La neo-ortogénesis III
2. Principio de mutación
Tal y como deja claro Lynn Margulis en todas sus obras, la simbiosis y la cooperación
(fusión o unión) tiene mucha más importancia en la evolución que la mutación al
azar y la acción disgregadora de la selección natural. La simbiogénesis es un mecanismo
mediante el cual dos organismos que viven en simbiosis desarrollan una
asociación permanente, de tal manera que no pueden sobrevivir uno sin el otro y
se integran formando un nuevo organismo quimérico.
En 1967 Lynn Margulis postuló el
origen simbiótico de la célula eucariota mediante la asociación de varios tipos
de bacterias. Esta teoría, que vino a llamarse «Teoría
de la endosimbiosis seriada» es comúnmente aceptada hoy para
explicar el origen de algunos orgánulos celulares, como mitocondrias y plastos,
aunque soporta bastantes críticas para ser aceptada, tal y como sostiene
Margulis, como principal motor evolutivo.
Margulis se enfrenta directamente a las bases de
la Teoría Sintética de la Evolución, criticando su motor evolutivo. Para la
bióloga estadounidense, la acumulación de mutaciones no es fuente de
especiación, sino de empobrecimiento y extinción. El verdadero motor evolutivo
es la simbiogénesis, y los protagonistas no son los genes, sino las bacterias.
Ellas son los verdaderos artífices de la biodiversidad y complejidad biológica.
Además de los consabidos líquenes, micorrizas y
orgánulos celulares como mitocondrias y plastos, se han descrito fenómenos de
simbiogénesis en platelmintos marinos del género Convoluta,
los cuales incluyen al menos tres especies: C.
roscoffensis, verde y fotosintético, alberga algas verdes del
género Platymonas en sus células; C.
paradoxa, pardo y fotosintético presenta diatomeas; y C.
convoluta, sin color, no tiene simbiontes y es heterótrofo
(González, 2006)
Margulis y Sagan (1999) proponen una
primera fusión entre las arqueobacterias fermentadoras y las eubacterias
nadadoras para dar lugar a los protocistas anaeróbicos;
una segunda fusión entre estos y las eubacterias aeróbicas para dar lugar
a las células con núcleo; y una
tercera fusión entre estas y las cianobacterias fotosintéticas para
dar lugar a las algas unicelulares. En la
actualidad, se ha impuesto la idea de que todos los animales superiores, entre
los que se encuentra el hombre, proceden de una gran mutación por
endosimbiosis.
Modelos
quiméricos del origen de Eukarya.12 13 Arriba: 1-Fusión, 2-Simbiosis,
3-Ingestión y endosimbiosis. Abajo: Teoría de la endosimbiosis serie: 4-Fusión
de una arquea y una espiroqueta, 5-Adquisición de mitocondrias. 6-Adquisición
de cloroplastos. Fuente: Wikipedia
Si bien la evolución gradual por selección natural tiende a la disgregación de
las partes, la Evolución
progresiva por saltos consiste
precisamente en lo contrario: la unión de las partes. “Parece evidente que la unión de las partes (dos células sin núcleo) dio
lugar a la célula con núcleo. Parece evidente que la unión de las partes (dos
células, o más, con núcleo) dio lugar a los pluricelulares. Y empieza a ser
evidente que la unión de las partes dio lugar, incluso, a los vertebrados: en
este caso, por medio de genes duplicados en el genoma y posteriores mutaciones
independientes”, sostiene Domenech.
La
evolución de los vertebrados se produce por poliploidía, un fenómeno por el cual se originan células,
tejidos u organismos con tres o más juegos completos de cromosomas de la misma
o distintas especies o con dos o más genomas de especies distintas. Tales
células, tejidos u organismos se denominan poliploides. Es uno de los pocos
casos de saltacionismo confirmados. Parece ser que los invertebrados sólo
poseen una copia de genes Hox, mientras que los peces sin mandíbula
poseen una doble copia producida por duplicación génica. Los peces mandibulados
poseen cuatro complejos Hox, producidos por duplicación de la
anterior, al igual que los tetrápodos derivados de estos, todos los cuales
poseen cuatro copias.
Los
peces mandibulados poseen cuatro complejos Hox
Los
primeros tetrápodos
Se piensa que estas poliploidías
continuaron y que los ancestros de los peces teleósteos tenían 8
complejos Hox, lo que explicaría por qué algunos peces actuales
poseen esas 8 copias (como el pez cebra). La mayor parte de los peces actuales
poseen cuatro copias, obtenidas por pérdida de la mitad de las ocho copias
ancestrales. Una vez más, la reducción de genes, más frecuente de lo que se
cree, va acompañada de simplificación y regresión morfológica, tal y como
sucede con el pez Fugu, en el que se reduce la pelvis y las
costillas (Aparicio, 2000).
