El experimento de “síntesis evolutiva” más largo demuestra cómo funciona la evolución

“Hemos descubierto cómo puede surgir el cuerno de un unicornio,” afirma Richard E. Lenski, el autor principal de un artículo aparecido en Nature que estudia cómo funciona la evolución en el experimento de “síntesis evolutiva” más largo hasta el momento, iniciado en 1988, que ha estudiado más de 50.000 generaciones de una cepa de la bacteria Escherichia coli. Una de las poblaciones de bacterias, tras 31.000 generaciones, desarrolló un nuevo rasgo, asimilar citrato en condiciones aeróbicas (con oxígeno). El nuevo artículo ha descubierto que dicho rasgo evolucionó a través del reordenamiento y de la amplificación de algunos genes preexistentes. Este proceso demuestra que los cambios microevolutivos graduales pueden producir innovaciones en el fenotipo (desmontando el argumento más importante de los creacionistas). Nos lo cuentan Heather Hendrickson & Paul B. Rainey, “Evolution: How the unicorn got its horn,” Nature, 19 September 2012, que se hacen eco del artículo técnico de Zachary D. Blount, Jeffrey E. Barrick, Carla J. Davidson & Richard E. Lenski, “Genomic analysis of a key innovation in an experimental Escherichia coli population,” Nature, 19 September 2012.

Lenski inició su experimento de “síntesis evolutiva” tomando 12 poblaciones independientes de clones de crecimiento rápido de la bacteria Escherichia coli. Cada día, durante casi 25 años, se transferido cada una de estas poblaciones a un nuevo matraz, iniciando una nueva generación, totalizando más de 55.000 generaciones. De forma periódica se han almacenado muestras de estas poblaciones a -80 °C, para asegurar su posterior análisis. Tras 31.000 generaciones, una de las poblaciones (Ara-3) desarrolló la capacidad de utilizar citrato como un nutriente en condiciones aeróbicas (E. coli solo puede “digerir” el citrato en condiciones anaeróbicas, es decir, sin oxígeno). En este caso, la evolución no ha inventado un gen nuevo, sino que ha recableado y refinado los mecanismos de regulación de un gen que ya poseía.

Esta figura muestra los cambios genéticos que se han producido en la cepa original (parte a de la figura) y en la nueva cepa capaz de asimilar el citrato como nutriente en condiciones aeróbicas, parte b de la figura. La región del genoma asociada al gen citT, que codifica la proteína transportadora que facilita que el citrato entre en la célula, se encuentra en la cepa bacteriana original entre el gen citG y el promotor rna del gen rnk (el gen rnk está relacionado con el metabolismo de la energía en la cepa original y no tiene nada que ver con la asimilación del citrato). En la nueva cepa entre citG y rnk aparecen dos copias de citT y del promotor rna, que ahora es capaz de promover también la expresión de citT, es decir, el promotor (secuencia reguladora) del gen rnk ha pasado a ser el promotor del nuevo gen fusionado. Para los biólogos espero que la figura de arriba aclare bien el proceso (más información en el artículo y en su información suplementaria, que es de acceso gratuito).

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12 pensamientos en “El experimento de “síntesis evolutiva” más largo demuestra cómo funciona la evolución

    • Angel, ya lo he arreglado… se me colado el “sin” por un “con”… con las prisas… Gracias por notarlo.

  1. Me pregunto si esa duplicación se debe a un transposón, ya que no se puede deber a un error de copia en la replicación. El papel de los transposones no estaría en la actividad del organismo sino que es un papel en el tiempo, es decir, en la evolución de la especie o mejor dicho del genoma. Ya dijo Theodosius Dobzhansky, uno de los fundadores de la Teoría Sintética de la Evolución, actualmente mayoritariamente aceptada, que nada tiene sentido en biología si no es a la luz de la evolución. En el Abstract dicen: “Our findings illustrate the importance of promoter capture and altered gene regulation in mediating the exaptation events that often underlie evolutionary innovations” y se sabe que los transposonses están implicados en la regulación genética.
    Hace poco leí casualmente otro artículo sobre este experimento:
    http://tallcute.wordpress.com/2009/12/09/40-000-generaciones-evolucionando-en-un-tubo-de-ensayo/
    Pero en él se apuntaba a mutaciones de una sola base, cuando en realidad es una duplicación en tándem que implica a toda una región genómica.

  2. No son pocas mutaciones?. Lo digo porque si extrapolamos al ser humano, tendríamos mutaciones cada mucho tiempo, no?. ¿O quizás el mecanismo de evolución en los pluricelulares es más rápido?.

    Saludos y gracias por estos posts.

    • Puede que la duplicación de los genes se deba a la transferencia horizontal entre bacterias en lugar de transposones:
      Horizontal Transfer, Not Duplication, Drives the Expansion of Protein Families in Prokaryotes
      http://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1001284
      La transferencia horizontal es común entre bacterias pero no en eucariotas. En este caso, dado que se supone que no había virus en el medio, la transferencia sería por transformación (trozos de ADN libre) o por conjugación (a través de pili entre bacterias)

    • No es tan facil extrapolar, por ejemplo, como los errores de la polimerasa son cada “n” pares de bases, te faltaria considerar el tamaño del genoma.

  3. esto indica un limite para los mecasnismos evolutivos conocidos, la unica innovacion es la recuperacion de funciones el mismo lensky afirma que la maquinaria celular para la “nueva funcion” ya estaba, es decir la bacteria en un pasado remoto tenia ya esa capacida, aqui no hay innovacion, solo un ejemplo mas de maecanismos palsticos, que actuan sobre una misma base genica, si es asi y eso es lo maximo que pueden alcanzar los mecanismos, como explicar el genoma en si o la capacidad de verdadera innovacion del paso de una pez a un tetrapodo?… una entrada muy exagerada.

  4. .
    ¿ La bacteria resultante ha dejado de ser bacteria ? ——-> MICROEVOLUCION
    .
    Henderson, Diccionario de Biología
    Macroevolución
    Procesos Evolutivo de ampliación a través de los tiempos geológicos
    que conducen a la evolución a hacer GÉNEROS NUEVOS y de GRUPOS TAXONOMICOS SUPERIORES.
    .
    .
    Ahora que ya sabes que la MACROevolucion debe formar un nuevo GÉNERO y un nuevo GRUPO TAXONOMICO
    Dame un ejemplo de especie original que macroevolucione y forme un NUEVO GENERO y un NUEVO GRUPO TAXONOMICO SUPERIOR .
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    YA TENEIS TRABAJO.
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