Mediante el uso de sofisticados modelos de datos genómicos de diversas especies, investigadores de Yale han respondido una pregunta de larga data sobre cuál de los modelos de evolución en competencia funciona mejor.
Su investigación sugiere que el modelo del «castillo de naipes» —según el cual las mutaciones con grandes efectos reorganizan eficazmente el mazo genómico— explica mejor los procesos evolutivos que la teoría de que las especies experimentan la acumulación de muchas mutaciones con efectos pequeños.
«Descubrimos que este modelo se aplica a lo largo de vastos períodos evolutivos: en levaduras, gusanos y moscas», dijo Jeffrey Townsend, profesor asociado de bioestadística y ecología y biología evolutiva, y autor principal del estudio publicado en la revista Molecular Biology and Evolution.
El estudio evaluó tres modelos clásicos sobre cómo los organismos se mantienen estables a lo largo del tiempo ante la presencia de mutaciones y selección. El análisis evaluó específicamente los efectos de estas fuerzas sobre la expresión génica, reconocida desde hace décadas como un componente clave del cambio evolutivo.
Por supuesto, Darwin no sabía nada sobre los genes cuando formuló su teoría acerca de cómo la selección natural preserva los rasgos que favorecen la supervivencia de los organismos. Una vez descubierto el papel crucial de los genes, la mayoría de los biólogos evolutivos conjeturó que las mutaciones aleatorias en los genes se preservaban en las poblaciones cuando ayudaban a un organismo a sobrevivir o reproducirse. Como las mutaciones con grandes efectos casi siempre son fatales para el organismo, un modelo clásico sostiene que la mayoría debe tener efectos pequeños y que muchas tendrían que acumularse para crear nuevos rasgos y formas.
Otra teoría plantea lo contrario: que las mutaciones no provocan pequeños cambios en la aptitud, sino que desencadenan una cascada de cambios: el «castillo de naipes» evolutivo. Una tercera teoría es aún más sencilla: que las mutaciones no tienen ningún efecto sobre la aptitud. Los descubrimientos recientes sobre cómo pequeños fragmentos de material genético regulan la expresión de grandes redes de genes reforzaron el interés en el modelo del «castillo de naipes», pero solo ahora se ha demostrado con éxito que la teoría se aplica a diversos organismos a escala genómica.
«Estos modelos existen desde hace décadas, pero, por primera vez, la nueva tecnología nos permite recopilar datos para poner a prueba qué modelo es fundamental para el proceso de evolución», dijo Townsend.
Andrea Hodgins-Davis y Daniel P. Rice, de Yale, son coautores del estudio.
Este artículo se publica en colaboración con Yale News. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Bill Hathaway es escritor de Yale News.
Imagen: Ema Elsa, una rinoceronte negra de nueve años, recibe caricias de su cría recién nacida. REUTERS/Phil Noble.
