Por que la evolucion nunca retrocede?

“Uno de los misterios de la evolución, solo resuelto hace muy poco, ha sido por qué la evolución avanza, pero nunca retrocede”

La semana pasada hablábamos de los extraordinarios órganos sexuales del pato criollo y cómo la evolución de las especies podría explicar su aparición a lo largo del tiempo. La teoría de la evolución, hoy ya considerada como demostrada, es uno de los logros intelectuales más importantes del ser humano, comparable en su potencial para explicar la vida a la teoría de la relatividad en su potencial para explicar el universo.

Pero no todo ha estado siempre claro sobre la evolución. Uno de sus misterios, solo resuelto hace muy poco, ha sido por qué la evolución avanza, pero nunca retrocede. Por ejemplo, aunque los cetáceos regresaron desde la tierra firme al medio marino y por ello poseen forma de pez, no evolucionaron “hacia atrás” para convertirse de nuevo peces. Sus aletas son diferentes de las de los peces y, además, poseen pulmones; no los han perdido para sustituirlos por branquias. No parece que corramos peligro, por tanto, de que el ser humano “retroceda” en su evolución y se convierta en el primate ancestral desde el que evolucionó, aunque decidiéramos volver a vivir en las copas de los árboles para salir de la crisis.


Irreversibilidad evolutiva

La idea de que la evolución no puede retroceder fue propuesta a principios del siglo XX por el paleontólogo belga Louis Dollo, tras largos estudios de fósiles de dinosaurios y vertebrados. Esta hipótesis fue conocida, por tanto, como Ley de Dollo, o ley de la irreversibilidad de la evolución. Sin embargo, a pesar de que nadie haya observado jamás un retroceso en la historia de los fósiles, esta hipótesis resultaba difícil de demostrar, y por ello ha sido una hipótesis controvertida hasta muy recientemente.

Para demostrarla, era necesario comprender los mecanismos íntimos de la evolución, mecanismos que se producen en los genomas de los organismos, a nivel de cambios y mutaciones en su ADN. Es en el lenguaje del ADN en el que se escribe la historia de la evolución y este lenguaje solo comenzó a comprenderse a partir de los años 50 del pasado siglo. A partir de este conocimiento se pudieron estudiar los cambios producidos en el ADN de un organismo sometido a condiciones artificiales para forzar su evolución por selección, y luego, intentar “rebobinarla”.

Los estudios anteriores fueron realizados con la mosca de laboratorio Drosophila melanogaster. Los investigadores variaron, respecto a las normales, las condiciones bajo las que hicieron vivir a un grupo de moscas, (cambiando la disponibilidad de agua, de alimento, la temperatura, luminosidad, humedad, etc.) y analizaron las mutaciones producidas en el ADN que les permitían adaptarse a ellas. Tras cincuenta generaciones, los científicos dejaron vivir de nuevo a las moscas en su entorno original por otras cincuenta generaciones. Si la evolución, incluso en un periodo tan corto, podía “rebobinarse”, era de esperar que los cambios en el ADN sufridos por las moscas en el entorno modificado desaparecieran al hacerlas vivir de nuevo en su ambiente original. Sin embargo, esto no sucedió. Al dejar vivir a las moscas en su ambiente original aparecieron mutaciones nuevas. La readaptación a un ambiente original se hacía, por tanto, por un camino de mutaciones diferente.


Paleontología molecular

Para comprender por qué ha sido necesario reconstruir la historia evolutiva de un gen desde sus orígenes. Hoy, las técnicas de biología molecular, ayudadas por potentes métodos bioinformáticos, permiten comparar la secuencia de las letras del ADN de un mismo gen de decenas de especies diferentes y averiguar, desde este conocimiento, cuál era la secuencia del gen ancestral que dio origen a todos ellos y las propiedades de la proteína que generaba. El gen elegido fue el del receptor de las hormonas glucocorticoides, originado hace más de 440 millones de años, y que produce una proteína que se une a la hormona cortisol y ayuda a los vertebrados controlar el estrés.

Los resultados de estos estudios revelaron que la proteína ancestral no solo se unía a cortisol, sino también a otras hormonas. Cuarenta millones de años más tarde, la proteína ancestral ya había evolucionado a la versión más moderna, capaz de unirse solo a cortisol y de ejercer así una función más especializada. Las diferencias de las letras del ADN entre estas dos versiones eran de treinta y siete, pero solo siete de ellas participaban en conferir la capacidad de unirse únicamente a cortisol. Treinta mutaciones eran, pues, aparentemente neutras, es decir, no afectaban a las propiedades de la proteína.

En el laboratorio, los investigadores mutaron el gen moderno esas siete veces para intentar así reconstruir a la proteína ancestral y su capacidad de unirse a varias hormonas. Fue aquí cuando surgió la sorpresa: la proteína generada no se unía a hormona alguna: era una proteína inservible.

Así pues las otras treinta mutaciones, aunque parecían no ejercer ningún efecto, hacen posible los efectos de las siete mutaciones que sí los tienen. Las mutaciones neutras, al ser numerosas, impiden por ello al gen mutar de manera reversible y encontrar su forma anterior. La evolución funciona pues como un camino que en cada encrucijada posee varias bifurcaciones. Tomar la mayoría de ellas no nos hará progresar (mutaciones neutras), pero nos conducirá a otra encrucijada a partir de la que solo podremos avanzar en una determinada dirección (mutaciones con efecto). Si el entorno forzara al organismo a readaptarse y dar “marcha atrás”, su genoma se encontrará igualmente con muchas bifurcaciones que no le harán retroceder, pero desde las que llegará a encrucijadas a partir de las que solo podrá desplazarse por caminos diferentes de los tomados para avanzar. La Evolución, a diferencia de la Historia, no se repite.

Posted 18th January 2010 by Jorge Laborda