¿Significa esto que comenzamos como animales y nos convertimos en humanos debido a errores de «copiar y pegar»?

El sorprendente descubrimiento sobre genes ancestrales en animales puede hacerle repensar los roles y funciones de los genes

Hace más de 700 millones de años, se desarrolló un momento crucial en la historia evolutiva con la aparición de una criatura rudimentaria con una orientación frontal, posterior y de arriba hacia abajo definida.

Aunque modesto para los estándares actuales, este organismo primitivo marcó un paso transformador al establecer el plan corporal fundamental que sirve como modelo para una gran cantidad de animales complejos, incluidos los humanos.

Esta criatura invisible, que vivió en los antiguos mares de la Tierra, fue el último ancestro común de los bilaterales: una vasta colección que incluye vertebrados (como peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos) e invertebrados (que incluyen insectos, artrópodos, moluscos, gusanos, equinodermos y más).

Un estudio reciente liderado por investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona arroja luz sobre la herencia genética de este antiguo progenitor.

Al analizar 20 especies bilaterales diferentes, desde humanos hasta tiburones, moscas efímeras, ciempiés y pulpos, el equipo descubrió más de 7.000 grupos de genes que se remontan a este anteoso evolutivo.

El estudio, publicado en la revista Nature Ecology and Evolution, destaca el papel de los eventos de duplicación de genes que ocurrieron hace cientos de millones de años.

Sorprendentemente, el estudio reveló que aproximadamente la mitad de estos genes antiguos fueron reutilizados por animales, específicamente para funciones especializadas en ciertas partes del cuerpo, especialmente en el cerebro y los tejidos reproductivos. Este descubrimiento no es inesperado porque normalmente, los genes antiguos y conservados son responsables de funciones fundamentales y esenciales necesarias en todo el cuerpo.

Tras un examen más detenido, los investigadores identificaron una secuencia de errores accidentales de «copiar y pegar» durante la evolución de los bilaterales. Por ejemplo, se produjo un momento crucial temprano en la historia de los vertebrados cuando un grupo de genes específicos de tejido surgió junto con dos eventos significativos de duplicación de todo el genoma.

Esto permitió a los animales mantener una sola copia para funciones esenciales mientras utilizaban la copia duplicada como material para la innovación evolutiva. Estos acontecimientos evolutivos, que se producen a diversas escalas, han sido un fenómeno constante en todo el linaje evolutivo bilateral.

«Nuestros genes son como una vasta biblioteca de recetas que pueden cocinarse de manera diferente para crear o cambiar tejidos y órganos», explica la autora Federica Mantica.

“Imagínese terminar con dos copias de una receta de paella por error. Puedes conservar y disfrutar la receta original mientras Evolution modifica la copia adicional para hacer risotto.

«Imagínese ahora que se copia todo el recetario -dos veces- y las posibilidades que esto abre para la evolución. El legado de estos acontecimientos, que tuvieron lugar hace cientos de millones de años, sigue vivo en la mayoría de los animales complejos de hoy».

Los autores del estudio descubrieron varias capacidades nuevas, específicas de los tejidos, habilitadas por la especialización de estos genes antiguos. Por ejemplo, los genes TESMIN y grave, que descendían del mismo ancestro, continuaron desempeñando cada uno una función distinta en los testículos tanto de insectos como de vertebrados. El hecho de que las mutaciones en estos genes puedan alterar la producción de esperma y, por tanto, influir en la fertilidad en moscas de la fruta y ratones resalta la importancia de estos genes.

La especialización de genes ancestrales también proporcionó algunos de los componentes básicos para el surgimiento de sistemas neuronales sofisticados. Por ejemplo, los científicos han descubierto genes que son cruciales para las vainas de mielina que rodean las células nerviosas en los vertebrados, que son necesarias para la rápida transmisión de señales nerviosas.

También descubrieron FGF17 en humanos, que se cree que es crucial para preservar las capacidades cognitivas en la vejez.

La capacidad de los insectos para volar se debe en parte a la especialización de ciertos genes en sus músculos y epidermis para producir una cutícula. Otros genes de la piel de los pulpos han desarrollado especializaciones para la percepción de la luz, lo que les ayuda a mezclarse con su entorno, cambiar de color e interactuar entre sí.

Al examinar la evolución de las especies a nivel de tejido, la investigación muestra que las variaciones en el uso de genes en diversas regiones del cuerpo han contribuido significativamente a la aparición de rasgos nuevos y distintivos en los animales.

En otras palabras, cuando los genes comienzan a trabajar en determinados tejidos, pueden provocar la creación de nuevas características físicas o talentos, y por tanto contribuir a la evolución de los animales.

Este nuevo trabajo «nos hace repensar los roles y funciones que tienen los genes», añade el profesor de investigación ICREA Manuel Irimia, coautor.

«Esto nos muestra que genes que son cruciales para la supervivencia y que se han conservado durante millones de años también pueden adquirir fácilmente nuevas funciones en la evolución. Refleja el acto de equilibrio de la evolución entre preservar roles vitales y explorar nuevos caminos».

Fuente:10.1038/s41559-024-02398-5

Crédito de la imagen: Gettyimages