La Ciencia de la Evo-Devo

La Biología Evolucionista del Desarrollo ( también llamada Evo-Devo, un mote que tiene que ver con el grupo de música new wave de los años 70-80) es una disciplina donde ha habido mucho movimiento desde los años 80. La Biología del Desarrollo quedó excluida de la “Nueva Sintesis” de los años 40 que fusionó Genética y Evolución quedando como una hermana pobre comparada con otras ramas de la ciencia. Sin embargo, los avances en biología molecular y el estudio de los genes de los años 70 y 80 permitió unos descubrimientos que nadie, absolutamente nadie, había predicho.

Existen pocos fenómenos, si es que hay alguno, que inspiren más admiración y misterio que la transformación de un huevo en un embrión, y luego en un animal completo. Los naturalistas también se han preguntado siempre de dónde salen la gran variedad de formas que hay en la naturaleza, así como qué es lo que hace a un pez diferente de una salamandra. La clave para responder a estas preguntas es comprender que cada forma animal es producto de dos procesos: el desarrollo a partir de un huevo, y la evolución a partir de sus ancestros. Para comprender los orígenes de la multitud de formas animales debemos entender estos dos procesos así como la relación entre ellos. La evolución de la forma ocurre a través de cambios en el desarrollo.

Tanto Darwin como Huxley entendieron la íntima conexión entre evolución y desarrollo pero después de ellos y durante más de 100 años no se hizo ningún progreso en este campo. La Embriología estuvo estancada y por ello no formó parte de la síntesis de los años 30-40, que por lo tanto quedó incompleta. Hasta hace poco no se podía decir nada de cómo cambian las formas, la Síntesis trató a la Embriología como una caja oscura que transformaba información genética en animales tridimensionales. Todo esto cambió cuando, en los años 80, unos pocos geneticistas que trabajaban con moscas descubrieron los genes Homeobox. Los biólogos pensaron durante más de 100 años que los diferentes tipos de animales se construían de formas diferentes, que cuanto más diferentes eran dos animales menos podían tener en común en su desarrollo a nivel genético. Pero, contrariamente a todas las expectativas, la mayoría de los genes que gobernaban la organización del cuerpo de la mosca de la fruta, tenían equivalentes que hacían lo mismo en la mayoría de los animales, incluidos nosotros. Este descubrimiento se siguió de la revelación de que el desarrollo de diversas partes corporales como alas, miembros, ojos, corazones, que eran tan diferentes en estructura en los diferentes animales, era gobernado en realidad por los mismos genes en los diferentes animales. Todos los animales, desde moscas a dinosaurios, pasando por cebras o mariposas, comparten una misma caja de herramientas, unos genes “maestros” que gobiernan la formación y los patrones de sus cuerpos y de sus diferentes partes corporales. Ahora se entiende cada vez mejor cómo se construye la complejidad a partir de una célula.

La diversidad de formas no es una cuestión de genes, sino de cómo se usan esos genes. El desarrollo de  la forma depende de la activación o desactivación de genes en diferentes momentos y en diferentes lugares, todo depende de cuándo y cómo se utilizan los genes, especialmente aquellos que afectan a la forma, número, tamaño o estructura. Y esto depende en gran medida de genes reguladores, no de genes que producen proteínas directamente, sino de otros genes que deciden cuánta proteína de tal o cual gen se va a producir. La naturaleza ha creado un gran número de diseños individuales a partir de un número pequeño de bloques de construcción, como en los juguetes de Lego, y enseñando a viejos genes trucos nuevos. Estamos asistiendo ahora a una nueva Síntesis, a la integración de la Embriología, la Biología del Desarrollo, con el resto del pensamiento evolucionista.

Hablaremos de los genes Homeobox en otro post pero vamos a terminar este con una anécdota ocurrida al brillante J.B.S. Haldane, uno de los arquitectos de la Nueva Síntesis, en una conferencia. Cuentan que una señora escéptica respecto al tema de la evolución, le preguntó:

- Profesor Haldane, a pesar de los billones de años de los que usted dice que la evolución ha dispuesto, simplemente no puedo creer que es posible pasar de un simple célula a un cuerpo humano complicado con sus trillones de células organizadas en huesos, músculos y nervios, un corazón que bombea sin parar durante décadas, kilómetros y kilómetros de vasos sanguíneos y de túbulos renales, y un cerebro capaz de pensar y sentir.

- pero señora-respondió Haldane- ¡usted misma lo hizo! ¡y solo le llevó 9 meses!