Lo único que se hereda son los genes

ENTREVISTA CON SÒNIA CASILLAS Y ANTONIO BARBADILLA, GENETISTAS / Pixabay

“Si dejo más genes de mí aumentaré la frecuencia y estaré presente, ¡existiré!”

 

¿Cómo se explica la evolución? ¿Qué similitudes y qué diferencias presentamos entre nosotros y frente a otras especies? La respuesta está encriptada en los genes. Los organismos son portadores de información codificada que se transmite de una generación a otra y la genética se encarga de su estudio. Un campo fascinante sobre el que conversamos en esta entrevista.

 

Eva Serra |  Catalunya Vanguardista

Barbadilla y Casillas han cartografiado la selección natural creando un mapa global

La evolución es un cambio de las proporciones genéticas de las poblaciones, nos explica Antonio Barbadilla. Junto a su compañera Sònia Casillas investigan sobre el análisis de la diversidad genética a lo largo del genoma humano y de Drosophila (la mosca de la fruta).

Ambos son profesores en el Departamento de Genética y Microbiología de la UAB. Su contribución a la investigación genética -junto a un equipo internacional de colaboradores- ha sido cartografiar la selección natural a lo largo del genoma completo de una especie, creando un mapa global de la selección natural.

Antonio Barbadilla y Sònia Casillas, investigadores y profesores del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB

 

¿Cómo se estudia la evolución?

Antonio Barbadilla: Para describir la evolución en esencia, en sus últimas consecuencias, se necesita ver cómo cambia la variación genética en el tiempo. Aunque teóricamente esto ha estado siempre muy claro, demostrarlo era inaccesible porque no teníamos la metodología ni las formas de acceder a esta información. Hoy, gracias a la genómica y a todas tecnologías desarrolladas con la secuenciación del genoma humano podemos describir la variación en el último nivel, sin ambigüedades, de un modo impensable hace treinta años. Por primera vez nos podemos plantear responder seriamente cuál es la naturaleza de la variación. Este es nuestro último objetivo.

¿Y cuál es la naturaleza de la variación?

A.B: Cuando comparas los individuos de una especie o especies entre sí ves que no son idénticos. Genéticamente hay un montón de variaciones de una persona a otra. Por ejemplo, de cada mil letras sólo hay una o dos de diferencia. Parece poco pero en tres mil millones de letras estamos hablando de tres o cinco millones de diferencias de letras.

Genéticamente hay un montón de variaciones de una persona a otra

¿Cuál es el significado de esas letras?, ¿son esas letras las diferencias físicas, de carácter u otros aspectos fenotípicos?, ¿esa variación es absolutamente irrelevante para la adaptación de los organismos?, ¿qué parte de esa variación es relevante o no? o ¿qué características tiene la información relevante de la que no lo es? Descubrir la naturaleza de esa variación es el objeto de nuestra investigación. No sólo de la humana, sino de cualquier especie.

¿Por dónde comenzó vuestro grupo a tirar del hilo?

Sònia Casillas: Inicialmente la idea para estudiar la variación genética fue con Drosophila (mosca de la fruta). Se trató de un conjunto de más de 200 individuos distintos donde analizamos la variación genética de estas moscas y lo representamos gráficamente en abierto para que cualquiera pudiera tener acceso. Esto lo extendimos a otras poblaciones de moscas de distintos continentes, africanas, americanas y europeas. Esto se tradujo al final en un navegador genómico.

Drosophila, la mosca de la fruta / Wikimedia

¿Por qué con moscas?

S.C: Hasta ahora el modelo Drosophila era el único que existía por la facilidad de trabajar con ésta especie. Es muy fácil de mantener en el laboratorio, de obtener un montón de datos de individuos distintos y secuenciarlo, es un genoma mucho menos complejo por la facilidad en general de manipular esta especie. Ha sido el único modelo disponible en genética de poblaciones. Con el avance de las tecnologías esto ha cambiado, ahora podemos obtener lo mismo en la especie humana sin un coste mucho mayor.

¿Qué encontramos en un navegador genómico?

S.C: Buscamos evidencias de regiones del genoma que estén seleccionadas adaptativamente y desarrollamos bases de datos y herramientas de visualización y caracterización de las mismas. Lo hacemos a través de bioinformática.

