La evolución evoluciona

La evolución evoluciona
La capacidad de evolucionar evoluciona.

No importa lo bien adaptada que este una especie, siempre hay posibilidades de mejora.

La capacidad de evolución de la bacteria que provoca la enfermedad de Lyme a su vez evoluciona.

Cuando uno va de excursión por Norteamérica debe tener mucho cuidado de que no le pique una garrapata, pues le puede transmitir la enfermedad de Lyme.

Esta enfermedad era antes escasa, pero se ha estado propagando entre la fauna salvaje y está muy extendida. La provoca una bacteria: Borrelia burgdorferi.

Esta bacteria, al igual que otras, tiene una gran capacidad de variación genética que le ayuda a evolucionar y a adaptarse rápidamente a los cambios ambientales.

Un estudio reciente sobre Borrelia burgdorferi muestra que la capacidad de evolucionar también evoluciona y que, por tanto, esta evolucionabilidad puede ser un blanco de la selección natural.

Según Dustin Brisson, de University of Pennsylvania y autor principal del trabajo, aunque había otros datos anteriores que sugerían que había selección sobre la evolucionabilidad, este es el primer ejemplo en donde no hay confusión.

B. burgfdorferi puede provocar una infección crónica incluso cuando el animal infectado tenga una respuesta inmunitaria fuerte.

La bacteria consigue evadirlo cambiando la forma y expresión del antígeno de superficie VIsE (una proteína en su membrana).

Su genoma contiene secuencias genéticas organizadas en “cassetes” que no se suelen expresar, pero que se recombinan con el gen que expresa el antígeno VIsE.

Este mecanismo permite cambiar la proteína resultante y así evadir la respuesta del sistema inmunitario del animal.

8Brisson y Brian Stevenson han mostrado que la variación en estos cassetes tiene que ver con la evolucionabilidad.

Para ello estudiaron su evolución a lo largo del tiempo en 12 cepas de la bacteria. Encontraron que la selección natural parece favorecer bacterias con la mayor variabilidad en los cassetes y, por tanto, con una capacidad mayor de generar diferentes versiones del antígeno.

En principio, una mayor diversidad en los cassetes no debería proporcionar una ventaja selectiva si se considera que no son expresados y no hacen nada más, pero estos investigadores dicen haber encontrado pruebas de selección, así que la cuestión es qué otra cosa podría ser además de la evolucionabilidad.

Los investigadores analizaron muestras de B. burgdorferi que permanecían congeladas desde los noventa, cuando Stevenson habría realizado unos experimentos infectando ratones con esta bacteria.

Encontraron que los cambios en las secuencias de los cassetes silenciosos eran más comunes que los cambios en otras partes del genoma.

Según Paul Rainey, del instituto Max Planck y no involucrado en el estudio, “tiene todo el sentido que los organismos deben estar predispuestos a enfrentarse a futuros ambientes, pero cuando piensas acerca de cómo esto puede darse, no es nada obvio.”

Según él estos investigadores han mostrado claramente que la selección natural puede dar lugar a la evolución de tipos que tienen una gran capacidad de responder a futuros ambientes.


Uno de los experimentos más bonitos de la historia de la ciencia es el que está realizando Richard Lenski (Michigan State University) desde 1988.

Entonces empezó a cuidar 12 cultivos bacterianos de E. coli en un medio nutritivo y condiciones simples y estables.

Cada 500 generaciones Lenski toma una muestra de cada una y la congela para su posterior análisis. Desde entonces se han sucedido 58.000 generaciones, el equivalente en tiempo humano a un millón y medio de años.

Este experimento, que todavía continua, permite ver cómo funciona la evolución y contrastar sus resultados con los modelos propuestos sin necesidad de esperar millones de años.

Así por ejemplo, se pudo comprobar que las bacterias evolucionaron para metabolizar citrato, un compuesto que normalmente no consumían o que las mutaciones se van acumulando silenciosamente sin ningún efecto hasta que se obtiene el conjunto adecuado de genes que confiere una determinada ventaja adaptativa.

El caso es que ya se han acumulado datos como para hacer estudios cuantitativos interesantes.

Después de 10.000 generaciones, Lenski pensó que sus bacterias habían alcanzado el límite de adaptación y que no se podía mejorar más. Pero los datos del resto de las generaciones muestran que no es así.

Las nuevas generaciones crecen mejor y más rápido que las antiguas, lo que viene a decir que la adaptación nunca para de mejorar.

Michael Wiser, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Lenski, ha calculado cómo es esta mejora en la adaptación y ha descubierto que sigue una ley de potencia.

Esto viene a decir que siempre hay espacio para la mejora, incluso cuando pasen millones de generaciones.

¿Y por qué es este resultado importante?

En una de las metáforas favoritas de los biólogos, se había propuesto que la evolución era cómo subir una cadena montañosa.

La evolución va operando y se va subiendo por la pendiente, hasta que se alcanza un pico.

Esto se daría cuando se tiene el conjunto perfecto de genes que dan la adaptación máxima.

A partir de ahí, de ese pico de adaptación, sólo se puede descender, es decir, no hay mejora posible y sólo se puede reducir la adaptación.

 Una mutación más y se va cuesta abajo.

Pero los datos de este experimento contradicen esta propuesta teórica, pues incluso después de un cuarto de siglo las bacterias siguen mejorando su adaptación pese a que su ambiente es absolutamente estable.

No hay meta a la vista, no hay pico de adaptabilidad.

La adaptación es cada vez más lenta, pero la mejora no se detiene, tal y como indica la ley de potencia.

La pendiente se hace menos empinada con el tiempo, pero no se alcanza nunca el pico.

La moraleja es que no importa lo bien adaptada que este una especie, siempre hay posibilidades de mejora.

Lo curioso es que una ley tan simple describa el comportamiento evolutivo en este experimento, pese a que sus comienzos fueran tan agitados.

Esto sugiere que, pese a que los sistemas biológicos son inherentemente complicados, están gobernados por principios generales que pueden describirse cuantitativamente de manera sencilla.

Después de 25 años este experimento sigue proporcionando resultados excitantes y es más valioso según pasa más tiempo.

 “A partir de modelos podemos predecir cómo las cosas evolucionan, cómo estas bacterias se adaptarán, si las futuras generaciones de científicos continúan el experimento después de que yo me haya ido”, dice Lenski.

Este investigador espera que el experimento continúe por siempre.

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