El genoma del tibur¨®n aclara la evoluci¨®n de los huesos y el sistema inmune

Solemos imaginar la historia del planeta como un ascenso gradual a los cielos de la excelencia biol¨®gica ¡ªrepresentada por nuestra especie en la mayor¨ªa de los mapas¡ª, pero lo cierto es que el pasado est¨¢ salpicado de innovaciones puntuales de especial trascendencia: momentos brillantes de nuestro pasado biol¨®gico sin los que no existir¨ªamos. Uno de esos hitos es la invenci¨®n evolutiva de los gnatostomados (¡®Gnathostomata¡¯, literalmente los que tienen mand¨ªbulas en la boca), el grupo de vertebrados al que pertenecemos, que incluye a los mam¨ªferos, las aves, los reptiles y la mayor¨ªa de los peces. Hasta entonces solo hab¨ªa agnados, o vertebrados sin mand¨ªbulas.

Los gnat¨®stomos somos una superclase de gran ¨¦xito, hasta el punto de que damos cuenta del 99,9% de los vertebrados vivos actualmente. Desde nuestro origen, no solo contamos con una mand¨ªbula m¨®vil muy ¨²til para la manduca, sino tambi¨¦n con aletas apareadas a ambos lados del cuerpo ¡ªde las que provienen nuestros brazos y piernas¡ª y un prodigioso sistema inmune, del que todav¨ªa disfrutamos, basado en las inmunoglobulinas, los receptores de las c¨¦lulas T y un complejo mayor de histocompatibilidad que ha costado Dios y ayuda describir y empezar a comprender. La evoluci¨®n siempre es m¨¢s inteligente que sus criaturas.

?C¨®mo ocurri¨® esta crucial innovaci¨®n hist¨®rica, o prehist¨®rica? Como la evoluci¨®n se basa en cambios en el ADN, la forma ideal de responder esa pregunta ser¨ªa secuenciar (¡®leer¡¯) el genoma del primer gnatostomado que nad¨® por los oc¨¦anos ancestrales; pero eso ocurri¨® hace m¨¢s de 400 millones de a?os, y la paleogen¨¦tica, o lectura directa del ADN f¨®sil, est¨¢ muy lejos de so?ar con esa proeza (el r¨¦cord de antig¨¹edad est¨¢ de momento tres ¨®rdenes de magnitud por debajo de esa cifra, a la altura del hombre de Atapuerca).

La siguiente mejor estrategia, que es la que han venido aplicando los evolucionistas moleculares, y con gran ¨¦xito, en los ¨²ltimos tiempos, es secuenciar el genoma de las especies vivas actualmente, pero que provienen en l¨ªnea directa de los primeros representantes de la familia en cuesti¨®n. Los primeros gnat¨®stomos, por todo lo que sabemos, debieron ser parecidos a los peces cartilaginosos actuales, como los tiburones: peces que, pese a contar ya con mand¨ªbulas, aletas apareadas y sistema inmune, todav¨ªa no hab¨ªan inventado el hueso propiamente dicho, y pose¨ªan a¨²n un esqueleto de cart¨ªlago.

El primer genoma de un pez cartilaginoso (el tibur¨®n-elefante?Callorhinchus milii) se presenta este mi¨¦rcoles en Nature con la voluntad de aclarar la evoluci¨®n de los huesos y el sistema inmune. Como queda dicho, los vertebrados con mand¨ªbulas, o gnat¨®stomos, son de dos tipos: los que tienen un esqueleto de cart¨ªlago, como los tiburones, y los que lo tienen de hueso, como nosotros. El genoma del tibur¨®n aclara lo que les faltaba a los primitivos cartilaginosos: los genes de las fosfoprote¨ªnas que se unen al calcio.

Los cient¨ªficos, coordinados por el premio Nobel Sydney Brenner, del Laboratorio de Gen¨®mica Comparativa de Singapur, y Wesley Warren, de la Universidad de Washington en Saint Louis, y entre los que se cuentan Bel¨¦n Lorente-Gald¨®s, Javier Quilez y Tom¨¢s Marques-Bonet, del Institut de Biolog¨ªa Evolutiva (UPF-CSIC) y la Instituci¨® Catalana de Recerca i Estudis Avan?ats (ICREA), ha demostrado que, si le quitas esos genes a un vertebrado ¨®seo como el pez cebra, el pobre animal pierde el hueso.

Los tiburones tambi¨¦n carecen de genes esenciales para el sistema inmune. El genoma del tibur¨®n es el que muestra una evoluci¨®n m¨¢s lenta de todos los vertebrados, y ¡ªprecisamente por ello¡ª servir¨¢ como un modelo gen¨¦tico ideal de nuestros ancestros del pasado remoto.