Hemos creado una herramienta online (con tutorial incluido) donde puedes visualizar los resultados, se llama PopFly. Después exportamos esto a la especie humana analizando más de 2.500 genomas distintos en 26 poblaciones a lo largo de los continentes llamado PopHuman que presentamos a principios de este año. Hasta aquí, análisis de la variación genética.

PopHuman se puede consultar en abierto / UAB

¿Y después?

A.B: Estás mucho tiempo soñando con describir un nivel y cuando lo consigues te das cuenta de lo mucho que te queda por definir.

El drama del conocimiento…

A.B: Estamos en varios frentes. Por una parte, hemos finalizado la primera descripción completa de la selección en un genoma. En esto formamos parte de un consorcio internacional en el que interviene Estados Unidos y varios países europeos, en total 50 investigadores de todo el mundo. Realizamos la descripción completa de toda la variabilidad en muchos genomas y gracias a eso pudimos detectar todas las señales de la evidencia de la selección natural.

¿En qué consisten estas señales?

A.B: Te vas a un genoma y de repente ves un nucleótido que está aumentado en frecuencia y perturba a todo lo demás, ahí te das cuenta que hay selección y dónde está y puedes decir qué porcentaje de las mutaciones está seleccionado; eso es cartografiar toda la selección a lo largo del genoma. Sí Darwin resucitara y viera que donde hemos encontrado más selección es a nivel nucleótido del genoma mismo… (él no tenía forma de explicar la herencia) . La selección es muy sutil y deja una huella muy clara. Un nucleótido está seleccionado durante varias generaciones y deja una marca sin dudas.

Ahora disponemos de la ventaja de contar con genomas enteros secuenciados / Pixabay

¿Cómo se distingue la herencia genética, por ejemplo, entre un neandertal y un sapiens?

S.C: Ahora disponemos de la ventaja de contar con genomas enteros secuenciados, no sólo de la especie humana sino de especies extintas como Neandertal -entre otras especies de homínidos- así que podemos compararlos, sabemos que hay variación genética dentro de estas especies. Podemos ver qué posiciones en el genoma presentan una variación en Neandertal que no se encuentran en ninguna de las poblaciones humanas actuales. O bien ver algunas variantes que se encuentran en los neandertales y también se encuentran en las secuencias humanas. Comparando estos genomas enteros entre especies de distintos primates sabemos el momento de la evolución en que han surgido estas variantes.

¿Podéis también confirmar el momento de la hibridación entre ambas especies?

S.C: Se puede determinar porque al tener las secuencias de los genomas enteros, sabemos la edad de los fósiles, en qué momento se encontraron, así que juntando toda la información podemos hacerlo. Además, las secuencias actuales de humanos nos permiten ver la historia evolutiva de nuestra especie: en qué continente surgió, África, en qué momento se empezó a desplazar la especie fuera de África, cómo fue poblando los continentes… Con toda esa información es como montar un puzzle.

Las secuencias actuales de humanos nos permiten ver la historia evolutiva de nuestra especie / Pixabay

A.B: El ADN permite una ventana precisa al pasado. Se trata de integrar la información arqueológica y paleontológica disponible añadiendo la información genética. Si tienes un fósil o restos de neandertal puedes extraer ADN, sabes de dónde viene ese resto, puedes datarlo de alguna forma y comparar la secuencia con las de humanos actuales. Entonces ves que hay muchos fragmentos diferentes pero que algunos son idénticos, así que la probabilidad de que puedan venir de otro sitio es cero. Con esos datos, la única explicación es que nos hayamos hibridado en algún momento debido a esta prueba acusatoria. Estamos hablando de tener libros completos de 3000 millones de nucleótidos que nos permiten precisar detalles de una forma extraordinaria.

El ADN permite una ventana precisa al pasado

¿Y cuál es la sorpresa (o no) al comprobar que compartimos genes con Neandertal?

A.B: Los neandertales nos dieron parte de sus genes. Cada europeo tiene entre el 2% y el 4% del genoma de neandertal. Sus genes todavía perviven en nosotros y no fue por azar. Condiciones que ellos ya habían padecido anteriormente fueron importantísimas en esa herencia genética, por ejemplo, para adaptarnos al frío ya que nosotros llegamos de África.

Pero en esa herencia también transmitieron algunas enfermedades, ¿no?

