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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Moscas, osos y evolución

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Sin duda, la evolución de las especies es uno de los hechos más relevantes de la vida. La evolución no aborda solo cómo una especie se adapta para sobrevivir a los cambios del entorno sino, sobre todo, cómo de una sola especie pueden surgir dos, tres, o todo un conjunto de especies, cada una de ellas adaptada a un nicho ecológico diferente. A este proceso se le denomina especiación.

El proceso de la especiación es uno de los más controvertidos. Ya Charles Darwin, en su obra titulada, precisamente, El Origen de las Especies, mencionaba que carecía de explicación para el hecho de por qué los organismos vivos se agrupan en especies bien definidas, en lugar de existir una gradación continua entre todos los organismos, una cadena que permitiría encontrar organismos diferentes unos de otros de una forma progresiva, en lugar de la forma discontinua que observamos con las diferentes especies. El resto fósil de animales o plantas extintos tampoco parece guardar signos de gradación alguna, u organismos en transición, entre unas especies u otras. Los fósiles pertenecen también a especies definidas, claramente diferentes de otras especies coetáneas.

Parece claro, por tanto, que alguna característica fundamental de la evolución favorece la aparición de especies definidas, y no una continuidad de organismos diferentes. Es como si en el “espacio de la vida”, un espacio que podemos suponer como un plano imaginario donde se sitúan los organismos, existieran lugares privilegiados, puntos de estabilidad, en los que las especies se acumulan. De manera similar a la materia del universo, que se agrupa en estrellas y planetas y no se encuentra dispersa por el espacio, los seres vivos se concentran también en puntos del espacio de la vida que representan las especies.

Si lo anterior es cierto, como mantienen importantes biólogos evolucionistas, esto quiere decir que, para que una especie evolucione a otra, deben generarse, de manera relativamente rápida, organismos que puedan acomodarse en un nuevo punto de estabilidad del espacio de la vida. En otras palabras, no basta solo con pequeñas variaciones que muevan a los organismos una corta distancia por el espacio de la vida, sino que se necesitan cambios que muevan a los organismos de un punto a otro relativamente alejado dentro de ese espacio de la vida.

En todo caso, no podemos generar fácilmente especies nuevas en el laboratorio para estudiar el proceso. No obstante, a finales de los años 80 del pasado siglo, un grupo de investigadores utilizó un recinto con tres hábitats diferentes, como por ejemplo húmedo/seco, luminoso/oscuro y cálido/frío, y dejó que una población inicial de moscas de laboratorio eligiera libremente en que hábitat vivir. Tras tan solo 35 generaciones, las moscas que habían elegido vivir en uno u otro de los hábitats se habían convertido en especies diferentes desde el punto de vista reproductivo, ya que solo se cruzaban con individuos de su mismo hábitat, y no de otro.

El genoma del oso

Claramente, es imposible realizar experimentos como estos con animales salvajes, y tampoco es fácil observar cómo de una especie ancestral se originan otras, debido al prolongado tiempo necesario para ello, por lo que es necesario abordar el problema de la especiación de los animales superiores con otras estrategias. Una de ellas es estudiar las divergencias genéticas entre dos especies distintas, pero muy próximas, y analizar cómo esas divergencias pueden explicar la manera en que ambas especies se han separado. Este abordaje de la especiación ha sido realizado con el oso polar (Ursus maritimus) y el oso pardo (Ursus arctus).

El oso polar está adaptado de manera exquisita a vivir en un ambiente helado y pasa la mayor parte de su vida sobre trozos de hielo que flotan en el océano Ártico. Esto requiere una gran cantidad de energía, que este animal consigue cazando focas, un alimento extremadamente graso.

La grasa es, sin duda, la parte más importante de la dieta de los osos polares. La leche de una osa polar contiene un 27% de grasa; la de una mujer, solo alrededor del 4%. Un oso adulto puede poseer hasta el 50% de su peso en forma de grasa; un ser humano, entre el 14% y el 18%. Los osos pardos, en cambio, no dependen de una dieta tan rica en grasa como la de los osos polares.

Investigadores de 22 centros de investigación diferentes han secuenciado con alta precisión los genomas de 89 osos, polares o pardos, y los comparan entre ellos en busca de cambios genéticos que pudieran explicar las diferencias entre ambas especies de osos. En su análisis, publicado en la prestigiosa revista Cell, encuentran que ambas especies divergieron hace solo unos 400.000 años, muy poco tiempo en términos evolutivos. Consideremos, si no, que chimpancés y humanos nos separamos hace unos siete millones de años. Además, encuentran que tan solo 16 genes han sufrido una selección positiva en el proceso de adaptación al Ártico del oso polar. Nueve de esos 16 genes están relacionados con la gestión de la grasa injerida para evitar cardiopatías y enfermedades vasculares. Uno de ellos participa en la formación de la lipoproteína LDL, fundamental en el trasporte del colesterol.

Así pues, este estudio indica que no son necesarios un gran número de cambios para mover a una especie de un punto del espacio de la vida a otro. Tan solo cambios en unos pocos genes pueden modificar radicalmente la capacidad para alimentarse de una determinada dieta, o para vivir a una temperatura diferente. El proceso de especiación no es hoy tan misterioso como lo era en tiempos del gran Charles Darwin.

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Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

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Adenio Fidelio

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