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El gen que encendió la mente de Darwin

Javier Sampedro, Materia, febrero 11 de 2015

Científicos suecos analizan 120 genomas de las 15 especies de pinzones de Darwin, y revelan la variante genética crucial para la variación de la forma del pico.

Los pinzones de las islas Galápagos son el icono por excelencia de la biología evolutiva, porque fue el hecho de que su pico tuviera una forma muy distinta en cada isla lo que reveló a Charles Darwin, durante la expedición del Beagle en la década de 1830, que las especies no eran estables, sino que variaban bajo las distintas presiones del entorno. Científicos suecos han analizado 120 genomas que incluyen las 15 especies existentes de esos pájaros, y han revelado así el gen crucial para la variación de la forma del pico.

Se llama ALX1, fue descubierto en la mosca y también afecta a los rasgos faciales humanos. Una singular solución al enigma que encendió la mente de Darwin y, por tanto, dio la salida a la teoría que fundó la biología moderna. Los aniversarios no son más que fetiches, pero Leif Andersson y sus colegas de la Universidad de Uppsala (Suecia), en colaboración con biólogos evolutivos de Princeton (Estados Unidos), se complacen en subrayar que este jueves hace justo 206 años del nacimiento de Darwin. Su trabajo se publica en el artículo principal de la revista Nature.

"Cuando me fijo en esas islas", anotó Darwin en su diario en julio de 1836, en referencia a las Galápagos, "todas a la vista unas de otras y moradas por esos pájaros que solo difieren un poco en estructura y que ocupan el mismo lugar en la naturaleza, debo sospechar que son variedades... Tales hechos socavan la estabilidad de las especies".

El caso de los pinzones de las Galápagos, como el de otros animales de esas islas, es un ejemplo de lo que hoy se denomina una "radiación adaptativa". El ancestro de todas esas variedades de pinzones llegó del continente hace dos millones de años, más o menos cuando los primeros Homo erectus evolucionaron en África. Su separación en poblaciones relativamente aisladas en las distintas islas —lo que restringió el flujo genético entre ellas— y el hecho de que la ecología de cada isla les impusiera un estilo de vida, y unas necesidades alimentarias algo distintas, se conjuraron para que los pinzones originales se hayan dividido en 15 especies distintas en solo dos millones de años.

Uno de los resultados del extenso estudio genómico de los científicos de Uppsala es que, de forma algo paradójica, el aislamiento entre islas, nunca fue completo y que, de hecho, las ocasionales hibridaciones entre los pinzones de unas islas y otras han sido fundamentales para la aparición de algunas nuevas especies. Los cruces entre islas no son la norma —en algunos casos se puede trazar el origen de una nueva variedad a un suceso de hibridación concreto y fechado hace un millón de años—, pero han sido importantes para la evolución de nuevas formas.

Las variaciones entre unos pinzones y otros afectan a todo el cuerpo, y también a rasgos como el comportamiento y el tipo de canto, pero son particularmente llamativas en la forma del pico. Este fue el rasgo que llamó la atención de Darwin. Y también es el que permite a estos pájaros alimentarse de fuentes tan dispares como semillas, insectos, el néctar de las flores de un cactus local o incluso la sangre de las iguanas, que también era un recurso abundante en algunas de las islas. De ahí que Andersson y sus colegas hayan puesto un énfasis especial en la genética del pico.

Los investigadores han comparado los genomas de las dos especies con los picos más romos y las dos especies con los picos más puntiagudos. La comparación reveló 15 zonas del genoma sospechosas, y seis de ellas ya habían sido asociadas por estudios anteriores con genes implicados en el desarrollo cráneofacial. El gen ALX parece ser el más significativo de todos, porque los investigadores han podido asociar sus variaciones no sólo a las diferencias de forma del pico entre unas especies y otras, sino incluso entre los individuos dentro de una sola especie.

El gen ALX —o mejor, el primer miembro de su familia— fue descubierto en la mosca Drosophila melanogaster, el organismo modelo de la genética del desarrollo. Su nombre viene por un camino tortuoso de aristaless, porque en la mosca algunas de sus variantes eliminan la arista, uno de los segmentos de la antena. Y pertenece a una noble familia genética, los genes con homeobox (de ahí la X), que en muchos casos organizan la forma del cuerpo y de cada de una de sus partes, y de una manera que tiene asombrosas invariantes en todos los animales, incluido el lector.

Las ocasionales hibridaciones entre los pinzones de unas islas y otras han sido fundamentales para la aparición de algunas nuevas especies

El gen ALX tiene, de hecho, una función esencial en el desarrollo cráneofacial de todos los vertebrados, y sus mutaciones nulas (las que eliminan por completo su función) causan malformaciones frontonasales en nuestra especie, entre otros graves defectos de nacimiento. Andersson sospecha que otras variaciones más suaves del gen están detrás de la impresionante diversidad facial entre las personas". Al final, todos acabamos retratados por el pico. Un largo recorrido para los humildes pájaros que Darwin estudió en las islas Galápagos en una de las páginas más brillantes de la historia de la biología.

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