Unidad en la diversidad de la vida

El período comprendido entre 1950 y 2000 corresponde al nacimiento y desarrollo de la Biología y la Genética molecular. Se inicia con el trabajo de James Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins que llevó a desarrollar el modelo de doble hélice de la molécula de ADN en 1953; el descubrimiento de las propiedades de la molécula de ADN; el código genético, la síntesis de las proteínas, los mecanismos de acción génica; la tecnología del ADN; el estudio del genoma humano y de otras especies… Todo esto permitió esclarecer en el nivel molecular los mecanismos de transmisión de la herencia, las mutaciones, la variación y variabilidad del material genético de los seres vivos. En años recientes se ha logrado avanzar en el conocimiento de los genes y de la forma como interactúan en la estructuración de los organismos. Mendel afirmó con visión genial y premonitoria: Mi tiempo vendrá. Y el tiempo de la Genética llegó en la segunda mitad del siglo XX y se vislumbre en el presente siglo como la ciencia de mayor desarrollo y trascendencia para la humanidad.

Darwin expresó: “Todos los seres que han vivido sobre la Tierra descienden de alguna forma primordial”. Esta es la subteoría de la ascendencia común que está contenida en la teoría darwiniana original.

La genética y la biología molecular surgidas en las últimas décadas están ofreciendo nuevas evidencias de la evolución biológica, lo que constituye la confirmación en el nivel genético y molecular de aquello que Darwin consignó en su Teoría.

La investigación contemporánea de la evolución está orientada a explicar los hechos evolutivos sobre la base de las evidencias biomoleculares. Los pinzones de Galápagos -que fueran el prototipo de evolución por irradiación adaptativa que condujo a la formación de nuevas especies cada una con diferente forma y tamaño del pico-, son ahora estudiados en el nivel genético y molecular.

Se ha llegado a identificar los genes responsables de algunas de las formas de pico en los pinzones de Galápagos. Dos investigadores de la universidad de Harvard: Abzhanov & Tabin, encontraron que cuando el gen de una proteína BMP4 se expresa en la quijada de un embrión de un pinzón en crecimiento, el pico se hace más ancho y alto. Este gen se expresa en forma más intensa en pinzón más grande de la especie que usa el pico para abrir semillas y nueces grandes. En cambio en otros pinzones el gen se expresa en la proteína llamada calmodulina la cual es responsable de la formación del pico más largo y delgado - como el que tiene el pinzón de los cactos Geospiza conirostris-, que lo emplea para buscar semillas en los frutos de cacto. Así, ahora es posible demostrar cómo interviene la selección natural moldeando y modificando la molécula de ADN contenida en los genes; cómo tiene lugar la expresión de los genes; cómo el organismo se adapta a las condiciones particulares del ambiente.

Si lo que ha sido posible comprobar en los pinzones de Galápagos es sorprendente, lo es mucho más el saber que fenómenos similares operan en otros organismos como los peces cíclidos que habitan lagos y ríos del Gran Valle del Rift en África. En estos peces de agua dulce la misma proteína MBP4 que origina el crecimiento del pico de los pinzones, produce también el desarrollo de las mandíbulas fuertes de algunas especies de peces que se alimentan caracoles, para lo cual requieren de mandíbulas fuertes que les permita romper las conchas.

En otros grupos zoológicos: el gen FOXP2 que es esencial para el desarrollo del habla en las personas al favorecer los movimientos rápidos de los labios y la lengua actúa también en el canto de las aves; una mutación de este gen produce defectos en la pronunciación en humanos y su alteración en las aves reprime la expresión natural y altera el canto del ave.

Los genes del complejo HOX se encarga de organizar el eje antero-posterior de todos los animales de simetría bilateral, pero también el eje próximo distal de los miembros de los vertebrados, desde las aletas de los peces óseos hasta las patas de los tetrápodos: anfibios, reptiles, aves y mamíferos. El gen PAX6 dirige la formación de los ojos en cefalópodos, insectos y mamíferos, aunque los ojos sean muy diferentes entre ellos.

Esto lleva a la siguiente conclusión: la enorme diversidad morfológica de los animales está generada por un número muy reducido de sistemas de genes, lo que se ha denominado: “caja de herramientas genéticas” que es un recurso utilizado repetidamente para la construcción del cuerpo de los animales; pero a la vez pequeñas variaciones (vía mutaciones) de estos genes pueden originar cambios importantes en la morfología animal, lo que podría explicar las transformaciones macroevolutivas.

De todo esto se concluye que las estructuras presentes en los organismos de diferentes especies obedecen a la información contenida en genes similares y son el producto de mecanismos de expresión génica muy parecidos. Ni siquiera la especie humana tiene genes únicos.