Órganos en Ruinas y Genes rotos

Un palimpsesto es un manuscrito reciclado. En la Edad Media, por razones de economía,  se aprovechaban pergaminos ya escritos y se borraba lo anterior para escribir de nuevo encima. Uno muy famoso es el palimpsesto de Arquímedes que se creó en Constantinopla en el siglo X y tres siglos después  fue aprovechado por un monje para escribir encima un libro de oraciones. En 1906 un clasicista danés descubrió el texto original y por medio de rayos X ,y otros métodos, se descubrieron tres tratados matemáticos de Arquímedes, dos de ellos desconocidos. Pues bien, al igual que pasa con estos textos antiguos reciclados, podríamos decir que los organismos son palimpsestos de historia evolucionista. En los cuerpos de animales y plantas hay huellas de muchos tipos de la evolución que han seguido, de los cambios que han sufrido. 

Por un lado, están los órganos vestigiales, restos de órganos que alguna vez fueron útiles en los ancestros de esa especie, y que persisten atrofiados en mayor o menor medida en todos los individuos de la especie. Otra huella de tiempos anteriores son los atavismos, características que habían desaparecido de una especie pero que aparecen de forma esporádica en algunos individuos cuando se reactivan genes que estaban dormidos. Existen también genes vestigiales, genes rotos que ya no funcionan, que se llaman pseudogenes y serían palimpsestos moleculares. De todo esto es de lo que vamos a hablar en este post.

Ruinas de órganos. Órganos Vestigiales

Los órganos vestigiales son características, o rasgos, que fueron adaptaciones en los ancestros pero que han perdido su función original. Un órgano vestigial no lo es porque no cumpla  ninguna función, sino porque ya no realiza la función para la que evolucionó. Un ejemplo sería las alas en aves que ya no vuelan, como el avestruz, el kiwi, o los pingüinos. La mayoría de las aves de las islas perdieron el vuelo porque este es una característica costosa, y en las islas no había depredadores. Por lo tanto, las aves prefirieron invertir esa energía en otras cosas como la reproducción. Las alas a veces son recicladas para otra función pero lo importante es que los datos que tenemos indican que estas aves descienden de ancestros voladores.Otro ejemplo son los ojos  vestigiales en animales que viven en la oscuridad como salamandras que viven en grutas oscuras,  o las ratas ciegas que viven bajo tierra. Las salamandras pierden los ojos y la coloración de la piel porque la selección natural no quiere desperdiciar energías en construir ojos y pigmentos que ya no valen para nada. 

También es muy conocido el caso de los restos de la pelvis y de las extremidades inferiores que persisten en el abdomen de las ballenas, y que reflejan su evolución desde mamíferos cuadrúpedos. 

En el ser humano, el órgano vestigial más famoso es el apéndice. En animales que comían hojas su función era albergar bacterias que realizaban un proceso de fermentación para romper la celulosa. Cuanto menos herbívoro es un animal más pequeño es su apéndice. No sabemos por qué no ha desparecido del todo, pero está bastante extendida la idea de que el apéndice no puede disminuir más de tamaño porque entonces las infecciones serían todavía más frecuentes. Esto podría suponer un freno a su extinción completa.

Otros vestigios son el coxis, que es un resto de la cola de los primates o los músculos erector pili, que ponen los pelos de punta. Estos músculos no cumplen ninguna función en humanos pero en otros mamíferos levantaban la piel aumentando el aislamiento del frío y aumentan el tamaño del animal en casos como peleas o amenazas. 

También tememos en las orejas tres músculos que en gatos o caballos, por ejemplo, les permiten moverlas y detectar el origen de sonidos. Algunos humanos, entre los que me encuentro, pueden mover las orejas pero esto no tiene ninguna utilidad hoy en día, más allá de sorprender a los hijos o amigos.

Otro ejemplo es la plica semilunaris que es un resto de la membrana nictitante, el tercer párpado que tenían algunos animales

Membrana nictitante

Atavismos

El atavismo más frecuente en humanos es la cola vestigial o cola humana verdadera ( proyección coccígea). Los embriones humanos tienen una cola que puede llegar a ser un sexto del tamaño del embrión pero luego se reabsorbe. A veces nacen niños con verdaderas colas compuestas principalmente de músculos, vasos sanguíneos y nervios que se extirpan con facilidad con cirugía.

Durante el desarrollo embrionario aparecen muchas características atávicas que se reabsorben después. Una de las más llamativas es el lanugo. Hacia los 6 meses de embarazo el feto se cubre de una fina capa de pelo por todo el cuerpo, que se llama lanugo. Un mes antes del nacimiento, este pelo desaparece. Claramente esto es una huella de nuestro pasado primate. Los monos desarrollan el pelo justo en el mismo momento del desarrollo, pero en su caso ese pelo no desaparece y se convierte luego en su piel.

Genes Rotos. Pseudogenes

Un gen que ya no funciona es un pseudogen. El gen ha sufrido mutaciones o anomalías que le han convertido en disfuncional, de manera que ya no se expresa. De los aproximadamente 20.000 genes de nuestro genoma se calcula que existen unos 2000 pseudogenes. El caso más famoso es el de la vitamina C. La vitamina C se encuentra sobre todo en frutas y plantas y todos los mamíferos a excepción de los primates y el cerdo de guinea pueden sintetizar su propia vitamina C a partir de la glucosa. Sin embargo en humanos, el último paso de la síntesis, la enzima GLO (L-gulono-gamma-lactone-oxidasa) se encuentra variado, esta enzima ha sufrido mutaciones que hacen que no sea operativa. ¿Por qué no se han corregido estas mutaciones? porque los primates siempre han comido frutas y este fallo no tenía consecuencias. La selección es muy ahorradora y no gasta en una cosas si no la necesita. Hasta  que el ser humano inició los viajes transoceánicos y la falta de ingesta de frutas llevó al escorbuto no tuvo verdaderamente consecuencias la ausencia de este gen.

Otro ejemplo de pseudogen en humanos son los genes olfativos. Los ratones tienen unos 1000 genes olfativos aunque por combinación de señales se pueden distinguir muchos más olores que los genes disponibles. (yo he leído que los humanos podemos distinguir 10.000 olores, pero desde luego no es mi caso). Bueno, el caso es que nosotros expresamos unos 400 genes aunque tenemos unos 800, es decir, unos 400 son pseudogenes, inactivos debidos a mutaciones. Ocurre como con la vitamina C, que al ser criaturas audiovisuales hemos compensado es pérdida de mundo olfativo al no necesitar discriminar tantos olores. Más sorprendente es el caso de los delfines en los que el 80 %  estos genes están inactivos. por supuesto, las secuencias de estos genes son iguales que las de los mamíferos de los que descienden.

En el laboratorio se ha conseguido un atavismo bastante llamativo que es que crear pollos con dientes. Como es sabido, las aves descienden de un ancestro común con los dinosaurios y tienen los genes para crear dientes pero les falta una proteína necesaria para el proceso. Si se suministra dicha proteína ( y los investigadores lo hicieron con tejido de mandíbula de ratón) aparecen dientes con corona y todo.

Referencia

Jerry Coyne Por qué la teoría de la evolución es verdadera