El sue?o de Darwin

Los principios de la evoluci¨®n que expuso por primera vez Darwin en 1859 son v¨¢lidos para todos los organismos vivos y, por consiguiente, han estado vigentes desde que los seres humanos aparecieron sobre la tierra. ?Por qu¨¦, entonces, la humanidad tard¨® tanto tiempo en descubrirlos? Sencillamente porque la evoluci¨®n es lenta, incre¨ªblemente lenta.

La evoluci¨®n es tan lenta que no puede observarse en el curso de la vida de una persona. Desde nuestro punto de vista, las especies parecen inamovibles. Lo ¨²nico que es visible para todos son las consecuencias de los cambios; el desarrollo de los acontecimientos a lo largo de la evoluci¨®n permaneci¨® oculto hasta Darwin. La resistencia inicial a sus an¨¢lisis fue feroz. ?Cu¨¢nto le habr¨ªa gustado seguramente poder mostrar la evoluci¨®n en pleno funcionamiento! Sin embargo, todav¨ªa hoy, a pesar de las muchas especies que hemos visto extinguirse, son pocos los que han visto alguna vez surgir una especie nueva de otra anterior. Seguimos sin poder ver la evoluci¨®n de forma palpable.

En los ¨²ltimos 15 a?os los cient¨ªficos han logrado leer la secuencia de ADN de los genomas -es decir, todos los genes- de especies vivas tan variadas como la parra y la rana, la gallina y la an¨¦mona de mar, la mosca y el ser humano, adem¨¢s de cientos de especies bacterianas. Todas estas especies est¨¢n conectadas por un v¨ªnculo evolutivo, porque en alg¨²n momento han tenido un antepasado com¨²n. Por ejemplo, los seres humanos, los ratones y los perros tienen como ¨²ltimo ancestro com¨²n un mam¨ªfero primitivo y, todav¨ªa m¨¢s atr¨¢s, un vertebrado primitivo que compart¨ªan con los peces.

Un experimento ideal, que arrojar¨ªa nueva luz sobre toda una ¨¢rea cient¨ªfica, ser¨ªa comparar la secuencia del genoma de una de esas especies ancestrales con la de sus descendientes modernos. Ser¨ªa como comparar a una persona con una fotograf¨ªa de sus bisabuelos: de inmediato saltan a la vista las semejanzas y las diferencias, un s¨ªntoma inequ¨ªvoco de que hay un linaje com¨²n unido a una serie de cambios al azar. Por ejemplo, si fuera posible examinar la secuencia del genoma del mam¨ªfero ancestral -el antepasado que tenemos en com¨²n con los perros y los ratones-, ese experimento permitir¨ªa identificar directamente los cambios producidos en el linaje que desemboc¨® en los seres humanos.

A¨²n m¨¢s fascinante ser¨ªa comparar la serie de genomas ancestrales de hace mucho tiempo que ha derivado en una especie moderna concreta. Si pudi¨¦ramos ver los cambios producidos en el paso del vertebrado ancestral al mam¨ªfero ancestral, de ah¨ª al primate ancestral y, por ¨²ltimo, al ser humano moderno, dispondr¨ªamos de detalles minuciosos sobre la cascada de hechos evolutivos que sucedieron. La evoluci¨®n ante nuestros ojos. Ver¨ªamos desarrollarse el cambio gradual que se produce en el genoma y engendra nuevas especies, y el sue?o imaginario de Darwin se har¨ªa, por fin, realidad.

Por desgracia, esta visi¨®n ser¨¢ siempre ut¨®pica, porque el ADN celular de cualquier organismo se degrada en el plazo de unos miles de a?os, como m¨¢ximo, y los genomas ancestrales existieron hace millones de a?os. La ¨²nica forma de estudiar los cambios en genes espec¨ªficos de un linaje es comparar los genomas de distintas especies actuales, dispuestas por pares: el hombre con el rat¨®n, el rat¨®n con el perro, el chimpanc¨¦ con el macaco, y as¨ª sucesivamente, y anotar las diferencias y semejanzas entre ellas. Sin la fotograf¨ªa de los bisabuelos, los rasgos heredados s¨®lo pueden deducirse comparando a la persona con sus hermanos y sus primos. Ahora bien, utilizar este m¨¦todo para estudiar el genoma es laborioso, y no permite distinguir de forma inmediata los cambios que ocurrieron en un linaje de los que ocurrieron en el otro.

Con el fin de remediar esta situaci¨®n, nuestro equipo de la ?cole Normale Sup¨¦rieure de Par¨ªs ha desarrollado una serie de programas inform¨¢ticos espec¨ªficos para reconstruir los genomas de las especies ancestrales utilizando los de sus descendientes. Nuestro primer objetivo es reconstituir una ordenaci¨®n ancestral de genes. ?C¨®mo podemos deducir que dos genes del genoma humano, A y B, eran vecinos en un mam¨ªfero ancestral? Nuestro razonamiento se basa en la simplicidad, en dar preferencia a la soluci¨®n menos compleja para resolver un problema. Si las dos versiones modernas de los genes son vecinas, por ejemplo, en el genoma del rat¨®n y el genoma humano, entonces suponemos que ambas heredaron esa colocaci¨®n de su ¨²ltimo antepasado com¨²n, en vez de imaginar que A y B han llegado a esa proximidad d forma independiente, por motivos distintos en cada una de las dos especies. Es una hip¨®tesis justificada, porque la aparici¨®n de sucesos evolutivos que descoloquen el orden de los genes es muy infrecuente, una media de entre uno y 10 por cada mill¨®n de a?os en la evoluci¨®n de los vertebrados. A partir de ese enfoque de simplicidad, hemos creado un m¨¦todo que nos ha permitido ya reconstruir el orden gen¨¦tico en 15 genomas ancestrales que evolucionaron a partir del primer vertebrado. Las numerosas simulaciones por ordenador que hemos llevado a cabo han confirmado la certeza y la solidez de nuestros resultados.

Ahora podemos estudiar los hechos evolutivos a trav¨¦s del tiempo, tal como se produjeron en la vida real desde hace m¨¢s de 400 millones de a?os; algo que antes era imposible. Gracias a un extraordinario avance cient¨ªfico producido 200 a?os despu¨¦s de su nacimiento, el sue?o imaginario de Darwin de ver la evoluci¨®n en pleno funcionamiento est¨¢ m¨¢s cerca de ser realidad... en un ordenador.

(Traducci¨®n: Mar¨ªa Luisa Rodr¨ªguez Tapia)

Hugues Roest Crollius, Ecole Normale Sup¨¦rieure (CNRS) Atomiumculture