NeoFronteras

Explican la evolución a nivel molecular

Área: Genética — miércoles, 26 de abril de 2006

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Estudiando la función de antiguos genes un grupo de científico ha reconstruido la evolución biológica darwiniana a nivel molecular de un sistema hormonal. El estudio ha sido dirigido por Joe Thorton de la Universidad de Oregón y ha sido publicado el 7 de abril pasado en Science.
No se había comprobado hasta el momento cómo la evolución darwinista funcionaba a nivel molecular. Ahora han demostrado “paso a paso” la progresión de cómo la evolución creó un nuevo sistema molecular mediante la modificación de partes ya existentes.
Los resultados de este estudio apoyan la evolución según Darwin y ponen en aprietos las tesis de los defensores del diseño inteligente. Éstos afirman (entre otras cosas refutadas por la ciencia desde hace mucho) que la interacción de una parte del sistema molecular con las otras provoca que el sistema contenga una “complejidad irreducible” que es supuestamente incompatible con una evolución gradual según la selección natural darwinista.
Pero este trabajo muestra, gracias a nuevas técnicas de análisis, cómo genes muy antiguos y sus funciones evolucionaron hace cientos de millones de años.
Han encontrado que la complejidad evolucionó a través de un proceso de explotación molécular mediante el cual viejos genes que desempeñaban unas funciones determinas fueron reclutados por la selección natural hasta evolucionar hacia otros con funciones e interacciones totalmente diferentes.
Para ello los investigadores usaron el estado del arte en métodos estadísticos y moleculares consiguiendo desvelar la evolución de un caso elegante de complejidad molecular. En concreto investigaron el receptor proteínico de la hormona aldosterona, que regula la función renal y el receptor de otra hormona de aspecto parecido que regula el comportamiento o estrés y denominada cortisol.
Las hormonas y sus receptores son sistema que se dan siempre por pares y funcionan como una cerradura y su llave específica.
Los investigadores encontraron el equivalente del receptor de la hormona del estrés en la lamprea y en otro pez sin mandíbula (dos especies muy primitivas de peces) y en una especie de tiburón. Después de estudiar los genes que lo producen y de comparar las similitudes entre ellos, los científicos reconstruyeron la estructura molecular que el ancestro común de ese receptor tuvo hace 450 millones de años y que se correspondería a animales ya extintos. Esa época es anterior a la aparición de los animales terrestres o incluso a aparición de los primeros animales con huesos.
Además lo recrearon en el laboratorio caracterizando su función y vieron que podía regular la función renal a través de la aldosterona y de la hormona del estrés cortisol.
Por tanto, los receptores de la aldosterona existían antes que la aldosterona. De hecho esta hormona sólo se encuentra en animales terrestres. Animales que aparecieron millones de años más tarde.
Han mostrado que ese receptor ancestral respondía a una hormona aun más antigua con una estructura similar a la actual aldosterona. Esto hizo que el receptor estuviese preadaptado a ser reclutado para una nueva función cuando la aldosterona evolucionó más tarde.
Mediante una recapitulación de la evolución de la secuencia de ADN del receptor, el grupo de investigadores muestran que sólo dos mutaciones fueron necesarias para hacer evolucionar el receptor hasta tener las funciones que presenta en humanos en el momento presente.
Lo que ocurrió fue que un fallo genético produjo dos copias del gen de un receptor en el genoma de los animales, cosa que es común en la evolución. Luego dos mutaciones hicieron a un receptor sensible sólo al cortisol, apareciendo la moderna versión del receptor de la hormona del estrés, mientras que otra mutación especializó al segundo en la regulación de la función renal. Es un ejemplo de cómo la evolución toma ventaja de circunstancias afortunadas y reconstruye sobre ellas.
Lo bueno es que este proceso “paso a paso” es consistente y compatible con la evolución darwiniana. Según Thornton “…la llamada complejidad irreducible es sólo un reflejo de la limitada habilidad de ver cómo la evolución funciona. Mediante la búsqueda de las formas ancestrales de los genes, hemos sido capaces de mostrar justamente cómo este crucial sistema hormona-receptor evolucionó.”
Según este investigador la evolución de la complejidad es un asunto ya tradicional en Biología y no había controversia científica sobre si este sistema hubiese o no evolucionado. La cuestión era saber cómo lo había hecho.
Según el darwinismo las especies evolucionan mediante pequeños cambios que se van acumulando por selección natural. Un ejemplo muy bonito de esto lo hemos visto recientemente con el eslabón perdido entre peces y tetrápodos encontrados en Canadá y del que ya NeoFronteras dio noticia. En todo caso la evolución o la selección natural sólo actúa sobre genes, fenotipos, miembros, etc. ya existentes. Es un sistema histórico que no borra lo ya hecho y parte de cero, sino que se basa en lo que ya existe.
Probablemente esta investigación abre las puertas a estudios similares en otros sistemas moleculares. Muchos otros genes ancestrales puede que estén ahí esperando en los genomas, dispuestos a ser descubiertos. Quizás gran parte de la historia de la vida y su evolución esté escrita en los genomas y leyéndolos logremos completar mejor el árbol de la evolución que el limitado registro fósil a veces no nos deja ver del todo.

Artículo original en pdf: Universidad de Oregón.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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5 Comentarios

  1. nahim:

    Hola, soy un niño de 15 años que tiene siento interés sobre mutaciones a nivel celular y tengo una pregunta, puede que sea un poco absurda pero tengo interés en saber su respuesta. Me gustaría saber si es posible que las mutaciones a nivel celular que posibilitan la evolución de especies puedan otorgar un efecto secundario como mayor nivel de inteligencia y fuerza muscular, no de manera ficticia sino de manera mas realista, o sea que exista la posibilidad de que estas mutaciones modifican de tal manera el ADN que un ser humano ordinario pase a ser algo más, os ea hablando de un “nuevo nivel de evolución”.
    Bueno, espero que mi pregunta no parezca absurda.
    Gracias.
    Nahim.

  2. NeoFronteras:

    El problema es cuando al ver películas como X-men u obras de ciencia ficción similares el público o el lector cree que es posible una “macromutación” que trasforme a un ser humano en superhombre o similar. Me temo que eso no es posible.
    Aunque en círculos académicos siempre se ha debatido si todos los cambios evolutivos son progresivos y poco a poco o si hay saltos, en ningún momento se han planteado la existencia de mutaciones tan espectaculares. Una mutación importante generalmente conlleva la muerte del individuo. Somos un conjunto mecanismos que dependen unos de otros de manera armoniosa, un cambio importante en uno de ellos desestabiliza la maquinaria en su conjunto.
    Puede haber mutaciones que nos hagan más listos o más fuertes, pero nunca serían realmente espectaculares.

  3. osacr cuellar:

    Me gustaría saber si aún existen dudas científicas sobre la teoría de la evolución.
    Gracias

  4. NeoFronteras:

    Diferenciemos entre hecho evolutivo (los seres vivos cambian en el transcurso de generaciones mediante la selección natural) y teoría evolutiva (corpus científico que describe los mecanismos de cambio de las especies biológicas). Con respecto al primero no hay ninguna duda, sobre el segundo se discuten detalles académicos entre os expertos. Para el hombre de la calle estos detalles deberían de carecer de importancia a la hora de asumir dicha teoría.

  5. lucia acosta:

    Me parece algo muy importante.

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