NeoFronteras

La convergencia molecular en evolución es más frecuente de lo que se había pensado

Área: Genética — domingo, 8 de septiembre de 2013

La aparición de nuevos rasgos iguales en especies distintas algunas veces lo hace a través de las mismas secuencias genéticas y, por tanto, a través de las mismas mutaciones y en una secuencia de pasos muy similar.

Foto

Una las características que a veces aparece en la Naturaleza es la evolución convergente. De este modo dos especies distintas adoptan los mismos rasgos fisiológicos para solucionar un mismo problema, aunque hayan divergido evolutivamente desde hace mucho tiempo de la rama común. Así por ejemplo, las aves, insectos, pterodáctilos y murciélagos han desarrollado el vuelo independientemente.
Cuando se analizaban estos rasgos a nivel genético se podía comprobar que los genes que soportan esa convergencia eran distintos en cada par de especies que experimentan la convergencia. Esto es algo lógico debido a que la evolución es fundamentalmente contingente y que los genes pueden trabajar de distintas menaras para lograr las mismas soluciones.
Pero la evolución no deja de proporcionar sorpresas a aquellos que las investigan. El análisis de un caso de convergencia, en concreto el de la ecolocalización en murciélagos y delfines, desafía la regla hasta ahora acepta. Los conjuntos que genes que permiten a estas especies tan dispares localizar por el eco sus objetos son muy parecidos. Es decir, la evolución ha encontrado los mismos genes para resolver el mismo problema en especies muy dispares que se separaron hace muchos millones de años. Además los genes involucrados en esto no son sólo unos pocos, sino 200. Esto implica que la convergencia molecular en evolución es más frecuente de lo que se había pensado.
En resumen, este resultado implica que algunas veces la aparición de nuevos rasgos iguales en especies distintas se hace a través de las mismas secuencias genéticas y, por tanto, a través de las mismas mutaciones y en una secuencia de pasos muy similar.
Los biólogos han debatido durante mucho tiempo cómo diferentes especies desarrollaron la ecolocación, que es el mecanismo por el cual el animal analiza el eco generado por los sonidos que emite y que le permiten saber sobre el entorno de una modo similar a como funciona el sónar (o el radar). Este rasgo, que es usado para localizar las presas, ha evolucionado en murciélagos, delfines y otros cetáceos. Para saber un poco más sobre el asunto, Stephen Rossiter y Joe Parker, del Queen Mary University of London, analizaron los genes de 22 mamíferos (incluidos 6 especies de murciélagos y una de delfín) de una gran base de datos genética. Buscaban casos de convergencia entre esas especies.
Encontraron señales de convergencia en cerca de 200 genes en los genomas implicados en la ecolocalización. Los genes implicados estaban relacionados con el sentido del oído y (lo más sorprende) con la visión (¿crean estos seres una imagen mental de lo que escuchan?) y eran mucho más similares en sus secuencias cuando presentaban esta convergencia entre especies que entre las que no lo presentaban.
En otros ejemplos sólo se habían encontrado unos pocos casos de genes implicados en la misma convergencia, pero esto podría ser debido a que hasta ahora no se habían realizado estudios a fondo de los genomas al completo. Este estudio es el primero en examinar la convergencia en todo el genoma a nivel de secuencias de proteínas y en relacionarlas con fenotipos convergentes.
Este resultado es uno más de los que han sido posibles gracias al esfuerzo internacional por secuenciar genomas completos del máximo número de especies que sea posible. Conforme pasen los años, y aumenten las bases de datos, se podrá saber más sobre las relaciones evolutivas entre especies.
Las pruebas encontradas de que la evolución favorece secuencias genéticas específicas es una fuerte indicación de que la selección natural favorece de hecho esas secuencias.
Este tipo de estudios ayudan además a saber cómo la selección natural cambia determinados aminoácidos dentro de la proteína y si son fisio-químicamente diferentes de los aminoácidos ancestrales o no. Recordemos que a veces se pueden cambiar algunos aminoácidos por otros equivalentes sin que la función de la proteína cambie. Pero si se producen cambios radicales, de tal modo que la nueva secuencia de aminoácidos tiende a cambiar la estructura y función de la proteína, entonces es una fuerte indicación de que esos aminoácidos han sido sustituidos por la selección natural.
En este caso han hallado pruebas que demuestran que estos cambios específicos y radicales en la secuencia de aminoácidos mejoró la capacidad del animal a la hora de usar su sistema de sónar.
En el aspecto negativo este trabajo también nos dice que el análisis de la evolución a lo largo del árbol filogenético puede ser más complicado de lo creíamos, pues si este tipo de evolución convergente es común entonces es más difícil descifrar las relaciones evolutivas entre los distintos organismos. Una especie que se puede creer relacionada con otra quizás no lo esté tanto debido a que el fenómeno de la convergencia genética así nos hace más demasiadas similitudes.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4187

Fuentes y referencias:
Noticia en Nature.
Artículo original.
Foto: SteveD, vía Flickr.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
Compartir »

7 Comentarios

  1. thetimethespaceandandtheman::

    “Es decir, la evolución ha encontrado los mismos genes para resolver el mismo problema en especies muy dispares que se separaron hace muchos millones de años. Además los genes involucrados en esto no son sólo unos pocos, sino 200. Esto implica que la convergencia molecular en evolución es más frecuente de lo que se había pensado.

