Blog académico de Fernando González Candelas

¿Y si El Árbol de la Vida fuese binario en su base?

La métafora de El Árbol de la Vida ha sido, y continua siendo, una de las más populares en Biología. Desde el esquema de Darwin, anticipando sus ideas evolutivas plasmadas en El Origen de las Especies, hasta iniciativas globales para describir la diversidad de los seres vivos (TOL project) o el mismo nombre de la asignatura con que se inicia el estudio de la evolución en el grado de Biología en la Universitat de València, esta imagen, con numerosas variaciones, es empleada recurrentemente.

 

En esencia, y a pesar de las críticas que han aparecido recientemente sobre su relevancia real en vista de la frecuencia con que se producen fenómenos de transferencia horizontal de genes y de hibridación, representa las relaciones entre las especies como el resultado de numerosos procesos de división de linajes (cladogénesis), de manera que de una especie ancestral tenemos dos especies descendientes.

Sin embargo, esta imagen de división binaria de los linajes del árbol falla en su base: el reconocimiento de la existencia de tres dominios básicos de seres vivos celulares (Bacterias, Arqueas y Eucariotas) no se corresponde con la división de un linaje en dos descendientes que debería aparecer si el origen de la vida celular fuese único.

Según un reciente estudio de Williams et al., esta tricotomía en la base del árbol podría ser falsa y los tres dominios serían en realidad dos: Bacterias y Arqueas-Eucariotas, estando estos últimos incluidos en las arqueas. Se trata de una versión actualizada de la hipótesis del eocito, formulada por J.A. Lake en 1984. El estudio, naturalmente, se basa en la reconstrucción de filogenias moleculares de un número amplio de genes comunes a los tres dominios, así como otros exclusivos de arqueas y eucariotas, aplicando métodos filogenómicos en la comparaciones entre los distintos árboles génicos. El resultado: para una mayoría de casos los eucariotas se incluyen entre las arqueas, formando un grupo con el llamado TACK (Thaumarchaeota, Aigarchaeota, Crenarchaeota y Korarchaeota).

Si queréis disfrutar de un excelente comentario sobre esta idea, podéis visitar el blog de Carl Zimmer, muy recomendable en todo lo que publica:

Redrawing the Tree of Life – Phenomena: The Loom.

PS: Aunque el esquema del cuaderno de Darwin se reconoce habitualmente como el precursor de la metáfora del árbol de la vida, hay bastantes precedentes, como se puede comprobar en los siguientes enlaces:

Phylonetworks

Macro2010

Biology Direct

EvolvingThoughts

 

 

diciembre 23rd, 2012 at 13:11 and tagged ,  | Comments & Trackbacks (1) | Permalink


Sobre las pechinas de San Marcos, el orgasmo femenino y los pezones masculinos

Hace unos meses se cumplió el décimo aniversario del fallecimiento de Stephen Jay Gould, paleontólogo, historiador y filósofo de la evolución, autor, entre otras muchas obras relevantes, con Richard Lewontin de la famosa crítica al programa adaptacionista (The spandrels of San Marcos and the Panglossian paradigm: A critique to the adaptationist program). En conmemoración de su fallecimiento, se ha celebrado en Italia un simposio del que quería comentar una de las ponencias, la realizada por una excelente filósofa de la Biología, Elisabeth Lloyd. La pregunta que se plantea responder en su charla es estimulante: ¿cómo podemos explicar el orgasmo en las mujeres? Dar respuesta a esta simple pregunta le lleva a indagar en las raíces del adaptacionismo y, desde un punto de vista más filosófico, en la correcta formulación de las preguntas científicas. (Fijaos que no he escrito la pregunta como «¿para qué sirve el orgasmo femenino?», aunque sea esta la forma más habitual de comenzar una indagación en Biología). Sobre ese mismo tema y su relación, que también trata Lloyd en esta charla, con la presencia de pezones en el pecho de los varones, ya escribió Gould en uno de sus ensayos mensuales en la revista Natural History (recopilado como capítulo 8 en «Bully for Brontosaurus«,  Male nipples and clitoral ripples).

La charla está disponible en YouTube, es en inglés y no hay subtitulos. A pesar de ello, es muy recomendable y apta para todos los públicos…

Elisabeth Lloyd – Gould and adaptation: San Marco 33 years later – YouTube.

diciembre 1st, 2012 at 12:51 and tagged , ,  | Comments & Trackbacks (0) | Permalink


¿Ha acabado la evolución con la aparición de la especie humana?

