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Desvelar los secretos genéticos sobre cómo evoluciona la vida

Los rasgos genéticos que parecen complejos pueden, de hecho, evolucionar fácilmente y los cambios genéticos entre especies pueden acelerar el proceso evolutivo. Estos hallazgos innovadores podrían revolucionar nuestro entendimiento de la vida en el planeta.

Investigación fundamental

La selección natural es un proceso que provoca, con el paso del tiempo, cambios en las características de una especie. Algunas personas están mejor adaptadas a su entornos debido a sus genes. Dichas personas sobrevivirán y se reproducirán mejor y, en consecuencia, sus genes estarán presentes en más personas en la generación siguiente. «Un excelente ejemplo de selección natural que actúa de forma rápida es el surgimiento de las bacterias resistentes a los antibióticos», indica Pascal-Antoine Christin, coordinador del proyecto ComplEvol y beneficiario de una beca de investigación en la Universidad de Sheffield (el Reino Unido). «Cuando se administran los antibióticos, las bacterias que portan genes resistentes serán las únicas que producirán nuevos individuos. Posteriormente, se incrementará muy rápido la frecuencia de esta resistencia». A pesar de que los científicos tienen una comprensión extraordinaria sobre cómo funciona la selección natural, se sabe mucho menos del proceso mediante el cual emergen los rasgos que tienen una complejidad impresionante. Por ejemplo, algunos rasgos ofrecen una ventaja solo cuando confluyen muchos elementos.

Explicación de la evolución de las plantas

En el proyecto ComplEvol, Christin se centró en lograr una mejor comprensión sobre cómo evolucionó un proceso vegetal complejo denominado fotosíntesis C4. Tal y como explica Christin: «Las plantas desarrollaron la fotosíntesis C4 para adaptarse a atmósferas con bajos niveles de CO2 que han predominado durante los últimos treinta millones de años. «Sin embargo, el rasgo C4 ofrece una ventaja solo cuando muchas enzimas actúan juntas. Entonces, ¿cómo sucedió eso?». Christin y su equipo estudiaron el origen de la fotosíntesis C4 en la especie gramínea «Alloteropsis semialata». Christin añade: «Nos centramos en esta especie gramínea, en parte, porque desarrolló la fotosíntesis C4 hace relativamente poco. La especie sigue teniendo individuos sin este rasgo. Hemos podido tomar muestras desde dentro de los grupos C4 y no C4, además de llevar a cabo análisis comparativos». Christin fue capaz de demostrar que la fotosíntesis C4 puede surgir a través de unas pocas modificaciones. «Los individuos C4 solo contienen unos pocos genes y cambios celulares que les falta a las plantas no C4. Solo se necesitan unos pocos cambios para que se aparezca la fotosíntesis C4. Posteriormente, la selección natural actúa para mejorar el rasgo y hace que sea progresivamente más complejo y eficiente», afirma. El proyecto, que recibió el apoyo del Consejo Europeo de Investigación, también destacó la importancia de los cambios genéticos para la evolución de rasgos complejos. Christin descubrió que algunos genes necesarios para la fotosíntesis C4 fueron «robados» de otras especies vegetales, lo que aceleró el proceso evolutivo.

Comprender los procesos evolutivos

Los hallazgos del proyecto pueden ser extremadamente importantes. Los cultivos y las gramíneas que usan la fotosíntesis C4 dominan las regiones tropical y subtropical e incluyen el maíz, la caña de azúcar, el sorgo y el mijo. Según afirma: «Eso muestra que, en realidad, los rasgos con una impresionante complejidad pueden evolucionar fácilmente. Gran parte de su complejidad proviene de cambios que se han acumulado en el marco de acciones reiteradas de selección natural». Ahora, se profundizará más en este descubrimiento fascinante. Tal y como explica Christin: «Para entender la repercusión ecológica de cada elemento de C4, planeamos la hibridación de individuos de “Alloteropsis semialata” C4 y no C4. Su descendencia solo tendrá algunas partes de su C4 madre. Eso nos permitirá evaluar cómo esos rasgos individuales afectan a la supervivencia de las plantas ante la ausencia de otras partes C4». Christin también está interesado en determinar hasta qué punto se intercambia material genético entre las especies. «¿Eso ocurre en todas las especies o solo en algunas? Son cuestiones muy importantes para que entendamos la evolución, pero también tienen repercusiones en el ámbito de la agronomía», añade.

Palabras clave

ComplEvol, genética, evolucionar, genes, antibióticos, cultivos, fotosíntesis, genética, evolutivo

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