Evolución en tiempo real

La evolución es un proceso que toma miles de generaciones y es muy difícil de observar en animales o plantas. Por otro lado, las bacterias se reproducen tan rápido que es posible observar miles de generaciones en un tiempo razonable. Aunque los biólogos ya habían sido capaces de observar la evolución de bacterias en el laboratorio, era muy difícil identificar los cambios en el ADN que dan lugar a la evolución de nuevas características, pero con las nuevas tecnologías de secuenciación de ADN, Blount et al, lograron identificar las mutaciones responsables de la evolución de una nueva actividad metabólica en una población de bacterias. 

Los gusanos moldearon nuestro genoma

En años recientes se han detectado numerosas instancias que estuvieron bajo selección positiva durante la evolución humana, sin embargo, resulta muy difícil identificar los factores ambientales que hicieron posible este proceso. El clima ha sido considerado tradicionalmente el factor más importante, pero el estudio de Fumagalli et al. (2011), sugiere que es la adaptación a patógenos, en especial gusanos parasíticos, la que ha jugado un papel más relevante.

La peste negra

La peste negra azotó Europa durante el siglo XIV, causando la muerte de la mitad de la población del viejo continente en sólo cinco años. Aunque la enfermedad reapareció varias veces, y la bacteria responsable (Yersinia pestis) todavía circula en las poblaciones humanas, ninguno de los brotes posteriores al de 1347 causó la devastación del primero. Utilizando restos de víctimas de aquélla epidemia, Bos et al. (2011) lograron elucidar el genoma de este patógeno medieval, que resultó ser sorprendentemente similar al de las cepas contemporáneas.

Nuevas alas

Toda la biodiversidad que existe en nuestro planeta es producto de la evolución que actúa modificando características existentes en los seres vivos. Debido a esto, explicar la aparición de características complejas es uno de los problemas más difíciles en biología. En una investigación reciente, Prud’homme et al. (2011), demuestran que características morfológicas novedosas pueden surgir del potencial de desarrollo preexistente.

Ahora son dos...¿Y luego?

Uno de los mecanismos más poderosos de la evolución es la duplicación génica; cuando esto ocurre, la presión selectiva se relaja, dando oportunidad de que se mantengan mutaciones que puedan ser favorecidas o eliminadas en el futuro. Este proceso se denomina duplicación y divergencia, y aunque su relevancia está fuera de duda, los pasos precisos después de la duplicación son motivo de debate. El trabajo de VanderSluis et al. (2010), basado en el estudio de interacciones genéticas, es el intento más completo, a la fecha, para dar una respuesta a este problema.

En busca de la variación II/II

La descripción de la variación genética de una población es esencial para entender los procesos evolutivos y ecológicos que la moldean, pero también para identificar los determinantes genéticos de ciertas características complejas. La comparación de los genomas de múltiples seres humanos y plantas de maíz, nos dan una mejor idea de la variación genética en cada una de esas especies, y representan una avance importante en la capacidad de identificar los mecanismos genéticos detrás de ciertas enfermedades.

En busca de la variación I/II

"Nadie supone que todos los individuos de la misma especie estén fundidos absolutamente en el mismo molde. Estas diferencias individuales son de la mayor importancia para nosotros, porque frecuentemente, como es muy conocido de todo el mundo, son hereditarias, y aportan así materiales para que la selección natural actúe sobre ellas y las acumule, de la misma manera que el hombre acumula en una dirección dada las diferencias individuales de sus producciones domésticas."

Chales Darwin

Acelerando la evolución

Los experimentos de evolución en el laboratorio, le dan a los científicos la oportunidad de estudiar de manera controlada diversas fuerzas evolutivas en un sistema conocido. Sin embargo, la mayoría de estos estudios se han realizado en microorganismos asexuales por lo que las conclusiones están limitadas. Para extender nuestra comprensión de los procesos evolutivos, Burke et al. (2010) estudiaron 5 poblaciones de moscas a lo largo de 600 generaciones en las que seleccionaron un rápido desarrollo embrionario.

¿Cómo se organiza el metabolismo?

El metabolismo central de carbono se encarga de procesar azúcares y convertirlas en compuestos que luego son redirigidos al resto del metabolismo y, en última instancia, a todas las funciones celulares. Una pregunta fundamental sobre la organización del este sistema es cuál es la importancia relativa de las imposiciones químicas, la selección natural y el azar en su evolución; una manera alternativa de plantear el problema es: ¿la organización del metabolismo que observamos es resultado de la selección natural sobre la propia organización o el producto de la selección en niveles inferiores tales como la viabilidad química de ciertos productos?

