"Es más fácil evolucionar por la cola que por la cabeza"

La evolución tiene esas cosas. Aprovecha las mutaciones que surgen por azar para pegar saltos en el tiempo. Muchas de ellas quedarán en nada, pero alguna de las que se habrán producido a lo largo de millones de años habrá generado algún individuo aventajado con respecto a su antecesor. Así se explicaría porque el anfioxo, un minúsculo fósil viviente con aspecto de filete de anchoa, es el descendiente directo del ancestro de todos los vertebrados. En términos genéticos, cuenta Jordi García-Fernández, este extraño animal conservaría el genoma más primitivo de cuantos se conocen entre los vertebrados. Un genoma que, multiplicado por cuatro, habría dado lugar al humano. García Fernández, de 37 años, investigador del Departamento de Genética de la Universidad de Barcelona, sostiene que los fenómenos de duplicación genómica han sido especialmente relevantes en la evolución.Pregunta. ¿Por qué el anfioxo es el representante de nuestros antepasados comunes?

Respuesta. Por su forma, su morfología. Es la versión más simple que uno pueda imaginarse de un vertebrado. No tiene cerebro, no tiene vértebras, cosa común en todos los vertebrados, pero sí una espina dorsal y músculos transversales a lo largo de su cuerpo.

P. ¿Es realmente un fósil viviente?

R. Los zoólogos del siglo XIX lo definieron de este modo, como un organismo que apenas había cambiado en los últimos 500 millones de años, y sus genes así parecen demostrarlo. En concreto, grupos de genes que se hallan juntos formando complejos muy particulares. Si se imaginan de derecha a izquierda en un cromosoma, el del extremo derecho se encarga de formar la parte más anterior del cuerpo, y el de la izquierda, la parte más posterior, que no serían los pies sino la región anal.

P. ¿Son lo que se denomina genes maestros?

R. Son una categoría particular de genes maestros del desarrollo. Del mismo modo que los hay para formar el ojo, el hígado o el riñón, también existen para definir la forma del cuerpo en su eje anteroposterior, de cabeza a cola. Este grupo de genes está presente en muchos grupos animales, desde la mosca del vinagre hasta los humanos. En 1994, en nuestro grupo vimos que también estaban presentes en anfioxo. Posteriormente, en 1998, dimos con un segundo paquete de genes, los llamados paraHox, de cuya existencia depende la formación de partes específicas del organismo en el mismo eje. Predijimos entonces que ese grupo de genes podría encontrarse en otros organismos más evolucionados, sólo que después de mecanismos de duplicación genética.

P. ¿Se han cumplido esas predicciones?

R. De momento, parece que sí. En cuanto se publiquen los datos de la secuencia del genoma humano tendremos una respuesta más definitiva. Lo que se espera es que si en anfioxo existe uno de estos complejos de genes, en humanos haya cuatro. De hecho, se han encontrado restos de los cuatro complejos en los cromosomas 4, 5, 13 y X. Lo que no está claro es si los complejos en humanos están enteros o no. Personalmente, creo que no, porque no siempre se conservan todos los genes que se duplican. De todas maneras, recientemente ha aparecido en los bancos de datos del genoma humano en Internet la secuencia en bruto de parte del cromosoma 13, y el complejo ParaHox está completo en este cromosoma

P. Inicialmente se describieron una decena de estos genes. Van ya por el 14.

R. El hallazgo de nuevos genes, tanto en anfioxo como en humanos, nos indica que su función es más compleja de lo que se pensaba. El último de esos genes en anfioxo, al que llamamos de tipo 14, podría implicar una revisión de las diferencias que existen entre cabeza y cola. En nuestro grupo proponemos un nuevo concepto, el de flexibilidad posterior, que viene a decir que mientras que la cabeza es muy rígida para la evolución, en la cola se muestra más flexible. Dicho de otro modo: es más fácil evolucionar por la cola que por la cabeza.

P. ¿Qué tipo de enseñanzas se extraen de estas predicciones?

R. Lo que parece más plausible es que disponer de más genes facilita la evolución o que una mayor disponibilidad genética podría propiciar la aparición de nuevos caracteres que se corresponderían con nuevas morfologías y funciones. En otras palabras, la expansión del genoma ha permitido inventar nuevos genes, y el genoma resultante, más complejo, se correlaciona con un cuerpo igualmente más complejo.

P. Pero no necesariamente es siempre así.

R. Es cierto. En muchos grupos animales una mayor dotación de genes no implica mayor complejidad morfológica. El caso de los vertebrados, sin embargo, es particular. Se originaron hace 500 o 600 millones de años y parece que en este caso la duplicación genética sí estuvo ligada a un incremento de complejidad de los organismos.

P. ¿Ocurrió eso durante la Explosión Cámbrica?

R. En realidad se desconoce qué ocurrió durante la Explosión Cámbrica. Personalmente, creo que existió esa explosión pero que fue mucho más gradual: probablemente no ocurrió en 20 millones de años, sino en 300.

P. Y que vino acompañada de duplicaciones genéticas.

R. En el caso de los vertebrados, sí. Los datos de que disponemos apuntan que el genoma humano procede de un genoma primitivo parecido al anfioxo doblemente duplicado y que las duplicaciones se han acompañado de un aumento de complejidad. Se ha hipotetizado que en su mismo origen la Explosión Cámbrica fue debida a fenómenos de duplicación genética, aunque hoy eso no está nada claro. Asimismo, se cree que pudo darse ese mismo fenómeno en animales similares a las esponjas actuales (los animales más primitivos), de modo que habrían ganado complejidad, hace 800 o 1.000 millones de años.

P. ¿Qué habría motivado esas duplicaciones?

R. Nada en particular. La duplicación del genoma es un accidente, una enfermedad, que se da en todos los organismos. Sin ir más lejos, muchos abortos espontáneos en humanos son debidos a una duplicación del genoma, porque un embrión humano no es viable con 92 cromosomas. Pero en algunos casos, y en algunos organismos, este fenómeno, que no es infrecuente, en los últimos mil millones de años ha tenido éxito evolutivo. Dicho de otro modo, la evolución ocurre aprovechando mutaciones que ocurren al azar. La gran mayoría de veces el organismo mutado no sobrevive, pero en otros determina alguna ventaja que logra consolidarse en el tiempo. Entonces, la evolución acelera.