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HIBRIDACIÓN Y DUPLICACIÓN DE GENOMAS

¿En qué circunstancias puede la evolución 'repetirse' a sí misma?

Los aumentos en el número de juegos genéticos de los organismos son fenómenos clave en la historia de la vida sobre la Tierra. Estos procesos de hibridación y duplicación genómica albergan algunas de las claves fundamentales de la evolución a largo plazo y abre curiosos interrogantes.

Evolución del ser humano

Agencias Evolución del ser humano

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El biólogo Stephen Jay Gould introdujo en su libro 'La vida maravillosa' un concepto interesante: el de la “cinta de la vida”. La premisa es que la evolución biológica en nuestro planeta se compone de una serie de sucesos históricos que podríamos registrar como una inmensa grabación. Sin embargo, al contrario que en las grabaciones normales, si rebobinásemos toda esta historia y dejásemos empezar los acontecimientos en un momento dado, es prácticamente imposible que los sucesos fuesen los mismos a los de la primera vez.

Con este ejercicio mental, Gould pretendía poner énfasis en el hecho de que lo que determina la evolución de las especies es una combinación contingente de factores muy distintos, muchos de los cuales son impredecibles y estocásticos. Sin embargo, ¿existe algún escenario en el que esto sea distinto? ¿Puede la misma especie evolucionar dos veces distintas?

Imaginemos una especie concreta de un animal viviendo en un territorio. Las expectativas de que una población particular acumule suficientes cambios genéticos y se seleccionen para aislarla reproductivamente y convertirla en una especie derivada son remotas, y este proceso puede ser más o menos lento y gradual. Existe, sin embargo, una alternativa.

Posiblemente los mecanismos de especiación más rápidos son aquellos que tienen que ver con los cambios en la dotación genética. Los animales disponemos normalmente de dos juegos completos de genes homólogos (es decir, somos diploides). Sin embargo, se sabe que esta dotación puede doblarse o incrementarse de forma accidental (poliploidización), bien mediante una hibridación (alopoliploide) entre dos especies próximas o bien mediante el incremento espontáneo de la carga genética en la misma especie (autopoliploide).


Las características que hacen del algodón una fibra tan versátil son consecuencia de varias duplicaciones de su genoma. Fuente: Wikimedia

Aunque a menudo se da por hecho que los híbridos son estériles y que las anomalías cromosómicas son inviables, lo cierto es que la relevancia de las poliploidizaciones en la evolución son tremendas. A corto plazo, un alopoliploide o autopoliploide quedaría inmediatamente aislado reproductivamente de sus especies progenitoras (por eso se considera un mecanismo de especiación). Hoy sabemos que esto ocurre constantemente en plantas, y en menor medida, también en animales.

A largo plazo las consecuencias de una duplicación del genoma son aún más importantes. Disponer de copias extra de todos los genes permite que surjan nuevas funciones: sólo de esa forma un gen puede adoptar un nuevo propósito (es decir, siempre y cuando queden otras copias disponibles que permitan continuar con el propósito primitivo de ese gen). Hoy sabemos que las grandes radiaciones evolutivas y la aparición de grandes grupos de organismos complejos como los vertebrados o las plantas con flores y frutos estuvieron precedidas de duplicaciones completas de los genomas.

La pregunta que encabeza este texto tiene relevancia, ya que lo que algunos especialistas se preguntan es si una simple duplicación del genoma que haya tenido lugar espontáneamente en dos ocasiones independientes (dentro de una misma población) contaría como dos orígenes igualmente independientes de una misma especie de poliploide.

Aunque de demostrarse podríamos estar ante un caso de la evolución “repitiéndose a sí misma” (al contrario de lo que podría esperarse), es muy probable que esto sea mucho más complicado de lo que pueda parecer. Al parecer una de las primeras reacciones de un genoma duplicado es sufrir un 'shock transcriptómico', que desencadena cambios en su estructura. Posiblemente esto bastaría para que dos poliploides surgidos de forma independiente no fuesen compatibles, pero aún así esta cuestión sigue estando en el punto de mira de muchos investigadores.


Las duplicaciones del genoma (estrellas verdes) han sido muy relevantes y frecuentes en la evolución de las plantas. Fuente: (CoGePedia)

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