Pues parece que no. Y no sólo por la multitud de cambios que hemos introducido en habitats de todo el planeta y que han llevado a la extinción de muchas especies y a la necesidad de adaptarse de las supervivientes, o las demostraciones ya clásicas de evolución en directo como la observada con la extensión de las resistencias a antibióticos, antivirales, herbicidas o plaguicudas o los cambios en especies de virus. No, acaba de aparecer un estudio en Nature (Analysis of 6,515 exomes reveals the recent origin of most human protein-coding variants : Nature : Nature Publishing Group.) que nos muestra la gran cantidad de cambios genéticos producidos en nuestra propia especie en los últimos 5,000 – 10,000 años. La aceleración de la tasa evolutiva se refleja en que un 73% de todos los variantes de un único nucleótido en genes codificantes de proteínas y hasta un 86% de los que presumiblemente tienen un efecto deletéreo han aparecido desde entonces, justo cuando empieza el crecimiento exponencial en el tamaño de nuestra población.

Este resultado muestra como nuestro lastre de mutaciones asociadas a distintas enfermedades y predisposiciones a las mismas es una consecuencia de nuestro éxito ecológico como especie, pues la selección natural no es tan eficaz en poblaciones en crecimiento.



Otro (nuevo) gen que nos hizo humanos…

Quienes no entienden correctamente la teoría evolutiva es frecuente suelen plantear cuestiones como «¿dónde está el eslabón perdido entre el hombre y el chimpancé (suelen hablar del «mono», pero ya sabemos que este término no es el correcto en este contexto)?», o «¿qué mutación permitió que el linaje humano se separase definitivamente de otros primates y llegase a convertirse en una especie «especial»?

Desgraciadamente, para el gran público estas preguntas siguen teniendo un gran atractivo, incluso cuando se plantean incorrectamente, y tienen un efecto de arrastre sobre los investigadores en el campo de la evolución humana, quienes frecuentemente «adornan» los resultados de sus investigaciones con frase como «el gen de la humanidad» y expresiones semejantes, en un intento de alcanzar una mayor notoriedad (y asegurar la financiación de sus trabajos, claro).

Hace unos días, un equipo multinacional publicó el hallazgo de un nuevo gen (en realidad de un micro RNA, miR-941) y su posible papel en la evolución humana, sobre la que no evitan especular ya desde el resumen del trabajo.

Cuando las oficinas de prensa de las universidades y centros de investigación implicados preparan las correspondientes notas de prensa, el aspecto de la implicación en la evolución humana es preminente, y así es recogido porlos medios, incluso algunos especializados (ScienceDaily  o ThisViewofLife) y en comunidades de FB (DenyingEvolution, Evolution).

Con todo, el artículo es realmente interesante y demuestra cómo un cambio «simple» en una porción no codificante del genoma de uno de nuestros ancestros pudo iniciar la evolución de algunas de las características que nos llevaron a ser una especie «diferente» al resto.

 

noviembre 14th, 2012 at 21:26 and tagged , ,  | Comments & Trackbacks (0) | Permalink


Evolución en acción: polillas vampiro

Cuando nos preguntan si podemos poner un ejemplo de la evolución en acción hoy en día casi siempre hemos de recurrir a los conocidos casos de la resistencia a antibióticos o a pesticidas. Naturalmente, son muchos más los ejemplos, pero no todos son tan claros.

Hoy se ha publicado en varias webs una noticia que añade un nuevo ejemplo a la lista: la reciente evolución de la capacidad de alimentarse de sangre humana desarrollada por los machos de una especie de polilla en Siberia (Calyptra thalictri). Las poblaciones del centro y sur de Europa de esta misma especie sólo se alimentan de frutas, pero la necesidad de perforar las cubiertas protectoras de algunos frutos parece haber permitido la evolución de la capacidad de perforar la piel humana y chupar sangre como si fuesen mosquitos. La hipótesis desarrollada por los descubridores de estos variantes es que se trata de un carácter relacionado con el cortejo sexual, en el que los machos ofrecerían a las hembras un alimento rico en proteínas…

Podéis encontrar más información y un vídeo muy ilustrativo en Vampire Moth Discovered — Evolution at Work.



Seleccion sexual en humanos: ¿tiempo de reevaluarla? News

Igual tenemos que cambiar algunos ejemplos en las próximas clases de PME sobre la selección sexual en nuestra especie, pero la siguiente noticia «Y chromosome an «evolutionary marvel» – CBS News.» sobre una nueva interpretación del papel de la selección sexual en nuestra especie puede derribar algunos mitos (y evitar algunos comentarios ocurrentes). [Hay varios enlaces a la misma nota de prensa. En el de LiveScience se pueden leer algunos artículos «atractivos» más].

