Un legendario experimento que comenz¨® en 1988 sugiere que la evoluci¨®n es predecible

Los fan¨¢ticos convencidos de que un dios cre¨® el mundo tal como es ¡ªlos llamados creacionistas¡ª han atacado con sa?a a Richard Lenski. Este bi¨®logo estadounidense inici¨® en 1988 uno de los experimentos m¨¢s audaces de la historia. Comenz¨® a cultivar 12 poblaciones de bacterias id¨¦nticas en recipientes independientes, para contemplar en directo su evoluci¨®n. El proyecto iba a durar unos meses, pero sus resultados fueron tan asombrosos que el equipo de Lenski, de la Universidad Estatal de M¨ªchigan, lleva ya m¨¢s de 35 a?os cuidando a sus microbios d¨ªa a d¨ªa. Van unas 75.000 generaciones, el equivalente a ver la transformaci¨®n del linaje humano durante m¨¢s de un mill¨®n y medio de a?os. El bi¨®logo espa?ol Alejandro Couce y sus colegas se han sumergido ahora en el micromundo de Lenski y han llegado a una conclusi¨®n extraordinaria: ¡°La evoluci¨®n puede ser predecible a corto plazo¡±.

Couce, nacido en el pueblo coru?¨¦s de Irixoa hace 42 a?os, cita un c¨¦lebre experimento mental propuesto por el paleont¨®logo Stephen Jay Gould en su libro La vida maravillosa, de 1989. Si se pudiese rebobinar cientos de millones de a?os lo ocurrido sobre la faz de la Tierra y volver a empezar, ?pasar¨ªa lo mismo? ?Surgir¨ªan de nuevo seres b¨ªpedos inteligentes capaces de escribir El Quijote? ?Aparecer¨ªan jirafas y mariposas? La gran pregunta de Gould era si la evoluci¨®n depende del azar o est¨¢ determinada.

El trabajo de Lenski desde 1988 ha sido tit¨¢nico. La bacteria cultivada es la Escherichia coli, presente en los intestinos humanos. En un solo d¨ªa viven casi siete generaciones. Los cient¨ªficos tienen que cambiar cada jornada su medio de cultivo, ya sea festivo, fin de semana o vacaciones de verano. Las 12 poblaciones han vivido todo este tiempo b¨¢sicamente de agua, sales y glucosa, pero el resultado es sorprendentemente diferente en los 12 recipientes. En la generaci¨®n 31.500, una de las colonias aprendi¨® a alimentarse de citrato de sodio, uno de los ingredientes de su medio de cultivo, hasta entonces repudiado por este tipo de bacterias. De facto, apareci¨® una nueva especie, pero solo en uno de los 12 frascos.

Lenski ha guardado pacientemente muestras congeladas de sus bacterias cada 500 generaciones. En sus c¨¢maras frigor¨ªficas es posible explorar qu¨¦ ha ocurrido desde 1988 y algo incluso m¨¢s ambicioso y casi filos¨®fico: analizar si todo pudo transcurrir de otra manera. Couce, de la Universidad Polit¨¦cnica de Madrid, explica que su equipo pidi¨® a Lenski microbios de diferentes generaciones, con el fin de descongelarlos, multiplicarlos y probar en ellos cientos de miles de mutaciones, una a una, para analizar el efecto de cada una de ellas.

¡°Si retrocedes 75.000 generaciones humanas hasta hace 1,5 millones de a?os, todav¨ªa no exist¨ªan los Homo sapiens. Lo que hemos hecho ser¨ªa como coger un Homo erectus, hacer todas las mutaciones posibles en todos sus genes y preguntarte si esas mutaciones van a dar lugar a un neandertal, al Homo antecessor de Atapuerca o al Homo sapiens¡±, se?ala Couce. Su equipo, afirma, ha sido capaz de predecir ¡°hasta el 75% de los primeros pasos adaptativos¡± de las bacterias. Sus resultados se publican este jueves en la revista Science, avanzadilla de la mejor ciencia mundial.

El propio Lenski, coautor del nuevo estudio, es cauteloso. Su experimento ha mantenido unas mismas condiciones, totalmente controladas, desde 1988, d¨ªa a d¨ªa, algo muy diferente a lo que ocurre en el planeta Tierra, sometido a cambios clim¨¢ticos, meteoritos, llamaradas solares y una cantidad inimaginable de interacciones entre seres vivos. ¡°Estoy emocionado por estos nuevos resultados, pero la ciencia todav¨ªa est¨¢ lejos de poder predecir la evoluci¨®n en el vasto y complejo mundo natural. En cualquier caso, as¨ª es como suele funcionar la ciencia: avanzando gradualmente, no resolviendo todo de una vez¡±, opina Lenski, que particip¨® en la investigaci¨®n de los ataques con carbunco ¡ªel mal llamado ¨¢ntrax¡ª tras los atentados del 11 de septiembre de 2001 en Estados Unidos.