Cosas de perros

El mejor amigo del hombre sólo puede serlo porque su enorme diversidad morfológica es comparable a la variedad en gustos de los seres humanos. El perro doméstico nos ha acompañado por miles de años y en ese tiempo numerosas razas han surgido mediante la crianza, y la selección artificial de numerosas características. Esta diversidad aunada a la existencia de linajes puros mantenidos por los criadores hace de los perros un excelente modelo para estudiar la relación entre la variación del genotipo y la diversidad morfológica.

Corazones cambiantes y cerebros estables

Además de genes, uno de los tipos de elementos funcionales que tienen los genomas son los enhancers, secuencias de ADN que producen un aumento en la expresión de genes cercanos. La estrategia básica para su detección consiste en comparar de genomas de especies diversas y buscar secuencias compartidas; la suposición subyacente es que si una secuencia ha sido conservada por la evolución debe tener alguna función. De esta forma se han encontrado muchos enhancers importantes para el desarrollo, en especial del cerebro ya que una buena parte se encuentran en todos los vertebrados. Sin embargo, para otros tejidos, en especial el corazón, este enfoque no ha resultado de mucha utilidad.

La vida doméstica

Una práctica común entre los apicultores es reemplazar a las abejas reinas en sus colonias para maximizar la producción. La mayoría de las abejas reinas son producidas en unas cuantas regiones elegidas por sus condiciones óptimas para la reproducción, pero estas condiciones pueden ser muy diferentes a las que se encuentran en el lugar donde serán usadas, debido a esto muchos apicultores no obtienen el máximo beneficio posible.

En busca del orden

Los seres vivos son altamente organizados en todos los niveles, desde la distribución de las moléculas al interior celular, hasta las complejas redes ecológicas los diversos componentes se distribuyen de manera muy distinta al azar. Las interacciones ecológicas binarias (entre dos organismos), representan el punto de transición entre la organización dentro de un individuo y la organización poblacional, y entender las reglas de esta organización es fundamental para las teorías evolutiva y ecológica.

No es sólo por comida

La transferencia genética horizontal horizontal (TGH), ocurre cuando un organismo adquiere información genética de otro que no es su ancestro directo. Este proceso constituye una fuerza mayor en la evolución, en particular en el mundo de las bacterias y arqueas. Sin embargo, para los eucariotes complejos, como las plantas, la TGH sólo había sido demostrada entre genomas mitocondriales.

El genoma del Neandertal

Los neandertales son los parientes evolutivos más cercanos de los humanos modernos. Vivieron en la mayor parte de Europa, Medio Oriente y Asia Occidental hasta que desaparecieron hace unos 30,000 años. Después de años de trabajo y de desarrollar las técnicas para obtener ADN de fósiles, un grupo de científicos ha logrado obtener un borrador de la secuencia del genoma del Neandertal; y al compararlo con el genoma de humanos modernos, han intentado responder a preguntas como: ¿Hubo entrecruzamiento entre los neandertales y los ancestros de los humanos modernos? ¿Qué diferencias genéticas son importantes para diferenciar a los humanos modernos de los neandertales?

Los archivos de la evolución II/II

Por primera vez en la historia, los científicos tiene la oportunidad de estudiar la evolución de genomas completos, y de reconstruir la historia de la vida. La cantidad de datos y la complejidad de los procesos que moldean los genomas plantean serios problemas que apenas empiezan a ser atacados.

Los archivos de la evolución I/II

En 1965 Emile Zuckerkandl y Linus Pauling propusieron la teoría de que las moléculas en los seres vivos, en especial las proteínas y los ácidos nucleicos, son como documentos que contienen la historia evolutiva de los organismos. Esta teoría, se convirtió en la base del estudio de la evolución molecular y ha permitido, entre otras cosas, reconstruir la historia de organismos para los cuáles no existe registro fósil. En la época actual, en que una gran cantidad de genomas completos se encuentran disponibles en bases de datos públicas, esta teoría cobra una relevancia insospechada.

Las plumas de un dinosaurio

Desde el descubrimiento del Archaeopteryx, los científicos han estudiado la evolución de los dinosaurios con plumas que se convirtieron en aves. Antes de que sirviera para el vuelo, el plumaje de los dinosaurios debió tener alguna ventaja que permitió a esta característica propagarse en la población. Una posibilidad es que haya sido importante en la selección sexual. Ahora los científicos han logrado reconstruir el color de las plumas de Anchiornis huxleyi.