El sueño de Darwin

Los principios de la evolución que expuso por primera vez Darwin en 1859 son válidos para todos los organismos vivos y, por consiguiente, han estado vigentes desde que los seres humanos aparecieron sobre la tierra. ¿Por qué, entonces, la humanidad tardó tanto tiempo en descubrirlos? Sencillamente porque la evolución es lenta, increíblemente lenta.

La evolución es tan lenta que no puede observarse en el curso de la vida de una persona. Desde nuestro punto de vista, las especies parecen inamovibles. Lo único que es visible para todos son las consecuencias de los cambios; el desarrollo de los acontecimientos a lo largo de la evolución permaneció oculto hasta Darwin. La resistencia inicial a sus análisis fue feroz. ¡Cuánto le habría gustado seguramente poder mostrar la evolución en pleno funcionamiento! Sin embargo, todavía hoy, a pesar de las muchas especies que hemos visto extinguirse, son pocos los que han visto alguna vez surgir una especie nueva de otra anterior. Seguimos sin poder ver la evolución de forma palpable.

En los últimos 15 años los científicos han logrado leer la secuencia de ADN de los genomas -es decir, todos los genes- de especies vivas tan variadas como la parra y la rana, la gallina y la anémona de mar, la mosca y el ser humano, además de cientos de especies bacterianas. Todas estas especies están conectadas por un vínculo evolutivo, porque en algún momento han tenido un antepasado común. Por ejemplo, los seres humanos, los ratones y los perros tienen como último ancestro común un mamífero primitivo y, todavía más atrás, un vertebrado primitivo que compartían con los peces.

Un experimento ideal, que arrojaría nueva luz sobre toda una área científica, sería comparar la secuencia del genoma de una de esas especies ancestrales con la de sus descendientes modernos. Sería como comparar a una persona con una fotografía de sus bisabuelos: de inmediato saltan a la vista las semejanzas y las diferencias, un síntoma inequívoco de que hay un linaje común unido a una serie de cambios al azar. Por ejemplo, si fuera posible examinar la secuencia del genoma del mamífero ancestral -el antepasado que tenemos en común con los perros y los ratones-, ese experimento permitiría identificar directamente los cambios producidos en el linaje que desembocó en los seres humanos.

Aún más fascinante sería comparar la serie de genomas ancestrales de hace mucho tiempo que ha derivado en una especie moderna concreta. Si pudiéramos ver los cambios producidos en el paso del vertebrado ancestral al mamífero ancestral, de ahí al primate ancestral y, por último, al ser humano moderno, dispondríamos de detalles minuciosos sobre la cascada de hechos evolutivos que sucedieron. La evolución ante nuestros ojos. Veríamos desarrollarse el cambio gradual que se produce en el genoma y engendra nuevas especies, y el sueño imaginario de Darwin se haría, por fin, realidad.

Por desgracia, esta visión será siempre utópica, porque el ADN celular de cualquier organismo se degrada en el plazo de unos miles de años, como máximo, y los genomas ancestrales existieron hace millones de años. La única forma de estudiar los cambios en genes específicos de un linaje es comparar los genomas de distintas especies actuales, dispuestas por pares: el hombre con el ratón, el ratón con el perro, el chimpancé con el macaco, y así sucesivamente, y anotar las diferencias y semejanzas entre ellas. Sin la fotografía de los bisabuelos, los rasgos heredados sólo pueden deducirse comparando a la persona con sus hermanos y sus primos. Ahora bien, utilizar este método para estudiar el genoma es laborioso, y no permite distinguir de forma inmediata los cambios que ocurrieron en un linaje de los que ocurrieron en el otro.

Con el fin de remediar esta situación, nuestro equipo de la École Normale Supérieure de París ha desarrollado una serie de programas informáticos específicos para reconstruir los genomas de las especies ancestrales utilizando los de sus descendientes. Nuestro primer objetivo es reconstituir una ordenación ancestral de genes. ¿Cómo podemos deducir que dos genes del genoma humano, A y B, eran vecinos en un mamífero ancestral? Nuestro razonamiento se basa en la simplicidad, en dar preferencia a la solución menos compleja para resolver un problema. Si las dos versiones modernas de los genes son vecinas, por ejemplo, en el genoma del ratón y el genoma humano, entonces suponemos que ambas heredaron esa colocación de su último antepasado común, en vez de imaginar que A y B han llegado a esa proximidad d forma independiente, por motivos distintos en cada una de las dos especies. Es una hipótesis justificada, porque la aparición de sucesos evolutivos que descoloquen el orden de los genes es muy infrecuente, una media de entre uno y 10 por cada millón de años en la evolución de los vertebrados. A partir de ese enfoque de simplicidad, hemos creado un método que nos ha permitido ya reconstruir el orden genético en 15 genomas ancestrales que evolucionaron a partir del primer vertebrado. Las numerosas simulaciones por ordenador que hemos llevado a cabo han confirmado la certeza y la solidez de nuestros resultados.

Ahora podemos estudiar los hechos evolutivos a través del tiempo, tal como se produjeron en la vida real desde hace más de 400 millones de años; algo que antes era imposible. Gracias a un extraordinario avance científico producido 200 años después de su nacimiento, el sueño imaginario de Darwin de ver la evolución en pleno funcionamiento está más cerca de ser realidad... en un ordenador.

(Traducción: María Luisa Rodríguez Tapia)

Hugues Roest Crollius, Ecole Normale Supérieure (CNRS) Atomiumculture