Sin esta criatura, los humanos no existirían (ni tampoco la mayoría de los animales)

Ahí tenemos, por ejemplo, a LUCA, el último antepasado común (Last Ultimate Common Ancestor), que hace más de 4.000 millones de años inauguró nuestra forma de estar vivos, con una información genética bien empaquetada y fácil de transmitir de una generación a otra. O, más recientemente, hace unos 500 millones de años, ahí está también Picaia, la primera criatura que, en un mundo de invertebrados, 'estrenó' la exitosa fórmula de tener los huesos dentro del cuerpo, sin la que ningún vertebrado existiría.

Y ahora, un equipo internacional de científicos, capitaneados por investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG), en Barcelona, acaba de revelar en 'Nature Ecology and Evolution' cómo una sencillísima criatura que vivió hace 700 millones de años y que fue el antepasado de todos los seres 'bilaterales', estableció un 'plan corporal' y un legado genético que ha influido significativamente en la trayectoria evolutiva de los animales complejos a través de la adaptación especializada de genes antiguos.

La extraordinaria criatura, de hecho, fue la primera en tener un frente y una espalda, una parte superior y otra inferior. Desde nuestra perspectiva actual puede parecer algo sin importancia, pero en aquél momento, esa innovadora adaptación fue algo revolucionario y estableció un plan corporal básico que, mucho más tarde, todos los animales, incluidos los humanos, heredamos.

Aquel animal vivió en los antiguos océanos de la Tierra, probablemente arrastrándose por el fondo marino. Y es el último ancestro común de todos los seres 'bilaterales', un enorme 'supergrupo' que incluye tanto a vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos), como a invertebrados (insectos, artrópodos, moluscos, gusanos, equinodermos, etc).

En su artículo, y gracias al estudio de 20 especies bilaterales diferentes, incluida la humana, los investigadores explican que a día de hoy es posible rastrear más de 7.000 diferentes grupos de genes procedentes de aquél lejano ancestro común. Sorprendentemente, casi la mitad de todos estos genes han sido reutilizados por numerosos animales y usados en partes específicas del cuerpo, especialmente en el cerebro y en los órganos reproductivos.

Al observar más de cerca, los investigadores hallaron que la 'culpa' de ello se encuentra en una serie de errores fortuitos en el 'corta y pega' genético durante la evolución de la bilateralidad. Por ejemplo, hubo un momento significativo en los inicios de la historia de los vertebrados, en el que un grupo de genes específicos de tejido apareció por primera vez coincidiendo con dos eventos de duplicación del genoma completo. De este modo, los animales podían conservar una copia para las funciones fundamentales, mientras que la segunda copia podía usarse como materia prima para la innovación evolutiva. Acontecimientos como estos, en diversos grados y escalas, ocurrieron constantemente a lo largo del árbol evolutivo bilateral.

«Nuestros genes -explica Federica Mantica, primera firmante del artículo- son como una vasta biblioteca de recetas que se pueden preparar de forma diferente, para crear o cambiar tejidos y órganos. Imaginemos que por accidente acabamos obteniendo dos copias de una receta de paella. Podemos conservar y disfrutar la receta original mientras la evolución modifica la copia adicional para que en su lugar haga risotto. Ahora imaginemos que se copia todo el recetario –dos veces– y las posibilidades que eso 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 la actualidad».

Mantica y sus colegas encontraron muchos ejemplos de nuevas funciones específicas posibles gracias a la especialización de estos genes ancestrales. Por ejemplo, los genes TESMIN y tomb, que se originaron a partir del mismo ancestro, acabaron desempeñando de forma independiente un papel especializado en los testículos tanto de vertebrados como de insectos. Su importancia se destaca por el hecho de que los problemas con estos genes pueden alterar la producción de esperma, afectando la fertilidad tanto en ratones como en moscas de la fruta.

La especialización de estos genes ancestrales también sentó algunas bases para el desarrollo de sistemas nerviosos complejos. Por ejemplo, en los vertebrados, los investigadores encontraron genes críticos para la formación de vainas de mielina alrededor de las células nerviosas, que son esenciales para la transmisión rápida de señales. En humanos, también identificaron FGF17, que se cree que desempeña un papel importante en el mantenimiento de las funciones cognitivas en la vejez.

De este modo, el estudio demuestra que los cambios en la forma en que se utilizan los genes en diferentes partes del cuerpo han jugado un papel importante en la creación de características nuevas y únicas en los animales. En otras palabras, cuando los genes comienzan a actuar en tejidos específicos, pueden conducir al desarrollo de nuevos rasgos o habilidades físicas, lo que en última instancia contribuye a la evolución animal.

«Nuestro trabajo -concluye Manuel Irimia, coautor del artículo- nos hace repensar los roles y funciones que desempeñan los genes. Nos muestra que genes que son cruciales para la supervivencia y que se han conservado durante millones de años también pueden adquirir muy fácilmente nuevas funciones en la evolución. Refleja el acto de equilibrio de la evolución entre la preservación de funciones vitales y la exploración de nuevos caminos».