos de los ¨fallos¨ del diseño inteligente que erróneamente defiende la tendencia hacía una mejora, y es indiscutible que negar el determinismo puntual y otras imposturas sean tan incorrectas como correctas. Los extremos, bien decía mi abuela, no son buenos y estos han abusado considerablemente en todo intento por darle un carácter de molde a la ciencia. Tras mi última práctica de laboratorio en la semana, recordé las inmortales palabras de nuestra maestra de fisiología vegetal, en la que tras su característica excitación por el tema, mencionó que si existía Dios, seguramente era la Rubisco. La importancia colosal de la Rubisco es que es la proteína más abundante de todo nuestro planeta y el primer paso para la fotosíntesis en la gran mayoría de las plantas (C3 y C4). La enzima rubisco tiene dos actividades paralelas: la carboxilación y por otro lado la oxigenación de la ribulosa-1,5- bifosfato (RuBP). Esta competencia de afinidad, es la razón por la cual algunos aseguran que es un válido ejemplo de ¨fallo¨en la naturaleza. A mediados del siglo XX, Melvin Calvin (Nobel de Química en 1961), describió la ruta por la cual la energía química en forma de ATP y NADPH, conseguida a partir de la energía lumínica, se utiliza, entre otros procesos, para fijar el Carbono procedente del CO2 atmosférico en compuestos orgánicos. Y es aquí donde la protagonista es nuestra Rubisco. En la competencia por afinidad, la fijación del oxígeno se entiende, malamente, como un desperdicio de energía, (la fotorrespiración).

La fotorrespiración es un error, un fallo, las plantas la realizan sin quererlo. El fallo por lo tanto es la baja selectividad de la RuBisCo que le permite reaccionar tanto con el CO2 como con el O2, cuando lo ideal sería que sólo reaccionara con el CO2. En una situación típica, la fotorrespiración reduce la eficiencia del proceso a un 70%. Para los biólogos, acostumbrados a mecanismos de regulación prácticamente perfectos, esta eficiencia tan baja es totalmente anormal, y es por eso que se considera un probable fallo en la evolución.

Afirmar que la Rubisco es un buen ejemplo de fallo en el diseño, es una aseveración que bien debería anularse. Las condiciones en las que se originó la Rubisco, ciertamente eran distintas a las que existen en la actualidad, motivo por el cual, la idea de un simple fallo del diseñador ¨perfecto¨, es un error. La baja eficiencia no representa una cuestión anormal para un biólogo, pues los procesos que considera la evolución no ven a futuro, pues no toda evolución es adaptativa, ni toda adaptación representa evolución. La función de la fotorrespiración aún es desconocida, se piensa que podría ser útil en condiciones de intensa luz y bajas concentraciones de CO2 debidas al cierre estomático persistente, causado por estrés hídrico. También se cree que podría tener un papel importante en la prevención de la fotooxidación y la fotoinhibición.

La única mano de obra ¨inteligente¨ es la mano del hombre en su afán por regular la naturaleza, ¨…su fracaso en adaptarse de manera significativa a la atmósfera moderna limita la productividad agrícola.¨ John Ellis, Nature.

Las ¨fallas¨ están en función de la utilidad, pero, el depende determina la efectividad significativa; Entre las curiosidades de Rubisco, Griffiths, encontró que , a una temperatura de 25ºC en una solución en la que hay 25 veces más oxígeno que dióxido de carbono, Rubisco fija más dióxido de carbono, y tan sólo el 25% de las reacciones son sucesos de oxigenasa, además los carbonos perdidos por la acción de oxigenasa, son metabolizados y recuperados por la ruta de fotorrespiración. La baja eficiencia que representa la Rubisco es compensado con su cantidad, que representa aproximadamente el 50% de proteína soluble en la hoja. La oxigenación evita la fijación de CO2 y disminuye el rendimiento de la fotosíntesis, pero parte del CO2 perdido se recupera por el mecanismo de la fotorrespiración. Se debate que la posibilidad de que pueda haber una adaptación casi óptima a los medios gaseosos y térmicos, prueba de ello, las modificaciones de las rutas en las plantas condicionadas a ambientes difíciles.

La crítica al verdadero diseño inteligente:

El mayor de los misterios es por qué personas invierten tanta energía intelectual tratando de mejorar esta extraordinaria molécula. Pueden vivir con el pensamiento de que la Rubisco es un soberbio ejemplo de un diseño sin inteligencia para el mundo moderno. Tacking unintelligent designin.

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