Científicos españoles descubren un 'superpoder' evolutivo que desafía las teorías de Darwin

Durante más de un siglo y medio, la visión evolutiva propuesta por Charles Darwin en 'El origen de las especies' (1859), ha sido la piedra angular de nuestra comprensión de la vida en la Tierra. Para Darwin, la evolución era un proceso lento y continuo, una acumulación imperceptible de pequeñas variaciones genéticas que, a lo largo de eones, terminaban por dar forma a nuevas especies. Sin embargo, incluso el propio Darwin se topó con un escollo para su teoría: el registro fósil. Si la evolución era tan gradual, ¿dónde estaban los 'eslabones perdidos', esas formas intermedias que deberían estar, pero que no estaban, por todas partes en el archivo geológico? Su respuesta, aunque ingeniosa, dejaba un regusto de incomodidad: el registro fósil, decía Darwin, está incompleto, como un libro al que le faltan la mayoría de sus páginas.

Fueron precisamente esas grandes lagunas en el registro fósil las que, en 1972, llevaron a los paleontólogos Stephen Jay Gould y Niles Eldredge a proponer una idea audaz y provocadora: el equilibrio puntuado. Lejos de la progresión lineal propuesta por Darwin, esta teoría alternativa sugiere que las especies permanecen estables durante largos periodos de tiempo, sin apenas cambios, para luego experimentar 'saltos' evolutivos repentinos y rápidos.

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Estos grandes cambios, además, ocurrirían en poblaciones pequeñas y aisladas, fuera del alcance del radar de los paleontólogos, lo que explicaría la escasez de formas intermedias en el registro fósil. Un ejemplo clásico que a menudo se cita para ilustrar el equilibrio puntuado es la evolución de los trilobites, artrópodos marinos extintos. En algunas secuencias fósiles, las especies de trilobites aparecen y permanecen morfológicamente estables durante millones de años, para luego ser reemplazadas abruptamente por nuevas especies sin que en medio se observen formas de transición claras.

A pesar de que el equilibrio puntuado ha ganado adeptos y de que algunos hallazgos fósiles parecen respaldar la idea, la comunidad científica sigue manteniendo un debate activo: ¿se trata de una regla general de la evolución o de una simple pero llamativa excepción? Hasta ahora, la balanza se ha inclinado claramente hacia el gradualismo darwiniano, que además ha encontrado un sólido respaldo en la genética molecular moderna, el llamado neodarwinismo, que explica la evolución a través de mutaciones aleatorias en el ADN y la selección natural en las poblaciones.

Ahora, el nuevo estudio acaba de reavivar el debate. Y no es para menos. Liderado por la investigadora Rosa Fernández, en efecto, el equipo ha conseguido, por primera vez, identificar un mecanismo de reorganización genómica masiva que podría haber sido clave en uno de los episodios más trascendentales de la historia de la vida: la transición de los animales del océano a la tierra firme hace más de 200 millones de años.

El protagonista de esta historia es un gusano marino. Estos modestos anélidos, parientes lejanos de nuestras lombrices de tierra comunes, decidieron un buen día aventurarse fuera de su hogar acuático. Y lo que les sucedió a nivel genético fue, simplemente, asombroso. El equipo de Fernández logró secuenciar, con una precisión comparable a la del genoma humano, los genomas de varias lombrices de tierra, y los compararon después con los de especies de anélidos estrechamente relacionadas, como las sanguijuelas y los poliquetos marinos. Hasta ahora, la falta de genomas completos de alta calidad había limitado los estudios evolutivos a pequeña escala, a la observación de un puñado de genes. Pero esta nueva y completa 'biblioteca genómica' ha permitido a los científicos observar por vez primera cambios macroevolutivos no en unos pocos genes, sino en el genoma completo de estos gusanos, permitiéndoles «viajar en el tiempo» con una exactitud sin precedentes hasta los ancestros de estas especies hace 200 millones de años.

Y lo que encontraron dejó perplejos a los investigadores. Lejos de una transformación gradual, en efecto, el genoma de los anélidos marinos sufrió una reorganización tan drástica que se volvió casi irreconocible. «La enorme reorganización de los genomas observada en los gusanos al pasar del océano a tierra firme -afirma Fernández-, 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».

