CIENCIA

La complejidad intrínseca de las proteínas hace que la evolución dependa profundamente de eventos intrínsecos aleatorios de muy baja probabilidad


La evolución como secuencia temporal se parece mucho a la Historia. Además, como decía Stephen J. Gould, está sujeta a la contingencia, a lo que puede o no puede pasar.
Si rebobinamos la película de la historia evolutiva de la Tierra hasta un punto determinado y dejamos que a partir de ahí se desarrollen los acontecimientos de nuevo, entonces el resultado final será distinto. Cuanto más atrás en el tiempo nos remontamos más sensible a las contingencias será dicho resultado y más diferente será del momento actual. Si el meteorito que liquidó a los dinosaurios se hubiese desviado un poco y no hubiese caído sobre la Tierra, nosotros no estaríamos aquí. Quizás hubiese otros seres inteligentes, pero no primates.
Lo malo de esta argumentación es que es difícil de demostrar. No tenemos varias Tierras con las que experimentar distintas historias evolutivas. Ni tampoco tenemos una máquina del tiempo que nos permita rebobinar hacía atrás. En su cuento de ciencia ficción “A Sound of Thunder” Ray Bradbury usa esta idea del viaje en el tiempo y la contingencia evolutiva. En ese relato una viajero en el tiempo viaja a la época de los dinosaurios y pisa accidentalmente una mariposa que trae consigo a su presente (año 2055). El mundo al que vuelve ha cambio debido a este incidente.
Philip K. Dick también explora en “The Man in the High Castle” una ucronía en la que los nazis han ganado la segunda guerra mundial a raíz del hipotético asesinato del presidente Franklin D. Roosevelt en 1933, que evita que los EEUU salgan de la Gran Depresión. En el caso de la Historia los experimentos ucrónicos son aún más complicados de realizar, pero en la evolución biológica se pueden hacer algunas cosas.
Un grupo de investigadores ha estudiado este asunto basándose en una sola proteína que está en los humanos y que se remonta a hace cientos de millones de años. Han resucitado el ancestro de esta proteína y estudiado un gran número de posibles alternativas que podrían haber aparecido en el transcurso de la evolución, lo que ha permitido explorar historias evolutivas alternativas que podrían haber surgido a partir de ese punto.
Para esta reconstrucción se ha usado una técnica computacional que a partir de la secuencia actual permite ir hacia atrás en el tiempo e inferir el árbol evolutivo con las secuencias de aminoácidos de las proteínas del pasado. Una vez deducida la secuencia de una proteína remota se puede sintetizar en el laboratorio y se puede estudiar su funcionamiento en seres actuales vivos.
En concreto, la proteína en cuestión en este caso es el receptor celular de la hormona de estrés cortisol: el receptor glucocorticoide. Su función actual no podría haber aparecido si no se hubiesen dado dos mutaciones extremamente improbables. Estas mutaciones tolerantes no tienen efecto en la función de la proteína, pero sin ellas la proteína no hubiese podido tolerar las mutaciones que más tarde aparecieron y que le dieron su sensibilidad al cortisol.
Al analizar las miles de historias evolutivas distintas de esta proteína los investigadores no encontraron mutaciones tolerantes que dieran lugar a la moderna proteína actual, salvo esas dos.
En este caso consiguieron reconstruir el antepasado de hace 450 millones de años del receptor glucocorticoide (RG) actual. Para poder identificar las mutaciones tolerantes entre las muchas posibles, los investigadores modificaron genéticamente levaduras con versiones mutadas de RG y las expusieron a cortisol. Entre los miles de posibilidades probadas no encontraron ninguna mutación tolerante, salvo las dos ya conocidas.
Las mutaciones tolerantes son muy raras, pues para poder pasar a las siguientes generaciones tienen que estabilizar una porción específica de la proteína sin estabilizar otras regiones, ya que, de otro modo, se alteraría la función de la proteína al cambiar su estructura. Sólo unas pocas mutaciones cumplen este estricto requerimiento.
Si el resultado es generalizable a otros, como piensan los investigadores implicados en este estudio, entonces muchos de nuestros sistemas corporales funcionan como lo hacen porque se dieron eventos muy improbables en el pasado evolutivo remoto.
Este resultado puede ser muy importante a la hora de comprender cómo las proteínas pueden evolucionar hasta adquirir nuevas funciones, un proceso que es responsable de la diversidad de la vida en la Tierra.
Aunque la contingencia en la historia evolutiva se ha centrado hasta ahora en eventos externos (caída de un meteorito, erupción volcánica masiva, cambio climático). Este estudio señala que, además, la complejidad intrínseca de las proteínas, como objeto físico, hace que la evolución dependa profundamente de eventos aleatorios de muy baja probabilidad. Eventos genéticos impredecibles están abriendo constantemente nuevos caminos evolutivos y cerrando otros.
Nuestra bioquímica sería totalmente diferente si rebobináremos hacia el pasado y volviéramos a proyectar la película evolutiva, incluso cuando los acontecimientos externos fueran exactamente los mismos.

 

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Fuente: Neofronteras.com

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