Los genes que dirigen la especiación

Los genes que dirigen la especiación

Los estudios con ratones y moscas de la fruta proporcionan las claves del origen de las especies
Asher Mullard

[Se ha descubierto un gen que dirige la especiación en los ratones. Getty]

Los genetistas han identificado dos genes, uno en ratón y otro en la mosca de la fruta, que evita que la descendencia de diferentes especies se reproduzca, dirigiendo así la evolución de nuevas especies.

Una especie se puede definir como un grupo de organismos que pueden cruzarse para producir descendencia fértil. Los animales híbridos, engendrados por el apareamiento entre dos especies −como las mulas, del apareamiento de un burro y una yegua−, normalmente son estériles y muchos no sobreviven. A veces, sin embargo, el apareamiento entre especies o subespecies estrechamente relacionadas produce híbridos con una limitada fertilidad.

Identificar los genes que bloquean la reproducción en los híbridos puede revelar las fuerzas genéticas que dirigen la especiación. Sin embargo, hasta la fecha se han identificado menos de 10 de esos genes.

Ahora Jiri Forejt, genetista de la Academia de Ciencias de Praga, en la República Checa, y sus colegas han identificado un gen de especiación en ratones, el primero que se ha encontrado en mamíferos1.

Encontrar este gen “ha sido una tarea terrible”, afirmó Forejt, el cual ha empleado los últimos 30 años en tratar de identificar este gen de especiación en dos subespecies de ratones.

Basándose en un extensivo cruzamiento y modificaciones genéticas en los animales, y gracias a los datos del genoma completo que sólo ha estado disponible recientemente, Forejt encontró que los híbridos macho de estas subespecies eran estériles debido al gen Prdm9.

Es descubrimiento de que el Prdm9 codifica una proteína que silencia los genes también confirma las sospechas de que los cambios epigenéticos −rasgos que pueden heredarse sin cambiar la secuencia de ADN subyacente− son importantes en la especiación.

El fruto del híbrido de la mosca de la fruta
“La genética de la especiación es casi por definición inherentemente problemática: especiación significa no cruzamiento, y no cruzamiento significa que es muy difícil hacer genética”, afirmó Nitin Phadnis, genetista del Centro de Investigaciones Oncológicas Fred Hutchinson de Seattle.

Phadnis y su colega H. Allen Orr, de la Universidad Rochester en Nueva York, estaban buscando los genes de especiación que causaban híbridos peculiares cuando se cruzaban dos subespecies relacionadas de Drosophila. Estos híbridos macho son estériles durante la mayor parte de su vida, pero recuperan la fertilidad en la senectud, aunque sólo pueden tener hijas.

La existencia de estos híbridos sugirió a Phadnis y Orr que un distorsionador de la segregación −un gen que causa que los cromosomas que lo poseen pasen más frecuentemente a la descendencia; en este caso, controlando el sexo de la progenie− podría estar relacionado con la especiación.

Puesto que estos distorsionadores podrían estar luchando con los genes que intentan prevenir esta distorsión, podrían evolucionar rápidamente, alegó Phadnis. Aunque se ha propuesto que la rápida evolución de estos genes “tramposos” y sus represores podría causar una divergencia funcional entre distintas poblaciones, lo que resultaría en una especiación, las evidencias que apoyan esta teoría son escasas.

Usando técnicas similares a las empleadas por Forejt, Phadnis ha demostrado que un simple gen ha causado la esterilidad de los híbridos y la distorsión en la segregación2.

“Lo que muestra este trabajo es que la especiación puede deberse no sólo a la adaptación al ambiente exterior, sino también a la adaptación al entorno genómico interno”, aseguró Phadnis.

“Puesto que hay pocos genes de la especiación identificados a nivel secuencial, añadir uno más a la lista es muy excitante”, aseguró Roger Butlin, genetista de la Universidad de Sheffield, en Reino Unido. “Creo que pronto habrá mucho más interés en la distorsión de la segregación y en su relación con la especiación.”

Bonanza genética
Ambos artículos se han publicado en Science y podrían allanar el camino hacia el descubrimiento de nuevos genes de especiación en un futuro cercano. Forejt ya está trabajando en la identificación de genes de especiación adicionales que se asociarían con Prdm9 para causar la infertilidad de los ratones híbridos, pero afirma que otros investigadores le siguen a la zaga.

“Está claro que en esta era de las secuencias completas del genoma y los datos genómicos, es más fácil identificar genes de especiación que antes”, aseveró Michael Nachman, el cual lleva a cabo estudios genéticos en ratones en la Universidad de Arizona, Tucson.

Cuantos más genes haya, mayor comprensión se tendrá de la especiación. Algunos genetistas se preguntan si sólo algunas clases particulares de genes son importantes en la especiación −como aquellos relacionados con la epigenética o los distorsionadores de la segregación− o si muchas clases de genes favorecerán la diferenciación de las especies.

“Lo sorprendente de los genes de especiación identificados hasta ahora es que hay todo un batiburrillo de diferentes clases de genes con diferentes funciones”, afirmó Nachman. “No creo que podamos identificar ninguna pauta hasta que se hayan identificado docenas de ellos, y por ahora sólo tenemos un puñado.”