octubre 18, 2021

Los defectos genéticos pueden proporcionar una ventaja evolutiva a largo plazo

La evolución parece ser una historia de progreso continuo. Los débiles morirán, según la ley de Darwin. Sin embargo, los defectos genéticos que a primera vista podrían debilitar a un organismo pueden aumentar sus posibilidades de supervivencia a largo plazo. A primera vista, la evolución parece ser una historia de progreso continuo, paso a paso. Los débiles perecerán, de acuerdo con la ley de supervivencia del más apto de Darwin. 

Sin embargo, los defectos genéticos que a primera vista podrían debilitar a un organismo pueden aumentar sus posibilidades de supervivencia a largo plazo. Estos notables hallazgos de bioingenieros en KU Leuven y el Instituto Flamenco de Biotecnología marcan un paso importante en nuestra comprensión de la evolución.

Para estudiar los procesos evolutivos, necesita un buen modelo de investigación. Debido a que los seres humanos tardan años en reproducirse, los investigadores recurren a otros organismos, como la levadura. Las levaduras son organismos unicelulares que se dividen aproximadamente cada 1,5 horas, lo que significa que solo se necesitan unas pocas semanas para cultivar cientos de generaciones.

Para nuestra sorpresa, después de unas semanas, la mayoría de estas cepas dañadas estaban creciendo más rápido que las cepas en las que no desactivamos genes. Por lo tanto, al final del viaje, están mejor desarrollados y se reproducen más rápidamente.

Jana Helsen (Centro de Genética Microbiana y Vegetal) cultivó una variedad de cepas de levadura para su investigación de doctorado para imitar la evolución en el laboratorio. “Por un lado, usamos levaduras normales y ‘saludables’, mientras que desactivamos un solo gen en otras cepas. Así que estas cepas, cada una de las cuales presentaba un defecto genético, empezaron la carrera con una desventaja. 

Para nuestra sorpresa, después de algunas semanas, la mayoría de estas cepas dañadas estaban creciendo más rápido que las cepas en las que no desactivamos genes. Entonces, al final del viaje, están mejor desarrollados y se reproducen más rápidamente «.

Colina o Monte Everest

Los hallazgos demuestran que la evolución no es solo una historia de mejora continua. “Puede ver la biología evolutiva como un paisaje con colinas y montañas de diferentes alturas”, explica el profesor Kevin Verstrepen (KU Leuven y el Instituto Flamenco de Biotecnología). “La teoría de Darwin sostiene que todos los seres vivos están dando pequeños pasos para caminar cuesta arriba, hacia la cima de una montaña local. 

Cuanto más arriba de la montaña, mejor adaptados están al medio ambiente. Pero a veces, resulta que hay una cumbre aún más alta más adelante. Aquellos que deseen llegar a esa otra cumbre deberán atravesar primero un valle. Normalmente, esto no es posible, ya que la raza evolutiva obliga a todos los seres a ir más alto. Aquellos que bajen perderán y morirán «.

los defectos genéticos que a primera vista podrían debilitar a un organismo pueden aumentar sus posibilidades de supervivencia a largo plazo

Los organismos con un genoma completo (azul) solo pueden alcanzar la cumbre de fitness de la montaña que ya están escalando, incluso si hay cumbres más altas más adelante. Un defecto genético puede poner a un organismo en un valle de aptitud (rojo) , lo que significa que el organismo aún puede alcanzar picos más altos a largo plazo.

“En principio, la evolución a veces puede atascarse en una colina local, sin muchas perspectivas de volverse aún más fuerte y alcanzar la cima del Mont Blanc o el Monte Everest. Y, sin embargo, vemos que la evolución no se detiene, con mejoras dramáticas que ocurren de vez en cuando en las que los organismos están escalando un nuevo pico más alto ”, agrega el profesor Rob Jelier. 

“Nuestra investigación ahora demuestra que los defectos genéticos pueden ofrecer una explicación potencial. Tales defectos ocurren espontáneamente y pueden hacer que un organismo caiga de una montaña de un golpe. A primera vista, el organismo es más débil, pero con un poco de suerte, ese valle será justo lo que les otorgue acceso a un pico más alto que los organismos sanos no pueden alcanzar, por estar como atrapado en un cerro local ”. 

“Naturalmente, esto no ocurre con todos los defectos genéticos; a veces, el organismo se debilita hasta tal punto que ya no puede evolucionar. Todo se reduce a volver a la cima rápidamente, ya que de lo contrario, la evolución es despiadada. También vemos que un defecto en varios genes con una función similar a menudo conduce a la misma ruta a la misma nueva cima de la montaña, o en su lugar a un valle profundo del que no se puede escapar. Esto nos está enseñando mucho más sobre el mapa del paisaje evolutivo «.

Nuestros resultados muestran que los defectos genéticos no tienen por qué ser perjudiciales. Son un componente necesario del proceso evolutivo, porque pueden proporcionar una ventaja a más largo plazo.

Salto adelante 

“Nuestros resultados muestran que los defectos genéticos no tienen por qué ser perjudiciales”, concluye Jana Helsen. “Son un componente necesario del proceso evolutivo porque pueden proporcionar una ventaja a más largo plazo. La evolución no está dirigida al individuo, sino al futuro y a las posibilidades de supervivencia de sus descendientes. 

Ésta es la razón por la que a veces puede ser necesario dar un paso atrás para volver a dar un salto hacia adelante más tarde. Los seres humanos también tienen unos 100 genes defectuosos en promedio. Esto podría debilitar al individuo hasta cierto punto, pero eso podría significar que sus descendientes se convertirán en mejores montañeros «. 

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