Las lombrices de tierra están
revelando un mecanismo evolutivo que desafía las teorías de Darwin. El estudio
liderado por el Instituto de Biologia
Evolutiva de la Universidad Pompeu Fabra, en Barcelona, España, revela
que los gusanos de mar rompieron su genoma en mil pedazos para reconstruirlo de
forma radicalmente distinta cuando pisaron tierra firme hace 200 millones de
años.
El
descubrimiento, publicado en la revista Nature Ecology and Evolution, se
basa en datos genómicos de invertebrados, comparables a los empleados para
secuenciar el genoma humano. El mecanismo de “desorden genómico”
identificado, similar al observado también en el desarrollo del cáncer, podría
iluminar el origen evolutivo de la biodiversidad terrestre y contribuir a la
salud humana.
La
escasez de formas intermedias llevó a los paleontólogos Stephen Jay Gould y
Niles Eldredge a proponer en 1972 la idea provocadora de: el equilibrio puntuado. Un equipo de investigación liderado por
el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas (CSIC) y la Universidad
Pompeu Fabra (UPF en Barcelona, España), por primera vez
destacaron este mecanismo de reorganización genómica rápida y masiva que pudo
intervenir en la transición de los animales de los océanos a la tierra, hace
200 millones de años.
Los
anélidos marinos (los gusanos) reorganizaron su genoma de arriba a abajo,
dejándolo irreconocible, al abandonar los océanos y pisar tierra firme y estas
observaciones son consistentes con el modelo de equilibrio puntuado, y apuntarían a que cambios abruptos en el
genoma – y no solamente graduales – pudieron intervenir en la adaptación de los
animales estudiados a ambientes terrestres.
El equipo ha secuenciado por primera vez el genoma
de alta calidad de varias lombrices de tierra, llegando a poseer una librería
de genomas invertebrados sin precedentes y los ha comparado con los de otras
especies de anélidos cercanas (sanguijuelas y anélidos marinos, o poliquetos).
La precisión ha sido la misma con la que se secuencian los genomas humanos, con
la particularidad de que se partía sin referencia alguna para las especies
estudiadas.
La ausencia de genomas completos había impedido
hasta ahora el estudio de patrones y características a nivel cromosómico para
muchas especies, reduciendo la investigación a fenómenos a menor escala –
estudios poblacionales en un puñado de genes, frente a cambios macroevolutivos
a nivel de genoma completo. Después de armar cada uno de los rompecabezas
genómicos, el equipo ha conseguido viajar en el tiempo con gran precisión hasta
hace más de 200 millones de años, cuando vivieron los ancestros de las especies
secuenciadas. “Se trata de un episodio evolutivo esencial para la vida en el planeta,
puesto que muchas especies, como los gusanos o los vertebrados, que vivían en
el océano, pisaron entonces por primera vez tierra firme”,
comenta Rosa Fernández, investigadora principal del grupo de
Filogenómica y Evolución de Genomas Animales (Metazoa Phylogenomics and
Genome Evolution Lab) en el IBE.
¡El
análisis de estos genomas ha revelado un resultado inesperado! Las
transformaciones genómicas de los anélidos no sucedieron de forma gradual, como
predice la teoría neodarwinista,
sino en explosiones puntuales de profunda remodelación genética. “La
enorme reorganización de los genomas observada en los gusanos al pasar del
océano a tierra firme no puede ser explicada con el mecanismo parsimonioso que
propone Darwin; nuestras observaciones resuenan mucho más con la teoría de
Gould y Eldredge de la evolución puntuada”, añade Fernández.
Un radical mecanismo genético que aportaría
respuestas evolutivas. El equipo ha descubierto que los gusanos de mar
rompieron su genoma en mil pedazos para volver a construirlo de otra forma y
continuar su legado evolutivo en la tierra. Este fenómeno desafía los modelos
de evolución de genomas conocidos hasta ahora puesto que, si observamos casi
cualquier especie – desde una esponja hasta un coral o un mamífero-, muchos de
ellos conservan su estructura genómica casi a la perfección. “Todo
el genoma de los gusanos de mar se rompió y luego se reorganizó de forma
completamente aleatoria en muy poco tiempo en la escala evolutiva”,
dice Fernández. “Hice que mi equipo repitiera el análisis mil veces, porque no me lo
podía creer”.
La clave
de por qué esta rotura tan drástica no resultó en extinción puede estar en la
estructura 3D del genoma. El equipo de Fernández ha descubierto que los
cromosomas de estos gusanos modernos son mucho más flexibles que los de los
vertebrados y otros organismos modelo. Gracias a esta flexibilidad, es posible
que genes que están en distintas partes del genoma pudieran cambiar de lugar y
seguir funcionando juntos.
Los grandes cambios en el ADN pudieron ayudar a los
gusanos a adaptarse rápidamente a la vida en la tierra, reorganizando sus genes
para responder mejor a nuevos desafíos como la respiración o la exposición a la
luz solar. El estudio ya comentado, sugiere que estos reajustes no solo
movieron genes, sino que también unieron fragmentos antes separados, creando
nuevas “quimeras genéticas” que
habrían impulsado su evolución. “Podría parecer que ese desorden encerraría
la extinción del linaje, pero puede que algunas especies basaran su éxito
evolutivo en ese superpoder”, comenta Fernández.
Las observaciones del estudio son consistentes con
un modelo de equilibrio puntuado. ¿Es
el desorden cromosómico un problema o una solución? Este estudio apunta a que
conservar la estructura genómica a nivel lineal – es decir, que los genes estén más o menos en el mismo sitio en especies
diferentes – quizá no sea tan esencial como se creía. “De hecho, la estabilidad podría
ser la excepción y no la regla en los animales, que podrían beneficiarse de un
genoma más fluido”, comenta Fernández. Este
fenómeno de reorganización extrema genética se había observado anteriormente en la progresión del cáncer en humanos.
Bajo el término cromoanagénesis se agrupan varios mecanismos
de rotura y reorganización de cromosomas en células cancerosas, donde se
aprecian cambios similares a los observados en las lombrices de tierra. La
única diferencia es que mientras en los gusanos estas roturas y
reorganizaciones genómicas son toleradas, en humanos dan lugar a enfermedades.
Los resultados de este estudio abren la puerta a comprender mejor la potencia
de este radical mecanismo genómico con implicaciones para la salud humana.
“Ambas
visiones, la de Darwin y la de Gould, son compatibles y complementarias.
Mientras que el neodarwinismo explica a la perfección la evolución de las poblaciones,
aún no ha conseguido explicar algunos episodios excepcionales y cruciales de la
historia de la vida en la Tierra, como la explosión de la vida animal en los
océanos primero, hace más de 500 millones de años, o la transición de la vida
de los océanos a la tierra, hace 200 en el caso de las lombrices de tierra”, apunta Fernández. “Aquí es donde la teoría del
equilibrio puntuado podría aportar respuestas”.
En el
futuro, una mayor investigación de la arquitectura genómica de invertebrados
menos estudiados podría arrojar luz sobre los mecanismos genómicos que
vertebran la evolución de las especies.
En Maracaibo, para el Blog lapesteloca, el sábado
28 de junio del año 2025