A.B: Sí, la depresión es una de ellas. Neandertal estaba muy disperso, sobre todo al final de su vida y posiblemente sufría de mucha soledad. Además llegó la última glaciación y las condiciones en Europa fueron muy adversas, así que quizá también por ello nos pasaron algunos de estos genes.

Todos partimos de un mismo grupo ancestral que vivía en África y presentaba variabilidad genética / Pixabay

Sí todos partimos de un mismo origen, África ¿cuándo empezaron las diferencias?

S.C: Todos partimos de un mismo grupo ancestral que vivía en África y presentaba variabilidad genética. Los individuos allí no eran idénticos, después se expanden a diferentes regiones del mundo pero compartimos un mismo background de variación genética. El hecho de colonizar sitios distintos en ambientes distintos provoca que unas variantes sean favorables en una región y en otra sean distintas.

¿Qué rol juega entonces el ambiente en la adaptación del genoma?

S.C: Es un factor más, un factor importante. Por ejemplo, se ha visto que en los grupos humanos que viven en el Tibet hay algunas variantes que favorecen el poder vivir con un bajo nivel de oxígeno y estas variantes son muy frecuentes entre personas que viven en condiciones de elevada altitud.

Antonio Barbadilla y Sònia Casillas en un momento de la entrevista. / Foto: Catvan

Siguiendo con las diferencias pero cambiando de registro ¿qué hay del gen egoísta versus al altruista?

A.B: El concepto de altruismo genético es muy distinto al sentido de altruismo cultural o social. Un ejemplo de una persona genéticamente altruista sería el caso de una madre que matara a su propio hijo en beneficio del hijo de otra persona, porque con ello renunciaría a multiplicar sus genes a costa de aumentar los de otro. En el aspecto de la selección natural, si dejo más genes de mí aumentaré la frecuencia y estaré presente, ¡existiré! En caso contrario persistirán los genes de aquél que me ocupo en detrimento de los míos. El altruismo es más aparente que real.

 

Así que no existe aquello de “por el bien de la especie…”

A.B: En los años 50-60 del siglo pasado había una posición naif que decía: «las aves cuando están en grupo y ven un depredador alertan a las demás» Pero si haces cálculos eso no funciona de ninguna manera. Por ejemplo, el león marino tiene harenes tremendos pero cuando se produce la selección por el macho la mayoría de ellos muere en las luchas. El más agresivo es el que sobrevive. Entonces cuando miras con detalle el bien de la especie te das cuenta que lo que funciona es la selección individual.

El altruismo provoca que se multipliquen los egoístas

Lo que hace Dawkins en su libro El gen egoísta [1976] es divulgarlo y tiene un gran impacto así que todos piensan que él inventó la idea pero esta teoría ya estaba desarrollada por los teóricos en los años 60 y ya explicaban que lo único que se selecciona es el individuo. Lo único que se hereda son los genes. Por tanto si algo no se puede multiplicar no puede haber selección natural. Y de ahí que Dawkins lo llamó “el gen egoísta”.

El primate no es generoso, está esperando reciprocidad / Wikimedia

¿Cómo se explica entonces que haya primates que colaboran entre sí?

A.B: La cooperación en ese sentido es de intercambio. Se llama altruismo recíproco. «Yo te ayudaré si tú me ayudas. Si no lo haces, se acabó la historia». El primate no es generoso, está esperando reciprocidad. Eso del altruismo y la generosidad no existe en el mundo animal. Al contrario, ese altruismo multiplica el egoísmo. Teóricamente está demostrado: si uno es altruista está siguiendo la peor estrategia posible porque provoca que se multipliquen los egoístas.

Nunca colabores con uno que abusa de ti. Es la mejor estrategia evolutiva que existe

¿Cuál sería entonces la manera más sensata de cooperar?

A.B: Había una serie de ordenadores en los 80-90 que simulaba muchas estrategias en torno al altruismo. La mejor estrategia era la que permitía el altruismo estable. El altruismo presenta la ventaja de que si es recíproco su eficacia es mucho mayor que si competimos egoístamente, si lo hacemos con egoísmo la media es mala pero si cooperamos la media siempre es buena, aunque para cooperar uno no tiene que traicionar al otro. Colaborar de partida es bueno pero si una de las partes falla, a la siguiente vez dile “no”, que sepa que tiene que colaborar. Nunca colabores con uno que abusa de ti. Es la mejor estrategia evolutiva que existe.

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