Podemos imaginar el genoma como un grueso 'libro de instrucciones' que permite construir y hacer 'funcionar' un organismo. En la mayoría de las especies que conocemos, desde las humildes esponjas hasta los complejos mamíferos, ese libro, aunque pueda tener pequeñas erratas o cambios de páginas, mantiene su estructura fundamental. Es decir, los genes tienden a permanecer en los mismos 'capítulos' o 'párrafos', sea cual sea la especie. Sin embargo, en estos gusanos marinos el equipo descubrió que su genoma se hizo, literalmente, pedazos, para volver después a ensamblarse de forma aleatoria. Es como si el libro de instrucciones se hubiera desencuadernado y luego se hubiera vuelto a componer, pero con las páginas en un orden caótico. «Todo el genoma de los gusanos marinos - prosigue Fernández- se rompió y luego se reorganizó de forma completamente aleatoria, en un período muy corto a escala evolutiva». Totalmente incrédulos, los científicos repitieron los análisis una y otra vez para comprobar sus increíbles resultados.

Llegados a este punto, la pregunta obvia es: ¿cómo pudo una deconstrucción genética tan radical no conducir a la extinción? La clave, sugiere el estudio, podría residir en la estructura tridimensional del genoma de estos gusanos. Sus cromosomas, de hecho, son mucho más flexibles que los de los vertebrados y otros organismos. Flexibilidad que podría haber permitido que genes que se encontraban en diferentes partes del genoma cambiaran de lugar y, asombrosamente, siguieran funcionando juntos.

Los investigadores proponen que estos cambios masivos en el ADN pudieron haber sido una estrategia de adaptación ultrarrápida a las nuevas y desafiantes condiciones de la vida terrestre. Reorganizar así sus genes habría permitido a estas primitivas criaturas responder con rapidez a retos inéditos, como la necesidad de respirar aire o la exposición directa a la radiación solar. El estudio incluso plantea la fascinante idea de que los 'reajustes' no solo movieron genes, sino que unieron fragmentos que antes estaban separados, creando lo que los científicos denominan 'quimeras genéticas'. Nuevas combinaciones de ADN que habrían sido el motor de su evolución, un verdadero 'superpoder' que les permitió prosperar en un entorno completamente nuevo. En palabras de Fernández, «podría parecer que ese desorden llevaría a la extinción del linaje, pero puede que algunas especies sí que basaran su éxito evolutivo en ese superpoder».

Lo que hace aún más intrigante el descubrimiento es que este fenómeno de reorganización extrema del genoma no resulta del todo desconocido para la ciencia. De hecho, se ha observado repetidamente en la forma en que el cáncer se desarrolla en humanos. Bajo el término 'cromoanagénesis', de hecho, se agrupan varios mecanismos que implican la ruptura y posterior reorganización de cromosomas en las células cancerosas. Los cambios que se aprecian en estas células tumorales son sorprendentemente similares a los observados en el estudio de Fernández y sus colegas en los gusanos de tierra.

Existe, sin embargo, una diferencia crucial. Y radica en el hecho de que, mientras en los gusanos estas rupturas y reorganizaciones genómicas son toleradas y aparentemente les confieren una ventaja evolutiva, en los humanos suelen ser causa de enfermedades graves y a menudo mortales. Por eso, los resultados de esta investigación no solo nos ofrecen una nueva perspectiva sobre la evolución, sino que abren la puerta a una mejor comprensión de la potencia de este mecanismo genómico radical, con posibles implicaciones para la salud de millones de personas.

No cabe duda de que el trabajo de Fernández y su equipo ha reavivado uno de los debates científicos más apasionantes de nuestro tiempo, aunque aportando un nuevo matiz. La investigadora, en efecto, subraya que las visiones de Darwin y Gould, lejos de ser excluyentes, no solo son compatibles, sino complementarias. «Aunque el neodarwinismo -señala Fernández- 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». Episodios como la explosión inicial de la vida animal en los océanos hace más de 500 millones de años (la famosa 'explosión cámbrica') o, precisamente, la transición de la vida del mar a la tierra. «Aquí es donde la teoría del equilibrio puntuado podría aportar respuestas», añade la investigadora.

El hallazgo, además, sugiere que la estabilidad de la estructura genómica lineal -es decir, que los genes se mantengan más o menos en el mismo lugar en diferentes especies- podría no ser algo tan inmutable como se creía. De hecho, la estabilidad podría ser la excepción y no la regla en el reino animal, donde un genoma 'más fluido' podría ser la clave del éxito para muchas especies.

En el futuro, una exploración más profunda de la arquitectura genómica de otros invertebrados poco estudiados promete arrojar luz sobre los intrincados mecanismos genómicos que dan forma a la evolución de las especies. «Hay una gran diversidad que desconocemos, escondida en los invertebrados -concluye Fernández-. Su estudio podría aportarnos nuevos descubrimientos inesperados sobre la diversidad y plasticidad de la organización genómica, y llevarnos a romper dogmas sobre cómo creemos que están organizados los genomas».