Un ser humano, un pulpo y un coral apenas podrían parecerse menos entre sí. Sin embargo, en el interior de sus células guardan fragmentos de un mismo genoma heredado de un antepasado común que habitó la Tierra hace más de 600 millones de años.
Esos fragmentos sobrevivieron en sus cromosomas a fusiones, divisiones y reordenamientos a lo largo de eras geológicas enteras. La pregunta que durante décadas desafió a la biología evolutiva era cómo rastrear esos cambios a escala global, en miles de especies a la vez.
Un equipo internacional liderado por investigadores de la Universidad de Viena acaba de ofrecer una respuesta. Compararon los genomas de más de 4.400 especies animales y construyeron un mapa que muestra cómo evolucionó el material genético del reino animal durante los últimos 600 millones de años.
El hallazgo central es que esa evolución no ocurre al azar: los genomas siguen “autopistas evolutivas” predecibles y de sentido único, caminos que una vez tomados no tienen retorno. Un estudio publicado en la revista Science Advances detalla el nuevo enfoque, al que los autores llaman “topología evolutiva del genoma”.
Los genomas animales siguen autopistas evolutivas irreversibles
El mecanismo central del estudio se llama fusión con mezcla. Ocurre cuando dos cromosomas se unen y sus genes comienzan a entremezclarse, como dos barajas de cartas que se mezclan y ya no pueden separarse en sus mazos originales.
A diferencia de otros cambios cromosómicos, este proceso no tiene marcha atrás: una vez mezclados, los genes no pueden volver a su disposición anterior. Esa propiedad lo convierte en una huella permanente del pasado evolutivo de cada especie. El mapa resultante permite reconstruir la trayectoria que tomó cada grupo animal desde el antepasado común.
“Por primera vez podemos ver miles de genomas en un solo mapa y trazar los caminos únicos por los que evolucionó el ADN de los animales”, afirmó Darrin Schultz, quien lideró el trabajo como investigador posdoctoral en la Universidad de Viena y actualmente es profesor asistente en la Universidad Lehigh, según el comunicado de prensa institucional.
El mapa también muestra que los cambios cromosómicos no ocurrieron a ritmo constante. Según se detalla en el estudio, las fusiones fueron mucho más frecuentes hace unos 550 millones de años, durante una época de intensa diversificación animal, y se volvieron cada vez más raras a medida que los grandes grupos se consolidaron.
Los corales y las medusas, por ejemplo, conservan con notable fidelidad la organización cromosómica de aquel antepasado remoto; los mosquitos y las moscas de la fruta, en cambio, muestran genomas profundamente reorganizados.
Cada linaje ocupa una región única e irrepetible del espacio genómico
Uno de los hallazgos es que los grupos con genomas muy reorganizados no convergen en un destino genómico común: cada linaje ocupa una zona propia y distinguible del mapa.
Mosquitos, moscas y nematodos tienen todos los cromosomas muy alterados, pero cada uno ocupa una zona diferente del mapa, como si hubieran tomado rutas de escape distintas desde un mismo punto de partida. La reorganización masiva no borra las diferencias entre grupos: las profundiza.
El estudio identifica además dos grandes caminos de evolución cromosómica. En el primero, varios cromosomas se fusionan y su número total se reduce, pero los bloques ancestrales permanecen reconocibles, como ocurre en las ostras.
En el segundo, el número de cromosomas aumenta, ya sea por ruptura de cromosomas existentes o por duplicación completa del genoma, como sucedió en los vertebrados. Ambas vías llevan al linaje a un territorio genómico propio, desde el que es muy difícil dar marcha atrás.
El mapa genómico, una herramienta para conservar la biodiversidad
Más allá de reconstruir el pasado, el análisis tiene implicaciones prácticas. Como ciertos grupos ocupan regiones únicas y aisladas del mapa, la herramienta permite identificar linajes cuya organización genómica no tiene equivalente en ningún otro grupo animal.
“Comprender estas reglas de la evolución no solo nos dice cosas sobre el pasado”, afirmó Oleg Simakov, profesor de la Universidad de Viena que codirigió el estudio, según el comunicado de prensa. “También nos permite identificar medidas clave para la conservación de la biodiversidad animal”, completó.
El trabajo también muestra que cuando dos cromosomas se fusionan, algunos genes que antes estaban separados quedan como vecinos dentro del cromosoma resultante. Con el tiempo, esa cercanía puede volverse funcionalmente relevante: los genes empiezan a compartir elementos de control y desarrollan vínculos que persisten durante cientos de millones de años.
El estudio identificó miles de estas parejas estables, características de un linaje y ausentes en los demás, y encontró que no son aleatorias: reflejan aspectos concretos de la biología de cada grupo animal, según se detalla en el trabajo.