El enigma de Gould, probablemente, jam¨¢s tendr¨¢ respuesta. ¡°Estos nuevos datos, as¨ª como otros hallazgos del experimento que comenc¨¦ en 1988, muestran que, incluso con estas sencillas condiciones, la evoluci¨®n produce una mezcla rica y fascinante de lo predecible y lo impredecible. Sospecho que lo mismo ocurre cuando la evoluci¨®n se ampl¨ªa a la gran escala planetaria en la que pensaba Gould¡±, expone Lenski.

Couce explica que su equipo ha aplicado las nuevas t¨¦cnicas de ingenier¨ªa gen¨¦tica masiva al denominado Experimento de Evoluci¨®n a Largo Plazo. El bi¨®logo espa?ol cree que sus resultados permiten ¡°so?ar¡± con hacer predicciones concretas sobre la evoluci¨®n de pat¨®genos y plagas, como ya se hace con el clima. ¡°Este trabajo abre la puerta a predecir qu¨¦ es importante para que un nuevo virus salte del pangol¨ªn y se adapte al humano¡±, celebra.

La microbi¨®loga Sara Hernando Amado alaba la ¡°brillante idea¡± de Alejandro Couce y sus colegas. ¡°No solo plantean una de las preguntas m¨¢s interesantes que pueden hacerse en biolog¨ªa ¡ªsi es posible predecir la evoluci¨®n¡ª, sino que nos lleva a una cuesti¨®n clave para resolver uno de los mayores retos sanitarios a los que nos enfrentamos: ?Es posible predecir la aparici¨®n de resistencia a antibi¨®ticos en bacterias pat¨®genas?¡±, apunta la investigadora, del Centro Nacional de Biotecnolog¨ªa, en Madrid. ¡°Disponemos de una herramienta, el conocimiento evolutivo, que nos puede permitir frenar o ralentizar la emergencia de resistencia asociada al uso de antibi¨®ticos, simplemente escogi¨¦ndolos mejor¡±, destaca Hernando Amado.

El microbi¨®logo Jer¨®nimo Rodr¨ªguez Beltr¨¢n tambi¨¦n aplaude el nuevo estudio, en el que no ha participado. ¡°Demuestra que, al menos en el laboratorio, la evoluci¨®n es hasta cierto punto predecible. Siempre que las condiciones permanezcan constantes, la cinta de la vida reproducir¨ªa la misma canci¨®n. Al menos los primeros acordes¡±, apunta el investigador, del Instituto Ram¨®n y Cajal de Investigaci¨®n Sanitaria, en Madrid. ¡°Es un descubrimiento tremendamente importante, porque abre la puerta a predecir la evoluci¨®n bacteriana, lo cual tiene aplicaciones en campos tan dispares como la biotecnolog¨ªa, donde las bacterias se usan para producir compuestos de inter¨¦s, o la medicina, en el que las bacterias resistentes a los antibi¨®ticos est¨¢n alcanzando una prevalencia alarmante¡±, a?ade.

Un informe elaborado para el Gobierno brit¨¢nico alert¨® en 2016 de que los microbios resistentes a los f¨¢rmacos ¡ªsobre todo las bacterias¡ª ya mataban a 700.000 personas cada a?o en el mundo. Seg¨²n el documento, los fallecimientos por esta causa pueden alcanzar los 10 millones en 2050, m¨¢s que los provocados por el c¨¢ncer. Rodr¨ªguez Beltr¨¢n recalca que los nuevos datos son v¨¢lidos solo para bacterias que no intercambian material gen¨¦tico entre s¨ª, un fen¨®meno muy frecuente en otros microbios y que est¨¢ detr¨¢s de la diseminaci¨®n de la resistencia a los antibi¨®ticos. El microbi¨®logo, no obstante, es optimista: ¡°Los resultados de este trabajo son un espaldarazo a los cient¨ªficos que estamos intentando predecir la aparici¨®n de bacterias multirresistentes: nos dice que es posible. Que hay luz al final del t¨²nel¡±.

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