    En resumen, este resultado implica que algunas veces la aparición de nuevos rasgos iguales en especies distintas se hace a través de las mismas secuencias genéticas y, por tanto, a través de las mismas mutaciones y en una secuencia de pasos muy similar.”

    Puedo entender que si en un momento dado, la evolucion ha desarrollado un mecanismo complejo (Volar), ‘guarde’ esos genes y tal vez, en futuras especies, se expresen (De los insectos, a las aguilas).

    Pero no puedo entender que si nunca una especie los tuvo (Tuvo ese ‘software’ o planos de construccion del mecanismo), pueda llegar a ellos, y ademas, que sean iguales a los que antes llegaron otras especies.

    Feliz retorno de vacaciones a todos.

  2. naonis:

    La selección natural y la evolucion , dependen del medio ambiente en el que halla dado origen la vida. Si las condiciones del medio, cambian, lo harán también los seres vivos. Luego, la evolución ocurre, por que se producen cambios en el entorno natural.

    Otros factores, parecen ser, la presión que otras especies animales, ejercen sobre otras, por ejemplo, las especies pulmonadas de peces, que pueden respirar aire de forma directa, la migracion y cambio de agua salada a agua dulce, como habitad, la capacidad de caminar sobre tierra firme, de los anfibios,o el
    vuelo de las aves y algunos mamíferos pequeños.

    Es sorprendente que de los dinosaurios haya sobrevivido las aves, y ninguna especie terrestre ni marina, de pequeño tamaño, pues ni los lagartos, ni los cocodrilos, son descendientes suyos, como las aves.

    Un saludo a todos.

  3. NeoFronteras:

    Precisamente. Lo que hay es muchos ejemplos que nos dicen que la evolución es contingente. Por eso sorprende este resultado. Quizás hay soluciones que son únicas a partir de un conjunto determinando de genes.

  4. tomás:

    Veamos, que para eso los tenemos. Si los ojos de peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos, todos ellos vertebrados, pero muy alejados genéticamente -más que los murciélagos y los delfines-, usáramos la misma o muy parecida serie de genes para la visión, me parecería lo más natural pues, al fin y al cabo, venimos de un ancestro común, un pez tetrápodo pulmonado y aventurero. Esperaré con impaciencia los resultados, pero aseguraría que van a salir positivos.
    Luego se encentra que una característica novedosa, el sónar -por cierto, con acento- se encuentra en dos especies bastante similares por ser ambos mamíferos ya que, en lo fundamental, han de tener muchísimo en común y me sigue pareciendo muy natural.
    Otra cosa sería que las alas de las aves y los insectos tuviesen la misma secuencia, porque su común está alejadísimo y existen muchos insectos ápteros. Tal cosa me sorprendería.
    La ciencia nos dirá.

  5. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Tiene razón, el DRAE no admite “sonar”, pero sí “sónar”. Aunque tiene que reconocer que el DRAE es un poco inconsistente, pues no admite “rádar”, pero sí “radar”.
    Misterios de la Academia de la Lengua.

  6. tomás:

    En efecto, querido Neo, RAE es una verdadera catástrofe y un ejemplo de cómo personajes indudablemente valiosos -cada uno en su tema, claro-, al unirse para un fin no dan una a derechas; bueno ni hacia ningún lado. De todas formas, la explicación de que sónar lleve tilde puede ser para diferenciarlo de sonar -verbo-, además de que lo pronunciamos con acento en la “o”; sin embargo radar yo lo he oído tanto con acento en su primera “a” como en la segunda y no hay posibilidad de confusión con otra palabra. Aunque por lo visto esto de acentuar para diferenciar va perdiendo peso. Bueno, ellos a lo suyo que es complicar el idioma. Yo sería partidario de la simplificación; no sé si como lo que pretendía García Márquez. O Juan Ramón. A mi, desde luego, eso de que la “g” y la “j” vayan como van, me molesta mucho. En general sería partidario de una correspondencia única sonido-escritura que, además, se lograse por acuerdo con todas las lenguas latinas. Eso redundaría en un cuasi-esperanto. Pero claro, es posible que algún politiquillo sin otras miras que su ambición -también económica-, quisiera diferenciarse, que eso se lleva mucho. ¿Por qué no existe “permagel” en vez de “permafrost”? Como diría Dr. Thriller con su impecable estilo: “pa mear y no echar gota”.
    Hala, un abrazo, que es frase de mi tierra.

  7. Miguel Ángel:

    Pues saludos a “naonis” y gracias por su comentario: sólo habría que matizar que la evolución también se produce aunque no haya cambios en el entorno.

    Lo que no debe suponer un problema es compatibilizar contingencia y evolución aunque puedan parecer términos contradictorios. Gould defiende tanto la contingencia como las restricciones, tal vez influido por sus múltiples conversaciones con el gran estilete de la convergencia que es Conway Morris.

RSS feed for comments on this post.

Lo sentimos, esta noticia está ya cerrada a comentarios.