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La expresión genética ofrece pruebas de que las similitudes durante el desarrollo embrionario de distintas especies animales son mayores en las etapas intermedias.

Esquemas de los modelos de “embudo” (izquierda) y “reloj de arena” (derecha) que representan el desarrollo embrionario para distintas especies animales. Fuente: Naoki Irie and Shigeru Kuratani.

Hace 150 años el biólogo alemán Ernst Haeckel afirmó que la ontogenia recapitula la filogenia, es decir, los cambios morfológicos que se dan durante el desarrollo embrionario reflejan la historia evolutiva.
Este concepto ha sido desacreditado desde entonces, sin embargo proporciona una punto de partida a la hora de considerar cuestiones no resueltas sobre cómo el proceso del desarrollo embrionario ha evolucionado. Naoki Irie del centro RIKEN del desarrollo Biológico en Kobe ha estado ponderado este problema desde que se graduó en la universidad. “Entonces y ahora mi principal interés ha sido comprender las reglas básica y comunes de cómo se desarrolla el cuerpo de los animales”, afirma.
Ahora, en su estancia posdoctoral en los laboratorios Shigeru Kuratani, Irie ha dirigido un ambicioso análisis comparativo entre cuatro especies de vertebrados con el objetivo de resolver un debate que hay sobre dos modelos evolutivos distintos. El “modelo del embudo” sugiere los procesos que se dan durante el desarrollo embrionario de los vertebrados entre las distintas especies es muy similar en los estadios iniciales, pero que las diferencias van aumentando progresivamente en etapas posteriores. Por otro lado, el modelo de “reloj de arena” sostiene que las mayores diferencias se dan al comienzo y al final, mientras que las mayores similitudes se dan en estadios intermedios cuando se desarrollan los órganos y el patrón corporal tiene lugar.
Para resolver este problema, Irie y Kuratani analizaron cambios en los niveles de expresión a diferentes puntos del desarrollo de miles de genes conservados por la evolución. Esto lo hicieron en distintas especies: el ratón, la gallina, la rana y el pez cebra. Los datos obtenidos proporcionaron un apoyo sorprendente al modelo de “reloj de arena”, con niveles de trascripción genética más similares en el estadio intermedio de desarrollo embrionario conocido como faríngula, que es cuando el embrión desarrolla los precursores primitivos del corazón, riñones, cerebro y otros tejidos. Observaron una particularmente fuerte conservación de la actividad de los genes Hox, que contribuyen al desarrollo de las extremidades, así como de varios genes de factores de crecimiento.
Estos hallazgos ofrecen nuevos argumentos al debate evo-devo, pero además levanta nuevas cuestiones. A Irie le es confuso cómo los embriones de vertebrados establecen diferencias en las etapas inciales del desarrollo mientras que conservan similitudes en las intermedias. Según él es obvio que las etapas posteriores no existirían si las más tempranas fallan a la hora de desarrollarse con éxito.
Irie espera ahora obtener más apoyos al modelo de reloj de arena mediante la expansión de su análisis para que incluya especies bien conocidas de invertebrados, tales como la mosca de la fruta. Además intenta indagar en los procesos de desarrollo hasta el nivel de los tejidos y órganos primordiales para encontrarse con estructuras que se hayan conservado durante la evolución.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.