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Evolución y tamaño del genoma

Área: Genética — miércoles, 21 de septiembre de 2011

El tamaño del genoma sería un factor importante que influiría sobre la tasa de especiación y extinción en vertebrados.

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Algunas plantas y animales pueden ser fascinantes porque han estado casi sin cambiar durante cientos de millones de años llegando a nuestros días. Puede ser, por ejemplo, un equiseto o un nautiloideo. Hasta hace poco tenía una Selaginella en casa que los rigores de la sequedad del verano mesetario han matado inmisericordemente. Era fascinante fantasear con bosques absolutamente primigenios al contemplarla. Pero hay muchos casos de seres similares. Podemos deleitarnos, por ejemplo, con un cangrejo de herradura hallado en alguna playa libre de turistas o en algún mercado o restaurante en Asia (allí, básicamente, comen de todo).
Darwin introdujo el concepto de fósil viviente para describir aquellas especies que pertenecen a linajes que han experimentado pocos cambios evolutivos desde que aparecieron en el registro fósil. Sugería que las especies en linajes bajo una evolución lenta eran más propensas a la extinción.
Si los fósiles vivientes han cambiado poco durante este tiempo tienen que haber evolucionado poco (probablemente porque no lo necesitan). Estudios recientes sugieren que fósiles vivientes, como el pez pulmonado, de hecho evolucionan más despacio que otros vertebrados. Recordemos, una vez más, que evolución no necesariamente significa progreso o aumento de complejidad, sino solamente cambio.
La razón para esta tasa de evolución reducida no está clara, pero ciertas observaciones sugieren que es posible que el tamaño del genoma tenga un efecto sobre este ritmo evolutivo. El tamaño del genoma en vertebrados varía hasta en 200 veces. El pez pulmonado tiene un genoma de más de 132 pg, mientras que otros, como el pez globo sólo llega a 0,4 pg.
Las variaciones en el tamaño y arquitectura del genoma son fundamentales para la adaptación celular, si bien esto tampoco se comprende muy bien. Aunque este tamaño del genoma se correlaciona con ciertos rasgos como el tamaño del cuerpo y ritmo de desarrollo en algunos organismos, la relación no se generaliza a los demás.
A día de hoy no hay consenso acerca de los mecanismos que controlan la evolución del tamaño del genoma o los efectos que este tamaño tiene sobre los rasgos de las especies o sus tasas evolutivas.
Bianca Sclavi y John Herrick, del CNRS francés, han tratado de estudiar esto último. Según ellos, en vertebrados, y bajo el misma horquilla de tiempos de divergencia, la diversidad genética decrece según aumenta el tamaño del genoma. Además, según estos investigadores, los promedios de ritmos de evolución molecular declinan con el aumento del tamaño del genoma. Esto indicaría que el tamaño del genoma es un factor importante que influye sobre la tasa de especiación y extinción.
Estos investigadores han recopilado la información disponible sobre tamaño de genomas (al parecer básicamente han tenido en cuenta sólo el peso), diversidad genética, tasas de mutación, etc. de varias especies de vertebrados en diferentes grupos taxonómicos. Han encontrado una correlación clara entre tamaño del genoma y ritmo evolutivo, así como entre el primero y el promedio de variabilidad genética en peces, ranas y salamandras.
Su análisis sugiere que la baja variabilidad en los organismos se daría en grandes genomas debido a bajas tasas de evolución, lo que entraría en contradicción con resultados previos. Según ellos los animales con grandes genomas serían más vulnerables a la extinción y a las mutaciones peligrosas debidas a la deriva genética en especies con poblaciones pequeñas.
Los bajos ritmos de especiación (relativo a la los ritmos de extinción) explicarían la baja abundancia de especies encontrada en linajes con grandes genomas.
Sugieren que el impacto del tamaño del genoma sobre el ritmo evolutivo opera a través de la replicación de ADN y los programas de reparación que mantienen la estabilidad del genoma y que determinan el ritmo de mutación endógeno. Esta hipótesis, según los investigadores, es algo que habría que investigar para ponerla a prueba.
Proponen además que se hagan estudios similares a éste en otros grupos taxonómicos, incluidos los protistas, en los que la variación en tamaño de los genomas va de 0,2 a 600 pg.
Lo que no explica muy bien el estudio es la existencia en la actualidad de algunos de esos fósiles vivientes, como el propio pez pulmonado. Han sobrevivido a toda clase de extinciones masivas pese a sus genomas grandes y “perezosos”, mientras que otros reyes de la biosfera, como los dinosaurios, desparecieron por completo.

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Fuentes y referencias:
Artículo en ArXiv.
Foto: Wikipedia.

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5 Comentarios

  1. Miguel Angel:

    Puede que esto no se cumpla en determinados mamíferos superiores como el perro: resulta que nuestro “mejor amigo” tiene una gran capacidad de exhibir cambios, que se expresan en las diferentes razas, en muy poco tiempo. Es muy interesante, por ejemplo, ver como eran los bulldogs ingleses en 1900 y lo muchísimo que ha cambiado su aspecto en tan solo 100 años. Se debe a que au ADN tiene un montón de secuencias repetidas llamadas “dobletes” que le permiten tener esta plasticidad evolutiva, sin embargo su genoma no es precisamente “pequeño”.

    Saludos/abrazos.

  2. lluís:

    Está bien lo que cuentas Miguel Angel, pero el artículo,independientemente de su certeza o no,habla de especiación y tu comentario no va sobre especiación.
    Un cordia saludo, Miguel Angel.

  3. tomás:

    Amigo “lluís”: No seas tan duro con Miguel Angel. Las especiaciones posiblemente comiencen como variantes o razas. Imagina que quedasen sólo las razas Gran Danés y Yorkshire. Al ser prácticamente imposible la fecundación, supongo que cada una evolucionaría independientemente de la otra y en muchísimos años, creo que al menos decenas de miles, acabarían siendo dos especies distintas, como dedujo Darwin de los pinzones de Galápagos.
    Un abrazo.

  4. tomás:

    Estimado Neo:
    En el párrafo 7º se te ha colado “orquilla”.
    Un cordial saludo.

  5. NeoFronteras:

    ¡Gracias Tomás! Ya está corregido.

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