Viaje al pasado a través del ADN

En anteriores artículos expusimos la idea de estudiar la evolución y conocer las relaciones filogenéticas de las especias actuales a través del estudio comparativo de su ADN –el genoma–.

El principio en que se basa esta posibilidad es muy sencillo. Recordemos antes que todos los seres vivos habidos en todo tiempo y lugar compartimos las mismas moléculas de la vida, el ADN, y el mismo “código genético”. Dado que la vida tuvo lugar a partir de una forma inicial sencilla parecida a una bacteria, que vivió hace más de unos 3.600 millones años, y dado que todos los seres vivos, los que nos rodean en la actualidad y los que se extinguieron hace cientos de miles o millones de años, somos descendientes de aquella forma de vida primigenia, para estudiar el parentesco bastaría con analizar las semejanzas y diferencias de lo que tenemos en común. Sabemos que los seres vivos se caracterizan por su capacidad de reproducción y de evolución. Todo ente vivo ha recibido de otros anteriores la información de la que dependen sus características y transmitirá su información a sus descendientes con ocasionales diferencias. La evolución y la expansión de la vida es el producto de un juego antagónico de variación y conservación, a base de mutaciones que producen nuevas variantes de los genes y de replicación sin modificaciones en el ADN que pasa de célula a célula y de padres a hijos. Hay por tanto un hilo conductor.

¿Cuál es el hilo conductor?, ¿qué es lo que se transmite en cada acto reproductor?, ¿a qué se deben las diferencias entre individuos de una especie y de diferentes especies?… Las claves para responder a estas preguntas las encontramos en los grandes descubrimientos de la genética de las últimas décadas. Cada ser vivo es, en lo biológico, el producto de la expresión de un programa y este programa consiste en la información contenida en el ADN. En el cigoto de un ser pluricelular evolucionado lo que hay es una información consistente en miles de genes que determinan su capacidad de desarrollarse y de hacer frente a los retos del medio en el que vive.

De este modo, todos los seres vivos tienen en su genoma una información valiosísima de su potencial biológico, o sea, de todas sus características de desarrollo, crecimiento y adaptación. Esta información nos permite hacer estudios de evolución, dado que dos seres vivos pertenecientes a especies diferentes estarán más próximos entre sí, evolutivamente hablando, cuanto más conserven en común en sus genomas. El análisis comparativo de las secuencias del ADN se convierte así en un indicador sensible del tiempo transcurrido, un reloj molecular. A más tiempo transcurrido desde la separación de dos especies más diferencias encontraremos al comparar su ADN. Debido a estos principios, la “genómica comparada”, el estudio comparativo de las secuencias del ADN se ha convertido en una herramienta imprescindible para estudiar la evolución de las especies.

Dicho todo lo anterior y desde que se puede “leer” y “descifrar” el significado de la información contenida en el ADN, merced al advenimiento de la era de la genómica cuyo dato más significativo es la lectura del genoma humano concluido en 2003, ha aparecido en el ámbito de la experimentación biológica una nueva forma de abordar el conocimiento de la historia de la vida en nuestro planeta.

Entre las diversas aplicaciones de este tipo de análisis podemos señalar varias que podrían parecer curiosidades. Los episodios de extinción forman parte del proceso natural de la evolución. Así por ejemplo, sabemos que el llamado “tilacino” o “tigre de Tasmania” es una especie que se extinguió al principio del siglo pasado, conservándose ejemplares disecados en varios museos del mundo. El estudio del ADN de estos ejemplares –lo que se ha dado en llamar “museogenómica”– ha permitido conocer dos cosas. En primer lugar que el tilacino no era en realidad un tigre, sino un marsupial con muchas características que recuerdan a las del perro, un ejemplo de evolución convergente en los mamíferos. En segundo lugar, que su extinción fue la consecuencia de la falta de diversidad genética, ya que la semejanza del ADN de los ejemplares estudiados mantenidos en disecación en museos distantes demuestran la depauperación en la variación genética. Cuando esto ocurre, como consecuencia de la reducción del número de ejemplares y aumento de la consanguinidad, sucede que se reducen las posibilidades de supervivencia al no existir los recursos necesarios para hacer frente a epidemias u otros fenómenos limitantes de la adaptación al medio.

