Los mecanismos de la evolución, o como los genes desarrollan nuevas habilidades

Como si buscaran ascender en un gran compañía, los organismos vivos a veces tienen que elegir una nueva habilidad si quieren tener éxito. Investigadores de la Universidad de California, la Davis y la Universidad de Uppsala, Suecia, se plantean la pregunta de, cómo es que los seres vivos hacen esto.

Las observaciones publicadas recientemente en el journal Science, aclaran un importante vacío que había prevalecido en la teoría de la selección natural.

Por mucho tiempo los científicos se habían preguntado cómo es que los seres vivos desarrollan nuevas funciones a partir de un limitado juego de genes. Una de las explicaciones populares es que los genes se duplican por accidente, lo que provoca una mutación y luego, la aparición de una nueva habilidad o función, finalmente, si esta novedad es útil, el gen se dispersa y se trasmite a las siguientes generaciones.

“Esto forma parte de una vieja idea, pero es claro que es muy cercano a lo que en realidad pasa”, dijo John Roth, un distinguido profesor de microbiología en la Universidad de California Davis y coautor del artículo. El problema, dijo Roth, es que ha sido muy difícil imaginar cómo es que esto ocurre exactamente. La selección natural es implacablemente eficiente en la eliminación de genes que han mutado, así que si no son seleccionados positivamente se pierden con rapidez.

Entonces, la pregunta es: ¿cómo es que un nuevo gen, duplicado, permanece el tiempo suficiente para convertirse en un candidato de la selección natural?

Los experimentos en laboratorio de Roth, y otros lugares, condujeron a un modelo para determinar el origen de un nuevo gen, en un proceso llamado de «innovación, amplificación y divergencia». Este modelo ha sido probado por Joakim Nasvall, Sun Lei y Dan Andersson en Uppsala.

En el nuevo modelo, el gen original primero adquiere una segunda función, débil junto a su actividad principal (al igual que un mecánico de automóviles, que por ejemplo, desarrolla un interés lateral en las computadoras). Si las condiciones cambian y esta actividad se convierte en una importante, entonces la selección de esta actividad lateral favorece la expresión del gen original, en el caso del mecánico, esto quiere decir que debido a un problema con su taller, esto puede incrementar y mejorar sus conocimientos en la informática.

La forma más común de aumentar la expresión génica es mediante la duplicación del gen, tal vez varias veces. La selección natural trabaja entonces en todas las copias del gen. En la selección, las copias van acumulando mutaciones y se recombinan. Algunas copias desarrollan una función secundaria mejorada. Otras copias conservan su función original.

En última instancia, la célula termina con dos genes distintos, y cada uno representa cada actividad (la original y la lateral) y de esta forma una nueva función genética nace.

Referencias:

J. Nasvall, L. Sun, J. R. Roth, D. I. Andersson. “Real-time evolution of new genes by innovation, amplification, and divergence”. Science.