Al menos en poblaciones de bacterias, la evolución encuentra la misma solución al mismo problema una y otra vez.
| Microfotografía de bacterias E. coli. Fuente: The maryland biochip. |
A pesar de que la mutaciones se dan de manera aleatoria, un estudio evolutivo basado en bacterias E. coli revela que la Naturaleza encuentra la misma solución al mismo problema una y otra vez.
Las mutaciones permiten a las especies adaptarse y diversificarse gracias a los mecanismos evolutivos que ya conocemos todos. Sin esa variabilidad genética la selección natural no tendría sobre lo que trabajar y no habría evolución propiamente dicha.
Frecuentemente, cuando se separan geográficamente poblaciones de una misma especie, cada grupo sigue su propio curso evolutivo y se adapta a las particularidades de su ambiente. Con el tiempo se forman dos especies distintas y al final ya ni siquiera los individuos de un grupo se pueden cruzar con los del otro. A partir de ahí se mantendrán las dos especies incluso cuando las circunstancias geográficas cambien.
Pero esta especiación por aislamiento geográfico no es el único mecanismo. Se ha informado de diversas especies de animales y plantas cuyas poblaciones consiguen evolucionar en sus propios nichos ecológicos y separarse en varias especies distintas pese a compartir el mismo lugar geográfico.
Ya en 2008 Michael Doebeli (University of British Columbia) y sus colaboradores demostraron que las bacterias E. coli se podían diversificar pese a compartir el mismo tubo de ensayo. En ese estudio se les daba de comer al mismo grupo homogéneo de bacterias glucosa, que es fácil de metabolizar y acetado que es difícil de metabolizar. Estas bacterias pueden consumir una cosa u otra, pero se descubrió que en los distintos tubos de ensayo se producían dos poblaciones distintas, cada una de ellas especializada en consumir una de las dos sustancias. Lo que no sabían era el camino genético que había seguido cada grupo para alcanzar esa especialización.
En un nuevo estudio este mismo grupo investigador ha analizado parte de las muestras conservadas desde entonces y ha secuenciado 17 muestras genéticas. El estudio revela que en algunos casos aparecieron mutaciones idénticas pese a la naturaleza aleatoria de las mutaciones. Los mismos cambios en el ambiente favorecieron las mismas soluciones genéticas, pese a que podía haber varias.
Además descubrieron que esas mutaciones se dieron en un orden específico de tal modo que la última mutación sólo era útil si había aparecido la primera.
El estudio es novedoso porque, aunque se había informado de la aparición de un rasgo en un orden particular, hasta ahora no se habían documentado los cambios genéticos que lo permitían.
Jerry Coyne, de University of Chicago, dice que sería interesante conocer cómo de frecuentemente los genes que cambian son los mismos o diferentes, lo que nos daría las limitaciones que tiene la evolución. Al parecer los insectos suelen evolucionar bajo las mismas mutaciones para hacerse resistentes a los insecticidas. Añade que de todos modos es difícil extrapolar este tipo de estudios microbianos a seres de reproducción sexual.
Michael Stumpf, del Imperial College London, advierte que las bacterias viven en poblaciones muy grandes y su evolución puede ser más predecible que para especies de poblaciones dispersas. Además, los ambientes pueden cambiar más rápidamente de lo que pueden evolucionar las especies, por lo que sería interesante examinar en estudios futuros cómo de predecible es la evolución en ambientes cambiantes.
Doebeli tiene docenas de otras líneas congeladas de bacterias que evolucionaron en ambientes de complejidad variada por lo que espera contestar a algunas de estas preguntas en el futuro.
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