Stephen Jay
Gould, junto con Niles Eldredge, tuvieron que rescatar antiguas
teorías, como la teoría de la mutación que
antaño defendieran Hugo de Vries, o la teoría de la "mutación negativa" o inhibición de genes de William
Bateson, la teoría de la
"hibridación creativa” de J. P. Lotsy o Goldschmidt y su teoría del "monstruo prometedor", entre muchos otros, fueron
tenidos en cuenta para elaborar la teoría del equilibrio puntuado, según la cual
la evolución consiste en cambios bruscos seguidos de grandes períodos de
estabilidad, redescubre el saltacionismo de antaño, cuyo nombre
reivindicamos, en honor de tan ilustres científicos.
Tanto la teoría de la
"integración
de sistemas complejos", de Máximo Sandín, como la teoría de Margulis
y Sagan,
dan una vuelta de tuerca al proceso iniciado por Gould e intentan explicar lo
que ocurre durante esos saltos evolutivos y a cúales son los fenómenos que
originan esa “evolución rápida”.
La teoría de
Sandín (lamarckista, por cierto) y su equipo de la Universidad Autónoma de
Madrid defiende los grandes cambios provocados por mutaciones ocurridas en las
primeras fases de la ontogenia y, sobre todo, parte de la capacidad de los
virus para insertarse en el genoma, en una especie de "módulos
compactos", con funciones perfectamente definidas y operativas. Sus
observaciones le llevan a concluir que “los genomas animales y vegetales
están constituidos por una suma de genomas bacterianos y virales”
Sandín, 2003). Si observamos algunos de los árboles evolutivos más
recientes (abajo), podemos darnos cuenta de cómo nos estamos alejando de los
dogmas que hasta ahora han imperado en las ciencias de la vida.
Versión
"en red" del árbol de la vida, de W. Ford Doolittle (1999), donde se
muestra que los eucariotas adquirieron los cloroplastos y mitocondrias de las
bacterias, así como la universal transferencia horizontal de ADN. Aunque rompe
moldes, sigue integrando los árboles en pirámide de Gould con los clásicos en abanico.
Es decir, la evolución por
saltos podría estar basada, por ejemplo, en “infecciones” masivas de módulos de
ADN (vía virus) acaecidas ante especiales eventos ambientales movilizadores de
energía (grandes cambios geoclimáticos). Estos acontecimientos nos permitirían
acotar bastante más los cálculos cronológicos de las mutaciones, a la vez que
abandonaríamos la visión que nos ofrece una evolución meramente azarosa y
micromutacional, al tiempo que permitiría obviar, de una vez por todas, la
persistente carencia de formas intermedias en el registro fósil. Como ya hemos
dicho, un muy sugerente mecanismo de evolución cuántica es la duplicación
genética y posterior integración de genes en una de las copias (libre para "experimentos"
naturales de todo tipo), mientras que la otra copia mantendría intactas las
funciones originales.
Margulis y Sagan (2003) en Captando
genomas dicen: "Las
fusiones biológicas que se inician en forma de simbiosis, constituyen el motor
de la evolución de las especies.... demostraremos aquí que la fuente principal
de variación hereditaria no es la mutación aleatoria, sino la adquisición de
genomas".
La activación-desactivación de genes y de complejos de genes
"algorítmicos" queda patente con el reciente descubrimiento de que
"el insecto palo" ha perdido y recuperado sus alas varias veces en el
curso de la evolución. En esta última ocasión, las alas se recuperaron a través
de instrucciones genéticas que permanecieron latentes durante
50 millones de años (Whiting et al., 2003).
Estos genes, llamados Hox, implicados en el control del desarrollo
embrionario de tejidos y órganos, son, como todos sabemos, secuencias repetidas
en tándem, y sabemos también que los responsables de las repeticiones en el ADN
son los retrotransposones (son elementos genéticos que se pueden
amplificar a sí mismos en un genoma).
Esos elementos genéticos, como el complejo
gen-proteina, son los que controlan el desarrollo embrionario de, por ejemplo,
ojos, patas, alas..., independientemente del tipo de ojo, pata o ala, es decir
del Phylum al que correspondan los seres vivos: los apéndices de
vertebrados y artrópodos no son estrictamente órganos homólogos pero vemos que
en su morfogénesis hacen uso de genes y sintagmas conservados.
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