Un español identifica unos genes que actúan en la formación del tubo digestivo
Son tan sólo tres genes y reciben el nombre de ParaHox. Cuando se expresan, en la fase de desarrollo embrionario, podrían desencadenar el conjunto de procesos que llevarán a la formación del tubo digestivo siguiendo un orden preestablecido de la cabeza a la cola. El hallazgo, publicado el pasado 30 de abril por la revista científica Nature, podría dar al traste con algunas de las ideas formalmente aceptadas del origen evolutivo de los animales superiores, al tiempo que abrir nuevas expectativas en el conocimiento de los genes en los vertebrados, incluido el hombre. El artículo está firmado por los británicos Nina Brooke y Peter Holland, de la Universidad de Reading (Reino Unido), y el español Jordi García-Fernández, del departamento de Genética de la Facultad de Biología (Universidad de Barcelona).
La identificación de los genes ParaHox ha sido posible gracias a los trabajos llevados a cabo en el anfioxo, un pequeño animal apenas diferenciado y que está considerado como el ancestro más cercano en la línea evolutiva a los vertebrados. Según se ha podido ver, estos genes forman lo que se denomina un cluster o complejo génico, es decir, se agrupan en una zona concreta del genoma siguiendo un orden determinado, de modo que el primero de ellos dirige la formación del tubo digestivo en su parte inicial, y el último, en la final.
Incógnita
Su origen, sin embargo, es una incógnita. Casi tanto como para los llamados genes Hox, descritos por vez primera mediada la década de los ochenta en la mosca del vinagre y para los que García-Fernández y Holland, entonces en Oxford, demostraron en 1994 su relación con la complejidad de los vertebrados. «En 1994 tratamos de ver si los vertebrados son seres complejos porque cuentan con cuatro complejos Hox y el anfioxo es simple porque sólo dispone de uno», explica el español.Para ello debieron comprobar que, efectivamente, el anfioxo cuenta con un solo grupo de genes Hox y que, además, es similar a los cuatro de los vertebrados. Los resultados de la investigación, también en Nature, demostraron ambos extremos y consolidaron al anfioxo como el «ancestro de los vertebrados», desde el punto de vista morfológico y genético, así como un modelo básico de estudio para los genes que desencadenan la diversificación del organismo en su dirección anteroposterior (de la cabeza a la cola). Los genes Hox están implicados al menos en la formación del esqueleto, la musculatura y el sistema nervioso de cada una de las partes. «Cada uno de estos genes (13 en un único complejo en el anfioxo y 39 en cuatro complejos en los seres humanos) se ocupa por entero de promover una parte», indica García-Fernández.
La aparición de los genes ParaHox, reunidos en un único complejo, permite especular a los científicos. Sus funciones corresponden a las de animales con un cierto grado de evolución, en este caso los que además de tubo digestivo disponen, por ejemplo, de sistema nervioso, por lo que sería factible pensar que guardan relación con un salto evolutivo.
Por otra parte, señala el investigador español, el anfioxo sólo dispone de tres de estos genes, mientras que en los vertebrados se han localizado seis, lo que alimenta, en su opinión, una nueva explicación para el origen de estos últimos gracias a una duplicación del genoma. Holland y García-Fernández sostienen en las páginas de Nature que las primeras formas animales que poblaron la tierra disponían de un solo gen Hox ancestral, y que éste se duplicó en el tiempo hasta formar un complejo de cuatro genes al que llaman ProtoHox.
Cámbrico
Este complejo se habría duplicado durante el periodo cámbrico (hace unos 550 millones de años) dando lugar a los complejos Hox y ParaHox, como los que se encuentran en el anfioxo. «El complejo ParaHox ha perdido uno de sus genes», aclara García-Fernández, «mientras que los Hox fueron aumentando su número hasta un máximo de 13». Posteriores duplicaciones de ambos complejos darían lugar a los vertebrados.La duplicación del complejo ProtoHox pudo coincidir, según García-Fernández, con la llamada explosión cámbrica, periodo en el que aparece un elevado número de nuevos filums animales. De confirmarse esta teoría, que ya ha suscitado críticas entre los evolucionistas más ortodoxos, los ancestros de las distintas formas animales que hoy conocemos deberían su origen a una duplicación del genoma que daría lugar a múltiples formas animales que sobrevivieron y se adaptaron a su entorno al encontrar condiciones ambientales propicias.
«La duplicación del genoma no es un fenómeno extraño en la naturaleza», dice el investigador. Lo que no es frecuente, añade, es que el organismo resultante sea viable. «Muchos de los abortos que se producen en los mamíferos se deben a que hay una duplicación de los cromosomas». Pero si el embrión sobrevive dando lugar a un ser viable, estaríamos frente a un animal con genes extra, cuya supervivencia dependería de las condiciones ambientales. Eso es lo que pudo suceder durante la explosión cámbrica.
La teoría expuesta por García-Fernández y Holland topa con una dificultad por ahora insalvable: no se ha hallado ningún organismo en el registro fósil que permita confirmar los saltos evolutivos del genoma. La única posibilidad, explica el investigador español, sería localizar un ancestro del anfioxo perteneciente al periodo precámbrico que cumpliera con estos requisitos. Por otra parte, no son pocos los autores que dudan de la existencia de la explosión cámbrica.
