¿Cómo se originan nuevos taxones?

Un genero entero de patinadores de agua, los que llevan en sus patas intermedias una especie de abanico, que se ve en la imagen, deriva de solo dos genes. Surgieron de la duplicación de un gen preexistente. Este tipo de duplicaciones son clave en la evolución de las especies, ya que permiten que en las copias se acumulen mutaciones que pueden llegar a crear caracteres completamente nuevos. Falta por saber, en cambio, algo fundamental: la red génica que participa en la creación de los abanicos [Dr E. Santos y Dr A. Khila].

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¿Qué es un gen? ¿Qué es un gen? Ene/Mar 2010 Nº 59

La definición tradicional de gen como un simple fragmento de ADN que luego se transcribe en una proteína con una función concreta ha quedado superada a medida que ha ido avanzando la ciencia. En este monográfico podrás conocer la complejidad de nuestro material genético y de la maquinaria celular que edita los genes para producir las proteínas. También descubrirás el papel determinante de las mutaciones en la creación de especies nuevas y en la evolución, así como la influencia de los genes en las enfermedades, entre ellas el cáncer.

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¿Cómo se producen nuevos caracteres que diferencien a las especies y familias enteras de especies? Esta cuestión, central para nuestro entendimiento de la evolución, tiene ocupados a los especialistas desde hace mucho. Ahora, un equipo dirigido por Abderrahman Khila, de la Universidad de Lyon, ha investigado el origen genético de una curiosa adaptación: unos insectos patinadores de agua del género Rhagovelia, y solo ellos, poseen un llamativo abanico en su par de patas intermedias. Lo utilizan para desplazarse por aguas que fluyan rápidamente. Como el grupo de investigadores explica en Science, ese abanico es una innovación clave: una mejora concreta que crea todo un grupo de nuevas especies. Genéticamente, se producen mediante la combinación de un desarrollo gradual y de novedades radicales.

Tras ese desarrollo se encuentran dos nuevos genes, que están presentes solo en Rhagovelia: gsha y mogsha («geisha» y «madre de geisha», por los abanicos). Además hay tres genes conocidos que se usan de formas nuevas. El hallazgo afianza la conjetura de que las innovaciones empiezan, de forma rudimentaria, por un cambio en la función de los mecanismos genéticos ya existentes, y entonces, mediante ampliaciones completamente nuevas, se despliegan sus ventajas y se convierten en innovaciones cruciales.

Las 200 especies conocidas de Rhagovelia poseen el abanico, que les sirve de «timón» para navegar en aguas rápidas, mientras que estructuras de ese tipo no están presentes en otras especies de patinadores emparentadas con ellas pero que no pueden moverse así por aguas que fluyan deprisa. El abanico es una pura innovación evolutiva, que ya aparece en las primeras fases larvales de Rhagovelia.

Los tres genes conocidos desempeñan un papel en el desarrollo del exoesqueleto, pero en Rhagovelia están sobreactivados en lugares desacostumbrados, en concreto donde aparecen los abanicos. Esas tres activaciones génicas debieron de ser el punto de partida del desarrollo de estos. Generan unos crecimientos en la pata intermedia que ya ayudan al movimiento en aguas rápidas, con lo que esos mutantes pudieron empezar a ampliar su hábitat. Para que esa mejora gradual, sin embargo, se convirtiese en una innovación crucial, para que se constituyesen los abanicos en su forma completa, se necesitaron, expone el grupo, novedades radicales, como lo fueron gsha y mgsha.

Lars Fischer/spektrum.de

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Spektrum der Wissenschaft.

Referencia: «Taxon-restricted genes at the origin of a novel trait allowing access to a new environment», de M. Emília Santos et al. en Science, 20 de octubre de 2017, volumen 358, número 6361, págs.. 386-390. 

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