La fantástica capacidad de conocer la información genética de las especies extinguidas a través de lo que se ha dado en llamar “paleogenómica” ha despertado la imaginación de muchos que piensan que sería posible recuperar animales que han desaparecido. La llamada “desextinción” ha motivado a algunos soñadores que se mueven en la frontera entre lo realmente posible y la ciencia ficción, sobre todo desde que Michael Crichton insufló vida a los dinosaurios de su novela Parque Jurásico. Ya han surgido ideas en relación con hacer caminar de nuevo sobre la faz de la Tierra a los tilacinos, los mamuts, el delfín del Yangtse, el rinoceronte lanudo, el gliptodonte, el alce irlandés, los dodos, el bucardo o incluso nuestros parientes extinguidos más próximos, los neandertales, entre otras formas de vida desaparecidas. Casi todas estas especies vivieron hace más de 10.000 años, y algunos como el tilacino o nuestro bucardo han llegado hasta hace apenas un siglo. Hay quien ha imaginado que con el ADN de los restos fósiles o las muestras conservadas en los museos se podría abordar no solo el estudio de su genoma sino rescatar y recrear a estas formas de vida extinguidas.

Pero una cosa es estudiar el ADN y otra muy distinta devolver a la vida a especies desaparecidas. Todo lo más que podrá hacerse es reconstruir, probablemente de forma incompleta, su genoma y propiciar estudios de su parentesco con otras especies.

Un controvertido experto en genética sintética, George Church, de la Universidad de Harvard, es uno de esos investigadores que busca entre otros sueños imposibles traer de vuelta a la vida al neandertal, a la paloma migratoria y a cualquier animal del que se conserven restos de su genoma. Sin embargo, devolver a la vida a un ave o un mamífero extinguido es una aventura imposible ya que para ello habría que reconstruir su genoma, introducirlo en una célula con capacidad de multiplicación y que esta fuese totipotente, es decir que se comportase como el cigoto de un organismo superior con reproducción sexual. Se trataría de salvar todos los inconvenientes de sintetizar un genoma animal completo y después clonarlo. La realidad es bien distinta y a lo sumo se pueden leer los mensajes de fragmentos considerables de ADN e incluso sintetizar una copia… Pero de ahí a construir un genoma de miles de millones de bases nucleotídicas media un abismo infranqueable. Los genomas animales no son piezas de rompecabezas, cuyas copias se pueden recomponer y resetear… Por razones obvias, tampoco tendría sentido traer a un animal extinguido a la época actual, en la que sus condiciones de adaptación han cambiado y ya no hay hábitat adecuado para ellos.

Al margen de la ciencia ficción y las veleidades materialistas ante algo tan complejo como lo es la vida, la verdadera aplicación de la genómica comparada está en el estudio de los genomas en sí como fuente de información del pasado evolutivo. Como un ejemplo de esto terminaremos citando el reciente hallazgo de restos humanos de un ser híbrido con neandertal. Hace unos 35.000 a 45.000 años que los Homo sapiens sapiens se expandieron por Europa, tras su llegada a través de Oriente Próximo procedentes de África. Allí se encontraron con los Homo sapiens Neanderthalensis que, también procedentes de África, les habían precedido en su éxodo migratorio. Poco después se produjo la misteriosa extinción de los neandertales, no sin antes cruzarse con sapiens, como lo demuestra un estudio publicado el pasado mes de junio en Nature [1]. De la posibilidad del cruzamiento entre sapiens y neandertales ya se tenía constancia desde hace años, tras encontrarse variantes de genes propios de neandertal en el genoma de humanos modernos actuales. Pero ahora, gracias al estudio del genoma de una mandíbula de un humano que vivió hace unos 40.000 años en unas excavaciones de Rumanía se corrobora tal suposición. En su ADN se ha encontrado una proporción más elevada que lo visto hasta ahora en genes de neandertal hasta el punto de suponer que se trata del hallazgo casual de un descendiente directo, tal vez de tercera o cuarta generación, de un híbrido sapiens-neandertal.

[1] Fu, Q., Reich, D., Päabo, S., et al. (2015) “An early modern human from Romania with a recent Neanderthal ancestor”. Nature. doi:10.1038/nature14558

Nicolás Jouve, catedrático emérito de Genética y presidente de CiViCa