En cualquier caso, debemos esperar al artículo o publicación científica que se derivará de esta charla en el congreso de la ASHG (American Society of Human Genetics) y apuntar a la autora, Melissa Wilson Sayres, como científica joven a seguir…

noviembre 13th, 2012 at 8:59 and tagged , , ,  | Comments & Trackbacks (0) | Permalink


Elementos transponibles, Epigenética y Evolución Genómica

Uno de los grandes misterios de la evolución lo constituye la acumulación de material hereditario aparentemente no funcional (aunque el reciente trabajo de ENCODE parece rebajar algo esta visión, pero es aconsejable leer algunos comentarios alternativos) que se acumula en el genoma de eucariotas, sin que sea acompañada por un aumento en el número de genes codificantes (paradoja del valor C).

 

La paradoja del valor C

Mychael Lynch ha elaborado una teoría explicativa a partir de la genética de poblaciones, desarrollada en varios artículos (p.e., The Origins of Genome Complexity) y en su excelente libro The Origins of Genome Architecture.

La actual presidenta de la AAAS (American Association for the Advancement of Science, que edita la revista Science), Nina Fedoroff, presenta en el último número del 9 de noviembre una hipótesis alternativa, que no opuesta, a la del Prof. Lynch (Transposable Elements, Epigenetics, and Genome Evolution).Como puede adivinarse por el título, los elementos transponibles (que llegan a constituir más de la mitad del tamaño de nuestro genoma) y las modificaciones epigenéticas juegan un papel destacado en ella.



Selección sexual vs. selección natural

Los autores del estudio publicado ayer en Science (Bateman in Nature: Predation on Offspring Reduces the Potential for Sexual Selection) demuestran cómo, a pesar de que la selección sexual actúe en 10 años consecutivos a favor del aumento en el dimorfismo sexual en el antílope americano, otras fuerzas evolutivas, en especial la predación de sus crías, sujeta a oscilaciones importantes, y las influencias ambientales o extrínsecas pueden alterar el resultado esperado sólo a partir de la selección sexual.

Bateman in Nature: Predation on Offspring Reduces the Potential for Sexual Selection

noviembre 10th, 2012 at 21:30 and tagged , ,  | Comments & Trackbacks (0) | Permalink


Fractales para visualizar el árbol de la vida

Aunque usamos el «árbol de la vida» como metáfora para reflejar las relaciones entre los organismos celulares y su evolución a partir de un origen común, este no fue el sentido en que Darwin lo empleó originalmente. Sin embargo, con el tiempo ha quedado tan establecida que incluso da nombre a la asignatura con la que iniciamos el estudio de la evolución biológica en el grado de Biología en la Universitat de València.

No por ello, deja de presentar algunos problemas, que han llevado a algunos autores incluso a cuestionar su adecuación no sólo como metáfora sino en lo relativo a representar siquiera superficialmente la complejidad del proceso evolutivo. En cualquier caso, con esta u otra imagen más apropriada, lo que sigue siendo un problema es la visualización correcta, eficiente e informativa de las relaciones evolutivas entre el gran número de especies que habitamos nuestro planeta (¿5, 10, 100 millones?…)

Recientemente, unos autores han propuesto una ingeniosa solución, una herramienta que permite hacer zoom sobre cualquier rama del árbol y que puede acomodarse a cualquier conjunto de organismos con relaciones de ancestralidad-descendencia. La herramienta está accesible en OneZoom y el artículo original en PLoS Biology. En el siguiente enlace encontraréis unos comentarios interesantes sobre su utilidad:

Fractaltastic Evolution | PLOS Biologue.

noviembre 10th, 2012 at 19:07 and tagged  | Comments & Trackbacks (0) | Permalink


Adaptaciones versátiles

Uno de los ejemplos que se citan más a menudo para mostrar la versatilidad de las adaptaciones es el de la mano humana, capaz de realizar acciones desde lo más preciso y delicado hasta de gran fuerza y resistencia. En vista de los resultados sobre la sensibilidad de las mandíbulas de los cocodrilos (http://www.livescience.com/24621-crocodile-jaws-sensitive-fingertip.html ), quizá sería conveniente cambiar de ejemplo…

Más información (y algunas entradas interesantes adicionales en: Crocodile Jaws More Sensitive Than Human Fingers | LiveScience.

El artículo original se encuentra en http://jeb.biologists.org/content/215/23/i.1

noviembre 9th, 2012 at 13:49 and tagged ,  | Comments & Trackbacks (0) | Permalink